Stellenwert der Kunststoffabfälle bei der ökoeffizienten Energieversorgung durch EBS-Kraftwerke

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1 Stellenwert der Kunststoffabfälle bei der ökoeffizienten Energieversorgung durch EBS-Kraftwerke Nils Oldhafer / Morgan Düren / Daniel Mulch Zusammenfassung Die energetische Verwertung von Kunststoffabfällen als Bestandteil von EBS hat sich in Deutschland als Verwertungsoption etabliert. Mit den sich im Betrieb befindlichen Rost- oder Wirbelschichtfeuerungen, die überwiegend als KWK-Anlagen konzipiert sind, kann potentiell ca. 2,8 % des Energiebedarfes der Industrie in Deutschland abgedeckt werden. Zudem ersetzen diese Anlagen fossile Kraftwerke, was zu einer Minderung der CO 2 -Emissionen von ca. 2,9 Mio. t pro Jahr führt. Der Kunststoffanteil in EBS beträgt im Durchschnitt ca. 20 %, kann aber in Abhängigkeit des Eingangsmaterials und des Aufbereitungsprozesses stark schwanken. Im Vergleich zu den anderen Stofffraktionen weisen die Kunststoffe einen deutlich höheren Heizwert auf. Dieses geht aber einher mit höheren massenbezogenen Schadstoffkonzentrationen. Bei der Energieversorgung mit EBS kommt dem Kunststoff mit einem Heizwertanteil von ca. 40 % eine wesentliche Bedeutung zu. Auf der anderen Seite leistet die Kunststofffraktion aber auch den Hauptbeitrag an fossilem Kohlenstoff im EBS. Ohne diesen Anteil würde EBS jedoch über so ungünstige brennstofftechnische Eigenschaften verfügen, dass der Einsatz in Frage gestellt wäre und somit der insgesamt positive Beitrag der EBS-Kraftwerke entfallen würde. Einleitung Der Einsatz von Ersatzbrennstoff (EBS) zur energetischen Verwertung in Feuerungsanlagen ist in Deutschland eine etablierte Verwertungsoption für heizwertreiche und damit zumeist auch kunststoffreiche Abfallströme. Diese Form der Verwertung erfolgt zum einen als Mitverbrennung des Ersatzbrennstoffes mit fossilen Brennstoffen, zumeist in der Zementindustrie, aber auch in Kohlekraftwerken. Der von der Menge wesentlich bedeutendere Ersatzbrennstoffstrom, ca. 80 % des gesamten Aufkommens, wird jedoch in EBS- Kraftwerken genutzt, in denen die Energieerzeugung ausschließlich auf Basis des Brennstoffes EBS erfolgt. In diesem Beitrag soll kurz die Energieerzeugung mit EBS-Kraftwerken umrissen werden und dabei die Rolle der Kunststofffraktion näher betrachtet werden. Energieversorgung durch EBS-Kraftwerke Bei jeder Betrachtung zum Thema EBS-Kraftwerke, d. h. Anlagen, die als Monoverbrennungsanlagen ausschließlich aufbereitete Abfälle als Brennstoff zur Energieerzeugung einsetzen, stellt sich grundsätzlich das Problem der Abgrenzung gegenüber klassischen Müllverbrennungsanlagen (MVA). Diese Abgrenzung 1

