KLÄRSCHLAMM. Entsorgungssicherheit oder Sind wir auf dem Weg in den Notstand?

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1 KLÄRSCHLAMM Entsorgungssicherheit oder Sind wir auf dem Weg in den Notstand? Dr.-Ing. Rolf Otte-Witte Ingenieurbüro Elze Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

2 zur Person Eindickung Stabilisierung Entwässerung (Deponierung) Kompostierung Trocknung Verbrennung Seit 2002 Vertriebsbeauftragter der Wirbelschichtfeuerungs anlage Elverlingsen GmbH

3 c Sprecher der DWA-Arbeitsgruppe KEK-1.5 Übergreifende Fragestellungen der Klärschlammbehandlung und -entsorgung auf Kläranlagen kleiner und mittlerer Größe 1. Auswirkungen der neuen Klärschlammverordnung auf die Klärschlammentsorgung (KA 08/2018) 2. Hinweise zur Erarbeitung von Konzepten für die Behandlung und Entsorgung von Klärschlamm (KA 11/2018) 3. Technische Hinweise zu bewährten Behandlungsverfahren (KA 11/2018) 4. Transportlogistik für Klärschlammbehandlung und -entsorgung 5. Rechtliche Rahmenbedingungen der interkommunale Zusammenarbeit und der Kooperation mit Dritten 6. (Irrwege und vertane Chancen der AbfKlärV)

4 c Inhalt Regelungen der AbfKlärV vom Oktober 2017 Anfallende Mengen Bestehende und neue Verbrennungsanlagen Fehlbedarf führt zum Notstand über 5 bis 10 Jahre

5 Generelle Pflicht zur P-Rückgewinnung für alle Kläranlagen Generelle Pflicht zur P-Rückgewinnung für alle Kläranlagen mit P-Gehalten > 20 gp/kgtm (4,6 % P2O5) P-Rückgewinnungspflicht für Klärwerke < EW und stofflicher Verwertung P-Rückgewinnungspflicht für Klärwerke > EW oder < EW bei thermischer Verwertung (Inkonsequenz der AbfKlärV) ab 2029 P-Rückgewinnungspflicht für Klärwerke > EW bei thermischer Verwertung ab 2032 Für Schlämme, die ab 2029/2032 in die Verbrennung gehen (bei P-Gehalten > 20 gp/kgtm) gilt eine P-Rückgewinnungsquote aus der Asche >80% Dies lässt sich vermeiden, wenn P < 20 gp/kgtm zb bei - hohen Industrieabwasser-Anteilen - Maßnahmen im Naßschlamm, im entwässerten Schlamm oder im Trockengut zur P- Abreicherung Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

6 Stoffliche Verwertung für Anlagen < EW Nur in dem Fall, dass die Anlagen der Ausbaugröße < EW eine bodenbezogene Verwertung durchführen, sind sie von der technischen P-Rückgewinnungspflicht ausgenommen, da eine direkte P- Rückgewinnung durch die bodenbezogene Verwertung stattfindet. Sofern keine bodenbezogene Ver-wertung vorgenommen wird, haben diese Anlagen trotzdem eine technische P-Rückgewinnung durchzuführen. Hierzu kursieren viele Falschaussagen in diversen Veröffentlichungen, teils auch aus Ministerien oder zb in der UBA-Broschüre Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

