Wie man Strom aus Müll gewinnt: Wir besuchen eine Müllverbrennungsanlage
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Das hier sind etwa drei Kilogramm Restmüll. Mit der Energie, die hier drinsteckt, könntet ihr beispielsweise drei Tage lang einen Kühlschrank betreiben oder etwa 80 Mal euer Handy aufladen. Natürlich immer je nach Modell eures Gerätes. Aus 3 kg Restmüll kann nämlich rund 1 kWh elektrische Energie gewonnen werden.
Aber wie bekommt man die Energie aus dem Müll? Hierfür gibt es in Deutschland über 90 thermische Abfallbehandlungsanlagen. Thermische Behandlung bedeutet in der Regel die Verbrennung von Müll. Um euch zu zeigen, wie dieser Prozess aussieht, bei dem Strom aus Abfall erzeugt wird, haben wir eine dieser Anlagen besucht.
Die Abfallverwertungsanlage in Augsburg – kurz AVA – bekommt von Montag bis Freitag über 1000 t Abfall pro Tag zur Verbrennung angeliefert. Damit liegt die Anlage im Vergleich zu anderen Müllverbrennungsanlagen in Deutschland etwa im Mittelfeld, was die Abfallmenge angeht. Um zu erfahren, was mit dem Müll passiert, zeigt uns Gerald Guggenberger die Anlage.
Gerald Guggenberger:
Mein Name ist Gerald Guggenberger. Ich bin technischer Leiter hier bei der Abfallverwertung Augsburg und dies mittlerweile seit 17 Jahren.
Nach langen Jahren in der chemischen Industrie habe ich mich hier für die Abfallentsorgung begeistert und hier angefangen.
Abfallverwertung
Grundsätzlich ist die Aufgabe einer Abfallverwertungsanlage, Haushalts- und Gewerbemüll aufzunehmen, der nicht mehr sinnvoll recycelt werden kann. Und diesen dann zu hygienisieren. Vor der Verbrennung des Mülls soll so viel wie möglich davon wieder dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden. Energie, die bei der Müllverbrennung gewonnen wird, ist daher fast nur ein Nebenprodukt der Verwertung.
Gerald Guggenberger:
Der Hauptzweck so einer klassischen Müllverbrennungsanlage ist sicherlich die Hygienisierung der Schadstoffe. Die Energieerzeugung ist ein positiver Nebenaspekt, den wir natürlich unbedingt nutzen und ausbauen wollen. Aber der Hauptzweck ist nun mal das Unschädlichmachen von Schadstoffen, die im Restmüll enthalten sind.
Da sind zu nennen: Quecksilber, Blei, Cadmium und all die Schwermetalle, die hier angeliefert werden.
Und um zu vermeiden, dass diese Stoffe im Kreis geführt werden und wieder beim Verbraucher ankommen, werden sie hier zerstört; durch die Verbrennung und durch die Abscheidung.
Also wir verteilen diese Stoffe nicht weitgehend über den Kamin, sondern sie werden zu 99,999 Prozent abgeschieden. 100 Prozent kann man natürlich nicht gewährleisten. Das ist leider mit keiner Technik möglich, aber es wird der überwiegende Teil abgeschieden und unter Tage eingelagert, beziehungsweise im Feuer unschädlich gemacht.
Strom aus Müll
Gerald Guggenberger:
Aus Müll wird Strom erzeugt, indem wir Müll bei rund 1000 Grad verbrennen. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird an Wasser abgeführt. Das Wasser wird erhitzt, verdampft und wird über zwei Turbinen geleitet.
In der ersten Turbine wird nur Strom erzeugt. Da entspannen wir den Dampf von 40 bar auf etwa 7 bar. In der zweiten Turbine wird Strom und Fernwärme generiert. Dort wird der Dampfdruck von 7 bar fast bis ins Vakuum entspannt.
