69. Symposium 2008

Energie aus Abfall - Biomasse- und Ersatzbrennstoffverwertung


Vorwort
Sigmar Gabriel
Es ist in den letzten Jahren eine gute Tradition geworden, dass das Bundesumweltministerium die Schirmherrschaft √ľber das j√§hrliche Symposium des ANS zu ausgew√§hlten abfallwirtschaftlichen Fragestellungen √ľbernimmt. So auch in diesem Jahr, wo sich das Symposium dem Schwerpunkt "Energie aus Abfall - Biomasse- und Ersatzbrennstoffverwertung" widmet.
Ressourceneffizientes Handeln in der Abfallwirtschaft
Prof. Dr.-Ing. Klaus Fricke, Dipl.-Geoökol. Tobias Bahr, Dipl.-Biotechnol. Timo Thiel, Dipl.-Ing. Oliver Kugelstadt
Wer h√§tte gedacht, dass der Klimawandel unser Gesellschaft derart sensibilisiert ‚Äď Politik, Wirtschaft und Verbraucher gleicherma√üen. Auch die Optimisten unter den Umweltsch√ľtzern h√§tten dies noch vor wenigen Jahren nicht f√ľr m√∂glich gehalten. Immer mehr auch klassische Unternehmen widmen sich dem Thema Umwelt. Strategischer Konsum - der Verbraucher wird sich seiner Macht bewusst, durch sein Verhalten Ver√§nderungen herbeizuf√ľhren. Klimaschutz und damit Umweltschutz ist mittlerweile auch politisch nahezu √ľber das gesamte Parteienspektrum salonf√§hig geworden.
Beitrag der Abfallwirtschaft zu einer nachhaltigen Energieversorgung
MinDir Dr. Helge Wendenburg, RDir Dr. Claus-Gerhard Bergs
Die dramatischen Steigerungen der Weltmarktpreise f√ľr alle relevanten Rohstoffe in den vergangenen Jahren haben gezeigt, dass der in Deutschland und Europa praktizierte Weg, m√∂glichst viel der anfallenden Abf√§lle zu verwerten, zur Sicherung der Rohstoffversorgung beitr√§gt und auf lange Sicht die Reichweite von Rohstofflagern verl√§ngern kann.
Energie aus Abfall - Potenziale und Nutzungsmöglichkeiten
Prof. Dr. Rainer Wallmann, Dr.-Ing. Thomas Fritz
Die steigende Zahl der Weltbev√∂lkerung, verbunden mit einem verbesserten Lebensniveau in den L√§ndern der Dritten Welt, f√ľhrten und f√ľhren weiter zu einem starken Ansteigen des Energieverbrauchs weltweit. Die gleichzeitigen Endlichkeiten der Ressourcen von fossilen Energietr√§gern lassen zuk√ľnftig eine L√ľcke in der weltweiten Energieversorgung entstehen.
Optimierungsansätze zur Sekundärbrennstoff- und Energiebereitstellung bei MBA
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Gallenkemper
Neben der Funktion als Vorbehandlungsverfahren stellt die MBA gleichzeitig ein Verfahren zur stoffspezifischen Abfallbehandlung im Sinne eines Stoffstrommanagements dar, bei dem gezielt aus dem Restabfall Stoffstr√∂me zur Verwertung ausgeschleust werden. Neben der stofflichen Verwertung, deren Bedeutung im Hinblick auf die Ressourcenschonung sowie auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zunehmen wird, stellen mittlerweile die Ersatzbrennstoffe eine wichtige S√§ule in der Entsorgungswirtschaft und zunehmend auch in der Energiewirtschaft dar. Unterst√ľtzt durch g√ľnstige Rahmenbedingungen (steigende Energiekosten, Anerkennung der Klimavorteile) und wachsende Erfahrungen in den Anlagen bei der Prozessbeherrschung wird die energetische Verwertung auch mittelfristig weiter an Bedeutung gewinnen.
