Energie aus biogenen Rest- und Abfallstoffen: Bereitstellung und energetische Nutzung organischer Rest- und Abfallstoffe sowie Nebenprodukte als Einkommensalternative für die Land- und Forstwirtschaft ; Möglichkeiten, Chancen und Ziele
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| Format: | Book |
|---|---|
| Language: | German |
| Published: |
Karlsruhe
FZKA
2003
|
| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Wissenschaftliche Berichte / Forschungszentrum Karlsruhe Technik und Umwelt
6882 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. 231 - 245 |
| Physical Description: | XVI, 278 S. graph. Darst. : 30 cm |
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| adam_text | Titel: Energie aus biogenen Rest- und Abfallstoffen
Autor: Leible, Ludwig
Jahr: 2003
Inhaltsverzeichnis
Seite
Zusammenfassung..........................................................................................................1
Zielsetzung und methodisches Vorgehen.....................................................................1
Aufkommen und Zusammensetzung der biogenen Rest- und Abfallstoffe..................2
Bereitstellung der biogenen Reststoffe und Abfälle.....................................................4
Gegenüberstellung der Verfahren zur energetischen Nutzung.....................................5
Energetische Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe in der EU...............................8
Schlussfolgerungen und Empfehlungen.......................................................................9
1 Zielsetzung und Aufbau der Studie.....................................................................11
1.1 Zielsetzung......................................................................................................11
1.2 Aufbau der Studie...........................................................................................12
1.3 Methodisches Vorgehen.................................................................................14
1.3.1 Auswahl der Prozessketten und Datengrundlage....................................14
1.3.2 Kennwerte zu den biogenen Reststoffen und Abfällen..........................15
1.3.3 Abschätzungen zur Wirtschaftlichkeit....................................................16
1.3.4 Abschätzungen zu den treibhausrelevanten Emissionen........................17
1.3.5 Abschätzungen zu den Beschäftigungseffekten.....................................18
2 Aufkommen und Zusammensetzung der biogenen Rest- und Abfallstoffe__21
2.1 Auswahl der Rest- und Abfallstoffe...............................................................21
2.2 Aufkommen....................................................................................................25
2.2.1 Getreidestroh...........................................................................................25
2.2.2 Gülle........................................................................................................28
2.2.3 Schwach- und Waldrestholz...................................................................30
2.2.4 Industrierestholz......................................................................................33
2.2.5 Altholz....................................................................................................35
2.2.6 Bio- und Grünabfall................................................................................37
2.2.7 Schlachtnebenprodukte und Tiermehl....................................................39
2.2.8 Restmüll..................................................................................................41
2.2.9 Klärschlamm...........................................................................................43
2.2.10 Zusammenfassung..................................................................................46
2.3 Zusammensetzung..........................................................................................48
2.4 Derzeitiger Umfang der energetischen Nutzung............................................54
3 Bereitstellung der biogenen Rest- und Abfallstoffe-------------------------------57
3.1 Methodisches Vorgehen.................................................................................57
3.2 Erfassung........................................................................................................62
3.2.1 Bergung von Stroh..................................................................................62
Inhaltsverzeichnis
3.2.2 Erfassung von Waldrestholz und Altholz................................................63
3.2.3 Kommunale Sammlung von Bioabfällen und Sperrmüll........................65
3.3 Konditionierung..............................................................................................67
3.3.1 Waldrestholz............................................................................................67
3.3.2 Industrierestholz......................................................................................70
3.3.3 Altholz.....................................................................................................73
3.3.4 Klärschlamm...........................................................................................74
3.4 Lagerung..........................................................................................................79
3.5 Transport.........................................................................................................81
3.5.1 Transport mit landwirtschaftlichen Zügen..............................................83
3.5.2 Transport mit Lkw...................................................................................84
3.5.3 Transport auf der Schiene.......................................................................86
3.5.4 Exemplarischer Vergleich der Transportarten........................................88
