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Perspektiven der
Abfallwirtschaft 2017
Thomas Obermeier, Ehrenpräsident der DGAW e.V.
Abfallwirtschaft weltweit
Enormous Need Worldwide for Safe
Waste Management
Global population rises to 7.3bn in 2015, 9bn in 2050
Urban population: 3.3bn in 2008 (2030 estimate: about 5bn)
Waste arisings grow from 1.3-1.9bn tpy now to 2.6bn tpy in 2025
27 megacities in 2020
410 cities with more than 1 million inhabitants
Source: World Bank, Worldwatch Institute, Bundesregierung.de So
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Urbanisierung und Mega Cities
Qu
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Globales Bevölkerungswachstum in den nächsten 30 Jahren ausschließlich in Städten.
2025 werden rund 630 Mio. Menschen in 40 Mega Cities leben. 2050 lebt 70 Prozent der Menschheit in Städten.
30% der Bevölkerung in Entwicklungsländern leben in urbanen Regionen und produzieren 60% des Inlandsproduktes.
Did you know that
- today 54% of the world´s population resident in urban areas (UN 2014) generating 1.2 kg per person a day (Worldbank 2012) – both trends are dramatically increasing.
- waste is estimated to account for almost 5% of total global greenhouse gas emissions.
- methane from landfills represents 12% of total global methane emissions (EPA 2006).
About 5 million tonnes of waste per day were generated these days in urban areas - enough to fill a line of refuse trucks 4,000 kilometers long.
team orange, Kommunalunternehmen Lk Würzburg / abfallbild.de
The GDP-Waste Link
A 1% increase in GDP creates a 0.69% rise in MSW arisings.
In high-income countries, per-capita MSW generation increases
per Capita MSW (kg)
Fehlentwicklungen vermeiden
Rom
New York Paris
J K
L
Recycling Goes Hand in Hand with EfW
Municipal Waste Treatment in Europe 2014
44 – 64% recycling
35 - 54 % energy from waste
7 MS* landfill < 10 %
* Member states
Abfallwirtschaft EU und D
Germany´s waste management system
MSW
Bulky Waste
C&I Waste
Packaging Waste
MT / MBT
Sorting Plant
Waste Incineration
Plant
Co- Incineration
RDF(SRF)
Landfill
Recycling Raw Materials
Energy
Germany´s waste treatment landscape
101 waste incineration plants with energy recovery (RDF and MSW)
► 44 % Privately owned
► 39 % Municipality owned
► 17 % PPP
15 coal fired power plants and 33 cement kilns in which RDF is used to substitute fossil fuels
37 MBT plants with different setups
► 74% Municipality owned
► 16 % PPP
► 10 % Privately owned
Increasing MSW and C&I waste arisings Increasing EfW gate fees due to high demands Changing ownership structures Waste imports
More long-term contracts Shutdown of MBT capacities More ancillary services for
energy sector
Current market trends:
Abfallverbrennung - Exkurs
Energy Supply from EfW Plants in Europe
Basics about laws and permissions for emissions
17.BImSchV – continuous emission measurement
parameter daily average 30 minute average
dust 10 mg/Nm³ 20 mg/Nm³
organic as total carbon 10 mg/Nm³ 20 mg/Nm³
chlorid 10 mg/Nm³ 60 mg/Nm³
Sulfur oxide 50 mg/Nm³ 200 mg/Nm³
mercury 0,03 mg/Nm³ 0,05 mg/Nm³
carbon monoxide 50 mg/Nm³ 100 mg/Nm³
Nitrogen oxide 200 mg/Nm³ 400 mg/Nm³
ammonia 10 mg/Nm³ 15 mg/Nm³
secondary combustion temperature
> 850°C per > 2 seconds as 10 minute average
Flue Gas Cleaning
Types of flue gas cleaning (Rauchgasreinigung abgekürzt als „RGR“) in Germany :
1. Quasi-Dry flue gas cleaning (Quasitrocken RGR)
2. Dry flue gas cleaning (Trockene RGR)
3. Wet flue gas cleaning (Nasse RGR)
Boiler (Kesselhaus)
Flue gas cleaning (Rauchgasreinigung)
Wastewater treament (Abwasserbehandlung)
Examples of flue gas cleaning systems
Dry system
S C R - R e a k t o r
G e w e b e f i l t e r 1
R e a k t i o n s p r o d u k t
U m l e n k f l u g -
s t r o m r e a k t o r
E x t e r n e r
E c o n o m i z e r
G e w e b e f i l t e r 2
R e a k t i o n s p r o d u k t
B i c a r b o n a t
A m m o n i a k -
w a s s e r
H O K
K a l k h y d r a t
reaction product
reaction product
Examples of flue gas cleaning systems Wet system
boiler flue gas cleaning
Examples of flue gas cleaning systems Quasi-dry system
Rothensee
Primary Energy Consumption in Germany
Energy Consumption in Germany
Fuel Usage in CHP and District Heating
Plants in Germany
Potential for District Heating in Europe
• More than 6,000 district heating systems in Europe in 2010
• Providing 620 TWh/y for buildings and low- temperature demands of industry
• Furthermore 220 TWh/y from industrial CHP to industry
• Combined 840 TWh/y
Source: “Heat Roadmap 2”, Aalborg University Denmark, 2013
Potential for District Heating in Europe
• 482 EfW plants generated 88 TWh heat in Europe 20141,
corresponding to ~10% of the total heat delivered through district heating systems (840 TWh/y)2
.
