Energieerzeugung aus Abfällen: Stand und Potenziale in Deutschland bis 2030

Media type: E-Book

Title: Energieerzeugung aus Abfällen : Stand und Potenziale in Deutschland bis 2030

Contributor: Flamme, Sabine [Author]; Hanewinkel, Jörg [Author]; Quicker, Peter [Author]; Weber, Kathrin [Author]; Gleis, Markus [Contributor]

Corporation: Deutschland, Umweltbundesamt ; neovis GmbH + Co. KG ; Ingenieurbüro Qonversion

Published: Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt, Juni 2018

Extent: 1 Online-Ressource (158 Seiten, 5,59 MB); Illustrationen, Diagramme

Language: German

Identifier:

Keywords: Forschungsbericht

Origination:

Footnote: Abschlussdatum: April 2018
Quellenverzeichnis: Seite 135-152

Description: Die europäische Abfallrahmenrichtlinie ordnet die energetische Verwertung von Abfällen in die vierte Stufe der Hierarchie, unterhalb der stofflichen Verwertung ein. Dennoch wird eine große Menge an Abfällen der energetischen Verwertung zugeführt und diese Abfälle leisten inzwischen einen relevanten Beitrag zur Strom-, Wärme- und Prozessenergieversorgung der Bundesrepublik Deutschland. Im Fokus dieser Studie stand daher die Ermittlung der energetischen Abfallpotenziale in Deutschland und die Quantifizierung der verfügbaren Anlagenkapazitäten zu deren Behandlung. Auf dieser Basis wurde eine Prognose zur Situation im Jahr 2030 abgeleitet. Für beide Szenarien (Ist-Zustand und Prognose) wurden die CO2-Reduktionspotenziale durch die energetische Nutzung der Abfälle bestimmt. Es muss zunächst festgehalten werden, dass die Datenlage für eine geschlossene Bilanzierung der Abfallströme in Deutschland zur energetischen Verwertung und thermischen Behandlung als ungenügend einzustufen ist. Vor diesem Hintergrund ist es wichtig zu betonen, dass die präsentierten Zahlen als fundierte Schätzung zu verstehen sind. Nach den Ergebnissen dieser Studie werden in Deutschland jährlich 48 Mio. Mg Abfälle vorwiegend in thermischen aber auch durch biologische Verfahren energetisch verwertet. Wesentliche Stoffströme dabei sind Siedlungsabfälle, hauptsächlich der klassische Hausmüll. Weitere relevante Fraktionen sind Ersatzbrennstoffe, Altholz, Bioabfälle, Klärschlamm und gefährliche Abfälle. Der Heizwert, der mit dem Abfall allein den thermischen Anlagen zugeführt wird, entspricht 4,3 % des deutschen Primärenergieverbrauchs. Nach Berücksichtigung des Eigenverbrauchs tragen Abfälle damit einen Anteil von rund 3,7 % zum Endenergieverbrauchs der Bundesrepublik bei. Die Müllverbrennungsanlagen besitzen die größte Behandlungskapazität und erzeugen mehr als ein Drittel der insgesamt aus Abfall erzeugten Nutzenergie. Gemeinsam mit den Ersatzbrennstoffkraftwerken erhöht sich der Anteil auf etwa 50 %. Auch die Zementwerke tragen einen erheblichen Anteil bei. Ein bedeutendes zusätzliches Energiepotenzial, das nur am Rande zum Abfallbereich gerechnet wird, beinhalten Wirtschaftsdünger. Die Prognose für 2030 sagt aus, dass das Abfallaufkommen für die energetische Verwertung in 2030 mit 2015 vergleichbar sein wird - allerdings bei steigendem Gesamtabfallaufkommen. Dieses impliziert einen Rückgang des energetisch verwerteten Anteils durch weitergehende Getrennthaltung von Abfällen, induziert durch höhere Recyclingquoten. Zudem wird es im Bereich der Entsorgungsanlagen zu Verschiebungen kommen. Aufgrund der leicht rückläufigen Abfallmengen zur energetischen Verwertung wird für das Jahr 2030 auch eine geringfügig abnehmende Energiebereitstellung aus Abfällen erwartet. Die Rolle des Abfalls im Bereich der Energieerzeugung wird sich auf lange Sicht verändern, da in den nächsten Jahren viele thermische Kraftwerke vom Netz gehen, die auch in die Kraft-Wärme-Kopplung eingebunden waren. Diese Lücke in der Wärmeversorgung könnten energetische Abfallverwertungsanlagen schließen. Der Einsatz von Abfällen zur Bereitstellung von Nutzenergie führt sowohl im Betrachtungszeitraum 2015 als auch für die Prognose 2030 zu einer Treibhausgaseinsparung von etwa 15 Mio. Mg CO2. Es ist unstrittig, dass die thermische Abfallbehandlung aus Gründen des Umwelt- und Gesundheitsschutzes auch in Zukunft ein wichtiger Pfeiler der Abfallwirtschaft sein wird. Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien an der deutschen Energieversorgung ist auf lange Sicht aber auch ein negativer Beitrag der energetischen Abfallverwertung zur CO2-Bilanz absehbar. Es ist daher zu diskutieren, wie mit diesem Dilemma umzugehen ist. Wie bei anderen Fällen von unvermeidbarer Abwärme auch, sollte daher die Abwärme aus der thermischen Behandlung von stofflich nicht mehr nutzbaren Restabfällen als grundsätzlich klimaneutral betrachtet werden.