3.6 Bereitstellung insgesamt.................................................................................92
3.6.1 Kosten......................................................................................................92
3.6.2 Beschäftigungseffekte.............................................................................96
3.6.3 CO2-Emissionen......................................................................................98
3.7 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen.................................................100
4 Verfahren der energetischen Nutzung____________......................................103
4.1 Rahmenbedingungen.....................................................................................103
4.1.1 Politische und energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen.................103
4.1.2 Rechtliche Rahmenbedingungen...........................................................107
4.2 Referenztechnologien mit fossilen Energieträgern.......................................114
4.2.1 Ausgewählte Verfahren.........................................................................114
4.2.2 Technische Kenndaten..........................................................................115
4.2.3 Wirtschaftlichkeit..................................................................................117
4.2.4 Beschäftigungseffekte...........................................................................118
4.2.5 CO2-Emissionen....................................................................................119
4.3 Bereitstellung und Nutzung von Biogas........................................................120
4.3.1 Stand der Nutzung.................................................................................121
4.3.2 Ausgewählte Verfahren.........................................................................124
4.3.3 Wirtschaftlichkeit..................................................................................128
4.3.4 Beschäftigungseffekte...........................................................................132
4.3.5 CO2-Minderung und CO2-Minderungskosten.......................................134
4.3.6 Zusammenfassung.................................................................................135
4.4 Bereitstellung und Nutzung von Klärgas......................................................137
4.4.1 Stand der Nutzung.................................................................................137
Inhaltsverzeichnis III
4.4.2 Ausgewählte Verfahren........................................................................140
4.4.3 Wirtschaftlichkeit..................................................................................143
4.4.4 Beschäftigungseffekte...........................................................................144
4.4.5 CO2-Minderung und CCVMinderungskosten......................................145
4.4.6 Zusammenfassung................................................................................145
4.5 Verbrennung.................................................................................................147
4.5.1 Stand der Nutzung................................................................................147
4.5.2 Ausgewählte Verfahren........................................................................148
4.5.3 Wirtschaftlichkeit..................................................................................154
4.5.4 Beschäftigungseffekte...........................................................................164
4.5.5 CO2-Minderung und CO2-Minderungskosten......................................166
4.5.6 Zentrale Wärmeversorgung auf biogener oder fossiler Basis...............170
4.5.7 Zusammenfassung................................................................................171
4.6 Vergasung.....................................................................................................174
4.6.1 Stand der Nutzung................................................................................174
4.6.2 Ausgewählte Verfahren........................................................................174
4.6.3 Wirtschaftlichkeit..................................................................................177
4.6.4 Beschäftigungseffekte...........................................................................184
4.6.5 CO2-Minderung und CCh-Minderungskosten......................................187
4.6.6 Zusammenfassung................................................................................188
5 Gegenüberstellung der Verfahren und Bewertung......_____..___............__191
5.1 Technischer Stand und Eignung der Verfahren............................................191
5.2 Wirtschaftlichkeit..........................................................................................192
5.3 Beschäftigungseffekte...................................................................................196
5.4 CO2-Minderung und CO2-Minderungskosten..............................................198
6 Energetische Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe in der EU____.........201
6.1 Stand und Perspektiven in der EU................................................................202
6.1.1 Erneuerbare Energieträger....................................................................202
6.1.2 Biogene Reststoffe und Abfälle............................................................203
6.2 Stand und Perspektiven in ausgewählten Ländern der EU...........................208
6.2.1 Deutschland..........................................................................................208
6.2.2 Österreich..............................................................................................212
6.2.3 Finnland................................................................................................212
