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- Herausgeber: Austrian Standards plus Publishing
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Deutsch
- Veröffentlichungsjahr: 2013
Ersatzbrennstoffe stellen mittlerweile eine wesentliche aus Abfällen hergestellte Energieressource dar, die in hohem Maß als Ersatz für konventionelle Brennstoffe dient. Dieser Einsatz von „einheimischen Rohstoffen“ bedarf genauer Spielregeln, wozu auch die klare Festlegung der Grenze zwischen den Abfall- und Produkteigenschaften zählt. Aus diesem Grund wurden in Österreich auf Basis der europäischen Normen Regelungen zum Einsatz von Ersatzbrennstoffen in Mitverbrennungsanlagen und zum Abfallende erarbeitet, wodurch Rechtssicherheit geschaffen werden konnte. Im vorliegenden Buch werden die Grundlagen und Überlegungen, die zu diesen Regelungen geführt haben, näher beleuchtet und um einen Leitfaden zur konkreten Umsetzung der Vorgaben für Ersatzbrennstoffe und das Abfallende ergänzt. Dies wird auch durch 5 Schritt-für-Schritt dargestellte Berechnungs- und 10 Praxisbeispiele erreicht. Dadurch wird das Verständnis für die vorliegenden Regelungen erhöht und diese lebbar gemacht. Der österreichische Weg darf durchaus auch als Beispiel für die Arbeiten zu diesem Thema in anderen europäischen Ländern dienen
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Seitenzahl: 113
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Hubert Grech
Ersatzbrennstoffe und das Abfallende
Praxisleitfaden zur Umsetzung der Abfallverbrennungsverordnung – inkl. Kommentar zur Anwendung der österreichischen und europäischen Normen
1. Auflage 2013
Der Autor
DI Hubert Grech studierte an der Montanuniversität Leoben Industrieller Umweltschutz, Entsorgungstechnik und Recycling. Seit 2003 arbeitet er im Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft und ist stellvertretender Leiter der Abteilung Abfallwirtschaftsplanung, Abfallbehandlung und Altlastensanierung. Schwerpunkte seiner Arbeit sind die thermische Behandlung von Abfällen sowie die Herstellung und der Einsatz von Ersatzbrennstoffen. Er ist österreichischer Delegierter beim CEN/TC 343 Solid recovered fuels und Vortragender und Fachautor bei Austrian Standards plus GmbH.
Impressum
ISBN 978-3-85402-289-3 (e-Pub)Auch als Buch verfügbar: ISBN 978-3-85402-288-6
1. Auflage, Stand 2013-10-15
Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck oder Vervielfältigung, Aufnahme auf oder in sonstige Medien oder Datenträger, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, sind nur mit ausdrücklicher Zustimmung der Austrian Standards plus GmbH (AS+) gestattet. Alle Angaben in diesem Fachbuch erfolgen trotz sorgfältiger Bearbeitung ohne Gewähr und eine Haftung des Autors oder des Verlages ist ausgeschlossen.
© Austrian Standards plus GmbH, Wien 2013
Die AS+ ist ein Unternehmen des Austrian Standards Institutes.
Austrian Standards plus Publishing1020 Wien, Heinestraße 38Tel.: +43 1 213 00-300Fax: +43 1 213 00-818E-Mail: [email protected]: www.austrian-standards.at/fachliteratur
Lektorat und Projektbetreuung: Gertraud ReznicekCover-Foto: Monika Denner (Umweltbundesamt GmbH)Satz: Druckerei Hans Jentzsch & Co GmbHDruck: digitaldruck.at, 2544 Leobersdorf
