Klimarelevanz der kommunalen Wiener Abfallwirtschaft Fortschreibung 2010

Transkript

1 Bericht April 2012 Klimarelevanz der kommunalen Wiener Abfallwirtschaft Fortschreibung 2010 Projektleiter Werner Frühwirth denkstatt GmbH Hietzinger Hauptstraße Wien, Austria T (+43) F (+43) E office@denkstatt.at W

2 Inhalt 1 Kurzfassung Einleitung, Motivation, Ziele Datenquellen und Methodik Systemgrenzen Beschreibung der Szenarien Ist-Situation Prognose Deponiemodellierung Emissionen Allgemeines Kohlendioxid Lachgas Methan Substitution Allgemeine Betrachtungen zur Substitution Substitution von Fernwärme Substitution von Fernkälte Substitution von elektrischem Strom Substitution von Kompost Substitutionseffekte der Altstoffverwertung (CO 2 -Footprint der Altstoffe) Massenströme Systembild Istzustand Systembild Prognose Ergebnisse Ist-Situation Situation Prognose Gegenüberstellung der Szenarien Sensitivitätsanalyse Emissionen der Kompostierung Emissionen der Kompostierung 20% Emissionen der Kompostierung + 20% Strommix Österreich Ergebnisse bei einer Emissionsverringerung Strommix Österreich um 20%

3 Ergebnisse bei einer Emissionserhöhung Strommix Österreich um 20%47 13 Zusammenfassung und Interpretation Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Quellenverzeichnis Anhang

4 1 Kurzfassung In dieser Arbeit werden die treibhausrelevanten Emissionen der kommunalen Wiener Abfallwirtschaft berechnet und mit Studien aus der Vergangenheit verglichen. Es werden die treibhausrelevanten Emissionen der Sammlung und Behandlung der in Wien anfallenden kommunalen Abfälle inklusive der Emissionen und Gutschriften aus den Verwertungsverfahren und der damit verbundenen Transporte außerhalb Wiens berechnet. Die Emissionen der Deponie werden ebenfalls berechnet. Des Weiteren wird unter Berücksichtigung der SUP 1 zum Wiener Abfallwirtschaftsplan 2013 eine Abschätzung der Emissionen für das Jahr 2020 vorgenommen. Soweit möglich erfolgt auch ein Vergleich mit den Daten aus dem Jahre Die Berechnungen haben gezeigt, dass sich die treibhauswirksamen Emissionen der kommunalen Wiener Abfallbehandlung stetig verringern und die Maßnahmen der Stadt Wien diesbezüglich nachhaltig Wirkung zeigen. 2 Einleitung, Motivation, Ziele In dieser Arbeit wird die Studie Klimarelevanz der kommunalen Wiener Abfallwirtschaft aus dem Jahr 2005 (GUA 2005) aktualisiert. Es werden die treibhausrelevanten Emissionen der Sammlung und Behandlung der in Wien anfallenden kommunalen Abfälle (Hausmüll, Sperrmüll, Straßenkehricht, Spitalmüll und die getrennt gesammelten Altstoffe Papier, Bioabfall, Glas, Metalle und Kunststoffe) inklusive der Emissionen und Gutschriften aus den Verwertungsverfahren außerhalb Wiens berechnet. Sammlung und Transporte werden ebenfalls berücksichtigt. Naturgemäß müssen auch die Transporte externer Transporteure, vor allem zu den Verwertungsanlagen außerhalb Wiens, mit einbezogen werden. Die Emissionen der Deponie werden in Form einer Zeitreihe berücksichtigt. Des Weiteren wird ausgehend von den ersten Ergebnissen der SUP zum Wiener Abfallwirtschaftsplan 2013 eine Abschätzung der Emissionen im Jahr 2020 vorgenommen. Die Stadt Wien ist bemüht die kommunale Abfallwirtschaft stetig zu verbessern. Folgende seit 2004 gesetzte bzw. in Umsetzung befindliche Optimierungsmaßnahmen wurden in dieser Arbeit berücksichtigt: Schlackenbehandlungsanlage: Verbesserte Metallabscheidung gegenüber 2004 Kunststoffverwertung: Getrennt gesammelte Kunststoffflaschen werden vollautomatisch sortiert und einer bottle-to-bottle-verwertung zugeführt. MVA Flötzersteig: Wiederaufheizung des Rauchgases vor der DeNOx mit einem Wärmeverschiebesystem statt Erdgasflächenbrennern. Installation einer DeNOx-Anlage bei den Wirbelschichtöfen WSO 1-3 und den Drehrohröfen DRO 1+2 Aschen: nur die Aschen der Drehrohröfen DRO1+2 werden nach Deutschland in eine Untertagedeponie geführt. Die Aschen der anderen Verbrennungsöfen werden gemeinsam 1 SUP Strategische Umweltprüfung 4

5 mit den Schlacken zu Schlackenbeton verarbeitet und auf der Deponie Rautenweg abgelagert. Inbetriebnahme des Abfalllogistikzentrums Pfaffenau zur mechanischen Vorbehandlung von Restmüll und Sperrmüll und im Bedarfsfall zur Ballierung der Abfälle ab dem Jahr 2013 Energetische Optimierung der MVA Spittelau (Vollbetrieb ab dem Jahr 2016) 3 Datenquellen und Methodik Als Datenquellen werden die Angaben der MA22, MA48 und der Fernwärme Wien GmbH verwendet. Sämtliche Detaildaten, die nicht von diesen Institutionen stammen, übernimmt die denkstatt aus dem unternehmenseigenen Datenbanken sowie dem Erfahrungs- und Wissensstand der ProjektmitarbeiterInnen. Das abfallwirtschaftliche System zur Behandlung der Wiener Abfälle wird wie in der Vorstudie aus dem Jahre 2005 mit dem Softwaretool Österreichisches Abfallwirtschaftsmodell OAWM modelliert. Im Laufe der Bearbeitung hat sich gezeigt, dass viele der erforderlichen Daten im Gegensatz zur Vorstudie nun bereits in einer Qualität vorliegen, die in manchen Bereichen eine explizite Modellierung nicht mehr erforderlich macht, da die gewünschten Teilergebnisse zum Teil außerhalb des Modells berechnet werden können. Wo dies angezeigt war, wurden die Berechnungen parallel zum OAWM durchgeführt. Grundsätzlich wurden jedenfalls Massen- und Energiebilanz mit dem OAWM modelliert. Die Modellierung im OAWM wird wie in der Studie aus dem Jahre 2005 durchgeführt und ist in der zitierten Arbeit beschrieben. 4 Systemgrenzen Betrachtet werden die Treibhausgasemissionen aus der Sammlung und Behandlung der kommunalen Abfälle der Jahre 2004, 2010 und Es werden sämtliche kommunale Wiener Abfälle, also Restmüll, Sperrmüll, Straßenkehricht, hausmüllähnliche Spitalabfälle, Papier, Glas, Kunststoffe, Metalle und biogene Abfälle aus der kommunalen Sammlung der MA 48 berücksichtigt und die mit deren ordnungsgemäßen Behandlung und Verwertung verbundenen treibhauswirksamen Emissionen berechnet. Betrachtet werden die folgenden abfallwirtschaftlichen Anlagen der Stadt Wien: MVA Spittelau, Flötzersteig, Pfaffenau Wirbelschichtöfen WSO1-3, WSO4 (WSO4 stand 2010 still) im Werk Simmeringer Haide der FWW Drehrohröfen DRO1+2 im Werk Simmeringer Haide der FWW Schlackenaufbereitungsanlage in der ABA 2 Kunststoffsortierungsanlage (KUSSO) in der ABA Restmüllsplittinganlage in der ABA (ABA RMS) Bioabfallaufbereitung in der ABA 2 ABA Abfallbehandlungsanlage im Rinterzelt, 22. Bezirk 5

