Die europäische Abfallrahmenrichtlinie ordnet die energetische Verwertung von Abfällen in die vierte Stufe der Hierarchie, unterhalb der stofflichen Verwertung, ein. Dennoch wird eine große Menge an Abfällen der energetischen Verwertung zugeführt. Diese Abfälle leisten inzwischen einen relevanten Beitrag zur Strom-, Wärme- und Prozessenergieversorgung der Bundesrepublik Deutschland. Im Fokus dieser Studie stand die Ermittlung der aktuellen Abfallpotenziale zur Energieerzeugung in Deutschland und die Quantifizierung der verfügbaren Anlagenkapazitäten zu deren Nutzung. Auf dieser Basis wurde eine Prognose zur Situation im Jahr 2030 abgeleitet. Für beide Szenarien (Ist-Zustand und Prognose) wurden die CO2-Reduktionspotenziale durch die energetische Nutzung der Abfälle bestimmt.
Das Projekt "Energieerzeugung aus Abfällen - Stand und Potenziale in Deutschland bis 2030" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Neovis GmbH + Co. KG durchgeführt. Übergeordnetes Ziel des Projektes ist eine Analyse der derzeitigen Situation der Energiegewinnung aus Abfällen in Deutschland, welche insbesondere die jeweiligen Abfallströme und -mengen sowie eine systematische Zusammenstellung der Datenlage zu Waste-to-Energy-Anlagen umfasst. Darüber hinaus soll abgeschätzt werden, wie sich diese Potenziale bis zum Jahr 2030 entwickeln.
Das Projekt "Substitution von Primärrohstoffen im Straßen- und Wegebau durch mineralische Abfälle und Bodenaushub; Stoffströme und Potenziale unter Berücksichtigung von Neu-, Aus- und Rückbau sowie der Instandsetzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH durchgeführt. In Deutschland werden jährlich ca. 40 Mio. t Bau- und Abbruchabfällen im Straßen- und Wegebau verwertet. Hinzu kommen weitere Abfälle, wie beispielsweise Schlacken aus der Eisenproduktion und nicht genau bezifferbare Mengen an Bodenaushub. Es ist nicht gesichert, ob diese Abfälle auch wirklich einer Substitution von Primärrohstoffen dienen - von denen jährlich im Straßenbau ca. 130 Mio. Tonnen eingesetzt werden. Derzeit werden falsche Anreize gesetzt, und die realen Stoffströme nachzuvollziehen ist schwierig - mit Risiken für Umwelt und Gesundheit. Wie groß das Substitutionspotenzial wirklich ist, und wie es zukünftig verändern wird, ist nicht bekannt.ZIELE: Eine hochwertige Verwertung von Abfällen setzt u.a. die Substitution von Primärrohstoffen voraus. Mineralische Abfälle sollten nur in dem Maße im Straßen- und Wegebau eingesetzt werden, wie sie tatsächlich Primärrohstoffe, wie Kies und Schotter, substituieren. Es besteht die Gefahr, dass Baumaßnahmen ohne Erforderlichkeit als Senken für mineralische Materialien genutzt werden. Damit entfallen die eingesetzten Sekundärrohstoffe für andere Verwertungswege. Für eine bessere Einschätzung der Lage ermittelt das Vorhaben die in Deutschland aktuell und zukünftig benötigte jährliche Menge an Baustoffen im Straßen- und Wegebau, mit Substitutionspotenzialen. Als Basis dienen der Zubau in den einzelnen Straßenkategorien und ein idealisiertes Instandsetzungsmodell für den Straßenbestand. Daraus wird der jährliche Baustoffbedarf abgeleitet. Berücksichtigt werden a) Neu-, Aus- und Rückbau von Straßen - hierfür dienen die Verkehrsprognose bis 2025, der Verkehrswegeplan (beide BMVBS) sowie neuere Quellen, b) die Erhaltung von Straßen - hierfür dienen Ergebnisse des MaRess-Vorhabens. Der Bestand kommunaler Straßen muss genauer ermittelt werden. Für beide Bereiche werden Ergebnisse des Vorhabens 'Renewbility II' berücksichtigt.METHODEN: Literaturauswertung, Befragungen, Bottom-up- und Top-down-Analysen, Stoffstrommodellierung
