Rheinisch â Westfälische Technische Hochschule Aachen
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<strong>Rheinisch</strong> – Westfälische <strong>Technische</strong><br />
<strong>Hochschule</strong> <strong>Aachen</strong><br />
Lehr- und Forschungsgebiet Abfallwirtschaft<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. P. Doetsch<br />
Diplomarbeit<br />
Thema:<br />
Herstellung und Einsatz von Ersatzbrennstoffen in Europa<br />
sowie<br />
Umweltrelevanz von Produkten und Reststoffen aus der Mitverbrennung von Abfällen<br />
Bearbeiter:<br />
Ulrich Gromke<br />
Matr.Nr.: 19 07 91<br />
Betreuer:<br />
Prof. Dr.-Ing. P. Doetsch (LfA, RWTH <strong>Aachen</strong>)<br />
Dipl. Phys. Jürgen Giegrich (ifeu, Heidelberg)<br />
<strong>Aachen</strong>, den 7.1.2002.
Inhaltsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Inhaltsverzeichnis Seite<br />
1 Einleitung............................................................................................... 1-1<br />
2 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa..................... 2-1<br />
2.1 Europäische Einordnung .................................................................................. 2-1<br />
2.1.1 Abfallrahmenrichtlinie ....................................................................................... 2-2<br />
2.1.2 Verbrennung von Abfällen ................................................................................ 2-2<br />
2.1.3 Auswirkungen des neuen Abfallartenkataloges auf die Mitverbrennung ........... 2-6<br />
2.2 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Deutschland ............................. 2-9<br />
2.2.1 Abfallgesetze.................................................................................................... 2-9<br />
2.2.2 Mitverbrennung von Abfällen .......................................................................... 2-10<br />
2.2.3 Verordnungen und Verwaltungsvorschriften ................................................... 2-12<br />
2.2.4 Sonstige betroffene Gesetze .......................................................................... 2-16<br />
2.3 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Italien ..................................... 2-17<br />
2.3.1 Abfallgesetze.................................................................................................. 2-17<br />
2.3.2 Mitverbrennung von Abfällen .......................................................................... 2-18<br />
2.4 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in den Niederlanden ................... 2-19<br />
2.4.1 Abfallgesetze.................................................................................................. 2-19<br />
2.4.2 Mitverbrennung von Abfällen .......................................................................... 2-21<br />
2.5 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Österreich............................... 2-22<br />
2.5.1 Abfallgesetze.................................................................................................. 2-22<br />
2.5.2 Mitverbrennung von Abfällen .......................................................................... 2-23<br />
2.6 Vergleich der länderspezifischen Grenzwerte bezüglich<br />
Abfallmitverbrennung...................................................................................... 2-27<br />
3 Sekundäre Brennstoffe......................................................................... 3-1<br />
3.1 Charakterisierung von Abfällen......................................................................... 3-1<br />
3.2 Erzeugung eines Sekundärbrennstoffes ........................................................... 3-3<br />
3.2.1 Tatsächliche Schadstoffgehalte der Ersatzbrennstoffe ..................................... 3-4<br />
3.2.2 Standardisierung von Ersatzbrennstoffen ......................................................... 3-4<br />
3.2.3 RAL Gütezeichen „Gütesicherung Sekundärbrennstoffe“ (RAL-GZ 724) ......... 3-5<br />
3.2.4 Restmüllsplitting ............................................................................................... 3-9<br />
3.2.5 Mechanisch-biologische Anlagen ..................................................................... 3-9
Inhaltsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
3.2.6 Herhof Trockenstabilat ® -Verfahren ................................................................... 3-9<br />
3.2.7 Sonstige Verfahren zur Ersatzbrennstoffherstellung ....................................... 3-10<br />
3.3 Charakterisierung von Ersatzbrennstoffen...................................................... 3-11<br />
3.4 Schadstoffbelastung der Brennstoffe.............................................................. 3-17<br />
4 Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa.................... 4-1<br />
4.1 Aufbereitungsanlagen in Deutschland .............................................................. 4-1<br />
4.1.1 Situation der Abfallwirtschaft ............................................................................ 4-1<br />
4.1.2 Kapazität der mechanisch-biologischen Aufbereitungsanlagen ........................ 4-2<br />
4.2 Aufbereitungsanlagen in Italien......................................................................... 4-5<br />
4.2.1 Informationsstand............................................................................................. 4-5<br />
4.2.2 Situation der Abfallwirtschaft ............................................................................ 4-6<br />
4.2.3 Kapazität der mechanisch-biologischen Aufbereitungsanlagen ........................ 4-6<br />
4.3 Aufbereitungsanlagen in den Niederlanden ...................................................... 4-8<br />
4.3.1 Informationsstand............................................................................................. 4-8<br />
4.3.2 Situation der Abfallwirtschaft ............................................................................ 4-8<br />
4.3.3 Kapazität der mechanisch-biologischen Aufbereitungsanlagen ...................... 4-11<br />
4.4 Aufbereitungsanlagen in Österreich................................................................ 4-13<br />
4.4.1 Situation der Abfallwirtschaft .......................................................................... 4-13<br />
4.4.2 Kapazität der mechanisch-biologischen Aufbereitungsanlagen ...................... 4-15<br />
5 Technologie der Abfallmitverbrennung .............................................. 5-1<br />
5.1 Kraftwerke ........................................................................................................ 5-1<br />
5.1.1 Anlagenbeschreibung....................................................................................... 5-2<br />
5.1.2 Probleme bei der Mitverbrennung in Kraftwerken ............................................. 5-4<br />
5.1.3 Mögliche Brennstoffe........................................................................................ 5-5<br />
5.1.4 Mitverbrennungspotenzial................................................................................. 5-6<br />
5.2 Zementwerke.................................................................................................... 5-7<br />
5.2.1 Anlagenbeschreibung....................................................................................... 5-7<br />
5.2.2 Mögliche Brennstoffe........................................................................................ 5-9<br />
5.2.3 Mitverbrennungspotenzial............................................................................... 5-11<br />
5.3 Ziegeleien....................................................................................................... 5-11<br />
5.3.1 Anlagenbeschreibung..................................................................................... 5-12<br />
5.3.2 Mitverbrennungspotenzial............................................................................... 5-12<br />
5.3.3 Mögliche Brennstoffe...................................................................................... 5-13<br />
5.4 Papier- und Zellstoffindustrie .......................................................................... 5-14<br />
5.4.1 Anlagenbeschreibung..................................................................................... 5-14
Inhaltsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
5.4.2 Mögliche Brennstoffe...................................................................................... 5-15<br />
5.4.3 Mitverbrennungspotenzial............................................................................... 5-15<br />
5.5 Stahlwerke...................................................................................................... 5-16<br />
5.5.1 Anlagenbeschreibung..................................................................................... 5-16<br />
5.5.2 Mögliche Brennstoffe...................................................................................... 5-16<br />
5.5.3 Mitverbrennungspotenzial............................................................................... 5-16<br />
5.6 Sonstige Feuerungsanlagen........................................................................... 5-17<br />
6 Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum ............... 6-1<br />
6.1 Anlagen zur Abfallmitverbrennung in Deutschland............................................ 6-1<br />
6.1.1 Zementwerke.................................................................................................... 6-1<br />
6.1.2 Kraftwerke ........................................................................................................ 6-4<br />
6.1.3 Stahlwerke........................................................................................................ 6-5<br />
6.1.4 Ziegeleien......................................................................................................... 6-5<br />
6.1.5 Zellstoff- und Papierverarbeitende Industrie ..................................................... 6-6<br />
6.1.6 Sonstige Mitverbrennungsanlagen ................................................................... 6-7<br />
6.1.7 Zusammenfassung........................................................................................... 6-8<br />
6.2 Anlagen zur Abfallmitverbrennung in Italien...................................................... 6-8<br />
6.2.1 Zementwerke.................................................................................................... 6-9<br />
6.2.2 Kraftwerke ...................................................................................................... 6-10<br />
6.2.3 Zellstoff- und Papierindustrie .......................................................................... 6-10<br />
6.2.4 RDF-Verbrennungsanlagen............................................................................ 6-10<br />
6.2.5 Zusammenfassung......................................................................................... 6-10<br />
6.3 Anlagen zur Abfallmitverbrennung in den Niederlanden ................................. 6-11<br />
6.3.1 Zementwerke.................................................................................................. 6-11<br />
6.3.2 Kraftwerke ...................................................................................................... 6-12<br />
6.3.3 Stahlwerke...................................................................................................... 6-13<br />
6.3.4 Zellstoff- und Papierindustrie .......................................................................... 6-14<br />
6.3.5 Sonstige Mitverbrennungsanlagen ................................................................. 6-14<br />
6.3.6 Zusammenfassung......................................................................................... 6-15<br />
6.4 Anlagen zur Abfallmitverbrennung in Österreich............................................. 6-15<br />
6.4.1 Thermische Anlagen....................................................................................... 6-16<br />
6.4.2 Zementwerke.................................................................................................. 6-17<br />
6.4.3 Kraftwerke ...................................................................................................... 6-18<br />
6.4.4 Stahlwerke...................................................................................................... 6-19<br />
6.4.5 Ziegeleien....................................................................................................... 6-20<br />
6.4.6 Zellstoff- und Papierindustrie .......................................................................... 6-20
Inhaltsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
6.4.7 Holzverarbeitende Industrie............................................................................ 6-23<br />
6.4.8 Sonstige Mitverbrennungsanlagen ................................................................. 6-23<br />
6.4.9 Zusammenfassung......................................................................................... 6-23<br />
6.5 Zusammenfassung des Standes der Mitverbrennung im<br />
Betrachtungsraum .......................................................................................... 6-24<br />
7 Theorie der Stoffflussanalyse.............................................................. 7-1<br />
7.1 Stoffflussanalyse .............................................................................................. 7-1<br />
7.2 Petri-Netze ....................................................................................................... 7-2<br />
7.2.1 Transferfaktoren ............................................................................................... 7-3<br />
7.2.2 Modellbildung in Umberto ® ............................................................................... 7-4<br />
8 Inventar der Produkte und Reststoffe aus<br />
Mitverbrennungsanlagen ..................................................................... 8-1<br />
8.1 Ziele der Untersuchung .................................................................................... 8-1<br />
8.2 Systemgrenzen ................................................................................................ 8-2<br />
8.2.1 Auswahl der betrachteten Prozesse ................................................................. 8-2<br />
8.2.2 Auswahl der betrachteten Güter ....................................................................... 8-3<br />
8.2.3 Auswahl der betrachteten Stoffe....................................................................... 8-4<br />
8.2.4 Getroffene Annahmen ...................................................................................... 8-6<br />
8.3 Stoffstromverhalten .......................................................................................... 8-7<br />
8.4 Auswirkungen auf die Produkte und Reststoffe ................................................ 8-7<br />
8.4.1 Zementklinker................................................................................................... 8-7<br />
8.4.2 Filterstaub ...................................................................................................... 8-11<br />
8.4.3 REA-Gips ....................................................................................................... 8-16<br />
8.4.4 Grobasche...................................................................................................... 8-17<br />
8.4.5 Zusammenfassung der Ergebnisse ................................................................ 8-19<br />
9 Bewertung der Mitverbrennung........................................................... 9-1<br />
9.1 Gleichbleibende Schadstoffbelastung............................................................... 9-1<br />
9.2 Schadstoffkonzentrierung versus Schadstoffverteilung..................................... 9-2<br />
9.3 Schadstofffreisetzbarkeit .................................................................................. 9-3<br />
9.3.1 Elutionsverfahren.............................................................................................. 9-4<br />
9.3.2 Auswahl des Elutionsverfahrens am Beispiel Zement....................................... 9-6<br />
9.3.3 Anwendung auf die Ergebnisse der Stoffflussanalyse ...................................... 9-8<br />
10 Zusammenfassung ............................................................................. 10-1
Inhaltsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
10.1 Fazit ............................................................................................................... 10-2<br />
11 Literaturverzeichnis............................................................................ 11-1<br />
Anhang AAnlagenverzeichnis ..............................................................................A-1<br />
Anhang BAbkürzungsverzeichnis........................................................................B-1
Tabellenverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabellenverzeichnis Seite<br />
Tabelle 1-1: Für und Wider der Mitverbrennung von Abfällen.................................. 1-5<br />
Tabelle 2-1: Ausgewählte neu als gefährlich eingestufte Abfallstoffe ...................... 2-8<br />
Tabelle 2-3: Emissionsgrenzwerte nach EU-Verbrennungsrichtlinie ..................... 2-28<br />
Tabelle 2-5: Emissionsgrenzwerte für Abfallverbrennungsanlagen und<br />
Mitverbrennungsanlagen in Europa................................................................ 2-29<br />
Tabelle 3-1: Ausgewählte Grenzwerte für Ersatzbrennstoffe................................... 3-6<br />
Tabelle 3-3: Schadstoffbelastung ausgewählter Ersatzbrennstoffe ....................... 3-18<br />
Tabelle 4-1: Mengenentwicklung von Abfällen in deutschen<br />
Entsorgungsanlagen......................................................................................... 4-1<br />
Tabelle 4-3: Mechanisch-biologische Anlagen in Deutschland ohne<br />
heizwertreichen Output..................................................................................... 4-2<br />
Tabelle 4-5: Mechanisch-biologische Anlagen in Deutschland mit<br />
heizwertreichem Output.................................................................................... 4-3<br />
Tabelle 4-7: Abschätzung der in Deutschland maximal verfügbaren<br />
Ersatzbrennstoffe.............................................................................................. 4-5<br />
Tabelle 4-9: Aufbereitungsanlagen in Italien, welche eine CDR-Fraktion<br />
produzieren....................................................................................................... 4-7<br />
Tabelle 4-11: Preise für ausgewählte Brennstoffe in den Niederlanden .................. 4-9<br />
Tabelle 4-13: Biomasseanfall und Verbrennungspotenzial in den Niederlanden ..... 4-9<br />
Tabelle 4-15: 1998 in den Niederlanden zur Verfügung stehende brennbare<br />
Abfälle............................................................................................................. 4-10<br />
Tabelle 4-17: Sekundärbrennstoffaufbereitungsanlagen in den Niederlanden<br />
und deren Kapazitäten.................................................................................... 4-11<br />
Tabelle 4-19 Sekundärbrennstoffaufbereitungsanlagen in Bau/Planung in den<br />
Niederlanden und deren Kapazitäten ............................................................. 4-12<br />
Tabelle 4-21: Abfallaufkommen in Österreich ........................................................ 4-13<br />
Tabelle 4-23: Abfallaufkommen in Österreich aus Haushalten und ähnlichen<br />
Einrichtungen, Stand 1999 ............................................................................. 4-14<br />
Tabelle 4-25: Behandlungs- und Verwertungsanteile in Österreich ....................... 4-14<br />
Tabelle 4-27: Abfallwirtschaftlich relevante Anlagen in Österreich ........................ 4-15
Inhaltsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabelle 4-29: Behandlungskapazitäten der mechanisch-biologischen Anlagen<br />
in Österreich im Jahr 2000.............................................................................. 4-16<br />
Tabelle 6-1: Abfall einsetzende thermische Anlagen in Deutschland ...................... 6-2<br />
Tabelle 6-3: Sekundärbrennstoffeinsatz und Einsatzkapazitäten in der<br />
deutschen Zementindustrie 1999...................................................................... 6-3<br />
Tabelle 6-5: Mitverbrennung in deutschen Stahlwerken .......................................... 6-5<br />
Tabelle 6-7: Eingesetzte Porosierungsmittel in deutschen Ziegeleien..................... 6-6<br />
Tabelle 6-9: Ersatzbrennstoffe in der deutschen Papierindustrie............................. 6-7<br />
Tabelle 6-11: Kapazitäten zur Mitverbrennung von Abfällen in Deutschland........... 6-8<br />
Tabelle 6-13: Verbrennungsanlagen in Italien ......................................................... 6-9<br />
Tabelle 6-15: Verbrennungsanlagen in den Niederlanden..................................... 6-11<br />
Tabelle 6-17: Eingesetzte Ersatzbrennstoffe in ENCI, ’s-Hertogenbosch.............. 6-12<br />
Tabelle 6-19: Mitverbrennung in niederländischen Kraftwerken ............................ 6-13<br />
Tabelle 6-21: Sonstige Verbrennungsanlagen in den Niederlanden...................... 6-14<br />
Tabelle 6-23: Mitverbrennungskapazitäten in den Niederlanden ........................... 6-15<br />
Tabelle 6-25: Mitverbrennung in Österreich........................................................... 6-16<br />
Tabelle 6-27: Eingesetzte Ersatzbrennstoffe in der österreichischen<br />
Zementindustrie 1999..................................................................................... 6-18<br />
Tabelle 6-29: Zementwerke in Österreich.............................................................. 6-18<br />
Tabelle 6-31: „Sonstige Energieträger“ in Österreich............................................. 6-19<br />
Tabelle 6-33: Eingesetzte Porosierungsmittel in österreichischen Ziegeleien ....... 6-20<br />
Tabelle 6-35: Mitverbrennung in der österreichischen Zellstoff- und<br />
Papierindustrie................................................................................................ 6-21<br />
Tabelle 6-37: Brennstoffverbrauch der österreichischen Zellstoff- und<br />
Papierindustrie, 1998...................................................................................... 6-22<br />
Tabelle 6-39: 1998 in der österreichischen Papier- und Zellstoffindustrie<br />
eingesetzte Abfälle ......................................................................................... 6-22<br />
Tabelle 6-41: Ersatzbrennstoffeinsatz in der österreichischen Industrie, Stand<br />
1998................................................................................................................ 6-23<br />
Tabelle 6-43: Zusammenfassung der Mitverbrennung in der Zementindustrie...... 6-25<br />
Tabelle 8-1: Schadstoffbelastungen der ausgewählten Abfälle zur<br />
Mitverbrennung................................................................................................. 8-5<br />
Tabelle 8-2: Berechnete Schadstoffkonzentrationen im Zementklinker...................8-8
Inhaltsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabelle 8-3: Tolerierbare Schadstoffbelastungen (Umwelttoleranzwerte) für<br />
Klinker und Zement......................................................................................... 8-10<br />
Tabelle 8-4: Bandbreiten von Klinkeranteilen in verschiedenen Zementen ...........8-11<br />
Tabelle 8-5: Berechnete Schadstoffkonzentrationen im Filterstaub eines<br />
Steinkohlekraftwerkes..................................................................................... 8-12<br />
Tabelle 8-6: Berechnete Schadstoffkonzentrationen im Filterstaub eines<br />
Braunkohlekraftwerkes ................................................................................... 8-14<br />
Tabelle 8-7: Berechnete Schadstoffkonzentrationen im REA-Gips eines<br />
Steinkohlekraftwerkes..................................................................................... 8-17<br />
Tabelle 8-8: Berechnete Schadstoffkonzentration in der Schlacke eines<br />
Steinkohlekraftwerkes..................................................................................... 8-18<br />
Tabelle 9-1: Konzentrationen von Spurenelementen in der Erdkruste..................... 9-3<br />
Tabelle 9-3: Grenzwerte nach TrinkwV.................................................................... 9-7<br />
Tabelle A-1: Mechanisch-biologische Anlagen in Deutschland ..........................A-1<br />
Tabelle A-2: Aufbereitungsanlagen für industrielle Abfälle in NRW....................A-3
Abbildungsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Abbildungsverzeichnis Seite<br />
Abbildung 3-1: Vergleich verschiedener Grenzwerte für Ersatzbrennstoffe............. 3-7<br />
Abbildung 7-1: Beispiel für ein einfaches System .................................................... 7-2<br />
Abbildung 7-2: Beispiel für ein einfaches Petri-Netz ................................................ 7-3<br />
Abbildung 7-3: Beispiel für ein einfaches Sankey-Diagramm .................................. 7-4<br />
Abbildung 8-1: Obere Bearbeitungsebene des Petri-Netzes ................................... 8-6<br />
Abbildung 8-2: Stoffflüsse der Mitverbrennung von Rofire-Pellets im<br />
Zementwerk als Sankey-Diagramm dargestellt ................................................ 8-9<br />
Abbildung 8-3: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung<br />
im Zementklinker .............................................................................................. 8-9<br />
Abbildung 8-4: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung<br />
im Filterstaub eines Steinkohlekraftwerkes..................................................... 8-13<br />
Abbildung 8-5: Stoffflüsse der Mitverbrennung von Rofire-Pellets im<br />
Steinkohlekraftwerk als Sankey-Diagramm dargestellt................................... 8-13<br />
Abbildung 8-6: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung<br />
im Filterstaub eines Braunkohlekraftwerkes ................................................... 8-15<br />
Abbildung 8-7: Stoffflüsse der Mitverbrennung von Altholz im<br />
Braunkohlekraftwerk als Sankey-Diagramm dargestellt ................................. 8-16<br />
Abbildung 8-8: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung<br />
im REA-Gips eines Steinkohlekraftwerkes ..................................................... 8-17<br />
Abbildung 8-9: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung<br />
in der Schlacke eines Steinkohlekraftwerkes.................................................. 8-18
_________________________________________________________________________________<br />
Entropie<br />
Die Müllwerdung der Materie stellt die sprunghafte Erreichung eines quasistationären<br />
ersten Entropiemaximums dar, das seinerseits einer langsamen,<br />
diffusiven Maximierungsdynamik unterliegt: Die Verpackung wird zum Abfall, der sich<br />
langsam zersetzt, seine Bestandteile in Luft, Wasser und Boden dissipiert.<br />
Vermüllung ist ein Grundprinzip menschlichen Handelns; was der Mensch in die<br />
Hand nimmt, verwandelt sich direkt oder indirekt in Müll. Da aber der Übergang von<br />
der Produktform zur Müllform eines Gegenstandes als Entropiemaximierung<br />
verstanden werden kann, handelt es sich um einen quasi naturgesetzlich<br />
ablaufenden Prozess mit eigener Dynamik, der nur durch aktive Gegenmaßnahmen<br />
unter Energieeinsatz (der seinerseits wiederum Müll erzeugt) zeitweilig aufgehalten<br />
oder umgekehrt werden kann – eine Sisyphusarbeit. [Koschützke 1996]
Kapitel 1<br />
Einleitung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
1 Einleitung<br />
Nicht zuletzt durch bevorstehende und schon erfolgte Änderungen der rechtlichen<br />
Grundlagen bezüglich der Ablagerung von Abfällen steht die Mitverbrennung von<br />
Abfällen in „anderen Anlagen“ als Abfallverbrennungsanlagen wieder im verstärkten<br />
Interesse der Abfallpolitik. Im Rahmen einer EU-Studie am „Institut für Energie- und<br />
Umweltforschung – ifeu“ in Heidelberg, wird in dieser Arbeit der Stand der<br />
Mitverbrennung von Abfällen am Beispiel von Deutschland, Italien, den Niederlanden<br />
sowie Österreich beschrieben. Anschließend werden mögliche Auswirkungen auf die<br />
dabei anfallenden Produkte und Reststoffe mit Hilfe der Stoffflussanalyse an<br />
konkreten Beispielen der Mitverbrennungspraxis erläutert.<br />
Abfallbegriff in der Kreislaufwirtschaft<br />
Abfälle entstehen beim Gebrauch oder Verbrauch von Produkten, bei Herstellungsprozessen<br />
und bei der Rohstoffgewinnung. Eine mögliche Definition erfolgt zum<br />
Beispiel im deutschen „Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz – KrW-/AbfG“. Dort<br />
heißt es in Paragraph 3 Abs. 1: „Abfälle (…) sind alle beweglichen Sachen, (…)<br />
deren sich ihr Besitzer entledigt, entledigen will oder entledigen muss. Abfälle zur<br />
Verwertung sind Abfälle, die verwertet werden; Abfälle, die nicht verwertet werden,<br />
sind Abfälle zur Beseitigung.“ Die Abfallgesetze anderer europäischer Staaten<br />
definieren den Abfallbegriff auf ähnliche Weise. Oberstes Gebot der Abfallwirtschaft<br />
ist die Vermeidung, gefolgt von der Verwertung von Abfällen.<br />
Abfälle sind wegen ihrer unterschiedlichen Inhaltstoffe und Schadstoffgehalte –<br />
insbesondere bei unsachgemäßem Umgang – Quellen von Umweltbelastungen. Sie<br />
müssen daher in geeigneten Anlagen behandelt oder ordnungsgemäß beseitigt<br />
werden. Dies kann in reinen Abfallbehandlungsanlagen wie zum Beispiel Sortieranlagen,<br />
Abfallverbrennungsanlagen, Deponien, oder aber auch in industriellen<br />
Prozessen erfolgen. Die Behandlung oder Beseitigung der Abfälle führt oftmals zu<br />
neuen Abfällen oder Emissionen.<br />
Ziel der Abfallwirtschaft ist es, Kreisläufe möglichst lange zu erhalten. Hierdurch<br />
sollen die jeweiligen Rohstoffe so intensiv wie möglich genutzt werden, um somit<br />
- 1-1 -
Kapitel 1<br />
Einleitung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Abfälle unter Reduzierung von Menge und Schädlichkeit zu vermeiden oder diese<br />
zumindest stofflich oder energetisch zu verwerten.<br />
Als eine Möglichkeit zur Erlangung dieses Zieles wird der Einsatz von heizwertreichen<br />
Abfallfraktionen als Energieträger in industriellen Prozessen angesehen.<br />
Ersatzbrennstoffe<br />
Die Idee, Abfälle auch außerhalb von Abfallverbrennungsanlagen zu nutzen, ist keine<br />
neue. So werden zum Beispiel in den USA seit den 70er Jahren Altreifen in Zementwerken<br />
als Substitutbrennstoffe eingesetzt. In Deutschland setzte diese Entwicklung<br />
erst in den 80er Jahren ein. Auch die Herstellung eines Brennstoffes aus einem heizwertreichen<br />
Abfallgemisch – „BRAM, Brennstoff aus Müll“ – wurde in Deutschland<br />
aufgrund der Ölkrise lange diskutiert, ist aber infolge zu geringer Akzeptanz, zu<br />
hoher Aufbereitungskosten, Problemen mit der Schadstoffbelastung (Chlor, Schwermetalle)<br />
und des damals noch relativ geringen Entsorgungsaufwandes schließlich<br />
wieder in Vergessenheit geraten. Derzeit befindet sich der Markt der Ersatzbrennstoffaufbereitung<br />
als auch der Mitverbrennung im Aufbau.<br />
Wie im vorhergehenden Absatz bereits angedeutet, existiert eine Vielzahl von<br />
Begriffen für diesen Sachverhalt. Im deutschen „Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz“<br />
wird in Paragraph 4 Abs. 4 von Ersatzbrennstoffen gesprochen, allerdings<br />
sind Bezeichnungen wie BRAM, Sekundärbrennstoff (SBS), Substitutbrennstoff oder<br />
RDF (Refuse Derived Fuel) ebenso in Deutschland gebräuchlich, wenngleich sich die<br />
Definitionen gegebenenfalls unterscheiden können. Zusätzlich zu diesen allgemeinen<br />
Begriffen werden – je nach Herstellungsverfahren – für stabilisierte Abfälle zur Verbrennung<br />
auch Markennamen verwendet wie beispielsweise Trockenstabilat ® . Das<br />
Abfallspektrum, welches zur Mitverbrennung in industriellen Anlagen genutzt wird, ist<br />
sehr weitläufig. Neben den bereits erwähnten aufbereiteten Abfallgemischen, werden<br />
auch homogene und gut identifizierbare Abfallfraktionen genutzt. Hierzu zählen zum<br />
Beispiel Altreifen, Kunststoffabfälle, Tiermehl, Klärschlamm oder Rückstände aus<br />
industriellen Prozessen wie Fangstoffe aus der Papierherstellung. Neben aktuellen<br />
Diskussionen um die Beseitigung von Tiermehl und -fett oder der Verwertung von<br />
Klärschlamm stellt die Schadstoffbelastung der Ersatzbrennstoffe und die damit<br />
verbundenen Folgen für die Umwelt ein kontrovers diskutiertes Thema dar.<br />
- 1-2 -
Kapitel 1<br />
Einleitung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Motivation und Probleme der Mitverbrennung<br />
Die Motivation der Mitverbrennung kann sowohl ökonomisch und ökologisch als auch<br />
abfallwirtschaftlich begründet sein. Aus der Sicht der Abfallerzeuger handelt es sich –<br />
so der Abfall als Sekundärbrennstoff dient – um eine Abfallverwertung, für den<br />
Anlagenbetreiber dreht es sich um einen preiswerten Brennstoffersatz, mit dem<br />
allerdings Folgekosten verbunden sind. Beide Seiten argumentieren deshalb damit,<br />
dass es sich bei der Verwendung von Ersatzbrennstoffen aus Abfall um eine<br />
besonders nachhaltige Technik handelt, da hierdurch wertvolle Primärenergieträger<br />
eingespart werden können und somit ein Beitrag zur Erreichung der Ziele des Kyoto-<br />
Protokolles (Verminderung des CO2 Ausstoßes) geleistet wird.<br />
Ein wesentlicher Vorteil der Mitverbrennung ist die erwähnte Einsparung von Primärenergieträgern.<br />
Eine oft geforderte Einstufung als „regenerativer Energieträger“ ist<br />
jedoch nicht ganz unproblematisch. Die weitere ökologische Begründung der<br />
Mitverbrennung hängt häufig vom Betrachter ab. Grundsätzlich sollte das Prinzip der<br />
kleinsten Gesamtbelastung bei gleichzeitiger optimaler Ressourcenbewirtschaftung<br />
gelten. Allerdings unterliegt die Bewertung der „kleinsten Gesamtbelastung“ sehr<br />
vielen Einflüssen und ist aufgrund der Komplexizität nicht einfach zu beurteilen.<br />
Der ökonomische Vorteil für den Abfallerzeuger besteht darin, dass die Verwertung<br />
in industriellen Anlagen in der Regel preiswerter ist, als die Verwertung oder Entsorgung<br />
in Abfallverbrennungsanlagen. Dies liegt unter anderem an unterschiedlichen<br />
geltenden Emissions-Standards, welche für Anlagen zur Mitverbrennung bzw. Abfallverbrennungsanlagen<br />
gelten. Die Diskrepanz zwischen unterschiedlichen Anlagenstandards,<br />
die zu einem ökologischen und ökonomischen Gefälle mit einer Tendenz<br />
zur Verwertung in Anlagen mit niedrigeren Standards führt, wird häufig auch als<br />
„Ökodumping“ bezeichnet. Inwieweit die unterschiedlichen Emissionsstandards<br />
gerechtfertigt sind, ist eigentlich keine technische Fragestellung und kann auch bei<br />
genauer Betrachtung nur schwer logisch nachvollzogen werden. Im Wesentlichen<br />
sind diese Grenzwerte historisch bedingt.<br />
Aus Sicht der Anlagenbetreiber ergibt sich ein ökonomischer Vorteil, da Substitutbrennstoffe<br />
aus Abfall bis auf wenige Ausnahmen im Gegensatz zu primären Energieträgern<br />
einen Erlös erbringen. In die gesamte wirtschaftliche Betrachtung des<br />
- 1-3 -
Kapitel 1<br />
Einleitung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Einsatzes von Ersatzbrennstoffen fließen jedoch noch einige weitere Faktoren ein.<br />
So ist mit dem Einsatz von sekundären Brennstoffen häufig eine Um- oder Aufrüstung<br />
einerseits der Brennkammer und andererseits der Rauchgasreinigung von<br />
Nöten. Gegebenenfalls sind weiterhin – zum Beispiel aus hygienischen Gründen –<br />
an die Brennstoffeigenschaften angepasste Lagerbedingungen zu schaffen. Nicht<br />
zuletzt sind auch die Verwertungsmöglichkeiten der anfallenden Rückstände<br />
(Filterstäube, REA-Gips, etc.) zu berücksichtigen. Hier können durch den Einsatz von<br />
Nicht-Regelbrennstoffen signifikante Änderungen eintreten. Selbst unter Berücksichtigung<br />
eines höheren technischen Aufwandes können Ersatzbrennstoffe einen Preisvorteil<br />
gegenüber primären Brennstoffen erzielen.<br />
Allerdings kann durch die geänderte Brennstoffzusammensetzung auch eine stärkere<br />
Beanspruchung der Anlage und somit eine höhere Störanfälligkeit hervorgerufen<br />
werden. Dies ist insbesondere bei Versorgungsanlagen, wie zum Beispiel bei Elektrizitätswerken,<br />
von großer Relevanz, da das primäre Ziel dieser Anlagen die<br />
zuverlässige Bereitstellung von Energie ist.<br />
Da Mitverbrennungsanlagen in die abfallwirtschaftliche Planung mit einbezogen<br />
werden, muss unter diesen Voraussetzungen weiterhin die Entsorgungssicherheit<br />
gewährleistet sein – alle anfallenden Abfälle müssen jederzeit sicher entsorgt werden<br />
können, wobei die Entsorgung umweltverträglich durchgeführt werden muss. Hierbei<br />
ist nicht nur die Störanfälligkeit, sondern auch die marktwirtschaftliche Situation zu<br />
berücksichtigen. Gerade im Energiebereich ist aufgrund des liberalisierten Strommarktes<br />
eine langfristige Planung zur Zeit jedoch kaum möglich.<br />
Die aus der Entsorgungssicherheit resultierenden Anforderungen an die Planungssicherheit<br />
– Entsorgungspflichtige investieren aus nachvollziehbaren Gründen nur in<br />
Anlagen, welche die Chance einer Auslastung haben – sind gerade vor dem Hintergrund<br />
des im Umbruch begriffenen liberalisierten Strommarktes und einer immer<br />
mehr liberalisierten Abfallwirtschaft nur sehr begrenzt gegeben.<br />
Die Verfügbarkeit der Brennstoffe ist auch für die Anlagenbetreiber ein wichtiger<br />
Parameter. Diese kann sich sowohl auf die Menge, als auch auf die Herkunft – hier<br />
sei die Transportentfernung nur erwähnt – beziehen. Der Einsatz von Ersatzbrenn-<br />
- 1-4 -
Kapitel 1<br />
Einleitung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
stoffen wird in der Regel nur in Betracht gezogen, wenn dieser in ausreichender<br />
Menge dauerhaft in einer konstanten Qualität angeliefert werden kann.<br />
Trotz aller Euphorie über die Möglichkeit der Mitverbrennung darf das eigentliche Ziel<br />
der Abfallentsorgung nicht vergessen werden: Aus dem Vorsorgegrundsatz heraus<br />
sollten Schadstoffe in Senken konzentriert und aus Umweltmedien ferngehalten<br />
werden. Bisher stellen Deponien und Abfallverbrennungsanlagen die „letzten<br />
Senken“ zur Schadstoffkonzentration dar. Da es sich bei Schwermetallen um<br />
Belastungen handelt, die nicht durch den Verbrennungsprozess zerstört werden,<br />
werden durch die Mitverbrennung diese Schadstoffe wieder in den Produktkreislauf<br />
zurückgeführt. Inwieweit sich dies negativ auf die Produkte und die Umwelt auswirkt,<br />
gilt es zu bewerten.<br />
- 1-5 -<br />
Tabelle 1-1: Für und Wider der Mitverbrennung von Abfällen<br />
Kategorie Grund Für Wider<br />
Abfallwirtschaft Entsorgungssicherheit x<br />
Abfallwirtschaft Planungssicherheit x<br />
Anlagenbetrieb Folgekosten wg. aufwendigerer Anlagetechnik x<br />
Anlagenbetrieb Konstante Brennstoffeigenschaften (x) (x)<br />
Anlagenbetrieb Versorgungsauftrag, Kraftwerke (x)<br />
Ökologie Einsparung Primärenergieträger x<br />
Ökologie Emissionen x<br />
Ökologie Kyoto Protokoll, CO2-Ziel x<br />
Ökologie Letzte Schadstoffsenke x<br />
Ökonomie Preisvorteil x<br />
Auch kommende Änderungen im rechtlichen Regelwerk, wie zum Beispiel das<br />
Ablagerungsverbot für unbehandelte Abfälle, haben Auswirkungen auf die Mitverbrennung.<br />
Da hierdurch ein direkter Entsorgungszweig wegfällt, müssen Alternativen<br />
wie mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlagen oder thermische Behandlungs-<br />
oder Verwertungsanlagen geschaffen werden. Nach der deutschen Ablagerungsverordnung<br />
dürfen mechanisch-biologisch behandelte Abfälle allerdings nur<br />
abgelagert werden, „wenn im Rahmen der mechanisch-biologischen Behandlung
Kapitel 1<br />
Einleitung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
heizwertreiche Abfälle zur Verwertung oder thermischen Behandlung sowie sonstige<br />
verwertbare oder schadstoffhaltige Fraktionen abgetrennt wurden.“<br />
Im europäischen Vergleich wird die Mitverbrennung von Abfällen bisher recht<br />
unterschiedlich gehandhabt, was unter anderem mit abweichenden Umweltschutzvorstellungen<br />
und dementsprechend verschieden starken Wertungen der Umweltschutzziele<br />
zusammenhängt. So wird in den Niederlanden Abfall wenn möglich<br />
verbrannt, wohingegen in Italien immer noch eine klare Tendenz zur Deponierung<br />
besteht. Dies spiegelt sich auch in einer Vielzahl an Gesetzen und Verwaltungsvorschriften<br />
wider, welche sich in Details unterscheiden. Um dem entgegen zu<br />
wirken, haben das Europäische Parlament und der Rat der Europäischen Union im<br />
Dezember 2000 die sogenannte „Abfallverbrennungsrichtlinie“ erlassen (RL<br />
2000/76/EG), die bis zum 28. Dezember 2002 in den Mitgliedstaaten der Europäischen<br />
Gemeinschaft umzusetzen ist.<br />
Vorgehensweise<br />
Diese Arbeit beschäftigt sich im Rahmen einer EU-Studie im ersten Teil mit dem<br />
Stand der Mitverbrennung in Europa, im Speziellen in den Niederlanden, Italien,<br />
