Von der Abfall- zur Rohstoffwirtschaft ROHSTOFFKONGRESS Abfall als Rohstoff - technische Entwicklungen und Tendenzen

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1 Von der Abfall- zur Rohstoffwirtschaft ROHSTOFFKONGRESS 2008 Abfall als Rohstoff - technische Entwicklungen und Tendenzen von Prof. Dr.- Ing. Thomas Pretz Institut für Aufbereitung und Recycling I.A.R. ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 1

2 ARBEITSGEBIETE I.A.R. ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 2

3 ABFALL ALS ROHSTOFF(QUELLE) Rohstoff für energetische Nutzung (Ersatzbrennstoff) Substitut für werkstoffliche Anwendungen (Sekundärrohstoff) Substitut für Reduktionsmittel (rohstoffliche Nutzung) Um Abfall als Rohstoffquelle nutzen zu können, ist eine gezielte Anreicherung der werthaltigen Inhaltstoffe erforderlich! Bedingungen für die Produktion von Sekundärrohstoff oder Sekundärbrennstoff aus Abfällen: - rechtliche - wirtschaftliche - technische und - stoffliche ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 3

4 RAHMENBEDINGUNGEN Rechtsrahmen setzt Maßstäbe für Quantität und Qualität von technischen Maßnahme, z.b. VerpackVO, DeponieVO. Wirtschaftliche Bedingungen bestimmen die technische Aufbereitungstiefe und die Aufbereitungsziele (Aufwand / Erlöse für Produkte) Technik steht auch für komplexe Aufgabenstellungen zur Verfügung, weitgehende Automatisierung von Prozessen ist möglich Stoffliche Eigenschaften müssen auf die Möglichkeiten von Aufbereitungstechnik durch geeignetes Stoffstrommanagement angepasst werden ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 4

5 ÜBERLAPPUNG VON ASPEKTEN rechtliche Aspekte ökonom. Aspekte technische Aspekte stoffliche Aspekte ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 5

6 BEISPIEL TECHNIK + STOFFGÜTE Feuerleistungsdiagramm für Verbrennung beschreibt Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaft (Heizwert) und Prozesstechnik Wärmeleistung [kw] Konsequenz: Für technische Verwertung wird Stoffgüte definiert, z.b. RAL GZ 724 Durchsatz [t/h] Quelle: IWB Basel ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 6

7 AUFBEREITUNG ROSTASCHE Rechtsvorschrift verlangt Alterung und ggf. Siebklassierung Wirtschaftliche Bedingungen bestimmen, ob und in welchem Umfang die Ressource Metalle gewonnen wird Technik steht für weitreichende Metallsortierung zur Verfügung Stoffliche Eigenschaften werden durch vorlaufenden Verbrennungsprozess und dessen Input bestimmt (Qualität tlw. abhängig von wirtschaftlichen Bedingungen) ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 7

8 AUFBEREITUNGSKONZEPTE ROSTASCHE MV-Rostasche Grobe Störstoffauslese Siebklassierung Windsichtung Unverbranntes Fe-Metall Separation Fe-Metall Separation Fe-Metall Separation Fe-Produkt NE-Metall Separation NE-Metall Separation NE-Metall Separation NE-Produkt Lagerung Mindestaufwand + Aufbereitete Rostasche Ausbaustufe I + Ausbaustufe II ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 8

9 METALLPOTENZIAL ROSTASCHE mittlere Zusammensetzung MV Rostasche Fe 12,0% NE 2,6% Edelstahl 0,1% Unverbranntes 0,4% Asche 84,9% ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 9

10 KOSTEN / NUTZEN METALLSORTIERUNG Aufbereitungstiefe ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 10

11 METALLPOTENZIAL ROSTASCHE Rohstofferlös pro kg Hausmüll Juli 2008 Fe Metall 365 /t 9,3 12,0 NE Metall 950 /t 1,7 5,8 November 2008 Fe Metall 70 /t 1,8 2,3 NE Metall 500 /t 0,9 3,1 Quelle: EUWID ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 11

12 AUFBEREITUNG ALTPAPIER Altpapier aus der haushaltsnahen Sammlung wird in vier Qualitäten (untere Sorten) gehandelt: - gemischtes Altpapier (1.01), zu Ballen gepresst - sortiertes gemischtes Altpapier (1.02) - Deinking Papier (1.11) - Kaufhausaltpapier (Kartonagen) (1.04.) Quantitätsziele der EU lassen sich allein mit Verwertung von gewerblichem Altpapier erfüllen (56%) Da weltweiter Handel, sind alle Qualitäten ohne regionale Bedarfsaspekte vermarktbar, d.h. Qualität aus Aufbereitung wird allein durch betriebswirtschaftliche Aspekte bestimmt. ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 12

13 AUFBEREITUNGSKONZEPTE ALTPAPIER Basiskonzept Sichtkontrolle (1), grobe Störstoffsortierung (2), Pressen zu Ballen (3), Qualität: Mischpapier (1.01) Sortierkonzept I Sichtkontrolle (1), grobe Störstoffsortierung (2), manuelle Sortierung nach Qualitäten (3), Mischpapier (1.02), Kartonagen (1.04) und Deinking (1.11) Sortierkonzept II Sichtkontrolle (1), grobe Störstoffsortierung (2), automatische Sortierung nach Qualitäten (3), Mischpapier (1.02), Kartonagen (1.04) und Deinking (1.11) ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 13

