Jeden Tag produzieren wir Menschen Dinge, die wir auf irgendeine Art entsorgen müssen. Sei es ganz normaler Hausabfall, Sperrmüll, Baumschnitt oder Klärschlamm – sie alle gehören zu den Abfällen, die es irgendwie zu verwerten gilt. Dabei ist es vor allem die Klärschlammentsorgung, die die Kommunen vor große Herausforderungen stellt. Denn die Mengen sind riesig, die Kosten hoch und der Aufwand ist immens. Es gibt aber eine Lösung: Klärschlammentsorgung mit Hilfe von BHKW und KWK.

Wie genau das funktioniert und wieso diese Art der Klärschlammentsorgung mehr als eine Win-Win-Situation für alle Beteiligten ist, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Was ist Klärschlamm?

Klärschlamm entsteht in Kläranlagen bei der Aufbereitung von Abwässern, die unter anderem aus privaten Haushalten stammen. Klärschlamm enthält eine Menge Stickstoff und Phosphor, wodurch er sich besonders gut als Dünger für landwirtschaftlich genutzte Flächen eignet. Das bedeutet jedoch nicht, dass sämtlicher anfallender Klärschlamm auf unseren Feldern landen kann. Denn Klärschlammentsorgung ist an strikte Vorgaben und Gesetze geknüpft. Und genau hier beginnen die Herausforderungen.

Klärschlammentsorgung – das ist das größte Problem

Pro Jahr fallen in Deutschland rund 1,7 Millionen Tonnen Klärschlamm an. Pro Kopf sind das im Schnitt 90 kg Klärschlamm. Und da Klärschlamm jeden Tag anfällt, muss er auch kontinuierlich entsorgt werden. Für die Kommunen ist das eine große Herausforderung – hängen mit der Klärschlammentsorgung doch einige schwierige finanzielle sowie logistische Aspekte zusammen.

Zunächst einmal zu den Kosten: Allein in den letzten vier Jahren sind die Entsorgungskosten von 60 auf bis zu 170 Euro pro Tonne nasser Klärschlamm gestiegen. Hinzu kommt, dass die Kapazitäten für die Klärschlammentsorgung ihre Grenzen erreichen. Und das sowohl in Mitverbrennungseinrichtungen und Monoverbrennungsanlagen als auch in Zementwerken, die bereits als Alternative zu den beiden ersteren dienen. Das hat zu einem regelrechten Entsorgungsengpass geführt.

Herausforderung Gesetzesnovellierung

Ein weiterer, ganz entscheidender Faktor, der die Klärschlammentsorgung zusätzlich erschwert, ist die jüngst vorgenommene Verschärfung des Düngemittelrechts. Hier ist eine spezielle Novellierung der Düngeverordnung in den Jahren 2017 und 2020 relevant. Durch sie wurden neue Grenzwerte für die Ausbringung von Klärschlamm in der Landwirtschaft festgelegt. Wurde Klärschlamm bisher zum größten Teil auf landwirtschaftliche Fläche ausgebracht, hat die Grenzwertverschärfung dieses Vorgehen nun erschwert. Die Folge: Was nicht mehr ausgefahren werden darf, muss verbrannt werden. Laut Statistischem Bundesamt werden daher derzeit in Deutschland rund 74 Prozent des anfallenden Klärschamms verbrannt – was zu dem oben genannten Entsorgungsengpass in den Verbrennungsanlagen geführt hat.

Hoher Wassergehalt = hohe Kosten

Alternativ ist es möglich, den anfallenden Klärschlamm zu entwässern und dann zu entsorgen. Doch auch nach einer Entwässerung besteht der Klärschlamm immer noch aus 70 – 80 % Wasser. Dieser gesamte Wasseranteil im Klärschlamm fließt komplett in die Berechnung der Entsorgung mit ein. Ein hoher Wassergehalt bedeutet also gleichzeitig hohe Entsorgungskosten. Hinzu kommt, dass der Klärschlamm für seine Entsorgung oft weite Transportwege zurücklegen muss. In Sachen CO2-Bilanz ist dies natürlich alles andere als optimal. 

