Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann + Partner mbh

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1 Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann + Partner mbh Klärschlammverwertungskonzepte für ländliche Regionen in Rheinland-Pfalz am Beispiel des Rhein-Hunsrück-Kreises Dr. Thomas Siekmann, Jürgen Schneider Köln,

2 Projektteam und Fördermittelgeber Federführung Auftraggeber: Jürgen Schneider, VG Emmelshausen (Co-Referent) Projektteam: Fördermittelgeber: (ehemals): (jetzt): 2

3 Veranlassung und Zielsetzung Wir werden die Klärschlammausbringung zu Düngezwecken beenden und Phosphor und andere Nährstoffe zurückgewinnen Koalitionsvertrag der Bundesregierung 2013 (S. 120) Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung (Referentenentwurf, August 2015) Primär- und Überschussschlamm Schlammstabilisierung Bagatellgrenze ( EW)?! Landwirtschaftliche / Landbauliche Verwertung Maschinelle Entwässerung (ca. 20 % - 35 % TR) (Teil-) Trocknung (> 40 % - > 90 % TR) P-Rückgewinnung Mitverbrennung Monoverbrennung 4

4 Veranlassung und Zielsetzung Klärschlammqualität: DüMV 2015 Teichkläranlagen Klärschlammvererdung Öffentliche Akzeptanz (?) Bildquelle: Langenohl,

5 Rhein-Hunsrück-Kreis Grundlagen Nord-Süd: rd. 65 km Ost-West: rd. 60 km 33 Kläranlagen GK 1 GK 2 GK 3 GK 4 6

6 Rhein-Hunsrück-Kreis Grundlagen Status Quo: ca EW Mg TM/a Simmern 26% Boppard 18% Kirchberg 20% Oberwesel 6% Rheinböllen 7% Kastellaun 13% Emmelshausen 10% Zukunftsszenario (2025): ca EW Mg TM/a Entwurfsplanung KA Musterdorf 7

7 Klärschlammverwertungsszenarien Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3 Szenario 4 Szenario 5 100% thermische Verwertung extern (Mainz/Koblenz) 100% thermische Verwertung intern, ein Standort RHK 100% thermische Verwertung intern, zwei Standorte RHK Thermische Verwertung aller KA GK 4 RHK intern, ein Standort; KA im Mittelrheintal thermisch extern; KA GK 1-3 bodenbezogene Verwertung (soweit GW gehalten) Thermische Verwertung KA GK 4 intern RHK, ein Standort; KA GK < 4 bodenbezogene Verwertung (s. SZ4) Bildquelle (links): TVM GmbH, Mainz 8

8 Klärschlammverwertungskonzept Methodik I. Auswahl Verwertungsstandorte extern: Lage und Annahmekapazität intern (RHK): Definition von Auswahlkriterien Klärschlammaufkommensschwerpunkte Aktuelle Planungen Lage der Kläranlage/Erweiterungsflächen Lage zu potentiellen Satellitenanlagen Sonstiges Entwurfsplanung KA Musterdorf Bildquelle: Google Maps 9

9 Klärschlammverwertungskonzept Methodik I. Auswahl Verwertungsstandorte im Rhein-Hunsrück-Kreis zusätzlich: GIS-gestützter Ansatz Auswahl Entwässerungszentren 10

10 Klärschlammverwertungskonzept Methodik II. Auslegung semizentrale thermische Verwertung Vorentwässerung auf Satellitenanlagen Bh=7.500 Mindestdurchsatz Anzahl Schlammmenge Pyreg- für Bh Pyreg Brennstoffleistung Trocknung für Module Heizwert Dauerbetrieb (500 kw)* Variante Standort t OS/a t TM/a m³/a m³/d kg TM/h kwh/kg TM kw m³/h - 1 Simmern / Deimerbachtal , ,2 2 2 Simmern / Kirchberg , ,7 1 2 Deimerbachtal , , Simmern / Deimerbachtal Simmern / Deimerbachtal , , , ,8 1 11

11 Klärschlammverwertungskonzept Methodik III. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Transportlogistik Formel nach Arlt (2003) 12

12 Klärschlammverwertungskonzept Methodik III. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Entwässerungskosten Kosten bodenbezogene Verwertung Bearbeitungsgebühr Logistikunternehmen 2 /m³ TR = 2-5 % 13 /m³ TR=20-30 % Bodenanalysen 1 /m³ TR = 2-5 % 6,5 /m³ TR=20-30 % Zwischenlagerung entw. Schlamm 15 /m³ TR=20-30 % Grundpreise Flächenbereitstellung Landwirt 1,75 /m³ TR = 2-5 % 10 /m³ TR=20-30 % Im Rahmen der Studie angesetzte Kosten (regional variierend) Kosten externe thermische Verwertung Preisanfrage (mehrere MVA) 13

