Wussten Sie, dass im Jahr 2020 in einer speziellen Aufbereitungsanlage eine Kapazität von 25-30 Tonnen Gewerbemüll pro Stunde zur Herstellung von Ersatzbrennstoffen (EBS) erreicht wurde? Diese Zahlen verdeutlichen nicht nur die Effizienz in der Herstellung von EBS, sondern auch das enorme Potenzial, das in der Umwandlung von Abfällen in wertvolle Energieressourcen steckt.
Ersatzbrennstoffe, auch bekannt als Sekundärbrennstoffe, sind Brennstoffe, die aus festen, flüssigen und gasförmigen Abfällen gewonnen werden. Die Herstellung von Ersatzbrennstoffen (EBS) spielt eine entscheidende Rolle bei der nachhaltigen Energiegewinnung und der Verwertung von Materialen, die möglicherweise nicht mehr recycelbar sind. Die Nutzung von EBS trägt aktiv zur Reduzierung von CO2-Emissionen bei und unterstützt die Energieeffizienz, indem sie neben konventionellen Brennstoffen in verschiedenen Anlagen wie Zement- und Kraftwerken eingesetzt wird.
Was sind Ersatzbrennstoffe (EBS)?
Ersatzbrennstoffe, auch bekannt als Sekundärbrennstoffe, sind Brennstoffe, die aus festen, flüssigen oder gasförmigen Abfällen hergestellt werden. Diese Abfälle werden durch verschiedene Aufbereitungsverfahren behandelt, um die gewünschten Brennstoffqualitäten sicherzustellen. Die Quellen dieser Abfälle umfassen Haushalte, die Industrie sowie gewerbliche Einrichtungen.
Die energetische Verwertung von Ersatzbrennstoffen bietet eine nachhaltige Alternative zur Nutzung fossiler Brennstoffe. In Kraftwerksindustrien und Grundstoffindustrien finden EBS Anwendung, wobei sie oft in Kombination mit herkömmlichen Brennstoffen verbrannt werden. Diese Methode trägt dazu bei, fossile Brennstoffe zu substituieren und gleichzeitig die Umwelt zu entlasten.
Ersatzbrennstoffe weisen eine heterogene Zusammensetzung auf. Sie enthalten inerte Komponenten wie Mineralien und Wasser, die je nach Art der Abfälle variieren. Der Heizwert der EBS reicht typischerweise von 12 bis 18 Megajoule pro Kilogramm, was in etwa dem Heizwert von Braunkohle entspricht. Zudem ist die CO2-Emission bei der Verbrennung von EBS geringer als bei fossilen Brennstoffen, was zur Reduzierung der Umweltauswirkungen beiträgt.
Ein weiterer Vorteil der energetischen Verwertung von Abfällen durch EBS liegt in der effizienten Nutzung vorhandener Ressourcen. Jährlich werden in Deutschland über 320.000 Tonnen Restabfälle in speziellen Anlagen verarbeitet, was zur Senkung der Abfallmengen und zur Gewinnung von wertvollen Energiequellen führt.
Die Bedeutung von EBS in der Energiegewinnung
Die Verwendung von Ersatzbrennstoffen (EBS) spielt eine entscheidende Rolle in der modernen Energiegewinnung. Sie tragen zur Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas bei. Durch den Ersatz dieser traditionellen Energiequellen wird nicht nur der Verbrauch endlicher Ressourcen gemindert, sondern es ermöglicht auch eine signifikante CO2-Reduzierung.
Im Zementsektor haben einige Standorte bereits Substitutionsraten von bis zu 100 % erreicht. Bundesweit lag der Durchschnitt im Jahr 2010 bei 61 %. Diese Entwicklungen zeigen den fortschreitenden Trend zur Integration von EBS in die industrielle Energienutzung. In deutschen Kohlekraftwerken ist der Anteil von EBS an der Feuerungswärmeleistung in Einzelfällen auf bis zu 20 % gestiegen, was die Flexibilität und Vielfalt der Brennstoffe verdeutlicht.
