Ökobilanz (LCA) von zukünftigen Behandlungsmöglichkeiten organischen Abfalls aus Haushalten in der deutsch-dänischen Grenzregion

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1 Ökobilanz (LCA) von zukünftigen Behandlungsmöglichkeiten organischen Abfalls aus Haushalten in der deutsch-dänischen Grenzregion Januar 2015 Morten Bang Jensen Jacob Møller Charlotte Scheutz DTU Miljø 1

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... 2 Vorwort... 5 Zusammenfassung Einleitung Ziel (goal) Umfang und Gestaltung der LCA en (scope) Übergeordnete Prinzipien Die funktionelle Einheit Systemgrenzen Systemausweitung/Zuordnung Umweltwirkungskategorien, LCIA-Methoden und Interpretation der Ergebnisse Beschreibung der angewendeten Umweltwirkungskategorien Das LCA-Modell EASETECH Datenbedarf Datengrundlage und Datenqualität Berichtsformat, Zielgruppen und kritischer Durchgang der Ergebnisse Zeithorizont System- und Technologiebeschreibung Beschreibung der Gebietsstruktur der Grenzregion Szenarien Abfallmengen und -zusammensetzung Sammlung und Transport Behandlungssysteme Borgstedt Bioabfallbehandlungsanlage (BBA) AIKAN-ähnliche Anlage Güllebasierte Biogasanlagen Oar Biokompostierung Vonkahl Kompostierung Geschlossene Tunnelkompostierung

3 4.5.7 Sønderborg Kraftwärmewerk Trekantsområdets Abfallgesellschaft (TAS) Verbrennungsanlage Das Maabjergwerk Müllverbrennung Kiel (MVK) MBA Neumünster Substitution Marginale Elektrizität Marginale Wärmeproduktion Borgstedt BBA und andere Biogasanlagen Sønderborg Fernwärme Trekantsområdets Varmetransmissionsgesellschaft I/S (TVIS) Vestforsyning Der Kieler Fernwärmeverbund Kompost Restprodukte aus Verbrennungsanlagen Beurteilung der potenziellen Umwelteinflüsse Gesamte potenzielle Umwelteinflüsse Schlussfolgerungen für die totalen potenziellen Umwelteinflüsse Potenzielle Umwelteinflüsse verteilt auf Behandlungstechnologien Teilschlussfolgerungen für die potenziellen Umwelteinflüsse verteilt auf Behandlungstechnologien Potenzielle Umwelteinflüsse verteilt auf Behandlungstechnologien für die einzelnen Abfallgesellschaften für ausgewählte Einflusskategorien Arwos & Sønderborg Forsyning Provas Tønder Forsyning AWR ASF Flensburg

4 5.3.7 Zusammenfassung und Teilschlussfolgerungen für potenzielle Umwelteinflüsse verteilt auf Behandlungstechnologien und Abfallgesellschaften Sensitivitätsanalysen Technologieanalysen Niedrigere Effektivität bei der Aussortierung organischen Mülls Gesteigerte Effektivität des Biofilters in Borgstedt Gesteigerte Biogasproduktion in Borgstedt Erhöhter Methanausstoß von allen biologischen Behandlungsanalgen Systemanalysen Änderung der Elektrizitätsmarginale von kohlebasierter Substitution zu naturgasbasierter Erhöhte Wärmenutzung der Biogasanlagen Import von ausländischen Müll von Mülldeponien zum Sønderborg Kraftwärmewerk wegen freier Kapazität bei der Aussortierung von organischen Abfall aus dem Restabfall Gesamte Schlussfolgerungen der Sensitivitätsanalysen Schlussfolgerungen Bibliographie Anlage 1: Lebenszyklusbewertungen.109 Anlage 2: Prozessdiagrame.117 4

5 Vorwort Dieser Projektbericht enthält eine lebenszyklusbasierte Umweltbeurteilung (LCA) der Handhabung von Bioabfall aus den Haushalten (Essensabfälle) in der deutsch-dänischen Grenzregion. Die Arbeit am Bericht hat in der Zeit von Oktober 2013 bis Januar 2015 stattgefunden. Ziel der Lebenszyklusbeurteilung ist, die potenziellen Umwelteinflüsse bei der Handhabung von organischen Abfall in dem jetzigen System zu beurteilen und dies mit einer Reihe Zukunftsszenarien mit erhöhter Quellensortierung und biologischer Behandlung des Abfalls zu vergleichen. Es ist gedacht, dass die Ergebnisse der Umweltbeurteilung ein Teil der Grundlage für die Entscheidungsträger im Hinblick auf die Planung des zukünftigen Abfallsystems in der Grenzregion ausmachen. Die potenziellen Umwelteinflüsse wurden mit Hilfe des LCA-Modells EASETECH beurteilt, dass von DTU Miljø zur Umweltbeurteilung von Abfallsystem entwickelt wurde. Der Bericht macht einen Teil eines Wirtschaftsdoktorandenstudiums aus, das von Morten Bang Jensen ausgeführt wird und zwar in Zusammenarbeit mit den Abfallwirtschaftsgesellschaften ARWOS, PROVAS, Sønderborg Forsyning, AWR und ASF sowie DTU Miljø. Das InterReg 4A Programm der EU trägt mit finanzieller Förderung für den Doktoranden bei. Im Zusammenhang mit dem Projekt wurde eine Projektgruppe gebildet, die aus den Abfallwirtschaftsgesellschaften in der Grenzregion besteht. Diese sorgten für die Lieferung von Daten und beteiligten sich außerdem an der Finanzierung des Projekts. Die Teilnehmer von dänischer Seite waren Arwos, Provas und Sønderborg Forsyning und von deutscher Seite AWR und ASF. Diese Abfallwirtschaftsgeselschaften handhaben die gesamte Menge Bioabfall aus den Haushalten in dem Gebiet, das aus Sønderborg, Aabenraa, Haderslev, und den Kreisen Rendsburg-Eckernförde und Schleswig-Flensburg besteht. Als Netzwerkpartner ohne finanzielle Verpflichtungen nahmen an dem Projekt noch Tønder Forsyning und das TBZ teil. Das Projekt wurde von einer Begleitgruppe begleitet, die aus Vertretern der oben genannten Abfallwirtschaftsgesellschaften sowie der involvierten Kommunen bestand. Die Lenkungsgruppe des Projekts bestand aus Vertretern der Abfallwirtschaftsgesellschaften sowie Vertretern von DTU Miljø. Von DTU Miljø haben Charlotte Scheutz und Jacob Møller als Co-Autoren zum Bericht beigetragen. Januar 2015 Morten Bang Jensen 5