Österreich und Deutschland.<br />
Zunächst wird hierzu ein Überblick über das rechtliche Regelwerk auf europäischer<br />
Ebene und in den betrachteten vier Ländern gegeben. Es folgt eine Bestandsaufnahme<br />
der zur Verbrennung geeigneten Abfälle, der notwendigen und verfügbaren<br />
Aufbereitungsanlagen sowie der möglichen thermischen Anlagen zur Mitverbrennung<br />
in eben diesen Ländern. Hierbei werden die Eigenschaften der verschiedenen<br />
Abfälle und die daraus folgenden Konsequenzen für die weitere Nutzung<br />
herausgestellt. In diesem Rahmen erfolgt auch ein kurzer Exkurs in die Diskussion<br />
um die Einführung von Qualitätsstandards für Ersatzbrennstoffe. Des Weiteren<br />
werden die möglichen thermischen Anlagen einerseits nach der Technik und<br />
andererseits nach der Art und Menge der mitzuverbrennenden Abfälle unterschieden<br />
und somit so weit möglich das jeweilige Mitverbrennungspotenzial ermittelt.<br />
Ökonomische Aspekte der Mitverbrennung werden bei den Betrachtungen<br />
weitgehend außer Acht gelassen.<br />
- 1-6 -
Kapitel 1<br />
Einleitung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Daran anknüpfend wird ein besonderes Augenmerk auf die Schadstofffrachten in den<br />
zu nutzenden Abfällen gerichtet. Die durch die Inventaranalyse gewonnenen<br />
Erkenntnisse werden zur Modellbildung im Rahmen einer Stoffflussanalyse in<br />
Umberto ® – einem Programm zur Erstellung von Ökobilanzen auf der Basis von<br />
Stoffstromnetzen – genutzt und bewertet. Ein Schwerpunkt wird hier in der<br />
Betrachtung der Schadstoffverlagerung in die jeweiligen Produkte liegen. Die<br />
luftseitigen Emissionen werden nicht explizit beschrieben.<br />
Abschließend erfolgt auf Basis der gewonnenen Ergebnisse eine Beurteilung der<br />
Auswirkungen einer verstärkten Mitverbrennung in thermischen Anlagen insbesondere<br />
unter Berücksichtigung der Produktqualität des Ersatzbrennstoffes.<br />
- 1-7 -
Kapitel 1<br />
Einleitung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 1-8 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
2 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen wird durch zahlreiche Gesetze, Richtlinien und<br />
Normen direkt oder indirekt geregelt. In den folgenden Unterkapiteln wird ein grober<br />
Überblick ohne Anspruch auf Vollständigkeit über die verschiedenen Regelungen<br />
gegeben.<br />
Zunächst erfolgt eine europäische Einordnung über die allgemeinen rechtlichen<br />
Rahmenbedingungen. An dieser Stelle seien beispielhaft die „Abfallrahmenrichtlinie –<br />
RL 75/442/EWG“, die „Abfallverbrennungsrichtlinie – RL 2000/76/EG“ und die „IVU-<br />
Richtlinie – RL 96/61/EG“ genannt.<br />
Auf Länderebene wird zunächst ein Überblick über die jeweiligen Abfallgesetze dargestellt.<br />
Anschließend erfolgt eine Begriffsbestimmung der Mitverbrennung und Verwertung.<br />
Dies ist notwendig, da es hier zur Zeit noch deutliche Unterschiede in den<br />
Definitionen gibt. Im Rahmen der Angleichung an die betreffenden europäischen Regelungen<br />
werden sich die Definitionen annähern. Weiterhin erfolgt ein Überblick über<br />
das gesetzliche bzw. technische Regelwerk, welches sich mit den Emissionen und<br />
Umweltauswirkungen auseinandersetzt. Im Falle Deutschlands sind dies zum<br />
Beispiel das Bundesimmissionsschutzgesetz mit den entsprechenden Verordnungen,<br />
Verwaltungsvorschriften wie die „TA Luft“ und weitere Regelungen. Auf nationaler<br />
Ebene wird abschließend auf Richtlinien und Normen verwiesen, welche die<br />
Produktqualität betreffen. Im letzten Unterkapitel werden die entsprechenden<br />
Grenzwerte im Ländervergleich als Tabelle zusammengefasst.<br />
2.1 Europäische Einordnung<br />
Bei der Mitverbrennung von Abfällen in industriellen Anlagen und der Verwertung von<br />
Abfällen werden in den einzelnen Mitgliedstaaten der Europäischen Gemeinschaft<br />
durchaus unterschiedliche Schwerpunkte gesetzt. Dies spiegelt sich auch in der<br />
jeweiligen Gesetzgebung und den technischen Regelungen wider. Um einem Ungleichgewicht<br />
entgegenzuwirken, wurden in den letzten Jahren verschiedene Richtlinien<br />
auf europäischer Ebene veröffentlicht. Die im Rahmen dieser Arbeit wichtigsten<br />
Regelungen sind die sogenannte „Verbrennungsrichtlinie – RL 2000/76/EG“ und die<br />
„Abfallrahmenrichtlinie – RL 75/442/EWG“, sowie der „Europäische Abfallartenkata-<br />
- 2-1 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
log“ (European Waste Catalogue, EWC; erstmals 94/3/EG und 94/904/EG, letztmals<br />
geändert am 23. Juli 2001 durch die Entscheidung 2001/573/EG). Weiterhin<br />
bedeutend sind die Deponierichtlinie, die „IVU-Richtlinie“ (Richtlinie über die<br />
integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung, IPPC, RL<br />
96/61/EG) und die UVP-Richtlinie.<br />
2.1.1 Abfallrahmenrichtlinie<br />
Die Richtlinie des Rates vom 15. Juli 1975 über Abfälle (75/442/EWG, Abfallrahmenrichtlinie,<br />
zuletzt geändert am 6. Juni 1996 durch die Entscheidung 96/350/EG), zeigt<br />
die Grundsätze der Abfallwirtschaft auf. Nach dem Grundsatz der Abfallvermeidung<br />
soll „die Verwertung der Abfälle im Wege der Rückführung, der Wiederverwendung,<br />
des Wiedereinsatzes oder anderer Verwertungsvorgänge im Hinblick auf die Gewinnung<br />
von sekundären Rohstoffen oder die Nutzung von Abfällen zur Gewinnung von<br />
Energie“ (Artikel 3) gefördert werden. Weiterhin muss sichergestellt sein, dass im<br />
Zuge der Abfallverwertung oder -beseitigung keine Gefahren für die menschliche<br />
Gesundheit auftreten oder die Umwelt durch diese Verfahren geschädigt wird.<br />
(Artikel 4).<br />
In Artikel 5 wird diese Forderung jedoch wieder eingeschränkt, denn an die Entsorgungsanlagen<br />
wird die Bedingung gestellt, dass sie den derzeit modernsten, keine<br />
übermäßig hohen Kosten verursachenden Technologien, Rechnung tragen sollen,<br />
welche geeignet sind, ein hohes Niveau des Gesundheits- und Umweltschutzes zu<br />
gewährleisten. Dies bedeutet, dass zwar eine Umweltverträglichkeit, diese jedoch<br />
„nicht um jeden Preis“ gefordert wird.<br />
Bezüglich der Verbrennung beziehungsweise Mitverbrennung von Abfällen werden<br />
im Anhang II Verwertungs- und Beseitigungsverfahren aufgelistet. So werden unter<br />
anderem als Verwertungsverfahren die Hauptverwendung als Brennstoff oder andere<br />
Mittel der Energieerzeugung (R1) und als Beseitigungsverfahren die Verbrennung an<br />
Land (D10) genannt.<br />
2.1.2 Verbrennung von Abfällen<br />
Über die Verbrennung von Abfällen wurde von der EG die sogenannte „EG Verbrennungsrichtlinie<br />
– RL 2000/76/EG“ erlassen. Sie wurde am 4. Dezember 2000<br />
- 2-2 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
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erlassen und trat am 28. Dezember 2000 in Kraft. Die Verbrennungsrichtlinie richtet<br />
sich gleichermaßen an gefährliche und nicht gefährliche Abfälle. Die derzeit gültigen<br />
Vorgaben zur Verbrennung von Siedlungsabfällen (89/369/EG und 89/429/EG) sowie<br />
die Richtlinie zur Verbrennung von gefährlichen Abfällen (94/67/EG) werden durch<br />
die neue Verbrennungsrichtlinie zum 28. Dezember 2005 aufgehoben. Somit müssen<br />
auch Altanlagen die neu formulierten Bedingungen erfüllen. Die Verbrennungsrichtlinie<br />
ist bis zum 28. Dezember 2002 in den Mitgliedstaaten umzusetzen.<br />
Ziele der Verbrennungsrichtlinie<br />
Motivation dieser Richtlinie ist unter anderem eine Verbesserung der rechtlichen<br />
Transparenz und Durchsetzbarkeit der Abfallverbrennung, da von nun an nur eine<br />
einzige Rechtsvorschrift gelten soll, welche die Verbrennung und Mitverbrennung<br />
von gefährlichen und nicht gefährlichen Abfällen regelt („Grund 22“). Wie schon<br />
angedeutet, soll durch diese Richtlinie insbesondere die Mitverbrennung von Abfällen<br />
und die Ziele ebendieser deutlicher und damit auch einheitlicher geregelt werden. So<br />
sind die Emissionsgrenzwerte nun nur noch bedingt anlagenabhängig.<br />
Geltungsbereich<br />
In Artikel 2 werden zunächst einige Ausnahmen, welche Abfälle nicht unter den<br />
Anwendungsbereich der Verbrennungsrichtlinie fallen, geregelt. Hierbei handelt es<br />
sich im Wesentlichen um Biomasse, welche als Biobrennstoff zählt und somit zum<br />
Beispiel unter das „Erneuerbare Energien Gesetz“ fällt. Im Speziellen handelt es sich<br />
um pflanzliche Abfälle aus der Land- und Forstwirtschaft und für den Fall, dass die<br />
erzeugte Wärme genutzt wird, um pflanzliche Abfälle aus der Nahrungsmittelindustrie<br />
und Holzabfälle mit Ausnahme von verunreinigtem Holz oder Bauholz.<br />
Eine weitere mengenmäßig wichtige Ausnahme stellen auch die faserigen pflanzlichen<br />
Abfälle aus der Herstellung von natürlichem Zellstoff und aus der Herstellung<br />
von Papier aus Zellstoff, sofern sie am Herstellungsort mitverbrannt werden und die<br />
erzeugte Wärme genutzt wird, dar.<br />
Ferner werden Tierkörper im Sinne der Richtlinie 90/667/EWG sowie Versuchsanlagen,<br />
in denen weniger als 50 Tonnen Abfälle pro Jahr behandelt werden, von dieser<br />
Richtlinie ausgenommen.<br />
- 2-3 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Begriffsbestimmung<br />
Erfolgt der Einsatz von Abfallfraktionen nicht in Abfallverbrennungsanlagen, sondern<br />
in industriellen Feuerungsanlagen, spricht man von Mitverbrennung bzw. Co-<br />
Verbrennung. Eine Definition der Mitverbrennung bzw. von Mitverbrennungsanlagen<br />
erfolgt in Artikel 3 (Begriffsbestimmung) Abs. 5. Danach ist eine „Mitverbrennungsanlage<br />
jede ortsfeste oder nicht ortsfeste Anlage, deren Hauptzweck in der Energieerzeugung<br />
oder der Produktion stofflicher Erzeugnisse besteht und<br />
• in der Abfall als Regel- oder Zusatzbrennstoff verwendet wird oder<br />
• in der Abfall im Hinblick auf die Beseitigung thermisch behandelt wird.“<br />
Die Abgrenzung zwischen Verbrennungsanlage und Mitverbrennungsanlage erfolgt<br />
im nächsten Absatz: „Falls die Mitverbrennung in solch einer Weise erfolgt, dass der<br />
Hauptzweck der Anlage nicht in der Energieerzeugung oder der Produktion stofflicher<br />
Erzeugnisse, sondern in der thermischen Behandlung von Abfällen besteht, gilt<br />
die Anlage als Verbrennungsanlage im Sinne der Nummer 4.“ Bei Abfallverbrennungsanlagen<br />
ist die thermische Behandlung der Hauptzweck.<br />
Emissionen der Mitverbrennung<br />
Die in der Richtlinie festgelegten Emissionsgrenzwerte befinden sich weitgehend im<br />
Einklang mit der „17. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes<br />
Verordnung über Verbrennungsanlagen für Abfälle und ähnliche brennbare<br />
Stoffe, – 17. BImSchV". Durch das Aufstellen von Emissionsgrenzwerten für Luft und<br />
Abwasser sowohl für Verbrennungs- als auch für Mitverbrennungsanlagen, füllt die<br />
Richtlinie eine Lücke in der europäischen Gesetzgebung der Verbrennung von<br />
Abfällen. Dennoch wird klar unterschieden zwischen Verbrennungsanlagen – gleich,<br />
ob sie die erzeugte Wärme nutzen oder nicht – und Mitverbrennungsanlagen wie<br />
zum Beispiel Zementanlagen, Stahlerzeugungsanlagen oder Kraftwerken, deren<br />
Hauptzweck die Energieerzeugung bzw. Produktherstellung ist.<br />
Es werden bis auf wenige Ausnahmen einheitliche Emissionsgrenzwerte für die Luft<br />
festgelegt und erstmals Emissionsgrenzwerte für Dioxine ins Abwasser eingeführt.<br />
Nur in wenigen Punkten, in welchen keine expliziten Emissionsgrenzwerte in den<br />
Anhängen II bzw. V geregelt sind, kommt die sogenannte „Mischungsregel“ auch zukünftig<br />
zum Einsatz. Hierdurch werden industrielle Mitverbrennungsanlagen weiterhin<br />
– wie zum Beispiel bei den Grenzwerten für NOx oder Staub – besser gestellt als<br />
- 2-4 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Abfallverbrennungsanlagen. Vereinfacht ausgedrückt werden bei der<br />
„Mischungsregel“ gewichtete Mittelwerte der anlagenspezifischen Emissionsgrenzwerte<br />
und der entweder durch einen im Anhang der Verbrennungsrichtlinie festgelegten<br />
Grenzwert oder in Ermangelung solcher Werte durch die in den einzelstaatlichen<br />
Rechts- und Verwaltungsvorschriften für solche Anlagen bei der Verbrennung der<br />
üblicherweise zugelassenen Brennstoffe festgelegten Grenzwerte, gebildet. Hierzu<br />
werden die durch die jeweils eingesetzten Brennstoffmengen – Regelbrennstoff und<br />
Abfall – hervorgerufenen Emissionen zugrunde gelegt.<br />
Die in der Verbrennungsrichtlinie festgelegten Grenzwerte werden in Kapitel 2.6 zusammen<br />
mit den Grenzwerten für thermische Anlagen in den in dieser Arbeit betrachteten<br />
Ländern dargestellt.<br />
IPPC-Richtlinie<br />
Im Rahmen der Richtlinie über die „Integrierte Vermeidung und Verminderung der<br />
Umweltverschmutzung – IVU“ bzw. „Integrated Pollution Prevention and Control –<br />
IPPC“ sind entsprechend den besten verfügbaren Techniken Emissionsgrenzwerte<br />
festzulegen. Diese Techniken werden in den sogenannten „BREF-Dokumenten“<br />
(Best Available Technique Reference Documents) branchenbezogen konkretisiert.<br />
Zur Koordination wurde in Sevilla das „European Integrated Pollution Prevention and<br />
Control Bureau – EIPPCB“ eingerichtet. Die Erstellung der „BREF-Dokumente“ ist<br />
bisher noch nicht abgeschlossen, die ersten Dokumente liegen jedoch schon vor. Im<br />
Rahmen der Mitverbrennung in Industrieanlagen wären dies zum Beispiel die „BREF-<br />
Dokumente“ für die Zement- und Kalkindustrie, die Papier- und Zellstoffindustrie oder<br />
die Produktion von Eisen und Stahl. Eine regelmäßige Aktualisierung dieser<br />
Dokumente ist vorgesehen.<br />
Hintergrund für die Erstellung der Dokumente ist Artikel 16 Abs. 2 der „Richtlinie<br />
96/61/EG über die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung“,<br />
der die EU-Kommission verpflichtet, einen „Informationsaustausch zwischen<br />
den Mitgliedstaaten und der betroffenen Industrie über die besten verfügbaren Techniken,<br />
die damit verbundenen Überwachungsmaßnahmen und die Entwicklungen auf<br />
diesem Gebiet" durchzuführen. Ziel dieser Richtlinie ist, ein einheitlich hohes technisches<br />
Niveau in der Europäischen Gemeinschaft festzusetzen.<br />
- 2-5 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Die „IVU-Richtlinie“ enthält als zentrales Element zur Realisierung von Vorsorgeanforderungen<br />
die Anwendung der „Besten Verfügbaren Technik – BVT“. Bezüglich<br />
deren Anwendung im Genehmigungsverfahren wird in Artikel 9 Abs. 4 gefordert,<br />
dass die „…Emissionsgrenzwerte, äquivalenten Parameter und äquivalenten technischen<br />
Maßnahmen … auf die besten verfügbaren Techniken zu stützen sind.“<br />
Bezüglich der Umsetzung der besten verfügbaren Technik besteht seitens der<br />
Mitgliedstaaten nach Artikel 16 Abs. 1 eine Berichtspflicht im Abstand von drei<br />
Jahren. Die in den BREFs gestellten Anforderungen sind auch auf Altanlagen<br />
anzuwenden (Artikel 5).<br />
EU-Deponierichtlinie<br />
Durch die Umsetzung der „Deponierichtlinie“ (EG/1999/31) sollen die Umweltstandards<br />
der Deponien in den Mitgliedstaaten auf ein einheitlich hohes Niveau gehoben<br />
werden. So wird zum Beispiel eine Reduzierung der biologisch abbaubaren Anteile<br />
gefordert. Allerdings geht die Richtlinie nicht so weit, dass eine Inertisierung der<br />
Abfälle vor der Ablagerung gefordert wird. Die geforderte Reduzierung der biologisch<br />
aktiven Fraktionen ist nur durch eine verstärkte biologische bzw. mechanischbiologische<br />
oder thermische Behandlung der Abfälle zu erreichen und wirkt sich somit<br />
direkt auf die erforderlichen Kapazitäten von Verbrennungs- oder Mitverbrennungsanlagen<br />
aus.<br />
2.1.3 Auswirkungen des neuen Abfallartenkataloges auf die<br />
Mitverbrennung<br />
Aufgrund der Entscheidungen der EU-Kommission vom 3. Mai 2000 (2000/532/EG)<br />
und der Änderungen vom 16. Januar 2001 (2001/118/EG), 22. Januar 2001<br />
(2001/119/EG) und 23. Juli 2001 (2001/573/EG) werden das „Europäische Abfallverzeichnis“<br />
und das „Verzeichnis gefährlicher Abfälle“ zu einem einheitlichen Abfallverzeichnis<br />
zusammengeführt. Diese Entscheidung ist bis zum 1. Januar 2002 in den<br />
Mitgliedstaaten umzusetzen.<br />
In Artikel 2 der Entscheidung 2000/532/EG wird die Gefährlichkeit von Abfällen näher<br />
als stoffabhängige Maximalkonzentration verschiedener, als gefährlich eingestufter<br />
Stoffe definiert. Parameter hierzu sind beispielsweise der Flammpunkt, verschiedene<br />
Konzentrationsabstufungen für mehr oder minder als giftig, reizend, krebserregend,<br />
- 2-6 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
fortpflanzungsgefährdend oder Erbgut verändernd eingestufte Stoffe (zum Beispiel<br />
Gesamtkonzentration ≥ 0,1 % an einem oder mehreren als sehr giftig eingestuften<br />
Stoffen oder eine Gesamtkonzentration von ≥ 3 % an einem oder mehreren als giftig<br />
eingestuften Stoffen, usw.).<br />
Mit der Einführung des neuen Abfallartenkataloges wurden 194 Abfallarten neu in<br />
den Katalog aufgenommen und 168 weitere gefährliche Abfallarten bestimmt. Somit<br />
sind nun 405 der 839 aufgeführten Abfallarten als gefährlich eingestuft. Die Einstufung<br />
als „gefährlicher Abfall“ hat Konsequenzen bezüglich der Mitverbrennung.<br />
Diese werden in der europäischen Verbrennungsrichtlinie beschrieben. Danach sollte<br />
die Unterscheidung zwischen gefährlichen und nicht gefährlichen Abfällen zwar keine<br />
Auswirkungen auf Emissionsgrenzwerte haben, jedoch werden unterschiedliche Bedingungen<br />
an die Verbrennungsanlagen und -verfahren sowie die Überwachungsmaßnahmen<br />
gestellt. Hierzu wird auf die Grenzwerte für Emissionen in die Luft in<br />
Anhang V verwiesen. Diese Forderungen sind sowohl an die absolute als auch die<br />
relative Menge des mitverbrannten Abfalles gekoppelt. Eine Ausnahme wird allerdings<br />
in Artikel 3 Abs. 2 (Begriffsbestimmung) geregelt. Danach werden gefährliche<br />
„flüssige Abfälle, die in den unmittelbar bei ihrer Verbrennung entstehenden Abgasen<br />
keine anderen Emissionen oder höheren Emissionskonzentrationen verursachen<br />
können, als bei der Verbrennung von Gasöl nach der Definition des Artikels 1 Abs. 1<br />
der Richtlinie 93/12/EWG (3) entstehen“ von den besonderen Bestimmungen für<br />
gefährliche Abfälle ausgenommen.<br />
Eine Auswahl der neu als gefährlich eingestuften Abfälle findet sich in Tabelle 2-1.<br />
Die Anpassung an die technische Entwicklung mit den notwendigen Harmonisierungen<br />
und Fortschreibungen der Abfallnomenklatur erfolgt über einen EU-Ausschuss,<br />
das „Technical Adaption Committee – TAC“.<br />
- 2-7 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Abfallschlüssel<br />
Tabelle 2-1: Ausgewählte neu als gefährlich eingestufte Abfallstoffe<br />
Abfallart Kapitelüberschrift<br />
03 01 04 Sägemehl, Späne, Abschnitte, Holz,<br />
Spanplatten und Furniere, die gefährliche<br />
Stoffe enthalten<br />
Abfälle aus der Holzbearbeitung und<br />
der Herstellung von Platten und<br />
Möbeln<br />
17 03 01 Kohlenteerhaltige Bitumengemische Bitumengemische, Kohlenteer und<br />
teerhaltige Produkte<br />
17 03 03 Kohlenteer und teerhaltige Produkte Bitumengemische, Kohlenteer und<br />
teerhaltige Produkte<br />
19 03 04 als gefährlich eingestufte teilweise<br />
stabilisierte Abfälle<br />
19 03 06 als gefährlich eingestufte verfestigte<br />
Abfälle<br />
19 08 11 Schlämme aus der biologischen<br />
Behandlung von industriellem Abwasser,<br />
die gefährliche Stoffe enthalten<br />
19 08 13 Schlämme, die gefährliche Stoffe aus<br />
einer anderen Behandlung von<br />
industriellem Abwasser enthalten<br />
19 10 03 Shredderleichtfraktionen und Staub, die<br />
gefährliche Stoffe enthalten<br />
19 10 05 andere Fraktionen, die gefährliche Stoffe<br />
enthalten<br />
Stabilisierte und verfestigte Abfälle<br />
Stabilisierte und verfestigte Abfälle<br />
Abfälle aus<br />
Abwasserbehandlungsanlagen a. n. g.<br />
Abfälle aus<br />
Abwasserbehandlungsanlagen a. n. g.<br />
Abfälle aus dem Shreddern von<br />
metallhaltigen Abfällen<br />
Abfälle aus dem Shreddern von<br />
metallhaltigen Abfällen<br />
19 12 06 Holz, das gefährliche Stoffe enthält Abfälle aus der mechanischen<br />
Behandlung von Abfällen (z. B.<br />
Sortieren, Zerkleinern, Verdichten)<br />
19 12 11 sonstige Abfälle (einschließlich<br />
Materialmischungen) aus der<br />
mechanischen Behandlung von Abfällen,<br />
die gefährliche Stoffe enthalten<br />
20 01 26 Öle und Fette mit Ausnahme derjenigen,<br />
die unter 20 01 25 fallen<br />
Abfälle aus der mechanischen<br />
Behandlung von Abfällen (z. B.<br />
Sortieren, Zerkleinern, Verdichten)<br />
Getrennt gesammelte Fraktionen<br />
(außer 15 01)<br />
- 2-8 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
2.2 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Deutschland<br />
2.2.1 Abfallgesetze<br />
Das deutsche Abfallrecht basiert auf dem „Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz –<br />
KrW-/AbfG“ vom 27.9.1994. Mit der Veröffentlichung des sogenannten „Artikelgesetzes“<br />
(„Gesetz zur Umsetzung der UVP-Änderungsrichtlinie, der IVU-Richtlinie<br />
und weiterer EG-Richtlinien zum Umweltschutz“) am 2.8.2001 wurde das gesetzliche<br />
Regelwerk an europäische Vorgaben angepasst. Hierdurch wurden umfangreiche<br />
Änderungen – unter anderem des „Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetzes“, des<br />
„Bundes-Immissionsschutzgesetzes“, des „Wasserhaushaltsgesetzes“ und des<br />
„Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes“ sowie verbundener Rechtsverordnungen<br />
wie diverser Durchführungsverordnungen zum „Bundes-Immissionsschutzgesetz“ –<br />
notwendig.<br />
In den einzelnen Unterabschnitten wird bei Bedarf auf das „KrW-/AbfG“ verwiesen,<br />
so dass – obgleich das Gesetz grundlegend ist – aus strukturellen Gründen an dieser<br />
Stelle kein Überblick über das „KrW-/AbfG“ erfolgt.<br />
Bundes-Immissionsschutzgesetz<br />
Im „Bundes-Immissionsschutzgesetz“ und den entsprechenden Durchführungsverordnungen<br />
(4. BImSchV – Genehmigungsbedürftige Anlagen, 13. BImSchV – Großfeuerungsanlagen,<br />
17. BImSchV – Abfallverbrennungsanlagen, 30. BImSchV – biologische<br />
Behandlung von Abfällen, etc.) werden unter anderem Genehmigungsvoraussetzungen<br />
und Emissionsgrenzwerte für verschiedene Anlagentypen, welche<br />
„in besonderen Maße dazu geeignet sind, schädlich auf die Umwelt einzuwirken“,<br />
definiert. Ein Katalog über die genehmigungspflichtigen Anlagen wird in der<br />
4. BImSchV dargestellt. Die im Zusammenhang mit der Mitverbrennung wichtige<br />
„Mischungsregel“ wird im Abschnitt über die 17. BImSchV (Seite 2-15) näher<br />
erläutert.<br />
Die Grundpflichten des BImSchG wurden im Rahmen des bereits erwähnten „Artikelgesetzes“<br />
an die Anforderungen der „IVU-Richtlinie“ angepasst. Demnach ist gegen<br />
schädliche Umwelteinwirkungen und „sonstige Gefahren, erhebliche Nachteile und<br />
erhebliche Belästigungen" Vorsorge zu treffen. Der Begriff des „Standes der Technik"<br />
wird an die „IVU-Richtlinie“ angepasst und ein klarer Vorrang der Abfallvermeidung<br />
- 2-9 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
festgelegt. Die Verwertung ist künftig in vollem Umfang nach den Vorgaben des<br />
„KrW-/AbfG“ durchzuführen, die Grundpflichten der Wärmenutzung werden auf<br />
„sparsame und effiziente Verwendung von Rohstoffen und Energie“ ausgedehnt, was<br />
sich direkt auf die Mitverbrennung von Abfällen auswirkt. Weiterhin wird die<br />
Öffentlichkeitsbeteiligung gemäß den Anforderungen der „IVU-Richtlinie“<br />
ausgeweitet. Danach müssen Genehmigungen in Zukunft regelmäßig überprüft und<br />
auf den neuesten Stand gebracht werden.<br />
2.2.2 Mitverbrennung von Abfällen<br />
In der „17. BImSchV“ werden die Voraussetzungen zu Errichtung, Beschaffenheit<br />
und Betrieb von Anlagen zur Verbrennung fester oder flüssiger Abfälle oder ähnlicher<br />
fester oder flüssiger brennbare Stoffe – soweit sie nicht explizit aus dem<br />
Anwendungsbereich der Verordnung ausgeschlossen sind – gesetzlich geregelt.<br />
Somit fällt auch die Mitverbrennung von Abfällen in deren Anwendungsbereich. Die<br />
Mitverbrennung von Abfällen wird zwar nicht explizit benannt, jedoch beschreibt<br />
Paragraph 1 Abs. 2 Anlagen, die „…auch feste oder flüssige Abfälle oder andere in<br />
Abs. 3 nicht aufgeführte ähnliche feste oder flüssige brennbare Stoffe eingesetzt<br />
werden dürfen…“. Hier erfolgt zwar keine Definition der Mitverbrennung, jedoch eine<br />
Definition der Anforderungen an Anlagen, in welchen neben den Regelbrennstoffen<br />
auch Abfälle als Brennstoffe eingesetzt werden.<br />
Bisher existiert in Deutschland noch keine Legaldefinition für Brennstoffe aus Abfall.<br />
In Paragraph 4 Abs. 4 des „Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes“ werden sie<br />
ohne nähere Definition als „Ersatzbrennstoffe“ bezeichnet.<br />
Definition Verwertung<br />
Nach den Grundsätzen der Kreislaufwirtschaft sind Abfälle, die nicht vermieden<br />
werden, stofflich oder energetisch zu verwerten, wobei die energetische Verwertung<br />
den Einsatz von Abfällen als Ersatzbrennstoff beinhaltet. Die Verwertung hat ordnungsgemäß<br />
und schadlos zu erfolgen (KrW-/AbfG Paragraph 5 Abs. 3). In Bezug<br />
auf hochkalorische Abfälle wäre dies die Verwertung in einer nach den Maßgaben<br />
der „17. BImSchV“ geeigneten zugelassenen und errichteten Anlage. Eine<br />
energetische Verwertung ist nur zulässig, wenn der Heizwert des eingesetzten<br />
Abfalles ohne Vermischung mit anderen Stoffen mindestens 11.000 kJ/kg beträgt,<br />
- 2-10 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
ein Feuerungswirkungsgrad von mindestens 75 % erzielt, die entstehende Wärme<br />
selbst genutzt oder an Dritte abgegeben wird und die im Rahmen der Verwertung<br />
anfallenden Abfälle möglichst ohne weitere Behandlung abgelagert werden können.<br />
(Paragraph 6 Abs. 2 KrW-/AbfG).<br />
Der Vorrang der Verwertung entfällt jedoch, wenn die Beseitigung der Abfälle eine<br />
umweltverträglichere Lösung darstellt oder eine Verwertung wirtschaftlich nicht<br />
zumutbar ist. Die Wirtschaftlichkeit ist insbesondere dann gegeben, wenn für einen<br />
gewonnenen Stoff oder die gewonnene Energie ein Markt vorhanden ist oder<br />
geschaffen werden kann. Die Verwertung von Abfällen ist auch dann technisch<br />
möglich, wenn hierzu eine Vorbehandlung erforderlich ist. Die wirtschaftliche<br />
Zumutbarkeit ist gegeben, wenn die mit der Verwertung verbundenen Kosten nicht<br />
außer Verhältnis zu den Kosten stehen, die für eine Abfallbeseitigung zu tragen<br />
wären. Unter Einhaltung dieser Voraussetzungen ist somit auch eine Mitverbrennung<br />
von Abfällen als Form der Verwertung unter Berücksichtigung des weiteren technischen<br />
und rechtlichen Regelwerkes gestattet.<br />
Im Gegensatz zur Vermischung ist die Trennung, dass heißt die Sortierung gemischter<br />
Abfälle zum Beispiel zum Zwecke der Aufbereitung heizwertreicher Restabfälle<br />
erlaubt.<br />
Mechanisch-biologische Anlagen<br />
Mechanisch-biologische Anlagen (MBA) werden in Deutschland in der Regel nach<br />
dem BImSchG in Verbindung mit den Regelungen der „<strong>Technische</strong>n Anleitung zur<br />
Reinhaltung der Luft – TA Luft“ genehmigt. Weitere Bestimmungen werden in der<br />
„Verordnung über die umweltverträgliche Ablagerung von Siedlungsabfällen und über<br />
biologische Abfallbehandlungsanlagen“, welche die „Verordnung über Anlagen zur<br />
biologischen Behandlung von Abfällen – 30. BImSchV“ und eine „Verordnung zur<br />
Änderung der Abwasserverordnung“ bezüglich mechanisch-biologischer Aufbereitungsanlagen<br />
enthält, beschrieben. Nähere Angaben hierzu erfolgen auf Seite 2-13.<br />
- 2-11 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
2.2.3 Verordnungen und Verwaltungsvorschriften<br />
Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis (Abfallverzeichnis-<br />
Verordnung – AVV)<br />
Zum 1. Januar 2002 tritt die „Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis<br />
(Abfallverzeichnis-Verordnung – AVV)“ in Kraft und löst somit die „Verordnung zur<br />
Einführung des Europäischen Abfallkatalogs – EAKV“ ab. Somit wird das einheitliche<br />
europäische Abfallverzeichnis über gefährliche und nicht gefährliche Abfälle auch für<br />
Deutschland umgesetzt. Eine Beschreibung des Abfallartenkataloges erfolgte bereits<br />
in Kapitel 2.1.3.<br />
Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz<br />
(<strong>Technische</strong> Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft)<br />
Die „TA Luft“ ist in Zusammenhang mit dem „Bundes-Immissionsschutzgesetz“ und<br />
der „vierten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes<br />
über genehmigungspflichtige Anlagen – 4. BImSchV“ zu sehen. Sie „dient dem<br />
Schutz der Allgemeinheit und der Nachbarschaft vor schädlichen Umwelteinwirkungen<br />
durch Luftverunreinigungen sowie der Vorsorge gegen schädliche<br />
Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen“. In ihr werden anlagenspezifische<br />
Emissionsgrenzwerte für Anlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von weniger als<br />
50 MW festgelegt.<br />
TA Siedlungsabfall – TA-Si<br />
In der „dritten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Abfallgesetz (<strong>Technische</strong><br />
Anleitung zur Verwertung, Behandlung und sonstigen Entsorgung von Siedlungsabfällen<br />
– TA Siedlungsabfall)“ vom 14. Mai 1993 wurden die „Anforderungen an die<br />
Verwertung, Behandlung und sonstige Entsorgung von Siedlungsabfällen nach dem<br />
Stand der Technik sowie damit zusammenhängende Regelungen, die erforderlich<br />
sind, damit das Wohl der Allgemeinheit nicht beeinträchtigt wird“ beschrieben. Sie<br />
wurde durch Einführung der „Verordnung über die umweltverträgliche Ablagerung<br />
von Siedlungsabfällen und über biologische Abfallbehandlungsanlagen“ (siehe<br />
unten) stärker verrechtlicht.<br />
- 2-12 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Verordnung über die umweltverträgliche Ablagerung von Siedlungsabfällen<br />
und über biologische Abfallbehandlungsanlagen<br />
Die am 1.3.2001 in Kraft getretene „Verordnung über die umweltverträgliche<br />
Ablagerung von Siedlungsabfällen und über biologische Abfallbehandlungsanlagen“<br />
umfasst drei Einzelvorschriften: die „Verordnung über die umweltverträgliche<br />
Ablagerung von Siedlungsabfällen (Artikel 1)“, die „Verordnung über Anlagen zur<br />
biologischen Behandlung von Abfällen – 30. BImSchV (Artikel 2)“ und eine<br />
„Verordnung zur Änderung der Abwasserverordnung (Artikel 3)“.<br />
Artikel 1: Verordnung über die umweltverträgliche Ablagerung von<br />
Siedlungsabfällen – AbfAblV<br />
Ein wesentlicher Punkt der „Verordnung über die umweltverträgliche Ablagerung von<br />
Siedlungsabfällen“ („Abfallablagerungsverordnung – AbfAblV“) ist das Verbot der<br />
Ablagerung von unbehandelten Abfällen ab dem 1.1.2005. Die Verordnung basiert<br />
auf der „TA Siedlungsabfall“ und der „TA Abfall“. Sie setzt die Europäische Deponierichtlinie<br />
in strengerem Maße als gefordert um. Ein großer Vorteil der Ablagerungsverordnung<br />
gegenüber der „TA Abfall“ und „TA Siedlungsabfall“ ist die Rechtsverbindlichkeit<br />
einer Verordnung im Gegensatz zum Richtliniencharakter einer technischen<br />
Anleitung. Spätestens nach Ablauf der Übergangsfristen am 01.06.2005<br />
dürfen nur noch Abfälle abgelagert werden, die den Anforderungen der TA Si bzw.<br />
der Abfallablagerungsverordnung entsprechen. Für die meisten heute auf Hausmülldeponien<br />
abgelagerten Abfälle wird damit eine Vorbehandlung erforderlich.<br />
Weiterhin werden in Paragraph 4 die Anforderungen an die Ablagerung mechanischbiologisch<br />
behandelter Abfälle definiert. Nach Abs. 1 Satz 4 dürfen diese nur<br />
abgelagert werden, wenn „im Rahmen der mechanisch-biologischen Behandlung<br />
heizwertreiche Abfälle zur Verwertung oder thermischen Behandlung sowie sonstige<br />
verwertbare oder schadstoffhaltige Fraktionen abgetrennt wurden“.<br />
Artikel 2: Verordnung über Anlagen zur biologischen Behandlung von Abfällen<br />
– 30. BImSchV<br />
In der „Verordnung über Anlagen zur biologischen Behandlung von Abfällen“ werden<br />
Anforderungen an die Errichtung, die Beschaffenheit und den Betrieb von Anlagen<br />
- 2-13 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
zur Behandlung von Siedlungsabfällen oder ähnlichen Anlagen mit biologischen oder<br />
einer Kombination von biologischen mit physikalischen Verfahren festgelegt.<br />
Mit Inkrafttreten der „30. BImSchV“ am 20. Februar 2001 (Artikel 3 der „Verordnung<br />
über die umweltverträgliche Ablagerung von Siedlungsabfällen und über biologische<br />
Abfallbehandlungsanlagen“) wurden strengere Regelungen für die Errichtung, die<br />
Beschaffenheit und den Betrieb von Anlagen, in denen Siedlungsabfälle und Abfälle,<br />
die wie Siedlungsabfälle entsorgt werden können, erlassen. Hierzu gehören insbesondere<br />
Anlagen, in welchen heizwertreiche Fraktionen oder Ersatzbrennstoffe mit<br />
biologischen oder physikalischen Methoden gewonnen werden. In Paragraph 6<br />
dieser Verordnung werden Emissionsgrenzwerte für die Behandlungsanlage<br />
festgelegt, welche auch für Altanlagen nach einer Übergangsfrist von 5 Jahren<br />
bindend sind. Als Behandlungsverfahren vor der Ablagerung sind künftig neben der<br />
Abfallverbrennung auch moderne mechanisch-biologische Verfahren zulässig. Die<br />
hierbei eingesetzten Anlagen sind nach dem Stand der Technik zu errichten und zu<br />
betreiben. Dies gilt sowohl für die Verfahrenstechnik als auch für die Qualität des<br />
Outputs in Abhängigkeit der beabsichtigten Entsorgungswege.<br />
Artikel 3: Verordnung zur Änderung der Abwasserverordnung<br />
Die „Verordnung zur Änderung der Abwasserverordnung“ ist im direktem<br />
Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Artikel 2 über Anlagen zur<br />
biologischen Behandlung von Abfällen zu sehen. Sie stellt eine Ergänzung der<br />
Abwasserverordnung durch den Anhang 23, in dem die abwasserrechtlichen<br />
Anforderungen für mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlagen dem Stand<br />
der Technik entsprechend konkretisiert werden, dar.<br />
Artikelgesetz<br />
Mit dem sogenannten „Artikelgesetz“ („Gesetz zur Umsetzung der UVP-<br />
Änderungsrichtlinie, der IVU-Richtlinie und weiterer EG-Richtlinien zum Umweltschutz“<br />
vom 27. Juli 2001, BGBl Nr. 40 vom 02.08.2001, S. 1950) kommt die<br />
Bundesregierung dem Auftrag der Umsetzung der „UVP-Änderungsrichtlinie“<br />
(Richtlinie 97/11/EG des Rates vom 3. März 1997 zur Änderung der Richtlinie<br />
85/337/EWG über die Umweltverträglichkeitsprüfung bei bestimmten öffentlichen und<br />
privaten Projekten), der „IVU-Richtlinie“ (Richtlinie 96/61/EG des Rates vom 24.<br />
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Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
September 1996 über die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung)<br />
und weiterer EG-Richtlinien (Richtlinie 1999/31/EG des Rates vom<br />
26. April 1999 über Abfalldeponien) zum Umweltschutz nach. Eine kurze<br />
Beschreibung der Ziele der „IVU-„ bzw. „IPPC-Richtlinie“ und der „EU-Deponierichtlinie“<br />
erfolgte bereits in Kapitel 2.1.<br />
Verordnung über Verbrennungsanlagen für Abfälle und ähnliche brennbare<br />
Stoffe – 17. BImSchV<br />
In der „Verordnung über Verbrennungsanlagen für Abfälle und ähnliche brennbare<br />
Stoffe“ aus dem Jahre 1990 (zuletzt geändert am 27. Juli 2001) werden<br />
Emissionsbegrenzungen und sonstige Voraussetzungen für Anlagen, welche<br />
ausschließlich Abfälle verbrennen und die Mitverbrennung von Abfällen in anderen<br />
Anlagen geregelt. Einerseits historisch bedingt – die „17. BImSchV“ ist eine recht<br />
junge Verordnung – und andererseits aufgrund des höheren Schadstoffpotenziales<br />
im Abfall enthält sie strengere Anforderungen an die Emissionen, als zum Beispiel<br />
die „13. BImSchV“, in welcher die Emissionen von Feuerungsanlagen mit einer<br />
Feuerungswärmeleistung von mehr als 50 MW geregelt werden.<br />
Ein wichtiger Passus bezüglich der Mitverbrennung findet sich in Paragraph 5 Abs. 3.<br />
Dort heißt es: „Soweit Paragraph 1 Abs. 2 Satz 1 Anwendung findet, gelten die<br />
Emissionsgrenzwerte des Absatzes 1 in Verbindung mit Abs. 2 und die Begrenzung<br />
der Emissionen an Kohlenmonoxid nach Paragraph 4 Abs. 6 nur für den Teil des<br />
Abgasstromes, der bei der Verbrennung des höchstzulässigen Anteils der festen<br />
oder flüssigen Abfälle oder ähnlicher fester oder flüssiger brennbarer Stoffe<br />
einschließlich des für die Verbrennung dieser Einsatzstoffe zusätzlich benötigten<br />
Brennstoffs entsteht. (…)“ Somit gelten für die Abgasströme, welche durch Regelbrennstoffe<br />
verursacht werden die Bedingungen der „13. BImSchV“ bzw. der<br />
„TA Luft“, für die Abgasteilströme der Abfallverbrennung die verschärften<br />
Bedingungen der „17. BImSchV“. Damit erfolgt eine nach der Herkunft getrennte<br />
Betrachtung der Abgasströme. Ein „Auffüllen“ der Schadstoffbelastung des<br />
Gesamtabgasstromes bis zur Ereichung eines errechneten Gesamtgrenzwertes ist<br />
somit nicht gestattet. Diese Grenzwertkombination wird auch als „Mischungsrechnung“<br />
bezeichnet. Weiterhin spielt der Anteil des Ersatzbrennstoffes an der<br />
Gesamtfeuerungswärmeleistung eine Rolle. Liegt dieser über 25 %, so werden die<br />
- 2-15 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Emissionen komplett nach der 17. BImSchV berechnet, liegt dieser unter 10 %, so<br />
werden die Grenzwerte der 17. BImSchV trotzdem mit 10 % angesetzt.<br />
Mit der Umsetzung der europäischen Verbrennungsrichtlinie ergeben sich in diesen<br />
Punkten Änderungen. Falls keine spezifischen Grenzwerte im Anhang definiert sind,<br />
erfolgt die Grenzwertberechnung zwar grundsätzlich auf Basis der Anteilsrechnung.<br />
In der Praxis sind jedoch für wesentliche Schadstoffe wie Schwermetalle oder<br />
Dioxine und Furane Grenzwerte bestimmt, so dass die Anteilsrechnung in diesen<br />
Fällen nicht zum Tragen kommt. Für Zementwerke ist zum Beispiel ein vollständiger<br />
Satz von Grenzwerten definiert.<br />
Merkblatt der Landesarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) für die Entsorgung<br />
von Abfällen aus Verbrennungsanlagen für Siedlungsabfälle<br />
In diesem Merkblatt der „LAGA“ werden technische Voraussetzungen für die Verwertung<br />
und Beseitigung von Rückständen aus der Abfallverbrennung beschrieben.<br />
Auch wenn dies nicht direkt auf alle Anlagen zur Mitverbrennung von Abfällen<br />
übertragbar ist, so gibt dieses Merkblatt Hinweise auf Verwertungsmöglichkeiten und<br />
analytische Verfahren zur Bestimmung der Schadstoffgehalte in den Rückständen.<br />
2.2.4 Sonstige betroffene Gesetze<br />
Neben den genannten Gesetzen und Richtlinien, welche die Mitverbrennung von<br />
Abfällen direkt betreffen, gibt es einige Gesetze, die durch die Auswirkungen der Mitverbrennung<br />
– der Emissionen bzw. Immissionen – berührt werden. Diese seien hier<br />
nur erwähnt, um die Tragweite der Verbrennung von Abfällen zu verdeutlichen. Im<br />
Einzelnen wird jedoch nicht näher auf diese Gesetze eingegangen werden.<br />
Einen wichtigen Themenbereich stellen die Gesetze und Verordnungen, welche sich<br />
mit den Umweltmedien Wasser und Boden beschäftigen, dar. Bezüglich des<br />
Wassers wären dies zum Beispiel das „Wasserhauhaltsgesetz – WHG“, die „Trinkwasserverordnung<br />
– TrinkwV“ oder die „Klärschlammverordnung – AbfKlärV“, den<br />
Boden und die Natur betreffend das „Bundsbodenschutzgesetz – BBodSchG“ und<br />
das „Bundesnaturschutzgesetz – BNatSchG“.<br />
- 2-16 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Erneuerbare Energien Gesetz<br />
Das „Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien – EEG“ regelt unter anderem<br />
die Abnahme und Vergütung von Strom, welcher ausschließlich aus erneuerbaren<br />
Energien (Wasser- und Windkraft, solare Strahlungsenergie, Geothermie, Biomasse<br />
sowie Deponie-, Klär- und Grubengas) gewonnen wird. Die Gewinnung von Energie<br />
aus Abfall ist in diesem Gesetz nicht berücksichtigt, was durchaus unterschiedlich<br />
bewertet werden kann. Für eine Aufnahme spräche, dass durch die Energieerzeugung<br />
aus Abfall primäre fossile Energieträger eingespart werden, dagegen,<br />
dass der Abfall hierdurch zu einem deutlich wertvollen Gut – abhängig von der Höhe<br />
der Vergütung – werden könnte, was wiederum Zuwiderhandlungen gegen das<br />
Vermeidungsgebot des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes nach sich ziehen<br />
könnte.<br />
2.3 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Italien<br />
2.3.1 Abfallgesetze<br />
Das italienische Abfallrecht fußt auf dem „Decreto Legislativo 22“ vom 5. Februar<br />
1997, dem sogenannten „Ronchi Dekret“, welches zum ersten Male am 8. November<br />
1997 durch das „Decreto Legislativo 389“ modifiziert wurde.<br />
Wesentlich für die Mitverbrennung von Abfällen sind das „Ministerial Dekret vom 5.<br />
Februar 1998” („Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle procedure<br />
semplificate di recupero ai sensi degli articoli 31 e 33 del decreto legislativo 5 febbraio<br />
1997, n. 22.“), welches die Artikel 31 („Determinazione delle attività e delle caratteristiche<br />