13 Klärschlammverwertungskonzept Methodik III. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Kosten interne thermische Verwertung (netto, ohne BNK) 1 Linie: 1,7 Mio. 2 Linien: 2,7 Mio. Beispielhafte Ergebnisdarstellung (aus Projekt-Datenbank) 14

14 Klärschlammverwertungskonzept Methodik IV. Carbon Footprint Bildquelle: Genzowsky et al.,

15 Ergebnisse Rhein-Hunsrück-Kreis Wirtschaftlichkeitsbetrachtung SZ 0 SZ 1 SZ 2 SZ 3 SZ 4 SZ 5 Kostenstelle [ /a] Entwässerung Transport stoffliche Verwertung thermische Verwertung Gesamt spezifisch [ /Mg TM] Mehrkosten [ /(EW x a)] 2,6 2,1 2,7 0,2-0,2 16

16 Ergebnisse Rhein-Hunsrück-Kreis Carbon Footprint Landwirtschaft CF [t CO2e/a] Thermische Entwässerung Verwertung Thermisch PYREG Gesamt Status Quo -129,63 82,46-47,17-0,35 Szenario 1 extern (Mz/Ko) 134, , ,33 11,83 Szenario 2 a Sim 134,97 520,11 655,07 b Dbt 164,99 524,70 689,69 c Kb 164,99 527,12 692,11 Szenario 3 a Dbt/Sim 164,99 508,63 673,62 b Dbt/Kb 164,99 511,77 676,76 Szenario 4 a Sim/Ko/Landw. -62,18 115,80 278,88 190,97 523,47 b Dbt/Ko/Landw. -62,18 115,80 278,88 194,87 527,37 c Kb/Ko/Landw. -62,18 115,80 278,88 192,21 524,71 Szenario 5 a Sim/Landw. -45,12 115,80 318,62 389,30 b Dbt/Landw. -45,12 115,80 322,52 393,20 c Kb/Landw. -45,12 115,80 319,87 390,54 CF/EW [kg CO2e/ EW] 5,05 5,03 3,91 2,91 17

17 Fazit und Ausblick Weitreichende Veränderungen für Klärschlammerzeuger Klärschlammverordnung, Düngemittelverordnung, Akzeptanz Rechtliche Grundlagen schaffen aktuell Ungewissheit Bagatellgrenze? Fristen? Verabschiedung? Frühzeitige Befassung mit Thematik angeraten Ergebnisse nicht auf andere Regionen übertragbar Methodik auf andere (ländliche) Regionen übertragbar 18

18 Fazit und Ausblick Studie zeigt: Wirtschaftlichkeit thermischer Verwertung durchaus vergleichbar mit bodenbezogener Verwertung Hohe Reststoffqualität (n. thermischer Verwertung) keine organischen Schadstoffe keine Polymere hygienisch unbedenklich z. T. verfahrensimmanentes P-Recycling; keine P-Rückgewinnung erforderlich 19

19 Dank Verbandsgemeinden Kastellaun, Kirchberg, Rheinböllen, St. Goar-Oberwesel, Emmelshausen, Simmern und der Stadt Boppard Maschinen- und Betriebshilfsring Rhein-Hunsrück e. V. ELIQUO STULZ GmbH Fördermittelgeber: Ministerium für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten (MUEEF RLP) 20

20 Quellenverzeichnis Arlt, A. (2003): Systemanalytischer Vergleich zur Herstellung von Ersatzbrennstoffen aus biogenen Abfällen am Beispiel von kommunalem Klärschlamm, Bioabfall und Grünabfall. ISSN , Karlsruhe. Genzowsky, K., Rohn, A., Bolle, F.-W., Merkel, W. (2011): Methodenentwicklung zur Bewertung von siedlungswasserwirtschaftlichen und wasserwirtschaftlichen Anlagen hinsichtlich ihres ökologischen Fußabdrucks, Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft (FiW) an der RWTH Aachen e.v., IWW Zentrum Wasser in Mülheim, Aachen, Mülheim. Langenohl, T. (2015): Auswirkungen der sich verändernden Rahmenbedingungen auf die Entsorgungssicherheit für Klärschlamm. In: KA Korrespondenz Abwasser, Abfall Vol. 62 (3), S