Energiebereitstellung durch thermische Abfallbehandlungsanlagen
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Arnd I. Urban
Die Abfallverbrennung in Rostfeuerungsanlagen ist der klassische Entsorgungsweg in Deutschland. Dabei ist die Entsorgung die primäre Aufgabe, nicht die Energiegewinnung. Diese ist eine im Gesamtkontext zu optimierende, gegenwärtig allerdings hochaktuelle Nebenaufgabe. Weitere Verbesserungen der auf hohem technischen und ökologischen Niveau betriebenen Anlagen erfolgen kontinuierlich.
Nachr√ľstung einer Verg√§rungsstufe im Kompostwerk G√∂ttingen
Dr.-Ing. Ottomar R√ľhl
Die st√§ndig knapper werdenden Ressourcen fossiler Energietr√§ger sowie die zunehmenden klimatischen Ver√§nderungen durch deren intensivere Nutzung sind die Triebkraft f√ľr das Umdenken in der Energieversorgung. So haben sich in den letzten Jahren vor allem kleinere Anlagen der Energieerzeugung etabliert, die einen entscheidenden Anteil an der Gesamtenergieerzeugung sicherstellen. Der Vormarsch erneuerbarer Energien hat nicht nur vor dem Hintergrund des EEG eine rasante Entwicklung vollzogen, sondern erfordert zus√§tzlich in immer st√§rkerem Ma√üe die Umsetzung von dezentralen Energieversorgungskonzepten.
Innovatives Konzept zur Nutzung inhomogener Abfallbiomasse als Energieträger
Dr. Jens-Karl Wegener
Der weltweit wachsende Energiebedarf leitet in den Industriel√§ndern eine Renaissance bei der Nutzung des Energietr√§gers Biomasse ein, der mit weiter steigenden Preisen f√ľr fossile Rohstoffe zunehmend √∂konomisch konkurrenzf√§hig wird. Getragen durch gesetzliche F√∂rderungen zur Umsetzung √∂kologischer Ziele, wie z.B. Klima- und Ressourcenschutz, ist die Nutzung von Biomasse in Deutschland in den letzten Jahren zum Teil erheblich intensiviert worden. Der Anteil der Erneuerbaren Energien am Endenergieverbrauch im Jahr 2007 betr√§gt ca. 8 %. Dabei stellt die Biomasse innerhalb der Erneuerbaren Energien mit rund 71 % den wichtigsten Energietr√§ger dar.
Zukunftsorientierte technologische Umsetzung der energetischen Nutzung von Biomassen
Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen
Aktuell wird die energetische Nutzung von Biomassen aufgrund steigender Nahrungsmittelpreise und der in einigen Regionen auftretenden Konkurrenz zwischen der Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln sowie Energiepflanzen sehr kontrovers diskutiert. Nachdem in den letzten Jahren die Bioenergie √ľberwiegend als sinnvoller Baustein zur L√∂sung der aus Ressourcenknappheit und Klimawandel resultierenden Probleme der Energiewirtschaft gesehen wurde, ger√§t sie nun vermehrt in die Kritik.
Kosteneffektive Gesamtlösungen der Bioabfallbehandlung mit Teilstromvergärung
Martin Mayer
Nicht nur im Rahmen der aktuellen Klimadiskussion und der Fl√§chenkonkurrenz von NaWaRos macht eine Teilstromverg√§rung der organischen Siedlungsabf√§lle Sinn, sondern weil die Erfassung der organischen Abf√§lle in Deutschland √ľber die "Braune Tonne" eine Mischung aus K√ľchenabf√§llen und Gr√ľnabf√§llen liefert. Dabei werden diese beiden Abfallstr√∂me ungeachtet ihrer unterschiedlichen chemisch und physikalischen Eigenschaften auf Grund ihres Gehalts an Organik gemischt gesammelt. Jedoch werden hier zwei Abfallstr√∂me gemischt und dadurch oft gemeinsam behandelt (Knappe et al., 2006), die eigentlich einer separaten, auf den jeweiligen Abfallstrom zugeschnittenen Behandlung bed√ľrfen.
