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Rheinisch – 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 />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

- 2-14 -


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 />

- 2-17 -


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 />

- 2-18 -


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 />

- 2-19 -


Kapitel 2<br />

Rechtliche Grundlagen der Mitverbrennung in Europa<br />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

- 5-13 -


Kapitel 5<br />

Technologie der Abfallmitverbrennung<br />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

_________________________________________________________________________________<br />

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 />

- 5-16 -


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 />

_________________________________________________________________________________<br />

- 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 />

NRW. http://www.lua.nrw.de<br />

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 />

Auskunft Langenkamp, Europäische Kommission, Joint Research Centre , Ispra,<br />

Italien, 2001. http://www.jrc.it/<br />

Auskunft Müller 2001, Bundesverband der deutschen Ziegelindustrie,<br />

http://www.ziegel.de<br />

Auskunft Scheurer, Institut für Dampfkesselwesen, Universität Stuttgart, 2001.<br />

http://www.ivd.uni-stuttgart.de<br />

Auskunft de Stefanis (ENEA) 2001. http://www.casaccia.enea.it/<br />

Auskunft van Tubergen (Essent) 2001. http://www.essent.nl<br />

Bundesminister für Land- und Forstwirtschaft Umwelt und Wasserwirtschaft 2001:<br />

Bundes-Abfallwirtschaftsplan – Bundesabfallbericht 2001 Österreich, ISBN 3-<br />

902010-70-3<br />

BUWAL 1997: Abfallentsorgung in Zementwerken. Thesenpapier. Umwelt<br />

Materialien Nr. 70. Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL),<br />

Bern, 1997<br />

BUWAL 1998, Dr. Graf AG: Regelungen über die Abfallentsorgung in Zementwerken.<br />

Grundlagen, Methoden, Berechnungen. Bericht 91.2018/A<br />

CEN 2001: Auskunft A. J. Limbrick, CEN/BT/TF118 “Solid Recovered Fuels”.<br />

ECN 2000: van Ree, R., Korbee, R., de Lange, T.: Biomass Cofiring Potential and<br />

Experiences in The Netherlands. Netherlands Energy Research Foundation<br />

ECN / Unit Biomass RX-00-035. November 2000.<br />

ECN 2001: van Ree, R., Korbee, R., (ECN), Meijer, R. et al. (KEMA): Operational<br />

Experiences of (in)direct co-combustion in coal and gas fired power plants in<br />

Europe. RX-01-08, Februar 2001.<br />

ENCI 2001: Eerste Nederlandse Cement Industrie, http://www.enci.nl/<br />

- 11-1 -


Kapitel 11<br />

Literaturverzeichnis<br />

_________________________________________________________________________________<br />

ENEA 2000: Ente per le Nouve tecnologie, l’Energia e l’Ambiente – ENEA: Rapporto<br />

Energia e Ambiente 2000<br />

euwid 47: Europäischer Wirtschaftsdienst. Recycling und Entsorgung. Heft 47,<br />

20.11.2001, 11. Jahrgang.<br />

EVA 1999, Energieverwertungsagentur Österreich, http://www.eva.wsr.ac.at<br />

Fehringer, R., Rechberger, H., Brunner, P.H.: Positivliste für Reststoffe in der<br />

Zementindustrie: Methoden und Ansätze (PRIZMA). Wien, 1999<br />

Hackl, A., Mauschitz, G. 2001: Emissionen aus Anlagen der österreichischen<br />

Zementindustrie III. Jahresreihe 1997 – 1999. Wien, Mai 2001.<br />

Koschützke, A. (Hg.) Joachim H. Spangenberg, H. J., Verheyen, R.: Von der<br />

Abfallwirtschaft zum Stoffstrom-Management, Kapitel 4.1: Der Charakter des<br />

Mülls. Gutachten im Auftrag der Friedrich-Ebert-Stiftung. Bonn, 1996 ISBN 3-<br />

86077-535-9. http://www.fes.de/fes-publ/environment/stoffst_2.html<br />

Flamme 2001: Flamme, S., Walter, G.: Qualitätsanforderungen an<br />

Sekundärbrennstoffe. In: Abfalltage Baden Württemberg 25. – 26. September<br />

2001, Hg: Prof. Dr.-Ing. Oktay Tabasaran, S. 233 – 245<br />

Grech, H., Ragossnig, A., Nelles et al. 1999: Mitverbrennung heizwertreicher<br />

Abfallfraktionen in industriellen Feuerungsanlagen. ED-Schau, Schriftenreihe<br />

Abfall – Umwelt. Montanuniversität Leoben, Ausgabe 9, Mai 1999<br />

Grech, H. 2000: Mitverbrennung von Abfällen und Reststoffen in industriellen<br />

Feuerungsanlagen. BE-119. Umweltbundesamt GmbH Wien. Februar 2000<br />

Grech, H. 2001: Stand der Abfallbehandlung in Österreich in Hinblick auf das Jahr<br />

