Separatsammlung von Kunststoffabfällen in der Zentralschweiz Multikriterienanalyse unter Einbezug der Bereiche Umwelt, Ökonomie und Präsentation der Resultate Philip Küttel, HOLINGER AG Auftraggeber / Trägerschaft: ZENTRALSCHWEIZER UMWELTDIREKTIONEN Projektziel Kernfrage, als Auslöser für die vorliegende Studie: Verwertung der Kunststoffabfälle in der neuen KVA Renergia zur Strom- und Dampferzeugung oder Separatsammlung und direktes Recycling? 2 1
Kunststoffabfälle Betrachtetes System Kunststoffabfälle: 13% des Kehrichts übriger Kehricht 87% Hohlkörper 2% Verpackungen 11% 3 Betrachtetes System Bezugsgrösse für Studie: Gesamtmenge der Kunststoffabfälle 100% 80% 60% 40% 20% 0% 10% 13% Variante 0 Variante 1 65% 38% Variante Variante 2/3a 3b/4 4 2
Die Multikriterienanalyse - Vorgehen 5 Bewertungskriterien Für die ganzheitliche Beurteilung werden folgende Bereiche untersucht: Kriterien: Nutzen für die Umwelt Kosten für die Gemeinden und Abfallverbände Bedürfnisse der Bevölkerung Umwelt Ökonomie 6 3
Definition der Varianten was wird gesammelt Kunststoffe, im Kehrichtsack nur Kunststoff- Flaschen alle Kunststoffverpackungen wie wird gesammelt Abfuhr zu einer Sammel- stelle bringen wie werden die Kunststoffe verwertet Energetische Verwertung in der KVA Renergia Energetische Verwertung in einer durchschnittlichen KVA (CH) Werkstoffliche Verwertung (Recycling) Verwertung als Ersatzbrennstoff (Zementwerk) Verölung Total wurden 8 Varianten untersucht 7 Nutzwerte pro Kriterium Die Bewertung aller Kriterien wird in einen Nutzwert umgesetzt. Beispiel: 8 4
Gewichtung der Bereiche Standardgewichtung Gewichtungsvariante S1 Gewichtungsvariante S2 20% Ökonomie 30% Umwelt 50% 20% Umwelt 30% Ökonomie 50% 29% Ökonomie 29% Umwelt 42% Standardgewichtung, vom Fachbeirat festgelegt Sensitivitätsanalysen 9 Vorgehen und Methodik im Bereich Umwelt Beispiel Kriterium «Klimaänderung»: Emissionen: z.b. durch Transport und Verbrennung / Verarbeitung Gutschriften: z.b. für Dampfund Stromerzeugung Treibhausgas-Emissionen in t CO2 100'000 80'000 60'000 40'000 20'000 0-20'000-40'000-60'000-80'000 Renergia Renergia Saldo 10 5
Bewertungskriterien Umwelt Bereich Umwelt U1 Klimaänderung U2 Schonung nicht erneuerbarer Energieträger U3 Ökotoxizität U4 Atemwegserkrankungen U5 Sommersmog U6 Deponierte Abfälle Methode der ökologischen Knappheit 2006 Ökobilanzierung aller 8 Varianten durch treeze Ltd, Uster 11 Bewertungskriterien Ökonomie Bereich Ökonomie (Wirtschaftlichkeit und Machbarkeit) Kosten: Logistik und Verwertung, Mindereinnahmen Sackgebühr Minimierung des wirtschaftlichen Risikos Kriterium «Preisvolatilität der Edukte und Produkte» Gewichtung 60% 20% Entsorgungssicherheit - (1) Risiko des Ausfalls des Entsorgungsweges - (2) Ausweichmöglichkeit auf analoge alternative Entsorgungswege 20% 12 6
Bewertungskriterien Bereich Kriterium Bewertungsgrösse Gewichtung Lokale Akzeptanz durch Beeinträchtigung liche Akzeptanz Komfort der Sammlung (1) Geruchsemissionen (2) Lärm durch Schwerverkehr Beurteilung der generellen Annahme eines Entsorgungsweges durch die Bevölkerung Bewertung der Handhabbarkeit eines alternativen (neuen, weiteren) Sammelsystems für die Bevölkerung 25% 50% 25% 13 Untersuchte Varianten Variante Art der Sammlung Sammelgut Verwertungsweg 0a Holsammlung Mischkunststoffe, im Kehrichtsack 0b Holsammlung Mischkunststoffe, im Kehrichtsack Energetische Verwertung in der KVA Renergia Energetische Verwertung in einer durchschnittlichen KVA (CH) 1a Holsammlung nur Hohlkörper Ziel: werkstoffliche Verwertung 1b Bringsammlung nur Hohlkörper Ziel: werkstoffliche Verwertung 2 Holsammlung Mischkunststoffe Ziel: Verwertung als Ersatzbrennstoff (Zementwerk) 3a Holsammlung Mischkunststoffe Ziel: werkstoffliche Verwertung 3b Bringsammlung Mischkunststoffe Ziel: werkstoffliche Verwertung 4 Bringsammlung Mischkunststoffe Werkstoffliche Verwertung und Verölung 14 7
