Energie aus Abfällen

Die Nutzung von Abfällen zur Energieerzeugung, sei es in Form von Wärme oder Elektrizität, scheint eine natürliche Lösung für zwei Probleme und ein folgerichtiger Schritt im Rahmen des Wandels der Industrie hin zu mehr Kreislaufdenken zu sein. Die Nutzung dessen, was bereits gesammelt wurde, anstatt es auf der Deponie verrotten zu lassen, ist nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern auch wirtschaftlich tragfähig, weshalb sie so viele ethische Investitionen anzieht. Bei der so genannten WtE handelt es sich in der Regel um Prozesse, bei denen durch Verbrennung direkt Strom erzeugt wird oder ein brennbarer Rohstoff entsteht, wie z. B. Methan, Methanol, Ethanol oder synthetische Brennstoffe, was bedeutet, dass moderne Verbrennungsanlagen in der Lage sein müssen, strenge Emissionsnormen einzuhalten, insbesondere solche, die Stickstoffdioxide und Dioxine betreffen, und nicht solche, die lediglich auf die Verbrennung zur Volumenreduzierung ausgelegt sind.

Es gibt noch viele weitere aufstrebende Technologien, die ebenfalls die direkte Verbrennung nutzen können. Bei vielen von ihnen geht man davon aus, dass mit der gleichen Brennstoffmenge mehr Energie erzeugt werden kann, vor allem aufgrund der Abtrennung von korrosiven Bestandteilen aus dem umgewandelten Brennstoff. Das ermöglicht höhere Verbrennungstemperaturen. Es überrascht also nicht, dass es an Projekten, die das Innovationstempo in diesem Bereich beschleunigen, nicht mangelt. Dazu gehört z.B. ein Projekt von Ingenieuren der University of West Virginia, die sich mit der Wiederverwertung von Einweg-Plastikverpackungen durch Upcycling in Petrochemikalien befassen.

Yuxin Wang, wissenschaftlicher Assistenzprofessor und Leiter des Projekts, erklärte: „Die Amerikaner werfen jährlich 100 Milliarden Plastiktüten weg, das sind etwa 307 Tüten pro Person. Einwegplastikabfälle landen auf Mülldeponien oder im Wasser und schaden dem Ökosystem und der Umwelt. Der größte Teil der Energie und des Kohlenstoffs in den Plastikabfällen kann zurückgewonnen werden, und die geplante Technologie wird die Kohlendioxidemissionen erheblich reduzieren.“

Seit den 1950er Jahren ist die Produktion von Kunststoffen schneller gestiegen als die jedes anderen Materials, wobei laut einem Bericht des Umweltprogramms der Vereinten Nationen nur neun Prozent des jemals produzierten Kunststoffabfalls recycelt wurden.

Wang weist nachdrücklich darauf hin, dass die derzeitigen Technologien zur Wiederverwertung von Einwegkunststoffen energieintensiv sind, was hohe Treibhausgasemissionen verursacht und eine Wiederverwertung in großem Maßstab verhindert. Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher des Statler College of Engineering and Mineral Resources ein einstufiges mikrowellenkatalytisches Verfahren entwickelt, mit dem sich die Kunststoffe in hochwertiges Benzol, Toluol und Xylol für die Verwendung als Petrochemikalien umwandeln lassen. Wang erklärte, dass dies eine branchenübergreifende Wiederverwendung von recycelten Rohstoffen ermöglicht und den Verbrauch von fossilen Primärbrennstoffen reduziert.

Wang sagte: „Das aus dem Upcycling von Kunststoffen gewonnene Ethylen und die BTX-Aromaten können als Ausgangsstoffe für die erneute Herstellung von Kunststoffen verwendet werden. Dies wird die Nachfrage nach Ethylen und BTX-Aromaten aus fossilen Brennstoffen aus konventionellen Erdölraffinerien verringern und zu einer Reduzierung der Treibhausgasemissionen führen.“

Die Befürchtung der Kritiker ist, dass durch die Förderung der Energiegewinnung aus Abfällen das Recycling behindert wird, was die britische Regierung dazu veranlasst hat, den Abfall in der Prioritätenliste nach oben zu rücken, wie es in anderen europäischen Ländern der Fall ist, in denen die Energiegewinnung aus Abfällen mit einem hohen Recyclinganteil einhergeht, was letztlich zu einem geringen Deponievolumen führt. Es gibt auch Bedenken, dass WtE mit dem Recycling konkurrieren könnte, anstatt es zu ergänzen, was bedeutet, dass die Anlagen und Prozesse flexibel genug sein müssen, um sich an Änderungen des Abfallaufkommens und der Zusammensetzung anzupassen. Die Abfallinfrastruktur hat eine lange Lebensdauer, und es muss von Anfang an darauf geachtet werden, dass sich die Systeme an potenzielle langfristige Veränderungen anpassen können und den Abfall in der Hierarchie nach oben bringen, anstatt ihn zu behindern.