2 ist konzeptionell anhand der primären Aufgabenstellung einer Anlage zu sehen. Bei einem EBS-Kraftwerk steht der Versorgungsauftrag im Vordergrund. Auch wenn ein EBS-Kraftwerk für die Verbrennung fester Abfälle vorgesehen ist und damit bezüglich der Genehmigung genau wie eine MVA der 17. BImSchV unterliegt, ist die Hauptmotivation für die Errichtung die Nutzenergiegewinnung. Entsprechend wird die Anlage hauptsächlich unter dem Aspekt des Energiebedarfes, Dampf und/oder Strom in Abhängigkeit von den Produktionszeiten des Abnehmers (oder der Abnehmer) geplant. Ein wesentlicher Aspekt ist daher die räumliche Nähe zum Energieabnehmer, während bei den MVA-Standorten häufig nur eingeschränkte Möglichkeiten für eine Wärmenutzung vorhanden sind. Unter dem technischen Aspekt betrachtet sind sich EBS-Kraftwerke und MVA sehr ähnlich, dennoch erforderten die besonderen Eigenschaften von EBS Anpassungen in der Anlagentechnik, um den Anspruch an ein Ersatzbrennstoffkraftwerk in Bezug auf Energieeffizienz und Versorgungssicherheit zu genügen [1]. Als Feuerungssysteme kommen bei EBS-Kraftwerken, abhängig vom Heizwert des eingesetzten Brennstoffs, die Rostfeuerung und die Wirbelschichtfeuerung zum Einsatz. Die technische Grenze der Rostfeuerung liegt bei einem Heizwert von ca. 18 MJ/kg. Darüber hinaus würden die Roststäbe einer zu hohen thermischen Belastung ausgesetzt werden und es käme schnell zu einem Verkleben der Luftzuführung und der Roststäbe. Daher werden für Brennstoffe mit höherem Heizwert Wirbelschichtfeuerungen eingesetzt. Entscheidend für die Wahl der Feuerung sind außerdem die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Korngröße, an die für eine Wirbelschichtanlage wesentlich höhere Anforderungen gestellt werden. Der Feuerung nachgeschaltet sind der Kessel zur Dampferzeugung und die Abgasreinigung. Der erzeugte Dampf dient entweder direkt als Prozessdampf für Prozesse mit Wärmebedarf oder der Stromerzeugung mittels einer Dampfturbine. Häufig werden durch den Einsatz von Entnahmekondensationsturbinen oder Gegendruckturbinen beide Möglichkeiten der Dampfnutzung realisiert, indem der direkt nutzbare Dampfteilstrom dem Turbinenprozess entnommen und die verbleibende Dampfmenge zur Stromerzeugung genutzt wird. Abb. 1: Beispiel für eine Rostfeuerung Die Energienutzung richtet sich nach den Anforderungen am Kraftwerksstandort. Die Abgasreinigung muss die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte der 17. BImSchV gewährleisten. Dazu haben sich trockene und 2

3 quasi-trockene Abgasreinigungsverfahren durchgesetzt. Mit diesen Verfahren werden die Werte der Chlor- Konzentrationen im Abgas bis ca. 3 Ma-% Chlor im eingesetzten Brennstoff sicher eingehalten. Bei höheren Konzentrationen ist der Einsatz einer Nasswäsche obligatorisch. Insgesamt ist hinsichtlich der Betrachtung von Umwelteinflüssen darauf hinzuweisen, dass EBS-Kraftwerke als Anlagen, die in der Genehmigung und Überwachung dem BImSchG und der 17. BImSchV unterliegen, zu den Anlagen gehören, die hinsichtlich der Umweltverträglichkeit einen der höchsten Standards einzuhalten haben. Der Austrag von Schadstoffen wie Chlor und Schwermetallen wird durch die Abgasreinigungstechnologie weitestgehend verhindert. Hinsichtlich der Energieerzeugung der Anlagen müssen aufgrund der in der EBS-Verbrennung entstehenden chlorhaltigen Ablagerungen bei EBS-Kraftwerken Einschränkungen hinsichtlich der Dampfparameter hingenommen werden, was dazu führt, dass der