Energie aus Abfall.
Eigentlich zählt Abfall fast zu den Kulturgütern: Seit Bestehen der Menschheit begleiten Rückstände des menschlichen Daseins die Entwicklung der Gesellschaft. Um mit den im Verlauf der Jahrhunderte immer größer werdenden Abfallmengen fertig zu werden, entwickelte sich als erstes Abfallwirtschaftskonzept die Deponierung. Bis zum Endes des 20. Jahrhunderts blieb sie Hauptbestandteil der Abfallentsorgung.
Das Bewusstsein, dass es sich bei der Deponierung um eine tickende Zeitbombe handelte, wurde jedoch erst in den 80er Jahren des vergangenen Jahrhunderts geschärft. Konkrete politische Handlungen, die die potentiellen Gefährdungen für die Umwelt durch Deponierung minimieren sollten, erfolgten erst 1993. Die Technischen Anleitung Siedlungsabfall (TASi), setzte in einer 12-jährigen Übergangsfrist das vollständige Deponierungsverbot für unbehandelte Abfälle um.
Zwei Behandlungsverfahren.
Im Jahr 1996 wurde mit der Einführung des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes drei Ziele gesetzt: Abfälle möglichst zu vermeiden, die vorhandenen zu verwerten und zu beseitigen. Alle Bundesländer mussten nun diese Anforderungen zwingend umsetzen.
Die Abfallablagerungsverordnung vom 1. März 2001 sollte dabei die Ausnahmen von der Regel verhindern. Da Restabfall nun verpflichtend behandelt werden musste, rückte nun auch die Nutzung dessen energetischen Potentials beim Gesetzgeber in den Vordergrund. Damit verbunden waren jedoch für die Betreiber hohe Investitionen in sichere Anlagen, die dieser Forderung gerecht werden. Seit Juni 2005 gibt es in der Bundesrepublik mit der Abfallverbrennung und der mechanisch-biologischen Behandlung zwei TASi-gerechte Verfahren zur Abfallvorbehandlung.
MVA und MBA
Energienutzung 100% - Volumenreduzierung 90%
In einer Müllverbrennungsanlage (MVA) wird der Abfall nicht nur behandelt, sondern auch energetisch genutzt. Abfallverbrennung reduziert das Volumen des Abfalls um 90 Prozent! Im Müllbunker werden grobe Fraktionen wie zum Beispiel Sperrmüll zerkleinert.
Um eine gute Verteilung der Fraktionen mit hohem und niedrigem Energiegehalt zu erreichen, wird der Abfall im Bunker gut gemischt. Dies gewährleistet im Kessel gleichmäßige Verbrennungseigenschaften.
Die verbleibenden 10 % der Reststoffe werden verwertet.
Über große Greifer wird das Müllgemisch regelmäßig in den Aufgabetrichter verbracht. Der so verbrachte Abfallklumpen rutscht durch sein Eigengewicht auf den Verbrennungsrost. Die Verbrennung erfolgt dann im Kessel ohne den Zusatz von fossilen Energieträgern.
Wenn der Abfall ausgebrannt ist, rutscht die Schlacke am Ende des Verbrennungsrosts in ein Wasserbad. Sie wird nach dem Abkühlen aufbereitet und ist reaktionsneutral. Metalle werden durch einen Metallabscheider herausgefiltert und wieder genutzt.
Abfall hat einen hohen Heizwert. Die bei der Verbrennung frei werdende Energie wird zur Strom- und Fernwärmeerzeugung sowie zur Erzeugung von Prozessdampf genutzt.
MBA vergärt die biogenen Anteile des Abfalls.
Die mechanisch-biologische Abfallbehandlung (MBA) hat ebenfalls zum Ziel, das Abfallvolumen zu reduzieren. Sie erreicht dieses Ziel aber nur zu 30 Prozent.
Am Anfang der Behandlungskette steht die Abtrennung der sperrigen Grobfraktionen.
Dann trennen mehrere unterschiedliche Zerkleinerungsmaschinen und Sieblinien die biologisch behandelbare (organische) und die heizwertreiche (Weiterbehandlung in MVA) Fraktion ab. Daneben werden auch noch enthaltene Metallbeimengungen über einen Magneten abgeschieden. Weitere erfasste Wertstoffe wie Metallteile und Holz werden der Wiederverwertung zugeführt.