7 Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

8 KA EW (ab ) bzw. KA EW (ab ) KA > EW (ab ) bzw. KA > EW (ab ) Übersicht Entsorgungsmöglichkeiten ab < 20 g P/kg TM bzw. < 4,6 % P2O5 20 g P/kg TM bzw. 4,6 % P2O5 Nach P- Abreicherung des Klärschlammes < 20 g P/kg TM bzw. < 4,6 % P2O5 20 g P/kg TM bzw. 4,6 % P2O5 Nach P- Abreicherung des Klärschlammes Verwertung von Klärschlamm, Klärschlammgemischen und - komposten auf und in Böden gemäß den gesetzlichen Vorgaben 4 Thermische Vorbehandlung in: 3 3 KS-(Mono-)Verbrennung Klärschlammverbrennungsanlage bzw. anderweitige thermische Verfahren bzw. KS-Mitverbrennung Klärschlammmitverbrennungsanlage ausschließlich mit - Kohlefeuerung bzw. - Gasfeuerung Verbrennungsasche bzw. kohlenstoffhaltiger Rückstand: keine P- Rückgewinnung erforderlich 1, Deponierung zulässig Verbrennungsasche bzw. kohlenstoffhaltiger Rückstand: - entweder 80 % P-Rückgewinnung - oder Langzeitlagerung - oder stoffliche Verwertung unter Nutzung des Phosphorgehalts Verbrennungsasche bzw. kohlenstoffhaltiger Rückstand: keine P- Rückgewinnung erforderlich 5, Deponierung zulässig Verbrennungsasche bzw. kohlenstoffhaltiger Rückstand: keine P- Rückgewinnung erforderlich 1, Deponierung zulässig Verbrennungsasche bzw. kohlenstoff-haltiger Rückstand: - entweder 80 % P-Rückgewinnung - oder Langzeitlagerung - oder stoffliche Verwertung unter Nutzung des Phosphorgehalts Verbrennungsasche bzw. kohlenstoffhaltiger Rückstand: keine P- Rückgewinnung erforderlich 5, Deponierung zulässig Mitverbrennungsanlage ohne Beschränkung der Brennstoffe (z.b. Altholz- und Ersatzbrennstoffe) Anderweitige Abfallentsorgung (mit Zustimmung der Behörde) - Zementwerke, Müllkraftwerke Entsorgungssicherheit usw. oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

9 Neue Begrifflichkeiten aus der AbfKlärV Wir unterscheiden bei der thermischen Verwertung nur noch folgende Bereiche: Verbrennungsanlagen Anderweitige thermische Verwertung Erst durch Bezug auf die 17. BImSchV im Text der AbfKlärV kommt man wieder auf die alten Begrifflichkeiten der thermischen Verwertung: Klärschlamm-Verbrennung in Mono-Verbrennungsanlagen Klärschlamm-Verbrennung in Co-Verbrennungsanlagen mit Steinkohle oder heute hauptsächlich mit Braunkohle (Co-Verbrennung in Braunkohlekraftwerken mit Zufeuerung 25% des Wärmewertes) Klärschlamm-Verbrennung in MHKW Klärschlamm-Verbrennung in EBS-Kraftwerken Klärschlamm-Verbrennung in Zementwerken Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

10 Verwertung Entsorgung P aus Asche P-abgereicherte Asche Verbrennung Trocknung Behandlung Entwässerung Stabilisierung Eindickung Begrifflichkeiten der thermischen Behandlung Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

11 Verwertung KS mit P > 20 Pg/kgTM Behandlung (Trocknung) Entwässerung Anaerobe Stabilisierung Eindickung Entwässerung Aerobe Stabilisierung Begrifflichkeiten der stofflichen Verwertung Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

12 Begriff der Teilstabilisierung In den technischen Regelwerken (DWA-A222, A227, A131 und M368) werden konkrete Anforderungen an die Bemessung und den Betrieb von Kläranlagen für eine simultane aerobe Stabilisierung über das Schlammalter gestellt: 25 d Gesamtschlammalter und mind. 65 % aerob Dieses für eine ausreichende Stabilisierung erforderliche Schlammalter führt bei > 1 1,5 mg O 2 /l zu höheren Stromkosten, wenn die Kläranlage zuvor nur teilstabilisierend gefahren wurde. Teilstabilisierter Schlamm darf nicht bodenbezogen verwertet werden. Hier fehlt seit langem eine technische Definition der aeroben Stabilisierung. Angaben wie BSB5/CSB < 0,5; TTC-Test, Sauerstoffzehrung oder GV erlauben nur eine beschränkte Aussagefähigkeit. Aber auch bei Verbrennungsanlagen gilt zumeist stabilisiert als Eingangskriterium. Allerdings ist hier noch weniger definiert, was damit gemeint ist. Eigentlich reduziert sich die Anforderung an die Stabilisierung sowohl für die stoffliche wie auch für die thermische Verwertung auf die Anforderung: nicht stinkend. Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

