MüllMagazin 2006_4

Fachzeitschrift für ökologische Abfallwirtschaft, Abfallvermeidung und Umweltvorsorge

RHOMBOS-VERLAG

Kurzübersicht

Fachzeitschrift für ökologische Abfallwirtschaft, Abfallvermeidung und Umweltvorsorge
ISBN: -
ISSN: 0934-3482
Veröffentlicht: 15. Januar 2007, Heft 4/2006. Auflage, Einband: geklammert, Seiten 56, Format 210x290, Gewicht 0.17 kg
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MüllMagazin 2006_4

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MüllMagazin
Fachzeitschrift für ökologische Abfallwirtschaft, Abfallvermeidung und Umweltvorsorge

Inhaltsübersicht HEFT 4_2006: Zum Impressum 

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BIOMASSE

Energie aus nachwachsenden Rohstoffen und Abfall

 

EDITORIAL
Genehmigungsverfahren für (EBS-) Kraftwerksprojekte
Autorin: Dr. Andrea Versteyl (Andrea Versteyl Rechtsanwälte, Umwelt- und Planungsrecht, Berlin)

 

FORUM (Schwerpunkt: BIOMASSE)
Aufgabenstellungen der Verfahrenstechnik
Biomasse- und Ersatzbrennstoffe stellen besondere Anforderungen an die Prozeßführung und erfordern neue Untersuchungsmethoden und Bewertungskriterien

Von Prof. Dr.-Ing. Michael Beckmann, Bauhaus-Universität Weimar, Lehrstuhl Verfahren und Umwelt) und Prof. Dr.-Ing. Reinhard Scholz (Professur für
Technische Thermodynamik, Abteilung für Technische Thermodynamik und Energiesystemtechnik, Technische Universität Clausthal, Institut für Energieverfahrenstechnik)

Ersatzbrennstoffe und Biomassebrennstoffe sind schwierig zu handhabende Brennstoffe, die besondere Anforderungen an die Prozeßführung stellen. Aus verfahrenstechnischer Sicht gibt es sehr umfangreiche Möglichkeiten zur Prozeßgestaltung und -führung. Schwierigkeiten bei der Planung von neuen Anlagen und bei der Optimierung, aber auch bei einer beabsichtigten Brennstoffsubstitution ergeben sich aufgrund fehlender und unzureichender Daten zu den brennstofftechnischen Eigenschaften der Ersatz- und Biomassebrennstoffe. Diese Eigenschaften können heute weitestgehend nur auf Grundlage von empirischen Ergebnissen an Großanlagen, das heißt rückwärts gerichtet, beurteilt werden. Dies ist deshalb häufig auch mit erheblichen wirtschaftlichen Verlusten verbunden. Die Methoden, die zur Charakterisierung von Regelbrennstoffen entwickelt wurden, lassen sich nicht ohne weiteres auf die Ersatzbrennstoffe übertragen. Das heißt, für Ersatzbrennstoffe sind im Hinblick auf eine vorwärts gerichtete Bewertung zunächst geeignete Methoden zur Ermittlung brennstofftechnischer Eigenschaften zu entwickeln. Die in diesem Beitrag vorgestellten Methoden der Untersuchung in verschiedenen Labor- und Pilotanlagen, wie Thermowaagen, Zünd-, Verschlackungs- und Batch-Reaktoren, können hierzu einen Beitrag leisten. Hersteller und Lieferanten von Ersatzbrennstoffen sind zu einem Großteil kleine und mittlere Unternehmen. Diese treten mit Großunternehmen – Kraftwerksbetreibern, Zementindustrie – in Verhandlung, um den Ersatzbrennstoff zu vermarkten. Methoden zur Untersuchung der Ersatzbrennstoffe, Kriterien für ihren Einsatz sowie die damit mögliche Klassifizierung und deren Bewertung können diese Vermarktung ganz erheblich unterstützen (Markttransparenz).

