Rohstoffe aus Abfällen

Abfälle sind die Rohstoffe der Zukunft

Gesellschaften befassen sich schon lange mit der Frage, wie die immer stärker anwachsende Abfallflut ohne Schäden für Mensch und Umwelt beseitigt werden kann bzw. wie Wertstoffe, die in Abfällen enthalten sind wiederverwertet werden können.

In Abfällen steckt nämlich nicht nur Energie sondern auch wertvolle Rohstoffe. In den vergangenen Jahren ist diese Tatsache verstärkt ins Bewusstsein unserer Gesellschaft getreten.

Keimling einer Pflanze auf einer Humusunterlage
Marktfähige Rohstoffe und Energie aus Abfällen herausholen als Ziel

Die abfallwirtschaftlichen Anstreng-
ungen sind daher vermehrt und intensiver auf die Frage fokusiert, wie marktfähige Rohstoffe in hoher Qualität in den Kreislauf zurückgebracht und wie die enthaltene Energie optimal nutzbar gemacht werden kann.

"Urban Mining"

Die Idee des „Urban Mining“ geht noch einen Schritt weiter: Produkte und Materialien, die heute im Gebrauch sind und die Infrastruktur unserer Städte und Siedlungen werden als Rohstofflager verstanden.

Ausgediente Teile dieses gesellschaftlichen (antropogenen) Rohstofflagers stehen zum Abbau und zum erneuten Gebrauch in Form von Rohstoffen und Materialien wieder zur Verfügung.

Tatsache ist, dass viele Rohstoffe, etwa Metalle, in den „anthropogenen Rohstofflagern“ in höherer Konzentration vorkommen, als in der Natur. Zudem können in aller Regel wesentliche Emissionen (sogenannte "graue Emissionen") eingespart werden, wenn Rohstoffe aus Abfällen und nicht aus dem Primärabbau (z.B. Erzabbau, Kiesabbau, Erdölförderung) gewonnen werden.

Abfallwirtschaft wandelt sich zur Ressourcenwirtschaft

Energie aus Abfällen

Bild eines Ballenlagers, in dem brennbare Abfälle zwischengelagert werden
Ballenlager brennbarer Abfälle in einer KVA

Es ist bekannt, dass in den brennbaren Abfällen viel Energie steckt. Diese wird bis heute nur teilweise genutzt. Die Zürcher KVA nutzen heute etwa 39% des Abfall-Energieinhaltes in Form von Wärme und Strom. Bis 2015 soll dieser Anteil auf 51% angehoben werden, nämlich 31% Wärme und 20% Strom.

Die Zürcher KVA produzieren heute bereits 5% der im Kanton verbrauchten Elektrizität. Nach der Wasserkraft ist dies der grösste Beitrag zur Stromproduktion mittels erneuerbaren Energieträgern.

Einzelne energiereiche Abfallfraktionen, wie z.B. Altreifen, werden auch als Ersatzbrennstoffe etwa in der Zementproduktion verwendet.

Im Kanton gibt es mehrere Biomassekraftwerke, die Energie gewinnen auf der Basis von Altholz. Hier handelt es sich um eigentliche Abfallanlagen, welche bezüglich Rauchgasreinigung Anforderungen wie die KVA erfüllen müssen. Der Kanton stellt auch Minimalanforderungen an den Wirkungsgrad solcher Anlagen.

In Vergärungs- und Co-Vergärungsanlagen wird mit biogenen Abfällen Energie produziert. Dieser Trend ist steigend. In den vergangenen 15 Jahren ist die Abfallmenge im Kanton Zürich, welche der Vergärung zugeführt wird von rund 10‘000 auf über 100‘000 Tonnen angestiegen.

Damit liess sich im Jahr 2009 eine Netto-Energieproduktion von 28 GWh (primär aus Vergärung) erreichen. 

Eine neuere Studie des BAFU zeigt an, dass sich diese Menge nochmals deutlich ausweiten lässt. Entsprechende Abklärungen sind im Gange.

Rohstoffe aus Siedlungsabfällen

Dank etablierten Sammel- und Verwertungssystemen sind hohe Sammelquoten für Separatabfälle erreicht und die Kosten der Gemeinden sinken kontinuierlich.