2004. BE-182. Umweltbundesamt GmbH Wien. Jänner 2001<br />

Grech, H.: 2001a: Bestandsaufnahme der thermischen Entsorgung von verarbeiteten<br />

tierischen Proteinen in Österreich. BE-192. Umweltbundesamt GmbH Wien.<br />

September 2001<br />

Kern, M., Sprick, W. 2001: Abschätzung des Potenzials an regenerativen<br />

Energieträgern im Restmüll, Witzenhausen-Institut, 2001<br />

Köster 2001: In: Tagungsband 14. <strong>Aachen</strong>er Kolloquium Abfallwirtschaft am<br />

21.11.2001: Thermische Industrie- und Gewerbeabfallentsorgung, Stand und<br />

Entwicklung, <strong>Aachen</strong> 2001<br />

LAP 2001: Voor-ontwerp van het beleidskader van het Landelijk Afvalbeheersplan<br />

(LAP), Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelojke Ordening en Milieubeheer<br />

- 11-2 -


Kapitel 11<br />

Literaturverzeichnis<br />

_________________________________________________________________________________<br />

(VROM) , Direktoraat Generaal Milieubeheer, Den Haag, 18. Juni 2001, VO-BK-<br />

LAP/180601<br />

Monn 2001: Monn, L., Klärschlamm- und Kompostverwertung aus Sicht des<br />

Bodenschutzes, In: Abfalltage Baden Württemberg 25. – 26. September 2001,<br />

Hg: Prof. Dr.-Ing. Oktay Tabasaran, S. 181 – 188<br />

Müllmagazin 4/2001, Fachzeitschrift für ökologische Abfallwirtschaft,<br />

Abfallvermeidung und Umweltvorsorge. RHOMBOS-VERLAG, Berlin. ISSN<br />

0934-3482<br />

MUNLV 2001: Ministerium für Umwelt und Naturschutz Landwirtschaft und<br />

Verbraucherschutz NRW (Hg), Entsorgungsatlas NRW – Statusbericht der<br />

Entsorgungsanlagen, Düsseldorf, Dezember 2001<br />

Nottrodt, A. 2001: <strong>Technische</strong> Anforderungen und allgemeine Empfehlungen für die<br />

Entsorgung von Tiermehl und Tierfett in Verbrennungsanlagen. Erstellt im<br />

Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und<br />

Reaktorsicherheit, Stand: 23.02.2001.<br />

Scheurer, W. 2000: Untersuchungen zum Stand der Mitverbrennung von<br />

Klärschlamm, Hausmüll und Biomasse in Kohlekraftwerken (Schlussbericht).<br />

Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen (IVD) der Universität<br />

Stuttgart, März 2000<br />

TEKES/KEMA 2000: De Vries, R, Meijer, R et al.: Evaluation of the Dutch and Finnish<br />

situation of energy recovery from biomass and waste, National Technology<br />

Agency, Finnland, Helsinki 2000. Technology Review 99/2000.<br />

Rapporto Rifiuti 2001 Agenzia Nazionale per la Protezione dell’Ambiente (ANPA-<br />

ONR), Rom, 2001.<br />

Prognos 2001: Abfallverwertung in Industrieanlagen. Untersuchung über die<br />

energetische und stoffliche Verwertung von Abfällen in der Zementindustrie,<br />

bedeutenden Kraftwerken und der Metallindustrie. Ministerium für Umwelt und<br />

Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz NRW. Düsseldorf, 2001.<br />

RWI 1999 Klimaschutzerklärung der deutschen Industrie unter neuen<br />

Rahmenbedingungen. Monitoring-Bericht 1999: Fortschrittsberichte der<br />

Verbände. RWI Essen<br />

TBU 2001: Auskunft Steiner, <strong>Technische</strong>s Büro für Umweltschutz, Innsbruk.<br />

Umweltbundesamt 2000: http://www.umweltbundesamt.org/dzu/4/5/2/0040___0.xls<br />

- 11-3 -


Kapitel 11<br />

Literaturverzeichnis<br />

_________________________________________________________________________________<br />

VDZ Umweltbericht 2001, Verein Deutscher Zementwerke E. V. Düsseldorf,<br />

September 2000<br />

VKS, ASA 2000: Mechanisch-biologische Abfallbehandlung in Europa/ Verband der<br />

Kommunalen Abfallwirtschaft und Stadtreinigung (VKS) in Verbindung mit der<br />

Arbeitsgemeinschaft Stoffspezifische Abfallbehandlung (ASA) (Hg). B.<br />

Zeschmar-Lahl et al. Blackwell Wissenschafts-Verlag, ISBN 3-8263-3261 Berlin<br />

2000<br />

Schweizerische Ziegelindustrie http://www.swissbrick.ch/inh/de/fs-inh-de.htm<br />

VÖZ 2001, Verband Österreichischer Ziegelwerke<br />

http://www.ziegel.at/informat/produkti/default.htm<br />

Zeschmar-Lahl, B. 2001: Energetische Verwertung unter dem Gesichtspunkt von<br />

Stofffluss und Schadstoffen. In: Abfalltage Baden-Württemberg, 25.–<br />

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 -

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