• Studies suggest that the potential for using heat from waste is equivalent to 200 TWh per year by 20503
• Still opportunities for further development
• In countries with low heating demand, steam should be supplied for industrial purposes and for cooling networks
Source: 1 CEWEP, 2 “Heat Roadmap 2”, Aalborg University Denmark, 2013, 3 “Warmth from Waste”, CEWEP 2014
Abfallexporte - Importe
• Höchsten Anteil an den EBS-Importen nach Deutschland haben
– Großbritannien
(rd. 750 Tsd. t),
– Niederlande
(rd. 350 Tsd. t),
– Irland
(rd. 100 Tsd. t)
• Insgesamt 1,3 Mio. t
EBS-Importe nach Deutschland 2015 (1)
Quelle: „Grenzüberschreitende Verbringung von zustimmungspflichtigen Abfällen 2015-Import“,
Umweltbundesamt 2016, eigene Auswertung
• Im Zeitraum 2010-2015 Steigerung der Exportmengen aus UK und Irland
um das 4-fache (von <0,1 Mio. t auf 3,8 Mio.t)
• Höchste Importmengen Niederlande (stagnierend), Deutschland und
Schweden (jeweils steigend)
Entwicklung RDF-Export aus Großbritannien
• Trend setzt sich für UK in 2016 fort (höchste Monatsmengen 03/2016)
• Jedoch deutlicher Rückgang in den Monaten Mai und Juni 2016 unterhalb
der Exportmengen 2015
• In 2016 Rückgang der Exportunternehmen von 53 auf 43
Es wird eine Konsolidierung des RDF-Marktes erwartet.
Entwicklung RDF-Export aus Großbritannien
• Scenario 3a
• Scenario 3b
Scenario 3a: incineration in NL, Electricity/Heat, truck
Scenario 3b: incineration in NL, Electricity/Heat, ship
20 km
Dover Calais
5 km
550 km
556 km
41 km
Tilbury
155 km
Delfzijl
MRF
[Tons CO2-Eq]
Activities
Scenario 1
(landfill, UK)
Scenario 2
(Incineration, electricity,
UK)
Scenario 3a
(Incineration, electricity/heat,
NL, truck)
Scenario 3b
(Incineration, electricity/heat,
NL, ship)
Collection 6,195 6,195 7,744 7,744
MRF - - 3,251 3,251
Transport 1,090 2,181 15,680 6,450
Landfill 124,782 46 203 203
Incineration - 129,878 129,878 129,878
Electricitiy - -63,020 -54,897 -54,897
Heat - - -111,538 -111,538
Recycling - -7,546 -21,084 -21,084
Total 132,068 67,734 -30,763 -39,993
►Results are referred to 250,000 tons of MSW which are
fed into the treatment facilities after preparatory processing
procedures and transport.
[%]
Activities
Scenario 1
(landfill, UK)
Scenario 2
(Incineration, electricity,
UK)
Scenario 3a
(Incineration, electricity/heat,
NL, truck)
Scenario 3b
(Incineration, electricity/heat,
NL, ship)
Collection 5 4 5 5
MRF - - 2 2
Transport 1 2 10 4
Landfill 94 0 0 0
Incineration - 94 83 88
Electricitiy - -46 -35 -37
Heat - - -71 -76
Recycling - -5 -13 -14
Total 100 49 -20 -27
►Results are referred to 250,000 tons of MSW which are
fed into the treatment facilities after preparatory processing
procedures and transport.