Das Projekt "Teilprojekt 2: Aufbereitung von Gülle - wissenschaftliches Begleitprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. durchgeführt. In Regionen mit intensiver Tierhaltung und hoher Viehdichte ist eine effiziente Verwertung von Nährstoffen nur eingeschränkt möglich. Verfahren zur Aufbereitung von Gülle werden als eine Möglichkeit gesehen, Nährstoffe kostengünstig aus Regionen mit Nährstoffüberschüssen zu transportieren und in Ackerbauregionen effizient einzusetzen. Neben technisch einfachen Verfahren wie Eindickung oder Separierung gehören hierzu auch die technisch aufwändigen Verfahren der sogenannten Vollaufbereitung von Gülle. Die NDM-Naturwertstoffe-GmbH (NDM-GmbH) plant daher den Bau einer Aufbereitungsanlage für Gülle. Im Rahmen des hier vom KTBL beantragten Projektes sollen vor Baubeginn Informationen zur Wirtschaftlichkeit der geplanten Anlage und der zu erwartenden Stoffströme erarbeitet werden. Falls der Bau der Aufbereitungsanlage gefördert wird, werden diese Planungsdaten im Anlagenbetrieb verifiziert. Prozess- und Versuchsdaten sollen hierfür von der NDM-GmbH zur Verfügung gestellt werden. Ergänzende bzw. alternative Verfahren und Konzepte zur regionalen und überregionalen Verwertung von Wirtschaftsdüngern werden analysiert. Dies geschieht zur Unterstützung des BMEL in Fragen der 'Wirtschaftsdüngerstrategie'. Im ersten Arbeitspaket sollen Aspekte der Wirtschaftlichkeit einer geplanten Anlage zur Gülleaufbereitung betrachtet, die zu erwartenden Stoffströme berechnet und die potenziellen Endprodukte düngemittelrechtlich eingeordnet werden. Im zweiten Arbeitspaket werden bei Inbetriebnahme der Anlage die Berechnungen im Praxisbetrieb validiert und Optimierungsmaßnahmen mit ihren Wirkungen wissenschaftlich begleitet. Das dritte Arbeitspaket umfasst die Analyse weiterer, alternativer Verfahren der Gülleaufbereitung. In Szenarien mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen wird die Eignung von verschiedenen Konzepten der Gülleaufbereitung verglichen und bewertet.
Das Projekt "Aufkommen, Verbleib und Ressourcenrelevanz von Gewerbeabfällen im Hinblick auf eine mögliche Novellierung der Gewerbeabfallverordnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Oetjen-Dehne & Partner Umwelt- und Energie-Consult GmbH durchgeführt. Ausgangslage / Zielstellung / Methodik des Vorhabens: Ziel ist die Erfassung der hausmüllähnlichen Gewerbeabfälle, insbesondere solcher, die getrennt vom Hausmüll den öffentlich-rechtlichen Entsorgern überlassen werden (im Jahr 2006 ca. 3,8 Mio. t) sowie der Gewerbeabfälle zur Verwertung, die von privaten oder öffentlich-rechtlichen Entsorgern erfasst und verwertet oder anderweitig behandelt werden. Im Vorfeld einer möglichen Novellierung der Gewerbeabfallverordnung ist zu prüfen, in welchen Mengen und Zusammensetzungen Gewerbeabfälle in Produktion, Handel, Verwaltungen etc. entstehen, welche konkreten Entsorgungswege diese nehmen und ob sie angesichts unterschiedlicher Preisszenarien künftig ggf. wieder den Kommunen (z.B. zur Verbrennung) angedient werden. Es ist zu ermitteln, welche Mengen in Vorbehandlungsanlagen (Aufbereitungs- und Sortieranlagen, z.B. MBA, MA etc.) gehen und in welchen Mengen die aussortierten Fraktionen einer stofflichen oder energetischen Verwertung zugeführt werden und in welchen Mengen Sortierreste anfallen und wie diese entsorgt werden. Dazu sind u.a. in Zusammenarbeit mit den Verbänden repräsentative Umfragen bei den Betreibern von Gewerbeabfall- und Mischabfallaufbereitungsanlagen (z.B. Ersatzbrennstoffherstellern) durchzuführen und plausible Mengenschätzungen und tragfähige Prognosen zu erstellen. In besonderem Maße ist zu prüfen, in welchem Verhältnis die verordnungsrechtlichen Anforderungen der Getrennthaltung und der Sortierung mit welchem Ergebnis umgesetzt werden und inwieweit eine tatsächliche Verwertung der Fraktionen erfolgt. Angesichts der hohen Wertstoffgehalte von Gewerbeabfällen ist deren Ressourcenrelevanz absolut und in Relation zu anderen Abfällen zu bewerten.