Festfl√ľssigtrennung von Siedlungsabfall ‚Äď Erfahrungsbericht WM-Presse
Dr.-Ing. Gregor Stadtm√ľller
Der ZAK behandelt die Abf√§lle seiner Verbandsmitglieder, Stadt und Landkreis Kaiserslautern, im hoheitlichen Auftrag. Im Verbandsgebiet leben etwa 260.000 Einwohner. Daf√ľr betreibt der ZAK am Standort Kapiteltal eine mechanisch-biologische Anlage, je eine Anlage f√ľr die Kompostierung von Gr√ľnabfall sowie Bioabfall, eine Abfallumschlaganlage, einen Wertstoffhof und ein Sonderabfalllager sowie ein Umwelterlebniszentrum. Die Deponie Kapiteltal ist in der Abschlussphase und wird derzeit profiliert. Weiterhin betreibt der ZAK ein Biomassekraftwerk sowie eine Altholzaufbereitungsanlage.
Trockenfermentation von Biomasse aus Abfall und nachwachsenden Rohstoffen
Dr. Rolf Liebeneiner, Prof. Dr. Ulf Theilen
Die Trockenverg√§rung von Abf√§llen wird bereits seit Jahren erfolgreich durchgef√ľhrt. Die etablierten Techniken der Abfallwirtschaft wurden besonders nach der Novellierung des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes (EEG) im August 2004 und der daraus resultierenden Gew√§hrung des Technologiebonus f√ľr Trockenverg√§rungs-Anlagen an die vielf√§ltigen Anwendungsbereiche im Rahmen der Verg√§rung von Energiepflanzen angepasst. Durch die aktuelle Novellierung (2008) f√§llt zwar der Technologiebonus f√ľr Trockenverg√§rungsanlagen weg, die Vorteile hinsichtlich Energieverbrauch, Reaktorvolumen und Substratwahl bleiben weiterhin bestehen.
Synergieeffekte bei der Co-Verg√§rung mit Kl√§rschlamm oder G√ľlle
Prof. Dr.-Ing. Norbert Dichtl, Wiebke Rand
Seit Anfang der neunziger Jahre ist eine Intensivierung der Bem√ľhungen zur Co-Verg√§rung von sowohl fl√ľssigen als auch festen Abfallstoffen in Kl√§ranlagen festzustellen. Der Terminus "Co-Verg√§rung" bezeichnet dabei allgemein die Mitbehandlung begrenzter Mengen eines Materials in einer Verg√§rungsanlage, das von den bei der Planung und Genehmigung der Anlage vorgesehenen Substraten abweicht. In der Praxis handelt es sich vor allem um die gemeinsame Verg√§rung des Basissubstrats Kl√§rschlamm (bzw. in landwirtschaftlichen Biogasanlagen G√ľlle) mit einem oder mehreren fl√ľssigen oder festen biogenen Abfallstoffen als Co-Substrat.
Weiterentwicklung der Anaerobtechnik von der Mikrobiologie bis zur Gastechnik
Prof. Dr.-Ing. Frank Scholwin, Prof. Dr. Michael Nelles
Die Biogastechnologie ist mit einer industriellen Entwicklungszeit von rund 10 bis 15 Jahren noch eine sehr junge Technologie. Durch die umweltpolitisch notwendige Fokussierung auf die Reduktion von Klimagasemissionen hat sie jedoch insbesondere in den Bereichen der Nutzung landwirtschaftlicher, kommunaler und industrieller Reststoffe sowie nachwachsender Rohstoffe eine erhebliche Bedeutung erhalten. Der hohe auf der Technologie liegende Druck aus √∂konomischer, aber auch umweltpolitischer Sicht, fordert eine st√§ndige Fortentwicklung der eingesetzten Technologien, aber auch der vor- und nachgelagerten Prozesse. Forschungsarbeiten werden zur Optimierung vieler Prozesselemente durchgef√ľhrt und f√ľhren zu neuen Erkenntnissen und vor allem zu effizienteren Biogasanlagen mit verbesserten Umweltwirkungen.
