Mengenmodell zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland

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1 Mengenmodell zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland Mengenmodell zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland Mark Döing und Janne Heumer 1. Hintergrund Ausgangslage: Aufkommen an und Verwertung von Klärschlamm Infrastruktur in der energetischen Verwertung Marktfaktoren und Modell Ausblick ist die stoffliche Verwertung von Klärschlamm in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau um etwa 10 Prozent auf nur noch Jahrestonnen gesunken. Das ist der stärkste Rückgang seitdem diese Statistik geführt wird. Im selben Zeitraum ist die energetische Verwertung von Klärschlamm auf etwa 1,15 Millionen Jahrestonnen Klärschlamm gestiegen. Ein wesentlicher Grund für diese Entwicklung sind die seit 2015 geltenden Grenzwerte der novellierten Düngemittelverordnung (DüMV). Auch in den kommenden Jahren steht die stoffliche Verwertung unter Druck. Der Grund hierfür sind weitere Verschärfungen der Regeln für die bodenbezogene Verwertung von Klärschlamm im Rahmen der Novellierungen von DüMV, Düngeverordnung (DüV) und Klärschlammverordnung (AbfKlärV). Und auch innerhalb der energetischen Verwertung wird die AbfKlärV den Markt neu ordnen. Denn sie enthält für die Anlagen der Klasse 4b und 5 eine Pflicht zur Recycling des im Klärschlamm enthaltenden Phosphors. Auf diese entfällt etwa 65 Prozent des Marktes in Deutschland. Das P-Recycling ist in Mit-Verbrennern wie Kohlekraftwerken, Zementwerken und Abfallverbrennungsanlagen nicht wirtschaftlich, da der Anteil des Phosphors in der Asche zu gering ist. Damit ist die Mit-Verbrennung für große Anlagen abhängig von der Abreicherung des Phosphors aus Abwasser oder nassem Klärschlamm. Diese Verfahren sind bislang ebenfalls noch nicht wirtschaftlich wettbewerbsfähig, bzw. in Teilen noch nicht im kommerziellen Maßstab erprobt. Grundsätzlich kann somit in den kommenden Jahren von einem starken Zubau in der Mono-Verbrennung von Klärschlamm ausgegangen werden. Die Potenziale für solche Anlagen unterscheiden sich je nach Region allerdings deutlich. Dies sind die Ergebnisse eines Mengenmodells zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland, das von der ecoprog GmbH entwickelt wurde. 611

2 Mark Döing, Janne Heumer 1. Hintergrund Die zentralen Standards der Abwasserbehandlung basieren auf EU-Recht, maßgeblich auf der EU-Richtlinie 91/271/EWG zu kommunalem Abwasser. Seit Ende 2005 müssen alle Gemeinden mit einem Abwasservolumen von mehr als Einwohnern an die Kanalisation angeschlossen sein und zweistufig (mechanisch-biologisch) klären. Die gleichen Anforderungen gelten für Gemeinden mit über Einwohnern, sofern sie in Binnengewässer einleiten. In sogenannten empfindlichen Gebieten muss zudem eine zusätzliche Entfernung von Stickstoff und Phosphor erfolgen. In Deutschland wird der Abwasser-Richtlinie 91/271/EWG in der Praxis spätestens seit 2005 entsprochen. Dabei ist Deutschland landesweit als empfindliches Gebiet eingestuft. Bild 1: Phosphor-Gehalt im Kläranlagenzulauf (mg/l) Quelle: DWA, Auswertung von Kläranlagen in Deutschland In Deutschland sind etwa 97 Prozent der Bevölkerung über die Kanalisation an eine kommunale Kläranlage angeschlossen. Lediglich außerhalb geschlossener Siedlungen existieren einige dezentrale Lösungen. Insgesamt waren 2013 noch etwa kommunale Kläranlagen in Betrieb. Gut dieser Anlagen verfügten über eine Kapazität von EW oder mehr. Auf diese entfielen knapp 90 Prozent aller Kapazitäten. 612