Inhalt
Vorwort
1 Das europäische Normenwerk
1.1 Anwendungsbereich
1.2 Klassifizierung und Spezifikation
1.2.1 Klassifizierung
1.2.2 Spezifikation
1.3 Ein Gütezeichen für Ersatzbrennstoffe?
2 Ersatzbrennstoffe auf dem Weg vom Abfall zum Produkt
2.1 Richtlinie für Ersatzbrennstoffe
2.1.1 Begriff Ersatzbrennstoff
2.1.2 Parameterauswahl
2.1.3 Festlegung der Grenzwerte
2.1.4 Vorgaben zur Probenahmeplanung, Probenahme und Durchführung der Untersuchungen
2.1.5 Statistische Überlegungen
2.1.6 Umsetzung der Vorgaben der Richtlinie für Ersatzbrennstoffe
2.2 Das Abfallende für Ersatzbrennstoffe
2.2.1 Grenzwerte
2.2.2 Bestimmungsgemäße Verwendung
2.2.3 Aufzeichnungs- und Meldepflichten
3 Praxisleitfaden zur Umsetzung der Abfallverbrennungsverordnung
3.1 Geltungsbereich
3.2 Einhaltung von Grenzwerten
3.2.1 Grenzwerte für Ersatzbrennstoffe
3.2.2 Grenzwerte für Ersatzbrennstoffprodukte
3.2.3 Berechnung der statistischen Kenngrößen Median und 80-er Perzentil
3.3 Probenahmevorschriften
3.3.1 Mindestprobemenge für die Stichprobe
3.3.2 Mindestprobenmenge für die qualifizierte Stichprobe
3.3.3 Mindestprobenmengen für flüssige Ersatzbrennstoffe
3.3.4 Anzahl der Stichproben und der qualifizierten Stichproben
3.3.5 Bestimmung der effektiven Probemengen
3.3.6 Ausnahmen von der Beprobung
3.4 Probenvorbereitung
3.5 Bestimmungsverfahren
3.5.1 ÖNORM EN 15411 „Feste Sekundärbrennstoffe – Verfahren zur Bestimmung des Gehalts an Spurenelementen (As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Tl, V und Zn)“
3.5.2 ÖNORM EN 15309 „Charakterisierung von Abfällen und Böden – Bestimmung der elementaren Zusammensetzung durch Röntgenfluoreszenz-Analyse“
3.5.3 ÖNORM EN 15400 „Feste Sekundärbrennstoffe – Verfahren zur Be-stimmung des Brennwertes“
3.5.4 ÖNORM EN 15408 „Feste Sekundärbrennstoffe – Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes an Schwefel (S), Chlor (Cl), Fluor (F) und Brom (Br)
3.5.5 Referenzmaterialien
3.5.6 Nachweisgrenze, Bestimmungsgrenze
3.5.7 Rundungsregel
3.5.8 Verwendung von Vorinformationen
3.6 Beurteilungsnachweis
3.6.1 Inhalt eines Beurteilungsnachweises
3.6.2 Gültigkeit eines Beurteilungsnachweises
3.7 Identitätskontrolle
3.8 Externe Überwachung
3.9 Änderungen durch die AVV-Novelle 2013
4 Ausblick
5 Abkürzungsverzeichnis
6 Normenverweis
7 Literaturverzeichnis
8 Anhang A
9 Anhang B
Infos
Buchrücken
Vorwort
Anfangs noch ein Begriff, den die wenigsten mit Abfallwirtschaft in Verbindung brachten, stellen Ersatzbrennstoffe mittlerweile eine wesentliche aus Abfällen hergestellte Energieressource dar. Vor allem in energieintensiven Industriesparten ersetzen Ersatzbrennstoffe konventionelle – insbesondere fossile – Brennstoffe und tragen damit zu einer nachhaltigen Abfallwirtschaft bei.
Auf Grund des großen Potenzials dieser „einheimischen Rohstoffe“ wurde dem Europäischen Komitee für Normung bereits im Jahr 2002 das Mandat zur Erarbeitung einer Normenserie erteilt. Durch die Entwicklung dieser umfangreichen Normen zum Themenkomplex Probenahme, Probeaufbereitung und Analyse von Ersatzbrennstoffen auf europäischer Ebene konnte eine wesentliche Grundlage für einen geregelten Einsatz geschaffen werden.