6 Kompostwerk Lobau Biogasanlage der MA 48 Deponie Rautenweg In den MVA Spittelau, Flötzersteig, Pfaffenau wird der Restmüll, Sperrmüll und der Straßenkehricht behandelt, im WSO4 mechanisch aufbereiteter Rest- und Sperrmüll, in den WSO 1-3 kommunaler Klärschlamm aus der Wiener Hauptkläranlage und in den Drehrohröfen wurde die Behandlung der Problemstoffe berücksichtigt. In den MVA, WSO und DRO werden neben den kommunalen Abfällen auch gewerbliche und industrielle Abfälle verbrannt, die in dieser Studie nicht betrachtet werden. Die biogenen Abfälle werden in der Bioabfallaufbereitungsanlage für die Kompostierung im Kompostwerk Lobau aufbereitet. Die innerstädtische Biotonne wird gemeinsam mit Speiseresten in der Biogasanlage behandelt. Darüber hinaus wird auch die Verwertung der Altstoffe berücksichtigt, die größtenteils in anderen Bundesländern, hauptsächlich Steiermark und Niederösterreich, stattfindet, ein Teil der Glasabfälle wird in die tschechische Republik zur Verwertung transportiert. Es werden neben den Emissionen der Abfallbehandlung sowohl die mit der kommunalen Sammlung der MA 48 verbundenen treibhauswirksamen Emissionen als auch die der erforderlichen Transporte innerhalb und außerhalb Wiens betrachtet. Im Detail werden folgende Transportvorgänge berücksichtigt: Sammlung der Abfälle durch die MA 48, Transportvorgänge zwischen den Abfallbehandlungsanlagen, Transport der Flugaschen der DRO 1+2 und der Filterkuchen zu Untertagedeponien in Deutschland, Transport der Altstoffe zu Verwertungsanlagen außerhalb Wiens. Der Großteil der betrachteten Transporte wird mit LKW durchgeführt, teilweise wird jedoch auch die Bahn (Rail Cargo) verwendet. Die Berechnungen zum Treibstoffverbrauch bei LKW-Transport und der Emissionen der Transportvorgänge erfolgen auf Basis der zurückzulegenden Strecken (in Kilometer) multipliziert mit typischen Werten für den je Kilometer anfallenden Treibstoffbedarf bzw. den je Kilometer auftretenden Emissionen. Die Wegstrecken werden bei LKW- Transporten durch die mittels Routenplaner ermittelte Länge der Straßenverbindung abgeschätzt. Bei Bahntransporten werden die Entfernungen über die Streckenlänge der bei den Transporten effektiv genutzten Gleise unter der Annahme einer möglichst direkten Verbindung bestimmt. Der zu Grunde gelegte Treibstoffverbrauch hängt vom eingesetzten Fahrzeug und von der Zuladung ab. Es wird grundsätzlich unterstellt, dass mit jedem Transportvorgang eine Leerfahrt in die Gegenrichtung verbunden ist. In der Praxis gibt es zwar einen gewissen Anteil an Gegenfuhren, bei Abfällen wird dieser Anteil aber in der Regel niedriger sein als bei Stückgütern. Damit liegt die über die Hin- und Rückfahrt gemittelte Tonnage bei 50% der Transporttonnage, worauf die Abschätzung des Dieselverbrauchs aufbaut. Die Werte je Tonnenkilometer werden mit der Länge der Gesamtstrecke (hin und retour) multipliziert. Überall dort, wo die tatsächlichen Treibstoffverbräuche bekannt und verfügbar waren, wurden die Emissionen direkt über den verbrauchten Treibstoff berechnet. 6

7 5 Beschreibung der Szenarien Im Jahr 2004 wurden die kommunalen Abfälle in den Müllverbrennungsanlagen Flötzersteig und Spittelau, der Abfallbehandlungsanlage (ABA), den Wirbelschicht- und Drehrohröfen im Werk Simmering, den Kompostierungsanlagen Lobau und Schafflerhof sowie in der Deponie Rautenweg behandelt waren vier Wirbelschichtöfen in Betrieb, drei zur Behandlung von Klärschlamm und einer zur Behandlung von aufbereitetem Siedlungsabfall. Für die Berechnungen der Treibhausgasemissionen im Jahr 2004 wurden folgenden Abfallmengen herangezogen: Tabelle 5-1: Abfallmengen 2004 Anlage Menge MVA Spittelau MVA Flötzersteig Deponie Rautenweg WSO WSO DRO Kompostwerk ABA Bioabfallaufbereitung Summe Anlagen Verwertung Papier Summe Verwertung Glas Summe Verwertung Metalle Summe Verwertung Kunststoffe Summe In den MVA, WSO und DRO werden neben den kommunalen Abfällen auch gewerbliche und industrielle Abfälle verbrannt, die in dieser Studie nicht betrachtet werden. Um einen Vergleich mit den Berechnungen aus der Vorstudie aus dem Jahre 2005 durchführen zu können, wurde die damalige Simulation der Wiener Abfallwirtschaft mit den aktuell verwendeten Parametern teilweise neu berechnet. Der Anteil an treibhauswirksamen Kohlenstoffgehalt im Input (d.h. Kohlenstoff aus fossilen Rohstoffen) wurde von 32% auf nunmehr 40% geändert. 3 Weiters wurden die Äquivalenzfaktoren für Lachgas und Methan gemäß IPCC AR4 (2007) sowie die Emissionsfaktoren für die Verwertung an die aktuell verwendeten Werte angepasst und die Berechnung der Energiebereitstellungsemissionen vereinheitlicht (GWP für CH 4 = 25, GWP für N 2 O = 298). Mit diesen veränderten Parametern wurde die Emissionssituation für das Jahr 2004 für eine bessere Vergleichbarkeit neu berechnet. 3 Dies wurde über die Restmüllzusammensetzung basierend auf der Restmüllanalyse 2004 berechnet. 7

8 Der Dieselverbrauch der Sammlung betrug ca. 3 Mio. Liter. 5.2 Ist-Situation 2010 Zusätzlich zu den Anlagen im Jahr 2004 waren 2010 bereits die MVA Pfaffenau und die Biogasanlage in Betrieb. Die Schlackenbehandlung und die Kunststoffsortieranlage wurden umgebaut. Die neue Schlackenbehandlung kann Metalle nun effektiver abscheiden und die Kunststoffsortierung wurde ebenso modernisiert, sodass eine verbesserte Sortierleistung erzielt wird. Im Bereich der Kunststoffverwertung wurde die mittlerweile etablierte Bottle-to-Bottle- Verwertung der PET-Flaschen berücksichtigt. Bis zum Jahr 2005 wurde in der MVA Flötzersteig das Rauchgas vor der DeNO X -Anlage noch mittels Erdgasflächenbrenner wieder aufgeheizt. Mittlerweile wird dieser Verfahrensschritt durch eine Optimierung der Anlage ohne Einsatz von Erdgas über ein Wärmeverschiebesystem realisiert und dieser Umstand in der Arbeit berücksichtigt. Bei den Wirbelschichtöfen WSO 1-3 und DRO 1+2 wurde 2005 eine DeNOx-Anlage installiert. Auf der Deponie Rautenweg werden seit dem 1. Jänner 2009 keine organischen Abfälle abgelagert, sondern nur mehr mineralisierte Abfälle, wie die Rückstände aus den Müllverbrennungsanlagen, aus denen sich kein Deponiegas bildet. Für die Berechnungen der Treibhausgasemissionen im Jahr 2010 wurden folgenden Abfallmengen herangezogen: Tabelle 5-2: Abfallmengen 2010 Anlage Menge MVA Spittelau MVA Flötzersteig MVA Pfaffenau Schlackenbehandlungsanlage ABA RMS ABA WSO WSO 4 0 DRO Kompostwerk ABA Bioabfallaufbereitung Biogasanlage Summe Anlagen Verwertung Papier Summe Verwertung Glas Summe Verwertung Metalle Summe Verwertung Kunststoffe Summe Zusätzlich zu den klimarelevanten Treibhausgasemissionen (CO 2 fossilen Ursprungs, CH 4, N 2 O) wurden ergänzend auch die nicht klimarelevanten CO 2 -Emissionen (CO 2 biogenen 8

