Abfall- undEnergiewirtschaft

Andrea Versteyl

Karl J. Thomé-Kozmiensky

Politik

Wirtschaft

Recht

Planung

Band 2 herausgegeben von

Texte zur

3

Vorwort

Andrea Versteyl

Karl J. Thomé-Kozmiensky

Texte zur

Abfall- und Energiewirtschaft

Politik

Wirtschaft

Recht

Planung

Band 2 herausgegeben von

Vorwort

4

Die Deutsche Bibliothek – CIP-Einheitsaufnahme

Texte zur Abfall- und Energiewirtschaft – Politik, Wirtschaft, Recht, Planung – Band 2 Andrea Versteyl, Karl J. Thomé-Kozmiensky. – Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2006 ISBN 3-935317-25-5

ISBN 3-935317-25-5 TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky

Copyright: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky

Alle Rechte vorbehalten

Verlag: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky • Neuruppin 2006 Redaktion und Lektorat: Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky und Dipl.-Ing. Stephanie Thiel Erfassung und Layout: Petra Dittmann, Martina Ringgenberg und Kerstin Rosendräger Druck: Mediengruppe Universal Grafische Betriebe Manz und Mühlthaler GmbH, München

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmun-gen des Urheberrechtsgesetzes.

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen.

Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien, z.B. DIN, VDI, VDE, VGB Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewähr für Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität übernehmen. Es empfiehlt sich, gegebe-nenfalls für die eigenen Arbeiten die vollständigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils gültigen Fassung hinzuzuziehen.

5

Vorwort

Die im März dieses Jahres begonnene Buchreihe Texte zur Abfallwirtschaft haben wir in Erkenntnis, dass das im Restabfall enthaltene Potential optimal genutzt werden soll, um den Begriff Energiewirtschaft erweitert.

Die Abfallwirtschaft kann zwar mit einem bis etwa zwei Prozent nur einen be-scheidenen, jedoch nicht zu vernachlässigenden Beitrag zur Energieversorgung in Deutschland leisten. Heute dient die Abfallwirtschaft nicht nur der sicheren und hygienischen Abfallentsorgung, vielmehr nimmt sie eine Stellung zwischen Ent- und Versorgung ein. Dies wird auch mit der Vervollständigung des Titels dieser Buchreihe und den Beiträgen in diesem Buch dokumentiert.

In Anbetracht der steigenden Preise für Strom und Wärme haben sich nicht nur die Aufgaben der Betreiber konventioneller Abfallverbrennungsanlagen verän-dert, die verstärkt an der Verbesserung der Energieeffizienz und Verfügbarkeit ihrer Anlagen arbeiten. Auch das Potential der als Ersatzbrennstoffe nutzbaren Abfälle hat sich – unter anderem durch die Inbetriebnahme von fast sechzig mechanisch-biologischen Abfallbehandlungsanlagen – vergrößert. Energiein-tensive Unternehmen gehen zunehmend dazu über, ersatzbrennstoffbefeuerte Industriekraftwerke von Energieversorgungsunternehmen bauen und betreiben zu lassen. Einige Industrieunternehmen nehmen diese Aufgabe auch selbst in die Hand.

Zwar entspricht die prinzipielle Konzeption von Ersatzbrennstoffverbrennungs-anlagen derjenigen von Restabfallverbrennungsanlagen, so dass auf langjährige Erfahrungen zurückgegriffen werden kann. Dennoch stellt die Realisierung von mit Ersatzbrennstoffen befeuerten Industriekraftwerken eine neue Herausfor-derung nicht nur für den Anlagenbau, sondern auch für die an der Planung und Genehmigung beteiligten Institutionen dar.

Die Planungskompetenz der einschlägigen Unternehmen für Abfallverbren-nungsanlagen ist allgemein anerkannt. Bei der Planung und Genehmigung von Kraftwerken auf Ersatzbrennstoffbasis wurden in einigen Fällen Defizite offen-sichtlich. Der Vermeidung von Fehlentwicklungen dienen die den Schwerpunkt dieses Buchs darstellenden Beiträge.