4 3b 3a 2 1b 1a 0b 0a Mengengerüst VARIANTE HS mit Kehricht / Renergia HS mit Kehricht / konventionelle KVA HS / Hohlkörper / BS / Hohlkörper / HS / Mischkunststoffe / Verwertung als EBS HS / Mischkunststoffe / BS / Mischkunststoffe / BS / Mischkunststoffe / Verölung HS: Holsammlung BS: Bringsammlung HK: Hohlkörper V: Verpackungen Mengengerüst pro Variante (Kunststoff+Fehlwürfe) verbleibt im Kehrichtsack / Fehlwürfe Zementwerk / EBS 0 t 5'000 t 10'000 t 15'000 t 20'000 t Separatsammlung Hohlkörper Grossverteiler Thermische Verwertung aus Separatsammlung Werkstoffliche Verwertung Zementwerk / EBS Verölung Verbleibt im Kehrichtsack/Fehlwürfe KVA Renergia 15 Ergebnis der Bewertung 3a 0a 1a 1b 2 3b 0b 4 Sammlung was alle Kunststoffverpackungen Kunststoffe, im Kehrichtsack nur Kunststoff- Flaschen nur Kunststoff- Flaschen alle Kunststoffverpackungen alle Kunststoffverpackungen Kunststoffe, im Kehrichtsack alle Kunststoffverpackungen wie Holsammlung mit der Kehrichtabfuhr Holsammlung Bringsammlung Holsammlung Bringsammlung mit der Kehrichtabfuhr Bringsammlung Bewertung Die Anzahl Nutzwertpunkte in den Bereichen Umwelt und Ökonomie fallen meist gegensätzlich aus. Keine Variante hat sowohl im Bereich Umwelt als auch im Bereich Ökonomie hohe Nutzwerte. Der Bereich ist unabhängig davon. 16 8
Ergebnisse Bereich Umwelt - Kommentar Variante 3a: Holsammlung Kunststoffe, erzielt die höchsten Nutzwerte Der Ersatz von Primärkunststoff und der Einsatz des nicht verwertbaren Anteils im Zementwerk erzielen einen hohen Nutzen Variante 0a: Renergia, energetische Verwertung mit dem Kehricht mittlere Punktzahl, dank hohem energetischem Nutzungsgrad Variante 0b (mit Kehricht, Standard-KVA) geringe Gutschriften Art und Standortwahl KVA ist entscheidendes Kriterium Varianten mit geringen Mengen an separat gesammelten Kunststoffen: unterscheiden sich nur geringfügig von der Varianten "Renergia", da der Anteil am Stoffstrom Kunststoffe gering ist. Verwertungsweg Zementwerk schneidet betr. Umwelt recht gut ab 17 Fazit Bereich Umwelt (1) Im Bereich Umwelt erzielt die werkstoffliche Verwertung durch den Ersatz von Primärkunststoff die höchsten Nutzwerte. Die energetische Verwertung in der KVA Renergia mit hohem Energienutzungsgrad liegt im Mittelfeld. 18 9
Fazit Bereich Umwelt (2) Die energetische Verwertung in einer konventionellen KVA weist im Bereich Umwelt geringe Nutzwerte auf, v.a. weil der Energienutzungsgrad tief ist. Die Verwertung in einem Zementwerk weist vergleichsweise hohe Nutzwerte auf, v.a. weil der Kunststoff den relativ «schmutzigen» Brennstoff Kohle ersetzt. 19 Bereich Ökonomie Beispiele Kosten Fr./t Fr. 1'000 Fr. 800 nur Sammlung und Verwertung: Spezifische Kosten Fr./t Fr. 600 Verwertungserlöse Verwertungskosten Fr. 400 Fr. 200 Fr. 0 Handling, Umlad, Zwischentransporte Sammelkosten -Fr. 200 Sammlung mit Kehricht Holsammlung Hohlkörper Holsammlung alle Kunststoffe Bringsammlung Bringsammlung Hohlköprer alle Kunststoffe 20 10