9 Ursprungs) der Wiener Abfallwirtschaft berechnet. Grundlage der Berechnungen ist die aktuelle Restmüllanalyse der MA48 4. Beim Transport wurden Einsparungen erzielt, da nur mehr die Aschen der Drehrohröfen DRO1+2 in eine Untertagedeponie nach Deutschland transportiert wurden. Die Aschen der anderen Verbrennungsöfen wurden gemeinsam mit den Schlacken zu Schlackenbeton verarbeitet und auf der Deponie Rautenweg abgelagert. Der Dieselverbrauch der Sammlung betrug ca. 3,4 Mio. Liter. Tabelle 5-3 zeigt die Angaben der MA 48 zur Sammlung. Für alle Transporte, für die keine genauen Angaben gemacht werden konnten, wurden Abschätzungen vorgenommen. Tabelle 5-3: Transportkilometer innerhalb Wiens 2010 Abfallart Transportkilometer [km/a] Dieselverbrauch [l/100 km] Papier Biogene Abfälle Glasverpackung Metallverpackungen Kunststoffverpackungen Restmüll + Spitalmüll Schlackenbeton von ABA zu Rautenweg Schlackenbeton von ABA zu Rautenweg Kompostrohmaterial und Überlauf, Transporte ABA/Lobau/ABA Kompostrohmaterial und Überlauf, Transporte ABA/Lobau/ABA Prognose 2020 Basierend auf dem Istzustand des Jahres 2010 wird eine weitere Vorschau der klimarelevanten Auswirkungen der Wiener Abfallbehandlung erstellt. Im Vergleich zum Jahr 2010 ist im Jahr 2020 das Abfalllogistikzentrum (ALZ) in Betrieb und die energetische Optimierung der MVA Spittelau (u.a. neuer Kessel und neue DeNOx mit Aufheizung des Rauchgases über ein Wärmeverschiebesystem). Durch die laufenden Optimierungen im Kompostwerk Lobau gelingt es, die Treibhausgasemissionen der Kompostierung weiter zu reduzieren. Basis für die durchgeführten Berechnungen in der Modellierung sind die ersten Ergebnisse der Mengenprognosen aus der aktuell laufenden SUP zum Wiener Abfallwirtschaftsplan Für die Berechnungen der Treibhausgasemissionen im Jahr 2020 wurden folgende Abfallmengen herangezogen: 4 Wiener Altstoff- und Restmüllanalysen 2009, TB Hauer et al.,

10 Tabelle 5-4: Abfallmengen 2020 Anlage Menge MVA Spittelau MVA Flötzersteig MVA Pfaffenau Schlackenbehandlungsanlage ALZ Pfaffenau WSO WSO DRO Kompostwerk ABA Bioabfallaufbereitung Biogasanlage Summe Anlagen Verwertung Papier Summe Verwertung Glas Summe Verwertung Metalle Summe Verwertung Kunststoffe Summe Ergänzend wurden auch für die Prognose 2020 die nicht klimarelevanten CO 2 -Emissionen der Wiener Abfallwirtschaft berechnet. Der Dieselverbrauch und die Transportentfernungen wurden basierend auf den Angaben für 2010 für das Jahr 2020 hochgerechnet. 6 Deponiemodellierung Um die treibhauswirksamen Emissionen der Deponie Rautenweg bestmöglich abschätzen zu können, wird wie in der Studie aus dem Jahre 2005 das Deponieemissionsmodell nach Tabasaran-Rettenberger verwendet. Um die Auswirkungen der Deponierung von unbehandelten Restabfällen in Hinblick auf die Generierung treibhauswirksamer Emissionen einheitlich abschätzen zu können, wurde im Jahre 2003 vom ÖWAV der Arbeitsbehelf zur Abschätzung von Emissionen in Luft und Wasser, Reststoff- und Massenabfalldeponie, gem. EPER-VO (BGBl. 300/2002) (ÖWAV, 2003) verabschiedet. Damit wurde ein standardisiertes Modell zur Abschätzung der Emissionen über den Luftpfad für bestehende, nicht vollständig angepasste Massenabfalldeponien (Hausmülldeponien) zur Verfügung gestellt. Die Zeitreihe des biologisch abbaubaren Kohlenstoffgehaltes für in der Vergangenheit abgelagerte Abfälle basiert auf den Angaben des UBA-Berichtes BE-236 (Rolland&Scheibengraf, 2003). Die Zeitreihe wurde für die Deponieemissionen der Jahre von 1960 bis 1990 unverändert übernommen. Entgegen den Angaben im ÖWAV- Arbeitsbehelf, einen Beobachtungszeitraum der vergangenen 10 Jahre vor Abfallablagerung anzuwenden, wurde in der Arbeit aus dem Jahre 2005 von den mitwirkenden Experten ein Beobachtungszeitraum von 30 Jahren empfohlen. Im gegenständlichen Projekt wurden die Berechnungen daher ebenso mit einem Beobachtungszeitraum von 30 Jahren durchgeführt. Die Richtigkeit dieses Ansatzes zeigt sich bereits bei den Berechnungen von GUA 2005, indem bei Berücksichtigung von lediglich 10 Jahren die berechneten jährlich emittierten Deponiegasmengen teilweise geringer wären als die Deponiegasmengen, die von der MA48 auf Basis der Aufzeichnungen des Deponiegaserfassungssystems angegeben wurden. 10

11 Für die Deponie Rautenweg liegen die deponierten Mengen i.w. seit 1960 vor. Werte für abgesaugtes Deponiegas sind seit 1991 bekannt, vorher existierte noch kein aktives Gaserfassungssystem. Bis inklusive 1993 wurde Deponiegas teilweise noch abgefackelt, Stromerzeugung mittels Gasmotoren findet seit 1991 (mit der derzeitigen Anlage seit 1994) statt. 7 Emissionen 7.1 Allgemeines Als treibhauswirksame Luftschadstoffe aus der Abfallwirtschaft wurden in dieser Studie analog zur Arbeit aus dem Jahre 2005 Emissionen von CO 2, CH 4 und N 2 O betrachtet. Die Emissionen der kommunalen Wiener Abfallbehandlungsanlagen wurden mit Ausnahme von N 2 O aus den thermischen Anlagen generell basierend auf den Angaben der Anlagenbetreiber bzw. Planer berechnet und in das Simulationsmodell integriert. Die Emissionen der Altstoffverwertungsanlagen außerhalb Wiens stammen teilweise aus dem Datenbestand der denkstatt aus bereits durchgeführten Vorprojekten sowie teilweise aus aktueller Literatur. Bei der Berechnung der spezifischen Emissionswerte für die Modellierung im OAWM (in Kilogramm CO 2Äquiv. pro Tonne Trockensubstanz) wurde bei Anlagen mit mehreren qualitativ unterschiedlichen Inputs wie beispielsweise den Wirbelschichtöfen WSO 1 3 derart vorgegangen, dass aus den unterschiedlichen Inputs der durchschnittliche Feuchtegehalt des Gesamtinputs berechnet wurde. Mit Hilfe dieser Gesamtfeuchte und der Gesamtinputmenge wurde nun basierend auf den gesamten angegebenen Emissionen der durchschnittliche spezifische Emissionsfaktor berechnet. Für die Ermittlung der Emissionsfracht hingegen wurden jedoch nur jene Inputs (kommunale Abfälle und Klärschlamm) berücksichtigt, die dem in dieser Studie angewendeten Betrachtungsrahmen entsprechen. Für die bereits angesprochenen WSO 1 3 wurden also beispielsweise die Emissionsfrachten mit dem durchschnittlichen Emissionsfaktor (berechnet aus allen Inputs, also Klärschlamm (Dickschlamm) und gewerbliche Abfälle), aber nur mit der Menge an Klärschlamm (Dickschlamm) als Input ohne Berücksichtigung der gewerblichen Abfälle berechnet. 7.2 Kohlendioxid Betrachtet wurde klimarelevantes CO 2, also CO 2 fossilen Ursprungs (z.b. aus Kunststoffabfällen). Daneben wurde in dieser Studie auch nicht klimarelevantes CO 2, also CO 2 biogenen Ursprungs berechnet, um die entstehenden Mengen nicht klimarelevanten CO 2 mit den Mengen an klimarelevantem CO 2 vergleichen zu können. Die Angaben zu den CO 2 -Emissionen der kommunalen thermischen Wiener Abfallbehandlungsanlagen wurden in sehr detaillierter Weise von der Fernwärme Wien GmbH zur Verfügung gestellt und konnten teilweise nach Rückrechnung auf spezifische Emissionsfaktoren (bezogen auf eine Tonne Input Trockensubstanz) in das Rechenmodell einfließen. Teilweise wurden die zur Verfügung gestellten Emissionswerte direkt als Summenwerte einzelner Anlagen übernommen und nicht in das Rechenmodell integriert. Für die drei MVA wurde basierend auf der Restmüllanalyse 2009 der Anteil an C fossil an C gesamt im Restmüll berechnet. C gesamt beträgt im Restmüll ca. 40%. Es ergab sich, dass im Durchschnitt rund 40% des CO 2, welches durch die Verbrennung von Restmüll entsteht, fossilen Ursprungs, also als klimarelevant zu betrachten sind. Schwankungen abhängig von der Restmüllzusammensetzung könnten mit der Bilanzmethode des Instituts für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft der TU Wien festgestellt werden. Für diese Studie wurde die Bilanzmethode noch nicht zur Anwendung 11