Die Qualität des biogenen Anteils in Ersatzbrennstoffen kann zwischen 20 % und 80 % variieren, was die Notwendigkeit von Standards in der Produktion unterstreicht. Laut Schätzungen sind die Erträge bei der thermischen Verwertung aufgrund von Qualitätsunterschieden teilweise auf 0 €/Tonne gesunken. Besonders hervorzuheben ist die mechanisch-biologische Aufbereitung von Restabfällen, bei der 38 % des Eingangsmaterials als EBS gewonnen werden können, während 2 % der eingesetzten Menge als Metalle zurückgewonnen werden.
Auch die Verwertung von Kunststoffabfällen nimmt zu. 2019 wurden 99,4 % aller gesammelten Kunststoffabfälle verwertet, und davon gingen 52,8 % in die energetische Verwertung, was 3,31 Millionen Tonnen entspricht. Insbesondere in Müllverbrennungsanlagen wurden von 2,15 Millionen Tonnen Kunststoffabfällen 1,16 Millionen Tonnen als EBS eingesetzt, was die steigende Tendenz zur Nutzung von Alternativbrennstoffen verdeutlicht.
Der Biomassegehalt von festen Sekundärbrennstoffen ist entscheidend für die Bewertung der Energieerzeugung und dessen Einfluss auf die Treibhausgasemissionen. Mit der richtigen Klassifizierung und Spezifikation gemäß der Norm EN ISO 21640:2021 lässt sich der Heizwert und die Einsatzfähigkeit der EBS bestimmen. Der Einsatz biogener Materialien in EBS ist besonders wirksam zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes und unterstützt die Bemühungen um eine nachhaltigere Energiezukunft.
Herstellung von Ersatzbrennstoffen (EBS)
Die Herstellung von EBS umfasst mehrere wichtige Schritte, die entscheidend für die Effizienz und Qualität des Endprodukts sind. Zunächst erfolgt die Vorsortierung, in der Abfallstoffe nach bestimmten Kriterien kategorisiert werden. Anschließend folgt die Grobzerkleinerung, welche die Abfälle in handlichere Größen zerlegt. Um eine optimale Qualität zu gewährleisten, sind die Aufbereitungsverfahren wie etwa die Siebklassierung von großer Bedeutung. Diese Verfahren trainieren die EBS Prozesse, um Abfälle in die erforderliche Form für die energetische Verwendung zu bringen.
Die Herausforderungen im Markt für Ersatzbrennstoffe sind vielschichtig. Nach dem Krisenjahr 2022 begann eine Stabilisierung, wenngleich die Abfallmengen für die EBS-Aufbereitung gesunken sind. Aufgrund günstiger Spotmarktpreise war die wirtschaftliche Grundlage für die Vorsortierung und Aufbereitung zeitweise nicht gegeben. Ressourcen wie Holz und Altpapier wurden verstärkt in Müllverbrennungsanlagen verwendet, was die Menge an verfügbarem Material für die EBS-Produktion beeinträchtigte.
Aufbereitungsprozesse unterliegen häufig den Belastungen des Marktes. Manchmal wurden bereits Schließungen von Sortieranlagen für Gewerbeabfälle vermeldet, da unsortierte Abfälle direkt zur Verbrennung transportiert werden. EBS-Aufbereiter konnten zwar teilweise durch Importe aus dem Ausland kompensieren, doch die steigenden Energiekosten, insbesondere für Strom, erhöhen die Produktionskosten signifikant. Diese zusätzlichen Kosten müssen an die Endabnehmer weitergegeben werden.
Rohstoffe für die EBS-Produktion
Für die EBS-Produktion werden unterschiedliche Rohstoffe eingesetzt, um hochwertige Ersatzbrennstoffe zu gewinnen. Zu den gängigen Abfallarten zählen Hausmüll, Gewerbemüll, Sperrmüll und verschiedene Produktionsabfälle. Diese Rohstoffe müssen vor der Verarbeitung vorsortiert werden, um eine einwandfreie Qualität sicherzustellen.
