CPG Newsletter & Film: Optimale Verwertung von Bioabfällen

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Da ist mehr drin!

Über die optimale Verwertung von Bioabfällen

Bioabfall - ein großes, ungenutztes Potential

Tatort Küche: Der Rest vom Salatkopf landet nicht in der Biotonne, sondern in der Restmülltonne, die übrig gebliebenen Spaghetti vom letzten Samstag fliegen ebenfalls in den „normalen“ Eimer und die Kartoffelschalen nehmen den gleichen Weg.

Was für eine Verschwendung!

In Deutschland verändern sich ganze Landstriche, da die Energiewende neben Solar- und Windkraftanlagen auch speicherbares Biogas benötigt und daher immer mehr Energiepflanzen wie zum Beispiel Mais angebaut werden. Der ebenfalls erneuerbare und ebenfalls speicherbare Energieträger Bioabfall bleibt jedoch zu großen Teilen energetisch ungenutzt. Dabei sind welke Salatblätter, alte Spaghetti und feuchte Kartoffelschalen nicht nur rein organisch, sondern verfügen auch noch über einen hohen Wassergehalt. Sie sind somit die perfekte Nahrung für jede Biogasanlage.

Jedes Jahr landen rund 5 Mio. Tonnen dieser Ressource im Hausmüll bzw. der Toilette, sei es aus Gedankenlosigkeit der Verbraucher oder weil die Kommune noch keine Biotonne zur Verfügung gestellt hat. (siehe Abbildung 1)


Abbildung 1

Doch auch wenn die biologischen Abfälle bereits in einer Biotonne erfasst und zur nächsten Bioabfallbehandlungsanlage gebracht werden, heißt das noch nicht, dass dort auch der gesamte Wert dieser Ressource genutzt wird. Nur weniger als ein Viertel aller Küchenabfälle aus der Biotonne haben das „Glück“ in einer Biogasanlage zu landen und dort vergoren zur werden. Rund drei Mio. Tonnen der erfassten grünen Abfälle werden in den Bioabfallbehandlungsanlagen ohne eine vorherige energetische Nutzung direkt kompostiert.

Konservativ geschätzt könnten durch eine bessere Erfassung und durch eine verstärkte Nutzung von Biogasanlagen, die vor der Kompostierung in den Bioabfallbehandlungsanlagen vom Material durchlaufen werden, rund fünf Millionen Tonnen Bioabfälle zusätzlich energetisch verwertet werden. Mit fünf Mio. Tonnen Bioabfälle kann genauso viel Biogas erzeugt werden, wie mit Mais aus einer Anbaufläche von 80tausend Hektar. Eine Fläche von 80tausend Hektar, eine Fläche fast so groß wie Berlin, energetisch nicht zu nutzen, erscheint im Zeitalter der Energiewende wie eine riesige Verschwendung.


Bioabfälle: Das energetische Potential eines Maisfeldes von der Größe Berlins

Der gesetzliche Rahmen

Den gesetzlichen Rahmen für die Behandlung von Bioabfällen bildet das neue Kreislaufwirtschaftsgesetz. Seit dem 01. Januar 2015 wird in diesem die getrennte Erfassung von Bioabfällen zwingend vorgeschrieben. Dennoch haben viele Kommunen diese Verordnung bisher noch nicht umgesetzt. (siehe Abbildung 2)


Abbildung 2

Laut der Antwort des Bundesumweltministeriums (BMUB) auf eine 'Kleine Anfrage' der Grünen-Bundestagsfraktion vom 08.04.2015 plant die Bundesregierung trotz der Nichtumsetzung in zahlreichen Entsorgungsgebieten keine Änderungen hinsichtlich der Pflicht zur Getrenntsammlung überlassungspflichtiger Bioabfälle. Sowohl die rechtliche Notwendigkeit zur Umsetzungspflicht aus der EUAbfallrahmenrichtlinie als auch die sachliche Notwendigkeit zur Getrenntsammlung bestehen fort. Die Qualität des Kompostes einer Bioabfallbehandlungsanlage wird durch die Düngemittelverordnung geregelt. Die technischen Voraussetzungen in der Anlage sind so zu gestalten, dass im fertig produzierten Kompost nicht mehr als 0,5 Gewichtsprozent Störstoffe vorhanden sind. Ein separater Grenzwert für den zulässigen Gehalt an nicht abgebauten Kunststoffen liegt in Höhe von 0,1 Gewichtsprozent.