Auf Basis dieser europäischen Normen wurde in Österreich als erstem europäischem Land mit der Novellierung der Abfallverbrennungsverordnung im Jahr 2010 (AVV-Novelle 2010) ein umfassendes Regelwerk zum Einsatz von Ersatzbrennstoffen geschaffen. Auch das Abfallende von Ersatzbrennstoffen und damit der vorzeitige Übergang vom Abfall zum Produkt wurden darin festgeschrieben. Mit der Novellierung der Abfallverbrennungsverordnung im Jahr 2013 (AVV-Novelle 2013) konnten die ersten Erfahrungen aus der Umsetzung der Regelungen in die Praxis berücksichtigt werden.
Im vorliegenden Buch werden im Detail die unterschiedlichen Überlegungen aufgearbeitet, die schlussendlich zur Regelung des Einsatzes von Ersatzbrennstoffen in Mitverbrennungsanlagen und des Endes der Abfalleigenschaft von Ersatzbrennstoffen geführt haben. Durch diesen historischen Abriss wird insbesondere das Verständnis für die vorliegenden Regelungen erhöht.
Der Praxisleitfaden im zweiten Teil des Buches dient dazu, die konkrete Umsetzung der Regelungen für Ersatzbrennstoffe in die Praxis zu unterstützen und damit den Einsatz von Ersatzbrennstoffen zu fördern.
Dieses Buch richtet sich an all jene, die das Wissen über Ersatzbrennstoffe als neue Energieform vertiefen möchten, im Speziellen aber v. a. an Inhaber von Mitverbrennungsanlagen, die Ersatzbrennstoffe bereits einsetzen oder dies vorhaben, an Hersteller von Ersatzbrennstoffen, an Abfallbesitzer, für die das Abfallende von Ersatzbrennstoffen eine möglich Option darstellt, an befugte Fachpersonen oder Fachanstalten, die mit der Charakterisierung von Ersatzbrennstoffen befasst sind oder externe Überwachungen von Ersatzbrennstoffen oder Ersatzbrennstoffprodukten durchführen, an Sachverständige in den Genehmigungsbehörden sowie an Betreiber von Biomassekraftwerken, für die das Abfallende von Ersatzbrennstoffen aus Holzabfällen aus genehmigungsrechtlicher Sicht von großer Bedeutung sein kann.
Auch für Auszubildende auf Universitäten und Fachhochschulen stellt das vorliegende Buch einen guten Einstieg in das Thema Ersatzbrennstoffe dar.
Für internationale Leser liefert das Buch interessante Ausführungen zum Einsatz von Ersatzbrennstoffen in Mitverbrennungsanlagen sowie zum Abfallende von Ersatzbrennstoffen in Übereinstimmung mit den europäischen Vorgaben und Grundlagen.
Viele Impulse und viel Erfolg bei der Umsetzung in Ihrer täglichen Praxis. Ich freue mich über Ihr Feedback unter [email protected].
Wien, November 2013
DI Hubert Grech
1 Das europäische Normenwerk
Im August 2002 erteilte die Europäische Kommission dem Europäischen Komitee für Normung das Mandat zur Erarbeitung eines europäischen Normenwerks über feste Sekundärbrennstoffe, um einen effizienten Handel auf dem wachsenden europäischen Markt für feste Sekundärbrennstoffe zu ermöglichen.
Zur Erfüllung dieser Aufgaben wurde das Technische Komitee CEN/TC 343 „Solid Recovered Fuels“ gegründet, wobei die deutsche Übersetzung den Wortlaut „Feste Sekundärbrennstoffe“ ergab. In fünf Arbeitsgruppen (siehe Tabelle 1) wurden die verschiedenen Dokumente erarbeitet.
Tabelle 1: Arbeitsgruppen des CEN/TC 343 „Solid Recovered Fuels“
Insbesondere durch die Entwicklung von Vorgaben betreffend die Probenahme, Probeaufbereitung und Durchführung der Bestimmungen wurde die wesentliche Grundlage geschaffen, um die Qualitäten von festen Sekundärbrennstoffen europaweit vergleichbarer zu machen. Festlegungen in diesen Bereichen sorgen dafür, dass Lieferanten und Abnehmer in ganz Europa mit einer gemeinsamen Sprache kommunizieren können.