3 Mengenmodell zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland Praktisch alle diese Anlagen verfügen über eine biologische Abwasserbehandlung sowie über die zusätzlichen Verfahren Denitrifikation und Phosphorelimination. Neuere Regelwerke, etwa die EU-Wasserrahmenrichtlinie, haben im Vergleich zur EU-Abwasserrichtlinie nur geringe oder keine Auswirkung auf die Ausstattung von Kläranlagen. Strengere Standards sind in naher Zukunft nicht abzusehen, der Markt ist sehr träge. Entsprechend stabil ist der Kläranlagenbestand in Deutschland. Wesentliche Änderungen der vergangenen Jahre bezogen sich auf Kosteneinsparungen in Form von Zusammenschlüssen von Kanalnetzen und, infolgedessen, der Schließung von Kleinanlagen. Andere Investitionen betreffen vor allem die Optimierung von Energie- und Sauerstoffeinsatz. Einer der wichtigsten Investitionsbereiche der vergangenen Jahre war die Klärschlammentsorgung bzw. deren energetische Nutzung unter anderem als Folge des Abfallrechts sowie der Förderung der Klärgaserzeugung. Aus Sicht der Abwasserbranche sind die gegenwärtigen Änderungen in der Klärschlammentsorgung somit eine der größten Veränderungen der vergangenen Jahre. 2. Ausgangslage: Aufkommen an und Verwertung von Klärschlamm 2015 fielen in Deutschland etwa 1,8 Millionen Tonnen Klärschlamm an. Dies entspricht etwa 22 kg Klärschlamm pro Kopf der Bevölkerung und Jahr. Noch in 2006 betrug die Menge des kommunalen Klärschlamms in Deutschland über 2 Millionen Tonnen. Bis etwa 2013 konnte jedoch ein Rückgang um etwa 10 Prozent beobachtet werden vor dem Hintergrund einer stabilen Bevölkerungsentwicklung und einer stabilen Behandlungsleistung in den kommunalen Kläranlagen. Für diesen starken Rückgang in einem stabilen Umfeld existieren vor allem technische Gründe innerhalb der Branche: Der Umstieg von Kalk- auf Polymerkonditionierung, der bereits in den 1990er begann und sich seitdem langsam in der Branche durchgesetzt hat. Grob geht man hierbei von einer Minderung der Masse der Trockensubstanz des Klärschlamms um etwa 30 bis 40 Prozent aus. Verbesserte industrielle Abwasserbehandlung führt zu geringeren organischen Schmutzfrachten gewerblicher Einleiter. Zusätzlich wird zum Teil auch eine verbesserte Messtechnik als Grund für Mengenverluste angeführt. Insbesondere die Umrechnung von Nassschlamm zu Trockensubstanz bleibt in Teilen fehlerhaft. Seit 2013 sind wieder leicht steigende Mengen an Klärschlamm zu beobachten. Diese werden vor allem auf die positive Bevölkerungsentwicklung sowie auf das Wirtschaftswachstum zurückgeführt. 613

4 Mark Döing, Janne Heumer Historisch gesehen wurden große Mengen des Klärschlamms deponiert. Eine solche Deponierung ist seit 2005 durch das Deponierungsverbot für unbehandelte Abfälle untersagt wurden 60 Prozent des Klärschlammaufkommens in Deutschland energetisch verwertet. Dieser Anteil ist in den letzten Jahren stetig angestiegen und hat sich seit 2001 mehr als verdoppelt. Das zweite Standbein der Klärschlammentsorgung war die stoffliche Verwertung, vor allem in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau. Klärschlamm enthält wichtige Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Calcium, Magnesium und Kalium, die für die Landwirtschaft unverzichtbar sind. Deswegen kann sowohl nasser, entwässerter oder auch getrockneter