Regenerative Energie
Die Abfallverbrennung heute – eine Technik, die von Betroffenen nach wie vor mit großer Skepsis verfolgt wird -
© Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH (9/2007)
Durch das Verbot der Deponierung von unbehandelten Siedlungsabfällen ab dem 1. Juni 2005 entstand in Deutschland ein erheblicher Bedarf an Behandlungskapazitäten. Nicht nur Hausmüll sondern auch Gewerbeabfälle in aufbereiteter und nicht aufbereiteter Form sowie Reststoffe aus der mechanisch-biologischen Aufbereitung kamen zunehmend auf den Markt und führten dazu, dass die vorhandenen Verbrennungskapazitäten nicht mehr ausreichten. Vor dem Hintergrund gestiegener Energiepreise für Gas und Strom ist die Erzeugung von Strom und Wärme aus Abfall wirtschaftlich zunehmend lohnenswert. Da die Betreiber für ihren Brennstoff Zuzahlungen erhalten, amortisieren sich die Investitionskosten für die Anlagenbetreiber schon nach wenigen Jahren.
Verbrennung ist unverzichtbarer Baustein einer ökologisch orientierten Abfallwirtschaft – Akzeptanz von Abfallverbrennungsanlagen –
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Die deutsche Abfallwirtschaft konsolidiert sich nach zeitweilig stürmischer Entwicklung auf hohem Niveau. Wesentliche Grundsatzentscheidungen sind gefallen, ihre Implementierungen in die Praxis sind in den meisten Fällen auf gutem Weg. Die zukünftigen Entwicklungen werden durch Abläufe gekennzeichnet sein, wie sie aus anderen Branchen bekannt sind. Die Konzentrationen im Anlagenbau und in der Entsorgungswirtschaft werden weitergehen; gleichzeitig wird das eine oder andere Unternehmen vom Markt verschwinden, andere werden neu auf den Markt kommen. Während der letzten Jahre auf der Basis neuer Technologien errichtete Anlagen werden sich bewähren, anderenfalls werden sie geschlossen werden. Recyclingstrategien werden sich auf der Basis praktischer Erfahrungen und wissenschaftlicher Untersuchungen ändern, wie dies am Beispiel des zurzeit diskutierten Umgangs mit den Verpackungsabfällen beobachtet werden kann.
Abfallverbrennung - ein Beitrag zum Klimaschutz in Deutschland
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Die Abfallentsorgung ist ein wichtiges Segment der Kreislaufwirtschaft und stellt damit ein Grundelement der nachhaltigen Stoffwirtschaft dar. Mit ihren - in der stofflichen und energetischen Verwertung von Abfällen liegenden - Energiepotentialen kann sie zur Ressourcenschonung und damit auch zum Klimaschutz beitragen. Die Abfallverbrennung als Bestandteil der Entsorgung nimmt zwei wichtige Funktionen wahr: zum einen können Abfälle hygienisiert und weitgehend inertisiert werden und darüber hinaus kann die beim Behandlungsprozess anfallende Wärme energetisch genutzt werden, um fossile Energieträger zu substituieren. Des Weiteren wird ein Großteil der Asche aus Siedlungsabfallverbrennungsanlagen einer stofflichen Verwertung zugeführt, insbesondere deren
Nichteisen- und Eisenmetallanteile.
Ermittlung des Energiebedarfs in Betrieben und thermische Auslegung von bedarfsgerechten Ersatzbrennstoff-Kraftwerken
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In der Vergangenheit wurde in Deutschland der anfallende Haus- und Gewerbemüll in alten Kiesgruben oder Steinbrüchen vergraben oder deponiert, auf der Deponie im Freien zur Reduktion des Volumens verbrannt und die Reste in den Deponiekörper eingebaut. Weitere Mengen wurden in einfachen Verbrennungsanlagen verbrannt ohne die umgesetzte Energie zu nutzen. Die Reinigung der Rauchgase erfolgte gar nicht oder nur in einem sehr geringen Maße. So war die alte, inzwischen stillgelegte Industrieabfallverbrennungsanlage der HIM in Schweinfurt mit einem Multizyklon ausgerüstet, bevor hier Anfang der 80er Jahre eine Sprühabsorption mit nachgeschaltetem Gewebefilter installiert wurde.
Ein erster Schritt der Energienutzung bestand in der Installation eines Abhitzekessels, der die freiwerdende Wärme in Fernwärmenetzen zu Heizzwecken bereitstellte. Die Dampfparameter lagen häufig im Bereich von 10 bar oder es wurde heißes Wasser erzeugt. Des Weiteren wurden Gegendruck-Dampfturbinen eingesetzt, um vor allem während der warmen Jahreszeit wenigstens einen Deckungsbeitrag für die Investition des Wasser/Dampfkreislaufes zu leisten.
Planung eines Reststoff-Heizkraftwerkes für die Energieversorgung einer Papierfabrik
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Die Papierherstellung erfordert prozessbedingt einen hohen Energieaufwand. Sowohl der Stromverbrauch für die Antriebe der Papiermaschinen und der Stoffaufbereitung als auch die Dampfverbräuche sind beachtlich. Neben dem hohen Energieverbrauch zeichnet sich die Papierproduktion (im Besonderen, wenn Altpapier eingesetzt wird) durch einen hohen Reststoffanfall aus. Die Reststoffe wurden in der Vergangenheit, d.h. bis zum In-Kraft-Treten der TA Siedlungsabfall im Juni 2005, häufig deponiert. Im Jahr 2005 traten verstärkt zwei Effekte am Markt auf, die zur Erhöhung des Leidensdrucks in der gesamten deutschen Industrielandschaft, besonders jedoch
in der Papierindustrie führten:
- Verteuerung der Energie (Strom, Gas, Öl),
- Verteuerung der Abfallentsorgung.