dei rifiuti per l'ammissione alle procedure semplificate”) und 33 („Operazioni<br />
di recupero”) des „Ronchi Dekretes” spezifiziert, sowie die „Ministerial Dekrete<br />
Nr. 503” vom 19. November 1997 (Verbrennung von Siedlungsabfällen) und Nr. 124<br />
vom 25. Februar 2000 (Verbrennung von gefährlichen Abfällen).<br />
Ein wichtiger Punkt des „Ronchi Dekretes“ ist die Festsetzung von steigenden<br />
Mengenvorgaben für die getrennte Sammlung von Abfällen und die Verpflichtung zur<br />
Vorbehandlung von Abfall. Weiterhin sieht Artikel 5 des „Ronchi Dekrets“ eine Vorbehandlung<br />
von Siedlungsabfällen vor der Deponierung vor.<br />
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Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Im Rahmen der Angleichung an die europäische Abfallverbrennungsrichtlinie werden<br />
die betroffenen Gesetze zur Zeit überarbeitet.<br />
Definition Ersatzbrennstoff<br />
Ein erster Ersatzbrennstoffstandard wurde 1992 im „UNI 9903“ dargestellt. Hierin<br />
werden die Anforderungen an die Brennstoffe und die Analysenmethoden<br />
spezifiziert.<br />
In der Entwicklung der italienischen Abfallgesetzgebung vollzog sich im Jahre 1998<br />
ein Wandel in der Definition und der Bezeichnung von Ersatzbrennstoffen. Wurden<br />
sie im „Decreto Ministerale“ vom 1.1.1995 noch als „RDF – Refuse Derived Fuels“<br />
bezeichnet, so gab es im „Decreto Ministerale“ vom 5.2.1998 eine Umwidmung in<br />
„CDR – Combustibile Derivato dai Rifiuti“ einhergehend mit einer Änderung der<br />
Anforderungen an den Heizwert und die Schadstoffbelastung sowie einer neuen<br />
Positivliste von Abfällen, welche zur Energieerzeugung zugelassen sind. Wesentlich<br />
ist hierbei, dass die neuere Liste um einige Einträge wie zum Beispiel Altreifen<br />
verkürzt wurde. In dieser Liste nicht genannte Abfälle können auf Antrag genehmigt<br />
werden, allerdings ist mit einem langwierigen Genehmigungsverfahren zu rechnen,<br />
wodurch eine Mitverbrennung weniger attraktiv wird.<br />
2.3.2 Mitverbrennung von Abfällen<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen wird in verschiedenen Dekreten beschrieben. Eine<br />
Definition der Mitverbrennung erfolgt im „Decreto Ministeriale“ vom 5. Februar 1998.<br />
Dort heißt es in Artikel 2:<br />
a) co-combustione: utilizzazione mista di combustibili e rifiuti, compreso il<br />
combustibile da rifiuto (CDR);<br />
Mitverbrennung: Verwendung eines Gemisches aus Brennstoffen und<br />
Abfällen, inklusive Ersatzbrennstoffe aus Abfällen (CDR)<br />
b) impianto dedicato: impianto destinato esclusivamente al recupero<br />
energetico dei rifiuti, compreso il combustibile da rifiuto (CDR);<br />
Bestimmte Anlage: Anlage, die ausschließlich der Energiegewinnung aus<br />
Abfall, inklusive Ersatzbrennstoffe (CDR) dient.<br />
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Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
c) impianto termico: impianto industriale per la produzione di energia, con<br />
esclusione degli impianti termici per usi civili;<br />
Thermische Anlage: Industrielle Anlage zur Energieerzeugung,<br />
ausgenommen der thermischen Anlagen der öffentlichen Nutzung<br />
Eine weitere Definition findet sich im „Decreto Ministeriale No. 124“ vom 25. Februar<br />
2000 über die Verbrennung von gefährlichen Abfällen.<br />
Abfälle und Brennstoffe aus Abfällen zählen in Italien zwar zu den erneuerbaren<br />
Energien, jedoch gelten sie immer noch als Abfälle und somit ist ihr Gebrauch sehr<br />
genau in den bereits erwähnten Gesetzen geregelt. Eine Vereinfachung der Genehmigung<br />
der Mitverbrennung erfolgt nicht, jedoch kann aus Abfällen gewonnene<br />
Energie als „Grüne Energie“ zertifiziert werden.<br />
Neben Schadstoffgrenzwerten, wie sie in Abschnitt 2.6 zusammengefasst sind,<br />
müssen die erzeugten Ersatzbrennstoffe weiterhin einen Mindestheizwert aufweisen.<br />
Dieser Heizwert ist stoffabhängig und liegt zwischen 6.000 kJ/kg für Schlämme und<br />
16.000 kJ/kg für fossile Kohle.<br />
Nicht nur an die Abfälle, auch an die Anlagen zur Mitverbrennung werden Mindestanforderungen<br />
gestellt. So ist die minimale Betriebsgröße für Mitverbrennungsanlagen<br />
zur Energiegewinnung auf eine Leistung von 10 MW, die für industrielle Anlagen auf<br />
20 MW festgelegt. Weiterhin wird ein Mindestwirkungsgrad gefordert. Die Emissionsgrenzwerte<br />
für Anlagen zur Mitverbrennung sind ebenso in Abschnitt 2.6 im<br />
Vergleich mit den Grenzwerten für Anlagen in den anderen Ländern dargestellt.<br />
2.4 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in den Niederlanden<br />
2.4.1 Abfallgesetze<br />
Die Ziele der niederländischen Abfallwirtschaft werden im Abfallwirtschaftsplan<br />
(„Landelijk Afvalbeheersplan – LAP“) und in den Vorgängern, dem 10-Jahresplan<br />
Abfall von 1995 „Tienjarenprogramma Afval (TJP.A) 1995–2005“ oder dem Mehrjahresplan<br />
über die Verwertung gefährlicher Abfallstoffe „Meerjarenplan verwijdering<br />
gevaarlijke afvalstoffen II (MJP.GA II) 1997–2007“ beschrieben. Im „LAP“ wird eine<br />
Steigerung der Energiegewinnung aus Abfall propagiert. Dort heißt es, dass Abfall,<br />
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Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
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welcher sich zur Verbrennung oder Mitverbrennung eignet, auch tatsächlich hin zu<br />
den entsprechenden Verbrennungsanlagen gesteuert werden soll (LAP Vorentwurf<br />
vom 18. Juni 2001, Kapitel 6.4: „Nuttige toepassing en verwijdering tussn 1998 en<br />
2012“).<br />
Das grundlegende Umweltschutzgesetz der Niederlande ist das “Wet Milieubeheer”<br />
von 1993. Mit dem 1993 in Kraft getretenen Änderungsgesetz zum Umweltschutzgesetz<br />
bezüglich Abfällen „Wijzigingswet Wet milieubeheer (afvalstoffen)” erfuhr das<br />
Umweltgesetz wesentliche Änderungen. In Paragraph 8 werden Anlagen definiert,<br />
Paragraph 10 regelt die Abfallgesetzgebung.<br />
Im Jahre 1997 trat der Beschluss über das Deponierungsverbot bestimmter Abfallstoffe<br />
(„Besluit stortplaatsen en stortverboden afvalstoffen”) in Kraft. In Artikel 1<br />
werden unter anderem Abfallgruppen, welche von der Deponierung ausgeschlossen<br />
sind, aufgezeigt. Dazu gehören zum Beispiel Verpackungen, Papier und Karton,<br />
Grünabfall, Holzabfall, Klärschlamm und Siedlungsabfall. Die Konsequenz hieraus<br />
ist, dass nahezu keine Abfallarten deponiert werden dürfen. Diese Vorgehensweise<br />
unterscheidet sich deutlich von der Vorgehensweise anderer Staaten, welche<br />
Anhand von Grenzwerten (zum Beispiel Glühverlust (Deutschland) oder abbaubare<br />
organische Substanz und Atmungsaktivität (Italien)) die Deponierung von Abfällen<br />
einschränken wollen. Aufgrund von Minderkapazitäten von Behandlungsanlagen wird<br />
dieses Ziel in den Niederlanden zur Zeit jedoch teilweise unterlaufen. Diese Ausnahmen<br />
werden mit Artikel 4 zeitlich begrenzt gerechtfertigt.<br />
Deponieabgabe<br />
Zur weiteren Steuerung der Abfallströme zugunsten der Abfallverbrennung wurde in<br />
den Niederlanden eine bis zum Jahre 2006 auf 122 € pro Tonne abgelagerten brennbaren<br />
Abfall steigende Deponiesteuer eingeführt. Diese Tendenz spiegelte sich<br />
schon früh in der niederländischen Abfallpolitik wider. Im Jahre 1979 wurde von der<br />
niederländischen Regierung im „Ladder van Lansink“ die Hierarchie der Abfallbehandlung<br />
festgelegt. Danach steht an erster Stelle die Vorsorge und Vermeidung von<br />
Abfall, an zweiter und dritter Stelle die Verwertung und Trennung von Abfall, an<br />
vierter Stelle die Verbrennung mit Energiegewinnung und an letzter Stelle die Depo-<br />
- 2-20 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
nierung. Im Jahre 1989 wurde dies auch in Artikel 10 des „Wet milieubeheer“ festgeschrieben.<br />
Entsorgung – Verwertung<br />
Bezüglich der Abgrenzung zwischen Entsorung und Verwertung existiert ein klares<br />
Ja-/Nein-Bewertungsschema. Nur Abfälle, deren Heizwert bei einem Chlorgehalt von<br />
unter 1 % über 11,5 MJ/kg oder bei einem Chlorgehalt von größer als 1 % über<br />
15 MJ/kg liegen, können Abfälle zur Verwertung sein.<br />
Eine Anpassung an die Deponierungsrichtlinie 1999/31/EG der Europäischen Union<br />
erfolgte im Juli 2001 mit dem Änderungsbeschluss „Wijzigingsbesluit Inrichtingen- en<br />
vergunningenbesluit milieubeheer, enz. (storten van afvalstoffen)“.<br />
2.4.2 Mitverbrennung von Abfällen<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen und die dabei freigesetzten Emissionen von<br />
Verbrennungsanlagen werden auch in den Niederlanden in verschiedenen<br />
Vorschriften geregelt. So werden die Emissionen von Abfallverbrennungsanlagen im<br />
„Besluit Luchtemissies afvalverbranding (BLa)” geregelt, Emissionen industrieller<br />
Verbrennungsanlagen hingegen im „Besluit emissie eisen stookinstallaties (Bees)”.<br />
Großfeuerungsanlagen, in denen weniger als 10 % der Brennstoffmenge durch<br />
Abfälle zugeführt wird, werden nach dem „Bees” beurteilt, alle anderen nach dem<br />
„BLa”. Ein Vergleich dieser Grenzwerte mit denen der anderen im Betrachtungsraum<br />
liegenden Länder erfolgt in Abschnitt 2.6.<br />
Eine intensivierte Mitverbrennung ist auch durch das „Energy from Waste and<br />
Biomass – EWAB”-Programm motiviert. Durch den verstärkten Einsatz von Biomasse<br />
und Abfall sollen bis zum Jahre 2020 120 PJ Energie aus fossilen Energieträgern<br />
eingespart werden. Dieser Schritt liefert einen wichtigen Beitrag zur Erreichung des<br />
CO2-Zieles. Der Anteil des Abfalles bei der Energiegewinnung soll hierdurch von<br />
23 PJ im Jahre 1998 auf 45 PJ/a und der Anteil der Mitverbrennung in Kohlekraftwerken<br />
von 3 PJ/a (2000) auf 30 PJ im Jahre 2020 gesteigert werden. Die maximal<br />
verfügbare Energie aus Abfall beläuft sich zur Zeit auf rund 185 PJ po Jahr.<br />
- 2-21 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Gefährliche Abfallstoffe<br />
Die Grundsätze über die Behandlung gefährlicher Abfallstoffe werden im „Besluit<br />
aanwijzing gevaarlijke afvalstoffen – BAGA” festgelegt. Weitere Regelungen hierzu<br />
finden sich in der „Regeling aanwijzing gevaarlijke afvalstoffen – RAGA” und der<br />
„Regeling aanvulling aanwijzing gevaarlijke afvalstoffen – RAAGA”. Der „Meerjarenplan<br />
gevaarlijke afvalstoffen – MJP-GA” stellt ein strategisches Papier bezüglich des<br />
Umganges mit gefährlichen Abfällen dar.<br />
Eural<br />
Der europäische Abfallartenkatalog ist in den Niederlanden durch die „Europese<br />
afvalstoffenlijst – Eural” umgesetzt.<br />
Bodenschutzgesetz<br />
Wichtige Einschränkung über die Verwertung der bei der Verbrennung und Mitverbrennung<br />
anfallenden Reststoffe macht das „Bodenschutzgesetz“ von 1995. Hierin<br />
werden Auslaugtests für Baumaterialien definiert. Die Baumaterialien werden in zwei<br />
Kategorien eingeteilt: Eingeschränkt einsetzbar und uneingeschränkt einsetzbar.<br />
Schlacken aus Abfallverbrennungsanlagen sowie Flugaschen aus Kohlekraftwerken<br />
sind demnach per Definition nur eingeschränkt als Baumaterialien nutzbar. Sie<br />
dürfen nicht als ungebundenes Baumaterial verwendet werden.<br />
Standardisierung<br />
Das niederländische Umweltministerium (VROM) schrieb im Jahre 1999 Standards<br />
für die Anforderungen an Biomasse und Abfälle zur Verbrennung fest. Hierin wird<br />
zunächst zwischen belasteter und unbelasteter Biomasse unterschieden. Weiterhin<br />
wurden die Standards für alle Verbrennungsanlagen harmonisiert.<br />
2.5 Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Österreich<br />
2.5.1 Abfallgesetze<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen in Österreich wird in einer Reihe von Gesetzen und<br />
Verordnungen geregelt. Grundlage des österreichischen Abfallrechtes ist das „Abfallwirtschaftsgesetz“<br />
(BGBl. Nr. 325/1990 i.d.g.F.) aus dem Jahre 1990.<br />
- 2-22 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Mechanisch-biologische Anlagen<br />
Zu Planung, Genehmigung, Bau und Betrieb von mechanisch-biologischen Anlagen<br />
liefern das Österreichische Abfallwirtschaftsgesetz und dessen Durchführungsverordnungen<br />
– das „UVP-Gesetz“ (BGBl. Nr. 697/1993 i.d.g.F.) und die „Verordnung des<br />
Bundesministers für Umwelt über die Ablagerung von Abfällen – Deponieverordnung“<br />
(BGBl. Nr. 164/1996) – die wesentlichen gesetzlichen Grundlagen. Die rechtliche<br />
Situation ist standortabhängig, dass heißt, es gibt unterschiedliche Rechtsvorschriften<br />
für Anlagen, welche auf Deponien errichtet werden sollen und für andere<br />
Standorte. Eine Definition der mechanisch-biologischen Abfallbehandlungsanlage<br />
erfolgt in Paragraph 2 Ziffer 26 der Deponieverordnung. Hierin werden ebenso Anforderungen<br />
an den MBA-Output definiert (Paragraph 5). Eine wichtige Einschränkung<br />
bezüglich der Verwendung von MBA-Output stellt die Heizwert-Regelung dar.<br />
Danach darf MBA-Output ab 2004 nur noch abgelagert werden, wenn der obere<br />
Heizwert niedriger als 6.000 kJ/kg ist (Paragraph 5 Abs. 7f).<br />
Emissionsgrenzwerte für mechanisch-biologische Anlagen sind bisher keine erlassen<br />
worden, obgleich das Abfallwirtschaftsgesetz die Ermächtigungsgrundlage dazu<br />
bietet. Aus diesem Grunde wird im Genehmigungsfall auf die deutsche TA Luft<br />
zurückgegriffen.<br />
Ersatzbrennstoffe<br />
Qualitätsanforderungen an MBA-Outputströme werden bisher noch durch die<br />
ÖNORM S 2202 „Gütekriterien für Müllkompost“ von 1984 und die ÖNORM S 2024<br />
„Anwendungsrichtlinien für Müllkompost“ geregelt. Hier werden maximal zulässige<br />
Schadstoffkonzentrationen für verschiedene Anwendungen des „Müllkompostes“<br />
definiert. Zur Zeit ist ein Entwurf einer TA MBA in Arbeit.<br />
2.5.2 Mitverbrennung von Abfällen<br />
In der „Verordnung des Bundesministers für Umwelt, Jugend und Familie über die<br />
Verbrennung von gefährlichen Abfällen“, (VerbrennungsVO, BGBl. II Nr. 22/1999)<br />
und der „Verordnung des Bundesministers für wirtschaftliche Angelegenheiten über<br />
die Verbrennung gefährlicher Abfälle in gewerblichen Betriebsanlagen“ (Celex Nr.<br />
394 L 0067) erfolgen verschiedene Definitionen der Abfallmitverbrennung und der<br />
Anlagen zur Abfallmitverbrennung.<br />
- 2-23 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
So wird die Mitverbrennungsanlage über den Anteil des pro Kalendervierteljahres<br />
eingesetzten Abfalles als Ersatz- oder Zusatzbrennstoffes definiert. Werden weniger<br />
als 40 % der Gesamtbrennstoffwärmeleistung durch Abfall substituiert, handelt es<br />
sich um eine Mitverbrennungsanlage, anderenfalls handelt es sich um eine Abfallverbrennungsanlage.<br />
Rest- und Althölzer, kommunale Klärschlämme, Altreifen und Altreifenschnitzel<br />
sowie Altöle werden nicht bei der Berechnung der 40-Prozent-Grenze<br />
einbezogen.<br />
Verbrennungsanlagen, für welche eine Positivliste erlassen wurde und in denen<br />
diese Abfälle verbrannt werden, gelten ab Inkrafttreten der Liste als Mitverbrennungsanlage,<br />
wenn weniger als 40 % der Gesamtbrennstoffwärmeleistung durch<br />
gefährliche Abfälle als Ersatz- oder Zusatzbrennstoffe zugeführt werden. Wird diese<br />
40 %-Grenze überschritten, handelt es sich um eine Abfallverbrennungsanlage.<br />
Eine wesentliche Einschränkung zur Mitverbrennung von Abfällen wird in der Verpackungsverordnung<br />
gemacht. Dort wird in Paragraph 2 Abs. 10 als eine wichtige<br />
Voraussetzung zur thermischen Verwertung von brennbarem Verpackungsabfall zur<br />
Energieerzeugung neben der Einhaltung der vorgegebenen Emissionsstandards und<br />
des Gebotes, die Emissionsverhältnisse der Anlage nicht zu verschlechtern auch<br />
eine definierte Qualität aller Einsatzstoffe gefordert. Insbesondere die Forderung<br />
nach einer definierten Qualität ist für gemischte Abfälle nur schwerlich zu erfüllen.<br />
Verbrennung gefährlicher Abfälle<br />
Die Verbrennung gefährlicher Abfälle ist in zwei verschiedenen Verordnungen<br />
geregelt. Zum einen ist dies die „Verordnung des Bundesministers für Umwelt,<br />
Jugend und Familie über die Verbrennung von gefährlichen Abfällen“ (BGBl. II Nr.<br />
22/1999, Verbrennung gefährlicher Abfälle nach AWG VO) und zum anderen die<br />
„Verordnung des Bundesministers für wirtschaftliche Angelegenheiten über die Verbrennung<br />
gefährlicher Abfälle in gewerblichen Betriebsanlagen“ (Celex Nr. 394 L<br />
0067, Verbrennung gefährlicher Abfälle nach GewO VO). In beiden Verordnungen<br />
wird in Paragraph 3 (Begriffsbestimmung) die Mitverbrennung von Abfällen definiert.<br />
Wesentlich für die Mitverbrennung von Abfällen sind die Paragraphen 8 (Emissionsgrenzwerte<br />
für Verbrennungsanlagen), 12 (Bestimmungen für die Mitverbrennung<br />
- 2-24 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
von Abfällen) und 15 (Emissionsgrenzwerte für die Mitverbrennung in Anlagen der<br />
Zementerzeugung) der Verordnung des Bundesministers für wirtschaftliche<br />
Angelegenheiten (BMwA) sowie 9 (Emissionsgrenzwerte und Sonderbestimmungen<br />
für Mitverbrennungsanlagen, ausgenommen Anlagen zur Zementerzeugung) und 10<br />
(Emissionsgrenzwerte und Sonderbestimmungen für die Mitverbrennung in Anlagen<br />
zur Zementerzeugung) der Verordnung des Bundesministers für Umwelt, Jugend und<br />
Familie (BMUJF). Weiters werden jeweils in den Anlagen 1 bis 4 Emissionsgrenzwerte<br />
und ihre Bestimmung erläutert.<br />
Altlastensanierungsgesetz – ALSAG<br />
Das „Altlastensanierungsgesetz – ALSAG“ trat am 1. Juli 1989 mit dem Ziel der<br />
Finanzierung der Sicherung und Sanierung von Altlasten (Paragraph 1 ALSAG) in<br />
Kraft. In der geltenden Fassung unterliegt das langfristige Ablagern von Abfällen<br />
sowie das Lagern von Abfällen als auch das Befördern von Abfällen zur langfristigen<br />
Ablagerung außerhalb des Gebietes Österreichs einer Beitragspflicht. Die Höhe der<br />
Beitragspflicht ist hierbei sowohl von der Art der Abfälle, als auch von der Qualität<br />
der Deponie abhängig. Der Beitragssatz steigt dabei stufenweise drastisch an. So<br />
erfolgt zum Beispiel der Altlastenbeitrag für Hausmüll, welcher auf einer nicht dem<br />
Stand der Technik entsprechenden Deponie abgelagert wird, von 90 ATS/t<br />
(entspricht 6,50 €/t) im Jahre 1996 auf 600 ATS/t (43,60 €/t) im Jahre 2001 und 1200<br />
ATS/t (87 €/t) im Jahre 2006. Für Deponien, welche weder über ein Deponiebasisdichtungssystem<br />
noch über eine vertikale Umschließung verfügen, erhöht sich nach<br />
Paragraph 6 ALSAG der Beitrag je angefangene Tonne um jeweils 400 ATS/t<br />
(29 €/t).<br />
Eine weitere Einschränkung erfolgt in Paragraph 2 (5) 4. Danach fallen „Flug- und<br />
Bettaschen sowie Schlacken, die bei der Verbrennung oder Vergasung von Kohle<br />
zum Zwecke der Erzeugung von elektrischer Energie oder Wärme anfallen, sofern a)<br />
zumindest 90% der Energie- oder Wärmeleistung aus der Verbrennung oder Vergasung<br />
von Kohle stammen und b) im Fall eines Abfalleinsatzes nur nicht gefährliche<br />
Abfälle, die zur Energiegewinnung beitragen, mitverbrannt“ werden, nicht unter den<br />
Abfallbegriff und unterliegen somit nicht der Beitragpflicht.<br />
- 2-25 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Durch dieses Gesetz soll eine möglichst schnelle Anpassung der Deponien an den<br />
Stand der Technik erfolgen. Weiters soll einer Wettbewerbsverzerrung zwischen<br />
unterschiedlich ausgestatteten Deponien und somit einem Mülltourismus zu<br />
„Billigdeponien“, wie er zur Zeit in Deutschland erfolgt, entgegen gewirkt werden.<br />
Immissionsschutzgesetz<br />
Durch in Kraft treten des Bundesgesetzes zum Schutz vor Immissionen durch<br />
Luftschadstoffe („Immissionsschutzgesetz-Luft – IG-L“) und deren Durchführungsverordnungen<br />
im Jahre 1997 mit dem die Gewerbeordnung von 1994, das „Luftreinhaltegesetz<br />
für Kesselanlagen“, das „Berggesetz“ aus dem Jahre 1975, das „Abfallwirtschaftsgesetz“<br />
und das „Ozongesetz“ geändert wurden, wurden unter anderem<br />
neue Immissionsgrenzwerte festgelegt. Im folgenden Kapitel sind diese im<br />
europäischen Vergleich dargestellt.<br />
Luftreinhaltegesetz für Kesselanlagen – LRG-K<br />
Im Bundesgesetz vom 23.6.1988 zur Begrenzung der von Dampfkesselanlagen ausgehenden<br />
Luftverunreinigungen („Luftreinhaltegesetz für Kesselanlagen – LRG-K“)<br />
werden die Emissionsgrenzwerte für Dampfkesselanlagen sowie die Genehmigungsvoraussetzungen<br />
festgelegt. Es ist mit dem deutschen „BImSchG“ zu vergleichen.<br />
Emissionsgrenzwerte für Kraftwerke und sonstige Großfeuerungsanlagen<br />
Im Falle der Kraftwerke ist die Feuerungsanlagen-Verordnung (FAV, BGBl. II Nr.<br />
331/1997) die maßgebliche Rechtsvorschrift zur Emissionsbegrenzung.<br />
Luftverunreinigende Stoffe aus Anlagen zur Zementerzeugung<br />
Die wesentliche Rechtsvorschrift zur Emissionsbegrenzung von Zementwerken stellt<br />
die „Verordnung des BMwA über die Begrenzung von Emissionen von luftverunreinigenden<br />
Stoffen aus Anlagen zur Zementerzeugung (BGBl. Nr. 63/1993)“ dar.<br />
Emissionsgrenzwerte für Anlagen zur Stahlerzeugung<br />
Die Emissionsbegrenzungen für Anlagen zur Stahlerzeugung werden durch die<br />
„Verordnung des BMwA über die Begrenzung der Emissionen von luftverunreinigenden<br />
Stoffen aus Anlagen zur Erzeugung von Eisen und Stahl (BGBl. II Nr. 160/1997)“<br />
geregelt.<br />
- 2-26 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Gewerbeordnung – GewO<br />
Für gefährliche oder nicht gefährliche Abfälle, welche betriebsintern mitverbrannt<br />
werden und somit aus dem Abfallregime herausfallen, oder nicht gefährliche Abfälle,<br />
welche in einer gewerblichen Betriebsanlage in einer Menge bis zu 10.000 t/a mitverbrannt<br />
werden, ist die Gewerbeordnung die Rechtsgrundlage zur Bewilligung der<br />
Betriebsanlage. Gleiches gilt für aus Abfällen hergestellte Ersatzbrennstoffe, welche<br />
aufgrund ihrer Qualität als Produkt zu bewerten sind (Anerkennung der Nichtabfalleigenschaft<br />
gemäß Paragraph 4 des AWG).<br />
ÖNORM S2100<br />
Die ÖNORM S2100 (österreichischer Abfallartenkatalog) weist den verschiedenen<br />
Abfällen je eine Abfallschlüsselnummer zu. Die Umstellung auf den Europäischen<br />
Abfallartenkatalog ist noch nicht in allen Bereichen abgeschlossen.<br />
Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz – UVP-G<br />
Das UVP-G 2000 setzt die UVP-Richtlinie der Europäischen Gemeinschaften um und<br />
integriert darüber hinaus die UVP in ein konzentriertes Genehmigungsverfahren.<br />
IPPC-Richtlinie<br />
Die Umsetzung der IPPC-Richtlinie („Integrierte Vermeidung und Verminderung der<br />
Umweltverschmutzung“, vgl. Seite 2-5) erfolgte in der Neufassung des Abfallwirtschaftsgesetzes<br />
vom 1.9.2000 (BGBl. I Nr. 90/2000); in den Paragraphen 29 b<br />
(„Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung – IPPC“),<br />
29 c („Grenzüberschreitende Auswirkungen einer IPPC-Anlage“) und 29 d („Aktualisierung<br />
von Auflagen für eine IPPC-Anlage“).<br />
2.6 Vergleich der länderspezifischen Grenzwerte bezüglich<br />
Abfallmitverbrennung<br />
Wie schon ansatzweise in den vorhergehenden Abschnitten beschrieben, besteht<br />
eine Vielzahl von Grenzwerten bezüglich der Mitverbrennung von Abfällen. Diese<br />
Grenzwerte können zum einen von der Art der Anlage sowie deren Größe und zum<br />
anderen vom Abfall abhängen. In den folgenden Tabellen sind eine Reihe von<br />
emissionsseitigen Grenzwerten aufgeführt und gegenüber gestellt. Wie ein Vergleich<br />
- 2-27 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
zwischen den verschiedenen Ländern zeigt, sind die Grenzwerte weitgehend<br />
angepasst. Größere Unterschiede bestehen noch bei den Grenzwerten für Staub und<br />
NOx.<br />
Tabelle 2-2: Emissionsgrenzwerte nach EU-Verbrennungsrichtlinie<br />
Parameter<br />
O2-Bezug 11 bzw. 3 %<br />
Messzeitraum HMW 1) TMW 4)<br />
A 2) B 3)<br />
HCl 60 10 10<br />
HF 4 2 1<br />
SO2 200 50 50<br />
NOx 400 200 200/400<br />
Corg 20 10 10<br />
CO 150/100 150/100 50<br />
Staub 30 10 10<br />
Messzeitraum 0,5 - 8 h 0,5 - 8 h 0,5 - 8 h<br />
Cd + Tl 0,05/0,1 0,05/0,1 0,05/0,1<br />
Hg 0,05/0,1 0,05/0,1 0,05/0,1<br />
Σ(Sb, As, Pb, Cr, Co,<br />
Cu, Mn, Ni, V, Sn)<br />
0,5/1 0,5/1 0,5/1<br />
Messzeitraum 6 - 8 h 6 - 8 h 6 - 8 h<br />
PCDD/PCDF 0,0000001 0,0000001 0,0000001<br />
Werte in mg/Nm³ (273 K, 1013 mbar)<br />
1)<br />
HMW: Halbstundenmittelwert.<br />
2)<br />
HMW A: keiner der Tagesmittelwerte überschreitet den<br />
festgelegten Emissionsgrenzwert.<br />
3)<br />
HMW B: 97 % der Tagesmittelwerte innerhalb eines<br />
Jahres überschreiten nicht den festgelegten<br />
Emissionsgrenzwert.<br />
4)<br />
TMW: Tagesmittelwert.<br />
- 2-28 -
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 2-29 -<br />
Tabelle 2-3: Emissionsgrenzwerte für Abfallverbrennungsanlagen und<br />
Mitverbrennungsanlagen in Europa<br />
Parameter Deutschland<br />
17. BImSchV<br />
1990<br />
Italien<br />
DM 05.02.98<br />
CdR<br />
Niederlande<br />
(BLa 1993)<br />
Österreich<br />
BMwA<br />
Österreich<br />
BMUJF<br />
Messzeitraum HMW TMW TMW SMW HMW + TMW HMW + TMW<br />
HCl 60 10 10 10 10 10<br />
HF 4 1 1 1 0,7 0,7<br />
SO2 200 50 50 40 140 140<br />
NOx 400 200 200 70 500/800 500/800<br />
NH3<br />
(Falls bei Entstickung<br />
eingesetzt)<br />
250<br />
Corg 20 10 10 10 50/10 50/10<br />
Messzeitraum SMW TMW TMW SMW<br />
CO 100 50 50 50<br />
Messzeitraum HMW TMW TMW 1-8 h MW<br />
Staub 30 10 10 5 34 34<br />
Messzeitraum 0,5 - 2 h MW SMW 1-8 h MW 0,5 - 8 h 0,5 - 8 h<br />
Cd + Tl 0,05 0,05 0,05 -<br />
Hg 0,05 0,05 0,05 0,05 -<br />
Σ(Sb, As, Pb, Cr, Co,<br />
Cu, Mn, Ni, V, Sn)<br />
0,5 0,5 +Se + Te = 1 0,5 -<br />
Messzeitraum 6 - 16 h MW 8 h k.A. 6 - 8 h 6 - 8 h<br />
PCDD/PCDF 1*10 -7 0,1 ngNm³ 1*10 -7 0,0000001 -<br />
Cd 0,05<br />
Werte in mg/Nm³ (273 K, 1013 mbar)<br />
HMW: Halbstundenmittelwert.<br />
TMW: Tagesmittelwert.<br />
MW: Mittelwert.
Kapitel 2<br />
Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 2-30 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
3 Sekundäre Brennstoffe<br />
Der Begriff „Sekundärer Brennstoff“ ist in Europa nicht einheitlich definiert, somit führt<br />
eine Diskussion über „RDF (Refuse Derived Fuel)“ oder „Ersatzbrennstoffe“ nahezu<br />
zwangsläufig zu Missverständnissen. Im englischsprachigen Raum wird die<br />
Erzeugung des Brennstoffes besonders betont (Refuse Derived Fuel), im deutschsprachigen<br />
Raum steht die Tatsache, dass die Brennstoffeigenschaft – unabhängig<br />
von eventuellen Aufbereitungsschritten – genutzt wird, im Vordergrund. Strenggenommen<br />
ist RDF somit eine Untermenge der sekundären Brennstoffe. Zur<br />
Beschreibung werden die Begriffe Ersatzbrennstoff, Sekundärbrennstoff, RDF,<br />
BRAM (Brennstoff aus Müll), Sekundärbrennstoff (SBS) oder auch Produktbezeichnungen<br />
wie Trockenstabilat ® benutzt. In Italien wird die Abkürzung CDR<br />
(Combustibile Derivato dai Rifiuti), vormals auch RDF verwendet, in den Niederlanden<br />
ist die Abkürzung RDF gebräuchlich.<br />
Im Folgenden wird zunächst eine Charakterisierung der Abfälle vorgenommen. Im<br />
nächsten Absatz wird auf die Zusammensetzung der Ersatzbrennstoffe und die<br />
Schwierigkeiten der Brennstoffanalyse eingegangen. Anschließend werden unterschiedliche<br />
zur Anwendung kommende Aufbereitungsverfahren zur Herstellung von<br />
Sekundärbrennstoffen beschrieben. Das nächste Unterkapitel beschäftigt sich mit<br />
den erzeugten Brennstoff-Produkten.<br />
3.1 Charakterisierung von Abfällen<br />
Soweit es sich bei Abfällen nicht um sortenreine Produktionsabfälle handelt, fällt eine<br />
Charakterisierung in der Regel schwer. Das größte Problem bei der Beschreibung<br />
von Abfällen ist, eine belastbare Aussage über die Zusammensetzung zu treffen. Bei<br />
homogenen Abfällen wie zum Beispiel Altreifen oder den bereits erwähnten<br />
Produktionsabfällen liefert eine Analyse in der Regel verlässliche Aussagen über die<br />
Zusammensetzung. Bei den restlichen Abfällen handelt es sich jedoch im Allgemeinen<br />
um ein Stoffgemisch, welches herkunftsbedingt beliebig viele Freiheitsgrade<br />
bezüglich der Inhaltstoffe und der Größenverteilung aufweist. Je nach Herkunft oder<br />
Sammelsystem ist die Abfallzusammensetzung als in großer Menge über einen<br />
großen Zeitraum ungefähr konstant anzusehen.<br />
- 3-1 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Die repräsentative Probennahme eines Abfallgemisches stellt somit ein großes<br />
Problem hinsichtlich der Durchführbarkeit dar. Hierzu muss die Probenmenge<br />
hinreichend – auf Labormaßstab – reduziert werden. Dies ist jedoch bei einem solch<br />
inhomogen Gemisch in Bezug auf Zusammensetzung, Form, Größe etc. ein nichttriviales<br />
Problem und führt bei Abfallanalysen durchaus zu Schwankungsbreiten von<br />
mehreren Größenordnungen. Folglich muss selbst eine Nutzung der Analyseergebnisse<br />
als Anhaltswerte kritisch hinterfragt werden. Es wurden bereits Versuche unternomment,<br />
die Analysen in halbtechnischem Maßstab durchzuführen, was durch eine<br />
größere Probenmenge und eine weniger aufwändige Probenaufbereitung zu<br />
realistischeren Ergebnissen führt. Jedoch wird auch hierbei zu Grunde gelegt, dass<br />
es sich um Gemische mit „zeitlich konstanter“ Zusammensetzung handelt. Aus dieser<br />
Problematik ergibt sich sogleich eine Anforderung an einen Ersatzbrennstoff bezüglich<br />
seiner Zusammensetzung: Er muss so homogen sein, dass eine wiederholbare,<br />
repräsentative Probennahme möglich ist, um repräsentative Analyseergebnisse zu<br />
gewährleisten. In diesem Zusammenhang sei nochmals auf die österreichische<br />
Verpackungsverordnung hingewiesen, wonach bei der Verbrennung eine definierte<br />
Qualität aller Einsatzstoffe gefordert wird.<br />
Einige Abfälle und deren Zusammensetzungen sind bereits in der Abfallanalysendatenbank<br />
„Abanda“ des Landesumweltamtes Nordrhein-Westfalen zusammengefasst.<br />
Ziel dieser Datenbank ist unter anderem eine umfassende Datensammlung<br />
mit repräsentativen Analysewerten und Streubreiten für verschiedene Abfallschlüssel<br />
aufzubauen. Die Probennahme und die Analyse erfolgt hierin nach den Empfehlungen<br />
der TA Siedlungsabfall. Weiterhin werden die Analysen auf spezielle<br />
Problem- und Fragestellungen, wie zum Beispiel der Verwertung als Ersatzbrennstoff,<br />
abgestimmt und den individuellen Anforderungen des öffentlich-rechtlichen<br />
Entsorgungsträgers oder Anlagenbetreibers angepasst.<br />
Zunächst sollte jedoch der Begriff der Homogenität geklärt werden. Dieser wird zum<br />
Beispiel in Anhang 4, Abs. 1.1 (Homogenität/Heterogenität) der Verordnung über die<br />
umweltverträgliche Ablagerung von Siedlungsabfällen („Abfallablagerungsverordnung<br />
– AbfAblV“) definiert: „Homogen sind in der Regel Abfälle, deren Homogenität<br />
durch Sichtkontrolle prüfbar ist, beispielsweise Stäube, Reaktionsprodukte aus<br />
- 3-2 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Rauchgasreinigungsanlagen, Schlacken, mechanisch-biologisch behandelte Abfälle.<br />
Heterogen sind alle anderen Abfälle.“<br />
Die Ungewissheit über die Zusammensetzung der Abfälle hat direkte Auswirkungen<br />
auf die daraus gewonnenen Ersatzbrennstoffe und deren Einsatzgebiet: Aus umweltpolitischen<br />
Gründen muss der Schadstoffgehalt so weit wie möglich reduziert<br />
werden. Für Anlagenbetreiber ist es oft nicht unerheblich, dass der eingesetzte<br />
Brennstoff eine konstante Qualität und damit auch eine konstante Schadstoffbelastung<br />
aufweist. Um ein größeres Vertrauen in den Markt der Ersatzbrennstoffe<br />
aufzubauen, wurde zum Beispiel in Deutschland durch die „Gütegemeinschaft<br />
Sekundärbrennstoffe“ ein Gütesiegel eingeführt, welches eine maximale Schadstoffbelastung<br />
für nicht-flüssige Brennstoffe festsetzt. Auf die Qualitätsmerkmale der<br />
Ersatzbrennstoffe in den verschiedenen betrachteten Staaten wird in den entsprechenden<br />
Kapiteln eingegangen.<br />
3.2 Erzeugung eines Sekundärbrennstoffes<br />
In der Regel liegen die mitzuverbrennenden Abfälle nicht in einer Form vor, in<br />
welcher sie direkt der Verbrennung bzw. thermischen Nutzung zugeführt werden<br />
können. Aus diesem Grunde werden abhängig von der Abfallzusammensetzung und<br />
dem Einsatzzweck verschiedene Aufbereitungsverfahren vorgeschaltet. Die Aufbereitung<br />
verfolgt unterschiedliche Ziele, welche nachfolgend erläutert werden.<br />
Zum einen soll die Lager- und Transportfähigkeit sichergestellt werden. Das Produkt<br />
soll sich zumindest über einen bestimmten Zeitraum in einem stabilen Zustand<br />
befinden und hygienisch und sicherheitstechnisch unproblematisch sein (Geruch,<br />
Hygiene und Geziefer, Explosions-Gefahr). Weiterhin soll es mit erträglichem Aufwand<br />
transportabel sein. Dies bezieht sich sowohl auf den Transport zur Verwertungsanlage<br />
als auch auf die Förderung innerhalb der Anlage.<br />
Zum anderen soll ein leicht handhabbarer und der Anlagentechnik angepasster<br />
Brennstoff erzeugt werden. Hierbei sind bei festen Brennstoffen Kornform und -größe<br />
wichtige Parameter. Weiterhin muss über die gesamte Lagerungsdauer eine gute<br />
Dosierbarkeit sichergestellt werden.<br />
- 3-3 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Außerdem soll das Brennverhalten den Anforderungen angepasst werden. Dies kann<br />
zum Beispiel durch Wasserentzug oder durch Vergrößerung der Oberfläche erfolgen.<br />
3.2.1 Tatsächliche Schadstoffgehalte der Ersatzbrennstoffe<br />
Trotz einer durch die Aufbereitung erfolgten Homogenisierung der Ersatzbrennstoffe<br />
ist es in der Regel praktisch nicht möglich, den Schadstoffgehalt eines sekundären<br />
Brennstoffes zu bestimmen. Das Ergebnis der Analyse ist im Wesentlichen von der<br />
Homogenität des Brennstoffes, der Methode der Probenahme und der Analysenmethode<br />
abhängig. Ein Vergleich von Analysenergebnissen, welche nach unterschiedlichen<br />
Methoden gewonnen wurden, ist in der Regel wenig sinnvoll.<br />
Bei der Ersatzbrennstoffanalyse gibt es jedoch Bestrebungen, diese innerhalb<br />
Europas zu vereinheitlichen. Ein erster Schritt hierzu ist eine Bestandsaufnahme der<br />
derzeitig angewandten Methoden im Rahmen der CEN TF 118.<br />
3.2.2 Standardisierung von Ersatzbrennstoffen<br />
Bei der Aufbereitung von Abfallströmen zu Ersatzbrennstoffen handelt es sich um<br />
einen sehr sensiblen Markt: Einerseits ist die Zertifizierung nach einem anzuerkennenden<br />
Standard gewünscht, um somit die Möglichkeit zu schaffen, Ersatzbrennstoffe<br />
als vollwertige Brennstoffe „umzuwidmen“ und sie dadurch dem Abfallregime<br />
zu entziehen. Andererseits ist aus dem selben Grunde die Bereitschaft, Informationen<br />
über die erzeugten Ersatzbrennstoffqualitäten bekannt zu geben, gering bis<br />
gar nicht vorhanden.<br />
Zur Zertifizierung und Standardisierung von Ersatzbrennstoffen liegen verschiedene<br />
Ansätze vor. In Deutschland wurde durch die Gütegemeinschaft Sekundärbrennstoffe<br />
ein Gütezeichen gefördert (siehe unten). Weiterhin gibt es auch von der<br />
gesetzgebenden Seite Bestrebungen, Qualitätsstandards festzusetzen. In Deutschland<br />
liegt hierzu ein Vorschlag der „LAGA“ bezüglich der „Mitverbrennung von<br />
Abfällen in Zementwerken“, in den Niederlanden die „Standards für Biomasse und<br />
Abfall“ von 1999 und in Italien Regelungen über „Non mineral refuse derived fuels<br />
(RDF) – UNI 9903“ von 1992, vor. In Finnland werden Ersatzbrennstoffe in drei<br />
Qualitätsstufen (REF I – III) eingeteilt, in der Schweiz existiert eine Positivliste des<br />
BUWAL zur Mitverbrennung von Abfällen in Zementwerken.<br />
- 3-4 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Auf europäischer Ebene erarbeitet das „Comité Européen de Normalisation, Task<br />
Force 118 – CEN TF 118 ‚solid recovered fuels’“ zur Zeit eine Norm für Ersatzbrennstoffe.<br />
Allerdings sind hierbei noch nicht alle Fragen bezüglich der Ansprüche und<br />
Ziele einer Standardisierung geklärt. Ideen hierzu wurden im Zwischenbericht<br />
CEN/TF118 N19 veröffentlicht. [CEN 2001]<br />
3.2.3 RAL Gütezeichen „Gütesicherung Sekundärbrennstoffe“<br />
(RAL-GZ 724)<br />
In Deutschland wurde die Diskussion über Ersatzbrennstoffe um eine Diskussion<br />
über ein RAL-Gütezeichen 1 ergänzt. Ziel des Gütezeichens ist, qualitative Vorgaben<br />
für Ersatzbrennstoffe zu aufzustellen, um sowohl Ersatzbrennstofferzeugern als auch<br />
potenziellen Abnehmern eine erhöhte Sicherheit bezüglich der Schadstoffgehalte von<br />
festen Brennstoffen zu garantieren. Hierdurch soll die Marktposition des erzeugten<br />
Sekundärbrennstoffes deutlich verbessert werden. Das RAL-Gütezeichen wird nach<br />
einem freiwilligen Anerkennungsverfahren, welchem regelmäßige Eigen- und Fremdkontrollen<br />
folgen müssen, vergeben.<br />
Das Gütezeichen wird für ausschließlich nicht besonders überwachungsbedürftige<br />
feste Sekundärbrennstoffe aus heizwertreichen Abfällen und für solche aus nicht<br />
getrennt erfassten heizwertreichen Fraktionen aus Industrie, Gewerbe und Haushaltungen<br />
vergeben, welche die festgelegten Qualitätsanforderungen erfüllen.<br />
Hierbei wurden unterschiedliche Vorgaben abhängig von der Herkunft gemacht: Für<br />
Sekundärbrennstoffe aus Siedlungsabfällen liegen die zulässigen Schwermetallfrachten<br />
bis zu fünf mal höher als für Sekundärbrennstoffe aus produktionsspezifischen<br />
Abfällen. Dafür wurde auf eine heizwertabhängige Schadstoffbegrenzung,<br />
wie sie im „LAGA“ Entwurf zur Mitverbrennung in Zementwerken verwendet werden,<br />
verzichtet. Hierdurch soll vermieden werden, das höherkalorische Brennstoffe höhere<br />
Schadstoffbelastungen aufweisen dürfen [Flamme 2001]. Andererseits erfolgt jedoch<br />
eine lineare Absenkung der Schadstofffrachten für heizwertärmere Brennstoffe – bei<br />
Brennstoffen aus Siedlungsabfällen < 16 MJ/kg, bei produktionsspezifischen Abfällen<br />
1 RAL: Kurzbezeichnung. für das aus dem früheren Reichsausschuss für Lieferbedingungen<br />
hervorgegangene Deutsche Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e. V.<br />
- 3-5 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
< 20 MJ/kg – was letztendlich nur den selben Sachverhalt aus einer anderen<br />
Richtung beschreibt.<br />
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die in Europa gültigen Grenzwerte der<br />
maximalen Schadstoffbelastungen für Ersatzbrennstoffe. Zum besseren Vergleich<br />
sind ausgewählte Schadstoffe zusätzlich in einem Balkendiagramm gegenübergestellt.<br />
Tabelle 3-1: Ausgewählte Grenzwerte für Ersatzbrennstoffe<br />
Parameter Italien Deutschland<br />
RAL<br />
(Siedlungsabfall)<br />
Deutschland<br />
LAGA-Entwurf<br />
für Zement*<br />
Median 80. Perzentil<br />
mg/kg TS mg/kg TS mg/kg TS mg/MJ mg/kg TS<br />
Hu 15 MJ/kg 16 MJ/kg<br />
Cadmium 4 9 0,3 6,4<br />
Quecksilber 0,6 1,2 0,02 0,4<br />
Thallium 1 2 0,15 3,2<br />
Arsen 9 5 13 1,9 40,8<br />
Kobalt 6 12 1,2 25,8<br />
Nickel 40 80 160 3,5 75,2<br />
Selen 3 5 0,2 4,3<br />
Tellur 3 5 0,04 0,9<br />
Antimon 25 60 0,07 1,5<br />
Blei 200 190 -- 10 214,7<br />
Chrom 100 125 250 3,7 79,4<br />
Kupfer 300 350 -- 3,7 79,4<br />
Mangan 400<br />
Vanadium 10 25 6,7 143,9<br />
Zinn 500 30 70 0,4 8,6<br />
Beryllium 0,5 2 0,13 2,8<br />
Cd + Hg 7<br />
* Berechnet für Feuchte = 18,5% und Hu = 17,5 MJ/kg.<br />
Um aus diesen Zahlen eine Aussage zu extrahieren, ist es notwendig, sie entweder<br />
mit den Schadstoffbelastungen der Regelbrennstoffe zu vergleichen oder die Auswirkungen<br />
der Schadstoffkonzentration auf die Produkte bzw. Reststoffe zu<br />
betrachten – was wiederum nur im Vergleich mit den Regelbrennstoffen zu einer<br />
- 3-6 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
„ehrlichen“ Aussage führen kann. Da an dieser Stelle keine allgemeingültige Aussage<br />
möglich ist, erfolgt dieser Vergleich anhand der Beispielbrennstoffe, welche zur<br />
Inventaranalyse in Kapitel 8 ff (Inventar der Produkte und Reststoffe) verwendet<br />
werden.<br />
Das Diagramm veranschaulicht sehr deutlich die Unterschiede zwischen den<br />
verschiedenen Vorgaben bezüglich der Schadstoffgehalte in Ersatzbrennstoffen.<br />
- 3-7 -<br />
mg/kg<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
Schadstoffgrenzwerte in Ersatzbrennstoffen<br />
As Ni Sb Pb Cr Cu V Sn<br />
Italien Ronchi<br />
Deutschland LAGA<br />
RAL-Median<br />
RAL- 80-Perzentil<br />
Abbildung 3-1: Vergleich verschiedener Grenzwerte für Ersatzbrennstoffe<br />
Seit den 80er Jahren bestehen Bestrebungen Brennstoffe aus Abfällen – BRAM – zu<br />
gewinnen. Ziel war, den Heizwert des Hausmülls zu erhöhen und gleichzeitig eine<br />
Homogenisierung durchzuführen. Hierzu wurden verschiedene Verfahren entwickelt,<br />
welche aufgrund der Randbedingungen zunächst jedoch nicht von Erfolg gekrönt<br />
waren.<br />
Neben verhältnismäßig einfachen Aufbereitungsverfahren, welche nur aus einzelnen<br />
Aufbereitungsschritten wie Klassierung und Zerkleinerung bestehen, wurden auch<br />
aufwändige Verfahren entwickelt, welche aus Abfallgemischen Ersatzbrennstoffe von<br />
konstanter Qualität erzeugen sollen. Häufig ist die Abtrennung einer heizwertreichen<br />
Fraktion nicht alleiniges Ziel der Aufbereitung: Da eine Schad- und Störstoffentfrachtung<br />
durchgeführt wird, werden zum Beispiel auch Metalle separiert.
