TönsLM. Entwicklung innovativer Verfahren zur Rückgewinnung ausgewählter Ressourcen aus Siedlungsabfalldeponien

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1 r 3 Verbundprojekt Entwicklung innovativer Verfahren zur Rückgewinnung ausgewählter Ressourcen aus Siedlungsabfalldeponien Dr. Michael Krüger & Boris Breitenstein für die Partner des Projektes URBAN MINING Kongress & r³ Statusseminar Strategische Metalle. Innovative Ressourcentechnologien 11./ , Messe Essen URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

2 Gliederung Partner 1. Motivation 2. Ziel und Vorgehen 3. Herausforderungen 4. Aktueller Stand der Untersuchungen 5. Zusammenfassung 6. Ausblick URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

3 Motivation Deponien als Sekundärrohstoffquelle Rohstoffsituation hohe Nachfrage nach Rohstoffen Rohstoffe sind knapp und teuer Deutschland als rohstoffarme Industrienation ist auf Rohstoffimporte angewiesen Sicherung der Rohstoffverfügbarkeit u.a. durch Kreislaufführung und Recycling sowie Erschließung anthropogener Sekundärrohstofflager (z. B. Deponien) Deutsche Deponien als Sekundärrohstoffquellen Schätzung des Sekundärrohstoffpotentials deutscher Deponien: heizwertreiche Fraktionen im Wert von ca. 60 Mrd. (Erdöläquivalente) Metalle im Wert von ca. 9 Mrd. mineralische Fraktionen Deponien beanspruchen Fläche können die Umwelt gefährden (Emissionen) verursachen Nachsorgekosten (ca Jahre) Deponierückbau URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

4 Motivation aktuelle Situation des Landfill Mining Landfill Mining seit ca. 60 Jahren Vielfältige Gründe: Beseitigung von Gefahren für Mensch und Umwelt Volumengewinn, Baumaßnahmen, anderweitige Flächennutzung, etc. auf Wertstoffrückgewinnung lag bisher selten der Fokus Weiterentwicklung zum Enhanced Landfill Mining (seit ca. 10 Jahren) Rückgewinnung von Metallen, Holz, Kunststoffen aber: bis zu 76 % der Abfälle wurden bisher wieder deponiert! Aus 60 Rückbauprojekten berechnete Abfallzusammensetzung [M.-%] 54,8 2,6 4,7 5,3 3,5 5,5 1,6 1,6 5,3 1,1 2 0,1 2,5 0,1 9 Plastik Papier Holz Leder Textilien Glas Fe-Metalle Aluminium NE-Metalle Organik Bauschutt Steine Van Vossen, ,3 Rest Sonderabfall Boden < 24 mm Inert URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

5 Projektteil Siedlungsabfalldeponie Ziel und Vorgehen Ziel Ganzheitliche Untersuchung und Entwicklung eines Gesamtkonzepts zum Rückbau bestehender Deponieflächen für Siedlungsabfall und MVA-Schlacken sowie zur weitergehenden Nutzung der darin enthaltenen Ressourcen Erkundung des Deponiekörpers Probebohrungen in den Deponiekörper Durchführung des Rückbaus von Tonnen Abfall Untersuchung durch Industrie & Forschungsinstitute Zusammenführung der Erkenntnisse Leitfaden zum Thema Deponierückbau Projektlaufzeit: URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

6 Ökologische Bewertung Herausforderungen Rückbau Vorkonditionierung Mech.-biol. Behandlung Thermische Behandlung Aufbereitung Grobkorn Feinkorn Kunststoffe Prozesswasser Verbrennungsrückstände Ökonomische Bewertung Produktentwicklung Vermarktung der Konzentrate Verwertung der Rückstände URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

7 Aktueller Stand der Untersuchungen Erkundung des Deponiekörpers Erfassen der Abfallarten, Menge und Lage der Teilmassen Durchführung von Probebohrungen (Ø 30 cm, max. Tiefe 15 m) Machbarkeitsstudie und Sicherheitskonzept Verfüllzeitraum: Abschnitt 1: Abschnitt 2: Abschnitt 3: Bild: AML URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

