Erfahrungen und Perspektiven der energetischen Altholzverwertung

Transkript

1 Erfahrungen und Perspektiven der energetischen Altholzverwertung Dr.-Ing. Martin Mineur, MVB Borsigstraße, Hamburg Hamburg T.R.E.N.D Februar 2011 MVB Müllverwertung Borsigstraße

2 Hamburg - Stadt und Hafen für 1,7 Mio. Menschen Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 2

3 Installierte elektrische Leistung [MWel] MVB Müllverwertung Borsigstraße Entwicklung der installierten Leistung MW el Biomasse 1400 Installierte elektrische Leistung der in Betrieb befindlichen Biomasse(heiz)kraftwerke EEG-Einführung 29. März Quelle: Monitoring zur Wirkung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) auf die Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse; (FZK: 03MAP138); Deutsches BiomasseForschungsZentrum gemeinnützige GmbH German Biomass Research Centre DBFZ; März Datenbasis: EUWID Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 3

4 Verwendung von Holz in Mio. m³ Stoffliche Verwendung Energetische Verwendung EEG- Einführung 29. März 2000 AltholzV Deponierungs- Verbot Altholz 01. März Quelle: Holz Perspektiven der Holzmärkte; Mantau, Universität Hamburg Zentrum Holzwirtschaft, Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 4

5 EEG Vergütungssätze für Altholz - Grundvergütung Leistung EEG 2000 * EEG 2004 * 1) 2) (gültig für Anlagen, die ab in Betrieb genommen wurden) EEG 2009 * (gültig für Anlagen, die ab in Betrieb genommen wurden) Bis 150 kw 10,23 ct/kwh 11,50 ct/kwh 11,67 ct/kwh 150 kw bis 500 kw 10,23 ct/kwh 9,90 ct/kwh 9,18 ct/kwh 500 kw bis 5 MW 9,21 ct/kwh 8,90 ct/kwh 8,25 ct/kwh 5 MW bis 20 MW 8,70 ct/kwh 8,40 ct/kwh 7,79 ct/kwh 3) Jährliche Degression 1 % (ab ) 1,5 % (ab ) 1 % (ab ) * Laufzeit 20 Jahre 1) Hohe Vergütung von A III- und A IV-Holz nur bei Genehmigung vor dem ) Vergütung für nach dem in Betrieb genommene Anlagen nur, wenn Zündund Stützfeuerung ausschließlich aus Biomasse o. ä. 3) nur, soweit der Strom in Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugt wird Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 5

6 EEG Vergütungssätze für Altholz - Bonuszahlungen EEG 2000 EEG 2004 EEG 2009 KWK-Bonus - 2 ct/kwh 1) 3 ct/kwh 1) Technologie-Bonus - 2 ct/kwh 2) 2 ct/kwh 2) Jährliche Degression % (ab ) 1) nur für den Teil des eingespeisten Stroms, der als KWK-Strom gilt 2) nur bei KWK-Betrieb und für Anlagen bis 5 MW Technologie-Bonus: Innovative Verfahren Stromgewinnung mittels Brennstoffzellen, Gasturbinen, Dampfmotoren, Organic-Rankine-Cycle (ORC), Mehrstoffgemisch-Anlagen, oder Stirling-Motoren Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 6

7 Biomasseverordnung (BiomasseV) MVB Müllverwertung Borsigstraße Die BiomasseV regelt: welche Stoffe als Biomasse gelten und welche technischen Verfahren zur Stromerzeugung aus Biomasse Anwendung finden Altholz bestehend aus Gebraucht- oder Industrierestholz gilt als Biomasse, sofern - der Gehalt an PCB oder PCT < 0,005 %, - der Quecksilbergehalt < 0,0001 % und - seine energetische Nutzung als Abfall zur Verwertung auf Grund des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes zugelassen ist Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 7

8 Altholzverordnung A I A II A III A IV PCB- Altholz Altholzkategorie nach der Altholzverordnung Nicht behandeltes Altholz: naturbelassenes oder lediglich mechanisch bearbeitetes Altholz, das bei seiner Verwendung nicht mehr als unerheblich mit holzfremden Stoffen verunreinigt wurde, z. B. Paletten, Späne, Kisten Behandeltes Altholz: verleimtes, gestrichenes, beschichtetes, lackiertes oder anderweitig behandeltes Altholz ohne halogenorganische Verbindungen in der Beschichtung und ohne Holzschutzmittel, z. B. Dielen, Zierbalken, Möbel Belastetes Altholz: Altholz mit halogenorganischen Verbindungen in der Beschichtung ohne Holzschutzmittel, z. B. Altholz aus dem Sperrmüll, Möbel Besonders belastetes Altholz: mit Holzschutzmitteln behandeltes Altholz, wie Bahnschwellen, Leitungsmasten, Hopfenstangen, Fenster, sowie sonstiges Altholz, das aufgrund seiner Schadstoffbelastung nicht den Altholzkategorien A I, A II oder A III zugeordnet werden kann, ausgenommen PCB-Altholz Altholz, das PCB im Sinne der PCB- / PCT-Abfallverordnung ist und nach deren Vorschriften zu entsorgen ist, insbesondere Dämm- und Schallschutzplatten, die mit Mitteln behandelt wurden, die polychlorierte Biphenyle enthalten Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 8