13 Stabilisierung als Voraussetzung für eine Verbrennung? Aber hieraus ergibt sich auch die Notwendigkeit einer Hinterfragung und Neubewertung der Anforderungen an die Stabilisierung vor einer thermischen Verwertung. Die Stabilisierung, insbesondere die anaerobe Stabilisierung, bietet ja bekanntermaßen folgende Vorteile: Reduzierung der zu entsorgenden Trockenmasse Faulgas zur Energieerzeugung Verbesserung der Entwässerbarkeit Erreichen einer Lagerfähigkeit Auch unter der weiterführenden Betrachtung einer Co-Vergärung lässt sic h das Ziel einer Stabilisierung, nämlich die Reduzierung der zu verwertenden Mengen, durch 2 Vorteile definieren: Erhöhung des TR-Gehaltes Reduzierung der absoluten Trockenmasse Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

14 STABILISIERUNG, ENTWÄSSERUNG, (TROCKNUNG), TRANSPORT, VERBRENNUNG, P-RÜCKGEWINNUNG, P-RECYCLING RÜCKWÄRTS DENKEN! Von der (thermischen) Verwertung zur Behandlung Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

15 Kosten ab Entwässerung Entsorgung 50 /t netto ohne Transport Ziel: Minimierung der zu entsorgenden Mengen Verbesserung Entwässerung Prüfung Co-Vergärung Prüfung Hilfsmittel wie Eisensalze etc. Kapitaldienst Personal Energiekosten Kosten ab Entwässerung FHM Entsorgung 100 /t netto ohne Transport Sonstiges Entsorgungskosten: Kapitaldienst Energiekosten Sonstiges Entsorgungskosten: Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte Wartung & Unterhaltung Personal FHM Wartung & Unterhaltung

16 Annahmepreise BRD (Momentaufnahme Herbst 2018) thermisch stofflich Süddeutschland /t??? NRW /t /t 140??? Norddeutschland /t /t Übersicht über Verwertungspreise Nicht bediente Ausschreibungen (in Norddeutschland für 2/3 der Fälle) Weiterer Preisanstieg? Künftig Preis auch abhängig vom Feststoffgehalt? Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

18 Was wird an zusätzlicher Kapazität errichtet und in welchen Zeiträumen wird dies realisiert? [Langenohl] Welche Bestandsveränderungen sind bei bestehenden Mono-Verbrennungsanlagen geplant? Welche Verbrennungsanlagen werden gebaut oder geplant? Wie verändert sich die Kapazität der Co-Verbrennung in Braunkohlekraftwerken? Wie verändert sich die Kapazität der Co-Verbrennung in EBS- und MHKW? Wie verändert sich die Kapazität der Co-Verbrennung in Zementwerken? Wie folgt die Veränderung der Kapazität dem Bedarf? Unterdeckung?/Überdeckung? Quellen: Otte-Witte, Wilhelms, Heidecke, Six und Lehrmann, UBA_Studie, Kistenbrügger, Rau, Voss, Jasper, Könemann, Obermaier, VERA, BWB, Bunthoff, Flohr, Fink, Schneichel et.al. Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

19 Kapazitätsermittlung nach Langenohl (Bremen, Sept 2018) unter folgenden Annahmen Vorhandene Kapazitäten mit 90% Verfügbarkeit KS mit P < 20 g/kgtr mit nur 5 % angesetzt Stoffliche Verwertung nur noch ttr/a die Mitverbrennung von Steinkohle wird bald beendet sein für die Mitverbrennung mit Braunkohle werden zukünftig nur noch 2 große Anlagen zur Verfügung stehen??? die gemeinsame Verbrennung mit Müll oder EBS sowie die Verbrennung in Zementwerken kommt aufgrund der Anforderungen an die P-Rückgewinnung (für Schlämme P > 20 gp/kgtr) praktisch zum Erliegen??? Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