6 Zusammenfassung Einleitung Die Rahmendirektive der EU zu Abfall setzt Ziele für die Wiederverwertung von Haushaltsabfällen in Höhe von 50 Gew.-% im Jahr 2020 (Abfallrahmendirektive, Artikel 11, 2008). Dieses Ziel wird schwer zu erreichen sein ohne den Teil des Haushaltsabfalls einzubeziehen, der vom Bioabfall ausgemacht wird. 1 (Miljøstyrelsen, 2014). Deshalb ist ein Vergleich der verschiedenen Möglichkeiten zur Handhabung von Bioabfall relevant. Im Hinblick auf einen solchen Vergleich werden diese Richtlinien gegeben (Grünbuch zur Handhabung von Bioabfall in der EU): Für die Handhabung von biologisch abbaubaren Abfall, der nicht zur Deponierung geführt wird, scheint es nicht eine einzelne Methode zu geben, die in ökologischer Hinsicht die Beste ist ( ) Strategien zur Handhabung dieses Abfalls sollten deshalb in einer passenden Skala gestaltet werden, basierend auf einem strukturierten und breiten Zugang, wie z. B. der Lebenszyklusgedankengang (LCT) und das hiermit verbundene Instrument Lebenszyklusbeurteilung (LCA), so dass wichtige Aspekte nicht übersehen werden und Einseitigkeit vermieden wird. Die Abfallwirtschaftsgesellschaften in der deutsch-dänischen Grenzregion wollen mit diesem Projekt eine Zusammenarbeit initiieren, die darauf fokussiert, die ökologisch gesehen optimalen Systeme zu identifizieren inklusive neue Behandlungsanlagen für die zukünftige Sammlung und Behandlung von Bioabfall. Es gibt mehrere offensichtliche Vorteile eine solche Zusammenarbeit über die Grenze hinweg einzugehen: "Es gibt eine gut funktionierende, moderne Verwertungsanlage in Borgstedt (die jedoch nicht über die notwendige Kapazität verfügt). Die Anlage kann als Referenz genutzt werden und die Erfahrung, die man sich in Deutschland bei AWR erarbeitet hat, kann positiv zur Qualität der Untersuchung beitragen. "Ein begrenztes geographisches Gebiet (eine Region oder eine Kommune) hat in sich selbst nicht genügend Abfallmengen um eine wirtschaftlich und ökologisch gut funktionierende Behandlungsanlage zu unterstützen. Falls in diesem Gebiet keine gut funktionierende Anlage errichtet wird, werden die einzelnen Gesellschaften gezwungen sein, Bioabfall bei Anlagen abzusetzen, die in weiter Entfernung liegen. Das Projekt stellt somit das erste grenzüberschreitende Projekt zur Behandlung von Bioabfall dar bei dem die verschiedenen nationalen Systeme zusammen in eine EU-Perspektive gedacht werden. Dies wird durchgeführt indem ein gesamtes LCA-Modell für die Handhabung von Bioabfall in der Grenzregion erstellt wird und auf dieser Grundlage wird eine LCA-basierte Umweltbeurteilung ausgeführt. Es ist gedacht, dass die Ergebnisse der Umweltbeurteilung ein Teil der Grundlage für die Entscheidungsträger im Hinblick auf die Planung des zukünftigen Abfallsystems in der Grenzregion ausmachen. 1 Dieser Bericht behandelt nur Bioabfall aus den Haushalten in Form von Essensabfällen. 6

7 Ziele Das konkrete Ziel des Projekts besteht darin, eine lebenszyklusbasierte Umweltbeurteilung der zukünftigen Möglichkeiten für die Handhabung von organischem Abfall aus Haushalten in der deutsch-dänischen Grenzregion durchzuführen. Dies wird gemacht indem das jetzige Behandlungssystem für organischen Abfall aus Haushalten (Essensabfälle) im LCA-Modell EASETECH aufgestellt wird und mit den potenziellen Umwelteinflüssen einer Anzahl Zukunftsszenarien verglichen wird, die eine erhöhte Implementierung der Quellensortierung und der biologischen Behandlung des organischen Abfalls in der Grenzregion beinhaltet. Gestaltung der Lebenszyklusbeurteilung Der Bericht folgt so weit wie möglich den Prinzipien der ISO Standards ohne jedoch im rigoristischen Sinne in Übereinstimmung mit den Standards durchgeführt zu sein. Bei der Wahl der Methoden zur Berechnung potenzieller Umwelteinflüsse wurde den Empfehlungen im ILCD-Handbuch Recommendations for Life Cycle Impact Assessment in the European context (Europa Kommissionen, 2011) gefolgt. Die Lebenszyklusbeurteilung wurde als eine Konsequenz-LCA durchgeführt, wobei die Umwelkonsequenzen, die daraus entstehen, das System zu verändern, berechnet wurden. Wichtig für die Konsequenz-LCA ist die Benutzung von marginalen Prozessdaten, d. h. Daten der Prozesse, die reel vom Sytem beeinflusst werden statt Durchschnittswerte. Die funktionelle Einheit ist die Leistung, die das Abfallsystem in allen Szenarien liefern soll, damit diese vergleichbar sind. Diese Leistung wird wie folgt definiert: Handhabung inklusive Sammlung, Transport, Behandlung und Deponierung von eventuellen Restprodukten der gesamten jährlichen Menge organischen Abfalls (Essensabfälle) aus Haushalten der sieben verschiedenen Gebiete: Haderslev, Aabenraa, Sønderborg, Tønder, Flensburg, Schleswig- Flensburg und Rendsburg-Eckernförde. Es ist somit die gesamte Menge organischer Abfall aus den Haushalten, unabhängig davon, ob diese als quellensortierte Fraktion vorliegt oder sie einen Teil des Mülls (Restabfalls) ausmacht, der in die funktionelle Einheit eingeht. Die modellierten Systeme beginnen bei der Abfallgenerierung in den Haushalten. Danach finden Sammlung, Transport und Behandlung des organischen Abfalls statt. Der Austausch von Materialien und Energie mit dem umgebenden Produktionssystem sowie Deponierung der eventuellen Restprodukte von der Behandlung gehen ebenfalls in das System ein. Der Energie-und Ressourcenverbrauch um sämtliche Behandlungstechnologien zu betreiben ist eingeschlossen, ebenso die Emissionen der Technologien. Die Anwendung von Kompost oder Gärreste von Kompostierungsanlagen und kombinierten Biogas- und Kompostierungsanlagen sowie die Behandlung von Restprodukten aus der Abfallverbrennung sind in der Umweltbeurteilung enthalten. Da dieser Bericht den Konsequenz-LCA-Zugang benutzt, ist eine Ausweitung der Systemgrenzen angewendet worden, so dass dies auch die Substitution umfasst. Dies bedeutet, dass dem Abfallsystem für vermiedene 7