Trocken und dicht
Physikalische Feststoffparameter von nachwachsenden Rohstoffen leisten einen Beitrag zur Beurteilung der Substrate in Trockenfermentationsprozessen
Von Prof. Dr.-Ing. Eckhard Kraft, Fakultät Bauingenieurwesen, Juniorprofessur Biotechnologie in der Abfallwirtschaft am Lehrstuhl Abfallwirtschaft (Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Bidlingmaier) und Dipl.-Ing. Thomas Haupt, Fakultät Bauingenieurwesen, Bauhaus-Universität Weimar
Die Trockenvergärungstechnologie soll all jenen Landwirten, die keine Viehhaltung besitzen, den Zugang zur Energiebereitstellung eröffnen. Im Hinblick auf eine nachhaltige Rohstoff- und Energiewirtschaft sowie in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht besitzt die Trockenvergärung von nachwachsenden Rohstoffen (NAWARO) ein enormes Entwicklungspotential. Für die Nutzung von Festbetten im Batchbetrieb, als sinnfälligste Verfahrensvariante im landwirtschaftlichen Bereich, existieren derzeit jedoch keine hinreichend gesicherten Daten. Ein maßgeblicher Erkenntniszuwachs erfolgt durch die systematische Untersuchung von Festbetten aus NAWARO auf der Basis unterschiedlicher physikalischer Randparameter. Dies schließt eine Charakterisierung der Substrate im Vorfeld ein. Dabei ist insbesondere der an die Verfahrenstechnik/Baustoffkunde angelehnte Ansatz neu, welcher essentiell der Sicherstellung des notwendigen, guten Durchströmungsverhaltens des NAWARO-Festbettes dient. In diesem Punkt unterscheidet sich Trockenvergärung wesentlich vom nassen Pendant. Es ist eine entsprechende Matrix von physikalischen Feststoffparametern und dem Biogasertrag zu erstellen. Diese Matrix führt in der Folge dazu, daß die technische Machbarkeit und die Sinnhaftigkeit von grundsätzlich vorstellbaren Prozeßschritten und -parametern eingegrenzt werden, und zeigt die geeigneten Anwendungsfälle klar auf. Darüber hinaus werden durch vergleichende Betrachtungen von Biogasraten gleicher Materialien unter adäquaten physikalischen Festbettrandparameter in den Varianten mit und ohne Perkolation (Sickerlaugung) wesentliche Aussagen über die jeweilige Effizienz erwartet. Dies ist für Landwirte als Anwender beziehungsweise Betreiber von immenser wirtschaftlicher Bedeutung.

Differenzierter Forschungsbedarf
Die Konzepte und Anwendungsmöglichkeiten für den Einsatz von Kraftstoffen aus Biomasse haben unterschiedliche technische Reifegrade erreicht
Von Prof. Dr. rer. nat. Frank Behrendt (Institut für Energietechnik der TU Berlin, Fachgebiet „Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien") und Dipl.-Ing. York Neubauer (Institut für Energietechnik der TU Berlin)

Flüssige Kraftstoffe bilden auch auf absehbare Zeit das Lebenselixier entwickelter Gesellschaften. Mobilität ist eng mit Benzin, Diesel und Kerosin verbunden. Während aber in den nächsten Jahrzehnten alternative Antriebsformen allenfalls schrittweise eingeführt werden, wird sich die Herkunft der flüssigen Kraftstoffe deutlich wandeln. Ihre Basis wird sich weg vom Erdöl hin zur Synthese aus Ergas, Kohle und Biomasse verlagern. Hierbei werden altbekannte technische Konzepte wie die Fischer-Tropsch-Synthese oder auch die Direktverflüssigung des Ausgangsmaterials wieder aufgegriffen werden, wenn auch in deutlich weiterentwickelter Form.