6.2.4 Dänemark..............................................................................................214
6.2.5 Niederlande...........................................................................................215
6.3 Rahmenbedingungen und Förderstrategien..................................................216
6.3.1 Freiwillige Maßnahmen........................................................................216
IV Inhaltsverzeichnis
6.3.2 Staatliche Preisgarantien.......................................................................217
6.3.3 Staatliche Mengenregulierungen (Quotenmodelle)..............................217
6.3.4 Investitionsförderung............................................................................220
6.3.5 Fazit.......................................................................................................221
6.4 Schlussfolgerungen und Ausblick.................................................................221
7 Schlussfolgerungen und Empfehlungen-------------------------------------.........225
7.1 Aufkommen und Bereitstellung der biogenen Rest- und Abfallstoffe..........225
7.2 Verfahren der energetischen Nutzung...........................................................226
7.2.1 Biogas und Klärgas...............................................................................226
7.2.2 Verbrennung und Vergasung................................................................227
7.3 Vergleichende Gegenüberstellung der Verfahren und Förderstrategien.......228
Literatur.......__...........................__.............—......................—......—......................231
Literatur zu Kap. 1....................................................................................................231
Literatur zu Kap. 2....................................................................................................231
Literatur zu Kap. 3....................................................................................................235
Literatur zu Kap. 4....................................................................................................235
Literatur zu Kap. 5....................................................................................................236
Literatur zu Kap. 6....................................................................................................243
Anhang__.___.............................___........__.......____.....__.............................__...247
Anhang zu Kap. 3......................................................................................................247
Anhang zu Kap. 4.2...................................................................................................259
Anhang zu Kap. 4.3...................................................................................................262
Anhang zu Kap. 4.4...................................................................................................264
Anhang zu Kap. 4.5...................................................................................................265
Anhang zu Kap. 4.6...................................................................................................271
Verzeichnis der Tabellen
Tab.-Nr.: Seite
Tab. 1.1: Biogene Reststoffe und Abfälle - Gehalte an TS und oTS, Schütt-
dichten und Heizwerte (Hu).....................................................................15
Tab. 1.2: Preisannahmen für die fossilen Energieträger (ohne MWSt.)................16
Tab. 1.3: Unterstellte Lohnansätze und Arbeitskapazitäten für die kalkulierten
Arbeitskosten...........................................................................................17
Tab. 1.4: Kennwerte zu den treibhausrelevanten Emissionen bei der Bereit-
stellung und energetischen Nutzung fossiler Energieträger....................17
Tab. 1.5: Kennwerte zur Ermittlung der Beschäftigungseffekte in Deutschland... 19
Tab. 2.1: Biomasseverordnung - Zusammenstellung der als Biomasse aner-
kannten Stoffe.........................................................................................23
Tab. 2.2: Biomasseverordnung - Zusammenstellung der nicht als Biomasse
anerkannten Stoffe..................................................................................24
Tab. 2.3: Aufkommen an Getreidestroh in Deutschland (1999)............................26
Tab. 2.4: Abschätzung der für eine außerlandwirtschaftliche Nutzung verfüg-
baren Strohmenge in Deutschland (1999)...............................................28
Tab. 2.5: Abschätzungen zum Aufkommen an Gülle, Festmist und zum Stroh-
bedarf in der Viehhaltung in Deutschland (1999)...................................29
Tab. 2.6: Energieholzpotenzial für 2005, differenziert nach Baumartengruppe
und unterer Aufarbeitungsgrenze (8 cm bzw. 12 cm).............................31
Tab. 2.7: Kosten der Hackschnitzelproduktion aus Schwachholz und Wald-
restholz frei Waldstraße..........................................................................32
Tab. 2.8: Aufkommen an Hackschnitzeln in Abhängigkeit vom Hack-
schnitzelpreis frei Waldstraße.................................................................33
Tab. 2.9: Aufkommen und Verwendung von Industrierestholz in Deutschland.... 34
Tab. 2.10: Altholzkategorien nach der Altholzverordnung......................................35
Tab. 2.11: Aufkommen und Verwendung von Altholz in Deutschland...................36
Tab. 2.12: Status quo der Getrenntsammlung und Kompostierung/Vergärung
von Bio- und Grünabfällen in Deutschland (1997).................................38
Tab. 2.13: Einsatz an Rohmaterial und Aufkommen an Erzeugnissen in der
Fleischmehlindustrie in Deutschland......................................................40
Tab. 2.14: Aufkommen und Behandlung von Hausmüll, Sperrmüll und hmä.