elektrische Wirkungsgrad sehr viel geringer ist als bei fossil gefeuerten Kraftwerken. Dagegen sind die üblicherweise benötigten Parameter für Prozessdampf auch mit EBS-Kraftwerken problemlos einzuhalten, weshalb dieses die bevorzugte Art der Energieerzeugung mit EBS sein sollte, sowohl aus ökonomischen wie aus ökologischen Gründen. Am effizientesten ist auch bei EBS-Kraftwerken eine Betriebsweise als KWK-Anlagen. Die in der folgenden Abbildung dargestellte Verteilung der Energieerzeugung für den realisierten EBS-Kraftwerkspark zeigt, dass dieses auch weitgehend umgesetzt wurde. k.a. 9% Strom 16% Strom / Dampf 44% Dampf 31% Abb. 2: Energienutzung bei den EBS-Kraftwerken in Deutschland Bei den meisten Anlagen handelt es sich um Kraftwerke in energieintensiven Industrien, die für einen KWK- Betrieb ausgelegt sind. Das Potenzial für die Deckung eines Anteiles des Energiebedarfs der deutschen Industrie durch EBS liegt bei ca. 4,8 Mio. t/a Ersatzbrennstoff mit einem mittleren Heizwert von 15 MJ/kg (äquivalent zu 1,8 Mio. t SKE/a). Dieses entspricht einem Beitrag von ca. 2,8 % des Energiebedarfs der deutschen Industrie. 3

4 spez. energiebezogenr Emissionsfaktor [kg CO2/MJ] Beitrag der EBS-Kraftwerke zur CO 2 -Emissionsminderung Die Senkung der Energiekosten stellt die Hauptmotivation für die Errichtung von EBS-Kraftwerken an Industriestandorten dar, mit der Einsparung von Energiekosten durch den Einsatz von EBS geht aber auch die Senkung des CO 2 -Ausstoßes einher. Die im Ersatzbrennstoff enthaltenen Kohlenstoffanteile, die für die Emission des Treibhausgases CO 2 verantwortlich sind, lassen sich in fossile und biogene Anteile unterscheiden. Der Gesamtgehalt an Kohlenstoff in Ersatzbrennstoffen kann mit 35 % angesetzt werden [2]0. Der Anteil des fossilen Kohlenstoffes am Gesamtkohlenstoff schwankt in Abhängigkeit der Art des Ersatzbrennstoffes und wird mit einer Spannbreite von 40 % bis 60 % angegeben [3], woraus sich für weitere Betrachtungen ein mittlerer Wert von 50 % ergibt. Für die so getroffenen Annahmen zum Kohlenstoffgehalt ergibt sich zusammen mit einem mittleren Heizwert Hu von 15 MJ/kg für Ersatzbrennstoff ein spezifischer energiebezogener Emissionsfaktor EF mit folgender Formel: EF= (C gesamt *C fossil * 44/12)/ Hu = 0,043 kg CO 2 / MJ. Die Gewichtung von EBS-Kraftwerken liegt auf der Versorgungsfunktion mit Strom und Wärme des jeweiligen Standortes. Die eingesetzten Ersatzbrennstoffe übernehmen dabei die Funktion der sonst vorhandenen und eingesetzten Brennstoffe. In Abhängigkeit des Unterschiedes der Emissionsfaktoren der ersetzten fossilen Brennstoffe zu denen von EBS, lassen sich vermiedene CO 2 -Emissionen ermitteln. Aus den Emissionsfaktoren für die Energieträger aus Abbildung 3 ergibt sich für den Brennstoffmix fossiler Brennstoffe ein mittlerer Emissionsfaktor von 0,084 kg CO 2 /MJ für Industriekraftwerke. 0,12 0,1 0,111 0,08 0,093 0,06 0,04 0,074 0,056 0,02 0 Braunkohle Steinkohle Heizöl Erdgas Abb. 3: Spezifische CO 2 -Emissionen fossiler Brennstoffe (eigene Darstellung, Werte aus [4]) 4