Ziemlich genau die Hälfte der 720‘000 Tonnen Kehricht und Separatabfälle die im Jahr 2009 im Kanton Zürich angefallen sind, wurden als Separatabfälle gesammelt und einer Verwertung zugeführt. Die Sammlung und Verwertung von Papier, Karton, Glas, Aludosen, Stahlblech und PET ist in der Bevölkerung gut verankert und unbestritten.

Die Recyclingquoten sind dementsprechend hoch, die Abnahmekapazität durch Entsorger vorhanden. Die Gemeinden, deren Aufgabe die Bewirtschaftung von Siedlungsabfällen ist, arbeiten gut. Der Kanton unterstützt die Gemeinden in ihrem Bestreben gut eingerichtete und effiziente Sammelsystemen zu betreiben.

Für den Kehricht gelten die Bestrebungen und Ziele eine ökologisch und ökonomisch optimierte Logistik der kommunalen Dienste zu betreiben und aus den eingesammelten Abfällen in der thermischen Behandlung nochmals möglichst viel Energie und viele Wertstoffe (z.B. Metalle) in hoher Qualität zurückzugewinnen.

Elektronikschrott - grosses Ressourcenpotential

Elektronikschrott hat zwar ein grosses Schadstoffpotential, enthält aber auch sehr wertvolle Ressourcen. Namentlich enthalten elektrische und elektronische Geräte für die Hightech- und IT-Branche wertvolle und in absehbarer Zeit immer knapper werdende und schwierig zu ersetzende Metalle. Darunter sind auch sogenannte "Gewürzmetalle". Das sind chemische Elemente, die in der Regel zu den Seltenen Metallen gehören. Solche Metalle werden in einzelnen Geräten zwar nur in kleinsten Mengen verwendet, dafür kommen sie aber in millionenfacher Ausführung zur Anwendung.

Rohstoffe aus KVA-Schlacke

In der Schweiz fallen jährlich rund 3 Millionen Tonnen brennbare Abfälle an, die direkt keiner weiteren Verwertung zugeführt werden können. Nach der energetischen Nutzung der Abfälle, durch deren Verbrennung in Kehrichtverbrennungs-
anlagen (KVA), bleibt ein Viertel als Kehrichtschlacke, Filterasche und Schlämme aus der Rauchgaswäsche zurück. Diese Fraktionen werden heute in Reaktor- bzw. in Schlacke-Deponien eingelagert. Dabei stellen sich zwei Herausforderungen:

  • Die Verbrennungsrückstände enthalten wertvolle metallische und mineralische Rohstoffe. Die Rückgewinnung ist noch nicht optimal. Damit bleibt ein grosser Beitrag zur Ressourcenschonung und zum Klimaschutz ungenutzt.
  • Deponierte Verbrennungsrückstände verursachen Emissionen. Dabei treten Schadstoffe aus den Deponie-
    kompartimenten aus und daraus ergibt sich ein Nachsorgeaufwand mit einem realen Langzeitrisiko.

Mit der Gründung des Zentrums für nachhaltige Abfall- und Ressourcennutzung (ZAR) im Jahre 2010 wollen der Kanton Zürich und weitere Akteure in den nächsten paar Jahre einen wichtigen Beitrag zur Lösung dieser Problemstellungen leisten. Das Zentrum und dessen Arbeit sollen die gut funktionierenden Sammel- und Verwertungssysteme in der Schweiz ergänzen und die Schweizer Abfallwirtschaft in ihrer Entwicklung stärken.

Klärschlamm als Phopsphor-Quelle

Hand in der getrockneter Klärschlamm in Form von Kügelchen sichtbar ist
Phosphor ist ein sehr wertvoller Rohstoff für Mensch und Natur

In der Schweiz ist die im Klärschlamm gebundene Menge an Phosphor pro Jahr etwa gleich gross wie die mit Mineraldünger importierte Menge.

Phosphor bzw. Phosphat ist einer der wertvollsten Rohstoffe in Abfällen. Er ist für Mensch und Natur lebenswichtig und nicht ersetzbar. Die Verfügbarkeit aus Erzlagern wird immer knapper und die Qualität der daraus produzierten Produkte nimmt laufend ab (Verunreinigungen mit Schadstoffen, wie Cadmium und Uran).

Deshalb werden auch im Kanton Zürich verstärkte Anstrengungen unternommen, den Rohstoff direkt aus dem anfallenden Klärschlamm zurückzugewinnen oder die zukünftige Nutzung über ein Rohstoffzwischenlager sicherzustellen.