Beispielhafte wirtschaftliche Optimierung bei der Kompostierung von Abfällen durch eine vor geschaltete Vergärungstechnologie mit Abwärmenutzung
Dipl.-Phys. Ing. (FH) Peter Lutz
Die biologische Behandlung von Bioabfällen kann durch eine Kompostierung oder eine vorgeschaltete Vergärung mit anschließender Nachkompostierung erfolgen. Wird als Substrat Bioabfall aus der kommunalen Sammlung (eventuell auch zusammen mit weiteren Substraten, wie z. B. Marktabfällen) eingesetzt, so stellt der Störstoffanteil hohe Anforderungen an die potentiell einsetzbaren Verfahren. Neben dem potentiellen Eintrag von Schadstoffen wirken Störstoffe, wie Kunststoffe, Glas, Sand und Steine, Schwimmschichten und Sedimente, abrasiv und verursachen unterschiedlichste Schäden.
Ersatzbrennstoffeinsatz in der Papierindustrie am Beispiel SCA in Witzenhausen
Dr. Kurt Wengenroth
Die Herstellung von Papier ist au√üerordentlich energieintensiv, da die Papierfaser zun√§chst in Wasser suspendiert wird und der damit verbundene hohe Wasseranteil im laufenden Prozess, das hei√üt innerhalb von wenigen Minuten, auf einen Feuchtegehalt von wenigen Prozent reduziert werden muss. Dies wird durch eine gezielte Kombination von mechanischen Pressvorrichtungen und energetischen Trocknungsma√ünahmen realisiert, wobei der Trocknungsprozess aufgrund der Verwendung von Dampf der energieintensivere ist. Der hierzu notwendige Energiebedarf liegt je nach Gr√∂√üe des Werkes bei 60 ‚Äď 100 MW in Form von Dampf mit Temperaturen von ca. 200°C. Zur Verdeutlichung ist der prinzipielle Ablauf ist im Folgenden schematisch dargestellt.
Sekundärbrennstoff- Aufbereitung und Verwertung
Prof. Dr.-Ing. Thomas Pretz
Sekund√§re Brennstoffe oder Ersatzbrennstoffe werden durch mechanische Verfahren aus Abfallgemischen unterschiedlicher Herkunft seit etwa 40 Jahren hergestellt. Dabei haben sich sowohl die Verfahrenstechniken als auch die Begriffe ver√§ndert. Aus dem Brennstoff aus M√ľll (BRAM) ist heute Ersatz- oder Substitutbrennstoff geworden, f√ľr den in einigen F√§llen qualitative Mindestanforderungen einschlie√ülich einer geregelten Qualit√§tssicherung eingef√ľhrt worden ist.
Auswirkungen der Novellen des EEG und KWKG auf die Abfallwirtschaft
RA Hartmut Gaßner
Nach den entsprechenden Beschlussfassungen im Bundestag und Bundesrat werden das novellierte EEG und das novellierte KWKG am 01. Januar 2009 in Kraft treten. Die Abfallwirtschaft hat verschiedene Ankn√ľpfungspunkte zum EEG und KWKG. Das Leitmotiv des 69. Symposiums des ANS e.V. ist: "Energie aus Abfall ‚Äď Biomasse- und Ersatzbrennstoffverwertung". Damit sind die Themenbereiche umschrieben, die auch in Bezug auf EEG und KWKG bedeutsam sind. Die Energie aus Abfall, die zur Stromversorgung eingesetzt wird, kann die Einspeiseverg√ľtung beanspruchen, wenn es sich um Biomasse i.S.d. Biomasseverordnung handelt.
