Abfallentsorgung mit Kraft-Wärme- Kopplung. EBS-HKW Rostock

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1 Abfallentsorgung mit Kraft-Wärme- Kopplung EBS-HKW Rostock

2 Abfälle im Griff, Klimaschutz im Blick Als einer der größten Erzeuger von Strom und Wärme in Europa übernimmt Vattenfall mit nachhaltigen und wirtschaftlichen Konzepten Verantwortung für eine zukunftsfähige Energieversorgung. Ein wichtiger Baustein des Geschäftsportfolios ist dabei die thermische Verwertung stofflich nicht nutzbarer Abfälle. Mit Blick auf die steigenden Abfallmengen der Industriegesellschaften stehen wir zunehmend vor der Herausforderung, den anfallenden Abfall sicher zu entsorgen und nachfolgende Generationen vor Altlasten zu schützen. Vattenfall sorgt durch die Nutzung der in Siedlungsabfällen enthaltenen Energie für eine nachhaltige Kompensation fossiler Energieträger und trägt damit zur Steigerung der CO 2 -armen Energieproduktion bei. Gebündelt werden die Kompetenzen der thermischen Verwertung von stofflich nicht nutzbaren Abfällen in der Vattenfall Europe New Energy Ecopower GmbH. Neben der sauberen und sicheren Abfallentsorgung betätigt sich das Unternehmen mit seinen Abfallverbrennungsanlagen gleichzeitig als dezentraler Energieerzeuger. Die beim Verbrennungs prozess der Abfälle entstehende Energie wird zur effizienten Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Zu den Anlagen des Unternehmens gehört neben dem EBS-HKW Rostock auch die Abfallverbrennungsanlage IKW Rüdersdorf, östlich von Berlin. 3

3 Entsorgung mit doppeltem Effekt Mit hoher Effizienz durch den Einsatz moderner Anlagentechnik verwertet das EBS-HKW Rostock Abfälle, erzeugt Strom und Wärme und stärkt die Wirtschaftskraft der Region. Seit Anfang 2010 betreibt Vattenfall auf dem Rostocker Seehafengelände die größte Abfallverbrennungsanlage Mecklenburg-Vorpommerns, das EBS-HKW Rostock. Die Anlage dient der thermischen Verwertung von aufbereiteten Abfällen und erzeugt darüber hinaus Strom und Wärme im klimaschonenden Prozess der Kraft-Wärme-Kopplung. Anlagenkomponenten auf dem neuesten Stand der Technik sorgen dafür, dass das EBS-HKW Rostock mit einem Wirkungsgrad von circa 35 Prozent einen Spitzenwert für Anlagen dieser Art vorweisen kann. Abfall reduzieren, Strom und Wärme produzieren In unmittelbarer Nachbarschaft des EBS-HKW Rostock befindet sich die Mechanisch-Biologische Abfallbehandlungsanlage (MBA) Rostock, die den Hausmüll der Hansestadt Rostock aufbereitet und einen großen Teil des thermisch zu verwertenden Abfalls liefert. Weitere Abfälle zur Verwertung stammen aus der Aufbereitung des Hausmülls benachbarter Landkreise sowie aus Gewerbeabfall. Das EBS-HKW Rostock leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Entsorgungssicherheit in der Region. Darüber hinaus versorgt die Anlage produzierende Unternehmen im Rostocker Seehafen mit Prozessdampf. Vattenfall setzt mit der Rostocker Anlage wirtschaftliche Impulse für die unmittelbare Umgebung. Zum einen sind hier dauerhafte Arbeitsplätze entstanden, zum anderen profitieren heute und in Zukunft regionale Dienstleister und Zuliefererbetriebe von den Aufträgen für Service- und Wartungsarbeiten. 4