Also werden hier Strom und Fernwärme hergestellt aus Restabfall und Gewerbemüll. Wir haben hier auch noch eine Bioabfall-Vergärungsanlage, wo aus den Bioabfällen Biogas hergestellt wird, das dann in das Erdgasnetz der Stadtwerke Augsburg eingespeist wird.
Nicht jede Müllsorte wird zur Verbrennung gebracht. Viele Stoffe können recycelt werden und müssen daher nicht verbrannt werden. Altpapier etwa. Das landet in einem Recyclingwerk. Bei der AVA und anderen Müllverbrennungsanlagen landen andere Abfälle.
Gerald Guggenberger:
Für die Stromerzeugung wird hier in Augsburg Restmüll und Gewerbemüll verwendet. All das, was eben in die Restmülltonne geworfen wird: bestimmte Hygieneartikel, Windeln, Tierstreu, verschmutzte Kleidung und auch verschmutzte Verpackungen. All das wird im Restmüll gesammelt.
Von dem Hausmüll, der zu uns kommt, kann man fast alles zur Energieerzeugung nutzen. Es soll ja so sein, dass recyclingfähiger Müll vorher bereits abgetrennt und gesammelt wurde.
Das heißt, zu uns sollten wirklich nur die Reste kommen, mit denen sonst nichts Sinnvolles mehr angestellt werden kann. Aus diesen Müllströmen erzeugen wir nahezu zu 100 % Strom und Fernwärme.
Rest- und Gewerbemüll werden direkt bei der Verbrennungsanlage angeliefert und müssen daher nicht mehr weiter vor Ort sortiert werden.
Gerald Guggenberger [in der Anlieferhalle]:
Wir befinden uns hier in der Müllverbrennungsanlage Augsburg – in der Anlieferhalle. Hier werden täglich zwischen 1200 und 1300 Tonnen Abfälle angeliefert.
Insgesamt kommen pro Tag etwa 350 Fahrzeuge zur AVA. Das ist natürlich eine ganze Menge. Aber nicht nur hier, in die Anlieferhalle. Sondern auch in die benachbarten Anlagenteile, wie zum Beispiel zur Bioabfall-Vergärungsanlage oder zu unserer Umschlag- und Behandlungsanlage.
Von der Anlieferhalle wird der Abfall zunächst in den Müllbunker befördert, der rund 5000 – 6000 Tonnen fasst. Dort wird der Müll mit zwei Kränen bewegt.
Gerald Guggenberger [in der Krankanzel]:
Wir sind hier gerade in der Krankanzel unserer Müllverbrennungsanlage. Hier wird eine sehr wichtige Tätigkeit verrichtet. Hier wird der Müll angenommen und wird gemischt, sodass wir einen möglichst homogenen Brennstoff haben für unsere Energieerzeugung. Wir bekommen hier ungefähr 1200 bis 1300 Tonnen Müll pro Tag, der hier von den Mitarbeitern angenommen und gemischt werden muss.
Für die Verbrennung wird das Material vom Bunker in eine von drei Ofenlinien geworfen. Dort wird der Müll auf einem Feuerrost bewegt. Die Überreste werden über die einzelnen Rostzonen hinweg zum Schlackenabwurf transportiert.
Gerald Guggenberger [neben einer der Ofenlinien]:
Wir sind jetzt bei unserer Hausmüllverbrennung an der Ofenlinie 1. Wir stehen hier direkt seitlich vom Rost der Linie 1 und blicken auf die Antriebswellen. Wir haben drei baugleiche Linien.
Durch das Feuer in den Öfen wird das umliegende Wassersystem erhitzt. Der Dampf, der dadurch entsteht, treibt zwei Turbinen an.