Hier berichten erfahrene Planer, Anwälte, Ingenieure und Anlagenbetreiber über als unverzichtbar erkannte Planungsaspekte. Daher wendet sich dieses Buch auch an diejenigen, für die die energetische Nutzung von aus Abfällen gewonnenen Ersatzbrennstoffen eine neue Herausforderung ist.

November 2006

Dr. Andrea Versteyl Professor Dr. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky

I

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

III

Inhaltsverzeichnis

Energie- und Abfallwirtschaft

Beitrag der Abfallwirtschaft zur Energieversorgung der Bundesrepublik Deutschland

Helge Wendenburg ............................................................................................ 3

Erzeugung von Strom und Wärme aus Abfall – Sicht eines Energieversorgungsunternehmens –

Roland Scharf .................................................................................................. 13

Brauchen energieintensive Unternehmen eigene Kraftwerke?

Ulf Gehrckens .................................................................................................. 31

Die Befreiung aus der Energiekostenfalle – Das Virtuelle Industriekraftwerk low emission der GWE –

Karl-Ekkehard Sester ...................................................................................... 43

Rahmenbedingungen für die energetische Nutzung von Ersatzbrennstoffen in Europa und deren Auswirkung auf die Anlagenkonzeption

Johannes J. E. Martin ...................................................................................... 51

Planung von Kraftwerken auf Ersatzbrennstoffbasis

Was ist bei der Planung von Ersatzbrennstoffkraftwerken zu beachten?

Hendrik Seeger und Nils Oldhafer ................................................................... 67

Planung von Kraftwerken auf der Basis von Ersatzbrennstoffen und Biomasse

Werner Schumacher, Matthias Bette und Margit Löschau .............................. 81

Inhaltsverzeichnis

IV

Gut geplant ist halb gebaut Wie können thermische Abfallverwertungsprojekte miteinander verglichen werden?

Thomas Grommes, Frank Schumacher und Jürgen Stadtmüller .................... 89

Kann die Ersatzbrennstoffverwertung die Kriterien für eine gesicherte Strom- und Dampferzeugung erfüllen?

Walter Westphal ............................................................................................ 101

Planungsrechtliche Grundlagen für Ersatzbrennstoffkraftwerke

Andrea Versteyl ............................................................................................. 115

Immissionsprognose für Kraftwerke und Umgang mit Vorbelastungen

Norbert Suritsch ............................................................................................ 123

Was kann man aus der Planung von Biomassekraftwerken für die Ersatzbrennstoffverwertung lernen?

Udo Seiler .................................................................................................... 133

Ausschreibung und Vergabe von Energiecontracting bei Industrieunternehmen

Manfred Schubert .......................................................................................... 145

Projektsteuerung für die Realisierung von Industriekraftwerken auf der Basis von Ersatzbrennstoffen

Hans-Dieter Huber ........................................................................................ 155

Beschaffung von Ersatzbrennstoffen und vertragliche Bindung

Michael Zahlten ............................................................................................. 167

Umsetzung der Abfallablagerungsverordnung in Niedersachsen unter besonderer Berücksichtigung der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung

Gunther Weyer .............................................................................................. 181

V

Inhaltsverzeichnis

Dank .................................................................................................... 195

Autorenverzeichnis ............................................................................ 199

Inserentenverzeichnis .................................................................... 207

Schlagwortverzeichnis .................................................................... 213