5 EBS-Produktion Es wird davon ausgegangen, dass die Erzeugung von Wärme in einem EBS-Kraftwerk mit demselben Wirkungsgrad erfolgen kann, wie in einer Anlage, die mit fossilen Brennstoffen betrieben wird. Somit sind die Emissionsfaktoren des Brennstoffmixes direkt mit denen der EBS-Kraftwerke vergleichbar. Aus den potenziell zum Einsatz kommenden EBS-Mengen von ca. 4,8 Mio. t/a [5], das entspricht 72 Mio. GJ/a, ergeben sich CO 2 -Emissionen in Höhe von 3,1 Mio. t CO 2 /a. Die Bereitstellung der gleichen Energie in Industriekraftwerken unter Einsatz des beschriebenen fossilen Brennstoffmixes, resultiert in der Freisetzung von ca. 6 Mio. t CO 2 /a. Somit lassen sich durch den Einsatz von EBS CO 2 -Emissionen von ca. 2,9 Mio. t CO 2 pro Jahr einsparen, ein durchaus signifikanter Beitrag zur CO 2 -Emissionsminderung. Kunststoff im EBS Seinen Ursprung findet EBS in den mechanischen oder mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlagen, in denen als ein Outputstrom die sogenannte heizwertreiche Fraktion anfällt. Diese heizwertreichen Fraktionen finden entweder direkt oder nach einer weiteren Aufbereitung Verwendung als Ersatzbrennstoff (EBS). In der nachfolgenden Abbildung sind die verschiedenen Quellen der heizwertreichen Fraktionen dargestellt, welche zur Herstellung von Ersatzbrennstoff geeignet sind. Mechanisch-Biologische Aufbereitung Hochkalorische Fraktion DSD-Sortierung Hochkalorische Fraktion Baustellenabfall Sperrmüll Gewerbeabfall Kompostierung Hochkalorische Fraktion Hochkalorische Fraktion Hochkalorische Fraktion Siebüberläufe Abb. 4: Inputströme für die EBS-Produktion Die stoffliche Zusammensetzung des Ersatzbrennstoffs kann über die gewählte Aufbereitungstechnik beeinflusst werden, ist aber auch stark vom Ausgangsmaterial und dessen in der Regel schwankenden Zusammensetzung abhängig. Beispiele der stofflichen Zusammensetzung von EBS sind der Tabelle 1 zu entnehmen. Wie aus der Tabelle hervorgeht, weist EBS je nach seiner Herkunft zum Teil starke Schwankungen in der stofflichen Zusammensetzung auf. Die meisten EBS-Kraftwerke werden allerdings 5

6 aus mehreren Aufbereitungsanlagen beliefert, wodurch eine Vergleichmäßigung der stofflichen Zusammensetzung des EBS erfolgt, der letztlich in die Feuerung gelangt. Tab. 1: Stoffliche Zusammensetzung von EBS aus verschiedenen Aufbereitungsanlagen [6], [7], [8] Stoffgruppen Siebüberlauf >100 mm (1) Siebüberlauf >100 mm (2) Siebüberlauf >200 mm Trockenstabilat Sperr-/ Gewerbemüll PPK 15,0 % 15,8 % 13,0 % 21,6 % 40,3 % Holz 1,6 % 26,2 % 5,0 % 8,2 % 5,9 % Organik 9,9 % 4,5 % 4,0 % 0,7 % - Textilien 14,9 % 3,5 % 36,0 % 5,5 % 8,3 % Kunststoffe 20,8 % 20,6 % 17,0 % 13,8 % 39,2 % Verbundstoffe 2,8 % 16,8 % 0 % 1,0 % 2,5 % Sonstiges 27,3 % 12,5 % 17,0 % 47,1 % 1,8 % Inertstoffe 7,8 % 0,3 % 9 % 2,1 % 2,1 % Die durchschnittliche Zusammensetzung von homogenisiert zum Einsatz kommenden EBS ist im folgenden Diagramm dargestellt. Der Kunststoffanteil in EBS liegt bei rund 20 %, wobei es, wie bei allen abfallstämmigen Stoffgemischen, starke zeitliche und lokale Schwankungen geben kann. Auf jeden Fall gehört Kunststoff aber zusammen mit Papier/Pappe/Karton (PPK) und den Textilen zu den Stofffraktionen, die EBS im Wesentlichen ausmachen. 6