132,068
67,734
-30,763-39,993
-200,000
-180,000
-160,000
-140,000
-120,000
-100,000
-80,000
-60,000
-40,000
-20,000
0
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
140,000
160,000
Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3a Scenario 3b
tons
CO
2-e
qui
vale
nt.
Landfill
MRF
Incineration
Transport
Collection
Recycling
Heat
Electricity
Total
Abfallexport unter Klimaschutzaspekten
Scenario 1: landfill in UK
Scenario 2: incineration in UK, electricity
• Scenario 1
• Scenario 2 20 km 100 km
50 km 20 km
Bioabfall - Exkurs
Menge getrennt erfasster Bioabfälle
stark regionale Unterschiede in den Sammelmengen
Potenzialanalyse erweiterter Bioabfallerfassung
• real-case Szenario:
– flächendeckende Verfügbarkeit der Biotonne
– zusätzliches Potenzial von 1 Mio. Megagramm Biogut
Anstieg auf 61 kg/E*a (aktuell: 51 kg/E*a)
• best-case Szenario:
– Nutzung der Biotonne in allen Haushalten (flächendeckende und verpflichtende
Einführung, d.h. Nutzungszwang)
– Verdopplung der aktuell gesammelten Menge auf ca. 8 Mio. Megagramm Biogut
Anstieg auf 102 kg/E*a
unwahrscheinlich, da anzunehmen ist, dass es auch in Zukunft
Ausnahmeregelungen geben wird
Welche Beiträge leisten die Verwertungsmethoden
zum Klima- und Ressourcenschutz?
Klimabilanz der verschiedene Behandlungsmethoden von Bioabfall
Wiegel 2011
Vergärung von getrennt gesammelten Bioabfällen muss sehr hochwertig ausgeführt
werden, um mit der Müllverbrennung standzuhalten
sowohl Vergärung als auch Müllverbrennungsanlagen sind im Bezug auf die
Klimabilanz relativ ähnlich und befinden sich auf demselben CO2Äq./Mg Niveau
Kompostierung ist aus klimaökologischer Sicht klar abgeschlagen, obwohl alle
Vorteilswerte der Kompostanwendung in die THG-Bewertung eingeflossen
Vorteil der stofflichen Verwertung gegenüber der Verbrennung ist die
Rückgewinnung von Phosphat, jedoch sind die Kosten für recyceltes Phosphat aus
getrennt erfasster Biosammlung fast 30-Mal so hoch wie der aktuelle Marktpreis
Fazit Bioabfallbehandlung
Fazit Biotonne
• Sammelmengen über die Biotonne fallen regional sehr unterschiedlich aus
• durch flächendeckende Verfügbarkeit der Biotonne könnte die gesammelte Menge
von 51 kg/E*a auf 61 kg/E*a ansteigen
• Vergärung und Verbrennung erreichen ähnliche Werte in der Ökobilanz, das heißt die
getrennte Bioabfallerfassung leistet keinen beispielslosen Beitrag zum Klima- und
Ressourcenschutz
• Vorteil der stofflichen Verwertung besteht in der Gewinnung von wichtigen Stoffen,
wie z.B. Phosphat
Recyclingquoten - Exkurs
Legislativer Rahmen
• Europe Directive 2008/98/EC on waste (Waste Framework Directive) by 2020 recycling target minimum of 50% by weight for at least paper, metal, plastic and glass
• Germany Kreislaufwirtschaftsgesetz (Law on Life-Cycle Management) of 24th February 2012 by 2020 recycling target minimum of 65% by weight of total municipal waste (MSW)
Derzeit zugelassene Quotenermittlung
• Directive 2008/98/EC on waste allows 4 methods for calulating the recycling rates1
1 Commission decision: „Establishing rules and calculation methods for verifying compliance with the targets set
in Article 11 (2) of Directive 2008/98/EC“, 18.11.2011, 2011/753/EU
Germany´s
Law on Life
cycle
management:
Method 4
Statistisches Zahlenspiel RQ
• Calculation of recycling rate with input in recycling plants (R2-R13 operations)
• Recycling Rate 64% (31.6 million t) in 2013, recycling target nearly fulfilled
R2-R13-operations:
Material Recovery
Facilities (MRF),
Disassembling facilities,
Shredder plants,
Composting and
anaerobic digestion
plants,
Mechanical Biological
Treatment plants (MBT)
Kreislaufwirtschaftspaket der EU in Abstimmung
New Calculation Method for recycling targets1
• Only the input in a „final recycling process“ is counted
• The output of any sorting operation can be counted as recycled when it is send to a final recyling process and when the waste streams for disposal or incineration remain below 10%.
