Symbolbild zum Thema Klärschlamm Mitverbrennung in Braun- und Steinkohlekraftwerken

Die in den Kohlekraftwerken mitverbrannte Klärschlammmenge ist in Deutschland in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen (Quelle: Adobe Stock)

Der größte Teil der thermisch verwerteten Klärschlämme wird derzeit als Sekundärbrennstoff in Braun- und Steinkohlekraftwerken mitverbrannt. Dieser Entsorgungspfad wird zukünftig jedoch einerseits in Folge der Novellierung der Klärschlammverordnung und andererseits durch den Ausstieg Deutschlands aus der Kohleverstromung eingeschränkt.

Derzeitige Verwertungsstrukturen in Deutschland

In über 9.600 kommunalen Kläranlagen fallen in Deutschland jährlich ca. 1,7 Mio. t Klärschlamm Trockensubstanz (TS) an [1]. Die Entwicklung der Entsorgungsstrukturen von 1991 bis 2018 ist in (Abb. 1) dargestellt. Der Anteil der thermisch verwerteten (verbrannten) Klärschlämme ist in dieser Zeit deutlich angestiegen. In 2018 wurden bereits ca. 75 % der in Deutschland anfallenden Klärschlämme thermisch verwertet [1]. Entsprechend ist der Anteil der landwirtschaftlich und im Landschaftsbau genutzten Klärschlämme immer weiter zurückgegangen. Die Deponierung von Klärschlamm ist in Deutschland bereits seit 2005, durch das Verbot zur Ablagerung unbehandelter Abfälle mit organischen Anteilen, vollständig untersagt.

Der in der Vergangenheit hohe landwirtschaftliche Entsorgungsanteil ist durch die im Klärschlamm enthaltenen Nährstoffe, insbesondere Phosphor, und die günstigen Entsorgungskosten begründet. Durch den zunehmenden öffentlichen und politischen Fokus auf Boden-, Pflanzen- und Umweltschutz steht die direkte Nutzung in der Landwirtschaft jedoch in der Kritik und wurde daher durch gesetzliche Änderungen für die Zukunft eingeschränkt. Dies ist durch das Risiko einer möglichen Freisetzung von Schadstoffen in die Umwelt begründet. Zwar ist der Anteil der im Klärschlamm enthaltenen Schwermetalle in den letzten Jahren konstant geblieben oder sogar rückläufig, allerdings steigt die Anzahl anderer gefährlicher Substanzen immer weiter an [2]. Dazu gehören insbesondere organische Schadstoffe wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Dioxine und Furane (PCDD/F), polychlorierte Biphenyle (PCB), Reinigungsmittel- und Arzneimittelrückstände, Körperpflegeprodukte, endokrine Disruptoren, synthetische Steroide und Krankheitserreger [2]. Die thermische Klärschlammbehandlung ermöglicht die vollständige Oxidation und damit die Zerstörung dieser organischen Schadstoffe.

Die Verfahren zur thermischen Klärschlammbehandlung lassen sich in Mono- und Mitverbrennungsverfahren sowie in alternative Prozesse wie Pyrolyse, Vergasung und metallurgische Verfahren einteilen. In Abb. 2 ist die Verteilung der thermisch behandelten Klärschlämme auf die Mono- und Mitverbrennung in Deutschland für die Jahre 2015 bis 2018 dargestellt. In dieser Zeit ist die in der Mitverbrennung behandelte Klärschlammmenge von ca. 450.000 tTS auf ca. 760.000 tTS pro Jahr gestiegen [1]. Die in der Monoverbrennung behandelte Menge ist im gleichen Zeitraum von ca. 430.000 tTS auf 500.000 tTS gestiegen [1]. Die alternativen Verfahren machen mit einer verfügbaren Kapazität von ca. 12.500 tTS jährlich nur einen marginalen Anteil aus (in der Grafik nicht sichtbar). Die Mitverbrennung ist mit einem Anteil von ca. 60 % an der thermischen Behandlung und mit ca. 45 % an der insgesamt entsorgten Klärschlammmenge in Deutschland zur Zeit der wichtigste Entsorgungspfad. Ca. 190.000 tTS entfallen auf Zementwerke und ca. 450.000 tTS auf Braun- und Steinkohlekraftwerke. Die Differenz zur gesamten mitverbrannten Klärschlammmenge beträgt ca. 120.000 tTS, welche auf weitere Mitverbrennungsanlagen wie MVA entfallen. Somit werden ca. 25 % des gesamten Klärschlammaufkommens in Deutschland in Kohlekraftwerken entsorgt.

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