Kunststoffe spielen eine Schlüsselrolle in der EBS-Produktion, da sie einen hohen Heizwert aufweisen. Das gezielte Trennen und Sammeln von Kunststoffen aus Haushalts- und Industriebereichen verbessert die Energie- und Brennstoffeffizienz der EBS. Die EBS-Produktion erfordert präzise Aufbereitungsschritte, einschließlich der groben Zerkleinerung und der sensorischen Sortierung, um sicherzustellen, dass nur hochwertige Materialien verarbeitet werden.
Die Abfallverbrennungsverordnung formuliert klare Inputkriterien, die es ermöglichen, die Qualität der verwendeten Rohstoffe zu überprüfen. Minimale Schwermetallgehalte stehen in direktem Zusammenhang mit den immissionsrechtlichen Genehmigungen. Hochwertige EBS sind ausschlaggebend für den erfolgreichen Einsatz in der Zementindustrie, wo ihre Rolle als alternative Brennstoffe an Bedeutung gewinnt.
- Hausmüll
- Gewerbemüll
- Sperrmüll
- Produktionsabfälle
- Kunststoffe
Die Qualität der Rohstoffe beeinflusst nicht nur die Heizwerte der Ersatzbrennstoffe, sondern auch die Nachfrage auf dem Markt. Die Zementindustrie und andere Abnehmer setzen auf qualitativ hochwertige EBS, um ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren und umweltfreundlichere Energiequellen zu nutzen.
Aufbereitungsverfahren für EBS
Das Aufbereitungsverfahren für Ersatzbrennstoffe (EBS) umfasst mehrere entscheidende Schritte, um die Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Zunächst erfolgt die Vorsortierung des Materials, gefolgt von der Grobzerkleinerung und Windsichtung. Diese Schritte sind unerlässlich, um hochkalorische Fraktionen aus unterschiedlichen Abfällen wie Industrie-, Sperr- und Gewerbeb Abfällen sowie Sortierresten zu gewinnen. Das Ziel dieser Produktionsprozesse besteht darin, den Heizwert der EBS zu optimieren, welcher für die energetische Verwertung von zentraler Bedeutung ist.
Die Komplexität der Aufbereitung variiert je nach Abfallart. Qualitativ hochwertige EBS erfordern präzise Handhabung und gute technische Ausstattung. Eine der am häufigsten verwendeten Anlagen, REDWAVE, verbessert die Qualitätsparameter durch hohe Durchsatzmengen und die Rückgewinnung von wertvollen Sekundärrohstoffen. Diese innovativen Aufbereitungsverfahren sind entscheidend, um die strengen Anforderungen für die EBS-Produktion zu erfüllen.
Rückgewonnene Materialien, wie Eisen- und Nichteisenmetalle, bilden einen zusätzlichen Vorteil der Aufbereitung. Hochkalorische Abfälle enthalten hauptsächlich Fraktionen aus Kunststoffen, Papier und Textilien, die für die EBS-Nutzung geeignet sind. Bestimmte Fraktionen dürfen nur geringfügige mineralische und metallische Anteile enthalten und müssen frei von schadstoffhaltigen Materialien sein. Die kontinuierliche Verbesserung und Anpassung der Aufbereitungsverfahren ist entscheidend, um den steigenden Anforderungen des Marktes gerecht zu werden.
Qualitätskontrolle und Standards bei EBS
Die Qualitätskontrolle von Ersatzbrennstoffen (EBS) nimmt eine zentrale Rolle ein, um eine gleichbleibend hohe Produktqualität zu gewährleisten. Ein entscheidender Akteur in diesem Prozess sind die Gütegemeinschaften, wie die Bundesgütegemeinschaft Sekundärbrennstoffe, die sich um die Festlegung und Überwachung von Standards bemühen. Diese Standards sind unerlässlich, um die Marktgängigkeit von EBS zu erhöhen und strenge Umweltauflagen einzuhalten.