Hungrige Bakterien als fleißige Helfer.
Die organische Fraktion wird nun in einem weiteren Schritt zerkleinert, homogenisiert und wenn nötig befeuchtet. Dies garantiert eine gleichmäßige biologische Umsetzung.
Dafür gibt es derzeit zwei Verfahren: Bei der aeroben Verrottung wird Sauerstoff mit eingesetzt. Hier sorgen spezielle Bakterien für einen gleichmäßigen Verrottungsprozess. Bei der anaeroben Verrottung wird ohne Sauerstoff vergärt. Sie ist verfahrenstechnisch aufwändiger, hat aber den Vorteil, dass das dabei entstehende Biogas energetisch genutzt werden kann.
Das aerobe und anaerobe Verfahren unterscheidet sich in der Art der Belüftung, der Umsetztechnik und des verfahrens- und bautechnischen Aufwandes. Das dabei entstehende erdenähnliche Restmaterial wird dann auf Deponien eingebaut.
Zwei Behandlungsarten im Vergleich.
Ob Abfallverbrennung oder mechanisch-biologische Behandlung: Nach den gesetzlichen Vorschriften gelten Müllbrennung und mechanisch-biologische Behandlung als gleichwertige Vorbehandlungsschienen.
Vergleich Abfallverbrennung und mechanisch-biologische Behandlung.
| Abfallverbrennung | Mechanisch-biologische Behandlung |
|---|---|
| Reduzierung des Abfalls um 90 % | Reduzierung des Abfalls um 30 % |
| Hygienisches Verfahren | Mikrobielle Abbauvorgänge verursachen erneute Verunreinigungen der Outputmaterialien |
| Kein weiterer Landschaftsverbrauch erforderlich | Deponierung ist weiter nötig (vollständiges Deponieverbot aber für 2020 angestrebt) |
| Arbeitet als Schadstoffsenke | Hochkalorische Fraktion muss trotzdem verbrannt werden |
| Substitution fossiler Energieträger durch Nutzung des energetischen Potentials | Geringe Substitution fossiler Energieträger |
| Endprodukt Schlacke ist reaktionsneutral, TOC* ≤ 3 Masse-% | Output reagiert noch im geringen Umfang TOC ≤ 18 Masse-% |
| Verhinderung klimaschädlicher Gase wie Methan |
*TOC = Total Organic Carbon
Vollständige Nutzung des energetischen Potentials.
Die Bundesregierung hat hinsichtlich der langfristigen Beseitigung von Abfällen klare Ziele vorgegeben: Bis 2020 sollen die Behandlungstechniken so weiterentwickelt und ausgebaut werden, dass alle Siedlungsabfälle in Deutschland vollständig und umweltverträglich verwertet werden. Das Ziel ist eine vollständige Nutzung des im Abfall enthaltenden energetischen Potentials.
Das bedeutet, dass ab dem Jahr 2020 keine Rückstände der Abfallbehandlung auf oberirdischen Deponien abgelagert werden dürfen. Untertage-Deponien zur Ablagerung von Filterstäuben bleiben jedoch weiter bestehen.
Abfallverbrennung bleibt wichtigster Bestandteil.
Dieses Ziel kann schon heute mit den vorhandenen Behandlungstechniken erreicht werden. Dabei hat das Bundesministerium für Umwelt und Reaktorsicherheit in einer Studie verschiedene Kombinationen der gängigen Behandlungstechnik kombiniert und ihren Wirkungsgrad hinsichtlich optimaler Verwertung sowie Kosten gegenübergestellt.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die in den Szenarien dargestellten und kombinierbaren Behandlungstechniken schon heute teilweise zum Einsatz kommen. Wichtigster Teil dieser Kombination ist und bleibt jedoch die Verbrennung. Bestimmte Verfahren zur Optimierung von Abfallverbrennungsanlagen befinden sich derzeit in Erprobung und im Versuchsstadium. Sie müssen zur endgültigen Erreichung des Ziels von 2020 nur noch geringfügig modifiziert werden.