4 Alles auf einen Blick Verfolgen Sie Schritt für Schritt, wie im EBS-HKW Rostock Abfälle verwertet und in thermische und elektrische Energie umgewandelt werden. Abfallannahme An drei Abkippstellen werden die angelieferten Abfälle direkt in den Abfallbunker entladen. Abfallbunker Hier werden die Abfälle mit Hilfe des Krans im Bunker verteilt, durchmischt und in den Aufgabetrichter zur Beschickung des Kessels aufgegeben. Plattenvorschubrost Durch stetige Schubbewegungen beweglicher Rostbahnen wird der Abfall über den Rost transportiert und bei Feuerraumtemperaturen von bis zu C vollständig verbrannt. SNCR-Anlage (Entstickung) Die Minderung der Stickoxide im Rauchgas erfolgt nach dem SNCR-Verfahren (Selective Non-Catalytic Reduction). Stickoxide werden bei sehr großer Hitze unter Zugabe von Harnstoff in elementaren Stickstoff und Wasserdampf umgewandelt beides natürliche Bestandteile unserer Atmosphäre. Schlackeabtransport Circa 25 Prozent der verbrannten Abfallmenge fallen als Rost schlacke an, die als mineralischer Zuschlagsstoff für verschiedene Anwendungsfälle zum Einsatz kommt. Dampferzeuger Die bei der Verbrennung freigesetzte Wärme erzeugt Heißdampf. Pro Stunde verlassen den Kessel etwa 100 Tonnen Frischdampf mit einem Druck von 42 bar und einer Temperatur von 405 C. Turbine und Stromerzeugung Der auf 405 C erhitzte Hochdruckdampf dient zum Antrieb der Turbine. Im nachgeschalteten Generator werden bis zu 20 Megawatt elektrische Leistung erzeugt. Abfall Harnstoff Rost Schlacke SNCR Frischdampf Kondensat Luft Dampferzeuger Turbine Kesselstaub Prozessdampf Wasser Strom Kalkhydrat Rauchgasreinigung Filterstaub Flugstromreaktor Gewebefilter Sprühabsorber Luftkondensator Kalkmilchsuspension Herdofenkoks Saugzug Reingas Kamin Rauchgasreinigung Die den Kessel verlassenden Rauchgase werden in einem quasitrockenen Verfahren mehreren Reinigungsstufen unterzogen. Zu den Anlagenkomponenten zählen der Sprühabsorber, der Flugstromreaktor und der Gewebefilter. Sprühabsorber Mit einem Rotationszerstäuber wird eine Kalkmilchsuspension in den Rauchgasstrom eingedüst. Beim Abkühlen des Rauchgases reagieren die sauren Komponenten mit der Kalkmilch und werden dadurch aus dem Rauchgas abgeschieden. Flugstromreaktor Im Flugstromreaktor erfolgt die Trockeneindüsung von Kalkhydrat zur weiteren Abscheidung von sauren Bestandteilen im Rauchgas. Anschließend erfolgt die Zugabe von Herdofenkoks zur Abscheidung von Dioxinen, Furanen und Schwermetallen. Gewebefilter Im Gewebefilter werden alle Feststoffpartikel des Rauchgases abgeschieden. Mit den Filterpartikeln werden auch die zuvor daran gebundenen Schadstoffe sicher abgereinigt. Die Gesamtfilterfläche beträgt etwa m 2. Rückstände Die schadstoffbelasteten Reststoffe werden in der Untertageverwertung in circa 700 m Tiefe in Salzkavernen zur Stabilisierung der bei der Salzgewinnung zurückgelassenen Hohlräume eingelagert. Kamin Über den 50 m hohen Kamin werden die gereinigten Abgase in die Atmosphäre abgeleitet. Im Kamin befinden sich die Emissionsmessstellen zur kontinuierlichen Überwachung des Reingases vor Eintritt in die Umgebung.