Klärschlamm als Düngemittel verwendet werden, sofern er zuvor stabilisiert wurde und die gesetzlichen Schadstoffgrenzwerte einhält. Anteil Entsorgung % Berlin Hamburg Baden-Württemberg Nordrhein-Westfalen Bremen Bayern Brandenburg Sonstige direkte Entsorgung Thermische Verwertung, unspezifisch Mit-Verbrennung Mono -Verbrennung Hessen Sachsen Saarland Sachsen-Anhalt Schleswig-Holstein Rheinland-Pfalz Sonstige stoffliche Verwertung Landschaftsbau Thüringen Niedersachsen Mecklenburg-Vorpommern Landwirtschaft Bild 2: Art der Klärschlammentsorgung je Bundesland, 2015 Quelle: Statistisches Bundesamt Der Einsatz von stabilisiertem Klärschlamm als Düngemittel auf Ackerflächen ist seit 2001 von 34 Prozent auf 24 Prozent in 2015 gesunken. Dies kann vor allem auf die zunehmend strikteren Grenzwerte in Düngemittelrecht, vor allem über Düngeverordnung (DüV) und Düngemittelverordnung (DüMV) zurückgeführt werden. Noch stärker als in der Landwirtschaft ist der Einsatz von Klärschlamm im Landschaftsbau gesunken. Dabei wird sowohl entwässerter als auch getrockneter Klärschlamm zur Herstellung einer durchwurzelbaren, humusreichen Bodenschicht verwendet. Diese Bodenschicht kann dann beispielsweise zur Rekultivierung von Bergbauhalden und 614

5 Mengenmodell zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland industriellen Altstandorten verwendet werden. Dafür werden die Klärschlämme vor ihrer Verwertung teilweise noch einer Kompostierung zugeführt, stabilisiert und mit anderen Stoffen gemischt (z.b. Tone, Sande) wurden lediglich noch 10,5 Prozent des deutschen Klärschlamms im Landschaftsbau verwertet. Auch hier spielen die abnehmenden Schadstoffgrenzwerte für die bodenbezogene Klärschlammverwertung eine große Rolle. Hinzu kommt eine geringere Nachfrage nach Bodenschichten zur Rekultivierung von beispielsweise Bergbauhalden. Zur sonstigen stofflichen Verwertung zählt etwa die Klärschlammvererdung. Dabei wird der noch nasse Klärschlamm auf Schilfbeete aufgetragen, um so den Gehalt an organischer Trockenmasse im Klärschlamm durch mikrobiellen Abbau weitgehend zu verringern. Dadurch entsteht hygienisierte und humusähnliche Klärschlammerde, welche wiederum anschließend im Garten- oder Landschaftsbau verwendet werden kann. Diese Art der biologischen Entwässerung von Klärschlamm fand in den vergangenen 15 Jahren kaum Anwendung und stellt eher die Ausnahme dar. Mit dem Ende der Deponierung und dem beständigen Rückgang der stofflichen Verwertung rückte die energetische Verwertung in den vergangenen Jahren mehr und mehr in den Mittelpunkt der Klärschlammverwertung in Deutschland. Bis 2015 ist der Marktanteil der energetischen Verwertung auf 64 Prozent angestiegen. Dieses entspricht einer Menge von 1,15 Millionen Jahrestonnen Trockensubstanz. Je Region in Deutschland unterscheiden sich die Entsorgungswege zum Teil erheblich. Grundsätzlich ist der Anteil der landwirtschaftlichen Verwertung in ländlichen Gegenden höher. Der Anteil der stofflichen Verwertung im Landschaftsbau ist besonders hoch in jenen Bundesländern, in denen selbst oder an diese angrenzend noch große Rekultivierungsprojekte, vor allem bei der Verfüllung ehemaliger Braunkohletagesstätten, laufen. In einem (größeren) Umkreis um Kohlekraftwerke ist der Anteil der Mitverbrennung hoch. Außerhalb dieser Gebiete, besonders in sehr großen Agglomerationen, ist der Marktanteil der Mono-Verbrenner höher. Zum Teil beeinflusst auch der Wettbewerb die