Untersuchungen zur Klimarelevanz der Abfallwirtschaft in den Abfallverbänden des Freistaates Sachsen

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1 Untersuchungen zur Klimarelevanz der Abfallwirtschaft in den Abfallverbänden des Freistaates Sachsen Klimarelevanz der Entsorgungslösungen der 4. Abfallzweckverbände und verbandsfreien Körperschaften 1 Methodische Anmerkungen Sachsen-spezifische Datensätze für Berechnung: Abfallarten: Abfalleigenschaften (jeweils): Restabfall Heizwert (roh) Heizwertangereicherte Fraktionen C-Gehalt Ersatzbrennstoff, konfektioniert Anteil C bio bzw. C fossil Gewerbeabfall, hausmüllähnlich Sperrmüll Abfälle von öffentlichen Flächen 2 1

2 Weitere Datensätze für Berechnung: Gut- und Lastschriften für erzeugten/verbrauchten Strom (inkl. Vorketten): Im Freistaat Sachsen: Sächsischer Strommix (25): 915 g CO 2 -Äq./kWh el Außerhalb Sachsens: Deutscher Kraftwerksmix (25): 64 g CO 2 -Äq./kWh el Gutschriften für bereit gestellte Wärme: Sachsen-Wärmemix [31 % Öl % Erdgasfeuerung]: 273,2 g CO 2 -Äq./kWh th Fernwärme aus Braunkohle-Heizwerk (GEMIS) (D): 494,6 g CO 2 -Äq./kWh th 3 Prozessdampf (IFEU) (D): 29 g CO 2 -Äq./kWh th Datensätze für Berechnung: 4 Gutschriften für erzeugte Stoffe/stoffliches Recycling: Eisenmetalle und NE-Metalle (Aluminium) Klinker (in einem BAT-Zementwerk mit 3.2 MJ/Mg Klinker) Methanol (Datensatz aus Klimarelevanz 1 ) Schottermaterial (Schlacken und Schmelzgranulate) REA-Gips Lastschriften für Stoffbedarf bzw. Emissionen: Emissionen Anlage Energiebedarf Anlage (Erdgas, Heizöl EL, Diesel) Betriebsmittel: Chemikalien für Rauchgasreinigung bzw. Abgasreinigung bei biologischen Verfahren (saurer Wäscher) Emissionen Deponierung MBA-Rottegut Transporte Lkw (> 5 km) 2

3 ÖRE/ZV 1 bis 3 5 Verbrennung von 1 Mg Abfall in einer MVA kg CO2-Äq./Mg Abfall ÖRE/ZV1 ÖRE/ZV2a ÖRE/ZV2b ÖRE/ZV3 Emissionen Anlage Energiebedarf Anlage Betriebsmittel Anlage Transport Energieauskopplung stoffliches Recycling Bilanz In Sachsen -114,2-113, Außerhalb Sachsens 6,7 15,9 MVA in Sachsen: Gutschrift sächsischer Strommix: 915 g CO 2 -Äq./kWh MVA außerhalb Sachsens: Gutschrift deutscher Strommix: 64 g CO 2 -Äq./kWh Alle MVAs: Nur Strom, keine KWK! ÖRE/ZV 4 6 Verbrennung heizwertangereicherter Fraktion aus MBS1 in 2 Modellanlagen (Bezug: jeweils 1 Mg Input) MVA2 (nicht in S.): keine KWK MBS1 MVA2 EBS-KW1 Gutschrift D-Mix (relativ sauber ) a) 1% hafr in MVA2 (ohne KWK): keine Entlastung b) 2% in MVA2 und 8% in EBS-KW1: in Summe Klimaentlastung (-1,6 kg CO 2 - Äq./Mg MBS-Input) c) Wenn Substitution Emissionen Anlage Transport stoffliches Recycling Energiebedarf Anlage Deponierung Bilanz Betriebsmittel Anlage Energieauskopplung Sachsen-Strommix: >-9 kg CO 2 -Äq./Mg MBS-Input kg CO2-Äq./Mg Anlageninput 75,8-41, -153,8 3