8 Emissionen gutgeschrieben wird, die sonst bei der Produktion außerhalb des Abfallsystems ausgetreten wären. Als Beispiele können genannt werden, dass Biogas und Kompost, im Abfallsystem produziert, die Nutzung fossiler Brennstoffe und Kunstdünger substituiert (ersetzt). Die Emissionen werden in potenziellen Umweltwirkungskategorien zusammengefasst: Treibhauseffekt, stratosphärischer Ozonabbau, ionisierende Strahlung, fotochemische Ozonbildung, Versauerung und Eutrophierung (in diesem Bericht generelle Umweltwirkungskategorien genannt) sowie eine Reihe toxischer Einflusskategorien in Form von Ökotoxizität und Humantoxizität. Außerdem werden zwei Kategorien für den Verbrauch abiotischer Ressourcen verwendet. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass die Ergebnisse in den generellen Einflusskategorien als besser untermauert betrachtet werden und ihnen deshalb mehr Gewicht beigemessen werden soll als den toxischen Einflusskategorien. Die Lebenszyklus-Modellierung ist mit dem Modell EASETECH (Clavreul et al., 2014), durchgeführt worden, das an Dänemarks Technischer Universität entwickelt wurde. EASETECH enthält Datenbanken für eine Reihe zentraler Prozesse, zum Beispiel für Transport, Elektrizitäts-und Wärmeproduktion. Darüber hinaus können Daten aus kommerziellen Datenbanken importiert werden. Im Laufe des Projekts ist es angestrebt, Daten an den spezifischen Anlagen zu erheben, die im Projekt angewendet werden. Die Daten wurden mit Hilfe von Fragebögen, Ökobilanzen und persönlichen Kontakten zu den Unternehmen erhoben. Wo es nicht möglich war Daten zu erheben, wurde auf die EASETECH Datenbank zurückgegriffen, die eine Vielzahl von Prozessen zur Behandlung organischen Abfalls enthält. System- und Technologiebeschreibung Das deutsch-dänische Grenzgebiet umfasst im vorliegenden Bericht Sønderborg, Åbenrå, Haderslev, Tønder, Rendsburg-Eckernförde, Schleswig-Flensburg und Flensburg, also die Kommunen und Kreise, die am Projekt teilgenommen haben. Die Kommunen und Kreise decken ein Gebiet von km 2 ab und haben insgesamt Haushalte. Es wohnen insgesamt Einwohner in diesem Gebiet. Abbildung A zeigt eine Karte der Grenzregion mit Angabe der Kommunen und Behandlungsanlagen, die das Projekt umfasst. 8

9 Abbildung A. Karte der deutsch-dänischen Grenzregion. Kommunen, die am Projekt teilnehmen sind blau markiert. Die teilnehmenden Abfallwirtschaftsgesellschaften (grün für Projektpartner, gelb für Netzwerkpartner) und die Lage der Behandlungsanlagen ist ebenfalls angegeben (rot). Es wurden fünf Szenarien modelliert, die ein Basisszenario (Szenario 1) sowie einige Zukunftsszenarien (Szenario 2-5) repräsentieren. Die Zukunftsszenarien sind im Hinblick darauf konstruiert, Quellensortierung und separate Behandlung des organischen Abfalls durch Anwendung verschiedener biologischer Behandlungstechnologien zu implementieren bzw. auszubauen. Das Szenario 1 spiegelt die Situtaion wider, wie sie sich heute darstellt, wobei die dänischen Kommunen allen organischen Abfall als einen Teil des Mülls (Restabfall) zur Verbrennung schicken, während die deutschen Kommunen zum großen Teil den organischen Abfall aussortieren. Die Szenarien 2, 3, 4 & 5 sind in Abbildung B dargestellt und spiegeln die Zukunftsszenarien wider und zwar mit der Einführung der Quellensortierung des organischen Teils des Mülls in der dänischen Region sowie eine erhöhte Effektivität und Ausweitung der bereits bestehenden Quellensortierungsregelungen im deutschen Teil der Grenzregion. Alle Zukunftsszenarien haben denselben Aussortierungsgrad, aber mit unterschiedlichen biologischen Behandlungstechnologien für die zusätzlich aussortierte Abfallmenge in Relation zu Szenario 1. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurde entschieden zwei kombinierte Biogas- und Kompostierungsanlagen zu modellieren, beispielhaft für die Borgstedt-Anlage und eine AIKANähnliche Anlage, eine güllebasierte Biogasanlage, die dieses Substrat mit quellensortierten organischen Abfall ergänzt, sowie eine hochtechnologische Kompostierungsanlage bei der die Kompostierung unter Dach mit Biofilter stattfindet. 9

10 Abbildung B. Abfallströme (Tonnen) in den Szenarien 2 bis 5, links der gestrichelten Linie ist der organische Abfall im Restabfall zu sehen und rechts der quellensortierte organische Abfall. Die Abfallmengen und die Aussortierung sind in allen Zukunftsszenarien gleich, aber es werden vier verschiedene biologische Behandlungsanlagen modelliert, siehe Säule ganz rechts. Die Dicke der Pfeile ist proportional zur Größe der Abfallströme. Im Basisszenario (Szenario 1) verteilt sich der Bioabfall auf Tonnen im Restabfall und Tonnen, die quellensortiert sind, insgesamt Tonnen organischer Haushaltsabfall pro Jahr. Die Verteilung des Bioabfalls in den Zukunftsszenarien ist in Abbildung B zu sehen. Die bereits existierenden Quellensortierungsregelungen in Deutschland weisen einen relativ großen Unterschied bei der Sortierungseffektivität auf, von 41 Gew.-% im ASF-Einzugsbereich bis 76 Gew.-% im AWR - Einzugsbereich. In den Zukunftsszenarien wird eine Quellensortierungseffektivität für alle Kommunen angewendet, die der von AWR im Basisszenario entspricht. (75 Gew.-%). Die Abfallsammlung in der Grenzregion wird mit einer Vielzahl unterschiedlicher Systeme mit verschiedenen Behältertypen und Größen sowie Müllfahrzeugen ausgeführt. Es wird beurteilt, dass Sammlung und Transport eine relativ kleine Bedeutung für die gesamten Ergebnisse der Umweltbeurteilung haben. Es ist deshalb entschieden worden, Daten zu nutzen, die den Dieselverbrauch und Emissionen verbunden mit typisch dänischen Sammelsystemen beschreiben, die aber nicht direkt in Relation zum Grenzland stehen. 10

11 Ergebnisse Die potenziellen Umwelteinflüsse werden als normalisierte Werte gemessen in Personäqivalenten(PE) für die gesamte behandelte Abfallmenge gezeigt. Ein Personäquivalent (PE) entspricht der durchschnittlichen jährlichen Belastung (von allen Aktivitäten der Person auch außerhalb des Abfallsystems) von einer Durchschnittsperson in der betreffenden Umweltwirkungskategorie. Numerisch negative Werte bezeichnen vermiedene Umwelteinflüsse, d. h. UmweltEntlastungen, während numerisch positive Werte Nettobelastungen der Umwelt bezeichnen. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass bei der Interpretation der Ergebnisse zwischen den unterschiedlichen Typen der Einflusskategorien getrennt werden sollte, wie es detailliert im Bericht in Abschnitt 3.5. beschrieben ist. Insbesondere im Hinblick auf die toxischen Einflusskategorien gibt es eine so große methodische Unsicherheit verbunden mit der Charakterisierung und Normierung von Emissionen, dass im vorliegenden Projekt entschieden wurde über die Unterschiede der Szenarien alleine basierend auf potenziellen Umwelteinflüssen in den toxischen Kategorien keine Schlussfolgerungen zu ziehen. Vor diesem Hintergrund fließen die toxischen Umweltwirkungskategorien nicht in diese Zusammenfassung ein und stattdessen wird für eine detailliertere Diskussion auf den eigentlichen Bericht verwiesen. Gesamte potenzielle Umwelteinflüsse Da keine Gewichtung vorgenommen wird, kann man die Ergebnisse nicht direkt die Umweltwirkungskategorien übergreifend vergleichen. Man kann dagegen aber die Größe des relativen Beitrags des Abfallsystems zu den potenziellen Umweltwirkungskategorien in den einzelnen Umweltwirkungskategorien beurteilen. Beim Vergleich der Szenarien wird die Rangfolge in den betrachteten Einflusskategorien notiert. Nur in dem Fall, in dem ein Szenario in sämtlichen Umweltwirkungskategorien am Besten ist, kann gesagt werden, dass dieses Szenario das Beste ist. Falls ein Szenario in mehreren Kategorien besser ist als ein anderes, kann dieses also nicht als das beste Szenario ausgewählt werden, entsprechend den Anmerkungen oben zur Gewichtung. Wie aus Abbildung C hervorgeht, gibt es kein Szenario, das in allen Einflusskategorien am Besten ist und somit ist keines der Szenarien so, dass es unmittelbar als das benannt werden kann, das ökologisch gesehen die beste Lösung darstellt. 11