211

Schlagwortverzeichnis

Schlagwortverzeichnis

213

Schlagwortverzeichnis

A

Abdampfdruck 25

Abfall-ablagerungsverordnung

Anpassung 190Umsetzung in Niedersachsen 181

-rahmenrichtlinieÄnderung 115Auswirkungen der Novellierung 119

-verbrennungenergetisches Potential in Deutschland, Europa und der OECD 16

-verbrennungsanlagenspezifische Investitionskosten 18Verwerterstatus 115

-wirtschaftBeitrag zur Stromerzeugung 5, 9

Abgas-reinigungsverfahren 126-temperatur 127-verluste 20

Senkung 23-wiederaufheizung

regenerative 26

Abgrenzung von Verwertung und Beseitigung 120

Abwärmenutzung 26, 46

Akquisition

von Ersatzbrennstoffen 171

Altholz 7, 139, 149

Preisentwicklung 2002 bis 2006 150

Aluminium-industrie 33-schmelzen

Schließung in Hamburg und Stade 34

Anlagenbau 93

Auftragsschweißungen 73

Ausbreitungsklassen-statistiken 129-zeitreihen 129

AusschreibungEnergiecontracting 145

Ausschreibung, europaweiteder Entsorgung heizwertreicher Fraktion

keine Angebote vor 2008! 191

Ausschreibungsunterlagen 127

BBagatellmassenströme 124

Bau- und Raumordnungsgesetz 116

Baugesetzbuch 116

Beschaffungvon Ersatzbrennstoffen 168

Besicherung 112

Bio-abfälle 8-gas 8-gasanlagen 8-masse 7, 83, 133, 149

im Sinne des EEG 84Markt 82

-masse(heiz)kraftwerke 83Anzahl und Leistung 149

-masseverordnung 84

BKB Aktiengesellschaft 13

Brände 186

Brandereignissein niedersächsischen Zwischenlagern 186

Brennstoffwärme 16

Bundesnetzagentur 33

Bunkerkonzeption 77

CCDR 54

CO2-Emissionenspezifische 45

CO2-Lizenzen 84Einpreisung 32

CO2-Vermeidung 23

combustibile derivato da rifiuti 54

ContractingmodellePreisrisiko 150

Contractingpartner 151

Contracting oder Eigeninvestment? 145

DDampfparameter 107

Erhöhung 26

Demonstrationsanlagen (MBA)niedersächsische 183

Deponiegasverstromung 9

Depositionvon Schwermetallen 125

DOC 190

Durchleitungsentgelte 33

214

Schlagwortverzeichnis

EE.ON 13

Ecoparc-Anlagen 54

Effizienzpotentialder Abfallverbrennung 23

Einpreisung der CO2-Zertifikate 32

Emissions-faktor 85-handel 84-zertifikate 84-zertifikatspreis 85

EndüberhitzerAnordnung im Abgasstrom 73Anordnung im Fließbettkühler 73

Energiebilanzvon Abfallkraftwerken

Ansatzpunkte zur Optimierung 24mit Wärmenutzung 21ohne Wärmenutzung 20

EnergiecontractingAusschreibung und Vergabe 145bei Industrieunternehmen 145

Energieeffizienz 23, 115, 120

EnergieeinsparungBeitrag der stofflichen

Abfallverwertung 5

Energieerzeugungaus Abfall 14

EnergieerzeugungsanlagenEigeninvestment oder Contracting? 145

Energiepreisrelationen 103

EnergieversorgungBeitrag der Abfallwirtschaft 3dezentrale 43Dezentralisierung 103Indizien für eine lohnende

Umstellung 147Zentralisierung 103

Energieversorgungsunternehmen 13

Entnahme-Kondensationsturbine 110

Entsorgungssicherheit 96

EnVABremen-Hafen 90Gersthofen 169Großräschen 168Infraserv/Höchst 168Korbach 169Peute (Hamburg/NA) 37, 158, 169Pozzilli 61

Erdgas 102

Erneuerbare-Energien-Gesetz 83, 135

erneuerbare Energien 102

Ersatzbrennstoffe

Akquisition 171Aufkommen 168Ausschreibung der Entsorgung (EU-weit)

keine Angebote vor 2008! 191Beschaffung 167

Zeitbedarf 174Einsatz in europäischen Ländern 52Marktsituation 82, 140Projekte zur energetischen

Verwertung 167Spezifikationen 70stoffliche Zusammensetzung 69vertragliche Bindung 167, 174Verwertungskapazität 168Zuzahlungen 108, 137

Ist 2006 148Abschätzung für 2010 bis 2012 148

Ersatzbrennstoffkraftwerke 37, 123, 146

konkrete Anlagen: siehe EnVAAnlagen- und Verfahrenstechnik 72, 170

komplexere als MVA 107Beitrag zur Energieversorgung 104Besicherung 112Brennstoffannahme und -lagerung 76Bunkerkonzeption 77Contracting oder Eigeninvestment 145einlinige oder mehrlinige Ausführung 109Einzugsgebiet 169Ersatzbrennstofflieferanten 171Ersatzbrennstoffqualität 86, 170