7 sonstige Heizwertreiche 20% Mineralien 5% Organik 5% Kunststoffe 20% Textilien 15% Verbunde 5% Holz 10% PPK 20% Abb. 5: Zusammensetzung des zur Verbrennung kommenden EBS Für die Betrachtung, wie sich die Kunststofffraktion im EBS zusammensetzt, ergibt sich das Problem, dass bei Abfallanalysen normalerweise keine Zuordnung zu einzelnen Kunststoffsorten erfolgt, sondern nur eine Differenzierung nach Funktionsgruppen (z. B. Verpackung/Nicht-Verpackung) und Form/Struktur (z. B. Folien/Hohlkörper/Schaumstoffe). Für die Beantwortung der Frage, aus welchen Kunststoffsorten sich diese Gruppen zusammensetzen, ist es notwendig zu betrachten, aus welchen Abfällen die Kunststoffe im EBS stammen. Wie bereits erwähnt, stammt der Input für die EBS-Aufbereitung überwiegend aus dem Bereich der Siedlungsabfälle. Produktionsabfälle aus der Kunststoffindustrie spielen eine untergeordnete Rolle, da sie in der Regel sortenreiner anfallen und zu einem Großteil bereits in interne oder zumindest branchenspezifische Verwertungssysteme eingehen. Welche Siedlungsabfallfraktionen den Hauptinput an Kunststoffen liefern, wird anhand der in folgender Tabelle dargestellten stofflichen Zusammensetzung der Fraktionen deutlich. 7

8 DSD Tab. 2: Stoffliche Zusammensetzung von Siedlungsabfallfraktionen Fraktion Hausmüll mit Biotonne Hausmüll ohne Biotonne Geschäftsmüll Sperrmüll Hausmüll ähnlicher Gewerbeabfall Sortierreste Gew.-% Gew.-% Gew.-% Gew.-% Gew.-% Gew.-% PPK 14, ,1 2,9 7,4 19,9 Holz 1,6 1,3 4, ,2 1,3 Bio- und Grünabfälle 29, ,4 2,4 8,3 5,6 Textilien 2,6 2,1 0,8 0,8 1,8 0,7 Kunststoffe 5,8 5,2 6,9 3,6 11,7 49,2 Verbundstoffe 6,9 6 5,9 22,3 12,5 8,8 sonstige Abfälle 7 4,5 1,2 14,5 23,5 3,9 Feinmüll 14 15,5 5,4 4 5,9 Metalle 3,8 3,3 3,5 9,7 2,6 2,3 Glas 6,9 6,1 8,7 0,4 3,8 1,9 Mineralien 2 1,8 2,1 2,4 12,2 0,6 Summe 94,5 94,8 98, Es ist zu erkennen, dass vor allem Gewerbeabfälle und DSD-Sortierreste zu dem Kunststoffanteil im EBS beitragen. Für diese beiden Abfallgruppen ist davon auszugehen, dass die enthaltenen Kunststoffe überwiegend aus dem Bereich der Verpackungskunststoffe stammen. Insofern handelt es sich bei den Kunststoffen im EBS vor allem um Polyethylen, aber auch um Polypropylen, Polystyrol, PVC und PET. Ein wichtiger Ansatzpunkt zur Abschätzung der Zusammensetzung von Verpackungskunststoffen sind primärstatistische Zahlen über den Produktionsmix. Die geringe Lebensdauer von Verpackungen (Durchschnitt <1 Jahr) bewirkt, dass sich Veränderungen bei der Produktion unmittelbar im Abfall wiederfinden. Problematisch ist dabei, dass das Kunststoffsortiment im Verpackungssektor ständigen Veränderungen unterliegt. In den letzten Jahren war insbesondere eine Abnahme der PVC- und PS-Anteil zugunsten von PET zu beobachten. Die gleichen Kunststoffsorten, die die reinen Kunststoffverpackungen ausmachen, finden sich auch überwiegend in dem Kunststoffanteil der Verpackungsverbunde wieder. Die Verpackungsverbunde bestehen allerdings überwiegend aus PPK und nur zu ca. 25 % aus Kunststoff [9]. Der mengenmäßig wesentlich geringere Anteil in der Kunststofffraktion besteht aus langlebigen Kunststoffprodukten aus Haushalten oder insbesondere auch aus Bauabfällen. Diese sind hinsichtlich der Kunststoffsorten schwer bis unmöglich einzuordnen, beeinflussen aber die EBS-Qualität in einem nicht unerheblichen Maß, worauf im Folgenden eingegangen wird. 8