12 Abbildung C. Totale potenzielle generelle Umwelteinflüsse für die Behandlung der gesamten jährlichen Menge quellensortierten organischen Abfalls und organischen Abfall im Restabfall in der deutsch-dänischen Grenzregion. GWP100 = Treibhauseffekt, ODP = Ozonabbau, IR = Ionisierende Strahlung, POFP = fotochemische Ozonbildung, AP = Versauerung, TEP = terrestrische Eutrophierung, FEP = Süßwassereutrophierung MEP = Salzwassereutrophierung. Im Hinblick auf den Treibhauseffekt liegen die Szenarien 1 bis 4 auf demselben Niveau mit den größten Entlastungen für das Basisszenario (-1560 PE entsprechend Tonnen CO 2 -Äquiv.) und Szenario 4 mit güllebasierter Biogasproduktion (-1540 PE entsprechend Tonnen CO 2 -Äquiv.). Szenario 5, das Kompostierung und keine Biogasproduktion beinhaltet, unterscheidet sich, indem es nur eine geringere UmweltEntlastung aufweist. In der Kategorie fotochemische Ozonbildung hat das Basisszenario die höchste potenzielle Umweltbelastung und die übrigen Szenarien zeigen sehr gleiche, aber geringere potenzielle Umweltbelastungen. Eine ähnliche Relation aber mit umgekehrten Vorzeichen, ist in der Kategorie Süßwassereutrophierung zu sehen. Diese Muster werden in den übrigen Kategorien nicht verfolgt, aber es wird doch bemerkt, dass die Reihenfolge der Szenarien 2, 3 und 4 dieselbe ist für Versauerung, terrestrische Eutrophierung und Salzwassereutrophierung. Die abiotisschen Ressourcenverbräuche für die verschiedenen Szenarien (Abbildung D) sind alle auf dem selben Niveau, mit Ausnahme einer Entlastung der fossilen Brennstoffe in Szenario 5, die wesentlich geringer ist als in den übrigen Szenarien. Dies liegt an der Kompostierungsanlage in Szenario 5, die weder Elektrizität noch Wärme produziert, die fossil produzierte Elektrizität und/oder Wärme ersetzen kann und damit nicht zu einer Entlastung führt. 12

13 PE Abiotische Ressourceverbrauch Abiotische Ressourcenverbrauch - fossilen Abiotische Ressourcenverbrauch - Brennstoffen Grundstoffen Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3 Szenario 4 Szenario 5 Abbildung D. Totaler Ressourcenverbrauch für die Behandlung der gesamten jährlichen Menge quellensortierten organischen Abfall und organischen Abfall im Restabfall in der deutsch-dänischen Grenzregion. Potenzielle Umwelteinflüsse verteilt auf Behandlungstechnologien In diesem Abschnitt werden die Bruttowerte gezeigt, so dass die potenziellen Umwelteinflüsse für jedes Szenario aufgeteilt sind auf die einbezogenen Behandlungstechnologien. Mit Behandlungstechnologien sind in diesem Zusammenhang nicht nur die direkten Umwelteinflüsse in Form von Emissionen von der Anlage, Technologie, z. B. der Verbrennungsanlage, gemeint, sondern auch die Substitutionen verbunden mit der Abfallbehandlung. Die generellen Umwelteinflüsse sind in Abbildung E dargestellt. Für den Treibhauseffekt tragen die Einsammlung und Transport, Aschenbehandlung sowie mechanische und biologische Behandlung zu einer Belastung der Umwelt bei, während Verbrennung, biologische Behandlung und die Nutzung von Kompost oder Gärreste zu einer Entlastung führen. Hinsichtlich der Verbrennung und biologischen Behandlung liegt die Entlastung an der Ersetzung der fossilen Brennstoffe bei der Produktion von Elektrizität (primär) und Wärme (zu einem geringeren Teil). Bei Kompost oder Gärreste liegt die Entlastung an der Kohlenstofflagerung in der Erde und in nicht so hohem Maß an der Substitution des Kunstdüngers. Hinsichtlich der fotochemischen Ozonbildung liegen die Belastungen primär an der Abfallverbrennung, aber auch die biologische Behandlung hat in einigen Fällen (Scenario 1, 2 & 5) eine Belastung. Die Entlastungen kommen von der biologischen Behandlung (Szenario 3 & 4) und der Anwendung von Kompost oder Gärreste. In allen Fällen liegen die Entlastungen oder Belastungen primär an den NOx-Emissionen. 13

14 Generelle Umwelteinflüsse GWP100 ODP IR POFP AP TEP FEP MEP PE Sammlung und Transport Biologische Behandlung Aschenbehandlung Verbrennung Ausbringung von Kompost/Digestat Mechanische und biologische Behandlung Abbildung E. Totale potenzielle nicht-toxische Umwelteinflüsse verteilt auf Behandlungstechnologien für die Behandlung der gesamten jährlichen Menge quellensortierten organischen Müll und organischen Müll im Restabfall in der deutsch-dänischen Grenzregion. GWP100 = Treibhauseffekt, ODP = Ozonabbau, IR = Ionisierende Strahlung, POFP = Ozonbildung, AP = Versauerung, TEP = Eutrophierung, FEP = Süßwassereutrophierung, MEP = Salzwassereutrophierung. Die Zahlen 1 bis 5 unter jeder Einflusskategorie bezeichnen die Szenarien. PE Abiotischen Ressourcenverbrauch Abiotische Ressourcenverbrauch - fossilen Brennstoffen Abiotische Ressourcenverbrauch - Grundstoffen Sammlung und Transport Biologische Behandlung Aschenbehandlung Verbrennung Ausbringung von Kompost/Digestat Mechanische und biologische Behandlung Abbildung F. Totaler Ressourcenverbrauch verteilt auf die Behandlungstypen für die Behandlung von quellensortierten organischen Müll und organischen Abfall im Restabfall in der deutsch-dänischen Grenzregion. Zu abiotischen Ressourcen fossilen Brennstoffe (Abbildung F) tragen vier der Behandlungstechnologien markant bei: Sammlung und Transport, mechanische und biologische Behandlung, Verbrennung und biologische Behandlung. Die beiden erstgenannten ergeben eine Belastung, da sie nicht in eine Substitution 14

