MSW hat mehr als 50 % Anteil an biologisch abbaubaren Stoffen und zählt deshalb ebenfalls zu den “erneuerbaren Energeiequellen”

Landfill is the Past

Incineration is The Present

SynGasGeneration from Waste is the Future

Entwicklung und Stand der Abfallwirtschaft

Weltweit werden seit Jahren grosse Anstrengungen unternommen, Abfälle aus Haushalten, Industrie, Gewerbe und Landwirtschaft mit dem minimalsten Aufwand zu beseitigen. Jahrelang galt dabei die Maxime “Aus den Augen aus dem Sinn” und die Abfälle wurden grösstenteils „wild“ deponiert oder einfach ins Meer geschüttet. Erst mit dem wachsenden Umweltbewusstsein und dem Erstarken der Umweltbewegung änderte sich die Einstellung der Verantwortlichen, und es wurde versucht, andere Wege zu finden. Der nächste Schritt war der Aufbau von umfangreichen Recycling-Systemen, welche zum Ziel hatten, viele in den Abfallmengen enthaltenen Halbprodukte und Rohstoffewiederzugewinnen.

Diese Systeme hatten und haben aber ihre Grenzen, man kann unter wirtschaftlichen Aspekten nicht alles zurückgewinnen, somit: “ein Rest bleibt immer“, und der muss dann doch wieder irgendwie deponiert werden.

Da somit die Deponieflächen in den Industrieländern drohten, schnell an die Kapazitätsgrenzen zu stossen, war der nächste Schritt die Reduzierung der verbleibenden Abfallmengen durch Verbrennung. Seit den 70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts wurde in allen Industrie- und mittlerweile heute auch in den Entwicklungs- und Schwellenländern, damit begonnen, erhebliche Abfallverbrennungskapazitäten aufzubauen.

Politik und Abfallwirtschaft

Grundsätzlich gehört die Organisation der Abfallbeseitigung weltweit zu den Aufgaben der Executive, welche im Rahmen der von der Legislative vorgegebenen Rahmenbedingungen durchgeführt werden soll. Obwohl also die Abfallentsorgung zu den hoheitlichen Aufgaben gezählt werden kann, wird diese staatliche Aufgabe weltweit mit unterschiedlichen Mitteln und Organisationsformen durchgeführt. Dabei ist ein starkes Gefälle zwischen den entwickelten Industriestaaten zu den Schwellen- und Entwicklungsländern zu beobachten.

Industrieländer

Charakteristisch für die Müllentsorgung in den Industrieländern ist die Auslagerung der Entsorgungsaufgabe an kommunale und private Unternehmen. Die Finanzierung des gesamten Aufgabenkomplexes (Sammlung, Sortierung, Deponierung, Verbrennung) wird über ein langfristig ausgerichtetes Gebührenmodell finanziert.

Dabei gibt es unterschiedliche Unternehmensziele:

  • privatwirtschaftlich  — Gewinnmaximierung
  • kommunale / öffentliche Träger — Reduzierung der Gebühren

Trotz der unterschiedlichen Ziele haben beide Rechtsformen ein Interesse an einer effizienten gewinnbringenden Verwertung der gesammelten Abfallmengen.

Entwicklungs- und Schwellenländer

In den Entwicklungs- und Schwellenländern ist die Verwertungsquote durch Müllverbrennung im Vergleich zu den Industrieländern noch sehr niedrig. Da die pro Kopf der Bevölkerung anfallende Müllmenge ebenfalls noch niedriger ist als in den Industrieländern, deutet sich hier mit wachsendem Wohlstand ein überproportionales Mengenwachstum an. Wegen heute (noch) fehlender Verwertungskapazitäten werden diese Mengen immer noch grösstenteils deponiert.

