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Müllverbrennung

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Müllverbrennungsanlage inHamm mit vier rostbeheizten Naturumlaufkesseln, Dampfleistung: 4 × 25 t/h
Eine moderne Müllverbrennungsanlage inMalmö,Schweden
DasMüllheizkraftwerk (MHKW) Darmstadt
Wienserste Müllverbrennungsanlage Flötzersteig mit einer Verbrennungsleistung von bis zu 200.000 Tonnen Restmüll pro Jahr
Die Müllverbrennungs- und Fernwärmeanlage inBozen

Müllverbrennung (auchAbfallverbrennung,thermische Abfallbehandlung oder-verwertung, in der SchweizKehrichtverbrennung oderKehrichtverwertung) ist dieVerbrennung der atmosphärisch brennbaren Anteile vonAbfall zum Zwecke der Volumenreduzierung des Abfalls unter Nutzung der enthaltenenEnergie, einhergehend mit der Kompaktierung der Restmenge zur weiteren Verwertung bzw.Deponierung.

Zur Verbesserung der wirtschaftlichen und der technischen Ausbeute wird nach der Anlieferung des Restmülls oft eineKonditionierung, also eine den Brennwert ausgleichende Vermischung der Anlieferungen mit zum BeispielAbfallholz vorgenommen. Durch diegetrennte Bereitstellung zur Sammlung gelangen sowohl nicht brennbare Müllarten (Bauschutt,Glas,Kleinschrott) wie auch weitere Separatsammlungen (Papier undPappen,Verpackungen (Gelber Sack),Elektronikschrott undKleidung und Schuhe) gar nicht zur Müllverbrennung.

Regionale Unterschiede

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Die erste Müllverbrennungsanlage in Deutschland wurde1896 in Hamburg in Betrieb genommen. Im beginnenden 20. Jahrhundert plante die StadtFrankfurt am Main die Errichtung einer Müllverbrennungsanlage.[1] Die Idee wurde für falsch gehalten und nicht weiter verfolgt. Erst mit den stetig wachsenden Müllhalden rings um Großstädte gegen Ende des 20. Jahrhunderts entstanden gut konstruierte und nutzbare Einrichtungen.

In Deutschland sind die Anlagen teilweise entsprechend der Besiedlungsdichte verteilt. Teile der Industrie- undSiedlungsabfälle müssen jedoch über weitere Strecken transportiert werden. (Eine Übersichtskarte mit Basisdaten der meisten Anlagen findet sich bei der Interessengemeinschaft der Thermischen Abfallbehandlungsanlagen in Deutschland e. V.)[2]

Zur Müllverbrennung werdenMüllverbrennungsanlagen (MVA; in der SchweizKehrichtverbrennungsanlagen, KVA) eingesetzt. Da mit wenigen Ausnahmen die im Abfall enthaltene Energie auch zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder Heizwärme (Dampf oder Fernwärme) genutzt wird, werden MVAs auchMüllkraftwerk (MKW),Müllheizwerk (MHW) oderMüllheizkraftwerk (MHKW) genannt – je nachdem, ob sie nur elektrische Energie (-kraftwerk), nur Wärme (-heizwerk) oder beides (-heizkraftwerk) erzeugen.

Bedeutung

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Der Anteil des Mülls, der in Müllverbrennungsanlagen verbrannt wird, ist weltweit sehr unterschiedlich. Während der Wassergehalt des Abfalls in Deutschland aufgrund der nahezu flächendeckenden Bioabfallsammlung verhältnismäßig gering ist (Massenanteil max. 30 %, üblich sind 25 %), liegt der Wassergehalt beispielsweise im asiatischen Raum teils deutlich darüber. Insgesamt werden weltweit jährlich etwa 255 Millionen Tonnen Abfall in ungefähr 2.200 Anlagen verbrannt.[3]

In den industrialisierten Ländern ist der Verbrennungsanteil, insbesondere wegen der gesetzlichen Rahmenbedingungen, deutlich höher als in den Entwicklungsländern. In Deutschland ist seit dem 1. Juni 2005 das Deponieren nicht vorbehandelter Abfälle verboten (TA Siedlungsabfall).Hausmüll darf erst nach seiner Verbrennung in Form von Asche oderSchlacke deponiert werden. In der Schweiz werden 100 Prozent des anfallenden Hausmülls thermisch behandelt.[4] Die Müllverbrennung wird meist einer Deponierung vorangestellt, da Deponiefläche gerade in dicht besiedelten Ländern knapp ist und die Deponierung von Verbrennungsrückständen wesentlich weniger Platz und Volumen erfordert.

Durch Abbauprozesse des organischen Anteils und durch Schadstoffe können Grundwasser, Boden und Umgebungsluft einer Deponie erheblich belastet werden. Thermisch behandelte Rückstände mit einem Restanteil von unter 3 % Kohlenstoff lassen sich hingegen meist problemlos deponieren. Die EU-Richtlinie 1999/31/EC begrenzt für Deponien den Anteil von biologisch abbaubaren Komponenten auf 3 %, weshalb in den Mitgliedstaaten die Vorbehandlung von Siedlungsabfällen erforderlich ist.