Rostqualität 170Wirbelschichtqualität 170

gesicherte Strom- und Dampferzeugung 106

in Betrieb, Bau oder Planung 105, 148, 167Infrastruktur 85Integration in einen

Kraftwerksstandort 93Konzeption 68Lieferantenportfolio 170mit Rostfeuerung 72mit zirkulierender

Wirbelschichtfeuerung 72Planung 67, 81planungsrechtliche Grundlagen 115Projektsicherung 170Projektsteuerung 157sinnvolle Anzahl

der Verbrennungslinien 110Standort 70, 85Stromeinspeisung ins Netz 108Verfügbarkeit 111

Ersatzbrennstoffkraftwerks-ProjekteEntscheidungskriterien für Kunden 89

externe Überhitzung 25

215

Schlagwortverzeichnis

F

Fachplanungsprivilegdes § 38 Baugesetzbuch 115

Fachplanungsverfahrenvon überörtlicher Bedeutung 116

Fernwärme 104

Feuerungsverluste 20

Fließbettkühler 74

G

Geländeunebenheiten 129

Genehmigungsverfahren 123

Gesamtenergienutzungsgrad 21bei unterschiedlichen

Dampfparametern 27in Abhängigkeit von der

Wärmeauskopplung 27

Gesellschaft für wirtschaftliche Energieversorgung mbH 43

gesicherte Leistung 106

Gewerbeabfälle 89

GrundstoffindustrieAbwanderung aus Deutschland 33

Investitionskosten, spezifischevon Abfallverbrennungsanlagen 18

H

Hamburg 37

Holz(heiz)kraftwerke 7

Horizontal-Rost 56

I

Immissionsprognose 123

Industriekraftwerke 94, 155auf Basis von Ersatzbrennstoffen 147auf Kohlebasis

Renaissance 153Contracting oder Eigeninvestment? 145

Industrierestholz 149

INTREX-Fließbettkühler 74

irrelevante Zusatzbelastung 124

Irrelevanzkriterium 125

Italien 53

K

KesselwirkungsgradOptimierung 23

Kfz-Verkehr 124

Klärgasverstromung 9

Klimaschutz 22

Kohlekraftwerke 22

Kondensationsdrucknach der Turbine 25

Kondensatorwassergekühlter 25

KPP Kraftwerk Peute Projektmanagement GmbH und Co. KG 39, 158

Kraft-Wärme-Kopplung 43

KraftwerkHafen 94Peute 37, 158, 169

KraftwerkeLeistungsgang verschiedener Typen 17Mitverbrennung 22

Kraftwerkskapazitäten 103

Kupfer 34-produktion 37

KVA St. Gallen 57

L

Lagrange-Partikelmodell 125

Länderausschuss für Immissionsschutz 126

Langzeitlager 186

Last-bereich 75-stabilität 75

Leistunggesicherte 106

Leistungsgangverschiedener Kraftwerkstypen 17

Luft-kondensator 25-schadstoffe 123-überschuss 23, 74-vorwärmung

zweistufige 25

M

Martin GmbH für Umwelt- und Energietechnik 58

216

Schlagwortverzeichnis

MBADeiderode/Göttingen 189Osnabrück 189Südniedersachsen 188Wiefels 189

MBA-Anlagen

in Niedersachsen 187-Sortierreste

Preissteigerungen 106

mechanisch-biologische Abfallbehandlungin Niedersachsen 181

meteorologische Randbedingungen 129

Mittelkalorik-Kraftwerk (MKK) 89

Mittelkalorikkraftwerke siehe Ersatzbrennstoffkraftwerke

Mittelstromfeuerung 59

Mitverbrennung 22in Kohlekraftwerken 22

Monoverbrennungsanlagen siehe Ersatzbrennstoffkraftwerke

MVASt. Gallen 57

NNationaler Allokationsplan (NAP II) 45

NawaRo-Bonus 149

Netznutzungsentgelte 32

Niedersachsen 181MBA-Anlagen 187regionale Verteilung der Restabfallbe-

handlungsverfahren 183Zwischenlager 185

Niedersächsisches UmweltministeriumErlass zur Zwischenlagerung

heizwertreicher Abfälle 187

Norddeutsche Affinerie AG 31, 158

Ooff-balance-Contractingmodell 152

PPlanfeststellungsverfahren 116

Planungvon Ersatzbrennstoffkraftwerken 67, 81

PM-10 124

Pöyry Energy GmbH 81

Projektsteuerung 155bei Ersatzbrennstoffkraftwerken 157Leistungen 155Qualitätsmanagement 156