regionale Entsorgungslandschaft. So ist die baden-württembergische EnBW Mit-Betreiber des Braunkohle-Kraftwerks im sächsischen Lippendorf, das über die größten Genehmigungskapazitäten in der Mit-Verbrennung von Klärschlamm in Deutschland verfügt. Gleichzeitig ist das Tochterunternehmen MSE einer der traditionsreichsten und größten Entsorger von Klärschlamm im Südwesten Deutschlands. Entsprechend ist die Menge des Klärschlamms aus Baden-Württemberg in Lippendorf vergleichsweise hoch. 3. Infrastruktur in der energetischen Verwertung Die energetische Verwertung von kommunalem Klärschlamm findet im Wesentlichen in unterschiedlichen Anlagentypen statt. Maßgeblich werden Mono-Verbrenner auf der einen und Mit-Verbrenner auf der anderen Seite unterschieden. Je nach Definition werden zu den Mono-Verbrennern sehr unterschiedliche technische Anlagen gezählt. Die meisten größeren Anlagen mit einer Kapazität von 615

6 Mark Döing, Janne Heumer Jahrestonnen oder mehr nutzen vor allem die Wirbelschichtverbrennung. Hierzu zählen auch die größten Anlagen in Berlin und Lünen. Bei einer weiteren Auslegung werden aber auch Kleinanlagen, die Vergasungstechnologie nutzen (und somit den Klärschlamm im klassischen Sinne gar nicht verbrennen), zu den Mono-Verbrennern gezählt. Deren Behandlungskapazität beträgt zum Teil lediglich Tonnen Trockensubstanz oder sogar weniger. Bei einer solch weiten Auslegung befanden sich Anfang 2017 etwa 33 Mono-Verbrennungsanlagen in Deutschland in Betrieb. Dies umfasst auch sieben Anlagen der chemischen Industrie, in denen kommunaler Klärschlamm anteilig mitverbrannt wird. Die größten Monoverbrennungskapazitäten für Klärschlamm existieren in den Ballungszentren Rhein-Ruhr, Berlin und Hamburg. Die Auslastung dieser Anlagen war in der Vergangenheit sehr unterschiedlich, unter anderem auch aufgrund des Betriebsmodells der Betreiber. So verfolgten einzelne kommunale Anlagen vor allem das Ziel der Entsorgungssicherheit für den eigenen Klärschlamm und akzeptierten hierfür auch geringere Auslastung. Bei den Mit-Verbrennern muss zwischen Kohlekraftwerken, Zementwerken und Abfallverbrennungsanlagen unterschieden werden. In der Praxis am bedeutsamsten sind bislang die Kohlekraftwerke. Dies gilt insbesondere für die Braunkohlekraftwerke in Ostdeutschland und NRW. Laut 17. BImSchV sind grundsätzlich bis zu 25 Prozent Klärschlammanteil in Kohlekraftwerken erlaubt. Die tatsächlichen technischen Möglichkeiten sind aber deutlich geringer. Um den Kraftwerksbetrieb und vor allem die Abgaswerte sowie die Verwertung der Kraftwerksrückstände (Schlacke, Asche, REA-Gips) nicht zu gefährden, gilt ein Feststoffanteil von vier Prozent bei Braunkohle und 1,5 Prozent bei Steinkohle als beherrschbar. Je volatiler der Kraftwerksbetrieb, desto schwieriger ist, aufgrund der Vortrocknung, der Einsatz von Klärschlamm. Die Mitverbrennung in Kohlekraftwerken findet seit Mitte der 1990er statt und nahm bis etwa 2005 vor allem als Folge höherer Grenzwerte für die landwirtschaftliche Ausbringung zu. Von 2005 bis 2013 wurden nur noch geringe Kapazitätszuwächse erreicht. Seit 2014 nehmen die Kapazitäten leicht ab, als Folge der Stilllegung von Kraftwerken im Rahmen der Energiewende bzw. aufgrund des Anlagenalters und geringer Stromkosten. Bei Neuanlagen wurde unter anderem aufgrund des höheren Wirkungsgrades, der damit verbundenen Werkstoffe und den unabsehbaren Folgen einer Klärschlammverbrennung vorerst auf eine solche verzichtet. Anfang 2017 verfügten bundesweit 24 Kohlekraftwerke über genehmigte Kapazitäten für die Mitverbrennung von Klärschlamm. Der Umfang dieser Kapazitäten unterscheidet sich deutlich. So verfügt das Braunkohlekraftwerk im sächsischen Lippendorf über genehmigte Kapazitäten in einer Größenordnung von knapp Jahrestonnen, beim Steinkohlekraftwerk im saarländischen Völklingen-Fenne sind es weniger als Jahrestonnen. Die Kraftwerke Herne 3 und Farge werden bereits in 616