8 Aktueller Stand der Untersuchungen Planung & Durchführung des Rückbaus Einholen von Genehmigungen Rückbau von ca Tonnen Material Gewinnung definierter Abfallfraktionen stoffstromspezifische Behandlung Bilder: AML URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

9 Behandlung der ausgebauten Abfälle Behandlung in bestehenden Industrieanlagen Anlagenart Eignung Herausforderungen Mobile Technik (Vorkonditionierung) ++ Dimensionierung, Auswahl Mechanisch-biologische Behandlung EBS-Qualität, Biologie Gewerbeabfallaufbereitung ++ Siebschnitt Leichtverpackungssortieranlage + Beschickung, Trennung Fluff-Herstellung (Zementwerk) ++ Siebschnitt, Trennung Ersatzbrennstoffkraftwerk ++ Beschickung, Mischung Müllverbrennung ++ Heizwert, Mischung URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

10 Vorgehen Vorkonditionierung Sortierung Bild: IAR URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

11 Massenausbringen Vorkonditionierung Daten: IAR zum weiteren Sortierschritt: ca. 30 % des Aushubs URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

12 - Rückbau Ergebnisse der Handsortierung des Leichtgutes Daten: IAR URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

13 Ergebnisse Sortierung LVP-Anlage Herausforderungen hoher Feinkornanteil starke Verschmutzung der Kunststoffe Wertstoffausbeute Ergebnisse der LVP-Sortierung Rückgewinnung von 60 % der enthaltenen Kunststoffe geringe Massenausbringung werkstoffliche Nutzung des Kunststoffes ist ökologisch vorteilhaft Wertstoffausbeute Kunststoffe 0% 20% 40% 60% 80% 100% Kunststoffe im Rohdeponat << 10 % d. Gesamtmasse Vorkonditionierung (Leichtgut) 6 % Sortierung (LVP-Anlage) < 5 % Nachreinigung 3 % Daten: IAR URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

14 Behandlung der ausgebauten Abfälle Verfahrensneuentwicklungen Abtrennung von Mineralik Herstellung von Brennstoffen Rückgewinnung von Metallen Herstellung von Metallkonzentraten durch Pyrolyse biologische, physikalisch-chemische Prozesswasserbehandlung Bewertungsverfahren Methoden zur ökonomischen und ökologischen Bewertung von Deponierückbau Bilder: IFAD URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

15 Vorgehen für die Nachhaltigkeitsbewertung Daten: AIP URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

16 Zusammenfassung Ganzheitlicher Deponierückbau ist eine komplexe Thematik Genehmigungen sind entscheidend Durchführung von Deponierückbau großtechnisch möglich Nutzung existierender Anlagen zur Separation von: Brennstoffen Metallen Kunststoffen Mineralik Kombination von bestehender Technik und Verfahrensneuentwicklungen kann ökologisch und ökonomisch vorteilhaft sein Bilder: Tönsmeier URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

17 Ausblick Weitere Schritte im Projekt Optimierung der bestehenden Prozesse Weiterentwicklung der neuen Verfahren Abstimmung der Prozesse untereinander ökonomische und ökologische Bewertung des Gesamtsystems Entwicklung von Landfill Mining -Konzepten Zusammenführung der Ergebnisse zur Nutzung von Synergieeffekten Bild: Tönsmeier Entwicklung eines Leitfadens zum Thema Deponierückbau URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./

18 Deponierückbau ist nicht eine Frage des ob sondern des wann. Ziel: Stärkung der Nachhaltigkeit der deutschen Rohstoffwirtschaft. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung für die finanzielle Unterstützung, den Projektpartnern für die fleißige Arbeit. URBAN MINING Kongress & r 3 Statusseminar, Essen, 11./