Deponietechnik und Klimaschutz

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1 Deponietechnik und Klimaschutz Hans-Dietrich Zerbe Einführung Kohlendioxid und Methan sind die Hauptbestandteile des Deponiegases - Methan zu % und CO2 zu % - das bei der Ablagerung von Abfällen mit organischen Bestandteilen im Ablagerungskörper durch anaerobe Prozesse gebildet wird. Sie gehören zu den wichtigsten Gasen, die einen zusätzlichen, durch menschliche Aktivitäten bedingten Treibhauseffekt verursachen. Die Emission von Kohlendioxid aus Abfallablagerungen wird als klimaneutral angesehen, da der darin enthaltene Kohlenstoff beim Aufbau der organischen Substanz der Atmosphäre entzogen wurde. Das Methan, dessen Klimarelevanz 21mal größer ist als die von Kohlendioxid, macht jedoch Abfallablagerungen zu einer relevanten Quelle für Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre. Weltweit betrachtet stehen Deponien in der Rangliste der das Klima beeinträchtigenden Methanproduzenten etwa an sechster Stelle. In Europa sind Deponien nach der Landwirtschaft die zweitgrößte Quelle anthropogener Methanemissionen. In Deutschland stammten in der Vergangenheit etwa ein Drittel des freisetzten Methans aus Deponien. Der Nationale Inventarbericht (National Inventory Report - NIR), der die Treibhausgasemissionen im Rahmen der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen jährlich bilanziert, rechnet dem Abfallsektor 20 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente Emissionsminderung für den Zeitraum 1990 bis 2003 zu. Das UBA prognostiziert bis 2012 eine weitere Einsparung von 8,4 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten. Gegenüber 1990 bedeutet das einen Rückgang der deponiebedingten Methanemissionen von mehr als 90 Prozent. Damit ist ein großer Teil der Einsparung von CO2-Äquivalenten auf Maßnahmen der Abfallwirtschaft zurückzuführen. Für die Reduktion von Methanemissionen aus Deponien sind im Wesentlichen die folgenden Maßnahmen verantwortlich: 1. Minimierung der Ablagerung von biologisch abbaubaren Abfällen 2. Fassung und unschädliche Entsorgung des Deponiegases 3. Nutzung des Deponiegases. Deponietechnik und Klimaschutz 91

2 Abfallmengen 1990 nach Entsorgungswegen Recycling Kompost MVA Deponie gesamt Abbildung 1: Verbleib der Bestandteile des Hausmülls vor der allgemeinen Einführung der Getrenntsammlung Minimierung der Ablagerung von biologisch abbaubaren Abfällen Die Technische Anleitung Siedlungsabfall aus dem Jahre 1991 legte den Grundstein sowohl für die Reduzierung der Ablagerung biologisch abbaubarer Abfälle auf Deponien als auch für die technischen Maßnahmen zur Erfassung und Entsorgung von Deponiegas. Für das Verbot der Ablagerung unbehandelter, biologisch abbaubarer Abfälle galt jedoch eine lange Übergangsfrist bis zum Im Bezugsjahr 1990 wurde noch der weit überwiegende Teil der Abfälle deponiert. Die mangelnde Verfügbarkeit und Akzeptanz sowohl von Müllverbrennungsanlagen wie auch von neuen Deponien führte jedoch schon Anfang der 90er Jahre zu der in der TA Siedlungsabfall vorgesehenen getrennten Erfassung von verschiedenen Hausmüllfraktionen, mit dem Ziel, einen möglichst hohen Anteil an verwertbaren Abfällen zu separieren. Der Effekt der Getrennterfassung wird aus der Entwicklung der Hausmüllmengen mit einem Aufkommen von über Mg (Mg = Megagramm = Tonne) Anfang der 90er Jahre zu einer Restabfallmenge im Jahre 2006 mit ca Mg deutlich. Abbildung 2: Die Einführung der Getrennterfassung des Hausmülls zu Beginn der 90-er Jahre führte zu einer Verringerung des Restmülls um über ein Drittel klimarelevant ist dabei vor allem die Reduzierung der organischen Komponente Aufkommen in 1000 Mg Entwicklung der Restabfallmengen Entscheidend in Bezug auf die Bildung von Deponiegas und auf den Rückgang von Deponiegasemissionen ist die getrennte Erfassung der Bioabfälle. Ihr Gasbildungspotenzial ist deutlich höher als das anderer Abfälle. Die getrennte Bioabfallsammlung liefert daher einen herausragenden Beitrag zur Reduktion der bei der Deponierung entstehenden klimarelevanten Gase. Sie ist in Schleswig-Holstein flächendeckend eingeführt, die gesammelten Mengen sind stabil. 92 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/08

3 l Gas/ kg ots Restabfall Gasbildungspotenzial Stroh Gras Klärschlamm Bioabfall Rasenschnitt Fettabscheiderinhalt Abbildung 3: Bei der Zersetzung von Bioabfall entstehen große Mengen an klimarelevantem Deponiegas Deponietechnik und Klimaschutz 93