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8 gwi-bau.de KNOW-HOW MIT TRAGWEITE. GWI. GWI Bauunternehmung ist seit 25 Jahren ein kundenorientierter und leistungsfähiger Partner in der Bauwirtschaft. Neben dem Hoch- und SF-Bau bieten wir unseren Kunden Ingenieur- und Kraftwerksbau an. Gerade bei Bauvorhaben mit Tragweite lassen wir unsere ganze Expertise einfließen. Auch beim Thema erneuerbare Energien verfügen wir über erfahrene Know-how-Träger. So setzen wir jedes Projekt sicher, effizient und kompetent für Sie um. GWI Wir bauen auf Partnerschaft ARTENREICH, Köln

9 Mengenmodell zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland 2017 im Rahmen der Energiewende ihren Betrieb einstellen. Weitere Betriebsaufgaben in anderen Kohlekraftwerken sind bereits beschlossen. Auch für die im Betrieb befindlichen bestehenden Anlagen wird der Einsatz von Klärschlamm in Zukunft aufgrund des zunehmend volatilen Anlagenbetriebs im Rahmen der Energiewende schwieriger. Deutlich geringer als der Einsatz in Kohlekraftwerken ist der Einsatz von kommunalem Klärschlamm in Zementwerken. In Deutschland sind 54 Zementwerke in Betrieb, die von 22 Unternehmen betrieben werden. Klärschlamm kann in Zementwerken sowohl in hochtrockener Form (TS > 90 Prozent) als auch in entwässerter Form (20 bis 45 Prozent TS) eingesetzt werden. Der Einsatz von Klärschlamm in Zementwerken wird jedoch durch den hohen Phosphorgehalt begrenzt. Zur Sicherstellung einer gleichbleibenden Qualität gilt eine grobe Obergrenze von etwa fünf Prozent Klärschlamm als maximale Einsatzmenge. Auch der hohe Quecksilbergehalt des Klärschlamms limitiert dessen Zugabe, da Zementwerke in der Regel nicht über eine Abscheidetechnik für leichtflüchtige Schwermetalle in der Abgasreinigung verfügen. Der Einsatz von Klärschlamm in Zementwerken stieg in den vergangenen Jahren kontinuierlich an. Der Grund hierfür war im Wesentlichen die Substitution von fossilen Brennstoffen wurden in Deutschland etwa 350 kt TS Klärschlamm mit einem durchschnittlichen Brennwert von 3 MJ/kg eingesetzt. Dies entspricht einem Einsatz von 90 bis 100 kt TS/a. Der Anteil des Klärschlamms am energetischen Energieeinsatz insgesamt lag somit bei etwa vier Prozent. Schließlich wird Klärschlamm auch in einigen Abfallverbrennungsanlagen verbrannt. In den meisten MVA wird entwässerter Klärschlamm im Abfallbunker in den Abfall eingestreut oder untergemischt. In einigen MVA, z.b. in Krefeld, existieren Vortrocknungsanlagen, die die Abwärme der MVA nutzen. Technisch ist ein Schlammanteil von zehn bis zwanzig Prozent denkbar, wenngleich hierfür technische Anpassungen erfolgen müssen, etwa bei der Abgasreinigung (Staub), Einrieselung oder Vortrocknung. EBS-Kraftwerke nutzen Klärschlamm aufgrund der höheren benötigten Kalorik des von ihnen eingesetzten Brennstoffes in der Regel nicht. Traditionell ist die Menge des in MVA verwerteten Klärschlamms aus wirtschaftlichen Gründen gering. Üblicherweise liegt das