Energetische Verwertung – Was ist das?

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Die klimaneutrale energetische Verwertung von Abfällen gewinnt angesichts der abnehmenden natürlichen Ressourcen an Bedeutung. Außerdem trägt der fortschreitende Klimawandel dazu bei, dass moderne Konzepte wie Recycling und Energiegewinnung aus alternativen Quellen, also grüne Energie immer wichtiger werden.

Was versteht man unter energetischer Verwertung?

Als energetische Verwertung bezeichnet man die Erzeugung von Strom, Wärme und Gas aus vorhandenen Stoffen. Das sind beispielsweise Abfälle bzw. Bioabfälle. Aber auch die Klärschlammverbrennung aus kommunalen Kläranlagen zählt dazu. Das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) regelt wie die Deutschen Abfälle verwerten dürfen. Man darf sie nur endgültig beseitigen, wenn man sie stofflich oder energetisch nicht mehr nutzen kann. Die stoffliche Verwertung (Recycling) hat laut Kreislaufwirtschaftsgesetz Vorrang vor der Gewinnung von Energie aus Abfall. Dies gilt aber nur dann, wenn das Recycling umweltverträglich erfolgt. Beide Verwertungsarten sind jedoch gleichrangig, wenn der Heizwert des Abfalls bei wenigstens 11.000 kJ pro Kilogramm liegt. Dann dürfen die Abfälle der energetischen Verwertung zugeführt werden, wenn ihnen keine den Heizwert erhöhenden Stoffe beigemischt wurden. Beim stofflichen Verwerten, also dem Recycling von Kunststoffen, Papier und Glas, entstehen unter Einsatz umweltschonender Verfahren neue Stoffe.

Dazu dient eine energetische Verwertung

Die energetische Verwertung dient ausschließlich der Gewinnung von Energie. Außerdem kann Abfall indirekt zur Energieerzeugung eingesetzt werden: Man stellt aus ihm Ersatzbrennstoffe (EBS) her. Diese ersetzen dann die üblicherweise verwendeten fossilen Energieträger Steinkohle, Braunkohle und Öl. EBS werden aus Haushalts- und Gewerbeabfällen produziert und sind flüssig oder fest. Man stellt sie in verschiedenen Verfahren her und bereitet sie anschließend für ihre Wiederverwendung auf. Auch für EBS nutzt man ausschließlich Abfälle, die dem Recycling nicht mehr zugeführt werden können.

Ersatzbrennstoffe werden je nach Einsatzort und geforderter Qualität nur aus bestimmten Arten von Abfällen gewonnen. Auch bei diesen Brennmaterialien spielt der Heizwert eine wichtige Rolle. In speziellen EBS-Kraftwerken dienen sie als alleiniger Brennstoff der Erzeugung von Strom und Wärme. In anderen Kraftwerken werden sie zur Verringerung des Anteils fossiler Brennmaterialien mitverbrannt. Im Zementwerk erzeugt man mit ihnen Energie für den Eigenverbrauch des Betriebes. Müllverbrennungsanlagen haben die Aufgabe, die entstandene Abfallmenge durch Verbrennen zu reduzieren. Als Nebenprodukt erzeugen sie Wärme und Elektroenergie. Das thermische Verwerten hat einen Effizienzgrad von zirka 50 % und entspricht damit dem herkömmlicher Verbrennungskraftwerke.

Nachhaltige energetische Verwertung

Bei der Wiederaufbereitung von Abwasser in städtischen Kläranlagen entstehen riesige Mengen Klärschlamm, der sich ebenfalls zur energetischen Verwertung eignet. Laut Angaben des Statistischen Bundesamts fallen hierzulande jährlich zirka zwei Millionen Tonnen getrockneter Klärschlamm an. Dieser kann Erdgas und Braunkohle ersetzen, weil er aufgrund seines hohen Kohlenstoffanteils einen guten Heizwert hat. Verbrennt man den getrockneten Schlamm in Kraftwerken, kann man damit 100.000 t Kohle pro Jahr einsparen. Außerdem reduziert man gleichzeitig den Kohlendioxidausstoß um 180.000 t jährlich. Die dabei erzeugte Energie versorgt unzählige Haushalte mit grünem Strom.