The European Waste Framework Directive classifies the energetic utilization of waste materials as the fourth step in the waste management hierarchy, after material recycling. Nevertheless, a large amount of waste is used energetically, contributing significantly to the supply of electricity, heat and process steam in Germany. Within this study, the energetic potential of waste in Germany and the capacities of existing treatment facilities have been determined. Based on this, the situation in the year 2030 has been estimated. For both scenarios, the CO2-reduction potential for the energetic utilization of waste has been calculated. The current data basis has to be considered insufficient in order to derive a complete balance of thermally treated and energetically utilized waste in Germany. Therefore, it is important to note that the presented numbers and values are the result of substantiated estimations. The results of this study show that in Germany, an annual amount of 48 million Mg of waste is used for energy production, predominantly through thermal, but also through biological processes. Major material flows are municipal solid wastes, mostly household waste. Other relevant fractions are refuse derived fuels, waste wood, bio-waste, sewage sludge and hazardous wastes. The heating value of waste entering thermal treatment facilities, corresponds to about 4 % of the German primary energy consumption. Considering also internal consumption of the plants, waste contributes to about 3.7 % of Germany’s final energy demand. Municipal solid waste incineration plants make up most of the capacity and produce more than one third of the total effective energy from waste. Together with refuse derived fuels, this share is more than 50 %. Cement plants also add a noteworthy amount. The use of animal manure offers a significant additional potential. The prognosis for 2030 shows that the amount of waste for energetic utilization will be roughly the same, whereas the total amount of waste will increase. This implicates a reduction of the combusted waste fraction through increased recycling rates. Changes in the treatment facilities are also estimated. Due to the decreasing amount of waste for energetic utilization in 2030, the total amount of energy from waste will slightly decrease. The role of waste in energy production will change in the long run. There will be an increased demand for heat, as a number of power plants currently contributing to combined heat and power generation, will be taken from the grid. This gap could be closed by thermal waste treatment plants. The utilization of waste for the supply of useful energy leads to saving in CO2-emissions of about 15 Mio. Mg, both in 2015 and in 2030. The importance of thermal waste treatment for the protection of environment and human health now and in the future is indisputable. With an increasing share of renewable energies in the future, a negative contribution of thermal waste treatment to the overall CO2 mitigation is also possible and may be expected on the long run - an issue that needs to be addressed. As in other cases of unavoidable waste heat, the energy resulting from the thermal treatment of waste fractions, for which a material recovery is not possible, should generally be considered carbon dioxide-neutral.

Access State: Open Access

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