Alles unter Kontrolle
Bei der Herstellung von Biomassebriketts kann der Anlagenbetrieb des Kompostwerkes von saisonalen Schwankungen der Rohstoffzusammensetzung und der Nachfrage nach Kompost entkoppelt werden
Von Dipl.-Ing. Georg Winkler (Organic-Power GmbH, Weira), Dipl.-Ing. Sascha Krüger (Lehrstuhl Verfahren und Umwelt an der Bauhaus-Universität Weimar) und Prof. Dr.-Ing. Michael Beckmann (Bauhaus-Universität Weimar, Lehrstuhl Verfahren und Umwelt)

In dem vorliegenden Beitrag wird ein Konzept zur Herstellung von Qualitätskompost und Biomassebrennstoff aus Bio- und Grünabfällen vorgestellt, mit dessen Hilfe der Kompostbetrieb weitestgehend von der saisonalen schwankenden Nachfrage nach Kompost abgekoppelt werden kann. Bei dem vorgestellten Verfahren besteht die Möglichkeit, das Verhältnis zwischen Kompost- und Brennstoffherstellung in weiten Bereichen zu variieren und somit flexibel auf das Angebot und die Nachfrage in dem jeweiligen Bereich zu reagieren. Darüber hinaus wird im Hinblick auf die Herstellung von Biomassebrennstoffen gezeigt, wie die brennstofftechnischen Parameter, das heißt die chemischen, mechanischen, kalorischen und reaktionstechnischen Eigenschaften, durch gezieltes Stoffstrommanagement auf den anschließenden thermischen Verwertungsprozeß angepaßt werden können. Erörtert wird auch das Korrosions- und Verschmutzungspotential von Biomassebrennstoffen, die im Vergleich zu fossilen Brennstoffen einen höheren Chlorgehalt aufweisen. Anders als bei den meisten Ersatzbrennstoffen (EBS) aus mechanisch-biologischer Aufbereitung von Siedlungsabfällen liegen bei den Biomassebrennstoffen über 90 Massenprozent des Chlorgehaltes in anorganischer Form vor.

Interessante Optionen
Die Potentiale und Verfahren der Bioenergiegewinnung in Deutschland bieten der Reststoff- und Abfallwirtschaft Chancen für ökonomisch tragfähige Projekte
Von Dipl.-Ing. Thomas Raussen und Dr.-Ing. Michael (Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH)

Bei den Erneuerbaren Energien entwickeln sich sowohl die technische Innovationen als auch die Anlagenkapazitäten in rasantem Tempo. Im Bereich Bioenergie produzierten im Jahr 2005 etwa 130 Holzheizkraftwerke, 1.100 Holzheizwerke, 2.700 Biogasanlagen, 75 Vergärungsanlagen für Bio- und Grünabfälle, 30 Biodieselanlagen, fünf Bioethanolanlagen, knapp 300 dezentrale Pflanzenölpressen und zehn industrielle Pflanzenölraffinerien 3,2 Prozent des deutschen Primärenergieverbrauchs. Dadurch wurden 36 Millionen Tonnen CO2-Emissionen vermieden und mit einem Jahresumsatz von 5,85 Milliarden Euro etwa 56.000 Arbeitsplätze gesichert32. Obwohl noch beachtliche Reserven für bestimmte biogene Reststoffsortimente für eine energetische Nutzung zur Verfügung stehen, geht ein deutlicher Trend hin zum Anbau von Energiepflanzen.

Effektive Energiegewinnung aus Abfällen
Regionale Konzepte zur Biomassenutzung unter Einbeziehung von Bio- und Grünabfällen können einen Beitrag zum Klimaschutz leisten

Dipl.-Ing. Thomas Turk, Dipl.-Bauing.Jürgen Hake, Dr.-Ing. Martin Idelmann (IGW Ingenieurgemeinschaft Witzenhausen, Fricke & Turk GmbH)

Nachdem die Abfallwirtschaft in den vergangenen Jahren vom Gedanken geprägt war, Methanemissionen zu vermeiden und Recyclingquoten zu erhöhen, gerät der energetische Wert von Abfällen zunehmend in den Blickpunkt. Wobei mit energetischer Verwertung nicht die klassische Abfallverbrennung gemeint ist, bei der es in erster Linie darum geht, die Menge an Abfällen zu reduzieren und Abfälle in eine ablagerungsfähige und reaktionsarme, inerte Form zu überführen. Der Fokus richtet sich zunehmend auf eine intelligente Nutzung der Energie. Eine Nutzung der Energie, bei der geringe Emissionen und hohe Wirkungsgrade erzielt werden oder bei der Energie als Koppelprodukt gewonnen und verwertet wird.

 

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