12 gebracht und stattdessen wurde ein Mittelwert für die fossilen CO 2 -Emissionen aus MVA über die Restmüllsortieranalyse berechnet. Für die Drehrohröfen DRO1+2 wurde der worst-case angenommen, dass 100% der Emissionen fossilen Ursprungs sind. 7.3 Lachgas Seitens der IPCC (Greenhouse Gas Inventory Manual, Intergovernmental Panel on Climate Change, Houghton et al, 1996) liegen entsprechende Emissionsmesswerte für thermische Müllverbrennungsanlagen vor. In der Modellierung wurden die spezifischen N 2 O-Emissionswerte der Müllverbrennungsanlagen Spittelau, Flötzersteig und Pfaffenau aus der vorangegangenen Studie GUA (2005) unverändert übernommen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass diese relativ hohen Literaturwerte aus Messungen stammen, die schon relativ lange zurückliegen und von Anlagen stammen, die mit den Wiener Anlagen bezüglich Rauchgasreinigung nicht vergleichbar sind. Für die Wirbelschicht- und Drehrohröfen wurden von Seiten der FWW Messwerte zur Verfügung gestellt. Zur Berechnung der Lachgasemissionen aus der Kompostierung für das Jahr 2004 wurden dieselben Annahmen getätigt, wie in der Studie Klimarelevanz der kommunalen Wiener Abfallwirtschaft aus dem Jahr 2005 (GUA 2005) für den nicht optimierten Zustand einer Kompostierung. Dort wurde angenommen, dass im nicht optimierten Zustand bezogen auf eine Tonne Inputmaterial Frischmasse 0,014 kg N 2 O emittiert werden. Für das Jahr 2010 wurde ein Wert von 0,060 kg N 2 O/t FM Input in die Kompostierung angenommen (KliKo 2005, Lechner et al.). Für das Jahr 2020 wurde auf Puxbaum et al. (2004) zurückgegriffen. Die dort angegebenen Emissionsdaten wurden im Kompostwerk Lobau durch Messungen nach dem open-dynamic-chamber-prinzip mit Tracergasaufgabe mittels auf den Mieten aufliegender Probenahmehaube und Berechnung ermittelt. Dort wird angegeben, dass in der Intensivrotte 80 kg N/a (als N 2 O) emittiert werden. Das ergibt umgerechnet 0,002 kg N 2 O/t FM Input in die Kompostierung. Die angewendeten Emissionswerte sind in Tabelle 7-1 ersichtlich. 7.4 Methan Zur Berechnung der Methanemissionen aus der Kompostierung für das Jahr 2004 wurden dieselben Annahmen getätigt, wie in der Studie Klimarelevanz der kommunalen Wiener Abfallwirtschaft aus dem Jahr 2005 (GUA 2005) für den nicht optimierten Zustand einer Kompostierung. Dort wurde angenommen, dass im nicht optimierten Zustand bezogen auf eine Tonne Inputmaterial Frischmasse 20,781 kg CH 4 emittiert werden. Zur Berechnung der Methanemissionen für das Jahr 2020 wurde auf Puxbaum et al. (2004) zurückgegriffen. Die dort angegebenen Emissionsdaten wurden im Kompostwerk Lobau durch Messungen nach dem open-dynamic-chamber-prinzip mit Tracergasaufgabe mittels auf den Mieten aufliegender Probenahmehaube und Berechnung ermittelt. Dort wird angegeben, dass in der Intensivrotte 11 t C/a (als CH 4 ) emittiert werden. Bezogen auf t Input FM in die Kompostierung ergibt dies umgerechnet 0,173 kg CH 4 /t FM Input in die Kompostierung. Zur Berechnung der Methanemissionen für das Jahr 2010 wurde ein Wert von 0,650 kg CH 4 /t FM Input in die Kompostierung angenommen (KliKo 2005, Lechner et al.). 12

13 Durch die erst im Laufe des Jahres 2010 erfolgte Umstellung der Tafelmieten auf Zeilenmieten wird für die Folgejahre eine erhebliche Reduktion der klimarelevanten Emissionen erwartet. Die MA 48 wird im Jahr 2012 erneute Messungen der CH 4 - und N 2 O -Emissionen nach dem open-dynamic-chamber-prinzip mit Tracergasaufgabe durchführen lassen, um die angenommenen klimarelevanten Emissionswerte zu überprüfen. Die angewendeten Emissionswerte sind in Tabelle 7-1 ersichtlich. Tabelle 7-1: Methan- und Lachgasemissionen aus der Kompostierung kg CH 4 / t FM Input kg N 2 O / t FM Input kg CO 2 e / t FM Input Annahme ,781 0, ,760 Annahme ,650 0,060 34,130 Annahme ,173 0,002 4,921 8 Substitution 8.1 Allgemeine Betrachtungen zur Substitution Es werden in sämtlichen Szenarien die auftretenden Substitutionseffekte berechnet: Erzeugte Fernwärme (in den Anlagen MVA Spittelau, MVA Flötzersteig, MVA Pfaffenau, Wirbelschichtöfen, Biogasanlage) substituiert Hausbrand, Erzeugter Strom (in den Anlagen MVA Spittelau, WSO 1 bis 4, Drehrohr 1 und 2, Deponiegasverstromung, MVA Pfaffenau) substituiert den österreichischen Strommix, Erzeugte Fernkälte substituiert Kälte aus konventionellen Klimaanlagen, Kompost substituiert Mineraldünger und dient als Kohlenstoffsenke, Ersparnis in der Primärproduktion durch Verwertung von Kunststoff, Glas, Papier und Metall. 8.2 Substitution von Fernwärme Für die Substitution von Fernwärme wird gemäß einem Gutachten der Austrian Energy Agency davon ausgegangen, dass eine erzeugte Megawattstunde Fernwärme insgesamt 362 kg an treibhauswirksamen CO 2 -Emissionen (Äquivalente) ersetzt (gem. ÖNORM EN , Quelle: Gutachten der Austrian Energy Agency im Auftrag der Fernwärme Wien GmbH, 2011). 8.3 Substitution von Fernkälte Für die Substitution von Fernkälte wird gemäß einem Gutachten der Austrian Energy Agency davon ausgegangen, dass pro erzeugter Megawattstunde Fernkälte 240 kg treibhauswirksamer CO 2 -Emissionen (Äquivalente) eingespart werden (gem. ÖNORM EN , Quelle: Gutachten der Austrian Energy Agency im Auftrag der Fernwärme Wien GmbH, 2011). 13