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Zur Charakterisierung von Anlagen, welche Ersatzbrennstoffe herstellen, können<br />
verschiedene Unterscheidungskriterien herangezogen werden.<br />
Zum einen kann zwischen verschiedenen Ausrichtungen des Aufbereitungszieles<br />
unterschieden werden: Anlagen, deren Hauptziel die Erzeugung eines sekundären<br />
Brennstoffes ist und Anlagen, welche heizwertreiche Fraktionen als Nebenprodukte<br />
erzeugen.<br />
Zum anderen können die Anlagen anhand des Inputstromes charakterisiert werden.<br />
Auch hierbei gibt es unterschiedliche Ordnungskriterien. So kann zum Beispiel zwischen<br />
Gewerbe-, Industrie- und Haushaltsabfällen unterschieden werden. Andererseits<br />
kann auch eine Beurteilung nach der Homogenität oder des Schadstoffgehaltes<br />
des Eingangsstromes erfolgen – zum Beispiel Monofraktionen aus getrennter Sammlung,<br />
sortenreine Produktionsrückstände, Mischabfälle oder besonders überwachungsbedürftige<br />
Abfälle und nicht besonders überwachungsbedürftige Abfälle.<br />
Weiterhin ist eine sinnvolle Unterscheidung nach dem Aggregatzustand der<br />
behandelten Abfälle möglich. Hierbei wären denkbare Unterscheidungsklassen<br />
beispielsweise überwiegend fest, überwiegend pastös oder überwiegend flüssig.<br />
Entsprechend dem gewählten Kriterium erfolgt die Ausrichtung der Aufbereitungsanlage.<br />
Abfälle, welche der Überlassungspflicht unterliegen, lassen sich durchaus den verschiedenen<br />
Anlagen zuordnen. Anders sieht es allerdings bei Abfällen aus, welche<br />
nicht überlassungspflichtig sind und einer Verwertung unterzogen werden. Eine<br />
exakte Auflistung sämtlicher Anlagen, welche eine heizwertreiche Fraktion aus<br />
Abfällen – und hier seien nicht nur Siedlungsabfälle gemeint – erzeugen, ist aus<br />
unterschiedlichen Gründen – zum Beispiel einer betriebsinternen Verwertung –<br />
jedoch nur mit erheblichem Aufwand bzw. gar nicht möglich.<br />
Im Folgenden werden die wichtigsten Verfahren kurz beschrieben, in welchen<br />
mindestens eine heizwertreiche Fraktion gewonnen wird und die Eigenschaften der<br />
Produkte erläutert. Die Unterscheidung erfolgt hier nach dem eingesetzten Input-<br />
- 3-8 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Strom, beginnend mit Haushalts- und ähnlichen Abfällen. Im letzten Unterkapitel<br />
werden diverse Aufbereitungsverfahren und die erzeugten Produkte nicht überlassungspflichtiger<br />
Abfälle, das heißt Abfälle zur Verwertung, kurz angerissen.<br />
3.2.4 Restmüllsplitting<br />
Beim Restmüllsplitting wird das Abfallgemisch in eine höherkalorische Fraktion zur<br />
thermischen Behandlung und eine niedrigerkalorische Fraktion zur biologischen<br />
Behandlung und späteren Deponierung aufgeteilt. Zur Trennung wird je nach Abfallherkunft<br />
bei 60 bis 80 mm abgesiebt. Allgemeingültige Aussagen über die Qualität<br />
der gewonnenen heizwertreicheren Fraktion sind nicht möglich.<br />
3.2.5 Mechanisch-biologische Anlagen<br />
Eine Mechanisch-biologische Anlage (MBA) ist eine mehrkomponentige Anlage. Der<br />
mechanische Teil besteht in der Regel aus einer Sortier- und Klassieranlage, der biologische<br />
aus einem Faulraum oder Kompostierung für die organische Fraktion.<br />
Gegebenenfalls erfolgt außerdem eine Zerkleinerung, eine Homogenisierung und<br />
abschließend eine Kompaktierung oder Pelletierung. Durch geschickte Kombination<br />
der einzelnen Komponenten können verschiedene Fraktionen extrahiert werden. Je<br />
nach Zielvorgabe der Anlage handelt es sich dabei zum Beispiel um eine heizwertreiche<br />
und eine inerte Fraktion. Die dabei gewonnenen Fraktionen sind je nach<br />
Qualität der Schadstoffentfrachtung – soweit dies überhaupt möglich ist – mehr oder<br />
minder stark mit Schwermetallen belastet.<br />
Die wesentlichen Aufbereitungsschritte zur Gewinnung eines Ersatzbrennstoffes<br />
hängen zwangsläufig vom Aufgabematerial ab. Sie dienen der Klassierung und Konfektionierung<br />
und gegebenenfalls der Homogenisierung. Je nach Material erfolgt eine<br />
Konditionierung durch biologische/thermische Trocknung oder durch Zugabe von<br />
Sägespänen.<br />
3.2.6 Herhof Trockenstabilat ® -Verfahren<br />
Das dem Namen nach bekannteste Verfahren ist wohl das Herhof-Trockenstabilat ® -<br />
Verfahren. Die Herstellung von Trockenstabilat ® unterscheidet sich in einigen<br />
Punkten von anderen BRAM- bzw. Ersatzbrennstoffherstellungsverfahren. Wesentlich<br />
ist, dass der Abfall zur besseren Aufbereitbarkeit zunächst getrocknet wird, was<br />
- 3-9 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
nicht durch Energiezufuhr von außen, sondern durch die bei der biologischen<br />
Zersetzung freiwerdenden Wärme, autotherm geschieht. Außerdem erfolgt eine<br />
Inertstoffscheidung. Nach Herstellerangaben können alle Outputströme verwertet<br />
werden. Ziel des Verfahrens ist, eine mehr oder minder emissionsfrei lagerbare,<br />
stabilisierte hochkalorische Fraktion aus Mischabfällen zu erzeugen.<br />
Verfahren<br />
Der zunächst grob auf unter 250 mm vorzerkleinerte Restabfall durchläuft eine<br />
sieben- bis zehntägige Rotte in einem geschlossenen Reaktor. Die durch die<br />
mikrobielle Umsetzung freiwerdende Wärmeenergie bewirkt eine Temperaturerhöhung<br />
im Material und in der durchströmenden Luft, wodurch eine Trocknung des<br />
biologisch inaktivierten Restabfalles – im Herhof Sprachgebrauch eine „Stabilisierung“<br />
– erfolgt. Anschließend folgen eine Siebklassierung, ein Luftherd zur Aufspaltung<br />
in eine Schwer- und Leichtfraktion sowie Magnet- und Wirbelstromscheidung<br />
zur Metallseparation. Weiterhin wird die nun von Metall befreite Schwerfraktion<br />
auf eine Prallmühle gegeben. Abschließend erfolgt über eine Siebklassierung<br />
eine Aufteilung in eine organische und eine mineralische Fraktion. Die gewonnene<br />
Leichtfraktion bildet zusammen mit der organischen Fraktion das sogenannte<br />
Trockenstabilat ® , welches in Ballen gepresst oder pelletiert als Ersatzbrennstoff<br />
dient.<br />
3.2.7 Sonstige Verfahren zur Ersatzbrennstoffherstellung<br />
3.2.7.1 Pellets aus Rückständen der Altpapieraufbereitung<br />
am Beispiel Rofire<br />
Im Rofire-Verfahren werden Rückstände aus dem Altpapierrecycling in eine<br />
Faserfraktion und eine heizwertreiche Fraktion getrennt. Die Faserfraktion kann<br />
wieder in der Papierindustrie eingesetzt werden.<br />
Die Rückstände werden vorgepresst und somit auf einen Wassergehalt von 40 %<br />
vorgetrocknet. Anschließend werden über einen Magnetscheider Eisenmetalle<br />
ausgeschleust. Im nächsten Schritt durchläuft das Material einen Windsichter, in<br />
welchem eine schwere Fraktion abgetrennt wird. Abschließend werden die Rückstände<br />
pelletiert. Der erzeugte Ersatzbrennstoff kann in Kraftwerken, Zementwerken,<br />
Hochöfen, Kalkbrennanlagen und in der Steinwolleindustrie eingesetzt werden.<br />
- 3-10 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Brennstoffspezifikationen der erzeugten Pellets sind im gemeinsamen Vergleich mit<br />
den Spezifikationen anderer Brennstoffe im Abschnitt 3.4 aufgelistet.<br />
Zur Zeit wird ein großer Teil der anfallenden Spuckstoffe noch deponiert. Das<br />
Potenzial für solche Pellets aus Spuckstoffen wird von Kappa/Rofire auf ca.<br />
1,4 Mio. t/a in Europa geschätzt. Allerdings wird hierbei außer Acht gelassen, dass in<br />
einigen Ländern wie zum Beispiel Deutschland Spuckstoffe mehr oder weniger direkt<br />
der Verbrennung zugeführt werden bzw. werden dürfen.<br />
Ähnliche Produkte aus Rückständen der Papierindustrie werden auch von anderen<br />
Herstellern angeboten. Die Unterschiede liegen in der Art und Weise der Konditionierung,<br />
welche mitunter durch Zugabe von Sägespänen erfolgt.<br />
3.3 Charakterisierung von Ersatzbrennstoffen<br />
Wie einleitend schon erwähnt, stellt die Durchführung einer repräsentativen<br />
Abfallanalyse ein großes Problem dar: verlässliche Aussagen über den Abfall gibt es<br />
nicht. Da während der mechanischen Aufbereitung eines Abfallgemisches zum<br />
Ersatzbrennstoff – in der Regel durch verschiedene Klassierungs-, Sortierungs- und<br />
Zerkleinerungsschritte sowie Durchmischung – in jeder Hinsicht eine Homogenisierung<br />
erfolgt, können im Anschluss grundsätzliche Aussagen über die Eigenschaften<br />
des Brennstoffes getroffen werden. Eine Festlegung auf eine genaue<br />
Zusammensetzung und somit auf exakte Schadstoffgehalte wäre jedoch auch<br />
weiterhin gewagt.<br />
Einen Vorschlag zur Einteilung der Ersatzbrennstoffe in Gruppen bietet die Abfallanalysendatenbank<br />
des Landesumweltamtes Nordrhein-Westfalen „Abanda“. Hiernach<br />
sind Ersatzbrennstoffe zunächst als energiereiche brennbare Abfälle definiert,<br />
die durch Aufbereitungsschritte wie Sortieren, Zerkleinern, Klassieren und Störstoffentfernung<br />
Eigenschaften erreichen, welche den Regelbrennstoffen Kohle, Öl<br />
und Holz in Feuerungsanlagen, Kraftwerken und Zementwerken nahe kommen. Die<br />
Ersatzbrennstoffe werden anschließend in fünf Gruppen eingeteilt, an die entsprechend<br />
ihrer Herkunft unterschiedliche Anforderungen gestellt werden können:<br />
- 3-11 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Gruppe 1: Holz, Papier, Pappe, Kartonagen<br />
Gruppe 2: Textilien, Fasern<br />
Gruppe 3: Kunststoffe<br />
Gruppe 4: Sonstige Stoffe<br />
Gruppe 5: Hochkalorische Fraktionen aus gemischt erfassten Abfällen<br />
bestimmter Abfallschlüsselnummern<br />
[Abanda]<br />
Eine andere Einteilung der Brennstoffe erfolgt in den Niederlanden (NOVEM, KEMA).<br />
Hier wird unterschieden in:<br />
• Holz<br />
• Landwirtschaftliche Abfälle (Stroh etc.)<br />
• Dung<br />
• Schlamm<br />
• RDF<br />
• Abfall aus FDI (Food & Drinks Industry)<br />
• Abfall aus VFG (Vegetables, Fruit, Gardens)<br />
• Verbundstoffe<br />
• Sonstige<br />
In diesem Falle liegt ein ganz klarer Schwerpunkt bei den organischen Brennstoffen<br />
der Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie, was aufgrund der Struktur der Niederlande<br />
nachvollziehbar ist. Zur allgemeinen Gruppierung der Ersatzbrennstoffe<br />
erscheint diese Vorgehensweise jedoch nicht sinnvoll, da die Einteilung gerade in<br />
Bezug auf die nicht-organischen Ersatzbrennstoffe sehr grob vonstatten geht.<br />
Nachstehend erfolgen eine Auflistung und Beschreibung der wichtigsten zum Einsatz<br />
kommenden Sekundären Brennstoffe.<br />
- 3-12 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Altreifen<br />
Altreifen und Gummiprodukte werden sowohl als Ganzes als auch in zerkleinerter<br />
Form als Brennstoffe verwendet. Der Vorteil der Altreifen liegt in der Homogenität<br />
und der definierten Zusammensetzung des Materials, da die Reifenzusammensetzungen<br />
vergleichsweise geringe Schwankungen aufweisen. Sie dienen als<br />
Erdölersatz und wurden schon früh in Zementwerken eingesetzt. Von Vorteil sind der<br />
hohe Heizwert, die gute Dosierbarkeit und die Lagerfähigkeit.<br />
Altöle und Lösemittel<br />
Altöle und Lösemittel sind aufgrund ihrer Herkunft häufig stark mit Schadstoffen<br />
belastet. Die Höhe der Belastung stellt einen limitierenden Einsatzfaktor dar. Eine<br />
generelle Aussage über die Belastung ist jedoch nicht möglich. Da es sich hierbei um<br />
mehr oder weniger flüssige Brennstoffe handelt, sind sie wegen ihrer guten Dosierbarkeit<br />
und Eignung bei der Aufgabe als Substitut von z.B. Schmieröl, vielfältig in<br />
Kraft- und Zementwerken einsetzbar.<br />
Tiermehl<br />
Nachdem der Einsatz von Tiermehl als Futtermittel in der Landwirtschaft aufgrund<br />
von BSE in Frage gestellt wurde, mussten hierfür neue Entsorgungs- oder<br />
Verwertungsmöglichkeiten aufgezeigt werden. Alleine in Deutschland fielen 1999 ca.<br />
1,03 Mio. t Tiermehle und Tierfette an (Nottrodt 2001). Die Diskussion um die<br />
Verwertung ist noch nicht abgeschlossen.<br />
Mögliche Verbrennungsanlagen für Tiermehl und -fett (Abfälle aus tierischem<br />
Gewebe bzw. zum Verzehr ungeeignete Stoffe, EAK Nr. 02 01 02, 02 02 02,<br />
02 02 03) sind Müllverbrennungsanlagen, Sonderabfallverbrennungsanlagen, Kohlekraftwerke,<br />
Zementwerke, Klärschlammverbrennungsanlagen, Vergasungsanlagen<br />
bzw. weitere industrielle thermische Prozesse.<br />
Ein nicht zu vernachlässigender Aspekt beim Einsatz von Tiermehl ist jedoch die<br />
Lagerfähigkeit. Zum einen neigen Tiermehl und -fett zum Verklumpen, zum anderen<br />
stellt die Hygiene ein großes Problem dar. Neben Geruchsbelästigungen kann es bei<br />
unzureichenden Gegenmaßnahmen leicht zu einem erhöhten Gezieferbefall<br />
kommen.<br />
- 3-13 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Das relativ plötzlich in großer Menge auf dem Verbrennungsmarkt erschienene<br />
Material steht in direkter Konkurrenz zu anderen Ersatzbrennstoffen. Aufgrund des<br />
großen Potenzials, der konstanten hohen Qualität und der hohen erzielbaren<br />
Annahmepreise kann es zu einem Verdrängungswettbewerb mit deutlich<br />
niederwertigeren<br />
kommen.<br />
Ersatzbrennstoffen aus mechanisch-biologischen Anlagen<br />
Klärschlamm<br />
Klärschlamm kann im Wesentlichen nach verschiedenen Schlammtypen und deren<br />
Herkunft – kommunal oder industriell – sowie seinem Wassergehalt unterschieden<br />
werden. Im Moment ist er ebenso wie Tiermehl verstärkt in der Diskussion, da ein bis<br />
heute intensiv genutzter „Verwertungsweg“ kritisch hinterfragt wird – der Nutzen als<br />
Dünger in der Landwirtschaft ist fraglich [Monn 2001], die Schadstoffbelastung als<br />
Senke der Abwasserreinigung gewollt.<br />
Die Abgrenzung zwischen Entsorgung und Verwertung gestaltet sich aufgrund des<br />
hohen Wassergehaltes bei Klärschlamm schwierig. Unzureichend entwässerter Klärschlamm<br />
kann zum Beispiel den für Abfall zur Verwertung in Deutschland<br />
geforderten Mindestheizwert nicht aufweisen. Dieses Kriterium wird jedoch außer<br />
Kraft gesetzt, wenn Klärschlamm als nachwachsender Energieträger eingestuft wird.<br />
Probleme bei der Verbrennung können durch den hohen Flüchtigengehalt auftreten.<br />
Nichtsdestotrotz findet eine Mitverbrennung von Klärschlamm in Kraftwerken bereits<br />
statt.<br />
Biobrennstoffe (Stroh, Holz, Rinde)<br />
Biobrennstoffe fallen wie bereits in Abschnitt 2.1.2 erwähnt nur teilweise unter die<br />
Verbrennungsrichtlinie. Hier muss zwischen verschiedenen Qualitätsgruppen unterschieden<br />
werden. Bei Holz kann es sich zum Beispiel um Waldrest-, Industrie- oder<br />
Bauholz (Altholz) handeln.<br />
Die Abgrenzung zwischen Biobrennstoff und Abfall ist nicht immer eindeutig und<br />
hängt im Wesentlichen von der Schadstoffbelastung ab: 03 01 04: „Sägemehl,<br />
Späne, Abschnitte, Holz, Spanplatten und Furniere, die gefährliche Stoffe enthalten“;<br />
- 3-14 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
03 01 05: „Sägemehl, Späne, Abschnitte, Holz, Spanplatten und Furniere mit<br />
Ausnahme derjenigen, die unter 03 01 04 fallen.“ Häufig wird auch eine Abgrenzung<br />
über die Herkunft definiert. Dies erfolgt aus der Vermutung, dass eine bestimmte<br />
Herkunft auch ein bestimmtes Schadstoffpotenzial impliziert. Je nach Herkunft<br />
können die Biobrennstoffe in die Gruppe der „reinen“ oder der „homogenen“<br />
aufbereiteten Abfälle eingeteilt werden.<br />
DSD-Sortierreste<br />
Bei den über das Duale System Deutschland (DSD) erfassten Kunststoffe ist<br />
zwischen sortenreinen und gemischten Kunststoffen zu unterscheiden. In der<br />
Verpackungsverordnung werden Vorgaben für die Verwertungsquoten der einzelnen<br />
Fraktionen gemacht. Danach sind 36 % stofflich zu verwerten, der Rest kann somit<br />
einer energetischen Verwertung zugeführt werden.<br />
Sonstige Kunststoffe am Beispiel Polystyrol<br />
Als Spezialfall aus dem Kunststoffbereich sei an dieser Stelle nur Polystyrol genannt.<br />
Geschäumtes Polystyrol wird aufgrund seiner besonderen werkstofflichen Eigenschaften<br />
in der Ziegelindustrie als Porosierungsmittel eingesetzt. Eine nähere<br />
Beschreibung erfolgt in Kapitel 5.3.3.<br />
Shredderleichtfraktion (SLF)<br />
In der neuen Fassung des europäischen Abfallartenkataloges werden<br />
Shredderleichtfraktionen abhängig vom Schadstoffgehalt mitunter als gefährlich<br />
eingestuft (zum Beispiel EAK Nr. „19 10 03: Shredderleichtfraktionen und Staub, die<br />
gefährliche Stoffe enthalten“; „19 10 04 Shredderleichtfraktionen und Staub mit<br />
Ausnahme derjenigen, die unter 19 10 03 fallen“). In den Niederlanden ist eine<br />
Verwendung zur Mitverbrennung aufgrund zu hoher Schadstoffbelastungen<br />
untersagt. Mit einem erhöhten Aufkommen ist nicht zuletzt wegen der Altautoverordnung<br />
zu rechnen.<br />
Öle, Fette<br />
Öle und Fette werden zum einen nach der Art und Herkunft (Speisereste,<br />
Schmiermittel, Abwasserbehandlung, getrennte Sammlung, etc.) und zum anderen<br />
nach dem Schadstoffgehalt unterschieden. Das Beurteilungskriterium zur Schädlich-<br />
- 3-15 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
keit kann sowohl von der Herkunft, als auch on der Art der Öle abhängen. Speiseöle<br />
und -fette, welche aus der getrennten Sammlung stammen (20 01 25), werden im<br />
Gegensatz zu allen anderen Ölen und Fetten (20 01 26) nicht als gefährlich eingestuft.<br />
Ähnlich verhält es sich bei Fett- und Ölmischungen aus Ölabscheidern, die<br />
ausschließlich Speiseöle und -fette enthalten (19 08 09) und Fett- und Ölmischungen<br />
aus Ölabscheidern mit Ausnahme derjenigen, die unter 19 08 09 fallen (19 08 10).<br />
Trockenstabilat ®<br />
Bei Trockenstabilat ® handelt es sich um den mittels Herhof-Verfahren aus<br />
Siedlungsabfällen gewonnenen stabilisierten Brennstoff. Auch wenn nach Herstellerangaben<br />
eine weitgehende Schadstoffentfrachtung im Laufe des Prozesses erfolgt<br />
sein soll, so liegt bei den potenziellen Anwendern eine große Skepsis gegenüber<br />
dem Produkt vor. So kommt es, dass ein Teil des erzeugten Produktes zur Zeit<br />
zwischengelagert wird. Andererseits bestehen Bestrebungen weitere Trockenstabilatanlagen<br />
zu errichten, so dass das Brennstoffpotenzial weiter steigen wird.<br />
MBA-Output, RDF<br />
Ein Teil der mechanisch-biologischen Anlagen produziert einen heizwertreichen<br />
Output. Je nach Anlagenkonfiguration weist er unterschiedliche Qualitäten in Bezug<br />
auf Schadstoffbelastung und Heizwert auf. Hierdurch variieren auch die<br />
Einsatzbereiche.<br />
Auch die Eigenschaften der Lager- bzw. Transportfähigkeit sind unterschiedlich. So<br />
neigt nicht pelletiertes RDF ebenso wie RDF mit hohem Holz, Stroh oder sonstigem<br />
Faseranteil zur Brückenbildung. Bei erhöhtem Wassergehalt kann es weiterhin zu<br />
erhöhter biologischer Aktivität kommen.<br />
Durch Standardisierungsmaßnahmen wird zur Zeit versucht, einen Markt für diese<br />
Brennstoffe zu schaffen.<br />
Produktionsabfälle:<br />
Spuckstoffe, Schlämme<br />
Spuckstoffe („03 03 07: mechanisch abgetrennte Abfälle aus der Auflösung von<br />
Papier- und Pappabfällen“), Schlämme (zum Beispiel „03 03 10: Faserabfälle, Faser-<br />
, Füller- und Überzugsschlämme aus der mechanischen Abtrennung“) und Ablauge<br />
- 3-16 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
(„03 03 02: Sulfitschlämme aus der Rückgewinnung von Kochlaugen“) fallen in<br />
großer Menge bei der Papierherstellung an. Allen drei Abfallarten gemein ist der<br />
hohe Wassergehalt in Verbindung mit einem hohen Heizwert. Eine weitere Eigenschaft<br />
ist eine verhältnismäßig homogene Zusammensetzung der Abfälle. Aus<br />
diesem Grunde werden diese zum einen großtechnisch in Kraftwerken der Papierindustrie<br />
und zum anderen teilweise in Zementwerken oder anderen Anlagen<br />
eingesetzt.<br />
Ablauge, Abwasser<br />
Ablauge aus der Zellstoffproduktion oder aber auch Abwasser aus Wollwaschanlagen<br />
besitzen einen hohen Energieinhalt. Ablauge aus der Zellstoffindustrie stellt<br />
ein großes Brennstoffpotenzial dar und wird auch dort direkt in Ablaugekesseln der<br />
Verbrennung zugeführt.<br />
Petrolkoks<br />
Der feste, heizwertreiche (> 30.000 kJ/kg) Rückstand beim Cracken von Mineralöl<br />
wird als Petrolkoks bezeichnet und stellt somit ein Abfallprodukt der Mineralölherstellung<br />
dar. Obgleich er eine relativ hohe Schadstoffbelastung aufweist, wird er<br />
(aus Tradition) vielfach als Regel- und nicht als Ersatzbrennstoff ausgewiesen.<br />
Petrolkoks kommt weitgehend in Zement- und Kraftwerken zum Einsatz – der Anteil<br />
der bereitgestellten Energie in deutschen Zementwerken durch Petrolkoks liegt bei<br />
rund 10 %.<br />
3.4 Schadstoffbelastung der Brennstoffe<br />
Neben einem ausreichend hohen Energieinhalt muss der Ersatzbrennstoff noch<br />
weitere Bedingungen – wie zum Beispiel eine möglichst niedrige Schadstoffbelastung<br />
– erfüllen. Einen ersten Eindruck über das Schadstoffpotenzial kann die<br />
Einordnung im Abfallkatalog als „überwachungsbedürftiger“ bzw. „besonders<br />
überwachungsbedürftiger Abfall“ vermitteln.<br />
Zur genaueren Beurteilung der Schadstoffbelastung von Ersatzbrennstoffen können<br />
verschiedene Größen herangezogen werden. In der Regel wird die Belastung pro<br />
- 3-17 -
Kapitel 3<br />
Sekundäre Brennstoffe<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Kilogramm Brennstoff angegeben. Sollen jedoch die Auswirkungen der Mitverbrennung<br />
auf die Produkte und Reststoffe bewertet werden, so erscheint als<br />
Bezugsgröße der Heizwert des Brennstoffes angemessener, denn schließlich soll<br />
durch den Brennstoff eine Energiemenge bereitgestellt werden. Allerdings sind<br />
Schadstoffangaben bezogen auf die Gesamtmasse üblicher, so dass in der<br />
Anwendung gegebenenfalls eine Umrechnung der Belastung auf die Energiemenge<br />
erfolgt. Diese Problematik findet sich auch in der Beschreibung von Grenzwerten für<br />
Ersatzbrennstoffe wieder. So werden in den Bedingungen nach RAL die Schadstoffe<br />
auf das Gewicht bezogen, im Entwurf der LAGA für Zementwerke jedoch auf den<br />
Heizwert.<br />
Tabelle 3-2 gibt einen ersten Eindruck über Schadstoffbelastungen ausgewählter<br />
Ersatzbrennstoffe.<br />
Tabelle 3-2: Schadstoffbelastung ausgewählter Ersatzbrennstoffe<br />
Eigenschaft Einheit Steinkohle Sortierreste <br />
Trocken-<br />
stabilat ®<br />
Tiermehl SLF Bau- & Rofire-<br />
Abbruch- Pellets<br />
holz<br />
Quelle Nottrodt Grech Heering Nottrodt CE Delft Scheurer Rofire<br />
Hu MJ/kg 25 - 30 18,2 - 28,2 16 15,7 16,11 17 24,5<br />
Stickstoff % 1,3 - 1,9
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
4 Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
Eine umfassende Auflistung der Anlagenstandorte für Aufbereitungsanlagen, welche<br />
eine heizwertreiche Fraktion erzeugen, deren Produkte und Kapazitäten, gestaltet<br />
sich schwierig. Die Auskunftsbereitschaft der Anlagenbetreiber ist sehr gering, was<br />
auch von weiteren an diesen Daten interessierten Instituten bestätigt wurde.<br />
Dennoch können an dieser Stelle wesentliche Informationen über Anlagen zur<br />
Aufbereitung von Abfällen aus Haushaltungen gemacht werden.<br />
Auf das Potenzial der herstellbaren Ersatzbrennstoffe wird jeweils in den<br />
länderspezifischen Unterkapiteln eingegangen.<br />
4.1 Aufbereitungsanlagen in Deutschland<br />
4.1.1 Situation der Abfallwirtschaft<br />
Der jährliche Abfallanfall aus Hausmüll und hausmüllähnlichen Gewerbeabfällen wird<br />
derzeit auf etwa 44 Mio. t geschätzt. 19 Mio. t davon werden einer Verwertung<br />
zugeführt, 10 Mio. t behandelt und zur Zeit 15 Mio. t ohne Behandlung abgelagert.<br />
[Müllmagazin 4/2001, S. 5]. Um der Abfallablagerungsverordnung gerecht zu<br />
werden, müssen somit in Zukunft weitere große Mengenströme einer Behandlung<br />
oder Verwertung zugeführt werden. Die Behandlungskapazitäten für Abfälle aus<br />
Haushalten werden auf ca. 20,1 Mio. t/a im Jahr 2005 geschätzt.<br />
- 4-1 -<br />
Tabelle 4-1: Mengenentwicklung von Abfällen in deutschen Entsorgungsanlagen<br />
[Umweltbundesamt 2000]<br />
Entsorgungsanlage Menge<br />
1990<br />
[1000 t/a]<br />
Menge<br />
1993<br />
[1000 t/a]<br />
Menge<br />
1996<br />
[1000 t/a]<br />
Menge<br />
1997<br />
[1000 t/a]<br />
Deponien 43.379 27.090 18.824 16.409<br />
Thermische Behandlungsanlagen 8.245 8.541 8.054 8.247<br />
Sonstige Anlagen 1.608 1.582 815 570<br />
Summe 53.232 37.213 27.693 25.226
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
4.1.2 Kapazität der mechanisch-biologischen Aufbereitungsanlagen<br />
In Deutschland existieren etwa 36 mechanisch-biologische Aufbereitungsanlagen zur<br />
Aufbereitung von Siedlungsabfällen von sehr unterschiedlichem Standard. Diese<br />
verfolgen durchaus verschiedene Aufbereitungszwecke. Die Behandlungskapazitäten<br />
der vorhandenen mechanisch-biologischen Restabfallbehandlungsanlagen<br />
liegen bei etwa 2,2 Mio. t pro Jahr. Eine Auflistung der MB-Anlagen findet sich in den<br />
folgenden beiden Tabellen (Tabelle 4-2 und Tabelle 4-3), unterteilt nach Anlagen mit<br />
und ohne heizwertreichen Outputstrom, wieder.<br />
Tabelle 4-2: Mechanisch-biologische Anlagen in Deutschland ohne heizwertreichen Output<br />
Standort Kapazität<br />
[t/a]<br />
Calw [1] 30.000<br />
Deponie Cottbus-Saspow, [2] 52.000<br />
Deponie Mansie II [1] 30.000<br />
Deponie Pinnow [2] 4.000<br />
Großefehn [1] 43.000<br />
Haus Forst [2] 75.000<br />
Kirchberg [1] 35.000<br />
Linkenbach [1] 57.000<br />
MBA Lichterfeld [2] 39.000<br />
MBA Pößneck [2] 85.000<br />
Meisenheim [1] 53.000<br />
Minden-Lübbecke [1] 65.000<br />
Münster (Pilotanlage) [1] 10.000<br />
Nauen [1] 30.000<br />
Niederlausitz [1] 36.700<br />
Oldenburg [1] 88.000<br />
Schwäbisch-Hall [1] 90.000<br />
Sedelsberg [1] 65.000<br />
Stendal [1] 20.000<br />
Wiefels [1] 55.000<br />
Wilhelmshaven [1, 2] 70.000<br />
WSAA Neuss [2] 77.000<br />
Summe 1.109.700<br />
1: [VKS, ASA 2000]<br />
2: [Umweltbundesamt 2001]<br />
- 4-2 -
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
In den weniger aufwändigen Anlagen wird der Abfall mit einfacher Verfahrenstechnik<br />
zerkleinert, homogenisiert, in offenen Mieten gerottet und anschließend in den<br />
Deponiekörper eingebaut – ohne dass einzelne Fraktionen abgetrennt werden. Sie<br />
dienen somit tatsächlich nur der Vorbehandlung vor der Deponierung.<br />
In den verfahrenstechnisch aufwändigeren Anlagen werden heizwertreiche und<br />
gegebenenfalls weitere Fraktionen wie Metalle oder Inertmaterialien abgetrennt. Die<br />
hierbei eingesetzten Techniken differieren sehr stark. Dies spiegelt sich auch deutlich<br />
in den Arten und Qualitäten der gewonnenen Fraktionen wider.<br />
Tabelle 4-3: Mechanisch-biologische Anlagen in Deutschland mit heizwertreichem Output<br />
- 4-3 -<br />
Standort Kapazität<br />
[t/a]<br />
Aßlar [1] 140.000<br />
Bassum [1, 2] 65.000<br />
Biberach [1, 2] 40.000<br />
Düren [1] 150.000<br />
Erbenschwang [1, 2] 22.000<br />
Hannover [1] 200.000<br />
Lüneburg [1] 29.000<br />
Osnabrück [1, 2] 115.000<br />
Quarzbichel [1] 30.000<br />
Rennerod [1] 50.000<br />
Rügen [1] 15.000<br />
Schwarze Pumpe [1] 120.000<br />
Wetterau [1] 45.000<br />
Wiewärthe [1] 85.000<br />
Summe 1.106.000<br />
1: [VKS, ASA 2000]<br />
2: [Umweltbundesamt 2001]<br />
Neben den Siedlungsabfällen können jedoch auch industrielle Rückstände und<br />
Abfälle zu Ersatzbrennstoffen aufbereitet werden. Die Informationsbereitschaft<br />
hierüber lässt jedoch zu wünschen übrig. Beispielhaft hierfür wird im Anhang (siehe<br />
Seite A-3) auf die Anlagendatenbank des Landesumweltamtes Nordrhein-Westfalens
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
zurückgegriffen. Bei den in diesen Anlagen behandelten Abfällen handelt es sich<br />
unter anderem um<br />
• Altreifen,<br />
• Altholz, Baumischabfälle, Baustellenabfälle,<br />
• Gewerbeabfälle, Sperrmüll, Holzabfälle,<br />
• Knochen, Fette, Speisereste, Tierkörper,<br />
• Papierrückstände, Kunststoffrückstände, Spuckstoffe,<br />
• Sortierreste, Leichtstoffe, Kunststoffe sowie<br />
• Produktionsabfälle.<br />
Zur Aufbereitung wird je nach Problemstellung beispielsweise eine Metall- und Störstoffscheidung<br />
(Inertstoffe), eine Zerkleinerung, Sichtung, Siebung sowie eine Homogenisierung<br />
und Konditionierung (zum Beispiel durch Sägespäne) durchgeführt.<br />
Anlagenanforderungen<br />
An dieser Stelle sei nochmals auf die „Verordnung über die umweltverträgliche<br />
Ablagerung von Siedlungsabfällen und über biologische Abfallbehandlungsanlagen“<br />
verwiesen, worin unter anderem Emissionsgrenzwerte für mechanisch-biologische<br />
Anlagen für den Gesamtstaub, organische Stoffe, NOx, Geruchsstoffe sowie Dioxine<br />
und Furane festgelegt werden.<br />
- 4-4 -
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 4-5 -<br />
Tabelle 4-4: Abschätzung der in Deutschland maximal verfügbaren Ersatzbrennstoffe<br />
[Köster 2001, Scheurer 2000, Nottrodt 2001]<br />
Art Mitverbrennungspotenzial Heizwert [MJ/kg] kumulierter<br />
Energiegehalt [PJ]<br />
min max min max min max<br />
Klärschlamm (TR) 2.300.000 2 12 5 0<br />
Holz Verpackungen 800.000 1.600.000 13 17 10 27<br />
Möbel 800.000 3.920.000 13 17 10 67<br />
Bau- und<br />
Abbruchholz 2.400.000 5.920.000 13 17 31 101<br />
Baustellenabfälle 3.250.000 3.250.000 18 18 59 59<br />
Kunststoffe DSD 500.000 30 30 15 0<br />
Heizwertreicher MBA Output 5.200.000 8.400.000 16 16 83 134<br />
Altreifen 500.000 500.000 26 26 13 13<br />
Altöl 200.000 200.000 34 34 7 7<br />
BPG 1.500.000 1.500.000 20 20 30 30<br />
Spuckstoffe 1,5 27<br />
Tiermehl 1.000.000 1.000.000 15 18 15 18<br />
Lackschlämme 130.000 130.000 10 27 1 4<br />
Gesamt 18.580.000 26.420.000 279 460<br />
4.2 Aufbereitungsanlagen in Italien<br />
4.2.1 Informationsstand<br />
Durch das 1997 in Kraft getretene „Ronchi Dekret“ und das 1998 und das Ministerialdekret<br />
von 1998 kam es zu einschneidenden Änderungen in der Abfallwirtschaft.<br />
Dies spiegelt sich auch im Informationsstand über die derzeitige Situation der RDF-<br />
Produktion und der Mitverbrennung von Abfällen in Italien wider: Die Informationslage<br />
über die Mitverbrennung von Abfällen in Italien ist als durchaus schwierig zu<br />
bezeichnen, da das Informationsangebot sowohl knapp, als auch widersprüchlich ist.<br />
Dies ist häufig darauf zurückzuführen, dass es sich bei den Auskünften tendenziell<br />
um Einschätzungen und nicht zwangsläufig um Faktenwissen handelt. Trotzdem<br />
kann an dieser Stelle aufgrund umfangreicher Recherchen ein Überblick gegeben<br />
werden. Allerdings gestaltet sich eine Überprüfung der Daten aus oben genannten<br />
Gründen als äußerst schwierig.
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Weiterhin befindet sich der italienische Mitverbrennungsmarkt in einem starken<br />
Wandel. Da es sich hierbei um ein sehr lukratives Geschäft handelt, führt diese Aufbruchstimmung<br />
zu einer Welle von Neuerrichtungen von Produktionsstandorten. Dies<br />
wirkt sich zwangsläufig auf die Beurteilung der Informationen aus. So ist bei der<br />
Betrachtung der Daten über Behandlungs- und Verwertungsanlagen durchaus zu<br />
überlegen, ob eine fehlende Information nicht gegebenenfalls höher zu bewerten ist,<br />
als eine zum Beispiel zwei Jahre alte, wahrscheinlich nicht mehr gültige Information<br />
mit reinem historischen Charakter. Aus all diesen Gründen können die Daten der<br />
unten stehenden Tabelle 4-5 nur Anhaltswerte über einen ehemaligen Stand der<br />
Dinge widerspiegeln.<br />
Die erhaltenen Informationen stammen einerseits von den italienischen Umweltbehörden<br />
und andererseits von privaten und öffentlichen teilweise international<br />
operierenden Forschungseinrichtungen.<br />
4.2.2 Situation der Abfallwirtschaft<br />
1999 lag das Aufkommen von Abfällen aus Haushalten bei 28.363.900 t von denen<br />
in 41 MVA 2.120.800 t verbrannt (7,5 %) und 21.744.700 t auf 746 Deponien abgelagert<br />
wurden (76,5%). Zusätzlich fielen im Jahre 1998 ca. 47.766.600 t industrielle<br />
Abfälle (ausgenommen Inertfraktion) an. Hiervon wurden 1.061.400 t energetisch<br />
verwertet (R1) und 497.100 t thermisch behandelt (D10).<br />
4.2.3 Kapazität der mechanisch-biologischen Aufbereitungsanlagen<br />
Die 137 italienischen reinen Kompostwerke für Hausmüll wiesen 1999 eine Kapazität<br />
von 2.175.200 t/a auf, wobei 1.360.600 t Abfälle darin behandelt wurden. Weiterhin<br />
bestand eine Behandlungskapazität für 4.292.470 t Abfälle in 41 Anlagen zur Aufbereitung<br />
und Kompostierung von Abfällen. In diesen Anlagen wurden 2.375.400 t<br />
Abfälle einer Trennung nach Fraktionen (Restmüllsplitting) und gegebenenfalls einer<br />
Kompostierung unterzogen. In 16 dieser Anlagen wird eine CDR-Fraktion<br />
(combustibile derivato dai rifiuti) extrahiert. In den restlichen Anlagen wird mitunter<br />
auch eine heizwertreiche Fraktion abgetrennt, welche jedoch nicht den CDR Spezifikationen<br />
entspricht und somit zwischen- bzw. abgelagert wird (combustibile<br />
alternativo bzw. frazione secca). [Rapporto Rifiuti 2001, Auskunft de Stefanis (ENE-<br />
A), 2001]<br />
- 4-6 -
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 4-7 -<br />
Tabelle 4-5: Aufbereitungsanlagen in Italien, welche eine CDR-Fraktion produzieren<br />
[Rapporto Rifiuti 2001, Auskunft de Stefanis (ENEA) 2001]<br />
Standort Kapazität Behandelt 1999<br />
[t/a]<br />
[t/a]<br />
Albano Laziale 156.000 65.500<br />
Aulla 1.890<br />
Bergamo 60.000 44.921<br />
Catanzaro 73.000 41.656<br />
Ceresara 55.000 71.564<br />
Colfelice 187.200 178.000<br />
Foligno 62.000 62.000<br />
Giussago 40.000 30.142<br />
Macomer* 48.000 35.000<br />
Parona 146.000 11.878<br />
Perugia 150.000 150.000<br />
Pieve di Coriano* 55.000 49.852<br />
Ravenna* 180.000 3.960<br />
Sesto Fiorentino 91.250 46.909<br />
Udine 65.520 28.051<br />
Viterbo 156.000 150.000<br />
Summe 16 Anlagen 1.524.970 971.323<br />
* Nur interne Verwendung des CDR<br />
Die größte Anlage stellt „Ex-Maserati“ in Mailand mit einer Kapazität von 350.000 t/a<br />
dar. In dieser Anlage wird eine heizwertreiche Fraktion (ca. 58 % vom Input) abgetrennt,<br />
der heizwertreiche Output wird jedoch aus den oben genannten Gründen –<br />
er entspricht nicht den CDR-Spezifikationen – zur Zeit deponiert bzw. zwischengelagert.<br />
[VKS, ASA 2001, de Stefanis].
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
4.3 Aufbereitungsanlagen in den Niederlanden<br />
4.3.1 Informationsstand<br />
Die Informationen über den Stand der Mitverbrennung und der Herstellung von<br />
Ersatzbrennstoffen basieren im Wesentlichen auf Kontakten zu anderen Forschungsinstituten<br />
und Behörden sowie deren Publikationen.<br />
Wie bereits im rechtlichen Teil erwähnt (Kapitel 2.4) gibt es in den Niederlanden die<br />
Bestrebungen, den Anteil an bereitgestellter Energie aus Biomasse und Abfällen<br />
deutlich zu steigern. Die genauen Ziele hierzu sind im „EWAB – Energy from Waste<br />
and Biomass“– Programm beschrieben.<br />
4.3.2 Situation der Abfallwirtschaft<br />
Das Abfallaufkommen der Niederlande lag 1998 bei 55 Mio. t, wovon 42 Mio. t einer<br />
Wiederverwertung zugeführt wurden. 23 Mio. t des angefallenen Abfalls waren<br />
brennbar, wovon 10 Mio. t der Verbrennung zur Verfügung standen. [LAP 2001]<br />
Die Kapazität der Abfallverbrennungsanlagen liegt zur Zeit bei ca. 5,9 Mio. t. Da, wie<br />
auf Seite 2-20 erwähnt, in den Niederlanden ein Deponierungsverbot für nahezu alle<br />
brennbaren Abfälle besteht, müssen für die verbleibenden 4,1 Mio. t heizwertreichen<br />
Abfälle Verbrennungskapazitäten zur Verfügung gestellt werden. Im Jahre 1999<br />
wurden noch ca. 2 Mio. t brennbare Abfälle deponiert.<br />
In den Niederlanden werden verschiedene Sorten an sekundären Brennstoffen<br />
produziert. Aufgrund der ausgeprägten Landwirtschaft fallen große Mengen an<br />
Abfällen aus der landwirtschaftlichen Produktion und der Lebensmittelherstellung an.<br />
Eine Unterscheidung zwischen „Brennstoffen aus Abfall“ und „Biobrennstoffen“ ist<br />
gerade in diesem Bereich nicht immer einfach. Auch in den Niederlanden bringt eine<br />
Einordnung als Biobrennstoff verschiedene Vorteile, wie zum Beispiel steuerlicher,<br />
rechtlicher oder image-bedingter Natur mit sich. Ein Überblick über die durch diese<br />
Brennstoffe erzielbare Preisspanne bezogen auf die Trockenmasse wird in Tabelle<br />
4-6 gegeben.<br />
- 4-8 -
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 4-9 -<br />
Tabelle 4-6: Preise für ausgewählte Brennstoffe in den Niederlanden<br />
[Tekes/KEMA 2000]<br />
Biomasse €/ttr €/MWh<br />
Min Max min Max<br />
Klärschlamm -90 -45 -25 -13<br />
Altholz<br />
FDI (Abfall aus „Food &<br />
-80 -65 -16 -13<br />
Drinks Industry“) -80 -55 -20 -13<br />
Grün-Holz -30 -20 -6 -4<br />
Neu-Holz 35 65 7 13<br />
Waldholz 55 80 11 16<br />
Klärschlamm, Altholz und „FDI“ stellen Abfälle dar, für welche die Betreiber der Verbrennungsanlagen<br />
eine Vergütung erhalten. Grün-, Neu- und Waldrestholz werden<br />
hingegen als Biobrennstoffe eingestuft. Aufgrund des Wassergehaltes müssen Grün-<br />
Holz Anlieferer jedoch trotzdem eine Vergütung zahlen.<br />
Tabelle 4-7: Biomasseanfall und Verbrennungspotenzial in den Niederlanden<br />
[Tekes/KEMA 2000]<br />
Abfallart Anfallende zur Verbrennung<br />
Menge verfügbare Menge<br />
[1000 t/a]<br />
[1000 t/a]<br />
Holz 3.112 1.320<br />
Landwirtschaftliches 1.256 730<br />
Dung 9.122 547<br />
Schlamm 955 383<br />
Abfall aus FDI (Food & Drinks Industry) 7.651 282<br />
VFG (Gemüse, Obst, Gartenabfälle) 654<br />
Sonstige 373 319<br />
Summe 23.123 3.581<br />
Wesentliche Biomasseströme sind Holz, Obst, Gemüse und Gartenabfälle (VFG –<br />
vegetables, fruit and garden waste), Dung (Hühner, Rinder, Schweine), landwirtschaftliche<br />
Abfälle (Gras, Sträucher, Gestrüpp, etc.), Schlämme (Klärschlamm,<br />
Papierschlamm) sowie Abfälle aus der Nahrungs- und Getränkeindustrie (FDI – food
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
and drinks industry). Eine Übersicht über die anfallenden Mengen an Biomasse gibt<br />
Tabelle 4-7. Zusätzlich sind die einer Verbrennung zur Verfügung stehenden Mengen<br />
aufgeführt. Da für Teile der anfallenden Biomasse feste Verwertungswege außerhalb<br />
der Verbrennung bestehen, unterscheiden sich die beiden Mengenangaben.<br />
Tabelle 4-8 zeigt das Potenzial der zur Verfügung stehenden brennbaren Abfälle des<br />
Jahres 1998 auf. Zur Zeit fallen jährlich ca. 10 Mio. t brennbare Abfälle in den Niederlanden<br />
an. Bis zum Jahre 2012 ist hierbei eine Steigerung auf 11,5 Mio. t zu<br />
erwarten. [LAP 2001]<br />
Tabelle 4-8: 1998 in den Niederlanden zur Verfügung stehende brennbare Abfälle<br />
[LAP 2001]<br />
Brennbare Abfälle<br />
nicht gefährliche Abfälle<br />
Menge [Mio. t/a]<br />
Haushaltabfälle 4,1<br />
Hausmüllähnlicher Gewerbeabfall 2,1<br />
Industrieabfall 1,0<br />
Holz aus Bau- und Abbruchabfall 0,5<br />
Sonstige* 0,2<br />
Summe 7,9<br />
Schlamm 1,7<br />
Gefährliche Abfälle 0,4<br />
Gesamt 10,0<br />
* unter „sonstige“ Abfälle fallen industrielle Abfälle,<br />
Shredderleichtfraktion, Papier-/Plastik-Rejekte<br />
(Spuckstoffe) sowie Rückstände aus Abbruch.<br />
Einen weiteren Ersatzbrennstoff stellt das von „Kappa Roermond Papier“ erzeugte<br />
Rofire dar (siehe Prozessbeschreibung auf Seite 3-10). In Roermond werden aus<br />
30.000 t Rückständen ca. 18.000 t Rofire-Pellets pro Jahr erzeugt. Aufgrund des<br />
großen Spuckstoff-Potenzials werden Rofire-Pellets in der Mitverbrennungsrechnung<br />
(Kapitel 8) berücksichtigt.<br />
- 4-10 -
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
4.3.3 Kapazität der mechanisch-biologischen Aufbereitungsanlagen<br />
Die folgenden Tabellen geben einen Überblick über den jetzigen und zukünftigen<br />
Stand der niederländischen Sekundärbrennstoffaufbereitungsanlagen und deren Behandlungskapazitäten.<br />
In Tabelle 4-9 sind die zur Zeit in Betrieb befindlichen Anlagen<br />
und ihre erzeugten Produkte aufgelistet, in Tabelle 4-10 die geplanten bzw. in<br />
Bau befindlichen. Zur Zeit beläuft sich die Aufbereitungsanlagenkapazität auf rund<br />
2 Mio. t pro Jahr, in den nächsten Jahren ist jedoch eine Steigerung auf über<br />
5,3 Mio. t zu erwarten.<br />
- 4-11 -<br />
Tabelle 4-9: Sekundärbrennstoffaufbereitungsanlagen in den Niederlanden<br />
und deren Kapazitäten<br />
[LAP 2001, Auskunft van Tubergen (Essent) 2001]<br />
Anlagen in Betrieb Produkt Minimale Maximale<br />
Input- Input<br />
Kapazität Kapazität<br />
[1000 t/a] [1000 t/a]<br />
Shanks (Icova) Amsterdam Pellets 80 100<br />
BTC Zoetermeer Soft-Pellets 100 100<br />
Essent Wijster (GAVI) Fluff 840 840<br />
VAGRON Groningen Soft-Pellets 230 230<br />
Essent Wijster (BAS) Fluff 150 150<br />
Essent Born Fluff/Ballen 70 70<br />
VAR Wilp Pellets 215 235<br />
Kappa Roermond Pellets 30 30<br />
De Jonge-Sebra Vlissingen Pellets/Fluff 20 20<br />
SITA (Watco) Rotterdam Pellets/Fluff 10 15<br />
SITA (Watco) Helmond Fluff 100 100<br />
Gebr. Hummel Leek Fluff 10 10<br />
Baetsen Veldhoven Fluff 100 100<br />
Summe 1.955 2.000
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabelle 4-10 Sekundärbrennstoffaufbereitungsanlagen in Bau/Planung in den Niederlanden<br />
und deren Kapazitäten<br />
[TAUW, Auskunft van Tubergen (Essent) 2001]<br />
Anlagen in Bau/Planung<br />
in Bau:<br />
Produkt Minimale<br />
Input-<br />
Kapazität<br />
[1000 t/a]<br />
Maximale<br />
Input<br />
Kapazität<br />
[1000 t/a]<br />
Afvalsturing Friesland, De Wierde Fluff/Ballen 230 230<br />
Watco, Rotterdam Fluff 300 300<br />
shanks, Moerdijk, Pellets 80 100<br />
GP Groot, Alkmaar Fluff 50 50<br />
Summe 660 680<br />
in Planung<br />
EPM, (Icopower, BTC) Moerdijk Hart-Pellets 115 115<br />
Watco, Rozendaal Fluff 60 60<br />
Watco Veenendaal 2e lijn Fluff 50 50<br />
AVR Rozenburg Soft-Pellets 65 65<br />
AlBra Groenlo, Groenlo Soft-Pellets 65 65<br />
AlBra Winschoten Soft-Pellets 65 65<br />
AlBra, Soft-Pellets 65 65<br />
AlBra, Soft-Pellets 65 65<br />
BTC, Emmeloord Soft-Pellets 95 95<br />
Summe 645 645<br />
Gesamt 1.305 1.325<br />
- 4-12 -
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
4.4 Aufbereitungsanlagen in Österreich<br />
4.4.1 Situation der Abfallwirtschaft<br />
Die Summe der in Österreich anfallenden Abfälle beläuft sich auf ca. 48,6 Mio. t pro<br />
Jahr. Wird der Bodenaushub mit einem Anteil von 41,2 % oder 20 Mio. t außer<br />
Betracht gelassen, so verbleibt eine Masse von 28,6 Mio. t. Die weitere Aufteilung<br />
nach Abfallgruppen ist Tabelle 4-11 zu entnehmen.<br />
- 4-13 -<br />
Tabelle 4-11: Abfallaufkommen in Österreich<br />
[Bundesabfallwirtschaftsplan 2001]<br />
Abfallgruppen Menge<br />
[Mio<br />
t/a]<br />
Anteil<br />
[%]<br />
Abfälle aus Haushalten und ähnlichen Einrichtungen 3,1 6,4<br />
Getrennt gesammelte Altstoffe aus Gewerbe und Industrie 2,2 4,5<br />
Gefährliche Abfälle und Altöle 1,0 2,1<br />
Baurestmassen und Baustellenabfälle 7,5 15,4<br />
Abfälle mineralischen Ursprungs ohne Baurestmassen 4,1 8,4<br />
Holzabfälle ohne Holzverpackungen 3,8 7,8<br />
Abfälle aus der Wasseraufbereitung,<br />
Abwasserbehandlung und der Gewässernutzung<br />
2,3 4,7<br />
Sonstige nicht gefährliche Abfälle 4,6 9,5<br />
Summe (ohne Bodenaushub) 28,6 58,8<br />
Der Anteil der Abfälle aus Haushaltungen macht ca. 6,4 % aus. Eine differenzierte<br />
Aufteilung nach Abfallarten ist für dieses Abfallaufkommen in Tabelle 4-12<br />
zusammen gestellt.<br />
Zur thermischen Behandlung stehen zur Zeit Kapazitäten von ca. 2,7 Mio. t zur Verfügung.<br />
Diese werden teils durch öffentlich zugängliche und teils durch innerbetriebliche<br />
thermische Anlagen gedeckt. Der Anteil an thermisch behandelten oder verwerteten<br />
Abfällen liegt bei rund 10 % (siehe Tabelle 4-13). Die Gesamtkapazität der<br />
Behandlungs- und Verwertungsanlagen liegt bei rund 8,5 Mio. t pro Jahr. Eine erste<br />
Übersicht über die verschiedenen Abfallbehandlungsanlagen in Österreich findet sich<br />
in Tabelle 4-14, die Behandlungs- und Verwertungsanteile sind in Tabelle 4-13<br />
dargestellt.
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabelle 4-12: Abfallaufkommen in Österreich aus Haushalten und ähnlichen Einrichtungen,<br />
Stand 1999<br />
[Bundesabfallwirtschaftsplan 2001]<br />
Abfallart Menge<br />
1999<br />
[t]<br />
Restmüll 1.315.000<br />
Sperrmüll 219.000<br />
Problemstoffe 23.000<br />
Altpapier 540.000<br />
Altglas 180.000<br />
Altmetalle – Verpackungen 34.000<br />
Altmetalle – Haushaltsschrott 112.000<br />
Leichtfraktion 100.000<br />
Textilien 21.000<br />
Sonstige Altstoffe 74.000<br />
Biogene Abfälle 478.000<br />
Summe 3.096.000<br />
Tabelle 4-13: Behandlungs- und Verwertungsanteile in Österreich<br />
[Bundesabfallwirtschaftsplan 2001]<br />
Behandlungs- und<br />
Verwertungsanteile<br />
(ohne Bodenaushub)<br />
Thermische Behandlung und<br />
energetische Nutzung<br />
Zum Zwecke der Aufbereitung<br />
und Verwertung gesammelte<br />
Abfälle<br />
Anteil<br />
[%]<br />
10<br />
63<br />
Sonstige Behandlungen 27<br />
- 4-14 -
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 4-15 -<br />
Tabelle 4-14: Abfallwirtschaftlich relevante Anlagen in Österreich<br />
[Bundesabfallbericht 2001]<br />
Anlagentyp Anzahl Kapazität<br />
[1000 t/a]<br />
Thermische Behandlungs- oder Verwertungsanlagen 53 1.900<br />
Innerbetriebliche thermische Verwertungs- und Behandlungsanlagen 135 800<br />
Biotechnische Vorbehandlungsanlagen für Restmüll (MBA) 12 400<br />
Biotechnische Anlagen für getrennt gesammelte biogene Abfälle 526 1.100<br />
Chemisch-physikalische Behandlungsanlagen 32 500<br />
Spezielle Behandlungs- und Verwertungsanlagen 175 700<br />
Sortieranlagen für getrennt erfasste Altstoffe 86 1.100<br />
Altstoffverwertungsanlagen 38 2.000<br />
Baurestmassen- und Bodenaushubdeponien 752 k.A.<br />
Deponien zur Ablagerung von Rest- und Sperrmüll 53 30.000.000 m³<br />
Summe ohne Deponien 8.500<br />
4.4.2 Kapazität der mechanisch-biologischen Aufbereitungsanlagen<br />
Der Anteil der mechanisch-biologischen Anlagen in Österreich ist in den letzten<br />
Jahren stark zurück gegangen. Waren es im Jahre 1988 noch 17 Anlagen, so sind es<br />
im Jahre 2000 nur noch 10 Anlagen mit einer Kapazität von rund 340.000 t gewesen.<br />
Allerdings befinden sich weitere Anlagen in Planung. Somit beläuft sich die Kapazität<br />
zur Zeit auf 400.000 t/a. Die Ursache für den Rückgang der mechanisch-biologischen<br />
Behandlung ist in der fehlenden Akzeptanz gegenüber „Müllkompost“, schärferen<br />
Richtlinien für diesen und ein gewandeltes Ziel der Abfallbehandlung zu sehen. Lag<br />
vor Jahren das Ziel in der Herstellung eines Kompostes und der damit verbundenen<br />
Reduzierung des abzulagernden Abfallvolumens, so wird heute eine Reduktion des<br />
Reaktions- und Emissionsvermögens angestrebt. Nicht in allen bestehenden mechanisch-biologischen<br />
Anlagen wird auch eine heizwertreiche Fraktion gewonnen. Der<br />
Output an Heizwertreichem beträgt rund 70.000 t/a [Grech 2001].<br />
In der folgenden Tabelle 4-15 werden die in Betrieb befindlichen mechanischbiologischen<br />
Anlagen und deren Aufbereitungskapazitäten dargestellt.