Seit 2000 hat sich die Menge der verbrannten Abfälle in Deutschland vervierfacht. 2011 wurden 19,7 Millionen Tonnen thermisch verwertet, das ist gegenüber dem Vorjahr eine Steigerung um 13 %. Davon wurden zwei Drittel zur Energieerzeugung eingesetzt, 6,8 Mio. Tonnen in Biomassekraftwerken und 6,3 Mio. Tonnen in Ersatzbrennstoffkraftwerken. Ansonsten entfielen 2 Mio. Tonnen auf andere Kraftwerke, 1,2 Mio. Tonnen auf Heizkraftwerke und 3,4 Mio. Tonnen auf Produktionsanlagen.[5]

Aufbau

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Müllbunker

Eine herkömmliche Müllverbrennungsanlage besteht aus

  1. Müllanlage:
    1. Brückenwaage, zur Ermittlung des Abfallgewichts durch eine Eingangs- und Ausgangswiegung
    2. Müllentladehalle, in der der Müll von den Abkippstellen über Rutschen direkt in den Müllbunker gelangt oder vorher bei Bedarf einenSperrmüllzerkleinerer durchläuft
    3. Müllbunker, der zurZwischenlagerung undHomogenisierung des Mülls dient
    4. Greifkran, über den der Müll in denAufgabetrichter der Feuerung gegeben wird
  2. Verbrennungsanlage im engeren Sinne mit Dampferzeuger:
    1. Feuerung, in der der Müll verbrennt (Bauarten siehe unten)
    2. Entschlacker, in den dieSchlacke fällt und in denSchlackebunker transportiert wird
    3. Dampferzeuger, in dem mittels der heißenRauchgase Dampf erzeugt wird, der dieTurbine antreibt und über einenGenerator elektrischer Strom erzeugt wird oder der alsFernwärme zum Heizen von Haushalten bzw. alsProzesswärme für industrielle Produktionsprozesse genutzt wird
  3. Rauchgasreinigungsanlage
    1. Entstickung, nach dem Prinzip derselektiven katalytischen Reduktion (SCR) oder der selektiven nicht-katalytischen Reduktion (engl. selective non-catalytic reduction –SNCR).
    2. Filteranlage, mit der Staub abgeschieden wird, alsOberflächenfilter und/oderElektrofilter
    3. chemische, adsorptive und/oder katalytische Reinigung, zum Abscheiden vonSchadstoffen (insbes.HCl,SO2,Schwermetalle,Dioxine/Furane etc.; i. d. R. als nasseGaswäsche, trockene oder quasitrockeneAbsorption unter Zugabe vonKalkverbindungen und/oderAktivkohle). Wird als Entstickungsstufe das SCR-Verfahren eingesetzt, können durch den vorhandenen Katalysator neben den Stickoxiden auch Kohlenstoffmonoxid und/oder Dioxine/Furane abgebaut werden.
    4. Schornstein, durch den die gereinigten Rauchgase an die Außenluft abgegeben werden.
  4. Flugaschen- und Abwasserbehandlungsanlage (FLUWA/ABA)
  5. diversen Neben- und Hilfssystemen

Bauarten von Müllverbrennungsanlagen

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Müllverbrennungsanlagen gibt es für verschiedene Zwecke in unterschiedlichen Größen und Ausführungen. Kleine Anlagen befinden sich in Krankenhäusern, um bakteriell kontaminierte Abfälle vor Ort beseitigen zu können. Zudem gibt es Anlagen für spezielle Zwecke (Monoverbrennung) wie bei derKlärschlammverbrennung. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Müll alsSekundärbrennstoff in Anlagen, die nicht zur Müllbeseitigung gebaut wurden, z. B. inDrehrohröfen derZementindustrie. Der weitaus größte Anteil wird in großtechnischen Anlagen behandelt, wobei die frei werdende Energie in der Regel in Form von Fernwärme und/oder zur Stromerzeugung genutzt wird. Verbrennungsmethode ist meist die Verbrennung auf Ofenrosten, teilweise auch dieWirbelschichtfeuerung nach vorheriger Aufbereitung des Mülls.Pyrolyse- undVergasungsanlagen oder dasThermoselectverfahren spielen bislang nur untergeordnete Rollen.

Konditionierung

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Zwischenlagerung und Vorbehandlung

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Der angelieferte Müll aus verschiedenen Fuhren und Quellen wird zunächst in einer Mischanlage oder direkt im Müllbunker der Verbrennungsanlage deponiert, was zu einer Konditionierung des Mülls für eine verbesserte Stetigkeit desBrennwerts beiträgt. Ergänzend setzt man dem angelieferten RestmüllErsatzbrennstoffe wie nicht recycelbare Kunststofffolien oder geschredderte Holzteile aus dem Sperrmüll zu.

Rostfeuerung

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Prinzipaufbau eines Horizontalkessels
Müllverbrennung auf einem Treppenrost

Bei derRostfeuerung ist keine Aufbereitung des angelieferten Restmülls erforderlich. Zur Beschickung werden Förderbänder (aus der Mischanlage) oder Kräne (aus dem Bunker) benutzt, um den Müll in den Aufgabetrichter zu transportieren. Über die Beschickungseinrichtung, die aus einer Schleuse und dem Aufgabetisch besteht, wird der Müll dosiert in den Ofenraum befördert. Dort gelangt er auf den Rost, der den aufgegebenen Müll während der Verbrennungsphasen weiterbefördert.