15 resultieren. Die Belastung aus Sammlung und Transport liegt am Verbrauch von Diesel und für mechanische und biologische Behandlung ist es die Kohle, die aus dem Elektrizitätsverbrauch aus dem umliegenden Energiesystem stammt. Die Entlastungen kommen aus der Verbrennung und der biologischen Behandlung und stammen primär aus der Substitution der Elektrizität sowie der verschiedenen Wärmesysteme. Potenzielle Umwelteinflüsse verteilt auf Abfallwirtschaftsgesellschaften In diesem Abschnitt werden die potenziellen Umwelteinflüsse für die Mengen Abfall, die von den jeweiligen Abfallgesellschaften gehandhabt werden, gezeigt. Das wurde gemacht, weil es bei den jetzigen Systemen, die die Gesellschaften anwenden, große Unterschiede gibt, die Menge des Abfalls, die sie handhaben und wie die Zukunftsszenarien aussehen. Der letztgenannte Unterschied ist am größten für die deutschen Gesellschaften verglichen mit den dänischen und intern zwischen den deutschen Gesellschaften, weil diese im jetzigen System bereits Aussortierung von Abfall implementiert haben und in einigen Fällen mechanische und biologische Behandlung haben. Es werden nur Ergebnisse für ein deutsches und ein dänisches Gebiet gezeigt, die übrigen Kommunen sind im Bericht in Abschnitt 5.3. zu finden. PE Triebhauseffekt Generelle Umwelteinflüsse - Arwos Fotochemische Ozonbildung Versauerung Terrestrische Eutrophierung Süsswasser eutrophierung Salzwasser eutrophierung Sammlung und Transport Biologische Behandlung Aschenbehandlung Verbrennung Ausbringung von Kompost/Digestat Mechanische und biologische Behandlung Abbildung G. Generelle Umwelteinflüsse (ohne stratosphärischen Ozonabbau und ionisierende Strahlung) verteilt auf Behandlungstypen für die Behandlung von quellensortierten organischen Müll und organischen Abfall im Restabfall bei Arwos. Die Zahlen 1 bis 5 unter jeder Einflusskategorie bezeichnen die Szenarien. Die generellen Umwelteinflüsse für Arwos sind in Abbildung G dargestellt. Der Treibhauseffekt ist für Szenario 5 zu einer Nettobelastung geworden und Szenario 1 ist ein klein wenig besser als die Szenarien 2, 3 & 4. Versauerung und terrestrische Eutrophierung haben die größten Einflüsse aus den biologischen Behandlungsanlagen und ebenso für die gesamten Ergebnisse lieg dies am Ammoniak. In Szenario 3 und 4 wird auch eine Belastung von der Verbrennung gesehen, die an der Verbrennung des Verwurfes aus der 15

16 biologischen Behandlung liegt. Außerdem hat Szenario 4 eine Belastung von der Anwendung von Gärreste auf landwirtschaftlichen Flächen. Für Süßwassereutrophisierung ist eine größere Entlastung in den vier Zukunftsszenarien verglichen mit Szenario 1 zu sehen und dies liegt an der Entlastung von Phosphat, die zu einer geringeren Verwendung von Phosphor durch die vermiedene Produktion von Kunstdünger führt. Salzwassereutrophierung wird dominiert von der Anwendung von Kompost oder Gärreste, und liegt an der Auswaschung von Stickstoff in Gewässer. PE Triebhauseffekt Generelle Umwelteinflüsse - ASF Fotochemische Ozonbildung Versauerung Terrestrische Eutrophierung Süsswasser eutrophierung Salzwasser eutrophierung Sammlung und Transport Biologische Behandlung Aschenbehandlung Verbrennung Ausbringung von Kompost/Digestat Mechanische und biologische Behandlung Abbildung H. Generelle Umwelteinflüsse (ohne stratosphärischen Ozonabbau und ionisierende Strahlung) verteilt auf Behandlungstypen für die Behandlung von quellensortierten organischen Müll und organischen Abfall im Restabfall bei ASF. Die Zahlen 1 bis 5 unter jeder Einflusskategorie bezeichnen die Szenarien. Die generellen Umwelteinflüsse für ASF sind in Abbildung H dargestellt. Das Basisszenario basiert hier auf der Verbrennung am MVK mit 59 Gew.-% des organischen Abfalls, die hierher gesendet werden. Die übrigen 41 Gew.-% werden zur Borgstedt-Anlage gesendet. In den Zukunftsszenarien werden 75 Gew.-% aussortiert für die jeweiligen biologischen Behandlungsanlagen (wovon die 41 Gew.-% weiterhin nach Borgstedt gehen und die verbleibenden 25 Gew.-% gehen zur Verbrennung. Am MVK wird neben kohlebefeuerter Elektrizität auch Fernwärme produziert in einem zentral kohlebefeuerten Kraftwärmewerk, substituiert. Der Treibhauseffekt in Szenario 5 ist im Unterschied zu den dänischen Systemen eine NettoEntlastung. Dies liegt daran, dass weniger organischer Abfall zur Kompostierung aussortiert wird, da in allen Szenarien 41 Gew.- % nach Borgstedt gesendet werden. Die vier anderen Szenarien unterscheiden sich nicht wesentlich von einander, aber die Beiträge kommen aus unterschiedlichen Prozessen. In Szenario1 kommen sie primär von der Verbrennung und in den Szenarien 2, 3 und 4 kommen ca. die Hälfte von der biologischen Behandlung und die andere Hälfte von der Verbrennung, sowie ein kleiner Teil von der Anwendung von Kompost oder Gärreste. 16

