Erzeugung von Elektroenergie aus organischen Abfällen
Stand 20.12.2021
1. Der klassische Dampfkraftprozess
Ein großer Teil der organischen Abfälle ist für die Stoffwirtschaft ökonomisch nicht verwertbar.
Der Markt für die Kompostierung ist begrenzt.
Von den Plasteabfällen werden große Mengen gegenwärtig in Kohlekraftwerken mit verbrannt. Für die Zeit nach der Schließung der Kohlekraftwerke muss für diese Abfallmengen eine neue Verwertung gefunden werden.
Die vorhandenen Kohlekraftwerke sind für die Verbrennung von Abfällen nicht ausgelegt und können auch nicht umgerüstet werden. Der Bau neuer Anlagen ist notwendig. Das technologische Know How ist vorhanden. Die ökonomische Bewertung steht noch aus.
2. Der Luftmaschinenprozess für die Abfallverwertung
Der Luftmaschinenprozess ist lange bekannt und in allen Fachbüchern für technische Thermodynamik erläutert.
Der Luftmaschinenprozeß für die Abfallverbrennung ist auf bild 1 erläutert. Ein Verdichter saugt Umgebungsluft an. Die verdichtete Luft wird in einem Wirbelschicht-Lufterhitzer auf eine Temperatur von 800 °C bis 1200 °C erwärmt wird. In der Wirbelschicht kann man Brennstoffe mit einem geringen Heizwert und einem höheren Wassergehalt vollständig verbrennen. Mit der Zugabe von Abfallplaste kann der Heizwert erhöht und das Spektrum der verwertbaren Abfälle erweitert werden. Als Verbrennungsluft dient die Abluft der Turbine mit einer Temperatur von 300 bis 500°C. Das sichert einen guten Ausbrand auch für geringwertige Brennstoffe.
Eine solche Anlage kann im Leistungsbereich von 5 bis 50 MW betrieben werden und ohne Abwärmenutzung einen Wirkungsgrad über 30% erreichen.
Bild 1
Turbinen und Verdichter sind aus dem Gasturbinenprogramm verfügbar und Stand der Technik. Der Lufterhitzer muss noch entwickelt werden, Grundlegende technische Probleme sind nicht erkennbar.
Die in Deutschland anfallende Menge an organischen Abfällen einschließlich Plaste reichen aus, um die durch den Kohleausstieg entstehende Verminderung der Kraftwerksleistung auszugleichen.
Statt weniger, großer Kraftwerksblöcke sind dezentrale Anlagen in Ballungsräumen zu errichten, die Abfallanfall, Stromerzeuger und Stromverbraucher örtlich zusammenführen.
3. Entwicklungsaussichten der Abfallverbrennung
Der überwiegende Anteil der organischen Abfälle kann in der Stoffwirtschaft nicht ökonomisch verwertet werden. Um die großen und steigenden Abfallmengen umweltgerecht zu beherrschen ist die energetische Verwertung langfristig der beste Weg.
Vorteile:
- Drastische Reduzierung der Mengen
- deponierbare oder verwertbare Reststoffe
- sichere Beseitigung von Schadstoffen
- beherrschbare Technologien
- variable Anlagengrößen
- langfristig sichere Basis für die Energiewirtschaft