Untersuchungen zum Stand der Mitverbrennung von Klaerschlamm, Hausmuell und Biomasse in Kohlekraftwerken Schlussbericht

Abstract

Die Mitverbrennung von Abfaellen in Kraftwerken bietet sich als eine zusaetzliche Option zur thermischen Behandlung bestimmter Abfallstoffe und damit zur Einhaltung der Vorgaben der TA-Siedlungsabfall an. In der vorliegenden Untersuchung ist der Wissensstand zur Mitverbrennung in Kohlekraftwerken fuer Klaerschlamm, Biomasse und ausgewaehlte Abfallstoffe zusammengefasst. Die Ergebnisse sollen eine umfangreiche Hilfe zur Beurteilung der Verfahren zur Verfuegung stellen, um so einen Beitrag zur Beseitigung von Unsicherheiten, sowohl bei Anlagenbetreibern als auch auf der Seite der Aufsichtsbehoerden, zu leisten. Ausserdem sollen mit Hilfe der erarbeiteten Erkenntnisse bestehende Wissensluecken, der notwendige Forschungs- und Entwicklungsbedarf und der Handlungsbedarf des Gesetzgebers aufgezeigt werden. Durch direkte Recherche bei Entsorgungsunternehmen, den Kraftwerksbetreibern und auch den Genehmigungs- und Aufsichtsbehoerden wurde die Literaturarbeit ergaenzt und ein umfassendes Bild der aktuellen Situation in Deutschland erarbeitet. Es werden die gesetzlichen Rahmenbedingungen der Mitverbrennung und Zusatzbrennstoffpotentiale aufgezeigt. Die verfahrenstechnische Verwirklichung der Mitverbrennung wird dargestellt, sowie Hemnisse bei der technischen Umsetzung, umweltrelevante Fragestellungen und das Mitverbrennungspotential der genannten Stoffe in bestehenden Kraftwerken untersucht. Der Kraftwerkssektor ist auf Grund der Liberalisierung des Strommarktes einem starken Wandel unterzogen. Der Kostendruck ist stark gestiegen und die Zeitraeume, in denen geplant werden kann, sind verkuerzt. Dies fuehrt einerseits wegen moeglicher Zuzahlungen zu einem erhoehten Interesse an der Mitverbrennung von Abfallstoffen. Andererseits sind hohe Investitionskosten, die bei der Umsetzung der Mitverbrennung unter bestehenden Umweltstandards anfallen koennen, aber auch ein Hemmnis. Hinzu kommt, dass auf Grund der Konkurrenzsituation der Erfahrungsaustausch zwischen den Kraftwerksbetreibern eingeschraenkt ist. Die Mitverbrennung in Kohlekraftwerken ist fuer Klaerschlamm Stand der Technik und an verschiedenen Standorten verwirklicht. Es ist zu erwarten, dass die Altholzmitverbrennung zukuenftig auf breiterer Ebene eingefuehrt wird. Fuer beide Zusatzbrennstoffe war ein Brennstoffmarkt vorhanden, oder er konnte sich auf vorhandenen Strukturen aufbauen. Bei der Verwirklichung der bestehenden Projekte wurden viele Erkenntnisse zur Bereitstellung der Zusatbrennstoffe und zu den Auswirkugen der Mitverbrennung auf Anlagenbetrieb gewonnen, die fuer die Einfuehrung weiterer Zusatzbrennstoffe in dem grossen Kraftwerspark Deutschlands genutzt werden koennen. Die gesammelten Erfahrungen zeigen aber auch auf, wo Verbesserungsmoeglichkeiten und weiterer Untersuchungsbedarf besteht (orig.)The co-combustion of wastes in power stations is an additional option for the thermal treatment of certain waste materials and thus for complying with the specifications of the German TA-Siedlungsabfall (technical directive on disposal of municipal solid waste). The present investigation compiles the status of knowledge about co-combustion of sewage sludge, biomass and selected waste materials in coal-fired power stations. The results are meant to provide extensive assistance to evaluate the processes and thus to contribute to sort out uncertainties, both on the part of power plant operators and of the authorities. Based on the information acquired, the report shall point out the gaps in knowledge, the further need for research and development and the need for action conerning the authorities. By enquiries at disposal enterprises, power station operators as well as authorities, the literature work was completed and a comprehensive view of the current situation in Germany elaborated. The report points out the legal conditions of co-combustion and supplementary fuel potentials, presents the process engineering of co-combustion, and examines the obstacles encountered during the technical conversion, the environmental questions, and the potential for co-combustion of the above materials in existing power stations. The electrical power sector is subject to strong changes due to the liberalisation of the energy market. The pressure on costs has increased and the periods available for planning are shorter. On the one hand, this arouses an increased interest in co-combustion of waste materials because of possible additional payments for the wastes. On the other hand, however, initiatives in this respect are counteracted by high investments costs necessary for the introduction of co-combustion with the existing high environmental standards. What is more, the competitive situation reduces the exchange of experience between the power station operators. Co-combustion of sewage sludge in coal-fired power stations is state of the art and carried out at various sites. It can be expected that co-combustion of waste wood will be introduced in the future on a wider scale. For both supplementary fuels, there was a fuel market already established, or it could build itself on available structures. The practice of these projects brought about ample experience with the supply of the supplementary fuels and the effects of co-combustion on system operation. The knowledge thus gained can be used when further supplementary fuels shall be introduced in the large power-station park of Germany. The facts and data compiled point out in addition where possibilities for improvement exists and which subjects require further investigation. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F00B1026+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung und Forschung (BMBF), Bonn (Germany)DEGerman