14 8.4 Substitution von elektrischem Strom Eine aus kommunalen Abfällen erzeugte MWh elektrischen Stromes substituiert insgesamt 401,33 kg treibhauswirksame CO 2 -Emissionen (Äquivalente) (Österreichischer Strommix (Ecoinvent Datenbank, Datensatznummer 777)). 8.5 Substitution von Kompost In Wien stehen 750 ha landwirtschaftliche Flächen für die Biolandwirtschaft zur Verfügung. Es werden 16 t Kompost (FS) pro ha und a auf diese Flächen ausgebracht. Das ergibt in Summe t Kompost in der Wiener Biolandwirtschaft. Der Einsatz einer Tonne Kompost spart 2,5 t CO 2 -Äquiv/(ha*a) durch die C-Fixierung (40%ige C- Fixierung im Boden 5 ) und Vorketten ein, eine weitere Tonne CO 2 -Äquiv/(ha*a) werden durch die Reduktion von N 2 O-Emissionen im Vergleich zum Mineraldüngereinsatz eingespart. Das ergibt in Summe 3,5 t CO 2 -Äquiv /(ha*a). Daraus ergibt sich eine Einsparung von t (=3,5 x 750) CO 2 -Emissionen (Äquivalente) rein durch den Wiener Biolandbau. Der Einsatz einer Tonne Kompost spart somit 218,75 kg (= / x 1.000) CO 2 -Emissionen (Äquivalente) bei Aufbringung auf Felder in der Wiener Biolandwirtschaft. Für die restlichen t (= ) Kompost, die 2010 produziert wurden und auf sonstigen, konventionell betriebenen Landwirtschaftsflächen eingesetzt wurden, wurde basierend auf Literatur (Linzner & Mostbauer, 2005) eine Einsparung von 133 kg CO 2 -Emissionen (Äquivalente) pro t Kompost (FS) angesetzt. Diese geringere Annahme der Einsparungen pro t Kompost (FS) basiert darauf, dass eine C-Fixierung im Boden von nur 25% angesetzt wurde. Durch schonende Landwirtschaft im Biolandbau (wechselnde Fruchtfolge, schonende Bodenbearbeitung, Bewuchs auch im Winter mit speziellen Zwischensaaten, Düngung mit Kompost etc.) wird Humus aufgebaut. Hier wurde also für den Biolandbau eine C-Fixierung von 40%, für den konventionellen Landbau von 25% angesetzt. 8.6 Substitutionseffekte der Altstoffverwertung (CO 2 - Footprint der Altstoffe) Die Substitutionseffekte der Altstoffverwertung (CO 2 -Footprint der Altstoffe) stammen mit Ausnahme der Daten für PET aus einer vertraulichen Studie der denkstatt. Das Berechnungsmodell und die Ergebnisse wurden 2010 vom Umweltbundesamt und der Technischen Universität Wien einer kritischen Prüfung unterzogen. Die im Modell verwendeten Detaildaten beispielsweise zum Energieverbrauch bei der stofflichen Verwertung stammen von den Verwertern selbst und unterliegen der Vertraulichkeit. Die Art und Weise der Berechnung wird anhand der Leichtverpackungen im Folgenden kurz beschrieben: Die stoffliche Verwertung der Leichtverpackung verursacht CO 2 -äquivalente Emissionen, da sie Strom, Heizöl-EL und Gas verbraucht. Andererseits können sogenannte Gutschriften berücksichtigt werden, da durch das hergestellte Regranulat Primärmaterialien und dadurch deren Emissionen bei der Herstellung, eingespart werden können. Die nach der Sortierung verbleibenden Nettomengen der Leichtverpackung werden ins Modell eingetragen. Massenmäßig werden dabei 6 verschiedene Kunststoffsorten unterschieden: LDPE, HDPE, PS und PP, PET, EPS sowie die Mischkunststofffraktion. Die 5 Quelle: Linzner & Mostbauer,

15 Verbrauchsdaten an Strom, Gas und Heizöl-EL bei der stofflichen Verwertung der einzelnen Kunststoffsorten stammen aus vertraulichen Studien der denkstatt (beispielsweise Frühwirth et al, 2006) und im Auftrag des Verbandes der österreichischen Getränkehersteller beziehungsweise der ARGE Nachhaltigkeitsagenda der österreichischen Getränkewirtschaft (ZINAG). Die Ausbeute, also der Anteil des Regranulates am Input beträgt je nach Kunststoffsorte 80 bis 100 %. 10 % an Schmutz und Feuchte wird im Modell nicht weiter berücksichtigt. Die verbleibenden, nicht zu Regranulat verarbeitbaren Reststoffe, werden den thermischen Verfahren MVA und Wirbelschichtofen zugeordnet und dementsprechend berücksichtigt. Zunächst wird anhand der stofflich verwerteten Leichtverpackungsmasse und der oben beschriebenen Verbrauchsdaten der jährliche Verbrauch an Strom, Gas und Heizöl-EL berechnet. Der Stromverbrauch wird anhand des österreichischen Stromverbrauchsmixes nach GEMIS in CO 2 -äquivalente Emissionen umgerechnet. Die CO 2 -äquivalenten Emissionen aus dem Verbrauch an Heizöl-EL [MJ/a] und Gas [MJ/a] werden mit den Life-cycle Faktoren aus GEMIS und ecoinvent berechnet. Zur Berechnung der Einsparungen durch substituierte Primärproduktion werden die Lifecycle Faktoren von PlasticsEurope nach Bousted (2007) herangezogen. Wie oben erwähnt, können nicht 100 % des Inputs zu Regranulaten verarbeitet werden. In der Recyklatausbeute sind daher Abzüge aufgrund fester Reststoffe sowie Schmutz und Feuchte berücksichtigt. Bei der stofflichen Verwertung von PET-Flaschen ist die Ausbeute geringer als bei den anderen Kunststoffsorten, da hier auch noch Verschlüsse abgezogen werden müssen. Diese werden zwar ebenfalls einer stofflichen Verwertung zugeführt, erhöhen aber den Unterschied in der Bruttomasse zur Nettomasse. 1 kg hergestelltes Regranulat ersetzt im Modell 1 kg Primärkunststoff. Bei der stofflich verwerteten Mischkunststofffraktion wird im Modell eine Substitution von Tondachschindel angenommen. Im Modell substituiert 1 m² Kunststoffdachschindel 1 m² Tondachschindel. Aufgrund des Massenunterschiedes je funktioneller Einheit von 2,43 (Pilz et al, 2009) wird daher eine um 243 % höhere Substitutionsgut-schrift angesetzt. Die rohstoffliche, thermische und energetische Verwertung der Leichtfraktion beinhaltet in erster Linie die Mischkunststofffraktion. Die Verwertungswege dieser Fraktion werden im Modell eingetragen. Im Modell stehen fünf Verwertungswege zur Verfügung: Zementdrehrohrofen Wirbelschichtofen (industrielle, mit geeigneter Rauchgasreinigungstechnologie) Hochofen der voestalpine GmbH MVA - Müllverbrennungsanlage Weiters werden die bei der stofflichen Verwertung der Leichtfraktion anfallenden Reststoffe, sofern es sich nicht um die oben erwähnten 10 % Schmutz und Feuchte handelt, berücksichtigt. Im Modell stehen dafür die Auswahlmöglichkeiten MVA und Wirbelschichtofen zur Verfügung. Während in den Jahren 1998 bis 2000 angenommen wurde, dass diese Reststoffe zu 100 % deponiert wurden beträgt die Aufteilung seit % MVA und 80 % Wirbelschichtofen. Der Heizwert der Mischkunststofffraktion dient zur Berechnung der in die thermischen Anlagen eingebrachten Energie Zur Berechnung der substituierten Energieträger durch Verwertung der Mischkunststofffraktion muss für jeden Einsatzbereich und für jedes Jahr definiert werden, welcher fossile Energieträger substituiert wird. Im Modell stehen für den Zementdrehrohrofen und den Wirbelschichtofen die Energieträger Kohle, Heizöl-S und Gas zur Verfügung. In beiden Anlagentypen wird derzeit 100 % Kohle substituiert. Im Hochofen kann eine Aufteilung zwischen Kohle, Heizöl-S, Gas und Koks getroffen werden. Im Modell ist eine Aufteilung 50 % Heizöl-S und Koks eingestellt. Aufgrund des 15