Kapitel 4<br />
Aufbereitungsanlagen für Ersatzbrennstoffe in Europa<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabelle 4-15: Behandlungskapazitäten der mechanisch-biologischen Anlagen<br />
in Österreich im Jahr 2000<br />
[Grech 2001]<br />
Standort Input Behandlungs-<br />
Kapazität<br />
[t]<br />
Aich-Assach Biomix, Klärschlamm, Gewerbeabfälle 7.000<br />
Allerheiligen Restmüll, Klärschlamm 17.100<br />
Fischamend Restmüll, Klärschlamm 30.000<br />
Frojach-Katsch Restmüll, Sperrmüll, Altholz 15.000<br />
Herzogsdorf (Gerling) Restmüll, Bioabfall aus dem Gewerbe 15.000<br />
Inzersdorf Restmüll, Klärschlamm 9.000<br />
Kufstein Restmüll, Sperrmüll, Altholz 10.000<br />
Oberpullendorf Restmüll, Klärschlamm, Gewerbeabfälle 45.000<br />
Ort (Innkreis) Restmüll 20.000<br />
Siggerwiesen Restmüll, Klärschlamm, Gewerbeabfälle 150.000<br />
Zell am See Restmüll. Klärschlamm, Sperrmüll 23.000<br />
Summe 341.100<br />
Weitere Aufbereitungsanlagen befinden sich in Bau bzw. in Planung. [Grech 2001]<br />
- 4-16 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
5 Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
Die verschiedenen sekundären Brennstoffe besitzen aufgrund unterschiedlicher Zusammensetzung<br />
auch unterschiedliche Eigenschaften. Somit liegt es auf der Hand,<br />
dass wegen der technischen Anforderungen die einzelnen Brennstoffe für die verschiedenen<br />
Prozesse unterschiedlich gut geeignet sind. Diese Eignung bezieht sich<br />
sowohl auf die physikalischen Eigenschaften wie Form, Größe oder Aggregatzustand,<br />
als auch auf die chemischen Eigenschaften wie elementare Zusammensetzung<br />
oder Heizwert.<br />
In den folgenden Unterkapiteln werden zunächst die verschiedenen thermischen<br />
Anlagen, welche theoretisch und auch praktisch in der Lage sind, Abfälle als sekundäre<br />
Brennstoffe einzusetzen, beschrieben. Hierbei wird auf die Voraussetzungen<br />
und die möglichen Probleme bei der Mitverbrennung sowie die begrenzenden<br />
Faktoren bei den möglichen Brennstoffen eingegangen.<br />
5.1 Kraftwerke<br />
Das originäre Ziel der Kraftwerke ist die zuverlässige Erzeugung von Strom oder<br />
Wärme. Die Methoden, die dabei zum Einsatz kommen, hängen von den natürlichen<br />
und nicht zuletzt von den politischen Gegebenheiten in den betreffenden Regionen<br />
ab. Ökologische Gesichtspunkte werden hierbei durchaus unterschiedlich bewertet.<br />
Im Rahmen der Liberalisierung des Strom-Marktes erfolgte eine deutliche Trendwende.<br />
Viele unter ökonomischen Gesichtpunkten nicht mehr rentabel produzierende<br />
Kraftwerke wurden geschlossen oder sind von Schließung bedroht.<br />
Die Möglichkeit der Mitverbrennung von Abfällen bzw. Sekundärbrennstoffen in<br />
Kohlekraftwerken ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht nicht<br />
einfach zu bewerten, da sie von vielen Faktoren abhängt.<br />
Prinzipiell besteht ein Interesse, sekundäre Brennstoffe auch in Kraftwerken einzusetzen.<br />
Hierbei sind jedoch einige Einschränkungen zu machen: Die Verfügbarkeit<br />
und somit auch der Preis von Sekundärbrennstoffen ist stark marktabhängig, was<br />
sich negativ auf die Planungssicherheit auswirkt. Die Planungssicherheit ist durchaus<br />
von zwei Seiten zu sehen: Bei Betrachtung der Abfallwirtschaft ist die Entsorgungs-<br />
- 5-1 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
sicherheit zu gewährleisten, bei der Betrachtung der Kraftwerke ist zu bedenken,<br />
dass der Versorgungsauftrag der Energiewirtschaft erfüllt werden muss. Somit ist<br />
eine kontinuierliche Bereitstellung der Brennstoffe als auch ein dauerhafter Betrieb<br />
der Kraftwerke gefordert. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, dass sich die Qualität<br />
der eingesetzten Brennstoffe durchaus auf die Betriebssicherheit auswirken kann.<br />
Je nach Beschaffenheit des Brennstoffes (Heizwert, Wassergehalt, Schadstoffgehalt,<br />
etc.) hat dieser für die Abfallerzeuger einen positiven oder negativen Marktwert. Auch<br />
die Folgekosten, welche durch den Einsatz von Nicht-Regelbrennstoffen verursacht<br />
werden – zum Beispiel durch Investitionen in aufwändigere Rauchgasreinigungsanlagen,<br />
höhere Wartungskosten –, sind zu berücksichtigen. Somit bringen nur<br />
Ersatzbrennstoffe, welche sich entweder positiv auf die Verbrennungsbedingungen<br />
oder den Schadstoffgehalt der Abluft auswirken, einen Marktvorteil für die Anlagenbetreiber.<br />
Informationen über Einsatzmöglichkeiten von Sekundärbrennstoffen in<br />
Kraftwerken der unteren Rentabilitätsklassen sind aus Wettbewerbsgründen nur<br />
schwer bis gar nicht erhältlich.<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen in Kraftwerken wird auch als Technologie zur Einhaltung<br />
des CO2-Emissions-Zieles angesehen und dient somit auch als PR-Mittel zur<br />
Schaffung von Akzeptanz. In diesem Zusammenhang muss auch auf die<br />
Verbrennung von Bioenergieträgern wie Stroh oder Waldrestholz verwiesen werden.<br />
Sie stellen ein mengenmäßig nicht zu vernachlässigendes Potenzial dar und werden<br />
– da es sich um „erneuerbare Energieträger“ handelt – auch finanziell gefördert.<br />
Somit kann durch das Potenzial die dauerhafte Bereitstellung gesichert werden.<br />
Allerdings dürfen bei dieser Betrachtung die deutlich höheren Brennstoffpreise für<br />
Stroh und Holz nicht missachtet werden – sie liegen für Holz bei 4,64 €/MJ, für Stroh<br />
bei 4,66 €/MJ und für Steinkohle bei etwa 1,98 €/MJ [Scheurer 2000].<br />
5.1.1 Anlagenbeschreibung<br />
Kraftwerke können auf vielfältige Art und Weise unterschieden werden. Eine<br />
Möglichkeit stellt die Unterscheidung nach der Art des eingesetzten Regelbrennstoffes<br />
oder der Feuerungstechnik dar. Im Bereich der Stromerzeugung wird<br />
hierdurch gleichzeitig die Betriebsart bzw. der Versorgungsauftrag beschrieben:<br />
Braunkohlekraftwerke dienen in der Regel als Grundlastkraftwerke, das heißt, sie<br />
- 5-2 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
befinden sich permanent zur Deckung des Grundbedarfes an Energie in Betrieb.<br />
Steinkohlekraftwerke fungieren hingegen als Mittellastkraftwerke. Weiterhin ist eine<br />
Einteilung in Leistungsbereiche sinnvoll: Anlagen mit einer Feuerungsleistung von<br />
weniger als 5 MW dienen vorwiegend der Bereitstellung von Heiz- und Prozesswärme<br />
oder sind als KWK-Anlagen (Kraft-Wärme Kopplung) angelegt, Anlagen zur<br />
Stromerzeugung liegen in der Regel in einem Leistungsbereich über 50 MW.<br />
[Scheurer 2000]<br />
Eine weitere Möglichkeit ist die Unterscheidung nach dem Einsatzgebiet der<br />
Kraftwerke. Dies wären zum Beispiel Energie- und Wärmeversorgungsanlagen der<br />
Stadtwerke o.ä., Kraftwerke und Heizkraftwerke der chemischen Industrie, der<br />
Papierindustrie, holzverarbeitenden Industrie oder sonstiger industrieller Anlagen.<br />
Bei der Mitverbrennung in Kraftwerken kann zwischen zwei grundsätzlich verschiedenen<br />
Verfahren unterschieden werden: Der direkten und der indirekten Verbrennung.<br />
Bei der direkten Verbrennung werden die Brennstoffe direkt in den Feuerraum<br />
gegeben. Bei der indirekten Verbrennung hingegen werden Verbrennungsgase<br />
in den Feuerraum geleitet. Hier kann wiederum zwischen zwei Varianten der Gaser-<br />
zeugung in Abhängigkeit vom Luftüberschuss λ unterschieden werden: Der Ver-<br />
gasung (unterstöchiometrische Oxidation, 0 < λ < 1) und der Entgasung (unter Luft-<br />
abschluss, Pyrolyse, λ = 0). Der bei der Pyrolyse zusätzlich anfallende Pyrolysekoks<br />
kann zusammen mit dem Regelbrennstoff (Kohle) aufgemahlen und der Feuerung –<br />
vorzugsweise einer Schmelzkammerfeuerung – zugegeben werden.<br />
Die Zweckmäßigkeit des gewählten Verfahrens hängt zum einen von der vorhandenen<br />
Feuerungstechnik und zum anderen von dem zu verbrennenden Abfall ab.<br />
Kombinationen dieser Verfahren sind durchaus möglich, solange die Hierarchie<br />
„Entgasung – Vergasung – Verbrennung“ eingehalten wird. Der Vorteil der indirekten<br />
Verbrennung liegt in der Entkopplung des Abfallstromes vom Regelbrennstoffstrom.<br />
Als Beispiele für Vergasungsverfahren seien das PreCon ® - und das ConTherm ® -<br />
Verfahren genannt.<br />
- 5-3 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Bei den direkten Verbrennungsverfahren eignen sich Rostfeuerungsanlagen oder<br />
Wirbelschichtfeuerungen am ehesten zur Mitverbrennung von Abfällen, allerdings<br />
sind diese Techniken unterrepräsentiert – so werden in Deutschland 2,2 % der<br />
Energie durch Rostfeuerungsanlagen, 2,3 % durch Wirbelschichtfeuerungen und ca.<br />
95 % durch Staubfeuerungsanlagen bereitgestellt. Am positivsten auf die Verwertbarkeit<br />
der anfallenden Schlacken wirkt sich die Schmelzkammerfeuerung aus, bei<br />
der ein nahezu nicht eluierbares Granulat anfällt. Allerdings steht dieser Vorteil<br />
einem stärkeren NOx-Bildungspotenzial entgegen. [Scheurer 2000].<br />
5.1.2 Probleme bei der Mitverbrennung in Kraftwerken<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen in Kraftwerken bringt eine Reihe von Problemen mit<br />
sich – die zu gewährleistende Entsorgungssicherheit der Abfallwirtschaft und der<br />
Versorgungsauftrag der Energiewirtschaft wurden bereits als Wirkung angedeutet.<br />
Verursacht werden die Probleme mitunter durch die Brennstoffeigenschaften und<br />
Schadstoffgehalte. So führt der Einsatz von Abfällen, welche eine andere Schadstoffbelastung<br />
als die Regelbrennstoffe aufweisen, zu einem geänderten Emissionsverhalten<br />
der Verbrennungsanlagen, was Auswirkungen auf die Reststoffqualität wie<br />
zum Beispiel die der Flugasche, der Kesselasche, des REA-Gipses oder des<br />
Schmelzkammergranulates und somit auch auf ihre Verwertung haben kann.<br />
Direkt mit dem Schadstoffgehalt der Ersatzbrennstoffe in Verbindung gebracht<br />
werden muss die Filtertechnik. Sie ist auf die Regelbrennstoffe abgestimmt und muss<br />
gegebenenfalls den geänderten Randbedingungen angepasst werden.<br />
Artikel 9 der EU-Verbrennungsrichtlinie verlangt, dass „Rückstände aus dem Betrieb<br />
der Verbrennungs- oder Mitverbrennungsanlage (…) hinsichtlich Menge und Schädlichkeit<br />
auf ein Minimum zu beschränken“ sind. „Die Rückstände sind soweit angezeigt<br />
in der Anlage selbst oder außerhalb dieser unter Einhaltung der einschlägigen<br />
Gemeinschaftsvorschriften zu verwerten.“ Durch eine Erhöhung der Schadstofflasten<br />
kann eine Verwertung wie sie bisher erfolgt in Frage gestellt werden, so dass in<br />
Folge dessen eine große Menge an Rückständen entsorgt werden muss. Dies wird<br />
nicht zuletzt aus finanziellen Gründen von den Kraftwerksbetreibern vermieden.<br />
- 5-4 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Welche Folgen die Mitverbrennung von Abfällen in Kraftwerken haben kann, zeigt<br />
das Beispiel Österreich. Dort wird Flugasche, welche Verwendung in der<br />
Zementindustrie finden darf, definiert als „feinkörniger Staub, der hauptsächlich aus<br />
kugelförmigen, glasigen Partikeln besteht“ und „bei der Verbrennung feingemahlener<br />
Kohle anfällt“. Somit ist eine Verwendung von Flugasche aus Kraftwerken, welche<br />
Abfälle mitverbrennen zunächst ausgeschlossen. Eine diesbezügliche Änderung der<br />
„ÖNORM EN 450“ ist jedoch in Sicht. Danach sollen Flugaschen aus Kraftwerken,<br />
welche bis zu 10 % Ersatzbrennstoffe einsetzen, zulässig sein.<br />
Weiterhin können durch den Einsatz von Ersatzbrennstoffen technische Probleme<br />
auftreten. Zu nennen wären hier beispielhaft die Hochtemperatur-Chlorkorrosion,<br />
veränderte Brenneigenschaften verursacht durch einen hohen Flüchtigengehalt oder<br />
Probleme bei der Brennstoffzufuhr. Bei einer hinreichend kleinen Substitutionsrate<br />
sind diese Probleme – abgesehen von der Brennstoffzufuhr – jedoch vernachlässigbar<br />
[Scheurer 2000].<br />
5.1.3 Mögliche Brennstoffe<br />
Die zur Mitverbrennung geeigneten Brennstoffe hängen von der gewählten Technik<br />
ab. Im Rahmen einer Studie der „Prognos AG“ im „Auftrag des Ministeriums für<br />
Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz NRW – MUNLV<br />
NRW“ über die Abfallverwertung in Industrieanlagen wurde ein Katalog der in nordrhein-westfälischen<br />
Kraftwerken zur Mitverbrennung zugelassenen Abfälle erstellt.<br />
Dieser umfasst über 200 Abfallschlüssel, dazu gehören beispielsweise Klärschlamm,<br />
Tiermehl oder Altholz bzw. Abfälle aus der Holzverarbeitung, Spuckstoffe und<br />
sonstige Rückstände aus der Papierherstellung, Abfälle aus der Textilindustrie,<br />
Abfälle aus der Fotoindustrie, kohlenstoffhaltige feste Rückstände aus der<br />
chemischen Industrie oder Herdofenkoks aus der Rauchgasreinigung. Weiterhin<br />
besteht die Möglichkeit der Nutzung flüssiger Abfälle, wie zum Beispiel verbrauchte<br />
Lösemittel, Alkohole, Altöle oder Destillationsrückstände. Allerdings kann es bei der<br />
direkten Mitverbrennung zu Problemen durch Verkrustungen im Feuerraum kommen.<br />
Im Falle einer Entgasung können zusätzlich sowohl heizwertreiche Fraktionen aus<br />
der mechanisch-biologischen Aufbereitung von Hausmüll, als auch heizwertreicher<br />
Gewerbeabfall, Sortierreste aus DSD-Anlagen oder Shredderleichtfraktionen aus der<br />
Altautoverwertung zum Einsatz kommen.<br />
- 5-5 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Die zur Zeit am intensivsten in der Mitverbrennungsdiskussion stehenden Abfälle<br />
sind Klärschlamm und Tiermehl, da für beide Abfallarten momentan weitere Entsorgungswege<br />
erschlossen werden.<br />
Die Genehmigung zum Einsatz von Klärschlamm zur Mitverbrennung hängt unter<br />
anderem vom Wassergehalt ab. Je nach Entwässerungsgrad kann er durchaus mit<br />
dem von Braunkohle vergleichbar sein. Teilweise wird Klärschlamm jedoch aufgrund<br />
des niedrigen Heizwertes – in Deutschland liegen die Mindestanforderungen<br />
bezüglich der Verwertung gemäß KrW-/AbfG bei einem Heizwert von 11.000 KJ/kg –<br />
als Abfall zur Beseitigung eingestuft. Allerdings gibt es unterschiedliche Anschauungen<br />
darüber, zu welchem Zeitpunkt der Heizwert des Klärschlammes gemessen<br />
werden soll. Wird er erst bei der Zuführung in den Feuerungsraum bestimmt, so<br />
erfüllt der nun hinreichend getrocknete Klärschlamm diese Anforderungen durchaus.<br />
Tiermehl zeichnet sich durch einen niedrigen Schadstoffgehalt aus, so dass<br />
diesbezüglich bisher kaum Beeinträchtigungen durch die Mitverbrennung<br />
dokumentiert sind. Lediglich der erhöhte Kalzium-, Natrium-, Phosphor- und Chlorgehalt<br />
könnten sich nachteilig auswirken. Kalzium, Natrium und Phosphor verändern<br />
die Eigenschaften des REA-Gipses, Chlor kann zu erhöhter Hochtemperatur-Chlorkorrosion<br />
führen. Großtechnische Erfahrungen bezüglich der Mitverbrennung liegen<br />
noch nicht vor, so dass noch keine gesicherten Aussagen über das Mitverbrennungspotenzial<br />
gemacht werden können. Jedoch wird ein Anteil von 1 % Tiermehl am<br />
Gesamtbrennstoffeinsatz bezogen auf den Heizwert als realistisch angesehen.<br />
[Nottrodt 2001]<br />
5.1.4 Mitverbrennungspotenzial<br />
Das Mitverbrennungspotenzial für Abfälle bzw. Ersatzbrennstoffe in Kraftwerken<br />
hängt von feuerungstechnischen und genehmigungsrechtlichen Gesichtspunkten,<br />
der Aufbereitung des Brennstoffes und der Verfügbarkeit ab. In der Regel erfolgt eine<br />
schadstoffmäßige Input-Begrenzung bei der Verwendung von Ersatzbrennstoffen.<br />
Ein realistisches Mitverbrennungspotenzial, bei welchem nicht mit größeren<br />
Problemen in der Kraftwerkstechnik gerechnet wird, wird von verschiedenen Autoren<br />
[Scheurer 2000, Köster 2001] auf 5 bis maximal 10 % der gesamt benötigten<br />
Feuerungswärmeleistung abgeschätzt.<br />
- 5-6 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
5.2 Zementwerke<br />
In der Zementindustrie werden große Mengen an Abfällen eingesetzt. Hierbei muss<br />
zwischen zwei verschiedenen Anwendungen unterschieden werden: Der Nutzung<br />
des Abfalls als Sekundärrohstoff und der Nutzung als Sekundärbrennstoff. Da es<br />
sich bei der Zementherstellung um einen sehr energieintensiven Prozess handelt –<br />
der spezifische Brennstoffenergieverbrauch pro Kilogramm Zement lag 1999 in<br />
Deutschland bei 2,8 MJ [VDZ Umweltbericht 2001] –, wurde schon früh über den<br />
Einsatz von Ersatzbrennstoffen nachgedacht. Seit dem Ende der 70er Jahre wird ein<br />
Teil der benötigten Energie durch sekundäre Brennstoffe gedeckt. Somit sind<br />
Zementwerke das klassische Einsatzgebiet für Ersatzbrennstoffe aus Abfällen. Bei<br />
der Mitverbrennung von Abfällen in Zementwerken ist zu beachten, dass es sich bei<br />
der Zementproduktion um einen Prozess mit Produktrelevanz handelt: Sämtliche<br />
Einsatzstoffe beeinflussen die Produktqualität des Klinkers. Dies folgt aus der Tatsache,<br />
dass der Zementherstellungsprozess abgesehen von Abluft keine Abfälle<br />
produziert. Somit werden sämtliche Input-Stoffe – gegebenenfalls nach einer<br />
chemischen Reaktion – in den Zement bzw. den Klinker eingebaut.<br />
Zur klaren Abgrenzung muss zwischen den Begriffen „Klinker – Zement – Beton“<br />
unterschieden werden. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich beim Klinker um ein<br />
Vorprodukt. Der Klinker ist das Ergebnis des Brennprozesses, vermahlen und mit<br />
Zuschlagstoffen versehen wird daraus Zement hergestellt. In der Anwendung wird er<br />
durch Zugabe von Wasser und Sand zu Beton verarbeitet. Der Einsatz der Ersatzbrennstoffe<br />
erfolgt im Klinkerprozess.<br />
Die installierte Anlagentechnik variiert sehr stark und ist im Wesentlichen vom Alter<br />
der Anlage abhängig. Mit dem Anlagenalter einher geht auch das Potenzial an einsetzbaren<br />
Ersatzbrennstoffen: Modernere Anlagen sind in der Lage, ein größeres<br />
Brennstoffspektrum aufzunehmen.<br />
5.2.1 Anlagenbeschreibung<br />
Die Technik der Klinkerherstellung wird durch die Rohmehlaufgabe charakterisiert.<br />
Hierbei wird zwischen „Nassverfahren“, „Halbtrocken-/Halbnassverfahren“ und<br />
„Trockenverfahren“ unterschieden.<br />
- 5-7 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Das wichtigste Klinkerverfahren ist das Trockenverfahren. Hierbei wird trockenes<br />
Rohmehl ( 3 /4 Kalkstein, 1 /4 Mergel und Ton) im Gegenstrom zum heißen Rauchgas in<br />
den Drehrohrofen aufgegeben und dort gesintert. Bei dem Drehrohr handelt es sich<br />
um ein Rohr mit 3,5 bis 5 m Durchmesser und 40 bis 70 m Länge, welches mit einer<br />
Neigung von wenigen Grad (3-4°) installiert ist. Durch die Drehbewegung in<br />
Verbindung mit der Neigung des Rohres wird das Brenngut innerhalb von 20 bis 30<br />
Minuten in Richtung des Brenners an den Ofenauslauf transportiert. In der<br />
Sinterzone erreicht das Brenngut Temperaturen von bis zu 1450°C. Diese hohen<br />
Temperaturen sind notwendig, damit sich die für die Zementeigenschaften wichtigen<br />
Klinkermineralphasen bilden. Anschließend gelangt das heiße Material in den<br />
Klinkerkühler, in welchem der gewonnene Klinker gekühlt und die Abwärme zur<br />
Aufheizung der Sekundärluft genutzt wird.<br />
Bei Drehofenanlagen mit Vorcalcinierung und Tertiärluftleitung wird ein Teil der<br />
erhitzten Kühlluft am Drehofen vorbei zum sogenannten Calcinator geführt<br />
(Tertiärluft). Sie dient den Brennstoffen als Verbrennungsluft, die im Calcinator<br />
zugegeben wurden. Der Einsatz eines Vorcalzinierers bzw. Vorwärmers bewirkt zwar<br />
keine Brennstoffeinsparung, jedoch wird dadurch der Brennstoffeinsatz flexibler, was<br />
sich durch die Nutzung preiswerter Ersatzbrennstoffe bezahlt machen kann.<br />
Wesentlich bei der Klinkerherstellung ist, dass abgesehen vom Rauchgas keine<br />
Abfälle anfallen. Somit finden sich sämtliche Bestandteile der Einsatzstoffe – gegebenenfalls<br />
in umgesetzter Form – im Zement wieder. Die bei der Rauchgasreinigung<br />
anfallenden Stäube werden entweder in den Drehrohrofen rückgeführt oder<br />
dem Zement als Zuschlagstoffe beigemengt.<br />
Die technischen Bedingungen der Klinkererzeugung bieten einige gute Voraussetzungen,<br />
welche bei der Mitverbrennung genutzt werden können. Zu nennen<br />
wären hier beispielsweise eine Feuerraumtemperatur welche über einen Zeitraum<br />
von 5 – 7 s über 1000°C liegt und bis zu 2000°C erreicht, eine Betttemperatur von<br />
ca. 1450°C, die zur Sinterung aller festen Bestandteile führt, eine Neutralisation der<br />
sauren Abgase durch Gegenstromführung zum basischen Rohmehl sowie eine<br />
chemische Fixierung der anorganischen Inhaltsstoffe.<br />
- 5-8 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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5.2.2 Mögliche Brennstoffe<br />
Bei der Feuerung wird, wie bereits erwähnt, zwischen der Primär- und der Sekundärfeuerung<br />
unterschieden. Die beiden Feuerungssysteme stellen unterschiedliche<br />
Anforderungen an die Brennstoffe.<br />
Primärfeuerung<br />
Zum Einsatz in der Primärfeuerung muss der Brennstoff in feingemahlener oder<br />
flüssiger Form vorliegen. Er wird direkt über Lanzen am Ende des Drehrohrofens<br />
eingedüst. Die Verbrennung erfolgt bei bis zu 2000°C, das Rauchgas wird im Gegenstrom<br />
zum Rohmehl durch den Ofen geführt. Abgesehen von leichtflüchtigen<br />
Schwermetallen wie Quecksilber kondensieren die eingebrachten Schwermetalle<br />
entweder im Ofen und werden in den Klinker mit eingebunden, oder sie fallen als E-<br />
Filterstaub an. Der Filterstaub wird dem Zement als Zuschlagstoff zugeführt.<br />
Der Vorteil dieser Feuerung liegt in den hohen Verbrennungstemperaturen. Aus<br />
Gründen der Prozesssteuerung können nur relativ homogene, leicht eindüsbare<br />
hochkalorische Brennstoffe eingesetzt werden. Mögliche Ersatzbrennstoffe zum<br />
Einsatz in der Primärfeuerung sind Altöl, getrockneter Klärschlamm oder Sägemehl.<br />
[BUWAL 1997]<br />
Sekundärfeuerung<br />
Am unproblematischsten aus Sicht der Prozessführung ist ein Einsatz von Ersatzbrennstoffen<br />
in der Sekundärfeuerung. Hierbei wird der Brennstoff entweder im<br />
Vorcalcinator oder zur Vorwärmung genutzt.<br />
Die Vorteile des Einsatzes in der Sekundärfeuerung sind in der Brennstoffqualität zu<br />
finden: Es werden keine großen Ansprüche an die Brennstoffform und Größe<br />
erhoben. Der Brennstoff muss nicht fein aufgemahlen sein, es können selbst ganze<br />
Autoreifen aufgegeben werden. Weiterhin wirkt sich die lange Verweilzeit im<br />
Drehrohr vorteilhaft auf den Ausbrand aus.<br />
Nachteilig wirken sich bei dieser Art der Aufgabe die geringere Temperatur (900-<br />
1200°C), die kürzeren Abgasverweilzeiten und verbrennungstechnische Probleme<br />
bezüglich des lokalen Sauerstoffbedarfes aus.<br />
- 5-9 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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Vergasung<br />
Eine weitere Möglichkeit ist die indirekte Verbrennung von Ersatzbrennstoffen in<br />
Zementwerken. Hierbei erfolgt zunächst eine Vergasung der Abfälle.<br />
Die Schadstoffbelastung der Einsatzstoffe wirkt sich direkt auf den Zementherstellungsprozess<br />
und das Produkt aus.<br />
Schadstoffbelastung<br />
Die Schadstoffbelastung der Rohstoffe kann sich auf vielfältige Weise auswirken. Im<br />
Folgenden werden vier wichtige Komponenten und ihre Auswirkungen kurz<br />
angesprochen.<br />
Chlor<br />
Chlor reichert sich im Klinkerprozess an und führt zu Verkrustungen. Außerdem wirkt<br />
sich Chlor nachteilig auf die Festigkeit des Betons aus. Da die Chlorbelastung für die<br />
Anlagenbetreiber von großem Interesse ist, wird die maximale Chlorkonzentration im<br />
Brennstoff von ihnen auf 1 % begrenzt. Im rechtlichen Regelwerk wird aus diesem<br />
Grunde teilweise auf eine weitere Festsetzung des Grenzwertes verzichtet.<br />
Antimon und Chrom<br />
Eine hohe Antimon- oder Chrombelastung hat Auswirkung auf die Verarbeitung des<br />
Zementes. Sie kann bei den Bauarbeitern zur sogenannten „Maurerkrätze“ führen.<br />
Quecksilber<br />
Ein großes Problem bei der Zementerzeugung stellen die Quecksilberemissionen<br />
dar. Als leicht flüchtiges Metall wird es nicht in den Zement eingebunden, sondern<br />
findet sich im Rauchgas wieder.<br />
Zementnormen<br />
Da die Zusammensetzung und somit auch der Schadstoffgehalt des Zementes sich<br />
direkt auf die Produktqualität auswirken, gibt es neben gesetzlichen Regelungen<br />
auch eine Reihe von Normen, welche die Beschaffenheit des Zementes regeln.<br />
- 5-10 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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Bei der Schadstoffbelastung des Klinkers ist jedoch zu berücksichtigen, dass es sich<br />
beim Klinker um ein Vorprodukt handelt. Da je nach Prozessführung ein Teil des<br />
Stoffstromes über einen Bypass abgeführt und anschließend dem Zement zugeführt<br />
wird, muss zur Beurteilung der Auswirkungen des Sekundärbrennstoffeinsatzes auf<br />
das Produkt die Belastung des Zementes und nicht nur die des Klinkers betrachtet<br />
werden.<br />
Weiterhin werden neben den Brennstoffen andere Abfälle als Rohmehlersatz-,<br />
Zumahl- oder Hilfsstoffe wie zum Beispiel Gießereialtsande in der Zementindustrie<br />
eingesetzt. Auch diese wirken sich aufgrund ihrer Schadstoffbelastung auf die<br />
Produktqualität aus. Da es sich in diesem Falle um eine stoffliche Verwertung<br />
handelt, wird an dieser Stelle auf eine nähere Beschreibung verzichtet.<br />
5.2.3 Mitverbrennungspotenzial<br />
Derzeitig wird die Mitverbrennung von Abfällen in Zementwerken in den einzelnen<br />
Ländern sehr unterschiedlich gehandhabt. Auch bezüglich des maximalen<br />
Substitutionsgrades bestehen unterschiedliche Einschätzungen. In Deutschland wird<br />
eine Steigerung von einem über alle Anlagen gemittelten Ersatzbrennstoffanteil an<br />
der Feuerungsleistung von derzeit 23 % [VDZ Umweltbericht 2001] auf 50 % für<br />
realistisch gehalten. In einzelnen Zementwerken wie zum Beispiel Gmunden/<br />
Österreich liegt der Substitutionsgrad heuer bei 80 % [Grech 1999], in ’s-Hertogenbosch/Niederlanden<br />
bei 70 % [ENCI 2001]. Allerdings muss bei der Berechnung der<br />
Mitverbrennungsquote berücksichtigt werden, dass in Deutschland Petrolkoks im<br />
Gegensatz zu Österreich und den Niederlanden als Regelbrennstoff angesehen wird<br />
und somit nicht als Ersatzbrennstoff auftaucht.<br />
5.3 Ziegeleien<br />
Über das Ziel des Einsatzes einer heizwertreichen Abfallfraktion in Ziegeleien gibt es<br />
durchaus unterschiedliche Interpretationen: Beim Einsatz als Porosierungsmittel<br />
kann es sich sowohl um eine stoffliche, als auch um eine energetische Verwertung<br />
handeln.<br />
- 5-11 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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5.3.1 Anlagenbeschreibung<br />
Die Ziegelherstellung kann in fünf Arbeitsbereiche eingeteilt werden: Tonabbau –<br />
Aufbereitung – Formgebung – Trocknung – Brand. Nach der Aufbereitung des Tons<br />
bzw. Lehms werden – je nach Anwendungsbereich des Ziegels – Porosierungsmittel,<br />
welche nach dem Brennen Luftporen im Ziegelscherben hinterlassen, beigemengt.<br />
Je nach Herstellungsverfahren wird dem Lehm zu einem bestimmten Zeitpunkt<br />
Wasser und Dampf zugegeben. Hierdurch wird eine Quellung des Lehms bewirkt, so<br />
dass eine knetbare, plastische Masse entsteht, welche anschließend geformt werden<br />
kann. Durch gesteuerte Trocknung mittels warmer Luft – zumeist Abluft aus dem<br />
Ofen – wird den Rohlingen ein Teil des Anmachwassers entzogen. Dies führt sowohl<br />
zu einer Schrumpfung als auch eine Stabilisierung. Die Wahl des Porosierungsmittels<br />
kann einen positiven Einfluss auf den Trockenvorgang ausüben. So bewirken<br />
Papierfasern eine Armierung, wodurch die Rissbildung vermindert wird. Anschlißend<br />
werden die Ziegel gebrannt. Hierzu werden sie zunächst langsam vorgewärmt und<br />
schließlich bei Temperaturen zwischen 900°C und 1200°C gebrannt und letztendlich<br />
wieder abgekühlt. In der Regel geschieht dies in Tunnelöfen. Der Brennvorgang<br />
dauert ca. 48 Stunden, wovon sich die Ziegel ungefähr 2–10 Stunden im Vollfeuer<br />
befinden. Das Brennen bewirkt eine chemische Entwässerung und eine chemischmineralische<br />
Teilschmelze. [Schweizer Ziegelindustrie 2001, VÖZ 2001]<br />
5.3.2 Mitverbrennungspotenzial<br />
Beim Mitverbrennungspotenzial in Ziegeleien muss zwischen der Verwendung als<br />
Brennstoff und der Verwendung als Porosierungsmittel unterschieden werden. Eine<br />
Nutzung als Brennstoff im Trocknungs- und Brennprozess findet aus praktischen<br />
Gründen nicht statt. Hierbei findet mehr und mehr eine Umstellung von Kohle- und<br />
Ölprodukten auf Erdgas statt. Ein wichtiges Argument gegen die Mitverbrennung von<br />
Abfällen stellt auch das „saubere Image“ des Ziegels dar. Beim Einsatz als Porosierungsmittel<br />
können Hilfsmittel mit einer Gesamtenergie von bis zu 1000 kJ/kg<br />
bezogen auf den gebrannten Ziegel zum Einsatz kommen. Bis zu 10 % des Energiebedarfes<br />
der Ziegelherstellung können somit durch die Verwendung von Abfallstoffen<br />
als Porosierungsmittel gedeckt werden. [Grech 2000]<br />
- 5-12 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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5.3.3 Mögliche Brennstoffe<br />
Als Porosierungsmittel werden im Wesentlichen Sägemehl, Polystyrol, Fangstoffe<br />
aus der Papierherstellung, Kraftwerksaschen und Perlith verwendet. Der Einsatz von<br />
Stroh, Gewebereste, Nussschalen, Biertreber, Olivenkernen oder Kaffeesud wäre<br />
denkbar, erfolgt jedoch mangels Masse nicht. Testweise wurde Klärschlamm in<br />
Betracht gezogen, von dessen Einsatz ebenso wie von anderen Brennstoffen mit<br />
undefinierter Zusammensetzung aus Image-Gründen – obgleich technisch möglich –<br />
abgesehen wird.<br />
Die wichtigsten Porosierungsmittel sind Sägespäne und Fangstoffe aus der Papierindustrie.<br />
Fangstoffe bringen einige Vorteile mit sich: Zum einen enthalten sie Kaolin<br />
und Kreide und liefern somit einen weiteren stofflichen Beitrag in der Ziegelproduktion.<br />
Zum anderen wirken die enthaltenen Papierfasern, wie bereits erwähnt,<br />
als Armierungsmittel, was sich während des Trocknungsprozesses positiv auf die<br />
Stabilität der Ziegel auswirkt.<br />
Das technisch optimalste Porosierungsmittel ist Polystyrol, da es den größten Porosierungsgrad<br />
bei kleinstem Energieeinsatz bietet. Allerdings ist die Verwendung in<br />
den letzten Jahren aufgrund starker Preissteigerungen deutlich zurückgegangen.<br />
Polystyrol wird sowohl als Recycling-Polystyrol, als auch als Frisch-Polystyrol eingesetzt.<br />
Beim Recycling-Polystyrol bedarf es jedoch der drei bis fünffachen Menge<br />
im Vergleich zu Frisch-Polystyrol. Dies ist im Wesentlichen auf die Kornform zurückzuführen:<br />
Recycling-Polystyrol ist zum einen nicht mehr kugelförmig und zum<br />
anderen ist – bedingt durch den recyclebedingten Reißprozess – eine Volumenvergrößerung<br />
zu beobachten.<br />
Über den Anteil an Porosierungsmitteln aus Abfallfraktionen in der Ziegelproduktion<br />
liegen nur wenige Informationen vor. Nach [Grech 2000] können jedoch bis zu 10 %<br />
des Energiebedarfes der Ziegelherstellung durch Porosierungsmittel gedeckt<br />
werden. Alle nicht-flüchtigen Schadstoffe verbleiben im Ziegel. Aus Imagegründen ist<br />
nicht geplant, den Einsatz von Porosierungsmitteln aus Abfallstoffen weiter zu<br />
steigern. [Grech 1999]<br />
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Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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5.4 Papier- und Zellstoffindustrie<br />
Die Papier- und Zellstoffindustrie ist geprägt von einem hohen Energie- und Wasserbedarf.<br />
Gleichzeitig fallen große Mengen an energiereichen Rest- und Abfallstoffen<br />
an. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um Papierfaserschlämme und Ablauge.<br />
Diese Abfälle stellen ein großes Ersatzbrennstoffpotenzial in den betriebseigenen<br />
Feuerungen dar, somit sind die Anlagen der Papier- und Zellstoffindustrie sowohl<br />
Ersatzbrennstoffproduzenten, als auch -konsumenten. Im Unterschied zur Zementindustrie<br />
handelt es sich bei der Mitverbrennung in der Papier- und Zellstoffindustrie<br />
nicht um einen Prozess mit Produktrelevanz, da der Verbrennungsprozess vom<br />
Produkt entkoppelt ist.<br />
5.4.1 Anlagenbeschreibung<br />
Bei der Papiererstellung muss zwischen dem Papierrecycling und der Herstellung<br />
von frischem Papier unterschieden werden.<br />
Recyclingpapier<br />
Im ersten Schritt des Papierrecyclings wird das Papier in einem Pulper aufgeweicht<br />
und zerfasert. Hierbei fallen neben dem erwünschten Papierfaserschlamm auch die<br />
sogenannten Spuckstoffe an. Dies sind Störstoffe aus Kunststoff, Holz oder Metall,<br />
welche im Altpapier enthalten sind. Die anfallenden Spuckstoffe werden zum großen<br />
Teil deponiert. Wahlweise können sie auch nach einer Entwässerung der<br />
Verbrennung zugegeben oder zu Brennstoffpellets verarbeitet und anschließend<br />
mitverbrannt werden.<br />
Frisch Papier<br />
Der Prozess der Zellstoff- bzw. Papierherstellung aus Holz verläuft in mehreren<br />
Stufen. Zunächst wird das Holz zu Hackschnitzeln verarbeitet und im nächsten<br />
Schritt unter Zugabe von Wasser und Chemikalien aufgeschlossen. Hauptziel dieses<br />
Prozesses ist die Entfernung von Lignin und die schonende Zerlegung des Holzes in<br />
Einzelfasern unter Erhalt der Cellulosestruktur. Als Aufschlussmittel werden je nach<br />
Verfahren Hydrogensulfitionen HSO3 ¯ , Sulfidionen S2 ¯ oder Wasser eingesetzt. Beim<br />
Aufschluss fallen große Mengen heizwertreicher Ablauge an.<br />
- 5-14 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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Als für die Mitverbrennung mengenmäßig relevante Abfallströme der Zellstoff- bzw.<br />
Papierherstellung fallen Ablauge, Papierfaserschlämme und Rinden an, welche in<br />
der Regel direkt der Mitverbrennung zugeführt werden.<br />
Werden faserige pflanzliche Abfälle direkt in den Anlagen der Zellstoffherstellung<br />
verbrannt, so unterliegen sie nicht dem Geltungsbereich der europäischen<br />
Verbrennungsrichtlinie (Artikel 2, Abs. 2a (iii)).<br />
5.4.2 Mögliche Brennstoffe<br />
Bei den Anlagen zur Mitverbrennung in der Papierindustrie muss zwischen zwei<br />
grundsätzlich verschiedenen Techniken unterschieden werden: der Verbrennung in<br />
Laugenverbrennungskesseln und der in Wirbelschichtfeuerungen.<br />
Die bei der Zellstoffherstellung anfallende Ablauge wird aufgrund des hohen Heizwertes<br />
in sogenannten Ablaugekesseln verbrannt. Eine gleichzeitige Mitverbrennung<br />
von Klärschlamm ist gegebenenfalls möglich [Grech 2000].<br />
Die anderen Reststoffe können in Wirbelschichtkesseln mitverbrannt werden.<br />
Heutzutage sind diese Kraftwerke in der Regel als „Betreibergesellschaften“<br />
ausgegliedert. Diese erzeugen auf wirtschaftlicher Basis Strom und Wärme durch<br />
Kraftwärmekopplung (KWK) und liefern diese an die benachbarte Papierfabrik.<br />
Hierdurch wird eine Unterscheidung zwischen Papierfabriken und Kraftwerken<br />
bezüglich der Zuordnung der Mitverbrennung erschwert.<br />
5.4.3 Mitverbrennungspotenzial<br />
Die Angaben bezüglich des Mitverbrennungspotenziales in der Papier- und Zellstoffindustrie<br />
schwanken erheblich und sind aufgrund der beschriebenen Ausgliederungstendenzen<br />
nur schwer zu fassen.<br />
In der Zellstoffproduktion ist es möglich, die gesamte benötigte Energie durch die bei<br />
der Produktion anfallenden Reststoffe – vor allem durch Ablauge – zu decken. Im<br />
Gegensatz dazu sind bei der Papierproduktion weitere Energieträger notwendig.<br />
- 5-15 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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5.5 Stahlwerke<br />
Auch bei der Verwendung von Ersatzbrennstoffen in Stahlwerken gibt es Interpretationsunterschiede<br />
ob des Hauptnutzungszweckes der Einsatzstoffe: stoffliche oder<br />
energetische Verwertung/Entsorgung. Der Grund liegt darin, dass hier nicht nur die<br />
Eigenschaft als Energielieferant, sondern auch das Reduktionspotenzial des Brennstoffes<br />
genutzt wird. Die Nutzung von Abfällen in Stahlwerken hat sich noch nicht<br />
durchgesetzt.<br />
5.5.1 Anlagenbeschreibung<br />
Bei der Verwendung von Ersatzbrennstoffen in der Stahlindustrie stehen derzeit zwei<br />
Einsatzgebiete zur Verfügung: Die Mitverbrennung im Hochofen und die Mitverbrennung<br />
im Kupolofen.<br />
Im Hochofenprozess werden nur Kunststoffe als Reduktionsmittel bei der Roheisenherstellung<br />
stofflich verwertet. Dabei werden die Kunststoffe über Lanzen in die<br />
heißeste Zone des Hochofens eingedüst, wo sie instantan vergasen und die Eisenerze<br />
reduzieren.<br />
Beim Umschmelzprozess von Roheisen und Schrott im Kupolofen können Kunststoffe,<br />
Klärschlamm, Aktivkoks, Shredderleichtfraktionen und Altgummi zum Einsatz<br />
kommen. Der Einsatz der Abfälle hängt vom Aufgabeort ab: Die Brennstoffe können<br />
sowohl von oben gemeinsam mit dem Schrott, Gussbruch und Koks sowie weiteren<br />
Zuschlagstoffen hinzugegeben werden, als auch über Blasformen „von unten“.<br />
Hierzu eigenen sich jedoch nur pneumatisch förderbare Brennstoffe.<br />
5.5.2 Mögliche Brennstoffe<br />
Wichtigste Brennstoffe bzw. Reduktionsmittel sind wie bereits oben erwähnt DSD-<br />
Sortierreste oder Kunststoffverpackungen. Weiterhin können auch Klärschlamm,<br />
Aktivkoks, Shredderleichtfraktionen und Altgummi verwendet werden.<br />
5.5.3 Mitverbrennungspotenzial<br />
Der Reduktionsmittelbedarf pro Tonne Roheisen ist aufgrund von Modernisierungsmaßnahmen<br />
leicht rückläufig. Der Einsatz von Kunststoffabfällen als Reduktionsmittel<br />
ist technisch möglich und auch steigerungsfähig, wird bisher aber nur in<br />