Niedertemperatur-Tunneltrockner zur optimierten Wertstoffgewinnung
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Die energetische Verwertung stand bisher im Vordergrund der Diskussion über Abfallwirtschaftskonzepte und Biomasseverwertung. EEG, Kraftstoffquotengesetz und der CO2-Handel subventionieren direkt oder indirekt die energetische Verwertung. Die stoffliche bzw. werkstoffliche Verwertung wird nicht oder kaum subventioniert. Das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz von 1994 hatte nach langen politischen Diskussionen nicht der stofflichen Verwertung den klaren Vorrang gegenüber der energetischen Verwertung eingeräumt. Dennoch bekannte sich das Duale System Deutschland mit Inkrafttreten des KrW-/AbfG in einer freiwilligen Selbstverpflichtung dazu, der werkstofflichen Verwertung die höchste Priorität beizumessen. Erst in der EU-Abfallrahmenrichtlinie, die aktuell vor der Verabschiedung steht, wird der Vorrang der stofflichen Verwertung in der 5-stufigen-Abfallhierarchie festgeschrieben.
ZAK-Technik zur Erzeugung von Ersatzbrennstoff
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Der Zweckverband Abfallbehandlung Kahlenberg (ZAK) hat von Oktober 2004 – Grundsteinlegung – bis März 2006 – Beginn Kalt-Inbetriebnahme – eine MBA nach dem vom ZAK entwickelten ZAK-Verfahren für einen Durchsatz von 100.000 Tonnen pro Jahr errichtet. Die Warm-Inbetriebnahme der MBA erfolgte ab Mai 2006. Die MBA Kahlenberg liegt im Süd-Westen Deutschlands in der Nähe von Freiburg.
Aufgrund der innovativen und bisher großtechnisch noch an keinem anderen Standort umgesetzten Technologie wurde der Bau besonders innovativer Bestandteile der MBA Kahlenberg finanziell durch das Finanzierungsinstrument der Europäischen Union, LIFE-Environment gefördert. Hierfür wurde zwischen Dezember 2003 und November 2006 ein die Planung, den Bau und die Inbetriebnahme der MBA Kahlenberg begleitendes Projekt durchgeführt. Das Projekt wird vorgestellt.
Katalytische Gasaufbereitung von Brenngas aus der Biomassevergasung
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Die Beschäftigung mit der Problematik des Einsatzes von nachwachsenden Rohstoffen in zahlreichen Anwendungsgebieten hat aus vielen verschiedenen Gründen aktuell einen sehr hohen Stellenwert. Im Vordergrund steht die Schonung der Umwelt durch den Einsatz von Biomassen zur Energieerzeugung, um somit einen Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen zu leisten. Gerade in jüngster Zeit ist das Thema des Klimawandels sehr oft in der Diskussion. Eine wesentliche Rolle als Emittent von Treibhausgasen nimmt der Straßenverkehr durch den Ausstoß der Abgase der Kraftfahrzeuge ein. Auch in diesem Bereich gewinnt der Einsatz von nachwachsenden biogenen Rohstoffen immer mehr an Bedeutung. Ein weiterer Grund ist das seit Juni 2005 in der TA Siedlungsabfall festgeschriebene gültige Verbot der Verbringung von Materialien mit einem Organikanteil von mehr als 5 Gew.-% auf die Deponie. Weiterer Anlass ist durch finanzielle Anreize gegeben, so z.B. das Erneuerbare- Energien-Gesetz oder Prämien für die Nutzung von landwirtschaftlichen Stilllegungsflächen für den Anbau schnellwachsender Energiehölzer und -pflanzen. Für die energetische Verwertung von biogenen Brennstoffen stehen u.a. die Verbrennungs- und die Vergasungstechnologie zur Verfügung.
Sicherung der Energieversorgung für den Industriestandort Premnitz durch die Energetische Verwertungsanlage für Ersatzbrennstoffe (EVE)
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Die BKB Premnitz GmbH errichtet derzeit auf einer Freifläche neben einem gasbefeuerten Industriekraftwerk ein EBS-Kraftwerk mit Rostfeuerung. Diese Anlage ist eine Ergänzung zur benachbarten zirkulierende Wirbelschichtfeuerung die ebenfalls mit Ersatzbrennstoff betrieben wird und die Energieversorgung der Industrie- und Gewerbekunden absichert.
Karlsruher Konzepte zur stofflichen und energetischen Nutzung von Biomasse
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Feste Energieträger werden in unterschiedlichen Branchen wie Kraftwerke, Verkehr, Chemie, Grundstoffindustrie und Hüttenwesen zur Erzeugung von Strom und Wärme, aber auch zur Herstellung von stofflich genutzten Produkten wie Synthesegas eingesetzt. Der Energieträger Biomasse gewinnt dabei zunehmend an Bedeutung.