Preisniveau für MVA-typische Abfälle deutlich über dem des Klärschlamms. Dies gilt vor allem, wenn die notwendige Vorbehandlung, die höheren Transportkosten sowie die zusätzlichen Anlageninvestitionen betrachtet werden. In den Zeiten der Unterauslastung von MVA, etwa 2009 bis 2014, ist der Einsatz von Klärschlamm in MVA deutlich angestiegen. Insgesamt wurden 2014 nach Angaben der ITAD 208 kt Klärschlamm in deutschen MVA verwertet. Auch wenn noch keine detaillierten Daten vorliegen, kann man davon ausgehen, dass der Anstieg des Einsatzes von Klärschlamm als Folge des Umschwungs auf dem Verbrennungsmarkt 2015/2016 tendenziell eher wieder rückläufig war, wenngleich 619

10 Mark Döing, Janne Heumer einige MVA in Trocknungsanlagen für Klärschlamm investiert haben und diese unter Umständen nun auch auslasten wollen. Für alle Mit-Verbrenner gilt, dass die Asche aus ihrem Verbrennungsprozess aufgrund des geringen Anteils des kommunalen Klärschlamms am gesamten Brennstoff grundsätzlich nicht für ein Phosphor-Recycling lohnt. Für Kläranlagen, für die eine solche Pflicht in Zukunft gilt, kommen Mit-Verbrenner bei der Entsorgung nur noch dann in Betracht, wenn die Phosphor-Abreicherung vor Anlieferung an diese Anlagen stattfindet. 4. Marktfaktoren und Modell Für die Abschätzung der zukünftigen Entwicklung auf dem Markt für die Verwertung von Klärschlamm bis nach 2030 hat ecoprog ein Marktmengenmodell entwickelt. Die wesentlichen Ziele dieses Modells sind: die Prognose der zukünftigen Mengen an Klärschlamm-Trockensubstanz zur Entsorgung, die Prognose der zukünftigen Anteile der einzelnen Entsorgungswege, die Prognose der zukünftigen Kapazitäten in der energetischen Verwertung von Klärschlamm, aufgeteilt in die unterschiedlichen Anlagentypen Mono-Verbrenner, Kohlekraftwerke, Zementwerke und MVA, Prognose der Preisentwicklung für die Klärschlammentsorgung. Ausgangssituation des Mengenmodells war die aktuelle Entsorgungssituation. Darauf basierend, wurden die wichtigsten Einflussfaktoren für die zukünftige Entwicklung der Klärschlammentsorgung in Deutschland evaluiert, gewichtet und im Rahmen von drei Szenarien (low, base, high case) prognostiziert. Hierzu zählen unter anderem: Die Bevölkerungsentwicklung in Deutschland und den einzelnen Bundesländern bis nach Hierfür wurde auf die Prognose des Bundesamtes für Statistik zurückgegriffen. Die konjunkturelle Entwicklung in Deutschland. Hierfür wurde zum Teil auf Prognosen des Internationalen Währungsfonds zurückgegriffen. Die Abschätzung der für das Klärschlammaufkommen wesentlichen technischen Entwicklungen. Hierzu zählt etwa die Klärschlammkonditionierung oder die Effizienz gewerblicher Einleiter. Die Auswirkungen der Novellierung der Düngemittelverordnung (DüMV): Ab dem 1. Januar 2019 gilt die Vorgabe, dass sich synthetische Polymere im Klärschlamm innerhalb von zwei Jahren um mehr als zwanzig Prozent im Boden abbauen müssen. Ist dies nicht der Fall, ist eine bodenbezogene Klärschlammverwertung nicht erlaubt. Zudem dürfen innerhalb von drei Jahren je Hektar Ackerland maximal nur noch 45 kg Polymere ausgebracht werden. Eine solche Vorgabe existierte bislang nicht. 620