16 Energieaustauschverhältnisses, welches nach Beckmann & Horeni (2002) berechnet wurde, substituiert 1 t Mischkunststoffe 0,85 t Heizöl-S beziehungsweise 1,15 t Koks. Beim Zementdrehrohrofen wird zunächst der Energieinhalt der Leichtverpackungen, der sich aus der Masse und dem Heizwert ergibt, berechnet. Anschließend wird ermittelt, welcher Masse an Kohle, Heizöl-S und Gas dieser Energieinhalt unter Berücksichtigung der oben erwähnten Substitution, entspricht. Aufgrund des Energieaustauschverhältnisses, welches nach Beckmann & Horeni (2002) berechnet wurde, substituiert 1 t Mischkunststoffe 1,15 t Kohle. Mit Hilfe der Life-Cycle Faktoren aus ecoinvent und GEMIS werden die gutzuschreibenden CO 2 -äquivalenten Emissionen berechnet. Neben den Gutschriften wird aber auch die direkte CO 2 -Emission berücksichtigt, die bei der energetischen Verwertung der Leichtverpackung entsteht. Anhand der Analyse der Mischkunststofffraktion des TB Hauer (2009), des Kohlenstoffanteils der Kunststoffe PE, PP; PET, PS und PVC, diese machen 78 % des Anteils der Mischkunststofffraktion aus, und der Annahme, dass dabei 15 % Schmutz und Feuchte inkludiert sind betragen die CO 2 -äquivalenten Emissionen bei der Verbrennung der Mischkunststoffe 2,06 kg je Tonne. Das Vorgehen zur Berechnung der eingesparten CO 2 -äquivalenten Emissionen beim Wirbelschichtofen ist analog dazu. Aufgrund des Energieaustauschverhältnisses, welches nach Beckmann & Horeni (2002) berechnet wurde, substituiert 1 t Mischkunststoffe 1,15 t Kohle. Die österreichischen Müllverbrennungsanlagen können grob in zwei Typen eingeteilt werden. Beim Typ Strom wird der Energieinhalt der Abfälle zur Produktion von Strom genutzt. Der energetische Wirkungsgrad der Verstromung wird mit 21,2 % angenommen (ÖWAV, 2009). Beim Typ Fernwärme wird in erster Linie Fernwärme ausgekoppelt. Der energetische Wirkungsgrad ist somit wesentlich höher. Im Modell ist er mit 74,7 % angesetzt (ÖWAV, 2009). Weiters wird angenommen, dass die Fernwärmeauskopplung ein Gaskraftwerk substituiert. Der Wirkungsgrad eines Gaskraftwerkes zur Fernwärmeproduktion wird mit 90 % angenommen. 1 MJ Leichtverpackung substituiert demnach in der MVA Typ Fernwärme 0,83 MJ Gas. Für die Verwertungseffekte der Bottle-to-Bottle-Verwertung von PET-Flaschen wurde auf Literaturangaben (Lampert et al., 2010) zurückgegriffen. In dieser Studie wurde u.a. die Bottle-to-Bottle-Verwertung in Müllendorf, in der die PET-Flaschen aus der Wiener Kunststoffsammlung verwertet werden, untersucht. In Österreich gibt es keine Produktion für PET-Primärgranulat. Dieses wird zur Herstellung von PET-Preformen importiert, aus denen wiederum PET-Getränkeflaschen, zum Teil bei den Getränkeabfüllern selbst, hergestellt werden. In Österreich liegt der Beimischungsgrad von rezykliertem PET in Getränkeflaschen aus der Sekundärproduktion in der Regel zwischen 20 und 30 %. Das PET-Rezyklat wird bei den Preformherstellern frischem PET- Granulat zugemengt. Die Preformen werden anschließend bei den Getränkeabfüllern durch Streckblasen zu Flaschen weiterverarbeitet. Für das Recycling von PET wird neben Erdgas vor allem Strom als Energielieferant benötigt. Der überwiegende Anteil des Energieaufwandes, und damit auch der THG-Emissionen, liegt daher in der Stromerzeugung und bereitstellung für die PET-Recyclingverfahren. Der Energieaufwand und die THG-Emissionen zur Herstellung der PET-Getränkeflasche über die PET-Preform sind ident zu denen der Primärproduktion. Durch den Einsatz von 30% Rezyklat in der PET-Primärproduktion kommt es zur Einsparung von 810 kg CO 2 e / t PET (S. 82, Lampert et al., 2010). Demselben Prinzip wie bei den Leichtverpackungen folgend wurde der CO 2 -Footprint der Altstoffverwertung von Papier, Glas und Metall berechnet. Es wurden jeweils die Emissionen aus dem Energieverbrauch der Verwertungsanlagen ermittelt und den durch die Substitution von Primärrohstoffen eingesparten Emissionen gegenübergestellt. Die Ergebnisse dieser Berechnungen zeigt die folgende Tabelle

17 Tabelle 8-1: Verwendete Substitutionsfaktoren für die getrennt gesammelten Altstoffe Zur Berechnung des CO 2 -Footprints von Bioabfällen siehe die Ergebnisse in Kapitel 10.1 und Tabelle Dividiert durch die Menge an behandelten Bioabfällen ergibt sich eine Einsparung von -17,53 kg CO 2 e/t Bioabfall (Ergebnis aus t CO 2 e / t Bioabfälle) oder -35,27 kg CO 2 e/t Kompost (Ergebnis aus t CO 2 e / t Kompost). 9 Massenströme In diesem Kapitel werden die im Softwaretool OAWM modellierten Massenströme überblicksmäßig in Form einzelner Screenshots dargestellt. Da auf Grund der Größe des modellierten Systems die Details teilweise schwer erkennbar sind, sei an dieser Stelle auch auf das Softwaretool verwiesen, wo die Daten direkt in der Programmoberfläche gesichtet werden können. Weitere Zahlenangaben sind in den Tabellen im Anhang zu finden. Zur besseren Übersicht wurden die nachfolgenden Screenshots in drei Teile geteilt. 17

18 9.1 Systembild Istzustand 2010 Abbildung 9-1: Istzustand 2010 im OAWM modelliert, Teil 1 Zur besseren Übersicht ist in Abbildung 9-2 die Schlackenbehandlungsanlage separat dargestellt. Die Anlage ist in der oberen Grafik in Abbildung 9-1 rechts neben den Verbrennungsanlagen positioniert. 18

19 Abbildung 9-2: Istzustand 2010 im OAWM modelliert, Teil 2 Abbildung 9-3 zeigt den weiteren Teil des betrachteten Abfallwirtschaftssystems für den Istzustand

20 Abbildung 9-3: Istzustand 2010 im OAWM modelliert, Teil 3 20

21 9.2 Systembild Prognose 2020 Abbildung 9-4: Prognose 2020 im OAWM modelliert, Teil 1 21

22 Auch hier ist zur besseren Übersicht in Abbildung 9-5 die Schlackenbehandlungsanlage separat dargestellt. Die Anlage ist in der oberen Grafik in Abbildung 9-4 wieder rechts neben den Verbrennungsanlagen positioniert. Abbildung 9-5: Prognose 2020 im OAWM modelliert, Teil 2 Abbildung 9-6 zeigt den weiteren Teil des betrachteten Abfallwirtschaftssystems für die Prognose

23 Abbildung 9-6: Prognose 2020 im OAWM modelliert, Teil 3 23

24 CO2-Äquiv. in Endbericht April Ergebnisse 10.1 Ist-Situation 2010 Für das Jahr 2010 ergeben sich in Summe klimarelevante CO 2 -Emissionen von t CO2e. Die Emissionen setzen sich zusammen aus den Anlagenemissionen und den Emissionen aus der Energiebereitstellung. Die Emissionen aus der Energiebereitstellung beinhalten all jene Emissionen, die anfallen, bis der entsprechende Energieträger abrufbar ist, also beispielsweise alle Emissionen, die auftreten, bis ein Treibstoff an der Zapfanlage einer Tankstelle verfügbar ist. Dem gegenüber stehen Gutschriften von t CO 2 e. In Summe ergibt sich ein Saldo von t CO 2 e, also eine Emissionsgutschrift Istsituation Emission u. Energieb. Substitution Saldo Istsituation Abbildung 10-1: Emission, Substitution und Emissionssaldo der kommunalen Wiener Abfallwirtschaft im Ist-Zustand 2010 Durch Gutschriften aus der Energieerzeugung und der Verwertung der Altstoffe werden mehr CO 2 -Emissionen eingespart als verursacht. Das bedeutet, dass die kommunale Wiener Abfallwirtschaft einen Beitrag leistet, klimarelevante CO 2 -Emissionen einzusparen. Die strichpunktierte Linie im Substitutionsbalken zeigt den Anteil der Gutschriften aus der Verwertung der Altstoffe im Ausmaß von ca t CO 2 e. Abbildung 10-2 zeigt die Emissionen, die Emissionsgutschriften durch Substitutionseffekte sowie die resultierenden Emissionssalden für die abfallwirtschaftlichen Anlagen im Istzustand Bei den angeführten Mengen in in Tabelle 10-1 handelt es sich um die in den jeweiligen Anlagen behandelten Abfallmengen. Auf der Deponie Rautenweg wurden im Jahr 2010 nur mehr mineralische Abfälle ohne Deponiegasbildungspotential und kein unbehandelter Abfall, wie z.b. Rest- 24

25 und Sperrmüll, deponiert. In der folgenden Abbildung ist bei der Deponie daher eine Menge von 0 t angeführt. Abbildung 10-2: Emission, Substitution und Emissionssaldo abfallwirtschaftlicher Anlagen im Ist-Zustand 2010 Die numerischen Ergebnisse für den Ist-Zustand 2010 sind in Tabelle 10-1 zusammengestellt. 25