Seit dem 01.01.2015 darf „Bio“ nicht mehr in die Restmülltonne

Mit der Kaskadennutzung das volle Potential des Bioabfalls erschließen

Wird der Bioabfall zunächst vergoren und somit Biogas gewonnen, bevor er kompostiert wird, kann das Potential der grünen Abfälle optimal genutzt werden. Experten sprechen hier auch von der Kaskadennutzung von Biomasse.

In über 100 Bioabfallbehandlungsanlagen in Deutschland wird dieses Verfahren bereits realisiert. Dabei nutzen die Betreiber der Anlagen für die Vergärung in der Regel zwei unterschiedliche Technologien. Je nach Menge der Bioabfälle produzieren die Betreiber das Gas in so genannten Garagen- oder Pfropfenstromfermentern. Bei kleineren Mengen werden Container von der Größe einer Garage von einer Seite mit den Bioabfällen per Radlader beschickt. Die Box wird verschlossen und der Gärprozess läuft unter anaeraoben Bedingungen ab. Das Gas wird über ein Rohrsystem abgezogen und in einem eigenen Behälter gesammelt. Nach etwa einer Woche wird der Container geöffnet und das vergorene Substrat zur Kompostierung entnommen. In der Regel werden mehrere Garagenfermenter nebeneinander im Batchverfahren betrieben. Die Pfropfenstromfermenter werden hingehen kontinuierlich mit Bioabfällen beschickt. Der Film „Die optimale Verwertung von Bioabfällen“ zeigt den Stoffstrom in einer solchen Anlage und die klimaneutrale Kreislaufwirtschaft die Bioabfälle mit Hilfe dieser Technologie durchlaufen können.


Die Kaskadennutzung ermöglicht eine perfekte klimaneutrale Kreislaufwirtschaft

Das Produkt Biogas

Der erneuerbare Energieträger Biogas hat eine besondere Qualität, da er sehr vielseitig nutzbar ist. In den meisten existierenden Biogasanlagen wird das Gas vor Ort in einem Blockheizkraftwerk, kurz BHKW, verstromt. Neben der elektrischen Energie entsteht dabei Wärme, die über ein Nah- oder Fernwärmenetz beispielsweise zur Beheizung von öffentlichen Gebäuden wie Schwimmbäder, Schulen oder Krankenhäuser genutzt werden kann. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass das gewonnene Biogas nach einer speziellen Reinigung zu Biomethan aufbereitet wird und in das Erdgasnetz strömt. So erhöht sich der Anteil der Erneuerbaren Energie in diesem Energienetz. Biomethan ist im Erdgasnetz beliebig speicherbar und kann, wenn die anderen Erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne gerade schwächeln, in einem Gaskraftwerk grünen Strom produzieren. Aber auch CO2-neutrale Mobilität lässt sich so herstellen. Nutzen Erdgasfahrzeuge die vergorenen Kartoffelschalen, fahren sie nicht nur abgasarm, sondern auch noch klimaneutral. In Berlin fahren die Müllfahrzeuge der Stadtreinigung mit dem gasförmigen Sprit aus der Biomülltonne. Jedes eingesammelte Salatblatt bringt die Müllabfuhr in der Hauptstadt so ein Stückchen weiter…


Biogas ist vielseitig einsetzbar und eine speicherbare Erneuerbare Energiequelle

Das Produkt Kompost

Der aus dem festen Gärrest produzierte Kompost wird gesiebt. Der aus Bioabfällen hergestellte Kompost ist ein wichtiger Nähstofflieferant in der Landwirtschaft. Neben den wichtigsten wie Phosphor und Stickstoff enthält der Kompost weitere für das Wachstum der Pflanzen wichtige Elemente wie Magnesium, Eisen, Schwefel, Mangan etc. Und diese Nährstoffe sind im Kompost an Huminstoffe gebunden. Dieses organische Material bringt der Landwirtschaft eine Vielzahl weiterer Vorteile: Es erhöht das Wasserspeichervermögen des Bodens und schwächt somit extreme Witterungsverhältnisse ab. Darüber hinaus hat die Kreislaufführung der Nährstoffe eine besondere Bedeutung, da die Herstellung von mineralischen Düngemitteln, wie zum Beispiel Stickstoff, hohe Mengen an Energie benötigen. Hinzu kommt, dass Phosphor einer der hauptsächlichen Pflanzennährstoffe ist, die weltweiten Lagerstätten nur über begrenzte Kapazitäten verfügen und Phosphor durch keinen anderen Stoff substituiert werden. Experten mahnen daher: Langfristig wird die Versorgung mit Phosphor überhaupt nur über Recyclingmaßnahmen darstellbar sein.