Bei den Dokumenten des CEN/TC 343 wird zwischen drei verschiedenen Publikationsarten unterschieden:
Europäische Norm (EN)Technische Spezifikation (TS): TS sind drei Jahre gültig und entgegenstehende nationale Normen müssen nicht zurückgezogen werden. Wird eine TS nicht zu einer EN weiterentwickelt, so wird aus dieser TS wiederum ein TR. Dieser TR ist allerdings dann auch in deutscher Sprache verfügbar, da die zu Grunde liegende TS ebenfalls in deutscher Sprache vorgelegen ist. Technical Report (TR): Ein TR beinhaltet Hintergrundinformationen zu einer Normenarbeit und wird nur in englischer Sprache herausgegeben.In der nachfolgenden Tabelle sind die vom CEN/TC 343 publizierten Dokumente aufgelistet.
Tabelle 2: Publizierte Dokumente des CEN/TC 343 „Solid Recovered Fuels“
In der folgenden Tabelle werden die auf Basis der Dokumente des CEN/TC 343 vom Austrian Standards Institute herausgegebenen ÖNORMEN aufgelistet, wobei sich zu jeder Publikation eine kurze Beschreibung der Inhalte findet.Bei den für die Erarbeitung der österreichischen Regelungen (Richtlinie für Ersatzbrennstoffe und AVV-Novelle 2010) besonders bedeutenden Normen ist zudem ein Verweis zu näheren Ausführungen im Rahmen des vorliegenden Buches zu finden.Tabelle 3: Als ÖNORMEN EN herausgegebene europäische Normen des CEN/TC 343 „Feste Sekundärbrennstoffe“
1.1 Anwendungsbereich
Eine wesentliche Grundlage für die Erarbeitung des Normenwerks stellt die eindeutige Festlegung des Anwendungsbereichs dar. Dies spiegelt sich in der Definition für feste Sekundärbrennstoffe wieder, die gemäß ÖNORM EN 15357, Punkt 3.104 folgendermaßen lautet:
„fester Sekundärbrennstoff
fester Brennstoff, hergestellt aus nicht gefährlichem Abfall, der zur Energiegewinnung in Verbrennungs- oder Mitverbrennungsanlagen zu nutzen ist und den in EN 15359 dargelegten Anforderungen hinsichtlich der Klassifizierung und Spezifikation entspricht.“
Aus dieser Definition sind bereits die wesentlichen Abgrenzungskriterien für den Anwendungsbereich vorgegeben:
Es muss sich um einen festen Abfall handeln.Feste Sekundärbrennstoffe dürfen nur aus nicht gefährlichen Abfällen hergestellt werden.Der Einsatz muss in Verbrennungs- oder Mitverbrennungsanlagen, d. h. in Anlagen, die dem Geltungsbereich der Richtlinie 2000/76/EG über die Verbrennung von Abfällen bzw. des Kapitels IV der Richtlinie 2010/75/EU über Industrieemissionen unterliegen, erfolgen.Es muss eine Klassifizierung und Spezifikation gemäß ÖNORM EN 15359 durchgeführt werden (siehe Kapitel 1.2).Abfälle gemäß Artikel 3 Ziffer 31 Buchstabe b der Richtlinie 2010/75/EU über Industrieemissionen (vorher Artikel 2 Absatz 2 Buchstabe a der Richtlinie 2000/76/EG über die Verbrennung von Abfällen) fallen nicht in den Anwendungsbereich der Normen des CEN/TC 343. Diese Biomasseabfälle fallen unter den Geltungsbereich der Normen des CEN/TC 335 „Feste Biobrennstoffe“. Weiters fällt auch unbehandelter Siedlungsabfall nicht in den Anwendungsbereich der Normen des CEN/TC 343.