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Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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wenigen Hochöfen praktiziert. Der Anteil liegt in Deutschland unter einem Prozent.<br />
Eine Beschränkung des Einsatzes erfolgt zumindest in Deutschland zum einen durch<br />
Festlegung von Höchstmengen pro Hochofen und zum anderen durch das im Abfall<br />
enthaltene Schadstoffpotenzial.<br />
5.6 Sonstige Feuerungsanlagen<br />
In weiteren Anlagen der Schwerindustrie wie zum Beispiel Sinteranlagen werden<br />
Abfälle eingesetzt. Jedoch erfolgt dies unter Ausnutzung der stofflichen Eigenschaften.<br />
In weiteren Anlagen wie Gießereien, Asphaltmischanlagen, NE-Anlagen oder in<br />
der Kalksandsteinindustrie ist ein Einsatz möglich, jedoch liegen nur wenige Informationen<br />
über den tatsächlichen Einsatz von Ersatzbrennstoffen vor. Dies mag<br />
unterschiedliche Gründe haben. In einigen Anlagen wurde die Verwendung von<br />
Abfällen als Ersatzbrennstoff angedacht und beantragt, jedoch scheiterte der tatsächliche<br />
Einsatz am Widerstand der Bevölkerung oder an der Sorge um einen<br />
Imageverlust. Da diese Anlagen für den momentanen Ersatzbrennstoffeinsatz von<br />
untergeordneter Bedeutung sind, wird auf sie – falls überhaupt Informationen<br />
vorhanden sind – in den länderspezifischen Kapiteln nur kurz eingegangen.<br />
- 5-17 -
Kapitel 5<br />
Technologie der Abfallmitverbrennung<br />
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- 5-18 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
6 Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
Die folgenden Unterkapitel geben eine Übersicht über bestehende Anlagen in<br />
Deutschland, Italien, den Niederlanden und Österreich, welche Abfälle zur Mitverbrennung<br />
aufnehmen können. So weit wie möglich, wird eine Zuordnung der potenziellen<br />
Sekundärbrennstoffe zu den Anlagen durchgeführt.<br />
Zur Einordnung wird zunächst ein Überblick über die derzeitige Situation der Abfallverbrennung<br />
im betrachteten Land gegeben. Weiterhin wird jeweils nach der<br />
Anlagentechnik zur Mitverbrennung unterschieden. So weit bekannt, werden<br />
daraufhin die zugelassenen oder möglichen Kapazitäten und die tatsächlich<br />
genutzten Mengen der verschiedenen als Ersatzbrennstoff zugelassenen Abfälle<br />
benannt und gegebenenfalls technische oder rechtliche Einschränkungen erläutert.<br />
6.1 Anlagen zur Abfallmitverbrennung in Deutschland<br />
Zur Zeit existieren in Deutschland 61 Abfallverbrennungsanlagen mit einer Kapazität<br />
von rund 13,7 Mio. t/a für Abfälle aus Haushalten oder hausmüllähnliche Abfälle. Bis<br />
zum Jahre 2005 soll diese Kapazität auf 17,6 Mio. t/a in 75 Anlagen aufgestockt<br />
werden. Weiterhin bestehen eine Vielzahl von Anlagen, welche Abfälle zur Mitverbrennung<br />
einsetzen. Tabelle 6-1 gibt darüber einen ersten Überblick. Das Potenzial<br />
an zu verbrennenden Abfällen liegt zwischen 18.580.000 und 26.420.000 t pro Jahr<br />
(vergleiche Tabelle 4-4).<br />
6.1.1 Zementwerke<br />
Aufgrund von Modernisierungsmaßnahmen wird inzwischen im überwiegenden Teil<br />
der deutschen Zementwerke Zementklinker in Drehrohröfen mit Zyklonvorwärmern<br />
nach dem Trockenverfahren hergestellt (2000: 85,5 % [VDZ Tätigkeitsbericht 1999-<br />
2000]).<br />
Im Jahre 1999 produzierten bundesweit 38 Unternehmen in 72 Werken ca.<br />
36,7 Mio. t Zement [VDZ Umweltbericht 2001]. Im Jahre 1999 lag der thermische<br />
Energieeinsatz bei 102,3 Mio. GJ. Der Sekundärbrennstoffanteil steigerte sich im<br />
Wesentlichen zu Lasten von Steinkohle von 15,8 % im Jahre 1997 auf 22,9 % im<br />
Jahre 1999, was ca. 23,4 Mio. GJ entspricht. Allerdings wurde der Einsatz von<br />
- 6-1 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Petrolkoks hierbei nicht berücksichtigt, da er in Deutschland nicht als Ersatz-,<br />
sondern als Regelbrennstoff zählt. Dieser schlägt mit ca. 9,7 Mio. GJ zu Buche, was<br />
einem Anteil von 9,5 % entspricht. Der Einsatz von Petrolkoks ist leicht rückläufig.<br />
[VDZ Umweltbericht 2001]<br />
Tabelle 6-1: Abfall einsetzende thermische Anlagen in Deutschland<br />
Verbrennungsanlagen Anzahl<br />
Anlagen<br />
Summe<br />
Anlagen<br />
MVA 66<br />
• Haushaltabfälle 61<br />
• Sonderabfälle 4<br />
• Schlamm 1<br />
Kraftwerke 22*<br />
Stahlwerke 5<br />
Anlagen zur NE-Erzeugung 7<br />
Röst-/Sinteranlagen für Eisenerze 0<br />
Papierfabriken *<br />
Zementwerke 31<br />
Holzindustrie 5*<br />
Brennöfen der Kalk- und Gipsindustrie<br />
Ziegeleien<br />
Biogasanlagen<br />
0<br />
sonstige k.A.<br />
Summe 136<br />
* Anlagen der Papier- und Holzindustrie werden den Kraftwerken<br />
zugeordnet.<br />
In 31 Zementwerken werden Ersatzbrennstoffe zur Klinkererzeugung eingesetzt.<br />
Mengenmäßig den größten Teil machen dabei Fraktionen aus Industrie- und<br />
Gewerbeabfällen (wie zum Beispiel Kunststoffe, Papier, Textilien, etc.), gefolgt von<br />
Altreifen und Altöl aus. Lediglich im Zementwerk Rüdersdorf ist eine Aufnahme von<br />
MBA-Output als Ersatzbrennstoff aufgrund einer vorgeschalteten Pyrolyse<br />
vorgesehen.<br />
- 6-2 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Beim Einsatz von Tiermehl herrscht noch starke Unsicherheit. Dies ist unter anderem<br />
in der derzeitigen rechtlichen Lage begründet. Technisch ist ein Einsatz weitgehend<br />
möglich, begrenzende Faktoren stellen der Phosphat- und der Chlorgehalt des Tiermehles<br />
und der Tierfette dar. Weiterhin ist das hygienische Problem nicht zu<br />
vernachlässigen.<br />
- 6-3 -<br />
Tabelle 6-2: Sekundärbrennstoffeinsatz und Einsatzkapazitäten<br />
in der deutschen Zementindustrie 1999<br />
Sekundärbrennstoff<br />
Fraktionen aus der Industrie sowie<br />
Gewerbeabfälle<br />
[VDZ Umweltbericht 2001], [Prognos 2001]<br />
Menge ø Hu max. Kapazität<br />
[1.000 t/a] [MJ/kg] [1.000 t/a]<br />
290 22 888**<br />
Reifen 236 26 596<br />
Altöl 181 35 441<br />
Altholz 77 13 366<br />
Lösemittel 24 27 96<br />
Teppichabfälle 20 21<br />
Bleicherde 13 10<br />
Kunststoffe, Textilien 212<br />
Spuckstoffe, Papierschlämme 189<br />
Sonstige (VDZ), wie: 82 14<br />
• Gemischte Fraktionen aus<br />
Siedlungsabfällen<br />
• Ölschlamm<br />
• Organische Destillationsrückstände<br />
• Nahrungs- und Futtermittelabfälle*<br />
Sonstige (Prognos) 220<br />
Summe / Maximale Gesamtkapazität 923 2.674***<br />
* Einsatz von Tiermehl hat seither deutlich zugenommen<br />
** Incl. Brennstoffe aus Siedlungsabfällen<br />
*** Gesamtkapazität kleiner als die tatsächliche Summe, da Mehrfachnennungen<br />
berücksichtigt wurden.<br />
218
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabelle 6-2 gibt einen Überblick über den Einsatz von Ersatzbrennstoffen im Jahre<br />
1999. Zusätzlich ist eine Abschätzung der vorhandenen maximalen Mitverbrennungskapazitäten<br />
ergänzt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass jeweils die maximale<br />
Kapazität pro Brennstoff berechnet wurde. In der Realität ergibt sich jedoch<br />
eine Konkurrenzsituation der Brennstoffe, so dass die gesamte maximale Kapazität<br />
kleiner ist, als die Summe der Einzelkapazitäten.<br />
Bei einer Substitutionsrate von 25 % könnten nach Schätzungen des Umweltbundesamtes<br />
in den deutschen Zementwerken jährlich 1,4 Mio. t Ersatzbrennstoffe<br />
eingesetzt werden [euwid 47], anderen Schätzungen zu Folge [Prognos 2001, VDZ<br />
2001] liegt das Potenzial bei knapp 2,7 Mio. /a.<br />
6.1.2 Kraftwerke<br />
Die installierte Leistung der deutschen Kraftwerke liegt bei ungefähr 114 GW, wovon<br />
ca. 50 GW auf Kohlekraftwerke entfallen. 99 % der Energie wird von Kraftwerken mit<br />
einer Leistung von über 50 MW erbracht. Im Jahre 1998 waren in Deutschland 1380<br />
Kraftwerke in Betrieb [Grech 1999], davon besaßen 43 Kraftwerke eine Genehmigung<br />
zur Mitverbrennung von Abfällen [Scheurer 2000]. In mindestens 22 Kraftwerken<br />
wurden Abfälle tatsächlich eingesetzt. Damit wurde der genehmigte Rahmen nur<br />
teilweise ausgenutzt.<br />
Positiven Abschätzungen zu Folge liegt das Mitverbrennungspotenzial unter der Voraussetzung<br />
eines Substitutionsgrades von 10 % bei 270 PJ, was bei einem durchschnittlichen<br />
Heizwert von 16 MJ/kg ca. 17 Mio. t/a entspräche. Bei einer realistischeren<br />
Substitutionsrate von 5 % halbiert sich die Menge entsprechend auf<br />
8,5 Mio. t/a. Nach Schätzungen des Umweltbundesamtes könnten in Deutschland<br />
bei einer Substitutionsrate von 5 % der Primärenergieträger jährlich etwa 6,9 Mio. t<br />
Ersatzbrennstoffe (Heizwert: 16 MJ/kg) eingesetzt werden [euwid 47]. Andere<br />
Schätzungen bezüglich des Mitverbrennungspotenziales in Kraftwerken bewegen<br />
sich in diesem Rahmen.<br />
- 6-4 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
6.1.3 Stahlwerke<br />
1998 wurden in Deutschland in 18 Hochöfen 30,162 Mio. t Roheisen erzeugt. Als Reduktionsmittel<br />
werden dort Koks, Feinkohle, Schweröl und Altkunststoffe eingesetzt.<br />
Der Reduktionsmittelbedarf pro Tonne Roheisen lag 1998 bei 466,2 kg, wovon knapp<br />
0,9 % (4 kg) durch Altkunststoffe abgedeckt wurden. Im Vergleich zum Jahr 1996 hat<br />
sich der Einsatz von Altkunststoffen mehr als verdoppelt. Die gesamte eingesetzte<br />
Menge liegt bei ca. 120.500 t/a. [RWI 1999]<br />
Für fünf Hochöfen liegen Genehmigungen zum Einsatz von Abfällen vor. Hierbei<br />
handelt es sich um Industrie- und DSD-Kunststoffe, Kunststoffe aus dem Schrottrecycling<br />
und der Aufbereitung von Shredderabfällen, Lackschlammgranulat,<br />
Granulat aus Klärschlamm und Aktivkohle sowie Carbofer. Der Einsatz von Abfällen<br />
wurde sowohl mengenmäßig, als auch in Bezug auf die Schadstofffrachten<br />
beschränkt. Je nach Anlage dürfen 192 bis 550 t pro Tag an Abfällen eingesetzt<br />
werden. Nach Abschätzungen von Prognos ergibt sich somit eine genehmigte<br />
Gesamtkapazität von ca. 350.000 t pro Jahr. [Prognos 2001]<br />
- 6-5 -<br />
Tabelle 6-3: Mitverbrennung in deutschen Stahlwerken<br />
[Grech 2001, Prognos 2001]<br />
Standort max t/h max t/a<br />
Stahlwerk Bremen Hochofen II 8,75 77.000<br />
Stahlwerk Bremen Hochofen III 4,38 38.000<br />
EKO Stahl Eisenhüttenstadt Hochofen 3 2,81 25.000<br />
Thyssen Krupp Stahl, Dortmund Hochofen 4 8 70.000<br />
Thyssen Krupp Stahl, Dortmund Hochofen 9 8 70.000<br />
Summe 280.000<br />
6.1.4 Ziegeleien<br />
In Deutschland existieren zur Zeit ca. 270 – 280 Ziegeleien. Aufgrund der schlechten<br />
Konjunkturlage ist der Trend rückläufig. Die Brennöfen und Trockenkammern werden<br />
überwiegend mit Erdgas (1998: 24,7 Mio. GJ/a – 87,4 %), teilweise auch mit leichtem<br />
und schwerem Heizöl (1998: 1,7 Mio. GJ/a – 6 % bzw. 1,5 Mio. GJ/a – 5 %) befeuert.<br />
[RWI 1999]. Nur in einzelnen Ziegeleien, welche Spezialziegel herstellen, wird noch
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Kohle oder Torf eingesetzt. Auf den Einsatz von Ersatzbrennstoffen zur Feuerung<br />
wird komplett verzichtet.<br />
Jedoch werden Ersatzbrennstoffe als Porosierungsmittel eingesetzt. In Deutschland<br />
sind dies im Wesentlichen Sägemehl, Fangstoffe aus der Papierherstellung, Polystyrol,<br />
Kraftwerksaschen und Perlith. Der Einsatz von Polystyrol ist wie bereits<br />
erwähnt aus Kostengründen deutlich zurückgegangen. Für weitere Porosierungsmittel,<br />
wie zum Beispiel Biertreber oder Kieselgur, wurden und werden Versuche<br />
durchgeführt, der Einsatz konnte sich bisher jedoch nicht durchsetzen. Über die tatsächlich<br />
eingesetzte Menge liegen nicht zuletzt durch den starken Produktionsrückgang<br />
nur grobe Abschätzungen vor. Danach werden in Deutschland ca. 300.000 t an<br />
Porosierungsmittel eingesetzt, eine Aufspaltung in die verschiedenen Fraktionen ist<br />
zur Zeit nicht möglich. Der Einsatz der verschiedenen Stoffe ist stark marktabhängig.<br />
Bei ausschließlicher Nutzung von Papierfangstoffen könnten nach einer sehr<br />
positiven Abschätzung maximal 1 Mio. t Fangstoffe eingesetzt werden. [Auskunft<br />
Müller 2001, www.ziegel.de]<br />
Tabelle 6-4: Eingesetzte Porosierungsmittel in deutschen Ziegeleien<br />
[Auskunft Müller 2001, www.ziegel.de]<br />
Eingesetzte Porosierungsmittel Menge<br />
[t/a]<br />
Sägespäne<br />
Papierfaserstoffe<br />
Recycling-Polystyrol<br />
Frisch-Polystyrol<br />
Kraftwerksasche<br />
Perlith<br />
Summe ca. 300.000<br />
6.1.5 Zellstoff- und Papierverarbeitende Industrie<br />
Der Einsatz von Ersatzbrennstoffen in der Papierindustrie beschränkt sich im<br />
Wesentlichen auf Produktionsrückstände der Papierherstellung, die in Wirbelschichtfeuerungsanlagen<br />
verwertet werden. Hierbei ist eine deutliche Entwicklung zu KWK-<br />
Anlagen zu verzeichnen, welche aus dem Betrieb als Betreibergesellschaften ausge-<br />
- 6-6 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
lagert wurden. Bei der Recherche führt dies allerdings dazu, dass diese Feuerungsanlagen<br />
teilweise den Kraftwerken zugeordnet sind und teilweise den papier- und<br />
zellstoffverarbeitenden Betrieben.<br />
Im Jahre 1998 lag die Gesamtproduktion der deutschen Papierindustrie bei ca.<br />
16,3 Mio. t. Der Gesamtenergiebedarf erstreckte sich auf ca. 205 Mio. GJ, wovon<br />
etwa 20 Mio. GJ (knapp 10 %) durch Ersatzbrennstoffe zur Verfügung gestellt<br />
wurden. Tabelle 6-5 gibt einen Überblick über die in der deutschen Papierindustrie<br />
eingesetzten Ersatzbrennstoffe. Die bei der Zellstoffherstellung anfallende Sulfitablauge<br />
stellt hierbei den mit Abstand den wichtigsten Energieträger dar.<br />
- 6-7 -<br />
Tabelle 6-5: Ersatzbrennstoffe in der deutschen Papierindustrie<br />
[RWI 1999a]<br />
Ersatzbrennstoff Menge<br />
[t/a]<br />
Energie<br />
[GJ/a]<br />
Sulfitablauge 1.750.000 12.442.500<br />
Rinde 225.000 2.358.072<br />
Faser/Deinking-Rückstände 870.000 3.974.508<br />
Übrige Rückstände 100.000 1.136.988<br />
Summe 2.945.000 19.912.068<br />
6.1.6 Sonstige Mitverbrennungsanlagen<br />
Zu den sonstigen Anlagen gehören zum Beispiel Anlagen der Nichteisen-Metallurgie,<br />
der Feuerfestindustrie, der chemischen Industrie oder der Kalkindustrie.<br />
In der Kalkindustrie sind bisher keine Genehmigungen zur Mitverbrennung von<br />
Abfällen erteilt worden.<br />
In der Nichteisen-Metallurgie werden bisher nur wenige Abfälle als Ersatzbrennstoffe<br />
eingesetzt. In Nordrhein-Westfalen waren es im Jahre 1999 ca. 55.000 t.
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
6.1.7 Zusammenfassung<br />
In großen Teilen der energieintensiven Industrie werden heute sekundäre Brennstoffe<br />
aus Abfällen als Ersatzbrennstoffe eingesetzt. Das Mitverbrennungspotenzial<br />
wird allerdings – abgesehen von der Ziegelindustrie – in keinem Bereich vollständig<br />
ausgeschöpft. Dies ist sowohl technisch, als auch gesetzgeberisch oder imagemäßig<br />
begründet. Die folgende Tabelle zeigt eine knappe Zusammenfassung der wesentlichen<br />
Mitverbrennungsanlagen und ihre Einsatzkapazitäten für Ersatzbrennstoffe.<br />
Tabelle 6-6: Kapazitäten zur Mitverbrennung von Abfällen in Deutschland<br />
Anlagenart Kapazität<br />
[Mio. t/a]<br />
Zementwerke 1,4<br />
Kraftwerke 6,9<br />
Stahlwerke 0,35<br />
Ziegelindustrie 0,3<br />
Papier- und Zellstoffindustrie 3<br />
Summe 11,95<br />
6.2 Anlagen zur Abfallmitverbrennung in Italien<br />
Die Anlagenkapazität der italienischen MVA ist vergleichsweise gering. Bis auf<br />
wenige Ausnahmen liegt die je MVA angenommene Abfallmenge unter 100.000 t/a.<br />
Im Jahre 1999 wurden in Italien 2.120.000 t Abfälle in MVAs verbrannt. Aufgrund der<br />
geringen Kapazitäten ist eine Mitverbrennung von Ersatzbrennstoffen in den MVAs<br />
nicht vorgesehen. Dies klingt auf Anhieb nicht verwunderlich, jedoch bedeutet dies,<br />
dass für die in Zukunft in stärkerem Maße produzierten Ersatzbrennstoffe weitere<br />
Mitverbrennungskapazitäten geschaffen werden müssen. Der Einsatz von Ersatzbrennstoffen<br />
in anderen Industriezweigen ist sehr verhalten. Tabelle 6-7 zeigt dies<br />
sehr deutlich. Allerdings muss auch an dieser Stelle erwähnt werden, dass der<br />
Informationsstand als schlecht zu bewerten ist.<br />
- 6-8 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 6-9 -<br />
Tabelle 6-7: Verbrennungsanlagen in Italien<br />
Verbrennungsanlagen Summe<br />
Anlagen<br />
MVA 41<br />
Kraftwerke<br />
Stahlwerke<br />
Papierfabriken<br />
3*<br />
Zementwerke<br />
Biogasanlagen<br />
5**<br />
RDF-Verbrennungsanlagen<br />
sonstige<br />
(2)***<br />
Summe 49<br />
* in Testphase<br />
** ohne Petrolkoks<br />
*** in Bau<br />
6.2.1 Zementwerke<br />
Der einzige industrielle Sektor, in welchem die Datenlage über den Stand der Mitverbrennung<br />
als halbwegs gut bezeichnet werden kann, ist die Zementindustrie. In<br />
Folge des „Ministerial Dekrets“ vom 5. Februar 1998 ist die Mitverbrennung von<br />
Abfällen und aufbereiteten Sekundärbrennstoffen stark zurückgegangen. Der Anteil<br />
liegt bei knapp 1,5 % des regulären Brennstoffanteils. Wurden vor einigen Jahren<br />
noch Altreifen, Plastik, Öl und Lösungsmittel mitverbrannt, so hat deren Einsatz nun<br />
stark abgenommen, bzw. wurde sogar komplett verboten. Versuche, Tiermehl mitzuverbrennen<br />
wurden unternommen, jedoch nicht weiter ausgebaut. Dies hängt unter<br />
anderem mit einem aufwändigen und zeitintensiven Genehmigungsverfahren<br />
zusammen.<br />
Von den 61 existierenden Zementwerken in Italien wird nur in fünf Anlagen Abfall als<br />
Ersatzbrennstoff eingesetzt. Allerdings muss hier eine Einschränkung bezüglich<br />
Petrolkoks gemacht werden. Wird Petrolkoks auch als Ersatzbrennstoff aus Abfall<br />
gewertet, so erhöht sich die Anzahl der mitverbrennenden Zementwerke auf 56.
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Theoretisch wäre die italienische Zementindustrie jedoch in der Lage bei einer Substitutionsrate<br />
von 20 % durch Ersatzbrennstoffe die gesamte heizwertreiche Fraktion<br />
des italienischen Abfallaufkommens zu übernehmen. [TBU, EcoDeco 2001]<br />
6.2.2 Kraftwerke<br />
Über den Einsatz von Abfällen in Kraftwerken lagen nur wenig aktuelle Informationen<br />
vor. Im Energie und Umweltreport 2000 [ENEA 2000] war noch die Rede von einem<br />
Mitverbrennungspotenzial von ca. 267.000 t Öläquivalenten Brennstoffen (Stand<br />
1998), andererseits besagen weitere Quellen, dass sich die drei in der Tabelle<br />
erwähnten Kraftwerke (Standorte in Fusina, Vado und Brindisi) in einer Testphase<br />
befinden. Die Gesamtkapazität dieser drei Kraftwerke zur Mitverbrennung von CDR<br />
beläuft sich auf ca. 1,2 Mio. t pro Jahr.<br />
6.2.3 Zellstoff- und Papierindustrie<br />
Im Jahre 2000 gab es in Italien 164 Papierhersteller mit 201 Standorten die<br />
9.001.900 t produzierten. Über die anfallenden Abfälle und das Mitverbrennungspotenzial<br />
der italienischen Papier- und Zellstoffindustrie liegen keine weiteren Daten<br />
vor.<br />
6.2.4 RDF-Verbrennungsanlagen<br />
Zur Zeit befinden sich zwei Anlagen in Campanien und Calabrien zur Verbrennung<br />
von RDF in Bau. Auch hierzu können keine weiteren Aussagen getroffen werden.<br />
6.2.5 Zusammenfassung<br />
Der Markt der Mitverbrennung von Abfällen ist in Italien noch im Aufbau. Die Kapazitäten<br />
der vorhandenen Abfallverbrennungsanlagen reichen bei weitem nicht aus, um<br />
den Anteil der brennbaren Abfälle zu verwerten. Unter stärkerer Einbeziehung der<br />
Zementwerke wäre bei einer Substitutionsrate von nur 20 % die gesamte restliche<br />
heizwertreiche Fraktion verwertbar. Über andere Industriezweige wie die Papier- und<br />
Zellstoffindustrie, Stahlwerke sowie Kraftwerke liegen keine Informationen vor. Eine<br />
abschließende Bewertung der Mitverbrennungssituation ist zum jetzigen Kenntnisstand<br />
schwierig.<br />
- 6-10 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
6.3 Anlagen zur Abfallmitverbrennung in den Niederlanden<br />
In den Niederlanden stehen 46 Anlagen zur Verbrennung beziehungsweise Mitverbrennung<br />
von Abfällen zur Verfügung (siehe Tabelle 6-8). Die Kapazität der Abfallverbrennungsanlagen<br />
liegt bei ca. 5,9 Mio. t/a. Somit müssten, um die zur Verfügung<br />
stehenden 10 Mio. t brennbaren Abfälle der energetischen Verwertung zuzuführen,<br />
weitere 5,1 Mio. t Anlagenkapazitäten zur Verfügung gestellt werden. Zur Zeit<br />
werden noch ca. 2 Mio. t brennbare Abfälle deponiert.<br />
- 6-11 -<br />
Verbrennungsanlagen<br />
Tabelle 6-8: Verbrennungsanlagen in den Niederlanden<br />
Anzahl<br />
Anlagen<br />
Kapazität<br />
[1000 t/a]<br />
Summe<br />
Anlagen<br />
MVA 16<br />
Haushaltabfälle 11 5500<br />
Krankenhausabfälle 1 8<br />
Sonderabfälle 1 100<br />
Schlamm 3 300<br />
Kraftwerke 7<br />
Verbrennung 6<br />
Vergasung 1<br />
Hochöfen 0<br />
Papierfabriken 1 0<br />
Zementwerke 1<br />
Biogasanlagen 3<br />
Sonstige 19 2<br />
Summe 46<br />
1<br />
Papierfabrik Bennekom verbrennt eigene Abfälle in Wirbelschichtfeuerung<br />
2 nur unvollständige Angaben vorhanden.<br />
6.3.1 Zementwerke<br />
Die niederländische Zementproduktion beschränkt sich auf die „Eerste Nederlandse<br />
Cement Industrie N.V. – ENCI“ – mit Werken in Maastricht, IJmuiden, und Rotterdam.<br />
Allerdings wird nur im Zementwerk Maastricht/’s-Hertogenbosch Klinker<br />
gebrannt. In diesem Werk werden jährlich ca. 850.000 t Klinker (~3000 t/d) erzeugt.<br />
Nach Angaben der ENCI wird 70 % der eingesetzten Brennstoffe durch sekundäre
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Brennstoffe abgedeckt. In diesem Falle wird jedoch von einer großzügigeren Definition<br />
des Begriffes „sekundäre Brennstoffe” ausgegangen.<br />
Tabelle 6-9: Eingesetzte Ersatzbrennstoffe in ENCI, ’s-Hertogenbosch<br />
[ENCI 2001]<br />
Brennstoff Menge [t/a]<br />
Schiefer 52.000<br />
Petrolkoks 34.000<br />
Lösemittel 10.000<br />
Klärschlamm 27.000<br />
Papierschlamm 4.000<br />
Rofire Papier-Pellets 7.000<br />
Gummihackschnitzel 400<br />
Summe 134.400<br />
Bei den Rofire Pelltets handelt es sich um den in Kapitel 4.3 beschriebenen Ersatzbrennstoff<br />
aus Rückständen der Papierindustrie.<br />
6.3.2 Kraftwerke<br />
In sieben Kraftwerken wird Kohle teilweise durch Abfälle substituiert. Im Wesentlichen<br />
werden hier Holz, Papierschlamm, Klärschlamm und RDF und Hühnerdung<br />
eingesetzt. Zum Vergleich sind in der folgenden Tabelle zusätzlich die Menge an<br />
substituierter Kohle und der Anteil der Ersatzbrennstoffe am Gesamtenergiebedarf<br />
aufgeführt. Das Kraftwerk Amer 9 ist das einzige mit indirekter Verbrennung. Weitere<br />
Anlagen zur Mitverbrennung sind geplant. [ECN 2000, ECN 1999]<br />
Die Kapazität zur Mitverbrennung von Abfällen liegt bei etwa 3,2 Mio. t/a. Es ist<br />
geplant, einen Anteil von 13 % des Gesamtbrennstoffbedarfes durch Abfälle abzudecken<br />
[ECN 2000].<br />
- 6-12 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 6-13 -<br />
Tabelle 6-10: Mitverbrennung in niederländischen Kraftwerken<br />
[Auskunft Croezen, ECN 2000, ECN 1999]<br />
Kraftwerk Mitverbrennungs- Brennstoff Menge substituierte Kohle:<br />
technik<br />
[1000 t/a]<br />
[1000 t/a] [% Energie]<br />
Gelderland-<br />
13<br />
separate<br />
Zerkleinerung /<br />
Trocknung<br />
Abbruchholz<br />
(Qualität A und B)<br />
60 45 3<br />
Amer-8 direkte Verbrennung Papierschlamm 75 4,5 0.3<br />
Amer-9 separate<br />
Vergasung<br />
(Lurgi)<br />
Abbruchholz<br />
Petrolkoks<br />
Borssele-12 direkt Phosphorgase<br />
Papierschlamm<br />
Klärschlamm<br />
Industrielle<br />
organische Abfälle<br />
Abfallholz<br />
Maasvlakte-<br />
1 & 2<br />
direkt Flüssige<br />
industrielle<br />
organische<br />
Rückstände<br />
Petrolkoks<br />
Biomasse pellets/<br />
Hühnerdung<br />
150 70 5<br />
(50<br />
Nm³/a)<br />
(23) (3)<br />
150 / 40 30 / 23 5 / 4<br />
Hemweg-8 direkt Klärschlamm 75 38 3<br />
Summe 550* 233,5<br />
* ohne Phosphorgase<br />
6.3.3 Stahlwerke<br />
Zur Zeit werden in keinem niederländischen Stahlwerk Abfälle mitverbrannt. Es ist<br />
allerdings angedacht, in Emuijder Altöl einzusetzen.
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
6.3.4 Zellstoff- und Papierindustrie<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen in der niederländischen Zellstoffindustrie ist<br />
unüblich. Pro Jahr fallen ca. 150.000 t Spuckstoffe an. In der Papierfabrik Bennekom<br />
werden eigene Abfälle in einer Wirbelschichtanlage eingesetzt. Rofire (Roermond)<br />
erzeugt aus Spuckstoffen der Altpapieraufbereitung pro Jahr ca. 18.000 t Brennstoffpellets,<br />
welche an die Schwerindustrie als Ersatzbrennstoffe weiterverkauft werden.<br />
Tabelle 6-11: Sonstige Verbrennungsanlagen in den Niederlanden<br />
[Tekes/KEMA 2000]<br />
Standort Abfallart/Biomasse<br />
EPZ PMG DEP Hühner Dung<br />
Douwe Egberts Joure Kaffee Rückstand<br />
Avira Duiven Papierschlamm<br />
Avira Duiven RDF<br />
Vijfhuizen RDF<br />
VAR Twello RDF<br />
Botlek Shredderleichtfraktion<br />
North refinery Groningen Shredderleichtfraktion<br />
Texaco Pernis Kunststoffe<br />
Akzo Rotterdam Kunststoffe<br />
UNA Amsterdam Holz<br />
EDON/Stork Holz<br />
NUON Lelystad Frisches Holz<br />
Pnem Mega Cuyk Frisches Holz<br />
Holzindustrie Holzrückstände<br />
Summe 15<br />
6.3.5 Sonstige Mitverbrennungsanlagen<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen wurde bei Rockwool (Roermond) angedacht, wurde<br />
bisher jedoch nicht realisiert. Weitere Anlagen zur Verbrennung von einzelnen<br />
Fraktionen sind in Tabelle 6-11 aufgeführt.<br />
- 6-14 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
6.3.6 Zusammenfassung<br />
In den Niederlanden bestehen Bestrebungen, möglichst alle brennbaren Abfälle<br />
energetisch zu nutzen. Dies wurde schon früh im „Ladder van Lansink“ festgeschrieben<br />
und durch das EWAB-Programm bestärkt. Die Anlagenkapazität zur Mitverbrennung<br />
beläuft sich zur Zeit auf rund 5,3 Mio. t pro Jahr, wobei die größten<br />
Kapazitäten in den Kraftwerken zu finden sind. Somit liegt die gesamte Verbrennungskapazität<br />
inclusive den bestehenden Abfallverbrennungsanlagen – die<br />
Kapazität liegt bei 5,9 Mio. t – bei rund 11,2 Mio. t pro Jahr.<br />
- 6-15 -<br />
Tabelle 6-12: Mitverbrennungskapazitäten in den Niederlanden<br />
Anlagenart Kapazität<br />
[Mio. t/a]<br />
Kraftwerke 3,20<br />
Zementwerke 0,13<br />
Andere Anlagen 2,00<br />
Summe 5,33<br />
6.4 Anlagen zur Abfallmitverbrennung in Österreich<br />
Die Datenlage sowohl über mögliche Anlagen zur Mitverbrennung, als auch über die<br />
in Österreich mitverbrannten Abfälle kann als gut bezeichnet werden. Das Umweltbundesamt<br />
in Wien (UBA) verfügt über eine umfangreiche Datensammlung zum<br />
Thema Abfall, welche über das Internetangebot öffentlich zugänglich ist. Dieses beinhaltet<br />
sowohl Studien bezüglich Abfallbehandlungsanlagen und -verfahren, als<br />
auch eine mengenmäßige Zuordnung der verschiedenen Abfallfraktionen zu den einzelnen<br />
Anlagen. Durch eine Internet-Abfrage können sowohl Anlagenstandorte, Anlagentypen<br />
als auch Abfallarten abgefragt werden. Zu finden ist die Datenbank unter<br />
http://www.umweltbundesamt.at/umweltsituation/abfall/behandlung/intro.htm. Die Daten<br />
basieren zum größten Teil auf Erhebungen, welche im Rahmen der Arbeiten für<br />
den Bundes-Abfallwirtschaftsplan 1998 vom Umweltbundesamt und den Ämtern der<br />
Landesregierungen sowie Anlagenbetreibern durchgeführt wurden. Bei der Nutzung<br />
ist jedoch zu beachten, dass in der Datenbank die Abfallnomenklatur gemäß<br />
österreichischem Abfallkatalog „ÖNORM S 2100“ von 1997 erfolgt. Somit können<br />
keine Abfallschlüssel gemäß dem europäischen Abfallartenkatalog verwendet
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
werden. Eine weitere Einschränkung stellt die Tatsache dar, dass nur öffentlich bzw.<br />
auch von Dritten genutzte Anlagen beschrieben sind.<br />
Weiters können über die Leitseite des UBA (http://www.umweltbundesamt.at) Informationen<br />
über die Umweltsituation in Österreich eingeholt werden.<br />
Über die Möglichkeiten der Mitverbrennung von Abfällen und der Bilanzierung<br />
verschiedener Entsorgungsszenarien existieren zusätzlich diverse Studien. Zu<br />
nennen wären hier beispielhaft die Studien „Auswirkungen unterschiedlicher<br />
Szenarien der thermischen Verwertung von Abfällen in Österreich – ASTRA, 1997“,<br />
„Stand der Abfallbehandlung in Österreich in Hinblick auf das Jahr 2004“ [Grech<br />
2001], „Mitverbrennung heizwertreicher Abfallfraktionen in industriellen Feuerungsanlagen<br />
– derzeitiger Stand in Österreich“ [Grech 1999], „Positivliste für Reststoffe in<br />
Zementwerken“ [Fehringer 1999].<br />
6.4.1 Thermische Anlagen<br />
In Österreich stehen 188 thermische Anlagen zur Behandlung und Verwertung mit<br />
einer Gesamtkapazität von über 2,7 Mio. t zur Verfügung [Bundesabfallbericht 2001].<br />
Tabelle 6-13: Mitverbrennung in Österreich<br />
[UBA Datenbank]<br />
Verbrennungsanlagen Anzahl Summe<br />
Öffentlich zugänglich 53<br />
MVA 3<br />
Zementwerke 10<br />
Fernwärme 5<br />
Zellstoff- und Papier 7<br />
Holzverarbeitende 5<br />
Biomassekraftwerke 1<br />
Stahlwerke 0<br />
Ziegeleien 2<br />
Sonstige 20<br />
Nicht öffentlich zugänglich 135<br />
Summe 188<br />
- 6-16 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Hiervon verbrennen 135 Anlagen nur betriebsintern anfallende Abfälle. Die restlichen<br />
53 Anlagen sind entweder öffentlich oder über Vertragspartner zugänglich. Eine Auflistung<br />
der verschiedenen thermischen Anlagenarten findet sich in Tabelle 6-13.<br />
Haupteinsatzgebiete für Ersatzbrennstoffe aus Abfällen sind die Zementindustrie<br />
sowie die Papier- und Zellstoffindustrie. In anderen Bereichen wurden zwar auch<br />
Überlegungen zur Mitverbrennung angestellt und teilweise sogar Genehmigungen<br />
erteilt, allgemein kann jedoch gesagt werden, dass der Einsatz von Abfällen in weiten<br />
Zweigen der Industrie sehr zurückhaltend erfolgt. Dies wird häufig mit Akzeptanzproblemen<br />
oder Bürgerbeschwerden begründet.<br />
6.4.2 Zementwerke<br />
In der österreichischen Zementindustrie werden konventionelle Energieträger schon<br />
seit geraumer Zeit zumindest teilweise durch Abfälle substituiert. Im Wesentlichen<br />
handelt es sich hierbei um Altöle und Lösungsmittel (21,5 %), Papierfaserstoffe<br />
(23,9%), Altreifen (17,0 %), Kunststoffabfälle (15,9 %) und Petrolkoks (15,1 %)<br />
[Hackl 2001, Daten: 1999]. Das Spektrum der in den Zementwerken eingesetzten<br />
Abfälle ist jedoch mitunter recht groß, so dass es an dieser Stelle nicht explizit aufgeführt<br />
wird. Die maximalen Schadstofffrachten der Inputströme werden durch die Auswahl<br />
der eingesetzten Brennstoffe festgelegt. Aus eigenem Interesse bestehen<br />
Beschränkungen für Chlor, Chrom und Antimon.<br />
In den österreichischen Zementanlagen wurde der Ersatzbrennstoffanteil von<br />
122.366 Mio. t im Jahre 1998 [Grech 2000] auf ca. 158.500 Mio. t Abfälle im Jahre<br />
1999 gesteigert [Hackl 2001]. Dies entspricht rund 3,7 PJ im Jahre 1999. Auf den<br />
Energieinput bezogen wurden rund 37 % des Energiebedarfs durch Abfälle<br />
substituiert. Aufgrund hoher Energiekosten wird von den Anlagenbetreibern ein<br />
hoher Substitutionsgrad angestrebt. In Österreich wird in 10 Zementwerken Klinker<br />
produziert (siehe Tabelle 6-15). In all diesen Anlagen werden Abfälle zur Substitution<br />
von Primärenergieträgern eingesetzt. [Hackl 2001, Grech 2000]<br />
- 6-17 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabelle 6-14: Eingesetzte Ersatzbrennstoffe in der österreichischen Zementindustrie 1999<br />
[Hackl 2001]<br />
Ersatzbrennstoff Menge 1999<br />
[t/a]<br />
Altöl 26.607<br />
Lösemittel 7.530<br />
Altreifen 26.949<br />
Petrolkoks 24.021<br />
Kunststoffabfälle 25.128<br />
Papierfaserreststoff 37.927<br />
Sonstige 10.339<br />
Summe 158.501<br />
Tabelle 6-15: Zementwerke in Österreich<br />
[UBA Datenbank]<br />
Name der Anlage Standort der Anlage Mitverbrennungskapazität<br />
[t/a]<br />
Zementwerk Gmunden (1) Gmunden 28.600<br />
Kirchdorfer Zementwerk – Zementofen II Kirchdorf an der Krems 22.000<br />
Zementwerk Gmunden (2) Gmunden 25.000<br />
Zementwerk Leube GmbH Grödig 19.800<br />
Zementwerk Peggau Peggau 10.000<br />
Zementwerk Schretter & CIE Vils 5.400<br />
Zementwerk Wietersdorf Klein Sankt Paul 19.500<br />
Zementwerk Lafarge Perlmooser Mannersdorf 10.000<br />
Zementwerk Lafarge Perlmooser Retznei 16.000<br />
Zementwerk Wopfinger<br />
Baustoffindustrie GmbH<br />
Waldegg 23.200<br />
Summe 179.500<br />
6.4.3 Kraftwerke<br />
Die Kraftwerksstruktur in Österreich unterscheidet sich deutlich von der in Deutschland.<br />
Ein großer Teil der Energie wird über Wasserkraftwerke bereitgestellt. Daneben<br />
gibt es einige wenige weitere Kraftwerke zur Stromerzeugung und eine Reihe von<br />
Wärmekraftwerken, welche im Wesentlichen im Winter in Betrieb sind. Wasserkraft-<br />
- 6-18 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
werke steuern rund 70 % des bereitgestellten Stromes bei. 1997 wurden insgesamt<br />
122 PJ Primärenergie, davon 108 PJ für die Stromerzeugung und 14 PJ für die<br />
Wärmeerzeugung, eingesetzt. Der Anteil an erneuerbaren Energieträgern liegt bei<br />
ca. 26 %, wovon 14 % auf Wasserkraft und 12 % auf „Sonstige Energieträger“, wie<br />
Biomasse oder Abfälle, fallen. [EVA 1999]<br />
- 6-19 -<br />
Tabelle 6-16: „Sonstige Energieträger“ in Österreich<br />
[EVA 1999]<br />
Art Anteil<br />
Brennholz 55%<br />
Ablauge 15%<br />
Feste biogene Energieträger<br />
(Rinde, Waldhackgut, Sägenebenprodukte,<br />
Stroh, Strohbriketts)<br />
15%<br />
Abfall 8%<br />
Wärmepumpen 4%<br />
Sonstige<br />
(Klär-, Deponie-, Biogas,<br />
RME, Solarkollektoren, Wind, Photovoltaik,<br />
Geothermie)<br />
3%<br />
Gesamtenergiemenge 14,7 PJ<br />
In zwei Kraftwerken der VERBUND Austrian Thermal Power AG (Voitsberg und<br />
St. Andrä) werden in größerem Umfang Abfälle mitverbrannt. Hierbei handelt es sich<br />
beispielsweise um Futtermittel (Tiermehl), Melasse, Sägemehl, Papier, Pappe, aber<br />
auch Kunststoffe, Lacke und ölverunreinigte Betriebsmittel. In drei weiteren Kraftwerken<br />
(STEWEAG – Energie Steiermark und Energie AG Oberösterreich) kommt<br />
Futtermittel (Tiermehl) zum Einsatz. Bezüglich der Mitverbrennungskapazitäten für<br />
Tiermehl wurde im September 2001 eine Studie des Umweltbundesamtes in Wien<br />
veröffentlicht [Grech 2001a].<br />
6.4.4 Stahlwerke<br />
Obgleich ein prinzipielles Interesse am Einsatz von Kunststoffverpackungen in Stahlwerken<br />
besteht, ist die Mitverbrennung in österreichischen Stahlwerken aufgrund von
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Akzeptanzproblemen, trotz Genehmigungen nicht über den Probebetrieb hinausgekommen.<br />
Weitere Bestrebungen, Abfälle oder Abfallderivate als sekundäre Brennstoffe<br />
einzusetzen, bestehen für die nahe Zukunft nicht. [Grech 2000]<br />
6.4.5 Ziegeleien<br />
In Österreich existieren 38 Ziegeleien, welche zu 24 Unternehmen gehören. Auch<br />
hier werden Abfälle nur zur Porosierung und nicht zum Brennerbetrieb eingesetzt,<br />
allerdings ist die absolute Menge nicht erfasst. Der größte Anteil mit über 50 %<br />
(geschätzt) wird durch Sägemehl und Sägespäne abgedeckt. An zweiter Stelle liegt<br />
Polystyrol, welches vorwiegend aus Recycling-Material besteht. Fangstoffe der<br />
Papierindustrie haben einen Anteil von unter 10 %. Weitere Einsatzstoffe wie Biertreber<br />
oder Kaffeesud wären denkbar, jedoch fallen sie nicht in ausreichender Menge<br />
in gesicherter und gleichbleibender Qualität an, so dass auf deren Einsatz verzichtet<br />
wird. Potenziell stärker belastete Porosierungsmittel, wie zum Beispiel Klärschlamm,<br />
werden aus Image-Gründen nicht eingesetzt. [Auskunft Koch, www.ziegel.at 2001]<br />
Tabelle 6-17: Eingesetzte Porosierungsmittel in österreichischen Ziegeleien<br />
Eingesetzte<br />
Porosierungsmittel<br />
[Auskunft Koch www.ziegel.at 2001]<br />
Anteil an<br />
Porosierungsmitteln<br />
Sägespäne & -mehl > 50 %<br />
Recycling-Polystyrol<br />
Papierfaserstoffe < 10 %<br />
Summe nicht erfasst<br />
6.4.6 Zellstoff- und Papierindustrie<br />
Die größten Mitverbrennungskapazitäten in österreichischen Industrieanlagen sind in<br />
der Zellstoff- und Papierindustrie zu finden. Sie belaufen sich auf über 500.000 t/a.<br />
Im Jahre 1998 wurden sechs Wirbelschichtfeuerungskessel und ein Laugenverbrennungskessel<br />
betrieben.<br />
- 6-20 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 6-21 -<br />
Tabelle 6-18: Mitverbrennung in der österreichischen Zellstoff- und Papierindustrie<br />
[Grech 2000]<br />
Name der Anlage Standort der Anlage Mitverbrennungskapazität<br />
[t/a]<br />
Wirbelschichtfeuerung Hamburger AG Pitten k.A.<br />
Wirbelschichtfeuerung EEVG Laakirchen 280.000<br />
Wirbelschichtfeuerung RVL<br />
(Reststoffverwertung Lenzing)<br />
Lenzing 150.000<br />
Wirbelschichtanlage Norske Skog Bruck an der Mur 76.000<br />
Wirbelschichtfeuerung Patria AG –- Frantschach-<br />
10.000<br />
Frantschach<br />
Sankt Gertraud<br />
Sappi Austria AG Gratkorn k.A.<br />
Papierfabrik Kematen Kematen k.A.<br />
Summe >500.000<br />
Eine Ausnahme in den Wirbelschichtfeuerungsanlagen der Papier- und Zellstoffindustrie<br />
bildet die Reststoffverwertung Lenzing (RVL). In dieser Anlage werden<br />
neben den Produktionsabfällen auch große Mengen anderer Abfallfraktionen verbrannt.<br />
Hierbei handelt es sich um<br />
• sortierte und mechanisch aufbereitete Verpackungsabfälle,<br />
• Reststoffe aus der Sortierung und mechanischen Aufbereitung von Abfällen<br />
(verschmutztes Papier, Kunststoffe etc.),<br />
• aufbereitetes Altholz (mit Anhaftungen und Verunreinigungen),<br />
• Fangstoffe aus der Altpapieraufbereitung,<br />
• Klärschlamm aus kommunalen Abwasserreinigungsanlagen sowie<br />
• Rechengut aus kommunalen Abwasserreinigungsanlagen.<br />
[Grech BE-119]<br />
Nach [Grech 2000] bestehen noch Einsatzkapazitäten für ca. 200.000 Mg/a an<br />
Abfällen in der Papierindustrie.