Ergebnisse Bereich Ökonomie- Kosten Variante 0a «Renergia» und 0b «konventionelle KVA» Am kostengünstigsten aus Sicht Gemeinden / Abfallverbände Effiziente Sammlung, kein Umschlag / Weitertransport Bei den Mengengebühren Kehricht keine Mindereinnahmen Variante 3a Holsammlung Mischkunststoffe, werkstoffliche Verwertung Am teuersten, Logistik ist kostspielig, grosse Mengen hohe Kosten Grosse Ausfälle bei den Sackgebühren Kehricht Mehrkosten von Fr. 10 Mio (Zentralschweiz) gegenüber IST; = 20% Mehrkosten, pro Kopf Fr. 15.- pro Jahr Falls Finanzierung über Mengengebühr: 35L Sack 40 bis 60 Rp. teurer, Tonnenpreis Fr. 60.- bis 80.- höher 21 Ergebnis Bereich - Akzeptanz liche Akzeptanz: Es wurden die Ergebnisse einer Bevölkerungsumfrage unter 1'100 Haushalten verwendet, spezifische Fragen zum vorliegenden Thema. "Umrechnung" in Nutzwertpunkte pro Variante Es zeigte sich unter anderem, dass Separatsammlungen von Kunststoffen begrüsst werden, entsprechend notwendige Gebührenerhöhungen werden aber nicht befürwortet. 22 11
4 3b 3a 2 1b 1a 0b 0a Ergebnis Bereich Nutzwertpunkte Bereich VARIANTE G1.1 Geruch G1.2 Lärm G2 Akzeptanz G3 Komfort HS mit Kehricht / Renergia KOMFORT HS mit Kehricht / konventionelle KVA HS / Hohlkörper / AKZEPTANZ BS / Hohlkörper / HS / Mischkunststoffe / Verwertung als EBS HS / Mischkunststoffe / BS / Mischkunststoffe / BS / Mischkunststoffe / Verölung 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 HS: Holsammlung BS: Bringsammlung 23 Sensitivitäten Die Bewertung reagiert sensitiv auf folgende Parameter: Gewichtung zwischen den Bereichen Umwelt und Stromgutschrift «welcher Nutzen wird für den produzierten Strom eingesetzt», Ersatz von Strom aus: Standardgewichtung Gewichtungsvariante S1 Gas-Kombikraftwerk (Standardfall) Gewichtungsvariante S2 Braunkohlestrom 20% Ökonomie 30% Umwelt 50% 20% Ökonomie 50% Umwelt 30% 29% Ökonomie 29% Umwelt 42% 24 12
Ergebnis Sensitivitätsanalyse Sammlung was wie Bewertung Standardgewichtung (wie oben) Bereich Ökonomie höher gewichtet mit Stromgutschrift Braunkohlestrom 3a alle Kunststoffverpackungen neue Abfuhr 0a Kunststoffe, im Kehrichtsack mit der Kehrichtabfuhr 1a nur Kunststoff- Flaschen neue Abfuhr 1b nur Kunststoff- Flaschen zur Sammelstelle bringen Wenn der Bereich "Ökonomie" höher gewichtet wird oder wenn für die Stromgutschrift Braunkohlestrom eingesetzt wird, rücken die Varianten 0a, 1a und 1b nach vorne. Deswegen kann nicht eine einzige Variante als eindeutige Bestvariante bezeichnet werden. 25 Ergebnis der Studie Folgende Varianten sind für die Abfallverbände und Gemeinden die interessantesten Verwertungsoptionen für die Kunststoffabfälle aus Haushalten : Variante Sammlung Hautpsächlicher Verwertungsweg Nr. was wie 3a 0a 1a 1b alle Kunststoffverpackungen Kunststoffe, im Kehrichtsack neue Abfuhr mit der Kehrichtabfuhr Recycling mit Wiederverwendung als Kunststoff (50 bis 60% der Sammelmenge) Dampf- und Stromerzeugung in der KVA Renergia Variante 0a ergänzt mit Separatsammlung von Kunststoff-Flaschen, neue Abfuhr + Abgabemöglichkeit bei Grossverteilern Variante 0a ergänzt mit Separatsammlung von Kunststoff-Flaschen, Abgabemöglichkeit bei Grossverteilern und Ökihöfen 26 13
