Tagungsband - Stadtentwässerung Kaiserslautern

FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage Kaiserslautern
es gab bisher die verbreitete auffassung, dass in einer
Gesamtbilanzierung von entwässerung, trocknung
und thermischer Verwertung aus dem klärschlamm nur
ein unbedeutender energiegewinn erzielt werden kann;
meist war man zufrieden, wenn im Rahmen energieoptimierter
Prozesse wenigstens eine ausgeglichene energiebilanz
(ein null-Summen-Spiel) erreicht wurde. Selbst
die initiatoren der solaren klärschlammtrocknung hatten
vor zehn Jahren nicht die energetische klärschlammverwertung
zum Ziel. die nutzung der Sonnenenergie und
ein niedriger Stromverbrauch waren wichtig, das primäre
Handlungsziel war jedoch die massen- und kostenreduzierung
und nicht die energiegewinnung.
ähnlich war die motivation beim aufbau der monoverbrennungs-
oder Vergasungsanlagen. auch hier stand
entstehungsgeschichtlich nicht die energiegewinnung,
sondern die sichere dezentrale entsorgung des klärschlamms
im Vordergrund. es findet insofern ein guter
umgang mit energie statt, als eine wärmerückgewinnung
betrieben wird, um den Bedarf an fossiler energie
für die klärschlammtrocknung zu reduzieren. Bei Vortrocknung
des klärschlamms mit Sonnenenergie oder
bei einer starken Vorentwässerung entsteht zudem ein
Spielraum für die Lieferung von wärme oder Strom an
dritte. der energiegewinn und die einsparung an co 2 -
emissionen bleiben jedoch eher mager 2) , so dass unter
diesen aspekten die mitverbrennung in den kohlekraft-
und Zementwerken eindeutig von Vorteil ist, sofern die
aufgaben der Rauchgasreinigung und Quecksilberabscheidung
dort gut gelöst sind.
Energiegewinnung aus Klärschlamm/
Verfahrensweg 1
ob und in welchem umfang mit dem entwässerten klärschlamm
ein energieüberschuss erzielt werden kann,
hängt vor allem davon ab, aus welchen Quellen die wärme
stammt, die für die klärschlammtrocknung benötigt
wird. der klärschlamm kann als ein biogener Reststoff
vor allem dann zur einsparung beim Verbrauch fossiler
Primärenergieträger beitragen,
• wenn für seine trocknung freie Sonnenenergie
und/oder bisher verlorene abwärme aus thermischen
Prozessen eingesetzt werden
• wenn die kapazität des klärschlamms zur Speicherung
von energie voll ausgeschöpft wird (Steigerung
der energiemenge um den Faktor 1,7 – 4)
• und wenn durch trocknung die energiedichte so weit
angehoben wird, dass er mit einem Heizwert von 9
– 11 mJ/kg als kohleersatzbrennstoff für die industrie
auch energetisch und wirtschaftlich interessant wird.
Zudem sollte der trockenschlamm in einer konsistenz
vorliegen, dass er auf einfache weise transportiert, gelagert
und der Verbrennung zugeführt werden kann.
unter dem druck zur Reduzierung der co 2 -emissionen
haben sich aus der Vielzahl der technischen optionen
zwei entsorgungsweg heraus kristallisiert, bei denen die
energiegewinnung aus klärschlamm als Verfahrensziel
eine Rolle spielt. nicht zufällig ist es die gestiegene
Bedeutung des klärschlamms als energieträger, die in
jüngster Zeit einen wachsenden wettbewerb um den
klärschlamm auslöste und zu sinkenden entsorgungskosten
führte. denn wer mit dem klärschlamm teurer
werdende kohle durch preiswerte biogene Reststoffe
ersetzen und seine co 2 -emissionen senken kann, der hat
auch im wirtschaftlichen wettbewerb einen Vorteil.
der erste technisch sehr einfache Verfahrensweg ist
die abholung des entwässerten klärschlamms auf den
kläranlagen und Verbringung zur mitverbrennung in
die Braun- oder Steinkohlekraftwerke. Vor seiner mitverbrennung
wird der klärschlamm zusammen mit der
kohle in den kohlemühlen getrocknet, so dass er mit
tR-Gehalten > 90% und Heizwertgehalten von 9 – 11
mJ/kg in die Verbrennung gelangt. der Heizwert des
trockenschlamms wird entsprechend der wirkungsgrade
der kraftwerke zu 35 – 42% in Strom umgewandelt. mit
einer tonne trockenschlamm können rund 0,38 tonnen
Steinkohle oder rund 1 tonne Braunkohle ersetzt und
der ausstoß von kohlendioxid um rund 1,0 tonne co 2
gesenkt werden.
Für die trocknung des entwässerten klärschlamms
wurden bisher vor allem die in den kohlemühlen vorhandenen
Reservekapazitäten mobilisiert. der aufbau
separater trocknungsanlagen speziell für die klärschlammtrocknung
fand bisher nur in ausnahmefällen
statt. weitere große mitverbrennungskapazitäten sind
in der Zementindustrie 3) , aber auch bei den kohlekraftwerken
zu finden, wenn der klärschlamm dort bereits
auf > 90% tR getrocknet angeliefert werden kann.
insofern könnte künftig auf einen neubau von monoverbrennungseinrichtungen
vollständig verzichtet und
der weg der nutzung als kohlerersatzbrennstoff systematisch
beschritten werden, wenn wir die aufgabe der
klärschlammtrocknung gut lösen.
Energiegewinnung aus Klärschlamm/
Verfahrensweg
den zweiten Verfahrensweg, um mit dem klärschlamm
fossile Primärenergie zu ersetzen und die treibhausgase
zu reduzieren, können die kommunen selbst aufbauen.
Vor allem in Süddeutschland gelang der solaren klär-