Ein Schlüsselelement der Qualitätskontrolle ist die Feinaufbereitung, die die Korngröße auf unter 0,5 mm reduziert. Diese Maßnahme hat sich als notwendig herausgestellt, um qualitativ hochwertige EBS zu generieren. Studien zeigen, dass eine signifikante Reduktion der Dispersion der Ergebnisse bei 7 von 10 Analyten nach der Feinaufbereitung nachgewiesen wurde. Die Analyse basiert auf 24 unabhängigen Mischprobendaten und liefert wertvolle Erkenntnisse über die Qualität und Konsistenz der EBS.
Die folgenden Werte verdeutlichen die Standards und Variationen in der Qualitätskontrolle:
| Kriterium | Wert |
|---|---|
| Feinaufbereitung auf Korngröße | |
| Standardabweichung für Zink | 1,3 – 2,5 |
| Relative Standardabweichung oxidativer Aufschlussmethode | 0,1–6 % |
| Relative Standardabweichung Königswasser-Aufschlussmethode | 2–15 % |
| Jährliche Kapazität einer EBS-Aufbereitungsanlage (Nordrhein-Westfalen) | 200,000 t/a |
Die Einführung strenger Standards ist auch bedingt durch die Signifikanz von EBS in Deutschland, die durch veränderte gesetzliche Rahmenbedingungen und steigende Preise für Primärenergien verstärkt wurde. Um eine möglichst vergleichbare Datenlage zu schaffen, sind reproduzierbare analytische Ergebnisse entscheidend für die rechtliche und vertragliche Überwachung der Produktmerkmale. Ein schneller Test zur Vor-Ort-Bestimmung relevanter Brennstoffparameter hat sich als wichtiges Werkzeug für die Prozesskontrolle und Qualitätsicherung herausgestellt.
Vorteile der Verwendung von EBS
Die Verwendung von Ersatzbrennstoffen (EBS) bietet zahlreiche Vorteile, die sowohl für die Umwelt als auch für die Industrie von Bedeutung sind. Ein zentraler Vorteil von EBS ist die Förderung der nachhaltigen Nutzung von Abfällen. Indem ungenutzte Materialen in den Energieverbrauch integriert werden, verringert sich die Abhängigkeit von fossil-basierten Energieträgern.
Ein weiterer Aspekt der Vorteile EBS ist die Erhöhung der Energieeffizienz. In vielen Verbrennungsanlagen können EBS neben herkömmlichen fossilen Brennstoffen eingesetzt werden. Seperate Verbrennungsanlagen existieren, die ausschließlich nicht gefährliche Abfälle verarbeiten. Diese Anlagen bieten eine kostengünstige Verwertung und gewährleisten Genehmigungs- sowie Entsorgungssicherheit für Abfallerzeuger.
Die Integration von EBS in verschiedene Industrien ermöglicht eine Herstellung von hochwertigen Rohstoffen, die das Potenzial haben, Treibhausgasemissionen erheblich zu reduzieren. Typische Anwendungsfälle für EBS umfassen Zementwerke, Kalkwerke und Müllverbrennungsanlagen. In diesen Bereichen tragen EBS zur Reduzierung von Deponieraum bei und unterstützen die Kreislaufwirtschaft.
Die Anforderungen an die Qualität von EBS sind hoch. Physikalische Eigenschaften wie Heizwert, mechanische Stabilität und Flammpunkt sind entscheidend. Gleichzeitig müssen chemische Merkmale wie Kohlenstoff- und Schadstoffgehalt beachtet werden, um sicherzustellen, dass die Nutzung von EBS zur Erhöhung der Energieeffizienz beiträgt.