Chlor ‚Äď Untersch√§tzte Kostenexplosion in der EBS-Verbrennung
Dipl.-Ing. Reinhard Schu, Dipl.-Ing. Jens Niestroj
Der Chlorgehalt im Abfall und Ersatzbrennstoff (EBS) ist heute der Leitparameter f√ľr die Auslegung von Kessel und Abgasreinigung und hat einen gro√üen Einfluss auf die Betriebskosten und die Verf√ľgbarkeit einer Verbrennungsanlage. Die Mitverbrennung von EBS aus gemischten Abf√§llen in der Zementindustrie und Kohlekraftwerken ist r√ľckl√§ufig, aufgrund erh√∂hter Sensibilisierung f√ľr die Brennstoffzusammensetzung und f√ľr die Verwertbarkeit der Reststoffe aus dem Kraftwerkprozess. Ersatzbrennstoffe werden heute entweder in der MVA mitverbrannt oder in Monoverbrennungsanlagen verwertet.
Stoffliche oder energetische Verwertung von Biomasse
Dr.-Ing. Michael Kern, Dipl.-Ing. Thomas Raussen, M.Sc.agr Auke Lootsma, Karsten Funda
Die getrennte Erfassung vom Bio- und Gr√ľnabf√§llen hat in Deutschland ein hohes Niveau erreicht. Allerdings ist der Anteil der daraus gewonnenen Energie noch vergleichsweise gering und die Biomasse wird √ľberwiegend stofflich genutzt. Gerade vor dem Hintergrund, dass gegenw√§rtig Energiepflanzen in Konkurrenz zu Nahrungsmittel gro√üfl√§chig angebaut werden, muss die Frage gestellt werden, ob die kombinierte stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse nicht Zielf√ľhrender ist.
√Ėkologische Bewertung der Biomasse- und Ersatzbrennstoffverwertung
Dipl.-Ing. Regine Vogt
F√ľr eine energetische Nutzung kommen eine Vielzahl an Biomassen und Ersatzbrennstoffen in Frage. Tabelle 1 zeigt beispielhaft Biomasse-Reststoffe nach Herkunftsbereich und mit Angabe verschiedener Nutzungsm√∂glichkeiten. Es sind ausschlie√ülich Biomassen aufgef√ľhrt, die als Rest- bzw. Abfallstoffe anfallen. Aus Sicht der √∂kologischen Bewertung ist dies insofern von Bedeutung, als dass Rest- bzw. Abfallstoffe √ľblicherweise als "frei anfallend" erachtet werden, da sie nicht gezielt erzeugt werden. Damit haben Biomasse-Reststoffe gegen√ľber z.B. Energiepflanzen den Vorteil, dass f√ľr sie keine Bereitstellungsaufwendungen und damit verbundene Umweltbelastungen anfallen.
Die Vergärungsanlage Rostock
Dr. Michael Mayer, Peter Storp
Die Verg√§rung von Bioabf√§llen in technischen Fermentern kann inzwischen zu den etablierten Verfahren gerechnet werden. Dieses Verfahren stellt sicherlich den derzeit √∂kologisch sowie √∂konomisch sinnvollsten Weg dar, die Energie im Bioabfall zu nutzen. Der n√§chste Schritt muss es nun sein, auch die Energie des Bioabfalls im Hausm√ľll zu erschlie√üen. Hierbei ist es sehr hilfreich, dass bei der Formulierung des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) eine weite Definition des Begriffes "Erneuerbare Energie" gew√§hlt wurde. Damit ist das Biogas aus den Hausm√ľllverg√§rungsanlagen in gleicher Weise wie das Gas aus den Biogasanlagen vom Grundsatz her EEG-konform.
