Andreas Arlt
Karlsruhe: Forschungszentrum Karlsruhe 2003
(Wissenschaftliche Berichte, FZKA 6949)
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Zusammenfassung
Biogene Abfälle könnten aufgrund ihres Aufkommens und ihres Anteils an Biomasse einen wesentlichen Beitrag zur regenerativen Energieversorgung und zur Reduktion der CO2-Emissionen Deutschlands leisten. Sie eignen sich in ihrem ursprünglichen Zustand jedoch nur eingeschränkt für eine direkte energetische Verwertung und müssen hierfür unter erheblichem technischen, finanziellen und energetischen Aufwand zum Brennstoff aufbereitet werden. Deswegen wurde innerhalb dieser Arbeit exemplarisch die Aufbereitung von kommunalem Klärschlamm, Bioabfall und Grünabfall bis zum homogenen, lagerfähigen und trockenen Ersatzbrennstoff analysiert, um für diese Abfallarten die verfügbaren Technologien, die resultierenden Kosten und den erforderlichen Energieverbrauch aufzuzeigen. Methodisch wurde ein systemanalytischer Ansatz gewählt, und die Instrumente der Vollkostenrechnung sowie der Stoff- und Energiebilanz verwendet. Recherchierte Daten von ca. 200 Technologieanbietern und -betreibern wurden den Berechnungen zugrunde gelegt. Zur Aufbereitung der biogenen Abfälle werden Prozessketten eingesetzt, die sich aus anlagentechnischen und logistischen Komponenten zusammensetzen. Die anlagentechnischen Komponenten sorgen z. B. durch Entwässerung, Trocknung, Zerkleinerung dafür, dass der Brennstoff die erforderlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften aufweist. Die logistischen Komponenten verknüpfen den Aufkommensort, die anlagentechnischen Komponenten und den Verwertungsort miteinander (Erfassung, Transport) und dienen dazu, Aufkommens- und Nachfrageschwankungen (Lager) zu überbrücken.
Die Ergebnisse zeigen, dass die eingesetzten Technologien dem Stand der Technik entsprechen (Ausnahme: Trocknung und Co-Vergärung von Bioabfall). Im Vergleich zu alternativen Entsorgungswegen ergeben sich vergleichbare Kosten für die Aufbereitung und die energetische Verwertung der Abfälle. Die Aufbereitungskosten liegen in folgenden Bereichen: Grünabfall 100 bis 170 €/Mg TM, Klärschlamm 150 bis 380 €/Mg TM und Bioabfall 400 bis 800 €/Mg TM. Die Bereitstellung erfolgt bei allen drei Abfallarten mit einer positiven Energiebilanz: Grünabfall ca. 3,0 MWh Primärenergie (PE)/Mg TM (10,8 MJ PE/kg TM), Klärschlamm ca. 2,0 MWh PE/Mg TM (7,2 MJ PE/kg TM), Bioabfall ca. 1,3 MWh PE/Mg TM (4,7 MJ PE/kg TM). Bei vollständiger energetischer Verwertung der drei Abfälle könnten ca. 1,1 % des nationalen Stromverbrauchs gedeckt und mindestens 4,0 Mio. Mg CO2/a (25 % des Reduktionsziels der Abfallwirtschaft) vermieden werden. Da die Aufbereitung ca. 50 % des Energiepotenzials der Abfälle verbraucht, sollte die Bereitstellung energetisch optimiert werden. Dies kann durch die Kopplung von Trocknung und energetischer Verwertung, den breiten Einsatz der Solartrocknung, die Verbesserung der Entwässerung und die Nutzung von schienenbasierten Logistikkonzepten erfolgen, wie gezeigt wurde. Die Entwicklung und die Markteinführung dieser energiesparenden Technologien ist zu fördern bzw. bei der Planung und Konzeptionierung von Anlagen zu berücksichtigen. Potenzielle negative Auswirkungen der energetischen Nutzung (Emissionen) sind zu minimieren.