Gerald Guggenberger [im Turbinenraum]:
Hier sind wir bei den Turbinen unserer Anlage. Wir betreiben zwei Turbinen: Eine Hochdruck-Turbine mit einer Leistung von circa 8 MW und eine Niederdruck-Turbine; das ist eine Kondensationsturbine mit circa 9 MW Leistung. Damit generieren wir Strom und Fernwärme. [Hierzu] die Zahlen: Letztes Jahr haben wir 230.000 MWh Fernwärme erzeugt, was ungefähr für 23.000 Haushalte ausreicht zur Beheizung. Und zur Stromerzeugung: Wir haben 60.000 MWh Strom ins Netz eingespeist. Da kann man sagen, [das sind ungefähr] 17.000 Haushalte, die mit elektrischer Energie versorgt werden können.
Die Steuerung und Kontrolle der Verbrennung geschieht in der Leitwarte der Anlage.
Gerald Guggenberger [in der zentralen Leitwarte]:
Hier wird die Energieauskopplung dargestellt. Wir koppeln ja Strom und Fernwärme aus. Dazu ist immer eine beliebte Frage, wie es um die Wirkungsgrade steht. Wenn man jetzt ausgehend von dem Energieinput, den wir über unseren Müll bekommen, den elektrischen Wirkungsgrad berechnen würde, liegt der ungefähr zwischen 20 und 30 Prozent für solche klassischen Müllverbrennungsanlagen. Bei der thermischen Energie sieht es etwas besser aus. Unser Kesselwirkungsgrad liegt ungefähr bei 85 Prozent. Und letztlich gehen – bis dann aus diesem Dampf Fernwärme wird – vielleicht noch mal um die 10 Prozent weg an Verlusten. Somit kann man sagen, es werden rund 75 Prozent genutzt. Von daher ist es eine tolle Sache, Energie aus dem Müll zu gewinnen.
Die letzten Jahre wurden in ganz Deutschland jährlich rund 10 TWh an elektrischer Energie durch Müllverbrennung produziert. 2 TWh davon werden zum Betrieb der Anlagen selbst verwendet. Bleiben rund 8 TWh pro Jahr, die ins öffentliche Stromnetz gehen. Das macht ungefähr den jährlichen Stromverbrauch einer Großstadt wie Köln aus. Jetzt stellt sich die Frage, ob möglicherweise noch größeres Potenzial in der Müllverbrennung steckt und ob sich die Stromversorgung hiermit in den kommenden Jahren noch steigern lässt?
Zukünftiges Potenzial
Gerald Guggenberger:
Die Kapazität in Deutschland des Restmüllaufkommens zur Energiegewinnung ist nahezu ausgeschöpft.
Die Verbrennungskapazität und das Müllaufkommen halten sich in etwa die Waage. Das heißt aber auch, es gibt wenig Reserven.
Wenn wir jetzt einen mehrwöchigen Ausfall hier hätten, könnten wir nicht einfach so an eine benachbarte Anlage diese Menge liefern. Auch dort ist es so, dass die meisten Anlagen sehr ausgelastet sind, also bestimmt zu 90 bis 95 Prozent.
Neue Anlagen zu bauen, könnte also die bestehenden entlasten; die Stromproduktion ankurbeln, kann man so allerdings nicht, da keine zusätzlichen Abfälle verfügbar wären. Allerdings könnte man die Ausfallsicherheit damit erhöhen – etwa wenn eine Verbrennungsanlage mal defekt werden sollte. Guggenberger nennt noch einen weiteren Faktor, der für zusätzliche MVA sprechen würde.
Gerald Guggenberger:
Auch um zu vermeiden, dass Müll aus Deutschland nach Osteuropa auf Deponien abwandert. Vielleicht noch für günstigeres Geld, weil in Deutschland müssten ja CO₂-Zertifikate erworben werden. Und deswegen ist es natürlich so, dass Mülltransporte lukrativ sind und dieser Müll sicherlich abwandern würde. Aus diesem Grund wäre es natürlich schön, wenn mehr Verbrennungskapazität da wäre, damit dieser Fall nicht eintritt.
CO₂-Ausstoß ist ein wichtiges Stichwort. Denn CO₂-neutral ist die Verbrennung von Müll leider nicht.