Eigentlich ist damit alles klar: Bioabfälle erfassen, erst energetisch und anschließend stofflich verwerten. Doch eine wichtige Rolle in diesem Kreislauf spielt der Mensch. Und dieser ist nicht immer perfekt aufgeklärt oder hat einfach kein Interesse an „Öko“ oder „Bio“ und wirft, nachdem er den organischen Inhalt des Joghurtbechers genüßlich verzehrt hat, die Plasteschale in die bereit gestellte Biomülltonne. In der Bioabfallbehandlungsanlage spricht man dann von „Störstoffen“. Und in manchen Fällen handelt es sich sogar um halbe Fahrräder. Laut einigen Betreibern nehmen diese Probleme in letzter Zeit eher zu. Die metallhaltigen Stoffe sind allerdings relativ einfach über Magnetabscheider vor der Fermentation oder nach der Kompostierung dem Stoffstrom zu entnehmen. Probleme bereiten jedoch die Kunststoffe. Diese werden häufig in der Anlage mit dem Biomüll zerkleinert und sind so nicht mehr vollständig zu entfernen. Eine Untersuchung der Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V. an 3000 Kompost-Proben von Bioabfallbehandlungsanlagen im Jahr 2014 hat allerdings ergeben, dass der durchschnittliche Gehalt an Fremdstoffen aus der getrennten Sammlung von Bioabfällen (Biogut und Grüngut)  im fertig produzierten Kompost nur 0,05 Gewichtsprozent betrug. Also nur ein Zehntel des Grenzwertes der Düngemittelverordnung. Nur ein Prozent der Komposte lagen über dem Grenzwert und waren damit nicht verkehrsfähig.


Die Versorgung der Landwirtschaft mit Phosphor ist langfristig nur über Recyclingmaßnahmen darstellbar

Die Ökobilanz

Die Ökobilanz der Kaskadennutzung ist insgesamt positiv. In der Fachzeitschrift „Müll und Abfall“ vom März 2013 zeigt eine Grafik den Vergleich verschiedener Verfahren zur Nutzung von Bioabfällen, siehe Abbildung 3. Im Vergleich zu einer Behandlung des Biomülls in einer Müllverbrennung (MVA) und im Vergleich zu einer Behandlung in einer Mechanisch-Biologischen-Behandlung (MBA) und auch im Vergleich zu einer reinen Kompostierung ist die Kaskadennutzung demnach nachhaltiger. Bei der Bilanzierung schneidet die Kaskadennutzung (Vergärung und Kompostierung) bei den Punkten Verringerung des Treibhauseffektes und der Einsparung von fossilen Treibstoffen am besten ab. Vorausgesetzt die hohen Standards der Emissionsminderung, insbesondere für die klimarelevanten Gase wie Methan und Lachgas, werden eingehalten.


Abbildung 3

Die Eigenkompostierung

Natürlich muss man den Bioabfall nicht ausschließlich der Bioabfallsammlung überlassen. Auch ein Komposthaufen im eigenen Garten hat seinen Sinn, wenn er fachgerecht bewirtschaftet wird. Der selbst gemachte Kompost ersetzt häufig Torf. Da für den Torfabbau Moore trockengelegt werden müssen, ist die Nutzung von Torf klimaschädlich. Für Städter mit grünem Daumen, die auf zwei Quadratmeter großen Balkonen ihr gärtnerisches Glück erleben und eine Alternative zur torfhaltigen Blumenerde suchen, gibt es sogar die passende Wurmbox. Jedes Häufchen selbst erzeugter Kompost hilft dem Klima. Doch auch die Kompostindustrie hat diesen Markt entdeckt. Nach der Landwirtschaft ist dies, laut Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V., bereits der zweitgrößte Absatzbereich für den ehemaligen Bioabfall.