9 Einfluss von Kunststoff auf die EBS-Qualität Durch die Identifizierung der im EBS hauptsächlich vertretenen Kunststoffsorten lässt sich theoretisch die prinzipielle chemische Zusammensetzung der Kunststofffraktion bestimmen und daraus auf brennstofftechnische Eigenschaften schließen. In der Praxis liegen aber in den seltensten Fällen die reinen Polymere vor, sondern die Kunststoffe weisen im unterschiedlichen Maße noch Additive auf. Diese sind zum einen Stabilisatoren, Weichmacher und Farbstoffe, die oftmals schwermetallhaltig sind. Es sind aber auch mineralische Füllstoffe, die auch in der Kunststofffraktion einen nicht zu vernachlässigenden Aschegehalt bilden. In der folgenden Tabelle sind typische Werte für brennstofftechnische Eigenschaften der Kunststofffraktion und der anderen Hauptfraktionen im EBS aufgeführt. Tab. 3: Brennstofftechnische Parameter bei heizwertreichen Fraktionen [9], [10] Stoffgruppen H u Cadmium Blei Chlor kj/kg mg/kg TS mg/kg TS Ma-% TS Papier/Pappe ,2 20 0,5 Kunststoff , ,5 Holz , Textilien ,0 60 0,4 Es zeigt sich, dass Kunststoffe im Vergleich zu allen anderen Fraktionen einen deutlich höheren Heizwert aufweisen, dieses aber einhergeht mit ebenfalls deutlich höheren massenbezogenen Schadstoffkonzentrationen. Trotz des zurückgehenden Anteils liefert PVC immer noch einen wesentlichen Chloreintrag. Ebenso trägt die Kunststofffraktion stark zum Schwermetallinventar bei, obwohl aufgrund rechtlicher Regelungen und Selbstverpflichtungen der Industrie der Einsatz von Schwermetallen in den Produktionsprozessen stark rückläufig ist. Es ist davon auszugehen, dass der Schwermetalleintrag hauptsächlich durch den mengenmäßig geringen Anteil der langlebigen Kunststoffprodukte erfolgt, die teilweise erst nach Jahren als Abfall anfallen. Somit ist hier kurzfristig keine Änderung zu erwarten. Wie sich der Kunststoffanteil auf die Entwicklung des Heizwertes und der Schadstoffgehalte auswirkt, ist in den beiden folgenden Abbildungen dargestellt. Sie basieren auf einer Modellierung verschiedener EBS- Fraktionen mit unterschiedlichen Aufbereitungstechniken aufbauend auf einer Sortieranalyse für Siedlungsabfall. Die einzelnen Werte, die sich für den Heizwert bzw. die Schadstoffkonzentrationen in Abhängigkeit von dem Kunststoffanteil ergeben, sind somit nicht ohne weiteres übertragbar, geben aber den generellen qualitativen Einfluss der Kunststofffraktion wieder. 9