Es werden Walzenroste, Vor- oder Rückschubroste, seltener auch Wanderroste eingesetzt (siehe auchRosttypen). In der ersten Zone findet eine Trocknung des Mülls statt, der bei Temperaturen über 100 °C eine Verdampfung des Wasseranteils folgt. In der nächsten Zone erfolgt im Temperaturbereich von 250–900 °C eineEntgasung des Mülls. Mit Erreichen des Flammpunktes der Entgasungsprodukte setzt die Verbrennung ein, dieunterstöchiometrisch (unvollständig) bei Temperaturen von 800–1150 °C abläuft. Auf der letzten Rostzone erfolgt der Restausbrand.

Die von unterhalb des Rostes zugeführte Primärluft und die oberhalb zugeführte Sekundärluft haben einen wesentlichen Einfluss auf die Verbrennung und die Bildung der Reaktionsprodukte. Mit derPrimärluft wird eine unvollständige Verbrennung auf dem Rost eingeleitet. Die Luftmenge wird so dosiert, dass ein guter Ausbrand bei geringer Stickoxidbildung erreicht wird. Die Nachverbrennung der Radikale (Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe) findet in der Nachverbrennungszone durch Zuführung der Sekundärluft statt. Die Verbrennungsluftvolumenströme können zonenweise und entsprechend der Rauchgasanalyse (CO,NOx,Luftüberschuss) geregelt werden. Die Verbrennungsrückstände fallen am Rostende in ein Wasserbad (Entschlacker), aus dem sie über Stößel oderKettenkratzer ausgetragen werden, und gelangen über Förderbänder zur Schlackenaufbereitung.

Die Temperatur im Verbrennungsraum kann je nach System mehr als 1000 °C betragen. Aufgrund der 17. BImschV[6] müssen die Rauchgase nach der letzten Verbrennungsluftzufuhr eine Temperatur von mindestens 850 °C für mindestens zwei Sekunden aufweisen. Es sind geringere Temperaturen im Verbrennungsraum zulässig, wenn die Einhaltung derEmissionsgrenzwerte nachgewiesen wird. Um die Freisetzung vonDioxinen und anderen unerwünschtentoxischen Verbindungen zu verhindern, werden dieRauchgase nochmals „nachverbrannt“, sodass eventuell entstandene Dioxine zerfallen.

Der gesamte untere Abschnitt des ersten Zuges desDampfkessels ist ausgemauert, um den Wärmeübergang zu begrenzen. Es wird somit eine hohe Nachverbrennungstemperatur sichergestellt und die Rohrwände werden vor Korrosionen bei hohen Temperaturen geschützt. Durch den reduzierten Wärmeübergang hat das Rauchgas über eine längere Zeit eine hohe Temperatur, und somit findet auch eine Zersetzung von komplexeren Kohlenwasserstoffen wieDioxinen und Furanen statt.

Das Rauchgas gibt die Wärme an die Heizflächen des Dampfkessels ab. Allerdings können in der nachfolgenden Abgasreinigungsanlage bei der Abkühlung aus den Restpartikeln wieder neue Schadstoffe – auch Dioxine – entstehen, weshalb eine aufwendige Filtertechnik erforderlich ist.[7]

Stützbrenner (Gas- oder Ölbrenner) werden nur in seltenen Fällen beimAnfahren oder bei schlechten Müllheizwerten gezündet, um die Temperatur im Kessel hoch genug zu halten.

Pyrolyseanlagen

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Die Verfahrensschritte Trocknung bis Entgasung werden technisch auch alsPyrolyse bzw. Entgasung bezeichnet. Die einzelnen Stufen können überlagernd in einer Brennkammer oder nacheinander in mehreren Reaktoren durchgeführt werden. Konventionelle Anlagen verfügen in der Regel nur über einen Brennraum, in dem die fünf Einzelschritte parallel ablaufen. Zudem gibt es Pyrolyse- und Vergasungsanlagen, in denen kein Restausbrand erfolgt und die damit genau genommen keine Müllverbrennungsanlagen sind, weil die entstehenden Gase anderen technischen Prozessen zugeführt werden. Weltweit gibt es aber nur wenige Anlagen, die die Pyrolyse-Verfahren großtechnisch einsetzen.

Wirbelschichtfeuerung

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Hauptartikel:Wirbelschichtfeuerung

Die Wirbelschichtfeuerung ist das übliche Verfahren zur Verbrennung vonKlärschlamm, das vermehrt auch fürErsatzbrennstoffe eingesetzt wird. Nicht klassifizierte Brennstoffe wie Haus- und Gewerbemüll müssen jedoch vor der Verbrennung vorsortiert und zerkleinert werden, da die Zuführung der Brennstoffe pneumatisch erfolgt (die Stückgröße ist auf ca. 250 mm limitiert, teilweise je nach Bauart auch größer). Metalle und Steine beschädigen die Förder- und Austragsysteme und müssen weitgehend aus dem Brennstoff entfernt werden.