11 Mengenmodell zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland Bis Ende 2019 soll zudem untersucht werden, ob die Regelungen für synthetische Polymere angepasst werden müssen. Bereits im Rahmen der letzten Novellierung aus dem Jahr 2012 gingen die höchstzulässigen Schadstoffgrenzwerte im Klärschlamm bei landwirtschaftlicher Verwertung seit dem zum Düngerecht über. Dies bedeutete unter anderem verschärfte Grenzwerte für Cadmium und Quecksilber, die eine bodenbezogene Nutzung erschweren. Die Auswirkungen der Novellierung der Düngeverordnung (DüV): Die vergleichsweise kurzfristig im Juni 2017 in Kraft getretene Verordnung enthält eine Begrenzung des Stickstoffgehalts im Boden und verlängerte Sperrzeiten für die Ausbringung von Düngemitteln. Zudem müssen bei der Berechnung der Stickstoffobergrenze zukünftig auch Gärreste aus Biogasanlagen berücksichtigt werden. Damit erschwert die Verordnung die Ausbringung organischer Düngemittel insgesamt, auch für den Klärschlamm. Vor allem Landwirte, die entsprechend der neuen Vorgaben in eine Mengenproblematik hinsichtlich der im Betrieb produzierten Gülle geraten, werden zukünftig vermutlich auf die Annahme von Klärschlamm verzichten. Die Auswirkungen der Novellierung der Klärschlammverordnung (AbfKlärV): Die im Januar vom Bundeskabinett verabschiedete Novelle der Klärschlammverordnung umfasst unter anderem für Kläranlagen mit einer Größe von mehr als EW ein Ausbringungsverbot von Klärschlamm in der Landwirtschaft sowie die Verpflichtung zur Phosphorrückgewinnung. Diese Vorgaben müssen für Anlagen mit einer Größe von mehr als EW bis 2029, für Anlagen mit einer Größe von mehr als EW bis 2032 umgesetzt werden. Die Beurteilung der Marktdurchdringung alternativer Technologien zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm. Solche Lösungen sind die Voraussetzung dafür, dass Klärschlamm aus jenen Anlagen der Größenklasse 4b und 5, die langfristig zu einem Phosphor-Recycling verpflichtet sind, auch weiterhin der Mitverbrennung zur Verfügung stehen. Die Stilllegung von Kohlekraftwerken, die aktuell über genehmigte Kapazitäten für die Mitverbrennung von Klärschlamm verfügen im Rahmen der Energiewende. Auswirkungen des Markts für die Abfallverbrennung. So führt eine hohe Auslastung der MVA zu einer geringeren Attraktivität der energetischen Verwertung von Klärschlamm in diesen Anlagen. Bekannte Projekte für die Errichtung von Monoverbrennungsanlagen. AbfKlärV, bis Ende 2014 DüMV, ab Anfang 2015 mg/kg TM Blei Cadmium 10 1,5 Nickel Quecksilber 8 1 Tabelle 1: Veränderung der Schadstoffgrenzwerte zum , DüMV

12 Mark Döing, Janne Heumer Die einzelnen Marktfaktoren und die Zieldaten wurden im Rahmen des Modells mathematisch miteinander verknüpft. Auf diese Weise können bei Bedarf unterschiedliche Szenarien abgebildet werden (z.b. unterschiedliche Auswirkungen rechtlicher Vorgaben, geringeres Wirtschaftswachstum, höheres Wachstum der Wohnbevölkerung). In den kommenden zwei bis drei Jahren orientiert sich das Marktmodell an bekannten oder absehbaren Entwicklungen, beispielsweise der Beschlusslage zu Gesetzen oder dem geplanten Infrastrukturaufbau. Für die Zeit danach erfolgt die Ableitung zunehmend abstrakter. Dabei werden auch einzelne Fristen, etwa der geplante zehnjährige Übergangszeitraum zum gänzlichen Ausstieg aus der bodenbezogenen Klärschlammverwertung im Rahmen der geplanten Novelle der AbfKlärV, berücksichtigt. Alle Daten wurden regionalisiert, so dass Prognosedaten nicht nur auf nationaler Ebene, sondern auf der Ebene der einzelnen Bundesländer vorliegen. Auf dieser Basis können auch Einzelstandorte mit definierten Einzugsgebieten berechnet werden. 