10 rel. Schadstoffgehalt Ma.-% kj/kg Ma.-% Heizwert (kj/kg) Kunststoffanteil (Ma.-%) M5 M1 M2 M3 M4 Heizwertreiche Mischungen Abb. 6: Einfluss des Kunststoffanteils auf den Heizwert von EBS Die Schadstoffgehalte sind dargestellt als rel. Werte 4,0 bezogen auf den Mittelwert. 3,5 Mittelwerte: Cd 5,2 mg/kgts Pb 126 mg/kgts Cl 1,1 Ma.-% 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 M5 M1 M2 M3 M4 Heizwertreiche Mischungen Cd Pb Cl Kunststoffanteil (Ma.-%) Abb. 7: Einfluss des Kunststoffanteils auf die Schadstoffgehalte von EBS Die reine Betrachtung der Massenkonzentrationen sollte aber nicht der einzige Blickwinkel sein. Aus Untersuchungen [10] geht hervor, dass sich Schwermetalle zwar massenbezogen anreichern, jedoch oft 10

11 eine Abreicherung zu beobachten ist, wenn man die Konzentration auf den Energieinhalt bezieht, die gleichzeitig auch die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften bedeutet (siehe Abb. 8). Daraus lässt sich ableiten, dass massenbezogene Schadstoffkonzentrationen kein hinreichend geeigneter Bewertungsmaßstab für Ersatzbrennstoffe sind, wenn es beim Einsatz dieser Materialien um eine Energiesubstitution geht. 100% 80% 60% 40% Chlor Blei Cadmium Abreicherung Anreicherung Stoffanreicherungkoeffizient (SAK) 20% 0% -20% -40% -60% -80% -100% bezogen auf die Massenanteile bezogen auf die Energieninhalte Verfahren A Verfahren C Verfahren D Verfahren E Verfahren F Verfahren G Verfahren A Verfahren C Verfahren D Verfahren E Verfahren F Verfahren G Abb. 8: Vergleich der Stoffanreicherungskoeffizienten der Brennstoffprodukte verschiedener Verfahren [10] Bewertung der energetischen Kunststoffverwertung in EBS-Kraftwerken Der Einsatz von EBS in eigenen EBS-Kraftwerken im Sektor der Industrie leistet in Deutschland einen signifikanten Beitrag sowohl für die Energieversorgung als auch für die Minderung von CO 2 -Emissionen. Dabei kommt dem Kunststoffanteil eine wesentliche Bedeutung zu. In den Diagrammen in Abbildung 9 und 10 wird der Anteil der Kunststofffraktion an den jeweiligen Beiträgen durch den EBS-Einsatz dargestellt. Es wird deutlich, dass erst der Kunststoffanteil den EBS zu einem heizwertreichen Abfall macht. Ohne den Kunststoffanteil würde der Heizwert von EBS immer noch um die MJ/kg liegen, aber die Verbrennungseinheiten müssten zur Bereitstellung der gleichen Leistung wesentlich größere Brennstoffmengen durchsetzen. Damit würde die Gesamteffizienz eines bestehenden EBS-Kraftwerkes erheblich herabgesetzt. Auf der anderen Seite leistet die Kunststofffraktion aber auch den Hauptbeitrag an fossilem Kohlenstoff im EBS. Ohne die Kunststofffraktion könnte der dann verbleibende EBS als nahezu klimaneutral eingestuft werden. Bei einer realistischen Betrachtung würde dieser klimaneutrale EBS aber über äußerst ungünstige brennstofftechnische Eigenschaften verfügen, so dass ein Einsatz in eigenen EBS-Kraftwerken nicht 11