| Vorteile | Beschreibung |
|---|---|
| Förderung der nachhaltigen Nutzung | Integration von Abfällen in den Energieverbrauch, wodurch fossile Brennstoffe ersetzt werden. |
| Erhöhung der Energieeffizienz | EBS können in vielen Verbrennungsanlagen vielseitig eingesetzt werden. |
| Kostengünstige Verwertung | Abfallerzeuger profitieren von flexiblen Entsorgungsmöglichkeiten. |
| Reduzierung von Treibhausgasemissionen | EBS tragen zur Senkung der CO2-Emissionen bei und fördern ein umweltfreundlicheres Heizverfahren. |
| Hohe Qualitätsanforderungen | Sichere Nutzung in Zementöfen dank konstanter Brennstoffqualität und spezifischen Eigenschaften. |
EBS und Recycling
Ersatzbrennstoffe (EBS) nehmen eine bedeutende Rolle im Recycling- und Abfallverwertungsprozess ein. Diese nachhaltige Lösung ermöglicht die energetische Verwertung von Abfällen, die nicht für das Recycling geeignet sind. Laut der EU-Abfallrahmenrichtlinie bietet die energetische Verwertung von Abfällen eine wertvolle Alternative zur klassischen Entsorgung, vorausgesetzt, die Umweltauswirkungen sind positiv.
Die Herstellung von EBS erfolgt in mehreren Aufbereitungsschritten, die sicherstellen, dass hochqualitative Brennstoffe entstehen. Der gesamte Prozess umfasst Zerkleinerung, Siebung und die Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen wie Eisen- und Nichteisenmetallen. EBS weisen Heizwerte von 12 bis 18 Megajoule pro Kilogramm auf, vergleichbar mit dem Heizwert von Braunkohle.
Ein klarer Vorteil der Verwendung von EBS liegt in ihrer Fähigkeit, CO2-Emissionen zu reduzieren. EBS verursachen weniger als 50 % der Emissionen, die bei der Verbrennung von Braunkohle entstehen. Mit nur 201g CO2/kWh im Vergleich zu 407g CO2/kWh von Braunkohle aus der Lausitz trägt die Nutzung von EBS zur Verringerung des fossilen Ressourcenverbrauchs und der damit verbundenen Umweltauswirkungen bei.
Durch die Verarbeitung von über 320.000 Tonnen Restabfällen jährlich in EBS-Anlagen in Berlin-Reinickendorf und Berlin-Pankow wird nicht nur Wertstoffverwertung betrieben, sondern auch der Rohstoffverbrauch signifikant gesenkt. Die ALBA in Karlsruhe spart jährlich rund 70.000 Tonnen Energie-Rohstoffe durch die Herstellung von EBS.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Kombination von EBS und Recycling eine effiziente Methode zur Abfallverwertung darstellt, die sowohl umweltfreundlich als auch wirtschaftlich sinnvoll ist. Die fortlaufende Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur Aufbereitung von EBS ist entscheidend für die Maximierung der Effizienz in der Abfallbewirtschaftung und der Reduktion von Treibhausgasemissionen.
EBS in der Industrie: Einsatzbereiche
In der Industrie sind die EBS Einsatzbereiche vielfältig und entscheidend für die Energieeffizienz. Besonders in der Zementindustrie und in Kraftwerken spielt die Verwendung von Ersatzbrennstoffen eine wichtige Rolle. Die Integration dieser Brennstoffe ermöglicht eine Optimierung der Wärme- und Energiekapazitäten und reduziert den Bedarf an fossilen Brennstoffen.
Ein Beispiel ist die EBS-Aufbereitungsanlage der B+T Group in Deuna. Mit einer maximalen Durchsatzkapazität von 250.000 Tonnen pro Jahr unterstützt die Anlage nicht nur die Zementproduktion, sondern gewährleistet durch eine 24-Stunden-Belieferung eine kontinuierliche Verfügbarkeit der benötigten Materialien. Die Nahinfrarottechnologie (NIR) wird zur permanenten Qualitätssicherung des EBS eingesetzt, was für die Zementindustrie von großer Bedeutung ist.
Die Zementindustrie in Deuna funktioniert im Schichtbetrieb und produziert 365 Tage im Jahr. In dieser Zeit können bis zu 30 Tonnen Ersatzbrennstoffe pro Stunde gefördert werden, was den hohen Energiebedarf dieser Branche deckt. Die Einsparungen, die durch den Einsatz von EBS erreicht werden, tragen zur Senkung der Produktionskosten bei und steigern die Wettbewerbsfähigkeit.