14 VERFAHREN ALTPAPIERAUFBEREITUNG Altpapier Altpapier Altpapier separate Sammlung separate Sammlung separate Sammlung Verpressen Manuelle Sortierung Automatische Sortierung Vermarktung Altpapier Kompaktieren / Verpressen Kompaktieren / Verpressen Vermarktung Altpapiersorten Vermarktung Altpapiersorten ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 14

15 MARKTPREISE ALTPAPIER Aufwand für Sammlung Transport und Aufbereitung ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 15

16 RESSOURCE ALTPAPIER Hochwertiges Recycling nur, wenn Preisunterschiede für die verschiedenen Papier-Qualitäten dies rechtfertigen Markt verlangt Flexibilität, daraus resultiert wirtschaftliches Risiko durch in Technik gebundenes Kapital und Vorteil für geringen Grad an Technisierung / Automatisierung Qualität der Sortierung nur mit automatisierten Verfahren auf hohem Niveau zu etablieren Beispiel: Erkennung von Druckfarben und Reinigung des Deinking - Stroms von Papieren mit wasserlöslichen Druckfarben Ressourcenschöpfung verlangt hohe Durchsätze, da nur diese den Aufwand für automatisierte Technik erlauben ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 16

17 WERTSTOFFTONNE Haushaltsnahe Erfassung von Leichtverpackungen (LVP) mit einer Wertstofftonne auf Basis der VerpackVO (ca. 25 kg/e*a) Benutzungsregeln sind unscharf, da Abgrenzung von Verpackungsabfällen und stoffgleichen Nichtverpackungen (SNV) für die Nutzer nicht nachvollziehbar Systemöffnung für stoffgleiche Nichtverpackungen zulässig, Sammelmenge steigt auf ca. 32 kg/e*a, Qualität gleichwertig Technische Entwicklung von der manuellen Sortierung zur automatischen, sensorgestützten Sortierung in Sortieranlagen umgesetzt, Optimierung erfolgte auf Gemisch aus Verpackungen + stoffgleichen Nichtverpackungen mit Kunststoffen, Verbundkartons, Weißblech und NE-Metallen ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 17

18 INFRASTRUKTUR SORTIERUNG LVP Start: ca. 450 Sortieranlagen mit Handsortierung Entwicklung: Automatisierung der Sortierprozesse und Leistungssteigerung reduzierte die Zahl der Anlagen Perspektive: technisch wirtschaftliche Optimierung der Aufbereitungsinfrastruktur mit den Elementen: - Automatisierung - Maximierung Wertstoffausbringen - Steigerung Durchsatz auf bis zu t/a Konsequenz: heute 10 Anlagen mit ca. 50% der Gesamtkapazität, ca. 40 Anlagen für die übrigen 50 % ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 18

19 LEISTUNGSPOTENZIAL SORTIERTECHNIK Produkte mit positivem Erlös Folienkunststoffe Produkte mit negativem Erlös - Hohes Wertstoffausbringen sichert wirtschaftlichen Erfolg Kunststoffflaschen Weißblech Aluminium Kartonverpackungen Mischkunststoffe EBS Fraktion > Sortierreste + - -HoheReinheit des Input - Stoffes sichert geringe Kosten für Produktverwertung mit negativen Erlösen - große Durchsätze sichern niedrige spezifische Behandlungskosten ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 19

20 ROHSTOFFQUALITÄT + ERFOLG ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 20

21 RESSOURCE WERTSTOFFTONNE Kunststoffe, Metalle und Kartonverbunde mit hohem Ausbringen für werkstoffliches Recycling sortierbar Addition von kleinen Mengenanteilen erhöht den technischen Aufwand signifikant, verlangt neue technische Infrastruktur und erhöht die spezifischen Sortierkosten erheblich Addition von Stoffen mit hohem Mengenanteil wie z.b. Altpapier vergrößert die technischen Sortierprobleme, verringert die Produktqualitäten und erhöht die spezifischen Sortierkosten Verzicht auf Vorselektion durch die Abfallerzeuger macht vorhandene Technik unbrauchbar ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 21 +

22 ZUSAMMENFASSUNG Abfall ist Rohstoffquelle, wenn rechtliche, technische, stoffliche und ökonomische Bedingungen eine Nutzung dieser Ressource zulassen Technische Entwicklung von Aufbereitungstechnik ist nur im Zusammenhang mit der Güte von Stoffgemischen zu bewerten und nicht beliebig übertragbar Tendenz geht zu wirtschaftlich lebensfähigen, automatisierten Anlagen großer Kapazität mit Anforderungen an eine Mindestgüte der Inputströme Bedingung zur Nutzung der Rohstoffquelle Abfall ist Vereinheitlichung der Inputqualitäten zwecks Nutzung von überregionalen, technisch optimierten und damit wirtschaftlichen Aufbereitungsanlagen ROHSTOFFKONGRESS PROF. DR.-ING. THOMAS PRETZ 22