Im nachfolgenden Bild erfolgt eine grafische Darstellung des Anwendungsbereichs der Normen des CEN/TC 343 „Solid recovered fuels“. Anforderungen an die Sammlung der Abfälle sowie der Einsatz von festen Sekundärbrennstoffen in Verbrennungs- oder Mitverbrennungsanlagen unterliegen dementsprechend nicht dem Anwendungsbereich.
Bild 1: Anwendungsbereich der Normen des CEN/TC 343 „Solid recovered fuels“ (vgl. ÖNORM EN 15359, Bild 1)
1.2 Klassifizierung und Spezifikation
Feste Sekundärbrennstoffe dürfen nur als solche gemäß den Normen des CEN/TC 343 bezeichnet werden, wenn eine Klassifizierung und Spezifikation gemäß der ÖNORM EN 15359 durchgeführt wurde.
1.2.1 Klassifizierung
Die Klassifizierung des festen Sekundärbrennstoffes wird anhand von drei Parametern durchgeführt:
Heizwert (ökonomische Kenngröße),Chlorgehalt (technische Kenngröße) und Quecksilbergehalt (ökologische Kenngröße).Die Festlegung der spezifischen Klassengrenzen für die drei Parameter erfolgte auf Grund der nachstehend angeführten Überlegungen.
Tabelle 4: Klassifizierungssystem für feste Sekundärbrennstoffe (vgl. ÖNORM EN 15359, Tabelle 1)
Heizwert
Unter optimalen Verbrennungsbedingungen (beispielsweise bei Vorwärmung der Verbrennungsluft) und selbstverständlich in Abhängigkeit von der Verbrennungstechnologie ist eine selbstgängige Verbrennung ab einen Heizwert von 3 MJ/kg möglich, weshalb dieser Wert auch als untere Grenze im Klassifizierungsschema gewählt wurde. Ab einem Heizwert von 25 MJ/kg erscheint eine weitere Unterteilung nicht mehr zweckmäßig, weshalb dieser Wert als obere Grenze eingeführt wurde. Da der Heizwert einen Parameter darstellt, der einer strikten Normalverteilung folgt, wurde als statistisches Maß der arithmetische Mittelwert gewählt.
Chlor
Die einzelnen Klassen für den Chlorgehalt wurden auf Grund der spezifischen Eigenschaften von festen Sekundärbrennstoffen und der Anforderungen der nachfolgenden thermischen Behandlungsanlagen festgelegt. Da im Regelfall auch der Chlorgehalt von festen Sekundärbrennstoffen normalverteilt ist, wurde als statistische Maß der Mittelwert festgelegt.
Quecksilber
Die Festlegung der Klassengrenzen für Quecksilber erfolgte mit Hilfe der Ergebnisse von Stoffbilanzen. Dabei wurden typische Transferkoeffizienten für verschiedene Verbrennungstechnologien in Verbindung mit der Rauchgasreinigung für die Emission des Quecksilbers in die Luft angenommen. Über die Rückrechnung von dem Grenzwert der europäischen Richtlinie über die Verbrennung von Abfällen (2000/76/EG) wurden in der Folge die maximal zulässigen Quecksilbergehalte in den festen Sekundärbrennstoffen errechnet. Grundproblematik dabei war, dass Transferkoeffizienten keine Konstanten darstellen, sondern abhängig von der Verbrennungstechnologie, der Rauchgasreinigung und der Charakteristik der Inputabfälle sind. Ebenso wurden bei dieser Betrachtung andere Emissionspfade, beispielsweise in das Produkt oder in Reststoffe, nicht berücksichtigt.
Bei Quecksilber konnte in den meisten Fällen eine schiefe Verteilung erkannt werden, weshalb als statistisches Maß der Median und das 80-er Perzentil festgelegt wurde, da diese Kennzahlen unabhängig von der Verteilung sind (siehe dazu auch die Ausführungen in Kapitel 2.1.5). Auf Grund der zahlreichen vorliegenden Analysenergebnisse konnte weiters festgestellt werden, dass für den Parameter Quecksilber der Wert für das 80-er Perzentil im Regelfall doppelt so hoch wie der Wert für den Median ist.