Es werden sowohl stationäre als auch zirkulierende Wirbelschichten für die Reststoffverfeuerung eingesetzt. Nach Aufheizen des Ofens mit Öl- oder Gasbrennern wird der vorbehandelte Abfall oder vorgetrocknete Klärschlamm aus einigen Metern Höhe von der Seite aus auf das stationäre Wirbelbett aufgegeben, wobei Wurfbeschickungen oder Förderschnecken verwendet werden. Beim Prinzip der zirkulierenden Wirbelschicht werden Förderleitungen eingesetzt, in denen in sogenannten Blasschuhen der von oben aufgegebene Brennstoff durch den herrschenden Luftstrom mitgerissen und in die Brennkammer befördert werden. Bei der Wirbelschichtverbrennung ist im Boden des Ofens ein Düsenbett eingebaut (also eine Platte, die mit vielen Luftdüsen bestückt ist. Bei EBS-Anlagen auch oftmals als offener Düsenboden ausgeführt, um grobe Aschepartikel bzw. Metalle ausschleusen zu können). Durch diese Düsen wird Verbrennungsluft aufgegeben und es wird Sand zugesetzt. Brennstoff, Asche und Sand werden im Ofen in der Schwebe gehalten. Die gute Durchmischung von Brennstoff und Luft haben zur Folge, dass eine recht gleichmäßige Verbrennung bei relativ niedrigen Temperaturen im Wirbelbett eingestellt und eine Strähnenbildung (z. B. durch unverbrannte Luft) effektiv vermieden werden kann, was zusätzlich eine Minderung vonKohlenmonoxid nach sich zieht. Durch eine teilweise Rezirkulation von Abgas können die Verbrennungsparameter optimiert werden. Die Verbrennungstemperaturen liegen in der Brennkammer zwischen 800 °C und 900 °C. Durch die gleichmäßige Temperaturverteilung entstehen relativ wenigStickoxide. Der Austrag der Asche erfolgt je nach Gewicht über den Ofenabzug nach oben oder durch Schächte nach unten.

Sondermüllverbrennungsanlagen (Drehrohrofen)

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Funktionsprinzip Drehrohrofen

Für die Verbrennung vonSonderabfällen, für die hohe Temperaturen notwendig sind, werdenDrehrohröfen eingesetzt. Bei dieser Technik wird der Müll in das obere Ende eines schräg liegenden und sich langsam drehenden Zylinders gegeben. Die Länge eines solchen Drehrohrofens für die Abfallverbrennung beträgt bis zu 12 m, der Durchmesser liegt zwischen vier und fünf Metern. Dieses Rohr ist mit feuerfesten Steinen ausgekleidet, um eine hohe Temperatur von 1000–1300 °C aufrechterhalten zu können, denn bei der Verbrennung von gefährlichen Abfällen (gem. AVV), die halogenorganische Stoffe enthalten, ist eine Mindesttemperatur von 1100 °C einzuhalten. Die Auskleidung schützt den äußeren Stahlmantel vor Korrosion und einer unzulässig hohen Temperatur. Das Drehrohr hat den Vorteil, dass Abfälle sehr unterschiedlicher Konsistenz und Stückigkeit verbrannt werden können; so kann die Aufgabe von Feststoffen, Schlämmen und Fässern bis zu 200 Litern erfolgen. Die Beheizung der Drehrohröfen erfolgt idealerweise mit heizwertreichen Lösemittelabfällen von mindestens 20 MJ/kg.

Heizwert

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Hauptartikel:Heizwert

Bei der Verbrennung von nicht vorbehandeltem Siedlungsabfall kann man in Deutschland von einem unteren Heizwert von 9–11 MJ/kg ausgehen. Unter Berücksichtigung aller Bilanzgrenzen undWirkungsgrade der Teilverfahren in einer klassischen Müllverbrennungsanlage (Hauptkomponenten: Müllaufgabe; thermisches Hauptverfahren bestehend aus Feststoffausbrand auf einemRost und Dampferzeugung in einemWasserrohrkessel;Abgas- undAbwasserreinigung; elektrischeEnergieumwandlung aus demHeißdampf) ließen sich so ca. 1,3 MJ bzw. etwa 0,36 kWh elektrische Energie pro kg feuchtem Abfall erzeugen. Obwohl dem Siedlungsabfall gemäß den Vorgaben desKreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (§ 4 Abs. 1 KrW-/AbfG u. § 6 KrW-/AbfG) stofflich wiederverwertbare Inhaltsstoffe entzogen sind (z. B. sortenreineKunststoffe, Papier, Glas) und die Grenze für eine energetische Verwertung von Abfallstoffen auf 11 MJ pro kg festgesetzt wurde (§ 6 Abs. 2 KrW-/AbfG), ist eine selbstgängige Verbrennung ohne Zusatzfeuerung möglich. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine „Mechanisch-Biologische Vorbehandlung“ (MBV) vorzuschalten, um beispielsweise heizwertarme, feuchte organische Abfälle abzutrennen und einerKompostierung zuzuführen. AuchInertstoffe werden auf diesem Wege abgetrennt. Der so erhöhte untere Heizwert der Restabfälle gestattet eine energetische Verwertung. In diesem Zusammenhang ist die thermische Behandlung von Rest- und Abfallstoffen eine technisch sinnvolle Ergänzung eines integrierten Abfallmanagementsystems für Siedlungsabfälle.