Gewerbeabfall in Deutschland im Jahr 1999..........................................42
Tab. 2.15: Entwicklung des Aufkommens und der Entsorgung kommunaler
Klärschlämme in Deutschland................................................................44
Tab. 2.16: Entwicklung der landwirtschaftlichen Verwendung der anfallenden
kommunalen Klärschlämme in Deutschland..........................................44
VI Verzeichnis der Tabellen
Tab. 2.17: Klärschlämme aus dem Bereich „Verarbeitendes Gewerbe und Berg-
bau - Entwicklung des Aufkommens und der Entsorgung....................45
Tab. 2.18: Biogene Rest- und Abfallstoffe: Gehalt an TS, oTS, C, Hu und
Volumengewicht......................................................................................49
Tab. 2.19: Biogene Rest- und Abfallstoffe: Gehalt an Nährstoffen (N, P, K,
Mg,Ca)....................................................................................................52
Tab. 2.20: Biogene Rest- und Abfallstoffe: Gehalt an Schwermetallen (Cd, Hg,
Zn, Cu, Cr, Ni, Pb)...................................................................................53
Tab. 3.1: Eigenschaften biogener Reststoffe und Abfalle im ursprünglichen
Zustand....................................................................................................57
Tab. 3.2: Datenbasis für die einzelnen Transporttypen.........................................58
Tab. 3.3: Erfassung und Transport der betrachteten biogenen Reststoffe und
Abfalle.....................................................................................................59
Tab. 3.4: Kenngrößen zur Bergung von Stroh........................................................63
Tab. 3.5: Erfassungsvarianten für Waldrestholz.....................................................64
Tab. 3.6: Energieverbrauch, CCVEmissionen und Beschäftigungseffekte bei
der kommunalen Sammlung von Bioabfall, Rest- und Sperrmüll...........66
Tab. 3.7: Dimensionierungsdaten für die Bereitstellung trockener Holzspäne
aus Waldrestholz......................................................................................68
Tab. 3.8: Kosten, Energieverbrauch, CC^-Emissionen und Beschäftigungs-
effekte bei der Zerspanung von Hackschnitzeln......................................68
Tab. 3.9: Energieverbrauch, CC 2-Emissionen und Beschäftigungseffekte bei
der thermischen Trocknung von Hackspänen im Trommeltrockner.......70
Tab. 3.10: Energieverbrauch, CCh-Emissionen und Beschäftigungseffekte bei
der Zerkleinerung von Industrierestholz..................................................72
Tab. 3.11: Kosten, Energieverbrauch, CCVEmissionen und Beschäftigungs-
effekte bei der Pelletierung von Holzspanen...........................................72
Tab. 3.12: Kosten, Energieverbrauch, CCVEmissionen und Beschäftigungs-
effekte bei der Aufbereitung von Altholz in einer Komplettanlage........73
Tab. 3.13: Energieverbrauch, CCh-Emissionen und BeschäftigungsefFekte bei
der Eindickung von Klärschlamm...........................................................75
Tab. 3.14: Energieverbrauch, CO2-Emissionen und Beschäftigungseffekte bei
der Entwässerung von Klärschlamm mit der Siebbandpresse.................77
Tab. 3.15: Energieverbrauch, CC 2-Emissionen und Beschäftigungseffekte bei
der thermischen Trocknung von Klärschlamm mit einem
zweistufigen Dünnschicht-/Bandtrockner...............................................79
Tab. 3.16: Kosten, Energieverbrauch, CO2-Emissionen und Beschäftigungs-
effekte bei der Lagerung von Waldrestholz, Altholz und Klär-
schlamm...................................................................................................80
Tab. 3.17: Maximale Transportmaße und Gesamtgewichte für Straßen- und
Schienentransporte...................................................................................81
Verzeichnis der Tabellen VII
Tab. 3.18: Bereitstellungskosten der betrachteten biogenen Reststoffe und Ab-
falle..........................................................................................................92
Tab. 3.19: Beschäftigungseffekte bei der Bereitstellung der biogenen Rest-
stoffe und Abfälle....................................................................................96