Public Private Partnership 39

QQualitätssicherung 77

Quecksilber 127

RRechtssicherheit 128

Recycling 5

Regelenergie 33-zonen 33

Ressourcennutzungeffiziente 5

Restabfallentsorgungin den Niederlanden 55in Deutschland 52in Italien 53in Niedersachsen 183in Spanien 54

Rost-abwärme 25-asche

teilweise Rückführung 57-bedeckung 61-feuerung 72-stabtemperaturen 57-technologie

Vor- und Nachteile 56

Rückschub-Rost 56für hochkalorische Ersatzbrennstoffe 59für aschearme Brennstoffe 60

SSchornsteinhöhe 126

Schornsteinmindesthöhe 125

Schwachholz 149

Schwebstaub 124

Schweinezyklus 150

Schwermetalldepositionen 126

SNCR-Technik 128

Sonderfallprüfung 125

Sonne ✷nächtliche Nichtverfügbarkeit 18

217

Schlagwortverzeichnis

Sortierreste 89

Spanien 54

Sperrmüll 8

SRH Beteiligungsgesellschaft mbH 158

Stadtreinigung Hamburg 38, 158

Stickstoffdioxid (NO2) 124

Strahlungsverluste 20

StromerzeugungBedeutung der Abfallverbrennung 15Beitrag der Abfallwirtschaft 5, 9durch Deponie- und Klärgas 9Energieträgereinsatz 102in Abfallverbrennungsanlagen 6Kosten 18, 31Kostenverteilung verschiedener

Erzeugungsarten 19Nutzung von Biomasse 7Oligopol 35verschiedener Primärenergieträger

typische Tagesganglinien 17

Strommarkt Deutschland 44Aufteilung in Lieferzonen 34

Strompreise 32Entwicklung an der Leipziger Energiebörse

EEX 31industrielle, in den EU-Ländern 34

Stromvergütungnach EEG 84, 136

swb Entsorgung GmbH 92

swb Erzeugung GmbH & Co. KG 90

TTA Luft 123

thermodynamischer Wirkungsgrad 21

Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz 84

UÜberhitzer 73

Überhitzungexterne 25

umwelttechnik & ingenieure GmbH 146

VVerfügbarkeit 96, 111

Vergütungfür Strom aus Biomasse nach EEG 84, 136

Verhältnismäßigkeitsgebot 126

Verwerterstatus 97von Abfallverbrennungsanlagen 115

Verwertungstoffliche 5

Verwertung und BeseitigungKriterien für die Abgrenzung 118

virtuelles Kraftwerk low emission 43

Vorbelastung 123

Vorbelastungsmessungen 123, 127

WWaldholz 149

Wärme-erzeugung

Beitrag der Abfallwirtschaft 9-nutzung 21, 26

wassergekühlter Kondensator 25

Windfeldmodelldiagnostisches 125prognostisches 125

Wirbelschichtzirkulierende 72

Brennstoffeintragssystem 75-technologie

Vor- und Nachteile 56

Wirkungsgradelektrischer 97, 107thermodynamischer 21bei unterschiedlichen

Dampfparametern 27in Abhängigkeit von der

Wärmeauskopplung 27der Stromerzeugung

aus den verschiedenen Primärenergieträgern 19

Zzirkulierende Wirbelschichtfeuerung

Brennstoffeintragssystem 75

Zusatzbelastung 123irrelevante 124

Zuzahlungfür Ersatzbrennstoff 108, 137, 148

Zwischenlagerin Niedersachsen 185Salzgitter-Diebesstieg 186

Zwischenlagerungheizwertreicher Abfälle

Erlass des Niedersächsischen Umweltministeriums 187

in folienumwickelten Ballen 187

Zwischenüberhitzung 25