Die bei der Verbrennung von Abfällen gewonnene Energie kann zur Stromerzeugung oder in thermischer Form (beispielsweise durchFernwärme) genutzt werden. DieEnergiebilanz der Herstellung eines Produktes mit der Energiebilanz der Verwertung in Beziehung zu setzen ist bei Siedlungsabfällen, die nicht sortenrein und sehr heterogen zusammengesetzt vorliegen, aufgrund multipler Bilanzgrenzen äußerst schwierig. Aufgrund des zweiten Hauptsatzes derThermodynamik kann niemals die gesamte im Müll enthaltene Energie in nutzbare Energie umgewandelt werden. Zudem treten bei jederEnergiewandlung auch Verluste auf, zum Beispiel in Form vonWärmeverlusten der in der Realität nie ganzadiabat ausführbaren Kessel und Feuerungstrakte. Darüber hinaus braucht eine Müllverbrennungsanlage einen Teil der erzeugten Energie zum Eigenbedarf. Somit kann durch die Müllverbrennung nur ein Teil derjenigen Energie wieder gewonnen werden, die in den Rohstoffen der Ausgangsprodukte steckte und bei deren Herstellung benötigt wurde.

Ökologische Aspekte

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Möglicher Aufbau einerRauchgasreinigungsanlage

Abgase

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Da bei der Verbrennung des Mülls nicht bekannt ist, welche Inhaltsstoffe in welchen Mengen zu einem bestimmten Zeitpunkt verbrannt werden (kritisch sind beispielsweisePVC,Batterien und elektronische Bauteile,Lacke etc.), variiert die Zusammensetzung des Rauchgases und der Asche. Bei der Verbrennung entstehen nebenKohlendioxid und Wasser auchKohlenmonoxid,Schwefeloxide,Stickoxide, aber auchChlorwasserstoffsäure (Salzsäure) undFluorwasserstoff (Flusssäure) sowieQuecksilber undschwermetallhaltige Stäube. In sehr geringen Konzentrationen entstehen auch hochtoxische Stoffe wiepolychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane. In der Vergangenheit wurde für die Ausbreitung der letztgenannten Stoffe in der Umwelt die Müllverbrennung ursächlich verantwortlich gemacht[8], jedoch teilte dasBundesumweltministerium in einer Pressemeldung 2005 mit, dass diese Aussage nicht mehr aktuell sei („Kamen 1990 ein Drittel aller Dioxinemissionen aus Müllverbrennungsanlagen, waren es im Jahr 2000 weniger als 1 %“[9]). Allerdings wurde Kritik an dieser Sichtweise laut, weil die Abgasmessungen an Müllverbrennungsanlagen angeblich einen systematischen Fehler machen: Dioxin ist hydrophob, und da viel Wasserdampf in den Abgasen enthalten ist, drängen sich die Dioxinmoleküle an die mitausgestoßenen Staubpartikel. Gemessen werde allerdings nur die Dioxinkonzentration in der Luft. Dem wurde entgegengesetzt, dass die Schadstoffe gemessen würden, indem regelmäßig Rauchgasproben mitsamt allen Partikeln ausgeschleust und dann die enthaltenen Stoffe bestimmt werden. Die genaue Zahl und Vielfalt der in der Müllverbrennung entstehenden und von ihr freigesetzten Schadstoffe ist nicht bekannt. Grenzwerte gibt es lediglich für 40 bekannte luftgetragene Schadstoffe. Die Gefahr liegt darin, dass bei der Verbrennung von Müll sehr viele verschiedene Stoffe vorhanden sind. Aufgrund der Vielzahl der Stoffe kann die Gefährlichkeit einzelner nur im Spurenbereich auftretender Verbindungen kaum ermittelt werden.

Aschen, Schlacken und Stäube

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Müllverbrennungsanlage inWuppertal 1980

Zu den festen Rückständen aus einer Müllverbrennungsanlage, ca. 30 % der verbrannten Abfallmenge, zählenAschen undSchlacken der Abfallverbrennung sowie Abfälle aus derRauchgasreinigung und derAbwasserreinigung undFilterstäube. Während des Verbrennungsprozesses, der Abgasreinigung und der Dampferzeugung entsteht eine Reihe von festen Endprodukten, von denen Schlacke den größten Anteil hat. 2002 wurden in den deutschen Müllverbrennungsanlagen ca. 3,4 Mio. Tonnen Schlacke produziert, wovon nach der Schlackenaufbereitung noch 2,9 Mio. Tonnen übrig blieben.[10] Die Schlacke wird deponiert, zum Auffüllen von stillgelegten Bergwerken benutzt oder alsBaustoff für Dämme und Straßen recycelt. Des Weiteren entstehen Kessel- und Filterstäube, die ebenfalls auf Deponien oder in geschlossenen Bergwerken abgelagert werden. Außerdem werden Eisenschrott undNE-Metalle aussortiert sowieGips gewonnen.

In Österreich lag die maximale Behandlungskapazität der großen Abfallverbrennungsanlagen zur Verbrennung von Siedlungsabfällen und der heizwertreichen Fraktion bis Ende 2004 bei rund 1,6 Mio. t/Jahr. 2003 fielen aus der Verbrennung von Siedlungsabfällen (ohne Anlagen zur Verbrennung von gefährlichem Abfall) rund 190.000 t/Jahr Grobasche (Schlacke) und 88.000 t/Jahr Flugasche an. Diese Mengen dürften sich bis zum Jahr 2010 auf rund 314.000 t/Jahr Grobasche (Schlacke) und rund 170.000 t/Jahr Flugasche erhöhen.