28 Nach diesem Szenario ist also dauerhaft ein Fehlbedarf von bis zu ttr/a festzustellen. Andere Untersuchungen ergeben andere, allerdings keine grob abweichenden Szenarien. Der große Unsicherheitsfaktor ist dabei, wie sich die Mit-Verbrennung in den Braunkohlekraftwerken und den Veredlungsanlagen entwickelt. Die Anlagen in Berrenrath, Goldenberg, Wachtberg, Weisweiler, Lippendorf, Deuben, Boxberg tragen heute einen wesentlichen Teil an der Mitverbrennung, bzw. an der thermischen Verwertung überhaupt. Es werden derzeit über ttr/a in mitverbrannt. Nur beim Kraftwerk Weisweiler ist mit 2026 definitiv ein Ende der Mitverbrennung beschlossen. Im obigen Szenario wird von 2 auch zukünftig weiter betriebenen, großen Mitverbrennungsanlagen ausgegangen. Ob diese wie bisher betrieben werden, oder mit aschearmen Braunkohlen (um das Aschegemisch später auch einer P- Rückgewinnung zu unterwerfen) oder aber ob die Anlagen in Monoverbrennungsanlagen umgerüstet werden, sei dahingestellt. Entscheidungen über den Fortbestand von Braunkohlekraftwerken dürften unabhängig von Fragen der Klärschlamm Mitverbrennung getroffen werden. Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

30 Berrenrath Kraftwerk ttr Veredlung Wachtberg ttr Veredlung Goldenberg ttr Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte Reduzierung um 1/3 bei Veredlung = minus ttr tos entspricht einer großen MonoVerbrennungsanlage

31 Frage nach der Zukunftsfähigkeit der Mitverbrennung in Zementwerken Es gibt bislang kein Verfahren zur Rückgewinnung von P aus Trockengut. Aber wenn es das gäbe, sähe die Frage der Mitverbrennung in Zementwerken, aber auch in MHKW oder EBS-Kraftwerken, zukünftig ganz anders aus. Einschätzung einer kommenden Technologie? Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

32 Wer ist Schuld am derzeitigen und künftigen Entsorgungsnotstand? Klärwerke? DWA? Entsorgungsindustrie? BMU? Landesumweltministerien? Zitat Bonde (DBU) vom in Stuttgart: Hätte man nur 5 Jahre früher angefangen bezog sich auf die Verfahren zur P-Rückgewinnung; lässt sich aber auch auf die Kapazitätsentwicklung übertragen Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte

34 Entsorgungssicherheit oder Notstand?/Dr. Otte-Witte Vortrag Wendenburg DWA KS-Tage Würzburg 2017 sinngemäß bereits bei den DWA KS-Tagen Potsdam Juni 2015

35 OFFENE FRAGEN Eine LAGA-Arbeitsgruppe bearbeitet derzeit die Vollzugshinweise zur AbfKlärV. Es bleibt zu hoffen, dass diese bald vorliegen werden und einen Teil der derzeit noch offenen Fragen klären: Wie soll das für 2023 angesagte Berichtswesen aussehen. Reicht ein Dreizeiler Wir beabsichtigen, zukünftig weiter über Ausschreibungen in die Mono-Verbrennung zu gehen. Die Pflichten zur P- Rückgewinner obliegen dem Betreiber er Mono-Verbrennungsanlage? oder muss hier ein großer Aufwand betrieben werden? Nach der AbfKlärV trägt die künftige P-Rückgewinnung aus Aschen sich selbst. Es sind daher keine Rückstellungen der Verbrennungsanlagen erforderlich. (Wäre das so, dann hätten die hieraus entstehenden Kosten in der Begründung der neuen AbfKlärV aufgeführt sein müssen). Wie sind die Registerpflichten einzuschätzen. Der Abfallerzeuger ist auch nach der Abgabe in eine Verbrennungsanlage verpflichtet, eine ordnungsgemäße P-Rückgewinnung sicherzustellen.

36 Wie sieht es aus mit der Förderfähigkeit von zwischengelagerten Schlämmen. Welche Verfahren zur P-Abreicherung im Schlamm auf den Klärwerken werden sich durchsetzen? Wird es eine Trennung von Verbrennungsanlagen für Industrieschlämme geben? Können auf der Kläranlage abgereicherte Schlämme zukünftig überhaupt noch verbrannt werden? In Industrieschlamm-Verbrennungsanlagen zu entsprechenden Preisen? Inwieweit können Ausschreibungen zur Klärschlamm-Entsorgung zukünftig noch fair durchgeführt werden, wenn AöR-Anlagen künftig Entsorgungsverträge ohne Ausschreibungen abschließen Wird es eine Technologie zur P-Abreicherung im Trockengut geben? c