Nutzung gastechnischer Einrichtungen stillgelegter Deponien zur Biogasverwertung am Beispiel der Deponie Brandholz
Markus Töpfer
Die RMD Rhein-Main Deponie GmbH ist eine gemeinsame Tochtergesellschaft des Main-Taunus-Kreises und des Hochtaunuskreises, die jeweils 50 % der Gesellschaftsanteile halten. Sie wurde urspr√ľnglich als Gesellschaft zum Betrieb der Deponie Wicker ausschlie√ülich vom Main-Taunus-Kreis gegr√ľndet. Der Hochtaunuskreis hat seine Gesellschaftsanteile mit der Neuordnung der Abfallwirtschaft im Rhein-Main-Gebiet nach der Aufl√∂sung des Umlandverbandes √ľbernommen. In diesem Zuge sind der RMD neben der Deponie Wicker auch die Deponie Brandholz in Neu Anspach, Hochtaunuskreis sowie die Schlackedeponie Offenbach zugeschlagen worden.
Grossversuch - Aufbereitung von getrennt gesammeltem Bioabfall/Gr√ľnschnitt zu Biomasse-Brennstoff -
Holger Lingk, Dipl.- Ing. Manfred Kanthak
Der ZAB betreibt am Standort Niederlehme eine Anlage zur Behandlung von Restabf√§llen nach dem Prinzip der mechanisch-biologischen Stabilisierung. Der Abfall wird mit zwei automatisierten Kransystemen zun√§chst einer Zerkleinerung und dann der biologischen Trocknung in Rotteboxen zugef√ľhrt. Der Rotte- und Trocknungsprozess erstreckt sich in der Regel √ľber sieben Tage in einem Temperaturbereich von 50 bis 60oC. Die im Abfall enthaltene Feuchtigkeit geht dabei in den Luftstrom √ľber, der das Rottegut st√§ndig von unten nach oben durchstr√∂mt.
Verwertung von Plastikabfällen durch Depolymerisation zu brennstoff
Dipl. Ing. Georg Kosak, Dipl.-Ing. Alex Pfirter, Gerold Weser
In unserer heutigen Gesellschaft werden Kunststoffe in vielf√§ltigen Ausf√ľhrungen und gro√üen Mengen produziert und m√ľssen nach Gebrauch verwertet bzw. entsorgt werden. Plastikabf√§lle bereiten bei der Abfallentsorgung jedoch erhebliche Probleme (u. a. wegen des hohen Heizwertes). Bei den zur Verwertung durch Depolymerisation geeigneten Abf√§llen handelt es sich um Fraktionen aus Haushalten, dem Gewerbe und der Industrie. Die Plastikabf√§lle sollten m√∂glichst frei von Fremdstoffen wie Papier, Textilien, Metallen und inerten Stoffen sein. Fremdstoffe m√ľssen allenfalls vor der Aufbereitung weiter aussortiert werden.
Regionale Konzepte zur Biomassenutzung am Beispiel Hessen
Dipl.-Ing. Thomas Turk
Die hessische Landesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch des Landes bis zum Jahr 2015 auf 15 % zu erh√∂hen.Der energetischen Nutzung von Biomasse kommt in diesem Zusammenhang eine Schl√ľsselrolle zu. Schon heute deckt Bioenergie in Hessen ca. 75 % der regenerativen Energieerzeugung ab.
Klärschlamm - Abfall oder Ersatzbrennstoff
Armin Uhrig
Ich möchte im folgenden keinen technischen bzw. wissenschaftlichen Vortrag halten, sondern vielmehr Gedanken, meine Gedanken, zu diesem Thema, bzw. bei Gesprächen mit Kommunen angesprochene Themen vortragen, dies unter Bezug auf die aktuelle Gesetzeslage Klärschlamm, die Energiediskussion und die knapper werdenden Brennstoffe, als auch aufgrund von sinnvoller Nutzung von Abwärme bzw. Freikapazitäten in den Faulräumen.
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