Tab. 3.20: CC^-Emissionen bei der Bereitstellung der biogenen Reststoffe und
Abfälle.....................................................................................................98
Tab. 4.1: Erneuerbare Energieträger - mittel- und längerfristige Zielsetzungen
der Politik..............................................................................................104
Tab. 4.2: Gegenüberstellung der Vergütungssätze für die Stromeinspeisung
nach dem Stromeinspeisungsgesetz (1990/1994) und dem EEG
(2000)....................................................................................................105
Tab. 4.3: KfW bzw. BAFA geförderte Anlagen nach dem Förderprogramm
erneuerbare Energien (Zeitraum: 9/1999-8/2001)...............................107
Tab. 4.4: Immissionsschutzrechtliche Genehmigungsverfahren von Energie-
anlagen in Abhängigkeit von Anlagenart, Brennstoff und Feuerungs-
wärmeleistung.......................................................................................112
Tab. 4.5: Auswahl der fossilen Referenztechnologien.........................................114
Tab. 4.6: Technische Kenndaten zu den fossilen Referenztechnologien.............116
Tab. 4.7: Kennwerte zur Ökonomie bei fossilen Referenztechnologien..............117
Tab. 4.8: Beschäftigungseffekte bei fossilen Referenztechnologien....................118
Tab. 4.9: Kennwerte zu den CO2-Emissionen der fossilen Referenzen...............119
Tab. 4.10: Bioabfallvergärungsanlagen in Deutschland - Ergebnis einer aktuel-
len Umfrage...........................................................................................124
Tab. 4.11: Technische Kenngrößen der Biogasanlagen.........................................125
Tab. 4.12: Kennwerte zur Ökonomie der Biogasanlagen.......................................129
Tab. 4.13: Beschäftigungseffekte bei Biogasanlagen.............................................133
Tab. 4.14: Kennwerte zu CC^-Minderung und CCVMinderungskosten...............134
Tab. 4.15: Faulraumbelastung auf kommunalen Kläranlagen................................139
Tab. 4.16: Technische Kenngrößen der Anlagen zur Klärgasgewinnung..............140
Tab. 4.17: Kennwerte zur Ökonomie der Klärgasgewinnung................................143
Tab. 4.18: Beschäftigungseffekte bei der Klärgasgewinnung................................144
Tab. 4.19: Kennwerte zu CO2-Minderung und CO2-Minderungskosten...............145
Tab. 4.20: Verfahren der energetischen Nutzung: Verbrennung...........................149
Tab. 4.21: Technische Kenngrößen der Verbrennungstechnologien.....................153
Tab. 4.22: Kennwerte zur Ökonomie der Verbrennungstechnologien...................155
Tab. 4.23: Wärme- und Stromgestehungskosten bei der Verbrennung biogener
Rest-und Abfallstoffe...........................................................................158
Tab. 4.24: Gegenüberstellung von kostendeckenden Preisen (Erlösen) für Rest-
und Abfallstoffe, von Brennstoffkosten auf Vollkostenbasis und
Marktpreisen; unter Berücksichtigung des EEG...................................162
Verzeichnis der Tabellen
Tab. 4.25: Beschäftigungseffekte der Verbrennungstechnologien.........................165
Tab. 4.26: Kennwerte zu CO2-Minderung und CCh-Minderungskosten................168
Tab. 4.27: Gegenüberstellung von Heizwerken auf Basis von Waldrestholz,
Heizöl und Erdgas.................................................................................170
Tab. 4.28: Verfahren der energetischen Nutzung: Vergasung................................176
Tab. 4.29: Technische Kenngrößen der Vergasungsverfahren...............................177
Tab. 4.30: Kennwerte zur Ökonomie der Vergasungstechnologien.......................179
Tab. 4.31: Erzielbare Fernwärmeerlöse in Abhängigkeit der HKW-Größe...........180
Tab. 4.32: Strom- und Wärmegestehungskosten der Vergasungstechnologien.....183
Tab. 4.33: Beschäftigungseffekte der Vergasungstechnologien.............................186
Tab. 4.34: Kennwerte zu CC 2-Minderung und CCh-Minderungskosten................187
Tab. 6.1: Bedeutung der erneuerbaren Energiequellen in der EU........................202
Tab. 6.2: Entwicklung der Energieproduktion aus erneuerbaren Energiequel-