Da in diesen Ländern politisch insgesamt große Anstrengungen unternommen werden, um den Lebensstandard der Bevölkerung zu verbessern, kann es mit den heute zur Verfügung stehenden Technologien nicht mehr opportun sein, die in den Abfällen enthaltenen Rohstoffe durch Verbringung auf Deponien dem Wirtschaftskreislauf zu entziehen. Hinzu kommt, dass diese Deponien, egal welcher Standort gewählt wird, mittel- und langfristig ein Umweltproblem darstellen, welches dann die nächsten Generationen belasten wird.

Ziel der heutigen Politik sollte es daher sein:

  • das Abfallmengenwachstum zu bremsen und
  • den Verwertungsgrad durch Wiederverwendung, Recycling, Kompostierung u.a. zu erhöhen und
  • die momentan noch nicht verwertbare Restmenge (R5) effizient und mit geringstmöglicher Umweltbelastung in den Wirtschaftskreislauf wieder einzuspeisen.

KVA2.x Stand der Technik (SdT)

Aufgrund der ständig wachsenden Kosten der Abfallbeseitigung und den mit den ausufernden Deponien verbundenen steigenden Umweltrisiken, wird weltweit nach neuen und verbesserten Entsorgungstechnologien gesucht. Ziel ist es dabei, die finanzielle und energetische Effizienz der Anlagen und Systeme zu erhöhen und gleichzeitig die Umweltbelastungen zu reduzieren.

Die heute dominierende Technologie ist die Verbrennung in modernen Abfallverbrennungsanlagen. Diese Technologie wird von den Herstellern ständig weiterentwickelt, so dass wir heute mit den Anlagen der 4. Generation (KVA 2.4) vom sog. Stand der Technik sprechen können.

Bei der Weiterentwicklung sind folgende Haupttendenzen erkennbar:

  • Verbesserung der Verbrennungstechnologien

Optimierung der Roste

Hochwertige Materialien für höhere Temperaturen geeignet

  • Rauchgasreinigung

Reduzierung des Energieaufwandes

Erhöhung des Reinigungsgrades

  • Energieerzeugung

Hochtemperatur-Dampfturbinen

Auf Grund technologisch bedingter Grenzen liegen bei den modernsten Anlagen die elektrischen Wirkungsgrade zwischen 20-30%. Darüber hinaus fallen bei diesen Anlagen immer noch bis zu 10% der Ausgangsmenge als Abfall in Form von Asche und Schlacke an, der weiterhin deponiert werden muss.

Abb. 2:Waste-to-Energy Cycle

Abb9

Zero-Waste Bewegung

Die sog. Zero-Waste-Bewegung hat zum Ziel, die weltweiten Abfallmengen zu reduzieren. Dabei werden im Wesentlichen Ansätze verfolgt, bereits beim Herstellungsprozess Materialien zu verwenden, die mit den Verfahren der ersten 4 R’s ohne grösseren Aufwand rezykliert werden können.

Diese Bemühungen sind teilweise recht erfolgreich, lösen aber das grundsätzliche Problem nicht. Obwohl damit die Mengen der ersten vier R’s, sowohl infolge politischer Vorgaben als auch technischer Errungenschaften ständig steigen, wächst weltweit noch immer die zu beseitigende Abfallmenge an. An der Mengen-Entwicklung in der EU, die sicher zu den entwickelten Regionen zählt, kann man sehen, dass die momentan wirtschaftlich vertretbare Recyclingquote bei max. 50-70% liegt.

[1] http://www.zerowaste.org/

Abb8

Die Zero-Waste-Bewegung bleibt noch für längere Zeit unerreichbares Wunschziel, wenigstens jedoch für die nächsten 15-20 Jahre. Somit soll eine neue Methode der Abfallverwertung näher erläutert werden: dabei wird die heutige Kerntechnologie der Abfallverwertung, und zwar die Verbrennung, substituiert durch eine Vergasung.