26 Tabelle 10-1: Emission, Substitution und Emissionssaldo abfallwirtschaftlicher Anlagen im Ist-Zustand 2010, Werte in t CO 2 e/a Anlage Menge Emission Substitution Saldo MVA Spittelau MVA Flötzersteig MVA Pfaffenau Deponie Rautenweg Schlackenbehandlungsanlage WSO DRO Kompostwerk ABA Bioabfallaufbereitung Biogasanlage Verwertung Papier Verwertung Glas Verwertung Metalle Verwertung Kunststoffe Sammlung sonstige Transporte Wie aus Tabelle 10-1 ersichtlich verursachen die drei MVA die höchsten Emissionen, generieren aber auch hohe Emissionsgutschriften. Zu beachten ist hierbei, dass die Gutschriften der Fernkälteerzeugung zur Gänze der MVA Spittelau zugerechnet wurden, da eine Aufteilung auf alle drei Müllverbrennungsanlagen bedingt durch den Verbundbetrieb schwer möglich ist. Für die Emissionen der Deponie wurden die abgelagerten Abfallmengen der letzten 30 Jahre als Emissionsquellen herangezogen. Trotz des Deponierungsverbots nicht vorbehandelter Abfälle seit dem Jahr 2009 entstehen immer noch Methanemissionen. Jene Methanemissionen, die gemäß Rechenmodell diffus entweichen, stellen hier die Quelle klimarelevanter Emissionen dar. Die Schlackenaufbereitungsanlage ist erwartungsgemäß für sehr geringe Emissionen (aus dem Energieverbrauch) verantwortlich. WSO1-3 verbrennen Klärschlamm. An klimarelevanten Emissionen entstehen dort CO 2 aus fossilen Quellen (5% des Klärschlamms 6 ) und N 2 O. Gutschriften entstehen aus der Erzeugung von Wärme und Strom. Der Wirbelschichtofen WSO4 war 2010 auf Grund eines Gebrechens nicht in Betrieb. In den Drehrohröfen DRO1+2 wurden als Input nur die Abfälle der MA48 und der ebs Wien betrachtet. Die Industrie- und Gewerbeabfälle sind außerhalb der Systemgrenzen. Daher entstehen hier 2010 geringe Emissionen. Bei der Kompostierung werden die Treibhausgase CH 4 und N 2 O emittiert. Die Gutschriften entstehen durch den Einsatz von Kompost anstelle von Mineraldünger und die Kohlenstoff-Fixierung in mit Kompost gedüngten Böden. In der Bioabfallaufbereitung entstehen Emissionen durch den Einsatz von Diesel und Strom. In der Biogasanlage entstehen ebenfalls Emissionen durch den Einsatz von Strom und Diesel, Gutschriften durch die Erzeugung von Fernwärme. 6 Der fossile Kohlenstoff ergibt sich einerseits aus Ablagerungen von Straßen (Teer und Öl), die mit dem Regen in die Kanalisation gelangen und andererseits aus kleinen Verunreinigungen, die von Industrieabwässern herrühren (Schätzung der Fernwärme Wien) 26

27 Die Aufteilung der Emissionen und Emissionsgutschriften ist der besseren Lesbarkeit halber nochmals in Abbildung 10-3 abgebildet. Abbildung 10-3: Emissionen und Emissionsgutschriften, aufgeteilt. Der grüne Balken kennzeichnet den Emissionssaldo. Wie zu erkennen ist, besteht der Großteil der Substitutionsgutschriften aus den Effekten der Erzeugung von Fernwärme. Dies ist einerseits durch die höhere Menge an Energieauskopplung in Form von Fernwärme statt Strom bedingt und andererseits auch durch den Umstand, dass die Fernwärmeerzeugung generell einen höheren Wirkungsgrad aufweist als die Erzeugung von Strom. In Tabelle 10-2 sind die entsprechenden Zahlenwerte aufgeführt. Tabelle 10-2: Emissionen und Emissionsgutschriften Istsituation Einheit MVA MVA MVA Biogasanl. Deponie WSO 1-3 WSO 4 Spittelau Flötzersteig Pfaffenau Pfaffenau Rautenweg DRO 1+2 Emission [t CO2-Äquiv.] Energiebereitstellung [t CO2-Äquiv.] IST 2010 Subst. Strom [t CO2-Äquiv.] Subst.FW [t CO2-Äquiv.] Subst.FK [t CO2-Äquiv.] Saldo [t CO2-Äquiv.] Die treibhauswirksamen Emissionen der Behandlung biogener Abfälle im Istzustand 2010 zeigt Abbildung Wie leicht zu erkennen ist, fallen die meisten Emissionen bei der Kompostierung an. Dies wird jedoch durch ein hohes Maß an Emissionsgutschriften durch 27

28 eingesparte Emissionen wettgemacht, wodurch letztendlich für den Prozess der Kompostierung eine Emissionsgutschrift treibhauswirksamer Emissionen resultiert. Die übrigen treibhauswirksamen Emissionen der Behandlung biogener kommunaler Abfälle spielen eine untergeordnete Rolle. Abbildung 10-4: Emissionen und Emissionsgutschriften der Behandlung biogener Abfälle. Tabelle 10-3 zeigt die zu Abbildung 10-4 korrespondierenden Werte der treibhauswirksamen Emissionen der Behandlung biogener kommunaler Wiener Abfälle. In Summe ergibt sich ein Saldo von t CO 2 e. Tabelle 10-3: Emissionen, Emissionsgutschriften und Emissionssaldo der Bioabfallbehandlung 2010 Ist Anlage Energiebereit- Emission Substitution stellung Saldo Menge t CO2-Äquiv./a t CO2-Äquiv./a t CO2-Äquiv./a t CO2-Äquiv./a ABA Bioabfallaufbereitung Kompostwerk Biogasanlage Sammlung und sonstige Transporte Saldo Abbildung 10-5 zeigt die Emissionsgutschriften durch die Verwertung von Papier, Glas, Metall und Kunststoff. Wie leicht zu erkennen ist, tragen die Verwertung von Papier und Metallen am meisten zu den Emissionsgutschriften bei. Beim Papier ist dies durch die größte Menge an zu verwertenden Altstoffen (knapp ) begründet, bei den Metallen durch die hohe Emissionsgutschrift auf Grund hoher Emissionen bei der Primärstahlerzeugung. 28

29 Abbildung 10-5: Emissionsgutschriften durch die Verwertung von Alt- bzw. Wertstoffen im Ist-Zustand 2010 Treibhauswirksame und biogene CO 2 -Emissionen sind in Abbildung 10-6 dargestellt. Es zeigt sich, dass bei den Verbrennungsanlagen die nicht klimarelevanten Emissionen die klimarelevanten übersteigen. Hieraus wird ersichtlich, dass eine möglichst gute Abschätzung des Anteils an C fossil im Restmüll einen hohen Einfluss auf das Endergebnis der Treibhausgasberechnung haben kann. 29

30 t CO2-Äquiv. /a t CO2 biog. / a Endbericht April 2012 Treibhauswirksame CO2-Äquivalente und biogene CO2- Emissionen 2010 Istzustand Emission klimarelevant Emission biogen MVA Spittelau MVA Flötzersteig MVA Pfaffenau Deponie Rautenweg WSO 1-3 DRO 1+2 Emission klimarelevant Emission biogen Kompostwerk Biogasanlage Abbildung 10-6: Treibhauswirksame und biogene CO 2 -Emissionen im Istzustand Situation 2004 Die Ergebnisse der Emissionen und Emissionsgutschriften für das Jahr 2004 zeigt Abbildung Bei den angeführten Mengen in handelt es sich um die in den jeweiligen Anlagen behandelten Abfallmengen, bei der Deponie um die Menge an Restund Sperrmüll, der 2004 noch unbehandelt deponiert wurde. Dies ist auch der Grund für die relativ hohen Emissionen aus der Deponie. Im Bereich der Substitution ist die größte Emissionsgutschrift in der MVA Spittelau zu verzeichnen. 30

31 MVA Spittelau MVA Flötzersteig Deponie Rautenweg WSO 1-3 WSO 4 DRO 1+2 Kompostwerk ABA Bioabfallaufbereitung CO2Äquiv. in CO2-Äquiv. in Endbericht April 2012 Situation Emission u. Energieb. Substitution Saldo Situation Abbildung 10-7: Emission, Substitution und Emissionssaldo der kommunalen Wiener Abfallwirtschaft 2004 Situation 2004 Emission, Substitution und Saldo Menge Emission Substitution Saldo Abbildung 10-8: Emission, Substitution und Emissionssaldo abfallwirtschaftlicher Anlagen im Jahr