len in der EU..........................................................................................203
Tab. 6.3: Nutzung von Bioenergieträgern und ihre Einordnung in das Energie-
system der EU-Länder 1998..................................................................205
Tab. 6.4: Abschätzung von jährlich nutzbaren Potenzialen von Bioenergie-
trägern in der EU (ohne Energiepflanzen).............................................206
Tab. 6.5: Stand der energetischen Nutzung biogener Reststoffe und Abfälle in
ausgewählten Ländern der EU).............................................................210
Tab. 6.6: Mittel- bzw. längerfristige Perspektiven der energetischen Nutzung
biogener Reststoffe und Abfalle in ausgewählten Ländern der EU......211
Tab. A 3.1: Daten zu Ballenpressen für die Bergung von Stroh..............................247
Tab. A 3.2: Daten zum landwirtschaftlichen Schlepper und zur Kettensäge...........248
Tab. A 3.3: Daten zur Erfassung von Waldrestholz.................................................249
Tab. A 3.4: Daten zur kommunalen Erfassung von Bioabfall, Rest- und Sperr-
müll........................................................................................................250
Tab. A 3.5: Daten zu den betrachteten Lagerarten...................................................252
Tab. A 3.6: Daten zum landwirtschaftlichen Güllefass und Anhänger....................253
Tab. A 3.7: Daten zu den Behältnissen für den Straßentransport.............................254
Tab. A 3.8: Daten zu den Behältnissen für den Schienentransport und Kombi-
nierten Verkehr......................................................................................255
Tab. A 3.9: Daten zu Radladern...............................................................................255
Tab. A 3.10: Annahmen zur Berechnung der Transportkosten landwirtschaftlicher
Züge.......................................................................................................256
Tab. A 3.11: Daten zur Vollkostenrechnung für einen Lkw (Sattelzug)....................257
Tab. A 3.12: Annahmen zur Berechnung der Transportkosten mit Lkw (Sattelzug).258
Tab. A 3.13: Annahmen für den Vor- und Nachlauf auf der Straße für Transporte
mit Awilog-Mulden...............................................................................258
Verzeichnis der Tabellen
Tab. A 3.14: Einfluss der Lkw-Maut auf Gesamtkosten und Beschäftigungs-
effekte....................................................................................................258
Tab. A 4.1: Daten zur Wärmeerzeugung in Zentralheizungsanlagen mit 30 kW
Nennwärmeleistung als fossile Referenztechnologien..........................259
Tab. A 4.2: Daten zur Wärmeerzeugung in Heizwerken mit 500 kW Nenn-
wärmeleistung mit Nahwärmenetz als fossile Referenztechnologien... 260
Tab. A 4.3: Daten zur Stromerzeugung in Steinkohlekraftwerken (500 MWei)
bzw. Strom- und Wärmeerzeugung in Erdgas-GuD-Anlagen als fos-
sile Referenztechnologien.....................................................................261
Tab. A 4.4: Daten zu Gülle-Biogasanlagen..............................................................262
Tab. A 4.5: Daten zu Gülle-Co-Vergärung und Bioabfall-Vergärung.....................263
Tab. A 4.6: Daten zur anaeroben Stabilisierung auf Kläranlagen............................264
Tab. A 4.7: Daten zur Wärmeerzeugung beim Kachelofen, bei der Klein-
feuerung und beim Heizwerk................................................................265
Tab. A 4.8: Daten zur Wärme- und Stromerzeugung im 10 MWin-Heizkrafrwerk,
wärmegeführt........................................................................................266
Tab. A 4.9: Daten zur Wärme- und Stromerzeugung im 30 MWin-Heizkrafrwerk,
stromgeführt..........................................................................................267
Tab. A 4.10: Daten zur Wärme- und Stromerzeugung im 67 MWjn-Heizkraftwerk,
stromgeführt..........................................................................................268
Tab. A 4.11: Daten zur alleinigen Stromerzeugung im 67 MW;n-Biomasse-
kraftwerk (20 MWd).............................................................................269