Fazit der Studienverfasser Sowohl die Verwertung der Kunststoffabfälle in der KVA Renergia zur Strom- und Dampfproduktion als auch die separate Sammlung der Kunststoffabfälle mit anschliessendem Recycling weisen hohe Nutzwerte auf. 27 Fazit der Studienverfasser Auf der Basis der vorliegenden Studie kann kein eindeutiger Entscheid getroffen werden, ob es zweckmässig wäre, in der Zentralschweiz eine zusätzliche Kunststoff-Separatsammlung einzuführen. Die Kunststoff-Separatsammlung steht aber für die Zentralschweiz nicht im Vordergrund, da seit Januar 2015 die energieeffiziente KVA Renergia zur Verfügung steht, und die Studie gezeigt hat, dass dieser Verwertungsweg sinnvoll und vertretbar ist. 28 14
Vergleiche zum Umweltnutzen / Relevanz CO2-Einsparung pro Kopf: "Maximale Kunststoffsammlung" gegenüber "Nutzung in der Renergia" Vergleich CO2-Emissionen, kg pro Jahr und Einwohner CO2-Emission Verkehr, pro Kopf 0 500 1'000 1'500 2'000 2'500 34 kg CO2-Emissionen der Haushalte, pro Kopf Die 34 kg CO 2 -Einsparung entsprechen: - rund 200 Auto-Kilometern - ca. 3% des Heizölverbrauchs eines durchschnittlichen EFH Die Kosten für die Einsparung bewegen sich in der Grössenordnung von Klimaschutzprojekten in der Schweiz 29 Anteil Kunststoffe am Erdölverbrauch Verwendungszwecke für Erdöl weltweit 42% 46% 8% 2% Treibstoffe Heizung, Elektrizität, Prozessenergie Chemische Industrie exkl. Kunststoffe Übrige Kunststoffe 2% Verpackungsmaterial aus Kunststoffen 30 15
Fazit der Mehrheit der Umweltfachstellen Zentral-CH Aus Umweltsicht schneidet die Holsammlung von Mischkunststoffen am Besten ab. In der Gesamtwertung der ökologischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Aspekte - im Sinne der Nachhaltigkeit - liegen die beiden Holsammlungen Mischkunststoff und Hohlkörper mit entsprechender werkstofflicher Verwertung knapp vor der thermischen Verwertung in der KVA Renergia. Unter Berücksichtigung des Grundsatzes der Abfallwirtschaft "vermeiden - verwertet - entsorgen" unterstützen wir daher die Separatsammlungen von Kunststoffabfällen sowohl der Abfallverbände als auch des Detailhandels und damit eine stoffliche Verwertung. Wie eine solche Separatsammlung optimal ausgestaltet sein soll, empfehlen wir noch genauer zu prüfen. Ist eine werkstoffliche Verwertung der Kunststoffabfälle nicht möglich, so ist die thermische Verwertung in der neuen KVA Renergia mit ihrem hohen energetischen Wirkungsgrad eine sinnvolle Alternative. 31 Fazit aus Sicht der Abfallverbände der Zentralschweiz Die Multikriterienanalyse zeigt, dass die aktuelle energetische Verwertung von Kunststoffen in der neuen KVA Renergia in Perlen im Quervergleich der untersuchten Varianten hohe Nutzwerte aufweist. Der Einsatz von Kunststoffabfällen zur Gewinnung von Prozessenergie ist in einer energie-effizienten Anlage wie in Perlen sinnvoll und vertretbar. Je nach Betrachtungsweise ist dies leicht besser oder schlechter als eine vollständige stoffliche Verwertung der Kunststoffe. Aufgrund der vorliegenden Resultate, den hohen Kosten von jährlich 10 Mio. Franken für die Einführung einer zusätzlichen Sammlung sowie der Tatsache, dass die KVA Renergia anfangs 2015 ihren Betrieb aufgenommen hat, steht für die Abfallverbände der Zentralschweiz eine Einführung einer zusätzlichen Separatsammlung von Kunststoffen in unseren Verbandgebieten nicht im Vordergrund. Die Verbände unterstützen aber die Absicht von Migros und Coop, in ihren Verkaufslokalen die Hohlkörper bzw. Plastikflaschen mit Deckel zu sammeln, wenn das Recycling dieser Stoffe sinnvoll betrieben wird. Zudem prüfen die Verbände, ob sie auf ihren bedienten Wertstoffsammelstellen (Oekihöfen) ein vergleichbares. Angebot anbieten wollen, um dem Wunsch von Teilen der Bevölkerung nach einem Kunststoffrecycling nachzukommen. 32 16