Doch es gibt inzwischen eine praktikable Lösung für dieses Dilemma. Sie lautet: Klärschlammentsorgung wird zum Energielieferanten – via BHKW und KWK!

Umweltfreundliche Klärschlammentsorgung dank Biogasanlagen

Eine vielversprechende Alternative zur Ausbringung auf landwirtschaftliche Flächen sowie zur Verbrennung ist die Klärschlammentsorgung mittels Trocknung. Dabei wird der Klärschlamm durch Wärme bzw. heiße Luft nicht nur entwässert, sondern getrocknet, bis ein Klärschlammgranulat entsteht. Dieses hat hervorragende thermische Eigenschaften und eignet sich deswegen besonders gut als Brennstoff zur Energiegewinnung. Und das sogar komplett CO2-neutral.

Und an dieser Stelle kommen nun die Biogasanlagen mit ihren Blockheizkraftwerken und KWK-Anlagen ins Spiel. Denn die Wärme, die dort bei der Stromerzeugung entsteht, eignet sich hervorragend zum Trocknen des Schlamms.

So funktioniert die thermische Behandlung von Klärschlamm im BHKW

Das Prinzip der Klärschlammentsorgung durch thermische Behandlung ist im Grunde ganz einfach. Für die Verdampfung von einer Tonne im Klärschlamm befindlichen Wasser fällt ein Energiebedarf von 800 kWh bis 850 kWh an. Eine Menge von 5.000 m3 Klärschlamm benötigt also rund drei Millionen kWh Wärme. Und diese liefert das BHKW, indem es die bei der Verstromung von Biogas entstehende Wärme mittels Wärmetauscher zum Trocknen des Klärschlamms bereitstellt. Der Wärmetauscher erwärmt die Luft, leitet sie weiter und führt sie durch eine auf Förderbändern liegende Schicht von Klärschlamm. Dabei verdunstet das darin befindliche Wasser und wird mit der warmen Luft abgeführt. Diese wird anschließend kondensiert und wieder erwärmt. Anschließend kann der Prozess der Klärschlammentsorgung erneut beginnen.

Dieser Kreislauf der Klärschlammentsorgung sorgt zum einen für eine wirtschaftliche Nutzung der im BHKW anfallenden Wärme. Zum anderen ergibt sich hier für Betreiber von Biogasanlagen eine klassische Win-Win-Situation, wenn die Abwärme zur zusätzlichen Einnahmequelle wird. Außerdem winkt an dieser Stelle auch ein KWK-Förderbonus: Zwei MWh Abwärme werden mit rund 30.000 Euro pro Jahr vergütet! Zusammen mit dem Erlös für die Bereitstellung der Wärme zu Klärschlammentsorgung ist das ein lukratives Geschäft für jeden Anlagenbetreiber. Und das Beste: Dieser Entsorgungsprozess funktioniert um die 20 Jahre und ist so langfristig nutzbar.

Die Vorteile der Klärschlammentsorgung mittels BHKW auf einen Blick

Bei der Klärschlammentsorgung entsteht also durch thermische Behandlung ein CO2-neutraler Brennstoff mit hohem Heizwert, der mit etlichen Vorteilen überzeugt. Klärschlammgranulat bietet dabei die folgenden Vorteile:

  • Es ist hygienisch unbedenklich
  • Es trägt aktiv zu CO2-Reduzierung bei
  • Das Granulat benötigt vergleichsweise wenig Platz und lässt sich deswegen einfach lagern und transportieren
  • Die trockene Masse ist kaum geruchsbelastend
  • Das Granulat hat einen hohen Heizwert.

Aufgrund des guten Synergieeffekts ist Klärschlammentsorgung mittels BHKW interessant für jeden Anlagenbetreiber. Darüber hinaus ist dieser Prozess besonders dazu geeignet, dem aktuellen Entsorgungsengpass entgegen zu wirken.