Studie Biogene Reststoffe Potentiale und Chancen

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1 Symposium Biogene Reststoffe Potentiale und Chancen EnBW Energie Baden-Württemberg AG 19. Juli 2011, Kunstgebäude Stuttgart Studie Biogene Reststoffe Potentiale und Chancen Prof. Dr.-Ing. Martin Faulstich Sachverständigenrat für Umweltfragen, Berlin Lehrstuhl für Rohstoff- und Energietechnologie, Technische Universität München, Straubing ATZ Entwicklungszentrum, Sulzbach-Rosenberg

2 Gliederung Aufgabenstellung Potentialanalyse Verfahrensanalyse Fazit 2

3 Gliederung Aufgabenstellung Potentialanalyse Verfahrensanalyse Fazit 3

4 Aufgabenstellung Übersicht Ziele Potentialerhebung Biogene Reststoffe Bewertung Verfahrensauswahl Maßnahmen Aktionsfahrplan Milestones Potential- Verfahrens- Analyse Analyse Optimierungs- Analyse Aufgaben Mengen Zusammensetzung Verwertungswege Kosten / Erlöse Marktsituation Standorte Technologien Eignung Optimierungspotential Räumlich Technisch Organisatorisch Priorisierung Kosten / Nutzen Optimierungspotential 4

5 Gliederung Aufgabenstellung Potentialanalyse Verfahrensanalyse Fazit 5

6 Potentialanalyse Betrachtete Stoffströme & Bewertungskriterien Abfallwirtschaft Industrie Landwirtschaft Holzwirtschaft Bioabfall Schlachtabfälle Stroh Industrierestholz Landschaftspflegegut Speiseabfälle Rübenkraut Waldrestholz Grüngut Trester / Treber Kartoffelkraut Bau-/Abbruchholz Straßenbegleitgrün Molkereiabfälle Ernterückstände Großmarktabfälle Tabak Gülle / Jauche Schlempen Festmist Menge Vergärbarkeit / Verbrennbarkeit Verfügbarkeit Ausschluss Detailbetrachtung 6

7 Potentialanalyse Methodik am Beispiel Bioabfall Auswertung Mengenerhebung Abfallbilanz BW 2009 Mengen / Anlagen Verwertungswege Abfallbilanz BW 2009 Kosten / Erlöse Erfahrungswerte Betreiberbefragung Kostenspanne Marktsituation Erfahrungswerte Literaturrecherche Verfügbarkeit Optimierungspotential Szenarien-Analyse Steigerung Erfassung Charakterisierung / Zusammenfassung Erfahrungswerte Literaturdaten Steckbrief 7

8 Potentialanalyse Potential vergärbarer Reststoffe Marktabfälle 10 Schlachtabfälle Schlempen (Alkoholherstellung) Weintrester Apfeltrester Anfallmenge T. Mg FM /a Biomethan Energiepotential GWh/a Küchen- und Kantinenabfälle 97 Biertreber Straßenbegleitgrün, krautig Rübenblatt 220 Bioabfall 449 Molke Gülle / Jauche [GWh/a] 8

9 Potentialanalyse Potential thermisch verwertbare Reststoffe Bau- und Abbruchholz Wegebegleitgrün (holzig) Anfallmenge T. Mg FM /a Energiepotential GWh/a Stamm- & Industrierestholz 500 Grünabfälle 900 Stroh Waldrestholz [GWh/a] 9

10 Potentialanalyse Zwischenfazit Vergärbare Substrate Gülle / Jauche Bioabfall Produktionsrückstände Größtes theor. Potential Nutzbares Potential gering Größtes nutzbares Potential Anlagenstandorte ab 30 T. Mg/a Viele Anfallstellen Geringe Marktverfügbarkeit Thermisch verwertbare Substrate Waldrest-/ Stamm- u. Industrieholz Stroh Grünabfall Größtes theor. Potential Geringe Verfügbarkeit Größtes theor. Einzelpotential Eingeschränkte Verfügbarkeit Geringes Potential Gute Verfügbarkeit 10