Schadstoffe und Überreste
Gerald Guggenberger:
Bei der Müllverbrennung entstehen natürlich CO₂-Emissionen. Man kann so über eine Faustformel sagen: Eine Tonne Müll verursacht eine Tonne CO₂. Nicht nur fossiles CO₂, sondern auch biogenes CO₂.Das ist etwa zu 50 Prozent gegeben, wobei der biogene Anteil leicht überwiegt. Es gibt natürlich Abscheidungsmöglichkeiten für CO₂, aber da ist leider die Technik noch nicht so weit. Das einzige technisch ausgereifte Verfahren derzeit ist die Aminwäsche, mit der man unser CO₂ abscheiden könnte.
Dazu muss man aber sagen:
A) Das sind wahnsinnig hohe Kosten. Um eine Vorstellung zu haben, was es hier an Investition bedeuten würde; für unsere Anlage wären das rund 60 bis 70 Millionen Euro. Und auch die Betriebskosten sind enorm hoch. Es gibt viele andere Techniken, die aber noch nicht ausgereift sind, sodass man so eine große Investition einfach nicht tätigen kann. Da ist noch weitere Forschung erforderlich.
B) Die Transportsituation ist vollkommen unklar. Wo geht es letztlich hin [mit dem CO₂]? Wird es eingelagert? Kann es jemand wiederverwenden?
Diese ganzen Entscheidungen können wir hier nicht als Müllverbrennungsanlage in Augsburg alleine treffen. Da ist ein größerer Kreis erforderlich und da ist natürlich auch die Politik gefragt.
Während der Umgang mit den CO₂-Emissionen also noch nicht final geklärt beziehungsweise optimiert ist, bietet die Müllverbrennung Vorteile gegenüber der Verwertung auf Mülldeponien.
Gerald Guggenberger:
Wenn man die Emissionen einer Müllverbrennungsanlage und einer Deponie vergleichen möchte, [muss man sagen, dass] auf einer Deponie vor allem die Methanemissionen kritisch zu sehen sind.
Deswegen ist es ja in Deutschland so, dass 2005 ein Deponierungsverbot eingeführt wurde. Eben aus diesem Grund, um die Emissionen zu reduzieren.
Leider ist [das Deponieren] in manchen europäischen Ländern noch zulässig, bis in die 2030er- und 40er-Jahre und das wäre ein großes Anliegen, – auch der Verbrennerbranche und allgemein der Kreislaufwirtschaft in Deutschland – dass man ein allgemeines Deponierungsverbot für Restmüll erreicht in [ganz] Europa.
Das große Problem an Methan ist, dass es etwa um das 25-fache klimaschädlicher ist als CO₂. Daher reduzieren Verbrennungsanlagen im Vergleich zu Deponien bereits einen beachtlichen Teil an Emissionen.
Neben CO₂ werden bei der Verbrennung von Abfällen noch weitere Schadstoffe freigesetzt. Welche Stoffe sind das und wie wird verhindert, dass diese über den Rauch oder andere Wege in die Umwelt gelangen?
Gerald Guggenberger:
Bei der Verbrennung entstehen natürlich auch Schadstoffe. Da sind zum Beispiel anzuführen HCl, also Chlorwasserstoff, Schwefeldioxid, Stäube, Dioxine und Furane. Und die entweichen natürlich nicht einfach so in die Umwelt bei uns, sondern wir haben eine umfangreiche Nassreinigung. Das ist eine fünfstufige Rauchgasreinigung.