• Metals from bottom ash of incinerators when entering a final recycling process will be counted as recycling when they fulfill certain quality criteria.2
1 Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council amending Directive 2008/98/EG on
waste, 02.12.2015
Article 11a. Rules on the calculation of the attainment of the targets laid down in Article 11
Definition in 17a. "final recycling process" means the recycling process which begins when no further mechanical
sorting operation is needed and waste materials enter a production process and are effectively reprocessed
into products, materials or substances
2 Article 11a, 6.
Calculating with input waste streams overestimates recycling (64%)
Einfluss auf Recyclingquote
Calculating with
output waste
streams only a
recycling rate
of 44-48%
can be reached.
Zusammenfassung
EU Cicurlar economy package
• 2025 Recycling target 60% of total municipal waste amount,
• 2030 Recycling target 65% of total municipal waste amount
• With the new calculation method Germany faces major challenges to reach the new targets.
• Representatives from Sweden and Austria came to the same conclusions1.
1 Energy from waste meeting, 24-25 February Royal College of Surgeons, Lincoln‘s Inn Field, London
Gewerbeabfallverordnung bisher – lame duck
• C&I waste*, commitment for separate collection of recycables
* amendment of Commercial waste regulation
Source: UBA-Texte 18/2016; calculation of 2012 and 2013 TOMM+C from Destatis
Neue Gewerbeabfallverordnung – Richtiger Schritt
• If recycling fulfills the expectations thermal treatment of C&I waste will be reduced from 5.6 million t in 2013 to 2.1 million tonnes in 2021
• Reduction of 3.5 million t/a
Strategisches Recycling - Exkurs
Quelle: Achzet B., Reller A., Zepf V., 2011
Welche Rohstoffe werden benötigt?
Rohstoffbedarf Mangelressourcen
• Maschinenbau
• Fahrzeugbau
• Metallindustrie
• Chemische Industrie
• Elektrotechnik
• Elektronik
• Optik
• Baustoffe
• Landwirtschaft
• Gebrauchsmetalle
• Industrieminerale
• Rohstoffe für
Zukunftstechnologie
• Pflanzendünger
Einige Mangelressourcen
Antimon Beryllium
Niob Fluorit
Tantal Graphit
Platinmetalle Lithium
Silber Magnesium
Selen Molybdän
Indium Zirkon
Germanium Erdgas
Gallium Phosphor
Tellur Erdöl
Seltene Erden Titan
Wolfram Zinn
Baryt
Reichweite von anorganischen Rohstoffen (Auswahl)
derzeit bekannte Reserven/Jahresförderung (weltweit):
Jahre
Beispiel: Bedarf an Technologiemetallen (weltweit)
Quelle: BGR, Fraunhofer ISI; IZT; Kingsnorth 2009; Lynas Corp. 2012
Importabhängigkeit und Selbstversorgungsgrad
Deutschlands
Quelle: BGR-Länderstudie
Möglichkeiten und Zukunftsstrategien
Substitution
Im Rahmen der Substitution ersetzt ein Rohstoff bzw. Werkstoff mit
vergleichbaren Eigenschaften einen knappen Rohstoff.
Ziele:
nachwachsende oder kostengünstigere Rohstoffe mit einer längeren Reichweite können knappe nicht-erneuerbare Rohstoffe substituieren
langfristige Flexibilisierung des Materialeinsatzes in den Verarbeitungsstufen der Wertschöpfungskette
Substitutionspotenzial ausgewählter Rohstoffe
Quelle: BGR 2005
Beispiele für Substitution
• Verwendung von Aluminium anstelle von Kupfer und Stahl:
- zunehmende Verwendung von Aluminium an Stelle von Kupfer in
Stromleitungen
- vermehrte Verwendung von Leichtmetall als Ersatzmaterial für Stahl in der
Automobilindustrie
• Austausch von Kupferkabel durch Glasfaserkabel im
Telekommunikationsbereich
Beispiel: Recycling von Technologiemetallen
• steigende Nachfrage an Technologiemetallen und Seltenen Erden
(Einsatz erfolgt vor allem in der Elektronik)
• Probleme beim Recycling:
– Sondermetalle sind meist nur im Spurenbereich enthalten
– hoher Export relevanter Altprodukte (WEEE, Autos)
– vorherrschendes Massenstromrecycling ist ungeeignet für
„Spurenelemente“
Beispiel: Rohstoffgehalt von 85 Mio. Althandys
Beispiel: integrierte Metallhütte von Umicore
• Rückgewinnung von (Edel)metallen aus komplexen Materialien
• Input: Katalysatoren, Leiterplatten, Lithium-Ionen-Batterien und weitere
edelmetallhaltigen Materialien
• Wert der Edelmetalle (& Cu) ermöglicht auch Gewinnung von
Sondermetallen
Gewinnung von Au, Ag, Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, Cu, Pb, Ni, Sn, Bi, Se, Te,
Sb, As, In, CO, Ga
Urban Mining – Stadt als Rohstofflager
Quelle: Urban Mining e.V.