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Tabelle 6-19: Brennstoffverbrauch der österreichischen Zellstoff- und Papierindustrie, 1998<br />
[Grech 2000]<br />
Energieträger Anteil<br />
Kohle 7,4%<br />
Heizöl 5,4%<br />
Rinde 4,9%<br />
Ablauge 33,8%<br />
Erdgas 47,1%<br />
Klärschlamm 1,4%<br />
Gesamtverbrauch 63.565 TJ<br />
Tabelle 6-19 und Tabelle 6-20 geben eine Übersicht über die in der Papierindustrie<br />
eingesetzten Brennstoffe. Die Ablauge stellt mit einem Anteil von ca. 34 % vom<br />
Gesamtbrennstoffeinsatz den wichtigsten Ersatzbrennstoff dar. Der Einsatz von<br />
Kohle und Erdgas geht kontinuierlich zurück.<br />
Tabelle 6-20: 1998 in der österreichischen Papier- und Zellstoffindustrie eingesetzte Abfälle<br />
[Grech 2000]<br />
Eingesetzte Abfälle Menge absolut<br />
[t/a]<br />
Menge TS<br />
[t TS/a]<br />
Rinden 438.000 200.000<br />
Papierfaserschlämme 199.200 103.000<br />
Klärschlämme 206.000 70.000<br />
Altholz 30.000 24.000<br />
Ablauge 2.676.000<br />
Summe 397.000<br />
Die bei der Papieraufbereitung anfallenden Spuckstoffe werden aufgrund eines aufwändigen<br />
Genehmigungsverfahrens zur Mitverbrennung weiterhin deponiert. Hier<br />
werden sich jedoch bedingt durch die in der Deponieverordnung gestellten Anforderungen<br />
an den TOC (kleiner als 5 Masse-%) in naher Zukunft Änderungen ergeben.<br />
[Grech 1999]<br />
- 6-22 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
6.4.7 Holzverarbeitende Industrie<br />
In der österreichischen holzverarbeitenden Industrie fallen jährlich rund 830.000 t<br />
Holzabfälle an. Davon werden 441.600 t pro Jahr innerbetrieblich energetisch verwertet.<br />
340.300 t/a werden außerbetrieblich verwertet, davon wiederum 136.170 t/a<br />
energetisch. [Grech 2000]<br />
6.4.8 Sonstige Mitverbrennungsanlagen<br />
Eine mengenmäßig untergeordnete Rolle spielen die Anlagen der chemischen<br />
Industrie und der Nicht-Eisen-Metallurgie. So werden in der Nickelröstanlage der<br />
„Treibacher Industrie“ jährlich 6.000 t Altöl und Lösemittel sowie 5.000 t gefährliche<br />
Abfälle mitverbrannt.<br />
In weiteren Anlagen war die Mitverbrennung von Abfällen geplant, wurde aber nicht<br />
durchgeführt. Dies ist sowohl auf genehmigungsrechtliche Gründe, als auch auf<br />
Akzeptanzprobleme zurückzuführen.<br />
6.4.9 Zusammenfassung<br />
Der Stand der Mitverbrennung ist in Österreich vergleichsweise gut dokumentiert.<br />
Die wesentlichen Mitverbrennungsanlagen sind in der papier- und zellstoffverarbeitenden<br />
Industrie und in der Zementindustrie zu finden. In anderen Anlagen wird aus<br />
Akzeptanzgründen noch Zurückhaltung geübt.<br />
Tabelle 6-21 fasst noch einmal den Ersatzbrennstoffeinsatz in den wichtigsten<br />
Industriebranchen im Jahre 1998 zusammen.<br />
- 6-23 -<br />
Tabelle 6-21: Ersatzbrennstoffeinsatz in der österreichischen Industrie, Stand 1998<br />
[Grech 2000]<br />
Branche Menge 1998 [t/a] Anteil [%]<br />
Zellstoff- und Papierindustrie 905.537 50,0<br />
Holzverarbeitende Industrie 650.000 35,9<br />
Zementindustrie 122.366 6,8<br />
Sägeindustrie 100.000 5,5<br />
Sonstige 32.633 1,8
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Summe 1.810.536 100,0<br />
6.5 Zusammenfassung des Standes der Mitverbrennung im<br />
Betrachtungsraum<br />
Die Mitverbrennung von Abfällen nimmt in den betrachteten vier Ländern – Deutschland,<br />
Italien, den Niederlanden und Österreich – sehr unterschiedliche Ausmaße an.<br />
In Deutschland besteht ein großes Interesse von Seiten der Abfallerzeuger bzw. –<br />
aufbereiter, die Mitverbrennung stärker zu fördern. Dies spiegelt sich nicht zuletzt in<br />
der Einführung des RAL Gütesiegels wieder. Auch in der Industrie werden bestimmte<br />
Ersatzbrennstoffe bereitwillig eingesetzt. So werden nur in Deutschland Sekundärbrennstoffe<br />
in Hochöfen verwendet.<br />
In den Niederlanden ist die Mitverbrennung von Abfällen durch das „Energy from<br />
Waste and Biomass – EWAB“-Programm geprägt. Hierdurch gibt es eine klare Zielvorgabe:<br />
Möglichst alle heizwertreichen Abfälle sollen energetisch genutzt werden.<br />
Allerdings sind die „klassischen“ Mitverbrennungsindustrien, wie zum Beispiel<br />
Zementwerke, in den Niederlanden nur schwach vertreten.<br />
In Österreich herrscht in einigen Branchen aus Akzeptangründen große Zurückhaltung<br />
beim Einsatz von Ersatzbrennstoffen aus Abfällen. In den energieintensiven<br />
Anlagen der Zement und Papier-Industrie werden Abfälle und Rückstände jedoch<br />
bereitwillig eingesetzt.<br />
Der Stand der Mitverbrennung in Italien lässt sich zur Zeit nur schwer beschreiben. In<br />
der Zementindustrie ist der Einsatz von Ersatzbrennstoffen auf einen Anteil von ca.<br />
1,5 % zurückgegangen, technisch machbar wäre eine Quote von ca. 20 %. Nur<br />
wenige Kraftwerke ziehen den Gebrauch von Ersatzbrennstoffen überhaupt in<br />
Erwägung. Über andere Branchen liegen kaum Informationen vor. Dies wird vor<br />
allem mit einer relativ unsicheren rechtlichen Situation – bedingt durch neue Gesetze<br />
und wechselnde Regierungsmehrheiten – begründet.<br />
Da ein direkter Vergleich der meisten Mitverbrennungsanlagen schwierig ist, wird in<br />
Tabelle 6-22 stellvertretend die Verwendung von Ersatzbrennstoffen in der Zementindustrie<br />
zusammengefasst. In dieser Tabelle ist jedoch zu berücksichtigen, dass in<br />
- 6-24 -
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Deutschland und Italien Petrolkoks nicht bei den Ersatzbrennstoffen berücksichtigt<br />
wurde.<br />
- 6-25 -<br />
Tabelle 6-22: Zusammenfassung der Mitverbrennung in der Zementindustrie<br />
Deutschland Italien Niederlande Österreich<br />
Anzahl Zementwerke 72 61 1 10<br />
Anzahl Zementwerke, die<br />
Ersatzbrennstoffe einsetzen<br />
31 5 1 10<br />
Ersatzbrennstoffanteil 23% 1,50% 70%* 37%*<br />
* incl. Petrolkoks<br />
In allen betrachteten Ländern bestehen noch beträchtliche bisher ungenutzte Potenziale<br />
– sowohl an Ersatzbrennstoffen, als auch an Mitverbrennungsanlagen. So<br />
werden Substitutionsraten von 50 bis 80 % in der Zementindustrie als technisch<br />
möglich angesehen. In Kraftwerken wäre ein Substitutionsgrad von 5 bis maximal<br />
10 % ohne negative Auswirkungen auf den Verbrennungsprozess denkbar. Auch der<br />
Einsatz in Hochöfen wurde in Deutschland in den letzten Jahren deutlich gesteigert.<br />
Bezüglich der heizwertreichen Fraktionen aus mechanisch-biologischen Anlagen ist<br />
eine deutliche Steigerung des Potenzials aufgrund der Änderungen der jeweiligen<br />
Deponieverordnungen und dem damit verbundenen Ablagerungsverbot bestimmter<br />
Abfälle zu erwarten. Aus demselben Grunde wird der Verwertungsdruck hin zu<br />
thermischen Anlagen für Spuckstoffe aus der Papierindustrie steigen.<br />
Zur Zeit noch nicht abschließend geklärt sind die zukünftigen Verwertungs- und Entsorgungswege<br />
für Tiermehl und Klärschlamm. Auch sie könnten in Mitverbrennungsanlagen<br />
zum Einsatz kommen.<br />
Welche Auswirkungen auf die Produkte und Reststoffe der Mitverbrennungsanlage<br />
durch den verstärkten Einsatz von Ersatzbrennstoffen aus Abfällen zu erwarten sind,<br />
und welche Auswirkungen sich daraus für die Umwelt ergeben, wird im folgenden<br />
Teil der Arbeit diskutiert.
Kapitel 6<br />
Mögliche Mitverbrennungsanlagen im Betrachtungsraum<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 6-26 -
Kapitel 7<br />
Theorie der Stoffflussanalyse<br />
_________________________________________________________________________________<br />
7 Theorie der Stoffflussanalyse<br />
Zur Beschreibung der Umweltauswirkungen von Produkten und Prozessen wurden<br />
verschiedene Methodiken entwickelt, welche als Hilfsmittel zur Bewertung herangezogen<br />
werden können. Abhängig vom Betrachtungsraum zählen hierzu beispielsweise<br />
die Methode der Stoffflussanalyse, der „Ökologische Fußabdruck“ oder die<br />
„Ökobilanz“, im englischen auch als auch „Life Cycle Assessment – LCA“ bezeichnet.<br />
Ist die Berechnung von Schadstofffrachten noch weitgehend akzeptiert, so stößt<br />
die abschließende Bewertung häufig auf Kritik. Hauptvorwurf ist, dass hierbei „Äpfel<br />
mit Birnen“ verglichen werden.<br />
7.1 Stoffflussanalyse<br />
Die Stoffflussanalyse basiert auf der Tatsache, dass ein exakt definiertes System auf<br />
elementarer Ebene quellen- und senkenfrei ist: Die Summe des Inputs ist gleich der<br />
Summe des Outputs (Massenerhaltung). Zur Beschreibung eines solchen Systemes<br />
sind zunächst einige Definitionen von Nöten.<br />
Definitionen:<br />
• Systemgrenze: Bei der Systemgrenze muss zwischen räumlicher und<br />
zeitlicher Systemgrenze unterschieden werden. Sie wird jeweils zweckmäßig<br />
gewählt. Im Falle des Verbrennungsprozesses wäre die räumliche Systemgrenze<br />
zum Beispiel die Anlagengrenze, der zeitliche Rahmen ein Jahr.<br />
- 7-1 -<br />
• System: Ein System besteht aus den für die Fragestellung exakt definierten<br />
Prozessen und Güterflüssen.<br />
• Stoffe: Als Stoffe werden die kleinsten Einheiten – Elemente oder chemische<br />
Verbindungen (Moleküle) – verstanden.<br />
• Güter: Güter sind handelbare Substanzen, die aus Stoffen bestehen und<br />
einen positiven oder negativen Marktwert besitzen.<br />
• Prozesse: Umwandlung von Stoffen oder Gütern<br />
• Lager: Als Lager wird die Masse an Gütern oder Stoffen verstanden, welche<br />
sich über einen längeren Zeitraum in einem System oder Prozess befindet.<br />
• Input: Dem Prozess zugeführte Stoffe und Güter.<br />
• Output: Den Prozess verlassende Stoffe und Güter.<br />
• Import: Dem System zugeführte Stoffe und Güter.
Kapitel 7<br />
Theorie der Stoffflussanalyse<br />
_________________________________________________________________________________<br />
• Export: Das System verlassende Stoffe und Güter.<br />
System<br />
Input<br />
Input Prozess Output<br />
Import Export<br />
Systemgrenze<br />
Abbildung 7-1: Beispiel für ein einfaches System<br />
7.2 Petri-Netze<br />
Petri-Netze sind ein in der Informatik weit verbreiteter Formalismus zur Modellierung<br />
und Untersuchung paralleler Systeme. In der Stoffflussanalyse stellen sie ein<br />
adäquates Hilfsmittel zur Modellierung komplexer Systeme dar.<br />
Komplexe Systeme lassen sich häufig als parallel arbeitende und miteinander<br />
kommunizierende Prozesse strukturieren. In Petri-Netzen werden diese Systeme<br />
durch „Stellen“ (places) und „Transitionen“, welche über „Verbindungen“ miteinander<br />
verknüpft werden, dargestellt. Mit ihnen wird ein vereinfachtes Bild der Realität – in<br />
diesem Falle eines betrieblichen Prozesses – versucht, nachzuempfinden. Mit jeder<br />
dieser drei Funktionen sind gewisse Eigenschaften verbunden.<br />
Transitionen und Stellen unterscheiden sich dadurch, dass an Transitionen eine Umwandlung<br />
oder ein Prozess stattfindet, an Stellen jedoch nicht. Stellen beschreiben<br />
zum Beispiel Lager für Produkte. Sämtliche In- und Output-Ströme von Produkten,<br />
Hilfsmitteln oder Abfällen werden über Verbindungen den Transitionen zu- bzw. aus<br />
den Transitionen abgeführt. Hierbei sind einige Regeln zu beachten:<br />
• Es können nur Stellen mit Transitionen und umgekehrt Transitionen mit<br />
Stellen verbunden werden. Verbindungen zwischen zwei Stellen oder<br />
zwischen zwei Transitionen sind unzulässig.<br />
- 7-2 -
Kapitel 7<br />
Theorie der Stoffflussanalyse<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 7-3 -<br />
• Verschiedene Materialien können sinnvoll zu Stellen zusammengefasst<br />
werden.<br />
• Verschiedene Prozesse können sinnvoll zu Transitionen zusammengefasst<br />
werden.<br />
• Energien werden wie Materialien behandelt und in Stellen „gelagert“.<br />
• Die Bildung von Subsystemen ist erlaubt. Ein Subsystem kann sowohl eine<br />
Stelle, als auch eine Transition darstellen. Hierbei müssen jeweils sämtliche<br />
Verknüpfungspunkte zum hierarchisch höheren System eine Stelle bzw. eine<br />
Transition darstellen.<br />
Grafisch werden Transitionen durch Vierecke, Stellen durch Kreise und<br />
Verbindungen durch Pfeile dargestellt.<br />
P1:Rohstof f e<br />
T1:Herstellungsprozess<br />
P2:Energie<br />
P4:Abfälle und Emissionen<br />
Abbildung 7-2: Beispiel für ein einfaches Petri-Netz<br />
P3:Produkt<br />
Der Detaillierungsgrad ist abhängig von den Anforderungen, welche an das<br />
modellierte System gestellt werden.<br />
7.2.1 Transferfaktoren<br />
Voraussetzung zur Berechnung von Stoffströmen ist das Wissen über die Vorgänge<br />
in einem Prozess und die Zuordnung von Stoffen und Gütern zu den einzelnen<br />
Vorgängen. Die Zuordnung erfolgt mit Hilfe von sogenannten Transferfaktoren. Sie<br />
geben an, in welchem Anteil ein Eingangsstoff welchem Produkt in einer Transition
Kapitel 7<br />
Theorie der Stoffflussanalyse<br />
_________________________________________________________________________________<br />
zugeordnet werden muss. Transferfaktoren sind somit stoffspezifisch. Die Summe<br />
der Transferfaktoren für einen Stoff in einer Transition ist immer gleich eins bzw.<br />
gleich 100 %. Sie werden in der Regel über reale Bilanzierungen ermittelt.<br />
7.2.2 Modellbildung in Umberto ®<br />
Umberto ® ist ein datenbankbasiertes Programm, mit dem zum einen Petri-Netze<br />
erstellt und zum anderen komplette Stoffflussanalysen durchgeführt werden können.<br />
Ist ein Prozess modelliert, so können mit verhältnismäßig geringem Aufwand<br />
Eingangs- und Ausgangsparameter verändert werden. Hierbei kann auf eine umfangreiche<br />
Datenbank mit bereits modellierten Prozessen zurückgegriffen werden.<br />
Ein großer Vorteil gegenüber einer Berechnung mit Hilfe von Tabellenkalkulationsprogrammen<br />
wie zum Beispiel Excel liegt in der grafischen Benutzeroberfläche.<br />
Prozessdaten werden den Transitionen im Petri-Netz direkt zugeordnet und können<br />
auch beliebig abgefragt werden.<br />
Die Datenausgabe erfolgt wahlweise in Form von Tabellenblättern oder grafisch als<br />
Sankey-Diagramm. Sankey-Diagramme stellen Flüsse als unterschiedlich dicke<br />
Pfeile dar, deren Breite im Verhältnis zu den jeweils betrachteten Flüssen steht. Mit<br />
diesen kann der Fluss einzelner Stoffe von der Materialaufgabe bis ins Produkt bzw.<br />
den Reststoff sehr gut veranschaulicht werden.<br />
Butter<br />
Eier<br />
Mehl<br />
Salz<br />
Zucker<br />
Kuchen<br />
Krümel<br />
Wasserdampf<br />
P1:Rohstoffe<br />
T1:Herstellungsprozess<br />
P2:Energie<br />
P4:Abfälle und Emissionen<br />
Abbildung 7-3: Beispiel für ein einfaches Sankey-Diagramm<br />
P3:Produkt<br />
- 7-4 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
8 Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
Bei der Betrachtung der Auswirkungen der Mitverbrennung von Abfällen wird sich in<br />
der Regel ausschließlich auf die Emissionen der Verbrennungsanlagen konzentriert.<br />
Eine bisher häufig vernachlässigte Fragestellung ist die nach dem Zusammenhang<br />
zwischen den Schadstofffrachten in den Brennstoffen und den Schadstofffrachten in<br />
den Produkten oder Reststoffen.<br />
In diesem Kapitel werden unter Zuhilfenahme der Stoffflussanalyse am Beispiel von<br />
drei verschiedenen realen Anlagen, die Abfälle mitverbrennen, auf der Grundlage<br />
von drei unterschiedlichen Abfällen, jeweils Berechnungen der Schadstoffbelastungen<br />
in den Produkten und Reststoffen durchgeführt. Hierzu werden zunächst<br />
die Ziele der Untersuchung beschrieben und die Systemgrenzen definiert. Anschließend<br />
werden wichtige Parameter diskutiert. Die Modellierung der Prozesse<br />
erfolgt mit Umberto ® anhand von realen Daten. In einem ersten Schritt der Auswertung<br />
werden die gewonnenen Daten gegenübergestellt und einer vergleichenden<br />
Betrachtung unterzogen.<br />
8.1 Ziele der Untersuchung<br />
Ziel der Untersuchung ist, das Stoffstromverhalten ausgewählter realer Stoffe im Mitverbrennungsprozess<br />
zu beschreiben. Es soll an Hand von konkreten Beispielen<br />
gezeigt werden, wie sich Schadstoffkonzentrationen in Ersatzbrennstoffen auf die<br />
Qualität der Produkte und Reststoffe der betrachteten Prozesse in Bezug auf die<br />
Schadstoffbelastung auswirken. Hieraus ergibt sich gegebenenfalls die uneingeschränkte<br />
oder eingeschränkte Eignung des Ersatzbrennstoffes zur Mitverbrennung<br />
im Hinblick auf die Umwelt- und Produktverträglichkeit. In Kapitel 9.3 werden Ansätze<br />
zur Bewertung dieser Belastung in Bezug auf die Schadstofffreisetzbarkeit<br />
dargestellt.<br />
Es soll keine ökobilanzielle Betrachtung durchgeführt werden, somit erfolgt auch<br />
keine Betrachtung von Vorketten und deren Emissionen. Ebenso findet kein Vergleich<br />
mit den Emissionen beispielsweise aus einer MVA statt. Auch sollen an dieser<br />
Stelle keine weiteren verfahrenstechnischen Auswirkungen der Mitverbrennung<br />
betrachtet werden.<br />
- 8-1 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
8.2 Systemgrenzen<br />
Da einzig und allein die Schadstoffverlagerung in die Produkte bzw. Reststoffe im<br />
Verbrennungsprozess betrachtet werden soll, wird die Anlagengrenze als räumliche<br />
Systemgrenze gewählt.<br />
Für die zeitliche Systemgrenze müssen Pufferkapazitäten berücksichtigt werden. Ein<br />
Gleichgewichtszustand stellt sich erst ein, wenn das System lange genug unter den<br />
gleichen Bedingungen produziert hat und sämtliche Puffer aufgefüllt sind. Erst nach<br />
erreichen dieses quasistationären Zustandes gilt für die In- und Outputströme zu<br />
jedem Zeitpunkt die Masseerhaltung, dass heißt, der Inputstrom ist gleich dem<br />
Outputstrom. Somit muss die zeitliche Systemgrenze weit genug gefasst werden.<br />
Üblich ist die Festsetzung auf ein Jahr.<br />
8.2.1 Auswahl der betrachteten Prozesse<br />
Im Rahmen dieser Arbeit werden anhand von realen Anlagen verschiedene<br />
Prozesse modelliert, in welchen Abfälle zur Mitverbrennung eingesetzt werden bzw.<br />
werden können. Hierbei handelt es sich um<br />
• ein Braunkohlekraftwerk,<br />
• ein Steinkohlekraftwerk und<br />
• ein Zementwerk.<br />
Diese drei Anlagentypen stellen das wesentliche Potenzial für die Mitverbrennung<br />
von Abfällen dar. Ein weiterer Grund für die Auswahl gerader dieser Anlagen ist die<br />
verhältnismäßig gute Datenlage bezüglich der in diesen Anlagen ablaufenden<br />
Prozesse. Hierzu werden später jedoch deutliche Einschränkungen gemacht werden<br />
müssen.<br />
Ziegeleien wurden von der Betrachtung ausgespart, da hier nur eine sehr begrenzte<br />
Auswahl an Ersatzbrennstoffen eingesetzt werden, die zudem auch nur als Porosierungsmittel<br />
fungieren.<br />
- 8-2 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Beim Einsatz von Ersatzbrennstoffen in Papierfabriken handelt es sich de facto um<br />
einen Einsatz in einem Heizkraftwerk, was ebenso für den Einsatz in der<br />
holzverarbeitenden Industrie gilt.<br />
Auf die Modellbildung für ein Stahlwerk wurde verzichtet, da bei Einsatz der Abfallstoffe<br />
die stofflichen Eigenschaften und die Nutzung als Reduktionsmittel im<br />
Vordergrund stehen.<br />
8.2.2 Auswahl der betrachteten Güter<br />
Um die Auswirkungen der Mitverbrennung dieser Ersatzbrennstoffe zu verdeutlichen,<br />
werden verschiedene Beispielrechnungen durchgeführt. Dies erfolgt einerseits mit<br />
den in diesen Anlagen tatsächlich verwendeten Regelbrennstoffen und andererseits<br />
mit einem Brennstoffmix, in welchem ein Teil der Regelbrennstoffe durch Ersatzbrennstoffe<br />
substituiert wird. Bei den zu diesem Zwecke ausgewählten Ersatzbrennstoffen<br />
handelt es sich um<br />
- 8-3 -<br />
• Altholz (Bau- und Abbruchholz),<br />
• Autoshredderleichtfraktion sowie<br />
• Papier-Pellets (Rofire).<br />
Spuckstoffe aus der Papierherstellung werden trotz eines hohen Heizwertes zur Zeit<br />
noch zu einem großen Teil deponiert. Hier besteht in Bezug auf rechtliche<br />
Änderungen in den kommenden Jahren Handlungsbedarf. Die Verwendung von<br />
Spuckstoff-Pellets, wie sie zum Beispiel von Rofire vermarktet werden, stellen somit<br />
eine Alternative zur Deponierung dar.<br />
Bei Bau- und Abbruchholz handelt es sich um einen heizwertreichen Massenabfall<br />
mit kritischer Schadstoffbelastung. Das Mengenpotenzial liegt alleine in Deutschland<br />
zwischen 2,4 und 5,9 Mio. t pro Jahr.<br />
Die Autoshredderleichfraktion stellt einen Abfall mit in Zukunft steigendem Mengenpotenzial<br />
dar. Auch hier ist die hohe Schadstoffbelastung charakteristisch.<br />
Ausschlaggebend für die Auswahl dieser Abfälle ist wie bereits angedeutet das<br />
große Mengenpotenzial. Zudem besitzen alle ausgesuchten Brennstoffe gute Brenn-
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
stoffeigenschaften wie zum Beispiel einen hohen Heizwert, sind leicht zu dosieren<br />
und gut zu lagern und eignen sich somit tendenziell als Ersatzbrennstoffe in Mitverbrennungsanlagen.<br />
Weiterhin besitzen sie unterschiedliche Schadstoffgehalte und<br />
stellen somit einen guten Querschnitt dar.<br />
Nicht berücksichtigt werden Ersatzbrennstoffe wie etwa Tiermehl, heizwertreiche<br />
Fraktionen aus mechanisch-biologischen Anlagen, Herhof Trockenstabilat ® oder<br />
Klärschlamm.<br />
Bei der Auswahl der betrachteten Outputgüter handelt es sich um<br />
• Flugasche,<br />
• Schlacke,<br />
• REA-Gips und<br />
• Zementklinker.<br />
Dies sind die wesentlichen Outputströme der modellierten Prozesse.<br />
8.2.3 Auswahl der betrachteten Stoffe<br />
Bei den betrachteten Stoffen handelt es sich um<br />
sowie<br />
• Chlor<br />
• Fluor und<br />
• Schwefel<br />
• Arsen,<br />
• Blei,<br />
• Cadmium,<br />
• Kupfer,<br />
• Nickel,<br />
• Quecksilber und<br />
• Zink.<br />
- 8-4 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Je nach Problemstellung werden einzelne dieser Stoffe – abhängig von ihrer<br />
Relevanz – näher betrachtet. Tabelle 8-1 fasst die Eingangsparameter der<br />
verwendeten Güter zusammen. Die Schadstoffkonzentrationen für Shredderleichtfraktionen<br />
und Bau- und Abbruchholz schwanken beträchtlich, so dass in diesem<br />
Falle nur von einem Beispielwert ausgegangen werden kann.<br />
- 8-5 -<br />
Tabelle 8-1: Schadstoffbelastungen der ausgewählten Abfälle zur Mitverbrennung<br />
Eigenschaft Einheit SLF Bau- & Rofire-<br />
Abbruch- Pellets<br />
holz<br />
Hu MJ/kg 18,3 17 25<br />
Stickstoff % 2,0 2,93 0,14<br />
Schwefel ges. % 0,32 0,17 0,10<br />
Chlor gesamt % 0,56 0,118 0,67<br />
Arsen mg/kg 10,6 4
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
welchem die Regelbrennstoffe eingesetzt werden und dem Reststoff- bzw. Produktoutput.<br />
Alle benötigten Prozesse sind in Subnetzen modelliert.<br />
Ersatzbrennstoffaufgabe<br />
Mitverbrennungsprozess<br />
Vergleichsprozess<br />
Produkte/Reststoffe<br />
P3<br />
P20<br />
P4<br />
T10:Mitv. BrkKW P3 T11:M itv. St kKW<br />
P28<br />
T19:BrkKW Äq<br />
P3<br />
P4<br />
T24 P30<br />
P2<br />
P35<br />
P34<br />
T26: Filterstaub<br />
P36<br />
P43 P44<br />
T18<br />
P33<br />
P1<br />
P2<br />
P4<br />
P29T23:StkKW<br />
Äq<br />
P3<br />
P4<br />
T25 P31<br />
P37 P38<br />
T29:R EA-Gips T31:Schlacke<br />
T27: Filt erstaub T30:REA-Gips<br />
P45<br />
P49 P50<br />
P51<br />
P39<br />
P46 P47<br />
P48<br />
P3<br />
P2<br />
P24<br />
P4<br />
T20:Zementw erk<br />
P26<br />
T22<br />
T16:Zementw erk Äq<br />
P3<br />
P4<br />
Braunkohlekraftwerk Steinkohlekraftwerk Zementwerk<br />
P16<br />
P40 P41<br />
T28:Zem ent Belastung<br />
Filterstaub REA-Gips Schlacke Filterstaub REA-Gips<br />
Zementklinker<br />
Abbildung 8-1: Obere Bearbeitungsebene des Petri-Netzes<br />
8.2.4 Getroffene Annahmen<br />
Bevor die oben beschriebenen Prozesse, Güter und Stoffe in die Berechnungen einfließen,<br />
werden an dieser Stelle fünf wichtige getroffene Annahmen zusammen<br />
gestellt:<br />
1. Die Methode der Stoffflussanalyse stellt die Wirklichkeit hinreichend genau<br />
dar.<br />
2. Die Verwendung von Transferfaktoren ist zulässig.<br />
3. Die Regelbrennstoffzusammensetzung im Vergleichsprozess bleibt konstant.<br />
4. Es wird immer nur ein Ersatzbrennstoff gleichzeitig eingesetzt.<br />
5. Verfahrenstechnische Probleme der Mitverbrennung und deren Auswirkungen<br />
auf die Produkte und Reststoffe bleiben ebenso unberücksichtig wie<br />
Wechselwirkungen zwischen Brennstoffen und Ersatzbrennstoffen.<br />
P42<br />
- 8-6 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
8.3 Stoffstromverhalten<br />
Das Verhalten der verschiedenen Stoffe fließt über Transferfaktoren in die Prozesse<br />
ein. Die verwendeten Transferfaktoren wurden über Angaben der Anlagenbetreiber<br />
im Rahmen eines früheren Projektes ermittelt. In einigen Punkten musste die<br />
Berechnung aufgrund fehlender Daten stark vereinfacht werden, jedoch konnte<br />
trotzdem eine gute erste Abschätzung der Schadstoffbelastungen erfolgen.<br />
Die deutlichsten Einschränkungen müssen bei der Betrachtung des REA-Gipses<br />
gemacht werden. Hier liegen keine gesicherten Transferfaktoren für den Entwässerungsprozess<br />
des Gipses vor. Aus diesem Grunde können keine Aussagen<br />
über die gut löslichen Bestandteile – im Wesentlichen Chloride und Sulfate (nicht<br />
Gips!) – gemacht werden. Auch liegen keine Informationen über die Effizienz und<br />
Wirkung der eingesetzten Komplexbildner vor. Hiervon betroffen ist hauptsächlich<br />
Quecksilber, jedoch werden auch andere Schwermetalle gebunden.<br />
8.4 Auswirkungen auf die Produkte und Reststoffe<br />
In den folgenden Unterkapiteln werden zunächst die errechneten Schadstoffkonzentrationen<br />
für die unterschiedlichen Zielmedien – Zement, Filterstaub, REA-Gips und<br />
Schlacke – tabellarisch aufgelistet. Die erste Datenspalte gibt jeweils die Schadstoffkonzentrationen<br />
an, welche ohne Einwirkungen von Ersatzbrennstoffen (EBS) in den<br />
Produkten anfallen, die zweite (SLF) gibt die Schadstoffkonzentrationen für den Fall<br />
der Mitverbrennung einer Autoshredderleichtfraktion, die dritte (Rofire) für die Mitverbrennung<br />
von Rofire-Papierpellets und die letzte (Altholz) für die Mitverbrennung von<br />
Bau- und Abbruchholz an.<br />
Im Anschluss erfolgt eine kurze Interpretation der errechneten Werte. Hierbei darf<br />
nicht außer Acht gelassen werden, dass es sich bei der Mitverbrennung von nur<br />
einer Sorte Ersatzbrennstoffen um einen sehr hypothetischen Fall handelt.<br />
8.4.1 Zementklinker<br />
Für die Mitverbrennung im Zementwerk wurde ein Ersatzbrennstoffanteil von 50 %,<br />
bezogen auf den erzeugten Zementklinker, angesetzt. Tabelle 8-2 zeigt die<br />
errechneten Ergebnisse. Ein Vergleich mit anderen Berechnungen (z.B. [Zeschmar-<br />
- 8-7 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Lahl 2001]) ergibt Schadstoffkonzentrationen in ähnlichen Größenordnungen.<br />
Besonders auffällig ist die deutliche Erhöhung der Schadstofffrachten, hervorgerufen<br />
durch den Einsatz der Shredderleichtfraktion.<br />
Tabelle 8-2: Berechnete Schadstoffkonzentrationen im Zementklinker<br />
Inhaltstoff Einheit Ohne EBS SLF Rofire Altholz<br />
Chlorgehalt mg/kg 134 1.180 606 205<br />
Arsengehalt mg/kg 13,0 14,9 12,7 13,2<br />
Bleigehalt mg/kg 16,2 554 20,3 105<br />
Cadmiumgehalt mg/kg 0,30 6,60 0,52 0,75<br />
Chromgehalt mg/kg 34,6 129 33,8 37,6<br />
Kupfergehalt mg/kg 17,9 1.070 33,5 180<br />
Nickelgehalt mg/kg 27,3 98,5 26,4 27,8<br />
Quecksilbergehalt mg/kg 0,12 0,08 0,09 0,19<br />
Zinkgehalt mg/kg 59,6 1.750 83,3 117<br />
Zur Visualisierung sind die Schadstoffkonzentrationen zusätzlich in einem Balkendiagramm<br />
(Abbildung 8-3) dargestellt. Um die großen Unterschiede auch für einzelne<br />
Schadstoffe noch erkennen zu können, musste auf eine logarithmische Darstellung<br />
zurüggegriffen werden. Sehr deutlich ist zu sehen, dass die Schadstoffbelastungen<br />
für Blei, Kupfer, Zink und Cadmium im Falle der Mitverbrennung der Shredderleichtfraktion<br />
um mehr als eine Größenordnung ansteigen.<br />
Im Falle der Mitverbrennung der Rofire-Pellets liegen die resultierenden Schadstoffbelastungen<br />
zum überwiegenden Teil auf dem selben Niveau wie bei einer Prozessführung<br />
ohne Ersatzbrennstoffe. Ausnahmen bilden Chlor, Cadmium und Kupfer: Die<br />
Chlorkonzentrationen steigen auf das Vierfache, die Cadmium- und Kupferkonzentrationen<br />
auf ca. das Zweifache der Referenzbelastung an.<br />
- 8-8 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Abbildung 8-2: Stoffflüsse der Mitverbrennung von Rofire-Pellets im Zementwerk als Sankey-<br />
Diagramm dargestellt<br />
Beim Einsatz von Altholz als Ersatzbrennstoff sind die Veränderungen wiederum<br />
deutlicher. Hier steigen die Kupferbelastung auf das Zehnfache, die Bleibelastung<br />
auf das Sechsfache und die Belastungen für Cadmium und Zink auf das Doppelte<br />
an.<br />
- 8-9 -<br />
Konzentration [mg/kg]<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0,1<br />
0,01<br />
Cl<br />
As<br />
Pb<br />
Cd<br />
Cr<br />
Cu<br />
Schadstoff<br />
Ni<br />
Hg<br />
Zn<br />
Ohne EBS<br />
SLF<br />
Rofire<br />
Altholz<br />
Abbildung 8-3: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung<br />
im Zementklinker
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Umwelttoleranzwerte<br />
Als Vorgriff auf die Bewertung der Mitverbrennung in Kapitel 9 soll an dieser Stelle<br />
auf die vom Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) in Bern herausgegebenen<br />
Umwelttoleranzwerte (vgl. Tabelle 8-3) verwiesen werden. Hierin werden<br />
maximal tolerierbare Schadstoffbelastungen für Zementklinker und Portlandzement<br />
definiert.<br />
Tabelle 8-3: Tolerierbare Schadstoffbelastungen (Umwelttoleranzwerte) für Klinker und Zement<br />
[BUWAL 1997]<br />
Element Klinker<br />
[mg/kg]<br />
Arsen As 40<br />
Portland<br />
Zement<br />
[mg/kg]<br />
Blei Pb 100<br />
Cadmium Cd 1,5<br />
Chrom Cr 150<br />
Kupfer Cu 100<br />
Nickel Ni 100<br />
Quecksilber Hg 0,5<br />
Zink Zn 350<br />
Chlor (anorg.) Cl 1000<br />
Ein Vergleich mit den Schadstoffbelastungen bei einer Mitverbrennung der Shredderleichtfraktion<br />
ergibt deutlich erhöhte Werte für Kupfer, Blei, Zink und Cadmium. Hier<br />
werden die Grenzwerte um das vier- bis zehnfache überschritten. Zusätzlich wird der<br />
Chlor-Grenzwert für Portlandzement überschritten. Bei einem Zementklinkergehalt<br />
von 95 % wie er in Tabelle 8-4 beschrieben ist, läge der Chlorgehalt bei mindestens<br />
1118 mg/kg. Im Falle der Mitverbrennung von Altholz liegen für Blei und Kupfer<br />
Überschreitungen der Grenzwerte um 5 bzw. 80 % vor.<br />
Bei den Umwelttoleranzwerten handelt es sich nach [BUWAL 1998] jedoch nicht um<br />
ein „fundiert hergeleitetes absolutes Qualitätskriterium für Zement bzw. Klinker an<br />
sich“. Sie sollen vielmehr lediglich der Vorsorge dienen, was sich auch im Richtwertcharakter<br />
der aufgestellten Grenzwerte widerspiegelt. In begründeten Ausnahmefällen<br />
sollen höhere Werte durchaus zulässig sein.<br />
- 8-10 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 8-11 -<br />
Tabelle 8-4: Bandbreiten von Klinkeranteilen in verschiedenen Zementen<br />
[BUWAL 1997]<br />
Art Bezeichnung Klinkeranteil [%]<br />
I Portlandzement 95–100<br />
II Portland-Hüttenzement 65–94<br />
III Hochofenzement 5–64<br />
IV Puzzolanzement 45–90<br />
V Kompositzement 20–40<br />
Schadstoffabreicherung<br />
Ein Vergleich der Eingangsbelastungen der Ersatzbrennstoffe mit den Ausgangsbelastungen<br />
des Zementklinkers zeigt, dass sich bei einzelnen Schwermetallen,<br />
abhängig vom Brennstoff, eine verminderte Schadstoffkonzentration im Produkt<br />
einstellt. So sinkt beispielsweise die Konzentration von Cadmium im Klinker bei Verwendung<br />
von Rofire-Pellets, welche einen Cadmiumgehalt von 3,12 mg/kg aufweisen,<br />
auf 0,52 mg/kg. Ähnliches gilt auch für die anderen untersuchten Ersatzbrennstoffe<br />
in Verbindung mit anderen Schwermetallen. Dies stellt eine Schadstoffabreicherung<br />
bzw. eine Schadstoffverdünnung dar und steht somit dem Ziel der<br />
Abfallwirtschaft entgegen, Schadstoffe in Senken zu konzentrieren. Allerdings stünde<br />
eine Schadstoffanreicherung im Produkt ebenso den Gedanken des Kreislaufwirtschaftsgesetzes,<br />
wie sie in Paragraph 5 Abs. 3 bzw. Abs. 5 Punkt 4 beschrieben<br />
werden, entgegen.<br />
8.4.2 Filterstaub<br />
Filterstaub fällt in großen Mengen in Kraftwerksprozessen an. Zur Zeit wird er unter<br />
andrem als Zuschlagstoff in der Zementindustrie verwendet. Um diesen Verwertungsweg<br />
auch weiterhin beschreiten zu können, darf sich die Schadstoffkonzentration<br />
in Folge einer Mitverbrennung von Abfällen nicht wesentlich ändern. In den<br />
anschließenden Berechnungen werden die Auswirkungen der Mitverbrennung auf<br />
den Filterstaub sowohl für ein Braunkohlekraftwerk, als auch ein Steinkohlekraftwerk<br />
ermittelt. Beide Kraftwerke sind mit einer Staubfeuerung ausgerüstet.
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
8.4.2.1 Steinkohlkraftwerk<br />
Tabelle 8-5 zeigt die Ergebnisse der durchgeführten Beispielrechnung zur Mitverbrennung<br />
im Steinkohlekraftwerk bei einem Ersatzbrennstoffanteil von 5 %. Die verglichenen<br />
Ersatzbrennstoffe unterscheiden sich sehr deutlich in ihren Auswirkungen<br />
auf die Flugasche.<br />
Tabelle 8-5: Berechnete Schadstoffkonzentrationen im Filterstaub eines Steinkohlekraftwerkes<br />
Inhaltstoff Einheit ohne EBS SLF Rofire Altholz<br />
Chlorgehalt mg/kg 2.000 11.000 2.590 2.150,<br />
Fluorgehalt mg/kg 269 304 285 292<br />
Schwefelgehalt mg/kg 36.500 78.500 36.400 37.100<br />
Arsengehalt mg/kg 64,1 47,0 63,5 69,1<br />
Bleigehalt mg/kg 530 3.400 577 1.490<br />
Cadmiumgehalt mg/kg 3,69 39,0 6,37 8,92<br />
Chromgehalt mg/kg 353 739 372 412<br />
Kupfergehalt mg/kg 299 6.090 470 2.000<br />
Nickelgehalt mg/kg 329 586 333 348<br />
Quecksilbergehalt mg/kg 3,45 1,86 3,50 5,37<br />
Zinkgehalt mg/kg 578 10.000 838 1.200<br />
Wie aus Abbildung 8-4 ersichtlich, führt die Mitverbrennung von Rofire-Pellets im<br />
Gegensatz zur Shredderleichtfraktion zu keinem signifikanten Anstieg der Schadstoffkonzentrationen.<br />
Die Stoffflüsse des Rofire-Verbrennungsprozesses sind<br />
zusätzlich in Abbildung 8-5 als Sankey-Diagramm dargestellt.<br />
Auch die durch das Altholz hervorgerufenen Änderungen der Schadstoffkonzentration<br />
bewegen sich im Großen und Ganzen in der selben Größenordnung, jedoch sind<br />
deutliche Steigerungen bei Blei, Cadmium, Kupfer, Quecksilber und Zink zu verzeichnen.<br />
Wie Abbildung 8-4 deutlich zeigt, führt die Mitverbrennung einer Shredderleichtfraktion<br />
zu einer erheblichen Erhöhung der Schadstoffkonzentrationen im Filterstaub:<br />
Die Kupfer- und Zinkkonzentrationen steigen auf das Zwanzigfache, der<br />
Cadmiumgehalt auf das Zehnfache der Vergleichsbelastung an.<br />
- 8-12 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 8-13 -<br />
Konzentration in mg/kg<br />
100.000,00<br />
10.000,00<br />
1.000,00<br />
100,00<br />
10,00<br />
1,00<br />
Cl<br />
F<br />
S<br />
As<br />
Pb<br />
Cd<br />
Cr<br />
Schadstoff<br />
Cu<br />
Ni<br />
Hg<br />
Zn<br />
ohne EBS<br />
SLF<br />
Rofire<br />
Altholz<br />
Abbildung 8-4: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung im Filterstaub<br />
eines Steinkohlekraftwerkes<br />
Abbildung 8-5: Stoffflüsse der Mitverbrennung von Rofire-Pellets im Steinkohlekraftwerk als<br />
Sankey-Diagramm dargestellt
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
8.4.2.2 Braunkohlekraftwerk<br />
Bei der Berechnung der Schadstoffkonzentrationen im Filterstaub des betrachteten<br />
Braunkohlekraftwerkes muss zunächst eine Vereinfachung getroffen werden. Aufgrund<br />
fehlender Daten kann keine exakte Zuordnung der Stoffflüsse zu den Produkten<br />
„Schlacke“ und „Filterstaub“ getroffen werden. Aus diesem Grunde wurden<br />
sämtliche betrachteten Schadstoffe dem Filterstaub zugeordnet. Der Hintergrund für<br />
diese Vorgehensweise ist in der Vermutung begründet, dass die Stoffverteilung<br />
ähnlich wie bei der Steinkohlefeuerung – für welche an dieser Stelle Transferfaktoren<br />
vorliegen – erfolgt. Um jedoch nicht willkürlich Verteilungskoeffizienten festzulegen,<br />
wird an dieser Stelle eine Maximalabschätzung vorgenommen. Der damit verursachte<br />
Fehler liegt – so die Vermutung richtig ist – zwischen einem und fünf Prozent.<br />
Umgekehrt wird aus der selben Motivation heraus auf die Stoffflussanalyse bezüglich<br />
der Schlacke verzichtet.<br />
Die Auswirkungen der Mitverbrennung auf den Filterstaub fallen deutlicher, als bei<br />
der Mitverbrennung im Steinkohlekraftwerk aus (siehe Tabelle 8-6 und Abbildung<br />
8-6). Die Unterschiede erstrecken sich teilweise über mehrere Größenordnungen.<br />
Tabelle 8-6: Berechnete Schadstoffkonzentrationen im Filterstaub<br />
eines Braunkohlekraftwerkes<br />
Inhaltstoff Einheit Ohne EBS SLF Rofire Altholz<br />
Chlorgehalt mg/kg 25.000 5.990 32.600 26.600<br />
Fluorgehalt mg/kg 171 35,7 290 366<br />
Arsengehalt mg/kg 40,5 39,6 40 82,5<br />
Bleigehalt mg/kg 16,2 7.950 365 8.340<br />
Cadmiumgehalt mg/kg 1,62 93,5 19,7 46,2<br />
Chromgehalt mg/kg 40,5 1.440 191 563<br />
Kupfergehalt mg/kg 40,5 15.600 1.250 15.200<br />
Nickelgehalt mg/kg 40,5 1.080 94 211<br />
Quecksilbergehalt mg/kg 1,2 0,25 1,76 17,3<br />
Zinkgehalt mg/kg 40,5 24.900 1.840 5.500<br />
Lediglich im Falle von Arsen bleiben die Schadstofffrachten ungefähr auf gleichem<br />
Niveau. Eine Schadstoffminderung findet im Wesentlichen bei Chlor statt. Bei der<br />
- 8-14 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Mitverbrennung einer Shredderleichtfraktion sinkt der Gehalt auf Rund ein Zehntel<br />
der Schadstoffkonzentration im Vergleichsprozess ohne Ersatzbrennstoffe ab. Diese<br />
deutliche Abnahme ist einerseits auf den hohen Chlorgehalt der Braunkohle und<br />
andererseits auch auf den hohen Aschegehalt im Ersatzbrennstoff zurückzuführen.<br />
Für Blei, Cadmium, Kupfer, Quecksilber und Zink sind bei allen Ersatzbrennstoffen<br />
deutliche Steigerungen der Schadstoffbelastung festzustellen.<br />
- 8-15 -<br />
Konzentration [mg/kg]<br />
100.000,00<br />
10.000,00<br />
1.000,00<br />
100,00<br />
10,00<br />
1,00<br />
0,10<br />
Cl<br />
As<br />
Pb<br />
Cd<br />
Cr<br />
F<br />
Cu<br />
Schadstoff<br />
Ni<br />
Hg<br />
Zn<br />
Ohne EBS<br />
SLF<br />
Rofire<br />
Altholz<br />
Abbildung 8-6: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung<br />
im Filterstaub eines Braunkohlekraftwerkes<br />
Aus dem Sankey-Diagramm (Abbildung 8-7) lassen sich sehr gut die dominanten<br />
Stoffflüsse ablesen. Im Falle der Braunkohle ist dies das Chlor, im Falle des Ersatzbrennstoffes<br />
Bau- und Abbruchholz sind dies Zink, Kupfer, Chrom und Blei.
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Abbildung 8-7: Stoffflüsse der Mitverbrennung von Altholz im Braunkohlekraftwerk als<br />
Sankey-Diagramm dargestellt<br />
8.4.3 REA-Gips<br />
Auch bei der Betrachtung des REA-Gipses müssen Einschränkungen gemacht<br />
werden. Hier liegen wie bereits in Abschnitt 8.3 bemerkt für den Entwässerungsprozess<br />
keine verlässlichen Transferfaktoren vor, so dass es sich auch hier um eine<br />
Maximalabschätzung handelt. Allerdings sollte dies einem Vergleich mit dem Verbrennungsprozess<br />
ohne Ersatzbrennstoffe nicht im Wege stehen. An dieser Stelle<br />
werden die Ergebnisse der Berechnung für den REA-Gips eines Steinkohlekraftwerkes<br />
diskutiert.<br />
Die Änderungen der Schadstoffkonzentrationen bezüglich des Regelbrennstoffprozesses<br />
ähneln denen der Flugasche: Das Produkt aus der Mitverbrennung von<br />
Rofire-Pellets weist ähnliche Schadstoffgehalte wie der Vergleichsprozess auf. Beim<br />
Altholz sind die wesentlichen Schadstofferhöhungen wiederum bei den Blei-, Cadmium-,<br />
Kupfer-, Quecksilber- und Zinkgehalten festzustellen (siehe Tabelle 8-7 und<br />
- 8-16 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Abbildung 8-8). Die Schadstoffkonzentrationen für Blei, Kupfer, Cadmium und Zink<br />
steigen durch Einsatz der Shredderleichtfraktion um mehr als das Zwanzigfache an.<br />
Tabelle 8-7: Berechnete Schadstoffkonzentrationen im REA-Gips eines Steinkohlekraftwerkes<br />
- 8-17 -<br />
Inhaltstoff Einheit ohne EBS SLF Rofire Altholz<br />
Arsengehalt mg/kg 1,48 3,73 1,47 1,57<br />
Bleigehalt mg/kg 4,90 108,00 5,34 13,60<br />
Cadmiumgehalt mg/kg 1,23 44,69 2,13 2,93<br />
Chromgehalt mg/kg 4,08 29,36 4,30 4,68<br />
Kupfergehalt mg/kg 5,19 363,00 8,16 34,20<br />
Nickelgehalt mg/kg 1,90 11,60 1,93 1,98<br />
Quecksilbergehalt mg/kg 3,85 7,13 3,92 5,89<br />
Zinkgehalt mg/kg 5,34 319,71 7,77 11,00<br />
Konzentration in mg/kg<br />
1.000,00<br />
100,00<br />
10,00<br />
1,00<br />
As<br />
Pb<br />
Cd<br />
Cr<br />
Cu<br />
Schadstoff<br />
Ni<br />
Hg<br />
Zn<br />
ohne<br />
SLF<br />
Rofire<br />
Altholz<br />
Abbildung 8-8: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung<br />
im REA-Gips eines Steinkohlekraftwerkes<br />
8.4.4 Grobasche<br />
Abschließend werden die Ergebnisse der Berechnungen für die Auswirkungen der<br />
Mitverbrennung auf die Grobaschequalität beschrieben. Wie in Absatz 8.4.2.2<br />
erläutert, wird auf die Berechnung der Schlacke bzw. Grobasche aus einem Braunkohlekraftwerk<br />
verzichtet. Stattdessen wird auch hier auf das Steinkohlekraftwerk<br />
zurückgegriffen.