11 Potentialanalyse Entwicklung Bioabfallaufkommen Bioabfallaufkommen BW [1.000 Mg]

12 Potentialanalyse Bioabfall IST-Situation 2009 Bioabfallmenge: Mg/a Biomethanpotential: 320 GWh/a entspricht 16 Biomethananlagen (mit 2,5 MW Gas ) [GWh/a] < 30 < 20 < 10 < 5 12

13 Potentialanalyse Steigerung Erfassungsmengen am Beispiel Bioabfall Bioabfall IST Steigerung Bioabfall Anfallmenge Bioabfall [1.000 Mg/a] Ist-Situation Szenario I Szenario II Szenario I : Anschlussgrad 100 % (alle 44 Stadt- und Landkreise führen eine getrennte Erfassung von Bioabfall durch - Neuanschluss mit 42 kg/(e a) ), jedoch kein Anschluss- und Benutzungszwang Szenario II : Anschlussgrad 100 %, mind. 60 kg/(e a) in allen Stadt- und Landkreisen, mit Anschluss- und Benutzungszwang 13

14 Potentialanalyse Optimierungspotential Bioabfall Szenario I mind. 42 kg/(e a) Bioabfallmenge: Mg/a Biomethanpotential: 395 GWh/a entspricht 20 Biomethananlagen (mit 2,5 MW Gas ) [GWh/a] < 30 < 20 < 10 < 5 14

15 Potentialanalyse Optimierungspotential Bioabfall Szenario II mind. 60 kg/(e a) Bioabfallmenge: Mg/a Biomethanpotential: 514 GWh/a entspricht 26 Biomethananlagen (mit 2,5 MW Gas ) [GWh/a] < 30 < 20 < 10 < 5 15

16 Potentialanalyse Minderung Hausmüllaufkommen durch Biotonne Mengenverschiebung in 16 Kreisen Entsorgung von Hausmüll durch T-Plus / EnBW davon 2 Kreise bisher ohne getrennte Erfassung Bioabfall Gesamtaufkommen Hausmüll ca Mg/a durch Einführung Biotonne (Szenario I) bzw. Optimierung der Bioabfallerfassung (Szenario 2) Mindermengen bei Hausmüll von 2 % bzw. 12 % möglich 16

17 Gliederung Aufgabenstellung Potentialanalyse Verfahrensanalyse Fazit 17

18 Verfahrensanalyse Vergärung - Verfahrensvergleich Volldurchm. Reaktor Propfenstromreaktor Perkolationsreaktor Boxenfermenter Kontinuierlich Diskontinuierlich Zulauf Biogas Biogas Perkolat Perkolat Biogas Ablauf Ablauf Ablauf Feststoff Nass- und Trockenvergärung sind Stand der Technik Investitionskosten Nassvergärung > Trockenvergärung Substratnutzung (Abbau) bei Nassvergärung höher THG-Bilanz von kontinuierlichen Verfahren besser 18

19 Verfahrensanalyse Verbrennung - Verfahrensvergleich Rostfeuerung Unterschubfeuerung Stat. Wirbelschicht Zirk. Wirbelschicht Rost- und Muldenfeuerung sind Stand der Technik hohe Anlagenverfügbarkeit Wirbelschicht ungeeignet für Leistungsbereiche < 10 MW FWL Wirkungsgrade gering bei Kleinanlagen Energie nicht speicherbar (Wärme, Dampf) 19

20 Gliederung Aufgabenstellung Potentialanalyse Verfahrensanalyse Fazit 20

21 Fazit Studie Biogene Reststoffe EnBW / EnBW Gas Abfallaufkommen größtes Potential Bioabfall Kompostierung Umrüstung / Ergänzung Vergärung Vergärungsanlagen Nass-/ Trockenvergärung Stand der Technik T-Plus Hausmüll Einführung Biotonne Mindermengen (2 % bzw. 12 %) Politik Novelle KrW-/AbfG bis 2015 flächend. Einführung Biotonne 21

22 Studie Biogene Reststoffe Potentiale und Chancen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!