Befürworter argumentieren, dass es bei Abfall nicht nur um die Abfallbewirtschaftung gehen muss. Die daraus gewonnene Energie ist eine wertvolle inländische Quelle, die zur Energiesicherheit beiträgt. Sie hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie nicht intermittierend ist und daher andere erneuerbare Energiequellen wie Wind oder Sonne ergänzen kann.

Der größte Teil der WtE-Produktion wird zu Strom. Aber immer mehr Anlagen wollen auch die erzeugte Wärme nutzen, und längerfristig besteht das Potenzial, sie in andere Energiequellen wie Kraftstoffe für den Verkehr oder Erdgasersatz umzuwandeln.

Nach den neuesten Daten des estnischen WtE-Spezialisten Waste to Energy International gibt es weltweit mehr als 2.500 Müllverbrennungsanlagen, davon fast 500 in Europa. Zu den Abfällen, die dort in der Regel verbrannt werden, gehören feste Haushaltsabfälle, menschliche Schlämme, gefährliche Industrieabfälle, medizinische und biologische Abfälle.

Nach Abschluss eines Projekts mit dem französischen Unternehmen ATI Industries zum Bau einer russischen Anlage, in der jährlich 24.000 Tonnen medizinischer und biologischer Abfälle verarbeitet werden sollen, sagen sie, dass sich die benötigte Technologie von der in Hausmüllverbrennungsanlagen verwendeten unterscheidet.

„Die Verarbeitung gefährlicher medizinischer und biologischer Abfälle erfordert deutlich höhere Temperaturen im Ofen, um bösartige Bakterien und Viren zu zerstören“, heißt es in der online veröffentlichten Stellungnahme. Sie fügen hinzu: „Die Drehrohrofentechnologie bietet eine höhere Temperatur von bis zu 1.100 °C bei längerer Exposition. Zum Vergleich: Ein Verbrennungsofen auf einem Schubrost verarbeitet feste Haushaltsabfälle bei 850 °C und einer Expositionszeit von zwei Sekunden.“

In Italien hat die IBT Connecting Energies GmbH Aufträge für zwei Waste-to-Energy-Projekte in der Region Sardinien erhalten. Drei C65-Mikroturbinen werden in zwei von Acciona Agua SA betriebenen Abwasseraufbereitungsanlagen in Alghero und Cagliari, Italien, zum Einsatz kommen. Die Mikrogasturbinensysteme werden voraussichtlich im Dezember in Betrieb genommen. Auch anderswo auf der Welt ist das Muster ähnlich.

In Australien will der Abfallriese Cleanaway für bis zu 2 Milliarden Dollar zwei Müllverbrennungsanlagen in Victoria und Queensland bauen, nachdem er eine 82 Hektar große Farm in Wollert und ein 50 Hektar großes Gelände außerhalb von Brisbane erworben hat.

In den Vereinigten Arabischen Emiraten hat das Emerati-Unternehmen Masdar eine neue WtE-Anlage in Sharjah eröffnet, die erste ihrer Art im Nahen Osten und das Werk von Emirates Waste to Energy, einem Joint Venture zwischen Masdar und Bee'ah - einem weiteren auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Unternehmen in den Emiraten.

In Kenia wurde ein erster zweitägiger Waste-to-Energy-Kongress angekündigt, der sich mit den sich verschärfenden Problemen der Abfallwirtschaft im Land befassen soll. Organisiert wurde der Kongress von Hitachi Zosen Inova (HZI) aus Zürich in Zusammenarbeit mit der Sintmond Group, einer lokalen Smart Waste-Projektmanagementfirma.

In Dubai wurde in einer offiziellen Mitteilung der Stadtverwaltung bekannt gegeben, dass mit der Installation einer Dampfturbine im Dubai Waste Management Centre, dem weltweit größten Projekt zur Energiegewinnung aus Abfällen im Warsan-Gebiet, begonnen wurde.