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Eine Übersicht über die ermittelten Werte und ein Vergleich werden in Tabelle 8-8<br />
sowie Abbildung 8-9 gegeben. Auch hier zeigen sich deutliche Unterschiede zum<br />
Referenzbrennstoff bei der Verwendung der Shredderleichtfraktion: Die Schadstoffgehalte<br />
steigen bis um den Faktor 25 an. Bei der Verwendung von Altholz fallen<br />
diese Änderungen deutlich geringer aus.<br />
Tabelle 8-8: Berechnete Schadstoffkonzentration in der Schlacke eines Steinkohlekraftwerkes<br />
Inhaltstoff Einheit Ohne EBS SLF Rofire Altholz MVA-<br />
Schlacke<br />
Chlorgehalt mg/kg 134 1.180,00 606 205 300-5.300<br />
Arsengehalt mg/kg 13 14,9 12,7 13,2<br />
Bleigehalt mg/kg 16,2 554 20,3 105 300-5.200<br />
Chromgehalt mg/kg 34,6 129 33,8 37,6 200-9.600<br />
Kupfergehalt mg/kg 17,9 1.070,00 33,5 180 400-7.000<br />
Nickelgehalt mg/kg 27,3 98,5 26,4 27,8 40-760<br />
Zinkgehalt mg/kg 59,6 1.750,00 83,3 117 500-21.000<br />
Cadmiumgehalt mg/kg 0,3 6,6 0,52 0,75 0,1-80<br />
Quecksilbergehalt mg/kg 0,12 0,08 0,09 0,19 0,07-2<br />
Konzentration in mg/kg<br />
10.000,00<br />
1.000,00<br />
100,00<br />
10,00<br />
1,00<br />
0,10<br />
As<br />
Pb<br />
Cd<br />
Cr<br />
Schadstoff<br />
Cu<br />
Ni<br />
Zn<br />
ohne EBS<br />
SLF<br />
Rofire<br />
Altholz<br />
Abbildung 8-9: Auswirkungen der Mitverbrennung auf die Schadstoffbelastung in der Schlacke<br />
eines Steinkohlekraftwerkes<br />
Zusätzlich zu den errechneten Schadstoffkonzentrationen wurde in Tabelle 8-8 eine<br />
Spalte „MVA-Schlacke“ eingefügt. Hier werden Bandbreiten von Schadstoffbelastungen<br />
aus Abfallverbrennungsanlagen wiedergegeben. Ein Vergleich zeigt, dass<br />
die Schadstoffgehalte bei der Mitverbrennung von Rofire-Pellets sowie von Bau- und<br />
- 8-18 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Abbruchholz bei Blei, Chrom, Kupfer, Nickel und Zink deutlich unter dieser Bandbreite<br />
liegen.<br />
8.4.5 Zusammenfassung der Ergebnisse<br />
In diesem Kapitel wurden die Auswirkungen der Mitverbrennung verschiedener<br />
Ersatzbrennstoffe in einem Zementwerke sowie einem Braun- und einem Steinkohlekraftwerk<br />
auf die entstehenden Produkte und Reststoffe – Zement, Filterstaub, REA-<br />
Gips und Schlacke – betrachtet. Bei den Ersatzbrennstoffen handelte es sich um<br />
eine Autoshredderleichtfraktion, Bau- und Abbruchholz sowie Spuckstoff-Pellets. Alle<br />
drei Brennstoffe fallen in großen Mengen an und weisen gute Brennstoffeigenschaften<br />
auf. Somit können sie für die Mitverbrennung von Bedeutung sein.<br />
Mit Hilfe der Stoffflussanalyse wurde die Verlagerung verschiedener Schadstoffe in<br />
die Outputgüter berechnet. Hierbei konnte festgestellt werden, dass eine Steigerung<br />
der Schadstoffbelastungen in den Produkten und Reststoffen nicht nur vom eingesetzten<br />
Ersatzbrennstoff abhängt, sondern auch vom betrachteten Prozess. So sind<br />
zum Beispiel die Auswirkungen der Mitverbrennung von Rofire-Spuckstoff-Pellets im<br />
Zementprozess ebenso wie die Auswirkungen auf den Filterstaub des betrachteten<br />
Steinkohlekraftwerkes gering. Jedoch steigen die Schadstoffkonzentrationen im<br />
Filterstaub des Braunkohlekraftwerkes deutlich an.<br />
Bei den höher belasteten Ersatzbrennstoffen kam es zusätzlich zu einer deutlichen<br />
Schadstoffzunahme in den Produkten Zementklinker und Filterstaub.<br />
Inwieweit Aussagen über eine gegebenenfalls eingeschränkte Nutzung daraus<br />
gezogen werden können, wird im folgenden Kapitel diskutiert.<br />
- 8-19 -
Kapitel 8<br />
Inventar der Produkte und Reststoffe aus Mitverbrennungsanlagen<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 8-20 -
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
9 Bewertung der Mitverbrennung<br />
Bei der Bewertung der Mitverbrennung von Abfällen in industriellen Anlagen gibt es<br />
verschiedene Betrachtungsweisen und somit unterschiedliche Gliederungskriterien.<br />
Zum einen kann bei einer Mitverbrennung im produzierenden Gewerbe nach<br />
Prozessen mit Produktrelevanz und welchen ohne Auswirkungen auf das Produkt<br />
unterschieden werden. Beispiele für Prozesse mit Produktrelevanz wäre die Mitverbrennung<br />
in einem Zementwerk oder der Einsatz als Reduktionsmittel in einem<br />
Hochofen, wo der Abfalleinsatz sich direkt auf die Produktqualität (Zementklinker,<br />
Roheisen) auswirkt.<br />
Einen anderen Ansatz stellt die ökologische Bewertung dar. Hier werden die Umweltauswirkungen<br />
der Mitverbrennung analysiert und abschließend bewertet. Diese<br />
Bewertung kann sowohl absolut, als auch relativ, also im Vergleich zu anderen<br />
Prozessen – wie zum Beispiel mit einem BAT-Prozess (Prozess nach der besten<br />
verfügbaren Technik) oder einem Regelprozess erfolgen.<br />
In den folgenden Abschnitten werden verschiedene Vorgehensweisen zur ökologischen<br />
Bewertung der Mitverbrennung im besonderen Hinblick auf die Schutzgüter<br />
Wasser und Boden beschrieben.<br />
9.1 Gleichbleibende Schadstoffbelastung<br />
Eine Möglichkeit zur Beurteilung der Mitverbrennung, ist der Ansatz des Kreislaufwirtschafts-<br />
und Abfallgesetzes. Nach Paragraph 5 Abs. 3 darf die Mitverbrennung<br />
von Abfällen zu keiner Schadstoffanreicherung in den Produkten führen. Somit ist<br />
eine höhere Schadstoffbelastung der Produkte, als sie von den Regelbrennstoffen<br />
verursacht wird, nicht zulässig.<br />
Die Stoffflussanalyse hat gezeigt, dass der Einsatz einer Shredderleichtfraktion in<br />
allen betrachteten Prozessen zu einer erheblichen Schadstoffanreicherung in den<br />
Produkten führt. Somit wäre eine Mitverbrennung gemäß Paragraph 5 Abs. 5 des<br />
Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes nicht in dieser Form möglich.<br />
- 9-1 -
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Auch Bau- und Abbruchholz führt zu einer deutlichen Erhöhung der Schadstoffkonzentrationen<br />
in den Produkten. Hierbei sind die hohen Blei-, Kupfer- und Zinkgehalte<br />
ausschlaggebend. Eine Mitverbrennung von Altholz scheidet bei strikter Anwendung<br />
des Paragraphen 5 Abs. 5 des KrW-/AbfG in diesem Maße somit auch aus.<br />
Bei den Brennstoff-Pellets aus Spuckstoffen sieht es hingegen anders aus. Im<br />
Zementklinkerprozess kommt es zwar zu einer Steigerung der Chlor-, Cadmium,<br />
Kupfer- und Zinkkonzentrationen auf das zwei bis vierfache, jedoch fällt diese<br />
Steigerung bei weitem nicht so deutlich aus wie bei den anderen Ersatzbrennstoffen.<br />
Ähnlich sieht es bei der Mitverbrennung im Steinkohlekraftwerk aus. Im Gegensatz<br />
dazu ist jedoch eine deutliche Steigerung der Schadstoffkonzentrationen im Filterstaub<br />
des Braunkohlekraftwerkes zu verzeichnen. Somit sollte eine Mitverbrennung<br />
im Braunkohlekraftwerk ausgeschlossen werden.<br />
9.2 Schadstoffkonzentrierung versus Schadstoffverteilung<br />
Aus dem Vorsorgegrundsatz lässt sich als Ziel der Abfallwirtschaft ableiten, dass<br />
Schadstoffe in Senken zu konzentrieren und aus Umweltmedien wie Wasser, Luft<br />
und Boden fernzuhalten sind.<br />
Wie in Kapitel 8.4.1 gesehen, erfolgt trotz deutlicher Steigerung des Schadstoffpotenzials<br />
im Produkt mitunter eine Verdünnung der Schwermetallkonzentration im<br />
Zementklinker. Beispielhaft seien hier Cadmium und Zink für alle drei untersuchten<br />
Ersatzbrennstoffe genannt, sowie Chrom im Falle der Mitverbrennung von Altholz<br />
oder der Autoshredderleichtfraktion. In diesem Zusammenhang darf auch nicht außer<br />
Acht gelassen werden, dass eine weitere Verdünnung im Zement bzw. Beton erfolgt.<br />
Eine andere Vorgehensweise stellt das Konzept der Schadstoffrückverteilung dar. Im<br />
Gegensatz zu einer Schadstoffaufkonzentrierung in der Deponie wird in diesem Falle<br />
eine Abreicherung auf Erdkrustenniveau und letztlich eine großflächige Verteilung<br />
angestrebt. In diesem Falle wird damit argumentiert, dass die Schadstoffe vor der<br />
Nutzung in Lagerstätten verfügbar waren und somit eine natürliche Grundbelastung<br />
darstellen. Tabelle 9-1 zeigt durchschnittliche Schadstoffkonzentrationen in der<br />
Erdkruste auf.<br />
- 9-2 -
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 9-3 -<br />
Tabelle 9-1: Konzentrationen von Spurenelementen in der Erdkruste<br />
[BUWAL 1997]<br />
Element Konzentration<br />
in der Erdkruste<br />
[mg/kg]<br />
Arsen As 1,8<br />
Blei Pb 12,5<br />
Cadmium Cd 0,2<br />
Chrom Cr 100<br />
Kupfer Cu 55<br />
Nickel Ni 80<br />
Quecksilber Hg 0,08<br />
Zink Zn 70<br />
9.3 Schadstofffreisetzbarkeit<br />
Durch die Mitverbrennung und anschließende Nutzung der Produkte und Reststoffe<br />
findet eine Rückverteilung der Schadstoffe in die Umwelt statt. Inwieweit die<br />
Möglichkeit besteht, die Risiken dieser Vorgehensweise abzuschätzen, wird in<br />
diesem Absatz diskutiert.<br />
Um die Umweltauswirkungen der Mitverbrennung in Bezug auf die Produkte zu<br />
beurteilen, ist es notwendig, die Schadstofffreisetzbarkeit zu betrachten. Ist die<br />
Messung der verfügbaren Schadstoffe in der Luft noch relativ einfach durch Analysen<br />
zu bewerkstelligen, so handelt es sich bei Betrachtung der Produkte jedoch um ein<br />
nicht-triviales Problem. In diesem Falle ist nicht alleine die Schadstoffkonzentration<br />
im Probenkörper ausschlaggebend, vielmehr hängt die Verfügbarkeit der Schadstoffe<br />
und somit die Schädlichkeit von der Einbindung in das Produkt bzw. den Reststoff<br />
ab. Die Einbindung wiederum ist einerseits vom Verbrennungsprozess und seinen<br />
Parametern (z.B. Sinterung im Zementprozess) und andererseits von der späteren<br />
Nutzung (z.B. Nutzung der Flugasche als Zuschlagstoff im Zement) abhängig. Die<br />
Auslaugbarkeit wird zusätzlich von den Umgebungsparametern beeinflusst. So<br />
können Wechselwirkungen mit anderen Schadstoffen und Umweltmedien sich additiv<br />
oder in anderen Relationen auf die Verfügbarkeit auswirken.
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Ein weiteres Problem stellt die abschließende Bewertung der Wirkung der ausgetretenen<br />
Schadstoffe dar. Eine absolute Schädlichkeit eines Stoffes ist in der Regel<br />
nicht auszumachen. Hier wird häufig auf einen Vergleich mit der bereits erwähnten<br />
Grundbelastung oder im Falle von Emissionen auf kritische Luftvolumina<br />
zurückgegriffen.<br />
9.3.1 Elutionsverfahren<br />
Um die Freisetzbarkeit zu beurteilen, wurden verschiedene Methoden entwickelt.<br />
Hierbei handelt es sich in der Regel um Elutionsverfahren. Im Folgenden soll ein<br />
kurzer Abriss über verschiedene Verfahrensweisen und ihre Anwendungsgebiete<br />
gegeben werden.<br />
Elution nach DIN 38414-S4 (DEV S4)<br />
Das "Deutschen Einheitsverfahren zur Untersuchung von Schlamm und Sedimenten"<br />
– DEV S4“ wird auch in der TA Abfall, Anhang B, 2.4 als Verfahren zur<br />
Eluatherstellung vorgeschrieben. Weiter wird hier vorgeschrieben, dass die Probe<br />
nicht zerkleinert werden soll und für die Herstellung des Eluats zylinderförmige<br />
Probekörper von 7 cm Durchmesser und 7 cm Höhe zu verwenden sind.<br />
Der Probekörper wird 24 Stunden bei einem Flüssigkeits- zu Feststoffverhältnis von<br />
10:1 in destilliertem Wasser in einer Weithalsflasche suspendiert und einmal pro<br />
Minute über Kopf geschüttelt. Anschließend wird abfiltriert und das Eluat analysiert.<br />
Gegebenenfalls kann die Elution auch mit einem anderen Lösemittel als Wasser<br />
erfolgen. Aussagen über das Langzeitverhalten sind mit dieser Testmethode nicht<br />
möglich.<br />
pH-stat-Verfahren<br />
Beim pH-stat-Verfahren wird eine auf unter 2 mm zerkleinerte Probe bei konstantem<br />
pH-Wert mit einem Flüssigkeits- zu Feststoffverhältnis von 10:1 über 24 Stunden mit<br />
200 Umdrehungen pro Minute geschüttelt. Zu Anfang eines Versuches wird der pH-<br />
Wert ausgewählt, bei welchem die Extraktion stattfinden soll. Nach Beendigung der<br />
Extraktion wird das Eluat durch Zentrifugation und Filtration vom Feststoff getrennt.<br />
Das Eluat wird durch Ansäuern stabilisiert und auf Schwermetalle hin analysiert.<br />
Diese Vorgehensweise wird für verschiedene pH-Werte wiederholt.<br />
- 9-4 -
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Über den pH-stat Versuch kann sowohl die Säureneutralisationskapazität, als auch<br />
die bei einem bestimmten pH-Wert freigesetzte Schwermetallmenge bestimmt<br />
werden.<br />
Neben dem in Deutschland verbreiteten Verfahren werden in den Niederlanden seit<br />
geraumer Zeit Elutionsverfahren zur Beurteilung fester Abfälle entwickelt. Die<br />
Besonderheit dieser Verfahren ist das Ziel, nach Möglichkeit mittel- und langfristige<br />
Vorhersagen über das Auslaugverhalten zu treffen. Hierbei handelt es sich<br />
beispielsweise um<br />
- 9-5 -<br />
• NEN 7343: Säulentest – Verbrennungsrückstände, Abfälle<br />
• NEN 7343: Kaskadentest – Verbrennungsrückstände, Abfälle<br />
• NEN 7341: Maximale Auslaugbarkeitstest – Verbrennungsrückstände, Abfälle<br />
• NEN 7345: Diffusionstest – Verbrennungsrückstände, Abfälle<br />
Säulentest nach NEN 7343/7344<br />
Der Säulentest dient zur kurz- und mittelfristigen Abschätzung des Auslaugverhaltens<br />
von Verbrennungsrückständen und anderen Abfällen. Hierzu wird das auf<br />
unter 3 mm zerkleinerte Probematerial als Festbett in eine Säule von 5 cm Durchmesser<br />
und einer Höhe von mindestens 20 cm gepackt und von unten nach oben mit<br />
demineralsiertem und auf pH 4 angesäuertem Wasser durchströmt. Das Eluat wird in<br />
Fraktionen aufgefangen und analysiert.<br />
Kaskadentest nach NEN 7343/7344<br />
Auch hier wird die Probe zunächst auf unter 3 mm zerkleinert. Anschließend wird die<br />
Probe in mit Salpetersäure auf pH 4 angesäuertes Wasser (Flüssigkeits- zu<br />
Feststoffverhältnis = 10:1) gegeben und 23 Stunden geschüttelt, wobei die Gefäße<br />
verschlossen sein müssen, um zu verhindern, dass CO2 aus der Luft aufgenommen<br />
wird. Der Überstand wird filtriert und für die Schwermetallanalyse auf pH 2<br />
angesäuert. Der Rückstand wird danach erneut mehrfach mit frisch auf pH 4<br />
angesäuertem Wasser (Flüssigkeits- zu Feststoffverhältnis = 20, 40, 60, 80 und 100)<br />
jeweils 23 Stunden lang extrahiert und getrennt analysiert.
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Maximale Auslaugbarkeit nach NEN 7341/7342<br />
Zur Bestimmung der maximalen Auslaugbarkeit von anorganischen und organischen<br />
Komponenten muss die Probe auf unter 125 µm zerkleinert werden. Danach werden<br />
8 g getrockneter Probe mit 800 ml demineralisiertem Wasser in einem Flüssigkeitszu<br />
Feststoffverhältnis von 100:1 über 3 Stunden verrührt. Bei basischen pH-Werten<br />
wird Säure bis zur Einstellung eines pH-Wertes von 7 hinzugefügt. Anschließend<br />
wird abgefiltert. Der Rückstand wird erneut mit deionisiertem Wasser auf das selbe<br />
Flüssigkeits- zu Feststoffverhältnis verdünnt und 3 Stunden gerührt. Liegt der pH-<br />
Wert über 4, wird dieser auf pH 4 zurückgebracht. Die Flüssigkeiten werden<br />
ebenfalls abgefiltert. Beide Eluate werden zu gleichen Teilen vermischt und<br />
analysiert.<br />
Diffusionstest nach NEN 7345/7346<br />
Beim Diffusionstest werden die Gesamtauslaugung (mg/kg TS), die auf die<br />
Oberfläche (mg/m 2 ) bezogene Emission und die Diffusionskoeffizienten ermittelt. Das<br />
Probematerial mit einer Mindestkorngröße von 40 mm wird bei einem Flüssigkeitszu<br />
Feststoffverhältnis von 10:1 in ein Gefäß mit auf pH 4 angesäuertem deionisiertem<br />
Wasser gehängt. Die Auslaugflüssigkeit wird nach 0,5, 1, 2, 4, 8, 16 und 32<br />
Tagen durch frisches, ebenfalls auf pH 4 angesäuertes Wasser, ersetzt. Die letzte<br />
Fraktion der Auslaugflüssigkeit wird nach 64 Tagen aufgefangen. Die acht Eluate<br />
werden abfiltriert, gegebenenfalls angesäuert und getrennt analysiert.<br />
9.3.2 Auswahl des Elutionsverfahrens am Beispiel Zement<br />
Ziel der Elutionsverfahren ist, aufgrund der Analysenergebnisse Vorhersagen über<br />
das Verhalten von schadstoffbelasteten Produkten in der Umwelt abzuleiten. So<br />
dürfen auch im Beispiel der Mitverbrennung durch die Verwendung der Mitverbrennungsrückstände<br />
und -produkte keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt,<br />
insbesondere Wasser und Boden erfolgen. Um dies zu gewährleisten, muss die Löslichkeit<br />
und somit die Freisetzbarkeit der Schadstoffe aus den Produkten an<br />
realistischen Probekörpern unter umweltnahen Bedingungen durchgeführt werden.<br />
Als Bezugsgröße zur Bewertung der Elutionsversuchsergebnisse werden häufig die<br />
Grenzwerte der „Trinkwasserverordnung – TrinkwV“ herangezogen (vgl. Tabelle 9-2).<br />
- 9-6 -
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 9-7 -<br />
Tabelle 9-2: Grenzwerte nach TrinkwV<br />
Bezeichnung mg/l<br />
Arsen As 0,01<br />
Blei Pb 0,04<br />
Cadmium Cd 0,005<br />
Chrom Cr 0,05<br />
Fluorid F - 1,5<br />
Nickel Ni 0,05<br />
Quecksilber Hg 0,001<br />
Im vorigen Abschnitt wurden einige übliche Elutionsverfahren beschrieben. Wie leicht<br />
zu erkennen ist, werden dort sehr unterschiedliche Anforderungen an die Elutionsbedingungen<br />
gestellt. Wesentliche Unterscheidungsmerkmale sind die Korngröße<br />
der zu untersuchenden Probe, die Elutionsdauer und der pH-Wert. Untersuchungen<br />
zeigen, dass das Elutionsverhalten jedoch von ebendiesen Parametern abhängt,<br />
somit muss das Elutionsverfahren auf die Probe abgestimmt werden. Für das<br />
Beispiel Zement wären relevante Parameter unter anderem:<br />
• Korngröße: Schadstoffe sind im aufgemahlenem Zement leichter verfügbar als<br />
in ganzen Werkstück.<br />
• Zementart: Die Verfügbarkeit von Schwermetallen variiert sehr deutlich in<br />
Abhängigkeit von der Zementart. So liegt die Verfügbarkeit von Chrom je nach<br />
Zement und pH-Wert zwischen 1 und 72,4 % (nach NEN 7341) bzw. zwischen<br />
2,8 und 100 % (nach pH-stat) [Zeschmar-Lahl 2001]. Eine allgemeine<br />
Aussage über die Freisetzbarkeit von Schwermetallen alleine Aufgrund<br />
vorhandener Schwermetallkonzentrationen wäre folgerichtig ein Akt der<br />
Willkür.<br />
• Einbindung in den Zement: Schwermetalle, welche in die Klinkerphase<br />
eingebunden sind, sind schlechter verfügbar als Schwermetalle, welche über<br />
Zuschlagstoffe wie Gips oder Filterstaub in den Zement eingetragen werden.<br />
• pH-Wert: Die Freisetzbarkeit von Schwermetallen ist teilweise pH abhängig.<br />
Bei niedrigem pH-Wert liegt zum Beispiel für Cadmium, Nickel und Zink eine<br />
größere Verfügbarkeit vor. Ein niedriger pH-Wert kann in der Natur zum<br />
Beispiel durch sauren Regen entstehen.
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
• Schadstoff: Das Elutionsverhalten ist stark schadstoffabhängig. Unterschied-<br />
liche Schwermetalle weisen verschiedene Verfügbarkeiten auf.<br />
• Dauer: Je nach Einsatzgebiet des Zementes müssen Verfügbarkeiten von<br />
über 100 Jahren berücksichtigt werden.<br />
Diese Beispiele verdeutlichen, dass die Wahl des Elutionsverfahrens korrekterweise<br />
exakt auf das Produkt und seine Anwendung abgestimmt werden muss. Bei der<br />
Verwendung von Zement, welcher unter Zuhilfenahme von Ersatzbrennstoffen<br />
hergestellt wurde, ist zwischen der Haupt- und der Nachnutzungsphase zu unterscheiden.<br />
In der Hauptnutzungsphase liegt der Zement „als Ganzes“ zum Beispiel in<br />
der Form eines Gebäudes vor. Ein Elutionsverfahren, bei welchem die Probe<br />
zunächst fein zermahlen wird, wäre hier sicherlich zunächst fehl am Platze, jedoch<br />
sollte an dieser Stelle bereits berücksichtigt werden, dass am Ende der Bauwerkslebenszeit<br />
der Beton in der Nachnutzungsphase weiter verwendet werden kann. Hier<br />
wird zerkleinerter Bauschutt in offener Anwendung ohne weitere Beschränkungen<br />
zum Beispiel zur Wegbefestigung oder zum Straßenbau eingesetzt. Die Auslaugvoraussetzungen<br />
– z.B. saures Milieu, Korngröße oder Nutzungszeit – hängen auch hier<br />
vom konkreten Anwendungszweck ab. In diesem Fall kann ein Elutionsverfahren am<br />
zerkleinerten Probekörper unter sauren Bedingungen zur Abschätzung des<br />
Gefährdungspotenzials durchaus gerechtfertigt sein.<br />
9.3.3 Anwendung auf die Ergebnisse der Stoffflussanalyse<br />
In Kapitel 8.4 wurden mit Hilfe der Stoffflussanalyse Schadstoffkonzentrationen in<br />
verschiedenen Produkten – Zementklinker, Flugasche aus je einem Braun- und<br />
Steinkohlekraftwerk sowie REA-Gips und Grobasche aus einem Steinkohlekraftwerk<br />
– für die Mitverbrennung verschiedener Abfälle berechnet. In den vorangegangenen<br />
Abschnitten konnte verdeutlicht werden, dass die Verfügbarkeit von Schadstoffen in<br />
Wasser und Boden von sehr vielen Parametern abhängt. Die weitere Beurteilung<br />
kann nur über tatsächlich durchgeführte Analysen an der zu beurteilenden Probe<br />
erfolgen. Auch dies ist problematisch, da Uneinigkeit darüber herrscht, welche<br />
Analysenmethode bzw. welcher Elutionstest die Wirklichkeit am Besten wiedergibt.<br />
Eine Übertragung von Ergebnissen anderer Elutionsversuche ist, wie das Beispiel<br />
Zement zeigt, nicht ohne weiteres möglich. Die Möglichkeit einer „Ferndiagnose“<br />
- 9-8 -
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
scheidet also aus. An dieser Stelle können die Auswirkungen der Mitverbrennung<br />
von Abfällen somit lediglich anhand der Schadstoffkonzentrationen im Vergleich mit<br />
den Konzentrationen bei Einsatz der Regelbrennstoffe, wie dies in Abschnitt 9.1<br />
erfolgte, betrachtet werden.<br />
- 9-9 -
Kapitel 9<br />
Bewertung der Mitverbrennung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- 9-10 -
Kapitel 10<br />
Zusammenfassung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
10 Zusammenfassung<br />
In dieser Arbeit konnten zunächst die rechtlichen und politischen Hintergründe für die<br />
Herstellung und den Gebrauch von Ersatzbrennstoffen in Europa am Beispiel von<br />
Deutschland, Italien, den Niederlanden und Österreich beleuchtet werden. Hierbei<br />
wurden Unterschiede im Stellenwert der Mitverbrennung von Abfällen sichtbar. Am<br />
deutlichsten gefördert wird die Mitverbrennung in den Niederlanden, was schon früh<br />
durch den „Ladder van Lansink“ und später durch das „Energy from Waste and<br />
Biomass“-Programm ausgedrückt wurde.<br />
Anschließend erfolgte eine Charakterisierung von Ersatzbrennstoffen und ein Exkurs<br />
über Standardisierungsbestrebungen. Einen wichtigen Punkt stellen die Beschreibungen<br />
der Aufbereitungsverfahren für Abfälle aus Haushalten dar. Gerade unter<br />
Berücksichtigung kommender rechtlicher Änderungen bezüglich der Deponierung<br />
von Abfällen, kommt ihnen eine große Abfallwirtschaftliche Bedeutung zu. Im<br />
Rahmen der Analyse über die Herstellung von Ersatzbrennstoffen in Europa,<br />
konnten die gesammelten Ergebnisse für die vier betrachteten Länder dargestellt<br />
werden.<br />
Der nächste Abschnitt beschäftigte sich mit der Technik der Mitverbrennung. Hier<br />
wurden zunächst Anlagen, welche Abfälle zur Mitverbrennung aufnehmen können,<br />
beschrieben und ihr Einsatzpotenzial abgeschätzt. Im folgenden Kapitel wurden die<br />
bei umfangreichen Recherchen ermittelten Daten über den Stand der Mitverbrennung<br />
den einzelnen Anlagen zugeordnet. Die größten Potenziale für den Einsatz<br />
von Ersatzbrennstoffen sind in der Zementindustrie und bei den Kraftwerken zu<br />
finden.<br />
Im zweiten Teil der Arbeit wurde am Beispiel von ausgewählten Prozessen eine<br />
Stoffflussanalyse für verschiedene Mitverbrennungsprozesse durchgeführt. Bei den<br />
Prozessen handelte es sich um ein Zementwerk, ein Braunkohlkraftwerk und ein<br />
Steinkohlekraftwerk. Die Auswirkungen der Mitverbrennung von Spuckstoff-Pellets,<br />
Bau- und Abbruchholz sowie einer Autoshredderleichtfraktion auf die entstehenden<br />
Produkte und Reststoffe wurden mit Hilfe von Umberto ® , einem datenbankbasierten<br />
Programm zur Berechnung von Petri-Netzen, durchgeführt. Abschließend wurden die<br />
- 10-1 -
Kapitel 10<br />
Zusammenfassung<br />
_________________________________________________________________________________<br />
resultierenden Schadstoffkonzentrationen im Zementklinker, der Flugasche, der<br />
Grobasche und im REA-Gips sowie die Möglichkeiten einer Bewertung diskutiert.<br />
10.1 Fazit<br />
Trotz schwieriger Informationslage konnte eine umfangreiche Beschreibung des<br />
Standes der Ersatzbrennstoffherstellung und -verwendung in Deutschland, Italien,<br />
den Niederlanden und Österreich erfolgen. Wenngleich in einigen Punkten eine<br />
größere Detailtiefe vielleicht wünschenswert gewesen wäre, hätte dies den Rahmen<br />
dieser Arbeit bei weitem gesprengt.<br />
Wie in Kapitel 9 an einer Vielzahl von Parametern verdeutlicht wurde, sind eine<br />
Reihe von Untersuchungen notwendig, um das tatsächliche Gefährdungspotenzial<br />
durch die Mitverbrennung zu beurteilen. Alleine das Wissen um die Schadstoffkonzentration<br />
im Produkt bzw. Reststoff reicht hier bei weitem nicht aus. So muss<br />
zum Beispiel geklärt werden, wie stark die Schadstoffe in die Produkte eingebunden<br />
sind. Dies lässt sich jedoch nur an konkreten Proben durch Elutionstests und<br />
Analysen ermitteln. Das Beispiel der Verfügbarkeit von Chrom mit Raten zwischen<br />
2,8 und 100 % in verschiedenen Zementen (siehe Seite 9-7) zeigt sehr eindrucksvoll,<br />
wie stark die Verfügbarkeitsraten in auf den ersten Blick „gleichen“ Produkten<br />
schwanken können. Eine allgemeingültige Aussage über die Umweltauswirkungen,<br />
welche durch den Gebrauch von Reststoffen und Produkten der Mitverbrennung<br />
hervorgerufen werden, zu treffen, wäre unter diesen Voraussetzungen vermessen.<br />
- 10-2 -
Kapitel 11<br />
Literaturverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
11 Literaturverzeichnis<br />
Abanda: Beispiele zur Abfallanalysendatenbank Abanda des Landesumweltamtes<br />
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Auskunft Burattini, AITEC, 2001. http://www.aitecweb.com/<br />
Auskunft Croezen, CE-Delft. 2001. http://www.ce.nl<br />
Auskunft Frühwirth, Gesellschaft für umfassende Analysen GmbH (GUA), Wien,<br />
2001, http://www.gua-group.com/<br />
Auskunft Lamers, KEMA Nederland B.V., 2001. http://www.kema-kps.nl/<br />
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Bern, 1997<br />
BUWAL 1998, Dr. Graf AG: Regelungen über die Abfallentsorgung in Zementwerken.<br />
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ENCI 2001: Eerste Nederlandse Cement Industrie, http://www.enci.nl/<br />
- 11-1 -
Kapitel 11<br />
Literaturverzeichnis<br />
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Grech, H. 2000: Mitverbrennung von Abfällen und Reststoffen in industriellen<br />
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2004. BE-182. Umweltbundesamt GmbH Wien. Jänner 2001<br />
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September 2001<br />
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Köster 2001: In: Tagungsband 14. <strong>Aachen</strong>er Kolloquium Abfallwirtschaft am<br />
21.11.2001: Thermische Industrie- und Gewerbeabfallentsorgung, Stand und<br />
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LAP 2001: Voor-ontwerp van het beleidskader van het Landelijk Afvalbeheersplan<br />
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- 11-2 -
Kapitel 11<br />
Literaturverzeichnis<br />
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Hg: Prof. Dr.-Ing. Oktay Tabasaran, S. 181 – 188<br />
Müllmagazin 4/2001, Fachzeitschrift für ökologische Abfallwirtschaft,<br />
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Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und<br />
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Rahmenbedingungen. Monitoring-Bericht 1999: Fortschrittsberichte der<br />
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Umweltbundesamt 2000: http://www.umweltbundesamt.org/dzu/4/5/2/0040___0.xls<br />
- 11-3 -
Kapitel 11<br />
Literaturverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
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VÖZ 2001, Verband Österreichischer Ziegelwerke<br />
http://www.ziegel.at/informat/produkti/default.htm<br />
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26.11.2001. Hg: Prof. Dr.-Ing. Oktay Tabasaran, S. 127–161.<br />
- 11-4 -
Anhang A<br />
Anlagenverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Anhang A Anlagenverzeichnis<br />
- A-1 -<br />
Tabelle A-11-1: Mechanisch-biologische Anlagen in Deutschland<br />
Standort Kapazität Heizwertreicher<br />
[t/a] Output<br />
Aßlar [1] 140.000 x<br />
Bassum [1, 2] 65.000 x<br />
Biberach [1, 2] 40.000 x<br />
Calw [1] 30.000<br />
Deponie Cottbus-Saspow, [2] 52.000<br />
Deponie Mansie II [1] 30.000<br />
Deponie Pinnow [2] 4.000<br />
Düren [1] 150.000 x<br />
Erbenschwang [1, 2] 22.000 x<br />
Großefehn [1] 43.000<br />
Hannover [1] 200.000 x<br />
Haus Forst [1] 12.000<br />
Kirchberg [1] 35.000<br />
Linkenbach [1] 57.000<br />
Lüneburg [1] 29.000 x<br />
MBA Lichterfeld [2] 39.000<br />
MBA Pößneck [2] 85.000<br />
Meisenheim [1] 53.000<br />
Minden-Lübbecke [1] 65.000<br />
Münster (Pilotanlage) [1] 10.000<br />
Nauen [1] 30.000<br />
Niederlausitz [1] 36.700<br />
Oldenburg [1] 88.000<br />
Osnabrück [1, 2] 115.000 (x)<br />
Quarzbichel [1] 30.000 x<br />
Rennerod [1] 50.000 x<br />
Rügen [1] 15.000 x<br />
Schwäbisch-Hall [1] 90.000<br />
Schwarze Pumpe [1] 120.000 x<br />
Sedelsberg [1] 65.000<br />
Stendal [1] 20.000<br />
Wetterau [1] 45.000 x
Anlage A<br />
Anlagenverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Standort Kapazität Heizwertreicher<br />
[t/a] Output<br />
Wiefels [1] 55.000<br />
Wiewärthe [1] 85.000 x<br />
Wilhelmshaven [1, 2] 70.000<br />
WSAA Neuss [2] 77.000<br />
Summe 2.152.700 14<br />
1: [VKS, ASA 2000]<br />
2: [Umweltbundesamt 2001]<br />
- A-2 -
Anlage A<br />
Anlagenverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
- A-3 -<br />
Tabelle A-11-2: Aufbereitungsanlagen für industrielle Abfälle in NRW<br />
Name der Anlage Behandlungsschritt<br />
Reststoffzentrum<br />
Sonderabfälle aus der fett-chemischen Produktion werden zu<br />
Fa. Henkel KGaA<br />
Ersatzbrennstoffen aufbereitet, um anschließend im<br />
betriebseigenen Kraftwerk thermisch verwertet bzw. beseitigt zu<br />
werden.<br />
Brikettieranlage (Werk 35)<br />
Krefeld, Fa. Trienekens<br />
Spuckstoffanlage (Werk 22)<br />
Krefeld, Fa. Trienekens<br />
RZI Oberhausen (Watco),<br />
CTRL-Anlage<br />
Abfallbehandlungsanlage<br />
Hilden, Fa. Elektromark Umwelt<br />
Wertstoffsortieranlage/MBA<br />
Neuss, Fa. Trienekens<br />
In der Anlage werden Kunststoffe zerkleinert, gesichtet,<br />
homogenisiert und zu Briketts verpresst, die als<br />
Ersatzbrennstoffe der energetischen Verwertung zugeführt<br />
werden<br />
In der Anlage werden überwiegend Verpackungsabfälle und<br />
Abfälle aus der Altpapierbehandlung zerkleinert, klassiert,<br />
granuliert und in einer Pelletierpresse verpresst. Die gewonnene<br />
Fraktion wird als Ersatzbrennstoff der energetischen Verwertung<br />
zugeführt, die Rückstände werden entsprechend ihrer Eignung<br />
verwertet bzw. beseitigt.<br />
In der CTRL-Anlage werden feste und pastöse Abfälle und<br />
Abfälle mit flüssigen Anhaftungen unter Zumischung von<br />
Sägespänen zerkleinert und abgesiebt. Die Feinfraktion<br />
(Sägespäne) wird als Brennstoff einer energetischen Verwertung<br />
zugeführt, die Grobfraktion (überwiegend Kunststoff) wird in der<br />
eigenen Kunststoffaufbereitungsanlage weiter behandelt. Der<br />
CTRL-Anlage ist eine Fassentleerung vorgeschaltet.<br />
Gewerbeabfälle, vorwiegend Monofraktionen, werden zerkleinert<br />
und zu Ersatzbrennstoffen aufbereitet. Feuchte silberhaltige<br />
Rückstände werden getrocknet und anschließend einem<br />
Glühofen zur Silberrückgewinnung zugeführt. In der Filmwäsche<br />
wird das an Filme gebundene Silber in Lösung gebracht und<br />
elektrolytisch zurückgewonnen.<br />
Altpapier wird nach Qualitäten sortiert. Aus hausmüllähnlichen<br />
Gewerbeabfällen und Sperrmüll werden in einer mechanischen<br />
Stufe Fe- und NE-Metalle für die stoffliche und Leichtstoffe<br />
(heizwertreich) für die energetische Verwertung separiert.<br />
Hausmüll wird von Störstoffen befreit, homogenisiert und in einer<br />
Tunnelrotte für die Deponierung vorbehandelt. Im Laufe des<br />
Jahres 2001 wird die mechanisch-biologische Behandlung<br />
ausgebaut und voraussichtlich Anfang 2002 in Betrieb<br />
genommen.
Anlage A<br />
Anlagenverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Behandlungsanlage zur<br />
Verwertung<br />
Erftstadt, Fa. Trienekens<br />
AKEA-Anlage<br />
Erftstadt (VZEK),<br />
Fa. Trienekens<br />
Kunststoffverwertung<br />
Fa. Eing, Gescher<br />
Kompostierungsanlage<br />
Altenberge,<br />
Fa. Rethmann<br />
Anlage zur Herstellung von<br />
Ersatzbrennstoffen<br />
Ahlen, Fa. Greenline<br />
Aufbereitungsanlage für<br />
Sekundärbrennstoffe<br />
Beckum, Fa. G.R.E.<br />
Feststoffkonditionierungsanlage<br />
Blomberg, Fa. Wienkemeier<br />
Aufbereitungsanlage für<br />
Sekundärbrennstoffe<br />
Dortmund, Fa. EMREC<br />
Abfallbehandlungsanlage<br />
Hamm, Zajons Logistik<br />
In der Anlage werden Gewerbeabfälle durch Vorsortierung,<br />
Zerkleinerung und Siebung zur stofflichen Verwertung<br />
aufbereitet. In einer zweiten Verfahrenslinie werden aus<br />
Gewerbeabfällen Ersatzbrennstoffe zur thermischen Verwertung<br />
hergestellt.<br />
Nach der Zerkleinerung der aufzubereitenden energiereichen<br />
Abfälle (zum Beispiel Textilien, Kunststoffe, Holz) werden<br />
Schwerstoffe, Fe- und NE-Metalle abgetrennt. Die verbleibende<br />
Fraktion wird granuliert, pelletiert und als Ersatzbrennstoff einer<br />
energetischen Verwertung zugeführt. Kapazität: 90.000 t/a<br />
Nach Zerkleinerung und Fremdstoffentnahme werden DSD-<br />
Mischkunststoffe zu Agglomerat für die stoffliche Verwertung<br />
aufbereitet. Zusätzlich werden durch die Zerkleinerung von<br />
heizwertreichen Abfällen Ersatzbrennstoffe hergestellt.<br />
Bio- und Grünabfälle werden in einem Containersystem mit<br />
anschließender überdachter Mietenkompostierung behandelt.<br />
Der Kompost wird durch Siebung von Störstoffen befreit und zur<br />
Verwertung u.a. an die Landwirtschaft abgegeben. Gewerbliche<br />
Abfälle werden durch Zerkleinerung, Metallabscheidung und<br />
Granulierung zu Ersatzbrennstoffen aufbereitet.<br />
In der Anlage werden Produktionsrückstände aus der papierund<br />
kunststoffverarbeitenden Industrie durch stufenweise<br />
Zerkleinerung und Metallabscheidung aufbereitet, verpresst und<br />
überwiegend als Ersatzbrennstoff einer energetischen<br />
Verwertung zugeführt.<br />
In der Anlage werden nicht überwachungsbedürftige Abfälle<br />
mehrfach zerkleinert, homogenisiert, verpresst und zu<br />
Ersatzbrennstoffen für die energetische Verwertung aufbereitet.<br />
Die angelieferten Gewerbeabfälle werden durch die Zugabe von<br />
Sägespänen konditioniert und als Ersatzbrennstoff der<br />
energetischen Verwertung zugeführt.<br />
In der Anlage werden sortenreine Produktionsabfälle und<br />
Sortierreste, die aus den Fraktionen Kunststoffe, Schaumstoffe,<br />
Textilien und Papier und Pappe bestehen, durch Zerkleinerung,<br />
Sichtung und Metallabscheidung zu Ersatzbrennstoffen<br />
aufbereitet.<br />
-<br />
- A-4 -
Anlage A<br />
Anlagenverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Feuerungsanlage in Marsberg,<br />
Fa. MKG<br />
Behandlungsanlage<br />
Fa. Lindenschmidt, Kreuztal<br />
Brennstoffgewinnungsanlage<br />
Erwitte,<br />
Portlandzement Wittekind<br />
Einsatz von Sekundärrohstoffen<br />
im Drehrohrofen Erwitte,<br />
Fa. Spenner<br />
- A-5 -<br />
Holzabfälle und Spuckstoffe werden vor der energetischen<br />
Verwertung im Kraftwerk durch Zerkleinerung und Mischen<br />
konditioniert.<br />
Die angelieferten Abfälle werden nach einer Störstoffentnahme<br />
unter Zugabe von Sägemehl zerkleinert. Durch Siebung, Fe-<br />
Metallabscheidung und Zerkleinerung wird ein Ersatzbrennstoff<br />
zur energetischen Verwertung im Zementwerk hergestellt.<br />
In der Anlage werden Siedlungsabfälle durch Zerkleinerung,<br />
Siebung, Leichtstoff- und Fe-Metallabscheidung zu<br />
Ersatzbrennstoffen aufbereitet und im benachbarten<br />
Zementwerk energetisch verwertet. Die Sortierreste werden<br />
einer Deponierung zugeführt.<br />
Die angelieferten Abfälle werden durch Zerkleinerung, Siebung<br />
und Fe-Metallabscheidung zu Ersatzbrennstoffen aufbereitet, die<br />
im Drehrohrofen eingesetzt werden. Zusätzlich werden<br />
geeignete Abfälle in der Klinkerproduktion stofflich verwertet.<br />
Zementwerk (Bahnhofstr.) Gewerbliche Kunststoffabfälle und Kunststoffe aus der<br />
Erwitte, Fa. Portland Zementwerke kommunalen Sammlung werden in mehreren<br />
Zerkleinerungsstufen für die energetische Verwertung im<br />
betriebseigenen Zementwerk konditioniert.<br />
Lippewerk-Kraftwerk in<br />
Lünen, Fa. Rethmann<br />
Brennstoffaufbereitungsanlage<br />
Fa. Rethmann in Lünen<br />
Kunststoffaufbereitung<br />
Fa. Lippe Rohstoff, Bergkamen<br />
[MUNLV 2001]<br />
Ersatzbrennstoffe werden aufbereitet (zerkleinert und gemischt)<br />
und anschließend in einem Kraftwerk mit Wirbelschichtofen<br />
energetisch verwertet.<br />
Die angelieferten Siedlungsabfälle werden nach einer<br />
Zerkleinerung, Schwergut- und Fe-Metallabscheidung und<br />
Homogenisierung thermisch getrocknet, pelletiert und als<br />
Ersatzbrennstoff einer energetischen Verwertung zugeführt.<br />
In der Anlage werden heizwertreiche Abfälle (z. B. Kunststoffe,<br />
Papier und Pappe, Textilien) durch Zerkleinerung und<br />
Homogenisierung für die energetische Verwertung konditioniert.
Anhang B<br />
Abkürzungsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
Anhang B Abkürzungsverzeichnis<br />
a.n.g. anderweitig nicht genannt<br />
AG Aktien Gesellschaft<br />
ATS Österreichische Schilling<br />
ATV Abwassertechnische Vereinigung<br />
AVI Afval Verbrandings Installatie<br />
AVV - Abfallartenkatalogverordnung<br />
BGBl Bundes-Gesetzblatt<br />
BMU Bundesministerium für Umwelt<br />
BRAM Brennstoff aus Müll<br />
BPG Brennstoffe aus produktionsspezifischen Gewerbeabfällen<br />
bzw. beziehungsweise<br />
CDR Combustibile Derivato dai Rifiuti<br />
CEN Comitée Européen de Normailsation, europäisches Komitee für<br />
Normung<br />
DeNOx Entstickungsanlage<br />
DIN Deutsches Institut für Normung<br />
DM Deutsche Mark<br />
DSD Duales System Deutschland<br />
EAK Europäischer Abfallartenkatalog<br />
EBS Ersatzbrennstoff<br />
E-Filter Elektro-Filter<br />
EG Europäische Gemeinschaft<br />
ENCI Eerste Nederlandse Cement Industrie<br />
etc. et cetera<br />
EU Europäische Union<br />
EWAB Energy from Waste and Biomass<br />
FDI Food & Drinks Industry, Lebensmittel und Getränkeindustrie<br />
ges. gesamt<br />
ggf. gegebenenfalls<br />
GmbH Gesellschaft mit beschränkter Haftung<br />
Hfl Niederländische Gulden<br />
- B-1 -
Anlage B<br />
Abkürzungsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
incl. inclusive<br />
i.d.g.F. in der geltenden Fassung<br />
KWK Kraft-Wärme Kopplung<br />
LAGA Länderarbeitsgemeinschaft Abfall<br />
LAP Landlijk Afvalbeheersplan<br />
LCA Life Cycle Assessment<br />
max. maximal<br />
MBA Mechanisch-biologische Anlage<br />
min. minimal<br />
Mio. Million<br />
MJP Meerjarn Programm<br />
MUNLV Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und<br />
Verbraucherschutz NRW<br />
MVA Müllverbrennungsanlage<br />
MW Megawatt<br />
NE Nicht-Eisen<br />
Nr. Nummer<br />
NRW Nordrhein Westfalen<br />
ÖNORM Österreichische Norm<br />
org. organisch<br />
oTS organische Trockensubstanz<br />
PR Public Relation, Werbung<br />
RAL Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V., vormals<br />
Reichsausschuss für Lieferbedingungen<br />
RDF Refuse Derived Fuel<br />
REA Rauchgasentschwefelungsanlage<br />
RVL Reststoffverwertungsanlage Lenzing<br />
SBS Sekundärbrennstoff<br />
SCR Selektive katalytische Reduktion<br />
SNCR Selektive nichtkatalytische Reduktion<br />
TA <strong>Technische</strong> Anleitung<br />
TF Task Force<br />
TJP Tienjarnprogramma<br />
- B-2 -
Anlage B<br />
Abkürzungsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
TOC Total organic Carbon, organischer Kohlenstoffgehalt<br />
TS Trockensubstanz<br />
UBA Umweltbundesamt<br />
usw. und so weiter<br />
VDI Verband deutscher Ingenieure<br />
VDZ Verband der deutschen Zementindustrie<br />
VFG Vegetable, Fruit & Garden Waste<br />
VO Verordnung<br />
VÖZ Verband der österreichischen Zementindustrie<br />
€ Euro<br />
% Prozent<br />
η Eta, Wirkungsgrad<br />
λ Lambda, Luftüberschuss<br />
Chemische Elemente und Verbindungen<br />
As Arsen<br />
Cd Cadmium<br />
C Kohlenstoff<br />
CO Kohlenmonoxid<br />
CO2 Kohlendioxid<br />
Cr Chrom<br />
Cu Kupfer<br />
F Fluor<br />
H2O Wasser<br />
HCl Chlorwasserstoff<br />
Hg Quecksilber<br />
N2 Stickstoff<br />
NO2 Stickstoffdioxid<br />
NOx Stickoxide<br />
O2 Sauerstoff<br />
Pb Blei<br />
S Schwefel<br />
Sb Antimon<br />
- B-3 -
Anlage B<br />
Abkürzungsverzeichnis<br />
_________________________________________________________________________________<br />
SO2 Schwefeldioxid<br />
Zn Zink<br />
tr Trocken<br />
Physikalische Einheiten<br />
J Joule<br />
W Watt<br />
g Gramm<br />
t Tonne<br />
s Sekunde<br />
a Jahr<br />
h Stunde<br />
m Meter<br />
°C Grad Celsius<br />
Präfixe<br />
m Milli (10 -3 )<br />
µ Mikro (10 -6 )<br />
n Nano (10 -9 )<br />
p Piko (10 -12 )<br />
k Kilo (10 3 )<br />
M Mega (10 6 )<br />
G Giga (10 9 )<br />
P Peta (10 15 )<br />
- B-4 -