In der ersten Stufe im Elektrofilter werden vor allem Stäube abgeschieden. Dann in der Nasswäsche in der HCl-Wäsche dann Säurebildner. In der zweiten Nassstufe Schwefeldioxid. Stickoxide werden bei uns im sogenannten Katalysator abgeschieden und zu elementarem Stickstoff und Wasser umgewandelt. Und mithilfe eines Aktivkohlefilters werden auch Dioxine und Furane abgeschieden, sodass über den Kamin kaum noch Schadstoffe entweichen. Natürlich sind wir nicht bei null – das kann keine Technik gewährleisten. Aber der Abscheidegrad ist sehr hoch im Bereich von 99,999 Prozent. Deswegen haben wir hier ein sehr gutes Gefühl, wenn es um die Emissionen der Müllverbrennungsanlage geht.
Neben Schadstoffen und Gasen bleiben bei der Verbrennung noch weitere Überreste zurück. Was geschieht mit diesen Stoffen?
Gerald Guggenberger:
Die Überreste, die aus einer Verbrennung verbleiben, werden aufgearbeitet. Zumindest hier in Augsburg. Aus dieser Asche, die auf dem Verbrennungsrost überbleibt, gewinnen wir Metalle zurück; in erster Linie Kupfer und Aluminium. Diese Metalle gehen wieder in den Wertstoffhandel; also wir führen sie in den Materialkreislauf zurück. Klassisches Recycling, würde ich sagen. Vor allem hat bei uns dieser Vorgang den Vorteil: Die Metalle sind sauber. Die Verunreinigungen sind nämlich weggebrannt. Es sind hinterher keine umfangreichen Reinigungsprozesse mehr erforderlich. Es sind wirklich Metalle, die in Reinstform hier vorliegen und wiederverwertet werden können.
Die von den Metallen befreite Schlacke oder Asche wird dann unter Tage von uns eingelagert. Es gibt auch andere Modelle. Andere Anlagen lagern dies zum Beispiel auf Deponien ab.
Die Asche oder auch die sogenannten Flugstäube, die bei uns im Elektrofeld abgeschieden werden – oder auch im Kessel selbst – gehen bei uns in ein Salzbergwerk und werden dort sicher eingelagert.
Fazit
In Deutschland steht die Verbrennung von Müll zur Energieerzeugung an vierter Stelle der gesetzlich vorgegebenen Abfallhierarchie. Die ersten drei Stellen nehmen ein: Vermeidung von Müll, Wiederverwendung von Materialien und Recycling. Während diese drei ersten Schritte zu bevorzugen sind, ist das aktuell nicht mit allen Abfällen möglich.
Die Verbrennung ist nach wie vor ein wichtiger Teil unserer Abfallwirtschaft, da sie – wie der Naturschutzbund Deutschland schreibt – "durch die Zerstörung und Ausschleusung von Schadstoffen einen Beitrag zu einer umweltverträglichen Abfallentsorgung leistet."
Hierzu hat Guggenberger noch einen Hinweis für uns Verbraucher, wie wir unseren Teil für eine bessere Abfallwirtschaft leisten können.
Gerald Guggenberger:
Die Mülltrennung ist essenziell und sehr, sehr wichtig. Gerade wenn man Dinge, die noch recyclefähig sind, auch in die Recyclingschiene bringen kann. Man darf es jetzt hier nur nicht übertreiben.
Besonders verschmutzte Kleidung, mit Öl durchtränkte, schimmelige oder stark zerschlissene Kleidung gehört natürlich nicht getrennt gesammelt, sondern in den Restmüll. Weil ansonsten die Kleidung im Recyclingprozess stören würde.
Auch Verpackungen gehören getrennt gesammelt. Stichwort Gelbe Tonne. Nur bei besonders verschmutzten Verpackungen macht es auch keinen Sinn mehr, diese getrennt zu sammeln. Mit Altpapier ist es das Gleiche. Wenn es enorm verschmutzt ist oder durchtränkt mit irgendwelchen Stoffen, dann ist es sehr schwierig, es sinnvoll im Papier-Recycling einzusetzen. Besonders verschmutzte Dinge gehören eher in den Restmüll und nicht in die Getrenntsammlung.
Verschmutzte Pizzakartons landen bei mir also in Zukunft im Restmüll.
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(dan)