9 Altholzverordnung Altholzkategorie A I Altholzkategorie A II Altholzkategorie A III Altholzkategorie A IV Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 9

10 Altholzverordnung: Verwertungsmöglichkeiten Altholz- Kategorie A I A II A III A IV Möglichkeit der stofflichen und energetischen Verwertung Stoffliche Verwertung (z. B. Fertigung neuer Spanplatten) oder thermische Verwertung Stoffliche Verwertung (z. B. Fertigung neuer Spanplatten) oder thermische Verwertung Thermische Verwertung in einer geeigneten Anlage oder stoffliche Verwertung nach Vorbehandlung / Aufbereitung Thermische Verwertung in einer geeigneten Anlage. Nicht für stoffliche Verwertung geeignet. Emissionsrechtliche Grundlage (energetisch) - bis 1 MW: 1. BImSchV - über 1 MW: 4. BImSchV - bis 1 MW: 1. BImSchV - über 1 MW: 4. BImSchV 17. BImSchV 17. BImSchV Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 10

11 Biomassekraftwerke Altholz Gemischtholz Wald + LPH bis 0,5 MW bis 0,5 MW bis 0,5 MW bis 5 MW bis 5 MW bis 5 MW größer 5 MW größer 5 MW größer 5 MW Altholz bis 0,5 MW: 10 Anlagen Altholz bis 5 MW: 26 Anlagen Altholz > 5 MW: 33 Anlagen 69 Anlagen Quelle: Monitoring zur Wirkung des Erneuerbare-Energien- Gesetz (EEG) auf die Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse; (FZK: 03MAP138); Deutsches BiomasseForschungsZentrum gemeinnützige GmbH German Biomass Research Centre DBFZ; März Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 11

12 Brennstoffeinsatz in Biomasseheizkraftwerken Brennstoffeinsatz in Biomasse(heiz)- A I bis A II kraftwerken nach Anlagenzahl A I bis A IV Naturbelassenes Holz: Wald(rest)hölzer, Landschaftspflegeholz Mischnutzung: Altholz und naturbelassenes Holz 17,7% 24,2% Brennstoffeinsatz in Biomasse(heiz)- A I bis A II kraftwerken nach installierter elektr. Leistung Naturbelassenes Holz Landschaftspflegeholz A I bis A IV Mischnutzung: Altholz 32,4% 12,4% 53,0% 16,9% Naturbelassenes 12,0% 31,4% Holz: Wald(rest)hölzer, Landschaftsp Naturbelassenes Holz: Wald(rest)hölzer, Landschaftspflegeholz A Naturbelassenes I bis A II Holz: Wald(rest)hölzer, Landschaftsp A Naturbelassenes I bis A II Holz: Wald(rest)hölzer, Landschaftspflegeholz A I bis A IV II A I bis A IV II Mischnutzung: A I bis A IV Altholz und naturbelassenes Holz Mischnutzung: A I bis A IV Altholz und naturbelassenes Holz Mischnutzung: Altholz und naturbelassenes Holz Quelle: Monitoring zur Wirkung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) auf die Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse; (FZK: 03MAP138); Deutsches BiomasseForschungsZentrum 17,7% gemeinnützige GmbH German Biomass Research Centre DBFZ; März 2010 Mischnutzung: Altholz und naturbelassenes Holz 17,7% Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 12

13 Gegenüberstellung Alholzbedarf und -anfall Altholzbedarf in Deutschland - BMHKW s > 5 MW: ca. 6,2 Mio. t/a (davon 17. BImSchV-Anlagen 4 Mio. t/a) - Holzwerkstoffindustrie: ca. 1,2 Mio. t/a Altholzanfall in Deutschland Schwankungen aufgrund - Jahreszeit - Wirtschaftswachstum (proportional) - Regional (im Nordosten höhere Preise) ca. 7,4 Mio. t/a (nicht berücksichtigt: Anlagen < 5 MW, Altholz für Mitverbrennung und MVAs) ca. 6,9 Mio. t/a (im Rezessionsjahr 2009 etwa 25 % weniger) Altholz-Kapazitäten > Altholz-Aufkommen Quelle: Position des BAV (Bundesverband der Altholzaufbereiter und -verwerter e.v.) zur Novellierung des EEG; Berlin, den 13. August 2010; Uwe Groll, Anemon Boelling Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 13

14 Vergütung / Kaufpreis [ /t] Entwicklung Altholzpreis MVB Müllverwertung Borsigstraße EEG BiomasseV Altholz A I Altholz A II / III Altholz A IV -120 Apr Okt Apr Okt Apr Okt Apr Okt Apr Okt Apr Okt Apr Okt Apr Okt Apr Quelle: Untersuchung von Biomasse- und Altholz(heiz)kraftwerken im Leistungsbereich 5 bis 20 MW el zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit (VGB-Nr. 302); Prof. Dr. Ralf Simon; Alexander Christ; Martin Deutsch; Roland Weiher; Bingen; Juni 2008 EUWID, eta Energieberatung (2006) Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 14