Die konkrete Berechnung des Medians und des 80-er Perzentils inkl. Berechnungsbeispiel ist in Kapitel 3.2.3 zu finden.
Ursprünglich war geplant, eine Klassifizierung für mehrere Schwermetalle durchzuführen. Die Betrachtung der Transferkoeffizienten für die Emissionen in die Luft war auf einem abstrakten Niveau jedoch nur für Quecksilber möglich, da auf Grund seiner hohen Flüchtigkeit ein ähnliches Verhalten in verschiedenen Anlagen angenommen werden konnte.
Bei anderen Schwermetallen können der Einfluss der konkreten thermischen Behandlungsanlage und die Qualität der verbrannten Abfälle zu völlig gegensätzlichen Ergebnissen bei den Transferkoeffizienten führen.
Deshalb wurde im Rahmen der Erarbeitung der EN 15359 von Seiten Österreichs eine Ausdehnung des Klassifizierungsschemas auf weitere Schwermetalle vehement und schlussendlich auch erfolgreich bekämpft.
Konformitätsregeln für die Klassifizierung
Die Losgröße für die Klassifizierung darf 1.500 t nicht überschreiten. Wenn in zwölf Monaten weniger als 15.000 t des festen Sekundärbrennstoffs hergestellt werden, beträgt die Losgröße ein Zehntel der in zwölf Monaten hergestellten Menge. In jedem Los sind die drei Kenngrößen (Heizwert, Chlor und Quecksilber) zu bestimmen.
Die Vorgangsweise ist in Bild 2 dargestellt.
Bild 2: Probenahme und Herstellung der Laboratoriumsproben (vgl. ÖNORM EN 15359, Bild 2; Die Bezeichnung „Partie“ entspricht der Bezeichnung „Los“ in den österreichischen Regelwerken)
Die Probenahme, Probeaufbereitung und Durchführung der Analysen ist entsprechend den Normen des CEN/TC 343 durchzuführen.
1.2.2 Spezifikation
Die Klassifizierung eines festen Sekundärbrennstoffs ist keinesfalls ausreichend für eine Beurteilung der Einsetzbarkeit in einer spezifischen Mitverbrennungsanlage. Vielmehr gilt es dafür weitere Parameter und Brennstoffeigenschaften zu berücksichtigen.
Diese Spezifikation charakterisiert den festen Sekundärbrennstoff und besteht aus – auf Grund ihrer großen Bedeutung für den Einsatz verbindlich anzugebenden – Brennstoffeigenschaften und freiwilligen Angaben.
Die Spezifikation von festen Sekundärbrennstoffen muss mit den nachfolgenden Tabellen durchgeführt werden: Tabelle 5 beinhaltet die verbindlich anzugebenden Daten, während Tabelle 6 die freiwilligen Angaben umfasst. Die verbindlich anzugebenden Parameter müssen mit CEN-Prüfverfahren bestimmt werden, während bei den freiwilligen Angaben eine Verwendung dieser Verfahren nur empfohlen wird.
Tabelle 5:Formular für die Spezifikation von festen Sekundärbrennstoffen – verbindlich anzugebende Parameter (vgl. ÖNORM EN 15359, Anhang A, Teil 1)
Tabelle 6:Formular für die Spezifikation von festen Sekundärbrennstoffen – freiwillig anzugebende Parameter (vgl. ÖNORM EN 15359, Anhang A, Teil 2)
Die für die Klassifizierung und Spezifikation notwendige Probenahme, Probeaufbereitung und Analysen sind entsprechend den Normen des CEN/TC 343 durchzuführen.
Konformitätsregeln für die Spezifikation
Die Losgröße darf zwischen dem Lieferanten und dem Abnehmer bis zu dem Höchstwert von 1.500 t vereinbart werden. Falls keine gesonderten Festlegungen getroffen werden, gelten die Konformitätsregeln für die Klassifizierung.
1.3 Ein Gütezeichen für Ersatzbrennstoffe?