32 Die numerischen Ergebnisse für das Jahr 2004 sind in Tabelle 10-4 und Tabelle 10-5 zusammengestellt. Tabelle 10-4: Zusammenstellung für aktualisiert t CO2-Äquiv./a t CO2-Äquiv./a t CO2-Äquiv./a Anlage Menge Emission u. Energieb. Substitution Saldo MVA Spittelau MVA Flötzersteig Deponie Rautenweg WSO WSO DRO Kompostwerk ABA Bioabfallaufbereitung Tabelle 10-5: Emissionsgutschriften für die Verwertungsprozesse und Emissionen Sammlung und Transport t CO2-Äquiv./a t CO2-Äquiv./a Anlage Menge Emission u. Energieb. Substitution Verwertung Papier Summe Verwertung Glas Summe Verwertung Metalle Summe Verwertung Kunststoffe Summe Sammlung sonstige Transporte Die detaillierte Aufteilung der Emissionsgutschriften ist in Abbildung 10-9 erkennbar. Der größte Anteil an den Emissionsgutschriften ist bei den beiden Verbrennungsanlagen erkennbar. Bedingt durch die Direktablagerungen bei der Deponie Rautenweg sind hier die Emissionen am höchsten, die Emissionsgutschriften durch die Deponiegasverstromung ist dagegen relativ gering. 32

33 t CO2-Äquiv. / a Endbericht April , ,00 Treibhauswirksame Emissionen Abfallwirtschaftliche Anlagen 2004 Emission [t CO2-Äquiv.] Energiebereitstellung [t CO2-Äquiv.] Subst. Strom [t CO2-Äquiv.] Subst.FW [t CO2-Äquiv.] Saldo [t CO2-Äquiv.] , ,00 0, , , , ,00 MVA Spittelau MVA Flötzersteig WSO 1-3 WSO 4 Deponie Rautenweg DRO 1+2 Abbildung 10-9: Aufteilung der Emissionsgutschriften im Jahr 2004 Die numerischen Werte der unterschiedlichen Emissionsgutschriften der einzelnen Anlagen ist in Tabelle 10-6 dargestellt 7. Tabelle 10-6: Aufteilung der Emissionsgutschriften im Jahr 2004 [t CO2-Äquiv.] MVA Spittelau MVA Flötzersteig WSO 1-3 WSO 4 Deponie Rautenweg DRO 1+2 Emission Situation Energiebereitstellung Subst. Strom Subst.FW Prognose 2020 Die Emissionen, Emissionsgutschriften durch Substitutionen und die resultierenden Emissionssalden für die Prognose für das Jahr 2020 sind in Abbildung und Abbildung dargestellt. Zu beachten ist hierbei wieder, dass die Emissionsgutschriften der Fernkälteerzeugung fiktiv zur Gänze der Müllverbrennungsanlage Spittelau zugerechnet sind. Weiters ist bei den Emissionsgutschriften der MVA Spittelau der Einbau einer neuen Turbine mit höherem Wirkungsgrad berücksichtigt. 7 Für das Szenario 2004 wurde für die Energiebereitstellungsemissionen auf die Werte der Studie aus dem Jahre 2005 zurückgegriffen. Diese wurden mit anderer Datenbasis berechnet. 33

34 CO2-Äquiv. in Endbericht April 2012 Prognose Emission u. Energieb. Substitution Saldo Prognose Abbildung 10-10: Emissionen, Emissionsgutschriften (Substitution) und Emissionssaldo für die Prognose 2020 Die strichpunktierte Linie zeigt den Anteil der Verwertung von Altstoffen an der gesamten Emissionsgutschrift. Bei den angeführten Mengen in handelt es sich um die in den jeweiligen Anlagen behandelten Abfallmengen auf Basis der Abschätzung aus dem Prozess des strategischen Umweltplans der Stadt Wien (SUP). Beim WSO4 wird angenommen, dass er im Jahr 2020 verstärkt mit gewerblichen Abfällen beschickt wird, die in Rahmen dieser Studie nicht betrachtet werden. 34

35 Abbildung 10-11: Emission, Substitution und Emissionssaldo abfallwirtschaftlicher Anlagen, Prognose 2020 Die größten Emissionsgutschriften sind auch in der Prognose für 2020 bei den Müllverbrennungsanlagen zu finden. Speziell bei der MVA Spittelau machen sich einerseits die Erneuerung der Turbine verbunden mit entsprechender Wirkungsgradsteigerung und andererseits eine verstärkte Fernkälteerzeugung positiv bemerkbar. Verglichen zu den Verbrennungsanlagen spielen die Emissionen und Emissionsgutschriften der restlichen Anlagen eine eher untergeordnete Rolle. Die numerischen Ergebnisse für das Jahr 2020 sind in Tabelle 10-7 zusammengefasst. 35

36 Tabelle 10-7: Ergebnisse für das Jahr Anlagen Menge Emission Substitution Saldo MVA Spittelau MVA Flötzersteig MVA Pfaffenau Deponie Rautenweg Schlackenbehandlungsanlage ALZ Pfaffenau WSO WSO DRO Kompostwerk ABA Bioabfallaufbereitung Biogasanlage Verwertung Papier Verwertung Glas Verwertung Metalle Verwertung Kunststoffe Sammlung sonstige Transporte Die genauere Aufteilung der Emissionen und Emissionsgutschriften ist in Abbildung dargestellt. Wie leicht zu erkennen ist, werden die meisten Emissionsgutschriften durch die Fernwärmeauskoppelung der thermischen Anlagen lukriert. 8 ALZ Pfaffenau: sin d eine Abschätzung für den kommunalen Anteil am Input in das ALZ. Real wird für das Jahr 2020 mit einem Input von ca t für den WSO4 sowie von ca t zur Abdeckung von Anlagenausfällen gerechnet. 36

37 Abbildung 10-12: Emissionen und Emissionsgutschriften, aufgeteilt. Die numerischen Werte der Emissionen und Emissionsgutschriften gemäß Abbildung sind in Tabelle 10-8 dargestellt. Tabelle 10-8: Emissionen und Emissionsgutschriften, aufgeteilt Einheit MVA Spittelau MVA Flötzersteig MVA Pfaffenau Biogasanl. Pfaffenau WSO 1-3 WSO 4 Deponie Rautenweg DRO 1+2 Emission [t CO2-Äquiv.] Energiebereitstellung [t CO2-Äquiv.] Subst. Strom [t CO2-Äquiv.] Subst.FW [t CO2-Äquiv.] Subst.FK [t CO2-Äquiv.] Saldo [t CO2-Äquiv.] Die Emissionsgutschriften durch die Verwertung von Papier, Glas, Metall und Kunststoff sind in Abbildung dargestellt. Auch hier stellt sich ein ähnliches Bild wie im Istzustand 2010 dar, da auch für die Prognose angenommen wurde, dass Altpapier die größten Menge an verwertbaren Altstoffen darstellt und demnach auch die meisten Emissionsgutschriften verursacht. Die Verwertung der Metalle ist wiederum mit den entsprechenden Einsparungen in der Primärproduktion verbunden. Es wurde davon ausgegangen, dass die Menge an Altstoffen moderat linear ansteigt. 37

38 Abbildung 10-13: Emissionsgutschriften durch die Verwertung von Alt- bzw. Wertstoffen, Prognose 2020 Die Gegenüberstellung der treibhauswirksamen und der biogenen CO 2 -Emissionen für das Jahr 2020 ist in Abbildung dargestellt. 38

39 t CO2-Äquiv. / a t CO2 biog. / a Endbericht April 2012 Treibhauswirksame CO2-Äquivalente und biogene CO2-Emissionen 2020 Prognose Emission klimarelevant Emission biogen MVA Spittelau MVA Flötzersteig MVA Pfaffenau Deponie Rautenweg WSO 1-3 WSO 4 DRO 1+2 Emission klimarelevant Emission biogen Kompostwerk Biogasanlage Abbildung 10-14: Treibhauswirksame und biogene CO 2 -Emissionen, prognostiziert für das Jahr Gegenüberstellung der Szenarien Die treibhauswirksamen Emissionen, Emissionsgutschriften und die resultierenden Emissionssalden für 2004, Istzustand 2010 sowie die Prognose für das Jahr 2020 sind Abbildung 11-1 dargestellt. Wie zu erkennen ist, resultiert für das Jahr 2004 ein geringer positiver Emissionssaldo. Im Jahr 2010 überwiegen bereits die Emissionsgutschriften, dieser Trend wird in der Prognose für das Jahr 2020 weiter ausgebaut. Verursacher der zunehmend höheren Gutschriften sind die laufenden technischen Verbesserungen der Verbrennungsanlagen, aber auch der Bau und Betrieb der Biogasanlage und die verbesserte Betriebsführung der Kompostanlage. Weiters nehmen die Emissionen aus der Deponie über die Jahre laufend ab, da seit 2009 keine organischen Abfälle abgelagert werden, aus denen sich Deponiegas bilden würde. 39