17 Sensitivitätsanalysen Um zu untersuchen, in wie hohen Maß die Ergebnisse der Umweltbeurteilung robust sind (d. h., dass die Szenarien die Rangordnung nicht ändern) bei einer Änderung der Voraussetzungen, wurden eine Reihe Sensitivitätsanalysen durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen in Kapitel 5 im Bericht sowie auf generellen Wissen über die Faktoren, die Bedeutung für Abfall-LCAs haben, wurden sieben Sensitivitätsanalysen ausgewählt. Von diesen bezogen sich vier auf die Abfallbehandlungstechnologien und die übrigen drei auf die dahinter liegenden Systeme. Die durchgeführten Sensitivitätsanalysen zeigen, dass die Ergebnisse der Umweltbeurteilung in abwechselnden Grad von den gewählten Voraussetzungen abhängig sind, aber übergeordnet gesehen treten keine dramatischen Änderungen als Konsequenz der geänderten Voraussetzungen ein. Für die folgenden Sensitivitätsanalysen war die Umweltbeurteilung robust gegenüber veränderten Voraussetzungen: herabgesetzte Sortierungseffektivität, effektiverer Biofilter an der Borgstedt-Anlage, erhöhter diffuser Methanausstoß von Biogasanlagen, marginale Elektrizität basiert auf Naturgas sowie Import von Abfall aus der EU. Für die folgenden Sensitivitätsanalysen war die Umweltbeurteilung nicht robust gegen über veränderten Voraussetzungen: erhöhte Biogasproduktion an der Borgstedt-Anlage und erhöhte Wärmeausnutzung von den Biogasanlagen. Es kann somit auf die Erhöhung der Biogasproduktion und den Ausbau des Fernwärmenetzes, so dass dieses auch Wärme, die an Biogasanlagen produziert wird, beinhaltet, als zukünftige Möglichkeiten um das Abfallsystem zu optimieren, hingewiesen werden. Schlussfolgerungen Vor dem Hintergrund der Ergebnisse, die in Kapitel 5 des Berichts beschrieben sind sowie der Sensitivitätsanalysen in Kapitel 6 können folgende übergeordnete Schlussfolgerungen aus dem Projekt gezogen werden: Übergeordnet gesehen ist kein Szenario das Beste in allen Umweltwirkungskategorien, d. h. man kann nicht ein Szenario als das Beste bezeichnen. Es gibt große Unterschiede zwischen den verschiedenen Versorgungsgesellschaften, u. a. auf Grund des Vorhandenseins oder nicht Vorhandenseins von Quellensortierung, sowie die unterschiedliche Wärmesubstitution. Im dänischen Teil der Grenzregion muss es eine Aussortierung des organischen Abfalls geben, um die Wiederverwendungsforderung der EU und der dänischen Umweltbehörden zu erfüllen. Die Phosphat Entlastung ist proportional zur Kompost oder Gärreste Menge, die in der Landwirtschaft ausgebracht wird. 17

18 Art, Betrieb und Emissionen der technischen Anlagen sind wichtig für die potenziellen Umwelteinflüsse. Was an Energie aus der Biogasproduktion und Verbrennungsanlagen substituiert wird, ist sehr wichtig, das gilt sowohl für Elektrizität als auch für Wärme. Ausgehend von den Sensitivitätsanalysen kann man sehen, dass es verschiedene Faktoren gibt, die man in den verschiedenen biologischen Behandlungen aufmerksam beachten sollte, insbesondere die Höhe der Biogasproduktion und des Ammoniakausstoßes. Die Zukunft kann ganz anders aussehen, wenn man annimmt, dass es grüne Energie ist, die substituiert wird. 18

19 1 Einleitung In Europa wie auch auf globaler Ebene ist ein fortgesetztes Wachstum beim Verbrauch von Materialien zu beobachten und gleichzeitig steigt die Abfallmenge. Es hat sich gezeigt, dass das europäische Ziel, nämlich eine absolute Abkopplung von Ressourcenverbrauch und Abfallproduktion vom Wirtschaftswachstum schwer zu erreichen ist. Abfallproduktion und Handhabung des Abfalls haben einen negativen Einfluss auf die Umwelt und auf die Gesundheit der Menschen. Abfall ist jedoch auch eine potenzielle Quelle für Materialien, die wiederverwertet oder nutzbar gemacht werden können. Indem Materialien wiederverwendet werden oder indem aus Abfall Energie wiedergewonnen wird, kann der Einfluss auf die Umwelt reduziert werden und zwar in Relation dazu, neue Materialien anzuwenden. "Ein ressourceneffektives Europa" ist eines der sieben Flaggschiffe der EU in der Europa 2020-Strategie (Europa Kommission, 2010). Die Strategie verfolgt das Ziel, die EU zu einer zirkulären Ökonomie zu machen, die auf eine Wiederverwertungsgesellschaft gründet, im Hinblick darauf die Abfallproduktion zu reduzieren und Abfall als eine Ressource zu nutzen. (Europa Kommission, 2014). Laut der jetzigen Abfallpolitik der EU muss der Abfallproduktion vorgebeugt werden und der Abfall, der nicht vermieden werden kann, muss nach einer Abfallhierarchie behandelt werden, d. h. in einer priorisierten Reihenfolge recycelt, wiederverwendet oder nutzbar gemacht werden. Nur als eine letzte Möglichkeit sollte Abfall deponiert werden (Bioabfall darf jedoch nicht ohne eine vorausgehende Behandlung deponiert werden). Die Rahmendirektive zum Abfall setzt Ziele für die Wiederverwendung von Haushaltsabfall von 50 Gew.-% im Jahr 2020 (Abfallrahmendirektive, Artikel 11, 2008). Dieses Ziel wird schwierig zu erreichen sein ohne den Teil des Haushaltsabfalls einzubeziehen, der vom Bioabfall ausgemacht wird. (Dänische Umweltbehörde, 2014). Hinsichtlich des Bioabfalls müssen die EU-Mitgliedstaaten daher Maßnahmen ergreifen, um folgende Punkte zu fördern: (a) Getrennte Einsammlung von Bioabfall im Hinblick auf Kompostierung und Biovergasung (b) Behandlung des Bioabfalls auf eine Art, die ein sehr hohes Niveau an Umweltschutz erfüllt und (c) Anwendung umweltfreundlicher Materialien hergestellt aus Bioabfall (Wasserrahmendirektive, Artikel 22, 2010). In der EU werden jedes Jahr zwischen 118 und 138 Millionen Tonnen Bioabfall produziert, wovon etwa 88 Millionen Tonnen kommunaler Abfall sind (Europa Kommission, Artikel 235, 2010). Es wird erwartet, dass diese Menge bis 2020 im Durchschnitt um 10 Gew.-% steigen wird. (Europa Kommission, Artikel 235, 2010). Bioabfall, wie er in der Rahmendirektive zu Abfall definiert ist, beinhaltet biologisch abbaubaren Garten- und Parkabfall, Essens- und Küchenabfälle aus Haushalten, Restaurants, Cateringfirmen und Einzelhandel sowie ähnliche Abfälle aus Lebensmittel verarbeitenden Unternehmen (Abfallrahmendirektive, 2008), aber keinen Papierabfall. Es soll erwähnt werden, dass Kompostierung und anaerobe Zersetzung von Bioabfall als Wiederverwertung gerechnet wird und Verbrennung mit Energieausnutzung als Nutzbarmachung kategorisiert wird. Bioabfall ist eine potenzielle Quelle für Nährstoffe, Kohlenstoff und Energie. Eine korrekte Handhabung des Bioabfalls kann auf mehrere Arten dazu beitragen, die größten Herausforderungen bei den Umweltproblemen zu bekämpfen. Generell kann eine bessere Verwaltung des Bioabfalls zu einer nachhaltigeren Verwaltung der Ressourcen der Erde beitragen, zu einem besseren Schutz der globalen Umwelt, sie kann helfen im Kampf 19