Darüber hinaus dient der Klärschlamm wegen seines hohen Gehalts an organischen Verbindungen noch zur Biogasproduktion: Man leitet ihn in einen Anaerob-Reaktor und setzt ihn bei 37 °C schadstoffabbauenden Mikroorganismen aus. Diese erzeugen gleichzeitig Biogas, das entweder direkt als Brennstoff verwendbar ist oder in einem Blockheizkraftwerk verstromt wird. Die dabei freigesetzte Abwärme wird wieder in den Faulturm zurückgeleitet und sorgt dort für eine konstante Temperatur. Getrocknete Klärschlämme werden in Braunkohle- und Kohlekraftwerken sowie in Müllheizkraftwerken mitverbrannt. Außerdem eignen sie sich zur energetischen Nutzung in Zementwerken.

Diese verschiedenen Verwertungen gibt es

Seit Anfang 2015 müssen nach dem neuen Kreislaufwirtschaftsgesetz alle Bioabfälle getrennt erfasst werden. Das heißt, der Verbraucher darf seinen biologischen Abfall nicht mehr zusammen mit dem Restmüll entsorgen. Abfälle aus Biotonnen nutzt man in Vergärungsanlagen zur Biogaserzeugung, holzhaltige Abfälle (Grünschnitt) in Biomassekraftwerken zur Verstromung. Die dabei jeweils anfallenden Gär- beziehungsweise Aschereste sind anschließend noch stofflich als Dünger verwertbar. Dieses innovative Verfahren wird als Kaskadennutzung bezeichnet. Von den in der Biotonne gesammelten Abfällen wird derzeit allerdings erst ein Viertel in Biogasanlagen vergoren.

Etwa drei Millionen Tonnen Bioabfall werden ohne energetische Verwertung direkt als Kompost verwendet. Die Kaskadennutzung erfolgt mithilfe zweier Technologien. Welches Verfahren verwendbar ist, richtet sich nach der Menge des angelieferten Bioabfalls. Mehrere nebeneinander aufgestellte Container in der Größe einer Garage (Garagenstromfermenter) werden mit kleineren Mengen Bioabfall beschickt. Dann verschließt man den Container luftdicht, sodass die Mikroorganismen ihre Arbeit verrichten können. Das dabei entstehende Biogas leitet man dann durch Rohre in Behälter. Eine Woche später öffnet man die Container und entnimmt den vergorenen Kompost. Bei den für die Aufnahme größerer Mengen Bioabfall ausgelegten Pfropfenstromfermentern erfolgt die Beschickung kontinuierlich.

Vorteile von energetischer Verwertung

Die energetische Verwertung von Abfällen bringt mehrere Vorteile mit sich. Werden die Abfälle verbrannt, fällt insgesamt weniger Müll an, der auf Deponien gelagert werden müsste. Bestimmte Abfälle sind seit 2005 ohnehin nicht mehr auf der Mülldeponie erlaubt. Dadurch lassen sich die klimaschädigenden Methanemissionen reduzieren. Die Aufbereitung der Abfälle zu Ersatzbrennstoffen trägt dazu bei, dass man weniger fossile Brennstoffe zur Energieerzeugung nutzen muss. Dies unterstützt den Klimaschutz ebenfalls. Verzichtet man bei der energetischen Verwertung auf erdölbasierte Kunststoffe, kann man damit noch zusätzlich schädliche CO2-Emissionen verringern. Die Verwertung von Klärschlamm reduziert ebenfalls den Ausstoß von Kohlendioxid und erzeugt erneuerbare Energie. Außerdem bewirkt sie die rückstandslose Beseitigung der darin enthaltenen Schadstoffe. Der noch in der Asche vorhandene Phosphor ist mithilfe spezieller Verfahren isolierbar und in aufbereiteter Form (ReRock) in der Industrie wiederverwendbar. Die Verwertung des Klärschlamms trägt ebenfalls zur Ressourcenschonung bei.

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Die Industrieabwasserbehandlung ist noch umfassender als die Klärung herkömmlicher Abwässer aus Privathaushalten. Weitere Informationen bekommen Sie hier.Wie eine Abwasserverwertung genau funktioniert und warum sie so wichtig ist, erfahren Sie in diesem Beitrag.