Tab. A 4.12: Daten zur Co-Verbrennung im Steinkohlekrafrwerk............................270
Tab. A 4.13: Fortschrittsfaktoren für Teilbereiche der Vergasertechnologien..........271
Tab. A 4.14: Prozentuale Änderung der spezifischen Investitionen beim Übergang
von Holz auf halmartige Brennstoffe....................................................273
Tab. A 4.15: Daten zu den Vergasungstechnologien, Tabelle 1.................................275
Tab. A 4.16: Daten zu den Vergasungstechnologien, Tabelle II...............................276
Tab. A 4.17: Daten zu den Vergasungstechnologien, Tabelle III..............................277
Tab. A 4.18: Daten zu den Vergasungstechnologien, Tabelle IV..............................278
Verzeichnis der Abbildungen
Abb.-Nr. Seite
Abb. 1: Relative Bedeutung der biogenen Reststoffe und Abfälle am Ge-
samtaufkommen........................................................................................2
Abb. 2: Heizwert (Hu) biogener Rest- und Abfallstoffe in Abhängigkeit vom
TS-Gehalt..................................................................................................3
Abb. 3: Kosten der Bereitstellung biogener Reststoffe und Abfalle......................4
Abb. 4: Gegenüberstellung der Stromgestehungskosten der in der Studie be-
trachteten Technologien............................................................................6
Abb. 5: Gegenüberstellung der CCVMinderungskosten der in der Studie be-
trachteten Technologien............................................................................8
Abb. 2.1: Überblick über Herkunft und Art der biogenen Reststoffe und Ab-
fälle..........................................................................................................22
Abb. 2.2: Entwicklung des erfassten Aufkommens an Bio- und Grünabfall in
Deutschland.............................................................................................39
Abb. 2.3: Entwicklung des Aufkommens an Hausmüll, Sperrmüll, hmä.
Gewerbeabfall, Bio-/Grünabfall und Wertstoffen in Deutschland..........43
Abb. 2.4: Relative Bedeutung der biogenen Reststoffe und Abfälle am Ge-
samtaufkommen......................................................................................46
Abb. 2.5: Heizwerte (Hu) verschiedener biogener Rest- und Abfallstoffe in
Abhängigkeit vom TS-Gehalt und Hu-Anforderung an eine
selbstgängige Verbrennung.....................................................................50
Abb. 2.6: Nutzung erneuerbarer Energieträger in Deutschland 1999.....................54
Abb. 3.1: Varianten zur Bereitstellung von Hackschnitzeln aus Waldrestholz......61
Abb. 3.2: Kommunale Sammlung von Bioabfall, Rest- und Sperrmüll.................66
Abb. 3.3: Prozesskettenglieder der Konditionierung..............................................67
Abb. 3.4: Kosten der Holzspantrocknung mit einem indirekt beheizten
Trommeltrockner.....................................................................................69
Abb. 3.5: Kosten der Zerkleinerung von stückigem Industrierestholz mit
mobilen Maschinen.................................................................................71
Kosten der Eindickung von Überschussschlamm...................................74
Kosten der Entwässerung von Klärschlamm..........................................76
Kosten der Klärschlammtrocknung mit einem zweistufigen Dünn-
schicht-ZBandtrockner.............................................................................78
Entfernungsabhängige Transportkosten landwirtschaftlicher Züge........84
Entfernungsabhängige Transportkosten für Lkw-Transporte.................86
Transportkosten des Güterverkehrs auf der Schiene im Einzel-
wagonverkehr..........................................................................................87
Abb. 3.6:
Abb. 3.7:
Abb. 3.8:
Abb. 3.9:
Abb. 3.10
Abb. 3.11
XII ______________ Verzeichnis der Abbildungen
Abb. 3.12: Transportkosten von Waldrestholz (HS), Stroh und Klärschlamm in
Abhängigkeit vom TS-Gehalt und der Transportentfernung...................89
Abb. 3.13: Auswirkungen einer Lkw-Maut auf die Transportkosten von ent-
wässertem Klärschlamm..........................................................................90