20 gegen Klimaveränderungen und dabei die Ziele für die Beendigung der Deponierung zu erreichen, sowie die Ziele hinsichtlich der Wiederverwendung und Produktion von erneuerbarer Energie. Nichts desto weniger ist Bioabfall bislang in Übereinstimmung mit sehr unterschiedlichen Politiken in den einzelnen EU-Mitgliedsstaaten verwaltet worden. Das Spektrum reicht hier von minimalen Maßnahmen bis hin zu ehrgeizigen Politiken in anderen Ländern. Es gibt einen großen Unterschied zwischen den Mitgliedsstaaten, die am wenigsten wiederverwerten (100 Gew.-% Deponierung) und den Ländern mit den effektivsten Behandlungssystemen (50 Gew.-% Wiederverwertung und 50 Gew.-% Energieausbeute), wenn man die kommunale Abfallhandhabung betrachtet (Eurostat, 2014). In der EU werden immer noch im Durchschnitt 40 Gew.-% des Bioabfalls deponiert (bis zu 100 Gew.-% in einigen Mitgliedsstaaten) (EEA, 2009). Sowohl Dänemark als auch Deutschland haben großen Erfolg damit gehabt, sich von der Deponierung weg zu bewegen, so dass heute weniger als 1 Gew.-% des Bioabfalls deponiert werden. In Dänemark wird der Hauptteil des Bioabfalls in "state-of-the-art" Verbrennungsanlagen verbrannt, wobei die Energie, die aus dem Abfall in Form von Wärme und Elektrizität gewonnen wird, die Anwendung fossiler Brennstoffe ersetzt, man aber dagegen wichtige Materialien und Nährstoffe, wie Kohlenstoff und Phosphor aus dem organischen Material verliert. In Deutschland wird dagegen ein wesentlicher Teil des Bioabfalls separat eingesammelt und durch Kompostierung oder eine Kombination aus Vergärung und Kompostierung (Kaskadennutzung) wieder verwertet. Wie gesagt zielt die Abfallhierachie darauf ab, dass eine biologische Behandlung des Bioabfalls der Verbrennung vorgezogen wird. Eine Abweichung von der Abfallhierarchie für spezifische Abfallströme kann jedoch vorkommen, sollte dann aber begründet werden mit Lebenszyklusbewertungen, die die gesamten ökologischen Konsequenzen von Produktion und Handhabung dieses Abfalls beinhalten. Im Hinblick auf den Vergleich unterschiedlicher Handhabungsmöglichkeiten für Bioabfall, die auf unterschiedlichen Niveaus der Abfallhierarchie platziert sein können, werden diese Richtlinien gegeben (Grünbuch zur Handhabung von Bioabfall in der EU): Für die Handhabung von biologisch abbaubaren Abfall, der nicht zur Deponie geführt wird, scheint es nicht eine einzelne Methode zu sein, die für die Umwelt am besten ist. ( ) Strategien für die Handhabung dieses Abfalls sollten deshalb in eine passende Skala gestaltet werden, die auf einem strukturierten und breiten Zugang basiert, wie z. B. auf dem Lebenszyklusgedanken (LCT) und dem hieran geknüpften Werkzeug Lebenszyklusbewertung (LCA), so dass wichtige Aspekte nicht übersehen werden und Einseitigkeit vermieden wird. Die Abfallgesellschaften im deutsch-dänischen Grenzraum wollen mit diesem Projekt eine Zusammenarbeit initiieren, die eine gründliche Voruntersuchung basierend auf Lebenszyklusbewertungen umfasst, um im Hinblick darauf die unter Umweltaspekten optimalen Systeme zu identifizieren inklusive neuer Strategien zur Erfassung und Behandlungstechnologien für den Bioabfall. Es gibt mehrere offensichtliche Vorteile, eine Zusammenarbeit über die Grenze hinweg einzugehen: Es gibt eine gut funktionierende moderne Verwertungsanlage in Borgstedt, die aktuell jedoch nicht die für eine Kooperation notwendige Kapazität hat. Die Anlage kann als Referenz genutzt werden und die 20

21 Erfahrung, die man in Deutschland bei AWR erarbeitet hat, kann positiv zur Qualität der Untersuchung beitragen. Ein begrenztes geographisches Gebiet (eine Region oder eine Kommune) hat in sich selbst nicht genügend Abfallmengen, um eine wirtschaftlich und ökologisch gut funktionierende Abfallbehandlungsanlage zu unterstützen. Nur indem man sich zusammentut können die Mengen an Bioabfall erreicht werden, die benötigt werden, damit eine Behandlungsanlage ökologisch und wirtschaftlich optimal betrieben werden kann. Falls in diesem Gebiet keine gut funktionierende Anlage geschaffen wird, werden einzelne Gesellschaften gezwungen sein, Bioabfall in Anlagen verwerten zu lassen, die weit entfernt vom Entstehungsort der Abfälle liegen. Ein Negativ beispiel hierfür ist, dass der gesamte Bioabfall aus der Stadt Flensburg bis Ende 2014 nach Sachsen-Anhalt und Mecklenburg-vorpommern verbracht wurde. Eine gut funktionierende lokale Anlage wird dagegen den Transport von Bioabfall minimieren und positiv zu einer umweltgerechten Wirtschaftsentwicklung und Arbeitsplätzen in diesem Gebiet beitragen. Das Projekt stellt somit das erste grenzüberschreitende Projekt zur Verwertung von Bioabfall dar, bei dem die unterschiedlichen nationalen Systeme in einer EU-Perspektive zusammen gedacht werden, da ein gesamtes LCA-Modell für die Verwertung von Bioabfall in der Grenzregion aufgestellt und auf dieser Basis eine LCAbasierte Umweltbeurteilung ausgeführt wird. Das Projekt umfasst das ganze Spektrum von der Einsammlung über den Transport zur Behandlung und Nutzbarmachung. In diesem Zusammenhang haben sich drei Abfallgesellschaften nördlich der Grenze mit zwei Gesellschaften südlich der Grenze zusammengetan, um die Möglichkeiten für die Etablierung eines gemeinsamen Sammlungssystems und einer gemeinsamen Behandlungsanlage zu prüfen. Ferner gibt es zwei Abfallgesellschaften in der Region, eine südlich und eine nördlich der Grenze, die als interessierte Netzwerkpartner ohne finanzielle Beteiligung an das Projekt geknüpft sind. Darüber hinaus nimmt DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet, Lyngby, die national wie international eine der führenden Universitäten im Bereich der Forschung zu Abfall, Abfallbehandlung und Lebenszyklusbewertungen von Abfallsystemen ist, teil. Die Projektpartner beurteilen die Situation so, dass in den südjütischen Kommunen gerade in den ersten Jahren einer getrennten Erfassung nicht genug Material anfallen wird als dass eine Anlage nur für die dänischen Bioabfälle rentabel sein könnte, weshalb es naheliegend ist, über eine gemeinsame Anlage mit norddeutschen Partnern nachzudenken. Es exisitert eine kombinierte Biogas- und Kompostierungsanlage in Borgstedt bei Rendsburg, aber diese Anlage verfügt nicht über die Kapazität, die gesamte Abfallmenge zu behandeln. Die Partner untersuchten daher die Erfolgsaussichten einer weiteren, gemeinsam genutzten Anlage zur Verwertung von Bioabfall zu etablieren. Deshalb wurde eine Untersuchung begonnen, die ein genaues Bild ergeben sollte, ob es auch in der Praxis sinnvoll ist, ein abgestimmtes Sammlungssystem sowie eine gemeinsame Behandlungsanlage an einem grenznahen Standort zu etablieren. Die Ergebnisse der Umweltprüfung sollen dabei einen Teil der Grundlage für die Entscheidungsträger im Hinblick auf die Planung des zukünftigen Abfallbehandlungsystems in der Grenzregion liefern. Es ist beabsichtigt, dass die Entscheidungsträger mit Hilfe der Szenarien der Umweltprüfung einen Überblick über die 21