5 Abfälle am Ziel Der unterbrechungsfreie Betrieb der Anlage setzt eine kontinuierliche Beschickung mit Abfällen voraus. Die angelieferten Ladungen werden im Abfallbunker gesammelt und von dort direkt der Verbrennung zugeführt. 40 bis 50 Lkw erreichen täglich das EBS-HKW Rostock und laden dort im Abfallbunker die zu entsorgende Ladung ab. Die Anlieferung der aufbereiteten Abfälle liegt in der Verantwortung der Entsorgungs unternehmen, die im Auftrag der öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger die Abfälle aufbereiten und der weiteren Entsorgung zuführen. Stichprobenartig werden vor dem Abkippen der Ladung in den Abfallbunker Proben zur Qualitätskontrolle genommen und in einem unabhängigen Labor auf ihre Bestandteile untersucht. Von der Krankanzel aus steuert das Personal den großen Abfallkran zur Einlagerung und Durchmischung des Abfalls im Bunker sowie zur Aufgabe in den Aufgabeschacht des Kessels. Eine Wärmebildkamera unterstützt den Kranfahrer bei der Überwachung des eingelagerten Abfalls auf unzulässige Erwärmung. Um das Entweichen von Gerüchen und Staub zu verhindern, wird durch Ansaugen von Verbrennungsluft aus dem Abfallbunker ein leichter Unterdruck erzeugt. Hier geht s heiß her Der Kessel ist das Herz der Anlage. Hier wird der im Abfall enthaltene Heizwert freigesetzt, um dann als thermische und elektrische Energie nutzbar gemacht zu werden. Pro Kranhub können dem Aufgabetrichter der Verbrennungslinie zwei bis drei Tonnen Abfall zugeführt werden. Abhängig vom Heizwert des Abfalls, der zwischen und kj/kg liegt, werden pro Stunde circa 23 Tonnen Abfall in der Verbrennungslinie durchgesetzt. Auf dem Verbrennungsrost vollziehen sich die Schritte Trocknung, Entgasung, Verbrennung und Schlackeausbrand. Die in der 17. Bundes- Immissionsschutzverordnung (17. BImSchV) festgelegte Verbrennungstemperatur von mindestens 850 C gewährleistet, dass organische Schadstoffe, darunter Dioxine und Furane, sicher zerstört werden. Sollte es bei der folgenden Abkühlung der Rauchgase zu einer geringen Neubildung dieser Stoffe kommen, werden diese in der Rauchgasreinigung zuverlässig abgeschieden. Parallel zur Verbrennung beginnt durch die Gestaltung eines optimalen Verbrennungsablaufs die Rauchgasreinigung bereits im Kessel. Bei dem SNCR- Verfahren, der selektiven nichtkatalytischen Reduktion, werden die im Rauchgas enthaltenen Stickoxide (NO X ) durch Zugabe von Harnstoff als Reduktionsmittel im ersten Zug des Kessels auf dem folgenden Weg durch den Kessel zu elementarem Stickstoff und Wasser reduziert. 8

6 Wir sorgen für Spannung Bevor der Strom ins Netz fließt, sorgen gewaltige Mengen Heißdampf dafür, dass Turbine und Generator in Schwung kommen. Die bei der Verbrennung frei werdende Wärme wandelt das im Kessel befindliche und aufbereitete Wasser in heißen Dampf um. Stündlich verlassen bis zu 100 Tonnen Dampf den Kessel. Mit einem Druck von 42 bar und einer Temperatur von 405 C wird der Dampf der Turbine zugeführt und strömt auf den Turbinenläufer. Die Energie des Dampfes versetzt diesen in Rotation. Über ein Getriebe wird die Drehbewegung der Turbine auf den Generator übertragen. Dieser wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um und erbringt eine Bruttoleistung von bis zu 20 Megawatt (MW). Auf diese Weise können jährlich mehr als MWh Elektroenergie in das Netz eingespeist werden. Der aus der Turbine austretende entspannte Dampf wird im Luftkondensator wieder zu Wasser kondensiert und in den Kessel zurückgeführt. Über eine Entnahmestelle an der Turbine erfolgt die Auskopplung des Prozessdampfs für die Industriekunden im Rostocker Überseehafen. Enge Maschen zum Wohle der Umwelt Aufwändige Reinigungs- und Filteranlagen sorgen dafür, dass Schadstoffe zuverlässig zurückgehalten werden und die Umwelt nicht belasten. Die Verbrennung ist ein komplexer chemischer Prozess, bei dem als typische Produkte Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Schwefeloxide, Stickoxide und Wasser dampf entstehen. Neben diesen Verbindungen befinden sich im Rauchgas auch Chlor- und Fluorwasserstoff, Schwermetalle und Spuren von Dioxinen und Furanen. Die Rauchgase werden beim Verlassen des Kessels im Sprühabsorber durch die Zugabe von Kalkmilch in Form kleinster Tröpfchen gereinigt. Dieser Flüssigkeitsnebel breitet sich spiralförmig im Reaktionsbehälter aus und kommt in intensiven Kontakt mit den einströmenden Rauchgasen. Das hat zur Folge, dass alle sauren Bestandteile wie HCl und SO 2 über die chemische Reaktion mit der Kalkmilch abgeschieden werden und als Trockenprodukte in den Konus des Behälters fallen. In einem zweiten Schritt erfolgt im Flugstromreaktor die Trockeneindüsung von Kalk- hydrat für Restreaktionen mit den sauren Bestandteilen sowie Herdofenkoks zur Abscheidung von Dioxinen, Furanen und Schwermetallen. Alle noch im Rauchgas befindlichen Feststoffpartikel werden in einem auf sechs Kammern verteilten Gewebefilter abgeschieden, in dem Gewebeschläuche mit einer Gesamtfilterfläche von über m 2 installiert sind. An den Außenseiten der textilen Schläuche werden Stäube und die daran gebundenen Schadstoffe zurückgehalten. Das gereinigte Rauchgas strömt aus dem Schlauchinneren in den Reingaskanal. 11