Abb. 3.14: CO2-Emissionen beim Lkw- und Schienentransport von Altholz...........91
Abb. 3.15: Kosten der Bereitstellung biogener Reststoffe und Abfälle....................95
Abb. 4.1: Maßgebliche europäische und deutsche Regelungen bei der energeti-
schen Nutzung von Reststoffen und Abfällen.......................................108
Abb. 4.2: Größenverteilung der installierten Leistung in landwirtschaftlichen
Biogasanlagen........................................................................................122
Abb. 4.3: Größenverteilung der nach dem Marktanreizprogramm von der KfW
geförderten Biogasanlagen in Deutschland (Zeitraum: 09.1999 bis
08.2001).................................................................................................123
Abb. 4.4: Spezifische Investitionen der nach dem Marktanreizprogramm von
der KfW geförderten Biogasanlagen.....................................................126
Abb. 4.5: Stromgestehungskosten aus Biogas - Aufschlüsselung der Kosten
und Beiträge zur Kostendeckung...........................................................131
Abb. 4.6: Verteilung der Stabilisierungsverfahren auf kommunalen Klär-
anlagen (in % der TM)...........................................................................138
Abb. 4.7: Schema zum Energiekonzept auf Kläranlagen......................................141
Abb. 4.8: Strom- und Wärmebilanz für eine anaerobe Stabilisierung auf Klär-
anlagen (200.000 EW)...........................................................................142
Abb. 4.9: Aufbereitung und Co-Vergärung von Bioabfällen auf der Kläranlage
Baden-Baden.........................................................................................142
Abb. 4.10: Einordnung der ausgewählten Verfahren zur Verbrennung biogener
Rest- und Abfallstoffe (in Anlehnung an Heinrich und Jahraus
(2001))...................................................................................................150
Abb. 4.11: Wärmegestehungskosten bei der Verbrennung - Aufschlüsselung
der Kosten und Beiträge zur Kostendeckung........................................159
Abb. 4.12: Stromgestehungskosten bei der Verbrennung - Aufschlüsselung der
Kosten und Beiträge zur Kostendeckung..............................................161
Abb. 4.13: Beschäftigungseffekte der Verbrennungstechnologien.........................166
Abb. 4.14: CCb-Minderungskosten der Verbrennungstechnologien......................169
Abb. 4.15: Spezifische Investitionen bei der Vergasung.........................................180
Abb. 4.16: Stromgestehungskosten der Vergasungstechnologien - Aufschlüs-
selung der Kosten und Beiträge zur Kostendeckung.............................181
Abb. 4.17: Vergleich von Kostenunterdeckung und Brennstoffkosten bei den
Vergasungstechnologien........................................................................184
Abb. 4.18: Besehäftigungseffekte bei den Vergasungstechnologien......................185
Abb. 4.19: CO2-Minderungskosten der Vergasungstechnologien...........................188
Abb. 5.1: Heizwert (Hu) von biogenen Rest- und Abfallstoffen in Abhängig-
keit vom TS-Gehalt...............................................................................192
Verzeichnis der Abbildungen_______________________________________________________XIII
Abb. 5.2: Gegenüberstellung der Stromgestehungskosten der in der Studie be-
trachteten Technologien........................................................................194
Abb. 5.3: Netto-Beschäftigungseffekte bei der Bereitstellung und energeti-
schen Nutzung biogener Reststoffe und Abfalle...................................197
Abb. 5.4: Gegenüberstellung der Netto-CCh-Minderung der in der Studie be-
trachteten Technologien........................................................................198
Abb. 5.5: Gegenüberstellung der CCh-Minderungskosten der in der Studie be-
trachteten Technologien........................................................................199
Abb. 5.6: Resultierende CC 2-Minderungskosten aus einem 40 %-igen Reduk-
tionsszenario..........................................................................................200
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