22 Änderungen der potenziellen Umwelteinflüsse inklusive Ressourcenverbrauch bei der Implementierung verschiedener Behandlungsstrategien bekommen können. Vor diesem Hintergrund sollen die Entscheidungsträger dazu in die Lage versetzt werden, das Abfallbehandlungssystem zu wählen, das am zweckmäßigsten ist, ausgehend von einer Priorisierung auf welche Umwelteffekte am meisten Wert gelegt wird. 22

23 2 Ziel (goal) Das übergeordnete Ziel des Projekts besteht darin, für eine grenzüberschreitende deutsch-dänische Zusammenarbeit im Bereich der Behandlung von Bioabfall (jedoch nur für den organischen Teil des Haushaltsabfalls) unter den Kernkriterien Ökologie, Ökonomie und Rechtsfragen eine Grundlage zu schaffen, d. h. für Einsammlung, Behandlung und Verwertung. Die Initiative entstand im Hinblick auf die nationalen Abfallwirtschafts- und Klimaziele, mit generellen Wünschen, die Energie im Bioabfall durch Biogasproduktion auszunutzen und gleichzeitig die Inhaltsstoffe der biogenen Abfälle wieder zu verwenden.hierzu zählen u. a. Phosphor, Kalium, Kalzium und Kohlenstoffdie zielgerichtet in den Stoffkreislauf der Landwirtschaft zurück geführt werden sollen. Das konkrete Ziel dieser Studie ist, eine lebenszyklusbasierte Umweltbeurteilung zukünftiger Möglichkeiten für die Handhabung organischen Abfalls aus Haushalten in der deutsch-dänischen Grenzregion durchzuführen. Dies wird umgesetzt, indem das jetzige Behandlungssystem für organischen Abfall aus den Haushalten in das LCA-Modell EASETECH eingestellt wird und indem die potenziellen Umwelteinflüsse mit einer Anzahl Zukunftsszenarien verglichen werden, die eine gesteigerte Implementierung der Quellensortierung und biologischen Behandlung des organischen Abfalls in der Grenzregion beinhalten. Ziel der Untersuchung ist es dazu beizutragen eine Grundlage zu schaffen, die die Projektpartner in die Lage versetzt, eine Entscheidung hinsichtlich der Etablierung einer gemeinsamen Behandlungsanlage für Bioabfall in der deutsch-dänischen Grenzregion zu treffen. Ziel der eigentlichen Untersuchung ist somit eine Reihe detaillierter Fragen zu untersuchen, die alle in die anschließenden Überlegungen zu einer gemeinsamen Behandlungsanlage einfließen sollen. Sofern eine gemeinsame Behandlungsanlage etabliert wird, soll diese zum Nutzen der jeweilgen Abfallwirtschaftseinrichtungen auf beiden Seiten der Grenze sein und damit zum Nutzen für die Bevölkerung. Dazu kommt, dass die negativen Umwelteinflüsse, die es derzeit durch Abfallverbrennung gegeben sind, reduziert werden und gleichzeitig der Landwirtschaft Nährstoffe zugeführt werden sollen. Die Zusammenarbeit als solches sowie die Anlage selbst und das daran geknüpfte Sammlungssystem können nach außen als Modellprojekt lanciert werden, das die deutsch-dänische Region als führend im Bereich der Handhabung organischen Abfalls präsentiert. 23

24 3 Umfang und Gestaltung der LCA en (scope) 3.1 Übergeordnete Prinzipien Die Lebenszyklusbeurteilung wurde als eine so genannte Konsequenz-LCA ausgeführt, wobei Umweltkonsequenzen, die daraus resultieren, dass das System geändert wird, in diesem Fall Implementierung oder Weiterentwicklung der alternativen Behandlungsmethoden für die Handhabung des Bioabfalls aus Haushalten, berechnet wurden. Wichtig für die Konsequenz-LCA ist die Nutzung von marginalen Prozessdaten, d. h. Daten für die Prozesse, die reell vom System beeinflusst werden statt Durchschnittswerten. Deshalb sind im vorliegenden Projekt, dort wo es möglich war, marginale Prozessdaten genutzt worden. Durch die Wahl der LCIA-Methoden (Life Cycle Impact Assessment) und der Umweltwirkungskategorien wurde den Empfehlungen im ILCD-Handbuch Recommendations for Life Cycle Impact Assessment in the European context (European Commission, 2011) gefolgt. Im Hinblick auf die Beurteilung der Datenqualität werden den einzelnen Datensätzen für Technologien oder Prozesse Qualitätsindikatorenwerte zugeteilt, wie sie von Frischknecht et al. (2007) beschrieben wurden. Es wird angestrebt, die Anwendung von Prozessen mit einem schlechteren Qualitätsindex als 3, gemessen auf einer Skala zwischen 1 und 5 (1 bezeichnet die beste Qualität) zu vermeiden. 3.2 Die funktionelle Einheit Die funktionelle Einheit ist die Leistung, die das Abfallsystem in allen Szenarien liefern soll, damit diese vergleichbar sind. Sie wird wie folgt definiert: Handhabung inklusive Einsammlung, Transport, Behandlung und abschließende Deponierung eventueller Restprodukte aus der gesammelten jährlichen Menge an organischen Abfall (Essensabfall) aus den Haushalten von sieben unterschiedlichen Einzugsgebieten: Haderslev, Aabenraa, Sønderborg, Tønder, Flensburg, Schleswig-Flensburg und Rendsburg-Eckernförde. Es ist somit die gesamte Menge organischen Abfalls aus den Haushalten, unabhängig davon, ob sie nach Quellen sortiert vorliegt oder einen Teil des Restmülls ausmacht, die in die funktionelle Einheit einfließt. In allen Szenarien werden die potenziellen Umwelteinflüsse für den nach Quellen sortierten organischen Restmüll (KOD) berechnet, aber ebenso die potenziellen Umwelteinflüsse aus dem organischen Abfall, der im Restmüll verbleibt und der deshalb dieselben Behandlungsmethoden wie der Restmüll erfährt. Da die Menge des organischen Abfalls im Restmüll nicht direkt berechnet wird, wird diese Menge geschätzt mit Hilfe des Abfallpotenzials für organischen Abfall, das auf einer Reihe Stichprobenuntersuchungen der Zusammensetzung des Restmülls aufbaut, die auf deutscher wie auf dänischer Seite vorgenommen wurde. 3.3 Systemgrenzen Die modellierten Systeme beginnen bei der Abfallgenerierung in den Haushalten, wo die Verbrauchsprodukte zu Abfall werden, d. h. Umwelteinflüsse aus dem Produktionssystem gehen nicht in das System ein. Danach werden Sammlung, Transport und Behandlung des organischen Abfalls vorgenommen. Diese 24