In Deutschland werden Filterstäube und die getrockneten Rückstände aus der chemischen Rauchgasreinigung fast ausschließlich in Salzbergwerken eingelagert. Die Verbrennungsschlacken mit den aufkonzentrierten Schadstoffen werden teilweise deponiert, jedoch häufiger als Füllmaterial in Salzstöcken und imStraßenbau verwendet. Die im Straßenbau eingesetzten MVA-Schlacken werden einemEluat-Test unterzogen, bei dem einigeSchadstoffe untersucht werden.

In der Schweiz wird die Schlacke, welche einer Schätzung zufolge zu rund 10 Prozent durchKatzenstreu verursacht wird,[11] unter Tage gelagert. Vergütete Schlacke aus Kehrichtverbrennungsanlagen wird auch als Abdichtungsschicht für den Abschluss und die Rekultivierung von Deponieoberflächen verwendet. Filterstäube, Schlämme und Aschen werden nach Deutschland exportiert, wo sie etwa in den UntertagedeponienHerfa-Neurode undZielitz eingelagert werden.[12]

Ressourcenschonung

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Im Sinne desKyoto-Protokolls sind zur Ressourcenschonung Techniken einzusetzen, die Rohstoffe schonen oder diese über einStoffstrommanagement sinnvoll verwerten. Nach der Ausschöpfung der Potentiale zurAbfallvermeidung und des stofflichen Recyclings kann übergangsweise eine thermische Verwertung von entsprechend aussortierten Siedlungsabfällen alsErsatzbrennstoff für fossile Rohstoffe eingesetzt werden, zum Beispiel in der Zementindustrie oder der Stahlherstellung, wo die Shredderleichtfraktion aus der Automobilverwertung als Reduktionsmittel den Steinkohlekoks substituiert. Dies erfordert allerdings entsprechendeRauchgasreinigungsanlagen.

Im Zusammenhang mit dem noch in vielen Ländern üblichen Ablagern von unbehandelten Abfällen auf Deponien wird das Thema Abfallbergbau (engl.Landfill Mining) diskutiert. Dies soll das spätere Verwerten von heutzutage nicht rezyklierbaren Abfällen mit zukünftigen Technologien ermöglichen.[13]

Rechtliche Grundlagen und Grenzen

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Europäische Union

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Die Energieeffizienz einer Abfallverbrennungsanlage entscheidet nach derAbfallrahmenrichtlinie derEuropäischen Union darüber, ob das dort angewandte Verfahren alsenergetische Verwertung oder als ein Beseitigungsverfahren anzusehen ist. Nach ihrer sogenannten Abfallhierarchie geht die Verwertung der Beseitigung vor mit entsprechenden Konsequenzen etwa für die Genehmigungsfähigkeit einer Anlage, eines Verfahrens oder einer Abfallverbringung.[14]

Deutschland

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Für Müllverbrennungsanlagen gelten dasBundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) und die nach ihm erlassenen Verordnungen. Danach bedürfen ihre Errichtung und ihr Betrieb regelmäßig einer solchen Genehmigung.[15] 1990 sorgte das Inkrafttreten derVerordnung über Verbrennungsanlagen für Abfälle und ähnliche brennbare Stoffe (kurz: 17. BImSchV) im Vergleich zu entsprechenden Regelungen derTA Luft für eine Verschärfung der zulässigen Emissionswerte.[16] In ihrer aktuellen Form alsVerordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von Abfällen enthält sie besondere Anforderungen an die Auslegung der Feuerung und gibt Grenzwerte für zulässige Emissionen vor. Die Emissionen müssen kontinuierlich überwacht und die Messergebnisse online an die zuständigen Behörden übertragen werden.[17] Außerdem hat der Anlagenbetreiber jährlich die Messergebnisse zu veröffentlichen.[18]

Seit dem Inkrafttreten der sogenannten europäischen Verbrennungsrichtlinie[19] gelten für Abfallverbrennungsanlagen und -mitverbrennungsanlagen (z. B. Kraftwerke, Zementwerke) teils die gleichen Emissionsgrenzwerte. Die 17. BImSchV musste entsprechend überarbeitet werden.[20] Gleichwohl werden die gesetzliche Gleichbehandlung und auch die grundsätzlichen Vor- und Nachteile des Mülleinsatzes in Mitverbrennungsanlagen von Befürwortern und Gegnern kontrovers diskutiert, wobei unter anderem auchÖkobilanzen zur Bewertung herangezogen werden.

Errichtete Müllverbrennungsanlagen im deutschsprachigen Raum

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Deutschland

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Hauptartikel:Liste von Müllverbrennungsanlagen in Deutschland
Die erste MVA Deutschlands, Hamburg 1895

Nach den gesetzlichen Vorgaben desKrWG dürfen in Deutschland nur Abfälle zur Beseitigung, die nicht auf andere Weiseumweltverträglich verwertet oder behandelt werden können, in die Restmüllverbrennung gegeben werden. Die trotz der getrennten Erfassung und Sammlung noch anfallenden Hausrestmüllmengen und der Gewerberestmüll gehören hierzu.

Die erste Müllverbrennungsanlage Deutschlands wurde ab1893 am Hamburger Bullerdeich errichtet. 1894 begann derProbebetrieb, 1896 wurde der reguläre Betrieb aufgenommen. Die erste Münchner Anlage entstand um die Jahrhundertwende, die erste Berliner Anlage 1921. DieSchöneberger Müllverbrennungsanlage konnte die in sie gesetzten Hoffnungen aber nicht erfüllen, weshalb sich Müllverbrennung in Berlin erst nach dem Zweiten Weltkrieg etablierte.