Kaskadennutzung: Ökobilanz positiv

Die Wirtschaftlichkeit

Für die Betreiber einer Bioabfallbehandlungsanlage mit Kaskadennutzung stellt sich natürlich die Frage nach der Wirtschaftlichkeit. Die Erfahrungen zeigen, zwar erfordert eine Biogas- kombiniert mit einer Kompostanlage höhere Investitionskosten als eine reine Kompostanlage. Im Betrieb benötigen reine Kompostanlagen allerdings mehr Personal. Daher ist die Wirtschaftlichkeit bei beiden Technologien in etwa gleich. Bei einer Nachrüstung einer Kompostierungsanlage um eine Vergärungsstufe liegen die Kosten laut Witzenhausen-Institut bei maximal 30 Euro pro Tonne Bioabfall. Durch die Vermarktung von Gärrückständen als attraktive Substitutionsprodukte für mineralische Dünger lassen sich allerdings in der Regel Erlöse erzielen. In Einzelfällen kann durch die zusätzliche Vergärung daher sogar eine Kostenreduktion für die gesamte Anlage erreicht werden. 


Die Kombination einer Biogas- mit einer Kompostanlage ist wirtschaftlich lohnend


Bioabfall in CPG:

Biogasanlage Wittmund - Bau und Betrieb einer Großanlage
 
Biogaserzeugung aus besonders störstoffhaltigen Lebensmittelresten
 
Biokompostwerk im Landkreis Bad Dürkheim
 
Bioreaktoranlage zur Kompostierung von getrennt gesammelten vegetabilen Abfällen im Landkreis Uelzen
 
Entwicklung neuer Analysemethoden für ausgewählte organische Schadstoffe im Kompost
 
Gemeinsame Ausfaulung von Bioabfall und Klärschlamm in einem Faulturm einer Kläranlage
 
Integriertes Konzept zu Wassermanagement und Biogasgewinnung in Brasilien
 
Kompostierungstechnologie zur Kohlherniebekämpfung
 
Vergärung von Hühnertrockenkot in einer Biogasanlage


Aktuelles:

Novelle der Bioabfallverordnung wird vorbereitet.
Arbeitskreis zur Nutzung von Sekundärrohstoffen und Klimaschutz e.V.

Der Inhalt aller Biotonnen aus den Städten und Gemeinden des Hochtaunuskreises auf der Deponie Brandholz wird ab November 2015 in einem neuen Biogaskraftwerk mit modernster Technik energetisch verwendet.
Usinger Anzeiger

Organischen Abfall natürlich abbauen – Mit Luft und Feuchtigkeit geht das auch schnell
NWZ ONLINE

Ab Januar 2016 kommt die Biotonne für Potsdamer Haushalte. Die Abfallgebühren sollen dann auch teurer werden.
POTSDAMER NEUESTE NACHRICHTEN

Biogas-Branche in der Bredouille
SÜDWEST PRESSE

Literatur und Links:

Studie des Umweltbundesamtes „Optimierung der Verwertung organischer Abfälle“
 
Wertschöpfungsrechner Biogasanlagen der Agentur für Erneuerbare Energien
 
Daten und Fakten zum Thema Biogas der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)
 
Informationen zum Thema Biogas der Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)
 
Vielfältige Informationen zum Thema „Kompostierung“ der Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V.
 
Kompostfibel


Kontakte:

Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V.
Von-der-Wettern Str. 25
D-51149 Köln-Gremberghoven
Telefon +49 (0) 22 03 / 358 37 – 0
Telefax +49 (0) 22 03 / 358 37 - 12
E-Mail: info@kompost.de
 
Fachverband Biogas e.V.
Angerbrunnenstrasse 12
85356 Freising
Telefon: +49 (0) 81 61 / 98 46 60
Telefax: +49 (0) 81 61 / 98 46 70
E-Mail: info@biogas.org
 
Witzenhausen-Institut
für Abfall, Umwelt und Energie GmbH 
Werner-Eisenberg-Weg 1
37213 Witzenhausen
Telefon: +49-(0)-5542-93 80-0 
Telefax: +49-(0)-5542-93 80-77
 
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)
OT Gülzow
Hofplatz 1
18276 Gülzow-Prüzen
Telefon: Zentrale 0 38 43/69 30-0
Bioenergieberatung 0 38 43/69 30-199
Fax: 0 38 43/69 30-1 02
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Redaktion: Ralf Menzel, Ling He

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Abbildung 1: uec Berlin
Abbildung 2: uec Berlin
Abbildung 3: Fachzeitschrift „Müll und Abfall“ 03/ 2013
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