Voraussetzungen für eine erhöhte quantitative
Rückführung von Stoffen in den Wertstoffkreislauf:
• verschärfte Abfallgesetzgebung (z.B. bezüglich Recyclingraten)
• Deponieverbote
• ökonomische Instrumente und Anreize zur Verwendung von
Sekundärrohstoffen
• ökonomische Anreize zur Abfallvermeidung
• Stärkung der Produktverantwortung
• geregelte Stoffströme: Recyclingtechnik muss der Entwicklungshilfe zur
Verfügung gestellt werden + Rückführung von Rohstoffen in die
Industrieländer
Quelle: EUWID, 29.09.2009 – „Europäischer Sekundärrohstoffatlas 2006“ von Prognos
Voraussetzungen für ein qualitativ verbessertes
Rohstoffrecycling:
Auf- und Ausbau von Getrenntsammelsystemen
Errichtung von Zwischenlagern für verwertbare Elemente
Schaffung von Rückgewinnungszentren dort, wo Produkt (Stoff) zum
Abfall wird
Ökobilanzen: bisher nicht berücksichtigte Kriterien, z.B.
volkswirtschaftliche Kosten, müssen zum Recycling in Überlegungen mit
einbezogen werden
Ziel: von der Abfall- zur Rohstoffgesetzgebung
Veränderungen im Produktdesign
verwertbare Elemente in z.B. Elektrogeräten so platzieren, dass
sie gut recycelt werden können
Herausforderung an Technik und Produktentwicklung:
verwertbare Elemente so einbauen, dass einfacher auf sie
zugegriffen werden kann, um sie für das Recycling zu
gewinnen (z.B. Entnahme von Leiterplatten aus PKWs mit
nur einem Handgriff)
Produzenten über Kostenanreize dazu bringen, recyceltes
oder gut recycelbares Material zu verwenden
Nachhaltiges Agieren erfordert eine enge Zusammenarbeit unterschiedlicher
Akteure:
• Wissenschaft und Forschung, für die Entwicklung neuer Verfahren und
Effizienzsteigerung
• Entsorgungsunternehmer, für die Einsammlung und Bereitstellung der
Abfallprodukte
• Anlagenbauer und - betreiber, für das Umsetzen neuer Recyclingverfahren
• politischen Institutionen und Verwaltung, für das Schaffen rechtlicher
Rahmenbedingungen
• Berater, Anwälte und Interessenvertreter
Fazit: Rohstoffrecycling in der Zukunft
Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft e.V. –
die Plattform für Produktverantwortung und Ressourcenschonung
• gemeinnütziger Verein, seit 1990 aktiv
• Zielsetzung – Ökologische Weiterentwicklung der Abfallwirtschaft
• freier, Interessen-ungebundener Dialog
• rund 440 Mitglieder
DGAW-Mitglieder
private und kommunale Entsorger (z. B. BSR; Nehlsen; Veolia, Fehr; Remondis; MUEG; DKR)
Politik, Verwaltung (z. B. Bürgermeister Hoyerswerda; Staatsministerium Dresden; Regierungspräsidium Wiesbaden)
Wissenschaft und Forschung (z. B. Fraunhofer-Institut UMSICHT; Uni Rostock)
Anlagen- und Maschinenbauer (z. B. FAUN; Baumgarte; Eisenmann)
Anlagenbetreiber (MVA Bonn; Avea; EEW; Vattenfall; STORK)
weitere Unternehmen (MERCK KGaA; Strabag)
Rechtsanwaltskanzleien, Ingenieure, Berater, Verbände, Interessenvertreter
gegenseitige Mitgliedschaft mit z.B. BDE; bvse; VKS im VKU
Wir öffnen Türen in die Zukunft
Nieritzweg 23, 14165 Berlin
Tel.: 030 – 84 59 14 77
Fax: 030 – 84 59 14 79
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