Bis 1998 wurden in Deutschland 53 Müllverbrennungsanlagen errichtet. Die Zahl stieg bis 2003 auf 61 an. Zu dieser Zeit plante man, weitere 15 Anlagen zu bauen, hauptsächlich in Ostdeutschland (insgesamt dann 76).DasUmweltbundesamt publiziert auf seiner Homepage eine Liste (Stand April 2016). Diese nennt 68 deutsche MVAs, die überwiegend Siedlungsabfälle verbrennen.[21]

Seit dem 1. Juni 2005 dürfen unbehandelte Restabfälle nicht mehr auf Deponien abgelagert werden. Eine Zeitlang stiegen die Preise für die Entsorgung von Misch- und Restabfällen stark an. Daher wurden viele Anlagen aus privatwirtschaftlichem Interesse gebaut. Diese Anlagen verbrennen überwiegend gemischte Gewerbeabfälle (siehe auchErsatzbrennstoffkraftwerk). Später sanken die Entsorgungspreise wieder; es wurde sichtbar, dass es Überkapazitäten bei den MVAs gibt.[22]Eine prognos-Studie von 2009, erstellt im Auftrag desNABU, sah Gefahren für stoffliches Recycling durch diese Überkapazität. „Heute werden zwei Millionen Tonnen Müll mehr Abfall nach Deutschland importiert als exportiert. Diese Menge entspricht der Kapazität von vier großen MVAs oder einem mit Müll beladenen Güterzug von 1000 Kilometer Länge.“[23]

Schweiz

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Siehe auch:Liste von Kehrichtverbrennungsanlagen in der Schweiz
Die Anlage in Giubiasco (2014)

In der Schweiz gibt es 29 Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA). Seit dem Jahr 2000 darf Siedlungsabfall in der Schweiz nicht mehr deponiert werden, sondern muss verpflichtend verbrannt werden. „5,5 Millionen Tonnen fallen in der Schweiz jedes Jahr an – jede Sekunde 174 Kilogramm. Das ergibt pro Person und Jahr 709 Kilogramm. Die Hälfte davon wird rezykliert.“[24]

Im italienischsprachigenKanton Tessin fehlte lange Zeit eine Anlage, weshalb der Kehricht entweder in andere Kantone gebracht oder vorübergehend abgelagert worden ist. InGiubiasco wurde eine neue Anlage gebaut und im Jahr 2009 in Betrieb genommen.

Österreich

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Siehe auch:Liste von Müllverbrennungsanlagen in Österreich
Die vonFriedensreich Hundertwasser gestaltete Müllverbrennungsanlage Spittelau

In der HauptstadtWien existieren mit Stand 2025 vier große Müllverbrennungsanlagen:Müllverbrennungsanlage Flötzersteig (1964),Müllverbrennungsanlage Spittelau (1971),Müllverbrennungsanlage Pfaffenau (2008) und mit demWerk Simmeringer Haide (ehemals zu denEntsorgungsbetrieben Simmering gehörig, 1980) eine Klärschlamm- und Sondermüllverbrennungsanlage. Die vonWien Energie (ehemals Fernwärme Wien GmbH) betriebenen Werke produzieren jährlich neben rund 116 GWh elektrischer Energie etwa 1.220 GWh an Fernwärme, wobei 550.000 t Hausmüll, 180.000 t Klärschlamm und 90.000 t Sondermüll verbrannt werden. Dabei entstehen 190.000 t Asche, Schlacke, Schrott und Filterkuchen. Weitere Anlagen befinden sich inArnoldstein (2004),Dürnrohr (2004),Lenzing an der Ager (1998),Linz (2011),Niklasdorf (2004),Wels (1973, Neubau 1995) undZistersdorf (2009).

Auch in Österreich werden weitere Anlagen aufgrund des am 1. Januar 2009 in Kraft tretenden Deponieverbotes für unbehandelte Restabfälle geplant bzw. gebaut.

Südtirol

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InBozen befindet sich die einzige MüllverbrennungsanlageSüdtirols. Im Juli 2013 wurde eine neue größere Müllverwertungsanlage in Betrieb genommen, die Energie und Fernwärme für bis zu 20.000 Haushalte erzeugt.[25]

Alternativen zur Müllverbrennung

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Die einfachste und beste Alternative zur Müllverbrennung ist es, so wenig Restmüll wie möglich anfallen zu lassen. Das geschieht durch die Verringerung der Abfallmengen (Abfallvermeidung) und durch die getrennte Sammlung der dennoch anfallenden Abfälle, sodass diese verwertet werden können.

Bei einer Wiederverwertung z. B. von sortenrein vorliegenden Abfallstoffen können imRecycling neue Produkte erzeugt werden. Da die Sortenreinheit besonders beiKunststoffen aus Siedlungsabfällen nur in seltenen Fällen gegeben ist, erfolgt hier entweder ein „Downcycling“ zu Produkten mit geringeren Materialanforderungen oder ein Materialrecycling nach erfolgter verfahrenstechnischer Aufbereitung. In einer nachhaltigenKreislaufwirtschaft sind daher nicht recyclingfähige Abfälle möglichst schon in der Produktion zu vermeiden.