15 [ /t inkl. MwSt., frei Verwertung] Entwicklung Altholzpreis 2003 bis 2009 MVB Müllverwertung Borsigstraße A I, 150 mm A II / A III A IV, 150 mm I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV Quelle: Monitoring zur Wirkung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) auf die Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse; (FZK: 03MAP138); Deutsches BiomasseForschungsZentrum gemeinnützige GmbH German Biomass Research Centre DBFZ; März Datenbasis: EUWID Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 15

16 Vorteile der energetischen Altholzverwertung Wiederverwendung / Recycling Quelle: Scheffer Energy Systems GmbH; Warendorf Altholzkraftwerk 17. BImSchV Strom und Wärme Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 16

17 Standort der MVB Kraftwerk: Kohle und Gas MVB Linie 1 und 2: Abfall MVB Linie 3: Holz AVG: Sondermüll Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 17

18 Basisdaten der MVB, Linie 3 (Biomasse) Inbetriebnahme: Gesellschafter: Betrieb: Technik: Investitionen: Altholzmenge: Erzeugter Strom: ,5% Vattenfall Europe New Energy GmbH 14,5% E.ON Energy from Waste AG Heizkraftwerk zur Verbrennung von Biomasse Eine Verbrennungslinie (Prinzip der Zirkulierenden-Wirbel-Schicht) und Rauchgasreinigung mit einem Brennstoffdurchsatz von 18 t/h 42 Millionen Euro t/a (2009) MWh/a (2009) Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 18

19 Standorte der Holzaufbereiter MVB Müllverwertung Borsigstraße 1 Firma Ehrich 2 Firma Brockmann 1 3 Firma Rewood 4 Firma Dörner 5 Firma Buhck 6 Firma Steuber 7 Firma Koops Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 19

20 Prozessschema der MVB, Linie 3 (Biomasse) Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 20

21 Kesseldaten der MVB, Linie 3 (Biomasse) Kühlgitter, Überhitzer 2 Brennkammer / Zyklon Düsenboden, Ausmauerung Holzförderweg Austragsschnecke / Niveauzuteiler / Zellradschleuse Brennkammer Düsen / Schnecken INTREX Bodenascheaustrag Kühlschnecken / TKF / Sandsieb/ Sandrückführung Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 21

22 Emissionen [%] Kontinuierlich gemessene Emissionen MVB Müllverwertung Borsigstraße Grenzwerte in mg/m³ , NOx CO Staub Cges HCl SO2 Hg HF 17. BImSchV Betriebsgenehmigung Mittelwert Vorjahre Mittelwert 2007 Mittelwert 2008 Mittelwert ,6 0,8 2,0 2,7 0,0001 0,1 Mittel 2009 in mg/m³ 0,01 1 Validierte Werte gemäß DIN Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 22

23 Emissionen [%] MVB Müllverwertung Borsigstraße Diskontinuierlich gemessene Emissionen Grenzwerte in mg/m³ 0,05 0,5 0,05 0,1 ng/m³ ,01 0,1 0,02 Cd + Tl Sb-Sn As-BaP PCDD/F 0, BImSchV Betriebsgenehmigung Mittelwert Vorjahre Mittelwert 2007 Mittelwert 2008 Mittelwert ,0008 0,011 0,0023 0,0012 ng/m³ Mittel 2009 in mg/m³ Validierte Werte gemäß DIN Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 23

24 Perspektiven der energetischen Altholzverwertung Altholzaufkommen und -preise Altholz-Kapazitäten > Altholz-Aufkommen Wachsender Bedarf muss zunehmend durch z. B. - Importe (hohe Transportkosten) - Kurzumtriebsplantagen - Landschaftspflegematerial - Waldrestholz gedeckt werden. Problem: Hohe Kosten!!! Altholzpreise bereits jetzt sehr hoch Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 24

25 Perspektiven der energetischen Altholzverwertung Technische Aspekte Unterschätzung technischer Schwierigkeiten bei vielen Anlagen - Brennstoffzuführung - Verschlackungen, sowie - insbesondere Korrosion Folge: geringe Ausnutzungsdauer Wartungs- und Instandhaltungskosten >> ursprüngliche Planungswerte Viele Anlagen wurden unwirtschaftlich. Quelle: Monitoring zur Wirkung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) auf die Entwicklung der Stromerzeugung aus Biomasse; (FZK: 03MAP138); Deutsches BiomasseForschungsZentrum gemeinnützige GmbH German Biomass Research Centre DBFZ; März Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 25

26 Ausblick Wenige Anlagen befinden sich noch in der Realisierung. Der Neubau von Altholz-Kraftwerken ist unter diesen Konstellationen unwirtschaftlich, so dass nicht mehr mit einer Neuplanung von Anlagen zu rechnen ist. Die Wirtschaftlichkeit bestehender Anlagen ist gefährdet, da die Kosten bei gleichbleibenden Erlösen steigen. Das wird zu einer Bereinigung auf dem Altholzmarkt führen Februar 2011 Hamburg T.R.E.N.D. Dr.-Ing. Martin Mineur 26

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!