12 erfolgen würde und somit der insgesamt positive Beitrag der EBS-Kraftwerke auch zur CO 2 -Minderung entfällt. Insgesamt erscheint eine rechnerisch getrennte Bewertung einzelner Materialströme nicht zielführend für den Technologiepfad der energetischen Verwertung in EBS-Kraftwerken. andere EBS- Fraktionen 60% Kunststoff 40% Abb. 9: Beitrag der Kunststofffraktion zum fossilen Kohlenstoff im EBS andere EBS- Fraktionen 25% Kunststoff 75% Abb. 10: Heizwertanteil der Kunststofffraktion am EBS Bei einer Bewertung der energetischen Kunststoffverwertung in EBS-Kraftwerken muss natürlich auch dem gesamtabfallwirtschaftlichen Kontext Rechnung getragen werden, in dem der energetischen Verwertung immer noch die stoffliche Verwertung gegenübergestellt wird. Es sollte aber unumstritten sein, dass aufgrund der ökologischen und ökonomischen Randbedingungen für den einzelnen Stoffstrom separat zu entscheiden ist, welcher Verwertungsweg am effizientesten ist. Bei sortenreinen und sauberen Kunststoffabfällen ist in der Regel die stoffliche Verwertung zu bevorzugen und mit der Weiterentwicklung der Sortiertechnik können auch in immer größerem Umfang aus gemischten Kunststoffabfällen Fraktionen für eine stoffliche Verwertung gewonnen werden. Nach dem heutigen Stand verbleiben aber in absehbarer Zeit immer noch große Mischfraktionen, bei denen die stoffliche Verwertung mit einem vertretbaren Aufwand nicht zu realisieren ist und hier eine energetische Verwertung die effizienteste Möglichkeit ist. 12

13 Literatur [1] Seeger, H.; Oldhafer, N. (2006): Was ist bei der Planung von EBS-Kraftwerken zu beachten, in Thome -Kozmiensky, K. J.; Versteyl, A. (Hrsg.): Texte zur Abfall- und Energiewirtschaft, Band 2. TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, Berlin [2] Dehoust, G. et. al. (2006): Statusbericht zum Beitrag der Abfallwirtschaft zum Klimaschutz und mögliche Potentiale, Forschungsbericht im Auftrag des Umweltbundesamtes, Darmstadt. [3] Flamme, S. (2007): Biogener Anteil in Ersatzbrennstoffen, in Thomé- Kozmiensky, K.J.; Beckmann, M. (Hrsg.): Ersatzbrennstoffe 5. TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, Neuruppin [4] Umweltbundesamt (2006): Emissionsfaktoren und Kohlenstoffgehalte [5] Thiele, S. (2013): Ersatzbrennstoff-Kraftwerke in Deutschland und Österreich, in Thomé- Kozmiensky, K. J.; Beckmann, M. (Hrsg.): Energie aus Abfall, Band 10. TK Verlag Karl Thomé- Kozmiensky, Neuruppin [6] Pretz, T. (2007): Aufbereitung von Haus- und Gewerbeabfällen zu Ersatzbrennstoff für verschiedene Einsatzbereiche, in Wiemer, K.; Kern, M. (Hrsg.): Bio- und Sekundärrohstoffverwertung II, Witzenhausen [7] Wengenroth, K. (2010): Herstellung erweiterter Biomasse aus Siedlungsabfällen, in Wiemer, K.; Kern, M. (Hrsg.): Bio- und Restabfallbehandlung VII, Witzenhausen [8] Flamme, S., Gallenkemper, B. (2003): Überblick zum Stand der Aufbereitungstechnologie - Möglichkeiten zur Steuerung des Schadstoffgehaltes in Sekundärbrennstoffen durch verschiedene Aufbereitungstechnologien, in Fachbeiträge des Landesumweltamtes Brandenburg (Hrsg.): Forum Hochkalorik Brandenburg, Potsdam [9] Kost, T. (2001): Brennstofftechnische Charakterisierung von Abfällen, Dissertation TU Dresden, Dresden [10] Rotter, S. (2002): Schwermetalle im Hausabfall Potenzial, Verteilung und Steuerungsmöglichkeiten durch Aufbereitung, Dissertation TU Dresden, Dresden [11] Gütegemeinschaft Sekundärbrennstoffe und Recyclinghof e.v. (2012): Mitverbrennung von gütegesicherten Sekundärbrennstoffen und energetische Verwertung, Münster 13