4 Bioabfallsammlung in Schleswig-Holstein Menge in Mg Abbildung 4: Die Bioabfallsammlung wurde binnen weniger Jahre flächendeckend in Schleswig-Holstein eingeführt Auch wenn das Gasbildungspotenzial der Bioabfälle deutlich höher ist als das des Restabfalls, besteht der Restabfall immer noch zur Hälfte aus biologisch abbaubaren Stoffen, u.a. Textilien und Holz, die zu einer Deponiegasbildung führen. Seit dem gelten für die Ablagerung von Abfällen die Vorgaben der Abfallablagerungs- und der Deponieverordnung. Diese begrenzen den organischen Anteil im Abfall und können lediglich durch eine thermische oder mechanisch-biologische Vorbehandlung der Abfälle eingehalten werden. Sie machen damit die weitere Ablagerung biologisch abbaubarer Abfälle unmöglich. Als Konsequenz wurden in Schleswig-Holstein zum fünf der zehn bis dahin betriebenen Siedlungsabfalldeponien geschlossen. Langfristig soll es im Land nur noch zwei öffentlich nutzbare Restabfalldeponien geben. Fassung und unschädliche Entsorgung des Deponiegases Durch die Ablagerung organischer Abfälle auf Deponien und die damit verbundenen Abbauprozesse kommt es für längere Zeit zur Bildung von Deponiegas. Dieses wird je nach technischer Ausstattung der Deponie vollständig oder nur anteilig emittiert. Die TA Siedlungsabfall sieht daher die Ausstattung der Deponien mit Gaserfassungs- und nutzungssystemen vor. In Schleswig-Holstein sind alle Siedlungsabfalldeponien mit Einrichtungen zur aktiven Gaserfassung ausgerüstet worden. Trotz technischer Maßnahmen werden bei betriebenen Deponien in der Regel nicht mehr als 50% des gebildeten Deponiegases erfasst. Dieser Anteil kann durch eine Oberflächenabdichtung weiter erhöht werden. Die Abdichtung von Deponieoberflächen und gegebenenfalls die Verbesserung der Deponiegaserfassungsanlagen sind daher wichtige Maßnahmen zur Reduzierung der Deponiegasemissio- 94 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/08

5 Abbildung 5: Die Abdichtung der Deponieoberflächen ist ein wesentlicher Faktor zur Reduzierung entweichenden Deponiegases bei alten Deponien mit hohen organischen Anteilen nen im Rahmen der Stilllegung der Deponien. Von der gesamten Ablagerungsfläche aller Siedlungsabfalldeponien in Schleswig-Holstein, die etwa 160 ha beträgt, wurden bis 2007 bereits drei Viertel mit Oberflächenabdichtungen bzw. temporären Zwischenabdichtungen versehen. Der Effekt dieser Maßnahmen kann nicht exakt berechnet werden. Eine Messung des entstehenden Deponiegases und damit auch der Menge des nicht durch Gaserfassungssysteme erfassten Deponiegases ist kaum möglich, da lediglich der Anteil des gefassten Deponiegases bestimmt werden kann. Die Gesamtmenge des gebildeten Deponiegases wird in der Regel anhand empirisch ermittelter Formeln abgeschätzt, in die das Gasbildungspotenzial, die Menge der einzelnen abgelagerten Abfälle und die unterschiedliche Abbaugeschwindigkeit der verschiedenen Abfallfraktionen eingehen. Die in der Vergangenheit prognostizierten Gasmengen waren in der Regel zu hoch und führten häufig zu überdimensionierten Gaserfassungs- und verwertungsanlagen. Auf der Basis der üblicherweise verwendeten Berechnungsgrundlagen wurde abgeschätzt, dass 1990 in Schleswig-Holstein 77 % der Methanmenge von t aus Deponien entwichen ist und lediglich 23% gefasst wurden. Diese Methanmenge betrug im Jahr 2004 nur noch t und unterstreicht eindrucksvoll den Effekt der getroffenen Maßnahmen als Beitrag der Abfallwirtschaft zum Klimaschutz. Deponietechnik und Klimaschutz 95

6 Nutzung des Deponiegases Über die Gaserfassungsanlagen wurden im Jahr 2007 insgesamt ca. 40 Mio. cbm Deponiegas aus den Deponien abgesaugt. Das gesamte Deponiegas wird in der Regel einer Nutzung in Blockheizkraftwerken zugeführt. An allen Deponiestandorten wurden bereits in den 90er Jahren Blockheizkraftwerke unterschiedlicher Größe installiert. Die installierte Leistung aller Anlagen beträgt zurzeit insgesamt 10 MW. Durch die Nutzung des Deponiegases wurden etwa 41 Mio. KWh elektrische Energie erzeugt und an die Verbraucher abgegeben und somit eine entsprechende Menge an Primärenergie eingespart. Summary The major environmental goal of the waste management sector is to ensure environmentally sound waste disposal. Requirements with regard to the most important protected properties such as water, soil, air and human health also conduce to the goal of climate protection. So between 1990 and 2003 the waste sector made a major contribution to the reduction of emissions of greenhouse gases in Germany. This is attributed to the reduction of methane emissions from landfill sites. Due to various technical measures methane emissions from landfill sites in Schleswig-Holstein were reduced from about 77,000 tons in 1990 to 10,500 tons in Dr. Hans-Dietrich Zerbe Dezernat 20 Abfallentsorgung Tel.: / hzerbe@lanu.landsh.de 96 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/08