Da Abfälle in Deutschland nur bis zum 31. Mai 2005 unbehandeltdeponiert werden durften, wurden Anlagen zur Abfallbehandlung errichtet. Es gibt verschiedene weitere Verfahren zur Abfallbehandlung, wiekalte Abfallbehandlungstechnologien, die von der Bundesregierung als gleichwertige Behandlungsanlagen statt der Müllverbrennung zugelassen wurden.

Sonstiges

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Die Konvention von London (1972),[26]OSPAR und dasBamako-Übereinkommen beinhalten Verbote der Müllverbrennung auf hoher See und in Küstengewässern.

Siehe auch

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Literatur

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  • Carmelita Lindemann:Verbrennung oder Verwertung. Müll als Problem um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert. In:Technikgeschichte.Band 59,Nr. 2, 1992,S. 91–107. 
  • Paul H. Brunner, Leo S. Morf:Waste to energy, indispensable cornerstone for circular economy: A mini-review. In:Waste Management & Research. 2024,doi:10.1177/0734242X241227376. 

Weblinks

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Commons: Müllverbrennung – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Müllverbrennung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

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  1. (linke Spalte):Müllverbrennung – Müllverschwendung,Berliner Tageblatt, 3. Juli 1905.
  2. Übersichtskarte mit Basisdaten der meisten Anlagen in Deutschland:Unsere Mitgliedsanlagen. In: Interessengemeinschaft der Thermischen Abfallbehandlungsanlagen in Deutschland e. V. Abgerufen am 11. September 2022. 
  3. Markus Gleis:Thermische Abfallbehandlung. In:Peter Kurth, Anno Oexle,Martin Faulstich (Hrsg.):Praxishandbuch der Kreislauf- und Rohstoffwirtschaft. Springer Vieweg, Wiesbaden 2018,ISBN 978-3-658-17044-8,S. 621. 
  4. Johnke, Bernt:Emissions from Waste Incinieration. Environmental Panel on Climate Change.
  5. vorläufige Daten des Statistischen Bundesamtes, zit. nach UmweltMagazin März 2013.
  6. 17. Bundes-Immissionsschutz-Verordnung (17. BImSchV)
  7. Klaus Sattler:Umweltschutz Entsorgungstechnik. Vogel-Buchverlag, Würzburg 1982.
  8. Greenpeace Österreich (2001):Müllverbrennung und Gesundheit (Langfassung) (Memento vom 22. Dezember 2014 imInternet Archive) (PDF; 616 kB).
  9. BMU (2005):Müllverbrennung – ein Gefahrenherd? Abschied von der Dioxinschleuder (Memento vom 4. März 2012 imInternet Archive) (PDF; 59 kB).
  10. Zwahr, Heiner (2005):MV-Schlacke – Mehr als nur ein ungeliebter Baustoff?
  11. KVA-Schlacke: 10 Prozent sind Katzensand! In: vbsa.ch. 23. Januar 2019, abgerufen am 5. August 2024. 
  12. K+S veräußert Entsorgungs-Tochtergesellschaft in der Schweiz. In: osthessen-news.de. 17. Januar 2020, abgerufen am 17. Januar 2020. 
  13. Aus Müll wird Gold. In: NZZ. 23. Januar 2011, abgerufen am 12. August 2018. 
  14. zur Abfallhierarchie siehe Artikel 4, zum Nachrang der Beseitigung Art. 12 derRichtlinie 2008/98/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 19. November 2008 über Abfälle; zur Unterscheidung Verfahren R 1 (Hauptverwendung als Brennstoff/Energiegewinnung) gemäß Anhang II vom Beseitigungsverfahren D 10 oder 11 (Anhang I) siehe dort Fußnote 8 mit Berechnungsformel zurEnergieeffizienz und zur Differenzierung je nach Betriebsgenehmigung; zur teils anders definierten Unterscheidung betreffend Abfälle zur Verwertung oder Abfälle zur Beseitigung bei Notifikation und Genehmigung einer Abfallverbringung sieheBasler Übereinkommen
  15. Ziff. 8.1. desAnhangs 1 zur4. BImSchV, seltener nach Ziff. 1.2.
  16. Franz Joseph Dreyhaupt (Herausgeber):VDI-Lexikon Umwelttechnik. VDI-Verlag Düsseldorf, 1994,ISBN 3-18-400891-6, S. 1077.
  17. Text der 17. BImSchV, Emissionsgrenzwerte in§ 8, für Abfallmitverbrennungsanlagen§ 9 mitAnlage 3. Zur Überwachung Abschnitt 3.
  18. § 23 17. BimSchV
  19. Richtlinie 2000/76/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 4. Dezember 2000 über die Verbrennung von Abfällen, galt bis 6. Januar 2014
  20. BGBl. 2003 I S. 1633
  21. [1], Umweltbundesamt.de
  22. www.dradio.de.
  23. Müllverbrennung (Memento vom 21. November 2011 imInternet Archive)veröffentlicht 3. März 2009. PDF, 68 Seiten. Zitat von S. 2
  24. Der grosse Recycling-Report, NZZ 2009.
  25. Autonome Provinz Bozen Südtirol:Müllverwertungsanlage in Bozen in Betrieb: Modernste ihrer Art.
  26. imo.org (Memento vom 3. März 2019 imInternet Archive),Annex I Nr. 10 (Memento vom 9. August 2017 imInternet Archive).
Normdaten (Sachbegriff):GND:4075026-7 (GND Explorer,lobid,OGND,AKS)
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