Kundenbedürfnis nach Effizienz und Nachhaltigkeit

Kommunen, Gewerbetreibende, Land- und Forstwirte haben tagtäglich das Problem

  • der gesetzeskonformen
  • effizienten und
  • nachhaltigen

Entsorgung der in ihrem Bereich anfallenden Abfälle.

Die dazu verwendeten Verfahren müssen daher folgenden Mindestanforderungen genügen:

  • alle nationalen und regionalen Umweltauflagen erfüllen können
  • möglichst einfach nutzbar sein
  • so effizient sein, dass mit dem Verfahren ein mittel- und langfristig positives Betriebsergebnis erzielt werden kann
  • der mögliche Verfahrensoutput muss langfristig verkäuflich sein

In Zeiten knapper Kassen, wachsender Umweltauflagen und politischer Unsicherheiten müssen die Abfall-Verantwortlichen weltweit neue Wege gehen, um einerseits den Entsorgungsauftrag auflagengemäss und gesetzeskonform erfüllen und andererseits möglichst mit der Entsorgung ein ausgeglichenes oder positives Betriebsergebnis erzielen zu können. Dies setzt eine neue Sichtweise auf das jeweilige Abfallprodukt voraus.

Abfälle sollten also keine lästigen Neben- resp. Endprodukte des jeweiligen Kernprozesses mehr sein, sondern ein nach seiner Aufbereitung handelbarer Rohstoff und Ausgangsprodukt für eine gewinnorientierte Kreislaufwirtschaft.

 

Abfallarten weltweit

Weltweit gibt es mehrere Hundert verschiedene Abfallarten, die z.T. nur regional vorkommen (z.B. Abfall aus Ölsandförderung in Alberta/KA), nur marginale Bedeutung haben (z.B. Schalenreste aus Mandel-Produktion in Kalifornien) oder für die es Spezialentsorgungsverfahren braucht (z.B. medizinisch-radioaktive Abfälle).

Aktuelle Entsorgungsmethoden

Alle Abfallprodukte, die bisher nicht in der einen oder anderen Form recycelt werden konnten, wurden und werden schlussendlich wie folgt entsorgt:

Entsorgung auf Deponien

Älteste Methode der Menschheit und momentan noch immer gebräuchlichste Methode der Menschheit

  • Risiken:
    • Langzeitwirkungen auf Luft (Methanausgasung) und Grundwasser
    • Grosser Flächenverbrauch in sensiblen Gebieten

Verklappung auf hoher See

  • lange Zeit gebräuchliche Methode insbesondere zur Entsorgung von gefährlichen Abfällen
  • ist in der EU durch internationale und nationale Gesetze (u.a. OSPAR-Vertrag) geregelt und für Hausmüll verboten
  • wird streng durch Küstenschutz, Marine und Satelliten überwacht und spielt-statistisch gesehen-, keine Rolle mehr

Verbrennung

  • Verbrennung im freien Feld ist z. T. heute noch üblich zur Entsorgung von landwirtschaftlichen Abfällen
  • Verbrennung in sogenannten Müllverbrennungsanlagen, derzeit weltweit gebräuchlichste Methode zur Müllreduzierung
  • Verbrennung von Abfällen in der Zementproduktion und Verbrennung von Klärschlämmen in Schlammverbrennungsanlagen

All diese Entsorgungsverfahren haben den Makel, dass die somit entsorgten Stoffe nur gar nicht oder nur zu einem Teil in die derzeitigen Energie- und Stoffkreisläufe zurückkehren. Somit werden wertvolle Rohstoffe vernichtet und gehen verlorengehen.

Kompostierung/Fermentierung

Kompostierung biogener Abfälle zum späteren Wiedereinbringen in land- und gartenwirtschaftliche Nutzflächen

  • Fermentierung von flüssigen resp. halbflüssigen und festen Abfällen in Gasbehältern zur Erzeugung von Gas, welches dann zur Erzeugung von Wärme und Strom mit Gasmotoren genutzt wird