5. Ausblick Auch in den kommenden Jahren steht die stoffliche Verwertung weiter unter Druck. Kurz- und mittelfristig wirken vor allem die Verschärfungen des Düngemittelrechts im Rahmen von DüMV und DüV. Langfristig wird zudem die novellierte Klärschlammverordnung (AbfKlärV) die energetische Verwertung von Klärschlamm stimulieren. Der Grund hierfür ist vor allem das Ausbringungsverbot für Klärschlamm aus Kläranlagen der Größenklasse 4b und 5. Auf diese beiden Größenklassen entfallen derzeit zwar nur etwa 530 der etwa Kläranlagen in Deutschland, diese behandeln allerdings etwa 65 Prozent der Schmutzfracht und produzieren somit geschätzt fast 1,2 Millionen Tonnen Klärschlamm pro Jahr. Und auch innerhalb der energetischen Verwertung wird die AbfKlärV den Markt neu ordnen. Da das Phosphor-Recycling aus den Aschen der Mit-Verbrenner nicht wirtschaftlich ist, sind diese von der Abreicherung des Phosphors aus Abwasser oder nassem Klärschlamm abhängig. Bislang sind diese Verfahren aber noch nicht wirtschaftlich wettbewerbsfähig im Vergleich zum P-Recycling aus der Asche von Mono-Verbrennungsanlagen. Ein Grund hierfür ist, dass der Anteil des Phosphors im Abwasser bzw. nassem Klärschlamm gering ist. Entsprechend große Mengen an Wasser oder Klärschlamm müssen behandelt werden. Im Vergleich dazu ist der Anteil des Phosphors in den Aschen der Mono-Verbrenner hoch. Im Gegenteil ist sogar denkbar, dass auch kleinere Kläranlagen der Größenklassen 3 und 4a langfristig in die Monoverbrennung gehen. Offen ist derzeit vor allem, ob und welche Geschäftsmodelle im Landschaftsbau und in Kohlekraftwerken in Zukunft bei stark rückläufigen Mengen noch logistisch und wirtschaftlich funktionieren. Wie unsicher die Prognosen noch sind, zeigte das Jahr Im Jahresverlauf 2015 wurden in Köln/Hürth und Veltheim gleich in zwei Kohlekraftwerken Mitverbrennungskapazitäten stillgelegt. Dennoch nahm die Mitverbrennung in Kohlekraftwerken im Vergleich zu 2014 zu. Hier zeigte sich einmal mehr, dass in den Berechnungen von technischen und verfügbaren Kapazitäten und der Auslastung einzelner Anlagen noch Unsicherheiten existieren. 622

13 Mengenmodell zur zukünftigen Klärschlamm-Entsorgung in Deutschland ecoprog geht davon aus, dass es langfristig große Angebotslücken in der Klärschlamm- Mono-Verbrennung gibt. Bei der Analyse von Kapazitäten und Durchsatz von etwa kommunalen Kläranlagen mithilfe eines Geoinformationssystems wurden allein in den Größenklassen 4b und 5 73 Kläranlagen identifiziert, die weiter als hundert Kilometer von der nächsten Monoverbrennungsanlage entfernt sind. Erweitert man das Modell um Angebot und Nachfrage auf regionaler Ebene, so ist der Umfang der Angebotslücken noch deutlich größer. Legende Monoverbrenner Kapazität in tts/a < bis bis Kläranlagen Kapazität in EW bis bis bis bis > km Umkreis Niederlande Belgien Tschechien Frankreich Österreich Schweiz Bild 3: Regionale Verteilung von Kläranlagen und Mono-Verbrennern Neben den regionalen Kapazitäten birgt auch die Vielzahl der derzeit geplanten Projekte ein Risiko im Markt. Bereits heute befinden sich einige Projekte in unterschiedlichen Planungsstufen. Im schlimmsten Fall würden konkurrierende Planungen dann langfristig zu regionalen Überkapazitäten führen. Allerdings ist die Situation regional sehr unterschiedlich. Konkrete Aussagen zu den Potenzialen für einzelne Standorte von Mono-Verbrennungsanlagen können nur im Einzelfall und auf Basis einer spezifischen regionalen Auswertung des Mengenmodells getroffen werden. 623