4 ÖRE/ZV 5 7 Verbringung heizwertangereicherter Fraktion aus MBS2 in verschiedene thermische Anlagen kg CO2-Äq./Mg Abfall 3, 2, 1,, -1, -2, -3, -4, 71,6 MBS2 EBS-KW1 BKW1 SVZ Gesamt Emissionen Anlage Vorkette Steinkohle Energiebedarf Anlage Betriebsmittel Anlage Transport Energieauskopplung Stoffliches Recycling -19,3 Bilanz Module -74,8-3,8-53,2 Ergebnis verschlechtert sich, wenn MBS2: geringere Abtrennleistung für Eisen- und noch mehr für NE-Metalle EBS-KW1 und BKW1: nur Stromauskopplung SVZ: energetischer Aufwand höher als modelliert ÖRE/ZV 6 8 Verbringung heizwertangereicherter Fraktion aus MPS in verschiedene thermische Anlagen kg CO2-Äq./Mg Abfall 3, 2, 1,, -1, -2, -3, -4, 143,7 MPS BKW1 EBS-KW1 SVZ Gesamt -55,1 Emissionen Anlage Vorkette Steinkohle Energiebedarf Anlage -42,2-5,6 Betriebsmittel Anlage Transport Deponierung Energieauskopplung Stoffliches Recycling Bilanz Module 4,8 hoher Aufwand in MPS insbesondere Abfalltrocknung mittels Erdgas stark klimabelastend Auskopplung von Energie und Stoffen (Methanol) reicht nicht zur Kompensation Ergebnis verschlechtert sich, wenn EBS-KW1 und BKW1: nur Stromauskopplung SVZ: energetischer Aufwand höher als modelliert 4

5 ÖRE/ZV 7 9 Verbringung heizwertangereicherter Fraktion aus MBA in verschiedene thermische Anlagen + Z-Lager kg CO2-Äq./Mg Abfall 1, 5,, -5, -1, -15, 38,8 5, MBA EBS BKW1 ZEM MVA3 ZwiLa hkfr -,4 ZwiLa mkfr Gesamt Emissionen Anlage Energiebedarf Anlage Betriebsmittel Anlage Transport Deponierung Energieauskopplung bzw. vermiedene Emission Stoffliches Recycling Bilanz Module -62,4,4,5,9-17,4 Klimaentlastung nur bei Verbringung in hochwertige Anlagen (KWK- BKW und BAT- Zementwerk) hafr in Z-Lager bringen keine Gutschrift in 27, sondern erst bei Verwertung Mögliche Methan- Emissionen aus Z- Lager nicht erfasst (mangels Daten) ÖRE/ZV 8 1 Verbringung heizwertangereicherter Fraktion aus MA in verschiedene thermische Anlagen + Z-Lager kg CO2-Äq./Mg Abfall 25, 2, 15, 1, 5,, -5, -1, -15, -2, -25, 5, MA ZwiLa MBA MVA3 Gesamt Emissionen Anlage Energiebedarf Anlage Betriebsmittel Anlage Transport Deponierung Energieauskopplung Stoffliches Recycling,2 Bilanz Module -,5 1, 5,4 hafr in Z-Lager bringen keine Gutschrift in 27, sondern erst später bei Verwertung Transporte fallen ins Gewicht Mögliche Methan- Emissionen aus Z- Lager nicht erfasst (mangels Daten) MVA3 koppelt nur Strom aus, Aufwendungen höher als Gutschrift 5

6 11 Bilanz 27 Entsorgungslösung MVA MA + Verwertung MPS/MBS/MBA MPS + Verwertung MBS + Verwertung MBA + Verwertung (ohne Deponierung) Deponierung von MBA-Rottegut Verwertung ohne Vorbehandlung Summe Klimaeffekt in 1. Mg CO 2 /a Prognose ,4-1, -5,4 - -2,7 6,1 9,2 -,4-45,2 Hochrechnung 27-12,3,2-3,6 3,8-4,6-2, ,7 Transportaufwendungen Klimarelevante Transportaufwendungen aufgrund des Abfalltransports (ggf. von einer Umladestation) zur Erstbehandlungsanlage (nur Strecken oberhalb 25 km berücksichtigt): Thermisch, Mg*km MechSort, Mg*km Annahme: Rückfahrt: 1% Leerfahrten MechBio, Mg*km Daraus errechnet sich eine Lastschrift (Emissionen) von Mg CO 2 -Äq. für das Jahr 27. Summe, Mg*km

7 Sensitivitätsbetrachtungen Einfluss der Energieeffizienz Einfluss der substituierten Energie Keine Zwischenlagerung der hafr Keine Verwertung im SVZ Verwertung von Ammoniumsulfat aus saurem Wäscher vor RTO 13 Ergebnis Sensitivitätsbetrachtungen Einfluss der Energieeffizienz je nach Verfahren/Modell (z.b. bei MBS2) höhere Klimaentlastung bis 2% und mehr möglich Einfluss der substituierten Energie: sächsischer Strommix: 915 g CO 2 /kwh el Bundesdeutscher Strommix: 64 g CO 2 /kwh el Vorteilhaft für Verfahren, die Strom in Sachsen auskoppeln (MVA1) Nachteilig für Verfahren, bei denen die Stromverbräuche in Sachsen anfallen, die Gutschriften für Stromauskopplung aber außerhalb Sachsens erfolgen, z.b. Lastschrift für MBS1 um 2 % höher als bei D-Mix, dadurch rechnerisch geringere Klimaentlastung 14 7