7 Nichts als saubere Luft Der Betrieb einer Abfallverbrennungsanlage unterliegt strengen gesetzlichen Regelungen. So sind in der immissionsschutzrechtlichen Genehmigung exakte Grenzwerte für die Freisetzung von Schadstoffen und für die Verbrennungsbedingungen im Kessel festgelegt. Nach dem aufwändigen Reinigungsprozess ist die Konzentration der im Rauchgas verbleibenden Schadstoffe so gering, dass sie die Grenzwerte der 17. Bundes-Immissionsschutzverordnung (17. BImSchV) weit unterschreitet. Die Einhaltung der Grenzwerte wird durch kontinuierliche und diskontinuierliche Messungen kontrolliert. Auf dem Weg durch den 50 m hohen Kamin passieren die Rauchgase die Messeinrichtungen. Diese werden regelmäßig von einem staatlich zugelassenen Messinstitut überprüft und kalibriert. Aus den aufeinander folgenden Messwerten werden Halbstundenmittelwerte und daraus Tagesmittelwerte gebildet. Mittels Datenfernübertragung hat die zuständige Überwachungsbehörde jederzeit Einblick in die Messwerte. Für Straßen und Stollen Je nach ihrer Beschaffenheit und Belastung finden die Stoffe, die nach der thermischen Verwertung zurückbleiben, in unterschiedlichen Bereichen Verwendung. Das Gewicht des als Brennstoff eingesetzten Abfalls reduziert sich in der Verbrennung um etwa 75 Prozent. Die nicht brennbaren Bestandteile bilden die Rostschlacke, die von Verwertern im Verkehrswegebau und bei der Stabilisierung von Deponien eingesetzt wird. Mit besonderer Sorgfalt werden die belasteten Filterrückstände in der Untertageverwertung behandelt. Aus dem staubförmigen Material wird in einer speziellen Konditionierungsanlage ein Dickstoff hergestellt. Dieser härtet betonähnlich aus und wird in großen Quadern zur Stabilisierung in stillgelegte Salzbergwerke eingebracht, um ein Absinken der Oberflächen über den alten Stollen zu verhindern. 12

8 Fachbegriffe im Klartext Auf den Punkt gebracht Dioxine, Furane Hochgiftige Stoffe, die bei der Verbrennung chlor- und fluorhaltiger organischer Materialien entstehen Emission Abgabe von Schadstoffen oder Schall Alle Fakten in Kürze Anlage Eigentümer Abfallverbrennungsanlage EBS-HKW Rostock Vattenfall Europe New Energy Ecopower GmbH Harnstoff Neben Ammoniakwasser das am häufigsten verwendete Mittel zur Reduktion von Stickoxiden im Rauchgas Standort Funktion Ost-West-Straße 25, Rostock Thermische Verwertung von Abfällen Konditionierungsanlage Anlage, die Reststoffe in einen endlagerfähigen Zustand überführt Konus Körper von der Form eines Kegels oder Kegelstumpfs Inbetriebnahme März 2010 Arbeitsplätze 28 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Anlagenkapazität t/a NO x Sammelbezeichnung für die gasförmigen Oxide des Stickstoffs Rotationszerstäuber Maschine, die mit Hilfe rotierender Düsen feinste Flüssigkeitstropfen erzeugt Verbrennung Dampferzeuger Dampfmenge 1 Linie mit einem Durchsatz zwischen 15 t/h und 25 t/h 87 MW Feuerungswärmeleistung 100 t/h Salzkaverne Unterirdischer Hohlraum, der durch Salzabbau entsteht Sprühabsorber Systemkomponente zur Entfernung von im Rauchgas befindlichen gasförmigen Schadstoffen Dampfdruck 42 bar Dampftemperatur 405 C Turbinenleistung 20 MW elektrisch brutto Suspension Flüssigkeit mit aufgeschwemmten Feststoffteilen, die nicht gelöst werden können Versatzmaterial Material, mit dem Hohlräume gefüllt werden 14 15

9 Vattenfall Europe New Energy Ecopower GmbH Ost-West-Straße Rostock T F ebs-hkw-rostock@vattenfall.de Januar 2013