Die Anlagen sind mit über zwanzig Lindner-Maschinen ausgestattet, die speziell für die Verarbeitung von Altreifen und anderen Recyclingmaterialien eingesetzt werden. Laufende Preiserhöhungen für Primärbrennstoffe machen den Einsatz von EBS immer attraktiver, was dazu führt, dass jährlich 80.000 Tonnen Altreifen dem Recycling zugeführt werden.
Die Verbindung zwischen der EBS-Anlage und dem Zementwerk erfolgt über einen 420 Meter langen Rohrgurtförderer, der eine effiziente Logistik gewährleistet. Durch die kontinuierliche Überwachung der Qualität und die automatisierte Rückführung von Proben in die Ofenbeschickung wird die Effizienz der Prozesse maximiert.
Aktuelle Herausforderungen bei der EBS-Herstellung
Die Herstellung von Ersatzbrennstoffen (EBS) sieht sich zahlreichen Herausforderungen EBS gegenüber. Eine der zentralen Herausforderungen liegt in der Aufrechterhaltung der hohen Produktionsqualität. Angesichts der steigenden Nachfrage nach energetischer Verwertung müssen Unternehmen sicherstellen, dass die produzierte Menge an Brennstoffen diesen Anforderungen genügt. Dies erfordert kontinuierliche Überwachung und Anpassung der Prozesse.
Ein weiterer kritischer Punkt sind die gesetzlichen Rahmenbedingungen, die häufig unklar und im Wandel begriffen sind. Unternehmen müssen sich nicht nur an bestehende Vorschriften anpassen, sondern auch proaktiv auf potenzielle Änderungen reagieren. Der Mangel an einheitlichen Definitionen für EBS erschwert die Compliance und kann zu Unsicherheiten im Produktionsprozess führen.
Darüber hinaus ist eine wirksame Interaktion zwischen den Akteuren der Branche notwendig, um Herausforderungen zu bewältigen und die Akzeptanz von EBS in der Gesellschaft zu fördern. Das Verständnis für die Rolle von EBS in der nachhaltigen Energiegewinnung muss verstärkt kommuniziert werden, um gesellschaftliche Akzeptanz zu erreichen.
Zusätzlich zu diesen Punkten ist auch die Effizienz der Wertstoffsammlung ein relevantes Thema. Unterschiedliche Trennverhaltensweisen in den Siedlungsstrukturen können die Verfügbarkeit von Rohstoffen für die EBS-Produktion erheblich beeinflussen. Ein optimierter Ansatz zur Mülltrennung und -aufbereitung kann die Produktionsqualität verbessern und die allgemeinen Herausforderungen EBS mindern.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Herstellung von Ersatzbrennstoffen (EBS) eine fundamentale Rolle in der nachhaltigen Energiegewinnung sowie in der Abfallwirtschaft spielt. Durch die gezielte Nutzung von Abfällen als Brennstoffquelle wird nicht nur das Potenzial dieser Materialien ausgeschöpft, sondern es trägt auch zur Reduktion von CO2-Emissionen bei und schont wertvolle Ressourcen. Die besonderen Eigenschaften von EBS im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, wie die unterschiedlichen Heizwerte und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, sind ein entscheidender Vorteil für die zukünftige Energieproduktion.
Um die Qualität und Effizienz von Ersatzbrennstoffen sicherzustellen, sind fortlaufende Entwicklungen in den Bereichen Qualitätsstandards und Aufbereitungstechnologien unabdingbar. Besonders in Deutschland stehen Unternehmen vor der Herausforderung, ökonomische und ökologische Nachhaltigkeit in der Rohstoffwirtschaft zu gewährleisten. Die bestehenden Differenzen in den Abfallströmen erfordern eine präzise und systematische Herangehensweise zur Garantie von hochqualitativen EBS-Produkten.
Die Fortschritte in der Herstellung und Verwendung von EBS fördern nicht nur die Innovationskraft, sondern ermöglichen auch eine nachhaltigere Zukunft. Die kontinuierliche Forschung und der Austausch über beste Praktiken sind essentiell, damit EBS zu einer tragenden Säule der Energiegewinnung und der Abfallwirtschaft werden können.