8 Ergebnis Sensitivitätsbetrachtungen 15 Bilanz 27 ohne Zwischenlagerung hafr Annahme: keine Zwischenlagerung der heizwertangereicherten Fraktionen, sondern Verbringung in MVA oder in andere thermische Anlagen Entsorgungslösung MVA MA + Verwertung MPS/MBS/MBA MPS + Verwertung MBS + Verwertung MBA + Verwertung (inkl. Deponierung von MBA-Rottegut) Summe Hochrechnung 27-12,3,2-3,6 3,8-4,6-2,8-15,7 Klimaeffekt in 1. Mg CO 2 /a Sens. 27 (ohne ZwiLa) (MVA-Lösung) -12,3,6-11,1 3,8-4,6-1,3-22,9 Sens. 27 (ohne ZwiLa) (best case) -12,3-2,9-35,7 3,8-4,6-34,9-51, Ergebnis Sensitivitätsbetrachtungen Keine Verwertung hafr im SVZ hafr-mengen ins EBS-KW1: Verringerung der Klimaentlastung (- 18 %), da Gutschrift Methanol > Gutschrift Energieauskopplung hafr-mengen ins BKW1: Erhöhung der Klimaentlastung (+ 16 %), da Gutschrift Methanol < Gutschrift Energieauskopplung Verwertung von Ammoniumsulfat aus saurem Wäscher vor RTO in MBA Keine Angaben zur Konzentration, daher Abschätzung über Rohgasbeladung und Abscheidegrad in Literatur Für Gutschrift keine Daten in GEMIS, daher Modellierung über Stöchiometrie der Synthesereaktion oder über Substitution von N- Dünger Gutschrift in Höhe von 3,4 bis 5,2 kg CO 2 -Äq./Mg Input dadurch Klimabelastung MBA-Konzept um 9 bis 13 % reduziert 16 8

9 Fazit Sensitivitätsbetrachtungen Ergebnisrelevanz von 2 % und mehr für Einfluss der Energieeffizienz Einfluss der substituierten Energie Keine Zwischenlagerung der hafr Ergebnisrelevanz unter 2 % Keine Verwertung hafr im SVZ Verwertung von Ammoniumsulfat aus saurem Wäscher vor RTO 17 Verwertung von Bioabfällen Genehmigungsstatus und Bauweise sächsischer Kompostanlagen ÖRE/RP Bautzen Radebeul RP Dresden Chemnitz Plauen RP Chemnitz Anlagen gesamt Anzahl Kapazität in Mg/a Anzahl Anlagen nach BImSchG Kapazität in Mg/a Anlagen in geschlossener Bauweise Anzahl Kapazität in Mg/a RP Leipzig Sachsen

10 Verwertung von Bioabfällen Abschätzung der klimarelevanten Emissionen der Behandlung kompostierbarer Abfälle in Sachsen im Jahr 27 Nur ÖRE/ZV-Abfälle! Kompostierungsanlagen mit Abgasfassung und -behandlung (Biofilter) Offene Kompostierungsanlagen Vergärungsanlagen mit Biogasnutzung (BHKW) Kompostierbare Abfälle in Mg/a (27) Last-/Gutschrift in kg CO 2 -Äq./Mg Abfall ~ 69 ~ 5 ~ -5 Klimaeffekt in 27 in Mg CO 2 - Äq./a Gesamt Altstoffverwertung Aufgrund der getrennten Altstofferfassung der sächsischen ÖRE/ZV mögliche Einsparungen an Treibhausgasemissionen (geschätzt) Altstoffstrom Von den ÖRE/ZV erfasstes Aufkommen 27, in Mg Netto-Entlastung bei Verwertung in kg CO 2-Äq./Mg Durch Recycling erreichbare Emissionseinsparung (27) in Mg CO 2-Äq PPK a) -183 bis bis -65. (optim. b) -1.5 bis 2.1 (real.) c) Altglas bis bis Fe-Metalle bis bis LVP Gesamt a) bis (opt.) b) bis 11.1 (real.) c) Daraus können 188. Mg Recyclingpapier erzeugt werden. b) Optimalszenario: Gesamte PPK-Mengen werden für die Produktion grafischer Papiere eingesetzt. c) Realszenario: 3,9 % der PPK-Mengen gelangen in die Produktion grafischer Papiere. Gutschriften für Verwertung in Produkten minderer Qualität hier nicht berücksichtigt. 1

11 Deponiegasemissionen 199 bis Mg CO2-Aq./a GWP 23 GWP Gesamtemissionen (Hochrechnung) von den Altablagerungen und Deponien im Freistaat Sachsen von 199 bis 26, inkl. der abgefackelten bzw. verwerteten Gasmengen, in 1. Mg CO 2 -Äq./a (Werte bis 1999 aus [LfUG21], ab 2 aus [LfULG28], Berechnung nach VDI 379 Bl. 2; abgefackeltes/verwertetes Deponiegas nur grob geschätzt) 11