Das Projekt "Teilprojekt: Schmelzprozesse-Metallrückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nickelhütte Aue GmbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung und Umsetzung einer sowohl umweltfreundlichen, als auch ökonomischen Recycling-Prozesskette für Lithium-Batterien aus Fahrzeugantrieben. Zusammen mit den Arbeitspartnern erfolgt zunächst eine stoffliche Bilanzierung der vorhandenen und zukünftig zu erwartenden Mengen an Lithium-Ionen-Fahrzeugbatterien. Auf dieser Grundlage werden dann in der Nickelhütte Aue GmbH Untersuchungen in einem neu entwickeltem Smelter zur Verhüttung der Metalle aus den zerlegten Batterien durchgeführt. Die so gewonnenen Produkte (Stein und Schlacke) werden im eigenen Labor analysiert und daraufhin der Prozess weiter optimiert. Darüber hinaus werden verschiedene Wege zur Verwertung des Elektronikschrottes entwickelt und getestet. Im Ergebnis der Untersuchungen erfolgen Engineering und Realisierung einer Demonstrationsanlage und Berechnungen zum Upscaling auf eine Produktionsanlage.
Das Projekt "Entwicklung und Festlegung eines Prognosemodells fuer Siedlungsabfaelle. Anwendung des Prognosemodells fuer eine 10jaehrige Prognose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesumweltamt Brandenburg durchgeführt. Ziel: Ergebnisse des Gutachtens sollen in das Abfallwirtschaftsprogramm des Landes Brandenburg einfliessen. Fragestellungen: Entwicklung und Anwendung eines Modells zur Prognose der anfallenden Abfaelle und der abzulagernden Abfaelle hinsichtlich der Abhaengigkeit von Bevoelkerungsentwicklung und verschiedenen Szenarien zur Behandlung. Ergebnis: Endbericht liegt vor; Ergebnisse fliessen in das Abfallwirtschaftsprogramm des Landes Brandenburg ein.
Das Projekt "Entwicklung von Katalysatoren zur effizienten Nox-Minderung bei tiefen Temperaturen im Abgas von Pkw-Dieselmotoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Technische Chemie und Polymerchemie durchgeführt. Die NOx-Minderung bei tiefen Temperaturen im Abgas von Diesel-Pkw ist eine große wissenschaftlich-technische Herausforderung. Grundsätzlich geeignet ist die Nachbehandlung des Abgases durch Pt-Katalysatoren unter Verwendung des Reduktionsmittels H2 (H2-SCR-Technik). Dabei ist jedoch die erhebliche Bildung des Treibhausgases N2O von großem Nachteil. Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht daher in der Entwicklung eines H2-SCR-Katalysators, der im Tieftemperaturbereich hohe NOx-Umsätze bei selektiver N2-Bildung bewirkt. Als aussichtsreichster Katalysator wird ein Pt/W/ZrO2-System gefunden, das in synthetischem Diesel-Modellabgas sehr hohe NOx-Umsätze (bis 95Prozent) bei tiefen Temperaturen zeigt, die mit einer hohen integralen N2-Selektivität (ca. 85Prozent) verbunden sind. Damit ist Pt/W/ZrO2 der beste derzeit bekannte H2-SCR-Katalysator. Von Nachteil ist die verbleibenden N2O-Bildung sowie die relativ geringe Eduktselektivität des Pt/W/ZrO2-Katalysators.
Das Projekt "MERCATOR - Material Effizientes Recycling für die Circular Economy von Automobilspeichern durch Technologie Ohne Reststoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. Abfallprognosen müssen in Szenarien möglichst genau bestimmt werden, um die technischen Prozessparameter zielgenau zu bestimmen, und die Potentiale der Ergebnisverwertung in Wirtschaftlichkeitsmodellen erfassen zu können. Die Steigerung der Recyclingeffizienz durch den Ausbau der Recyclingkette und die Zweitnutzung von Batteriekomponenten wird durch Analytik von Batchprozessen untersucht und nach den Richtlinien der EU-Verordnung 493/2012 hochgerechnet. Als erster Schritt zur ökologischen Einschätzung wird eine Energiebilanz berechnet, die Energieflüsse und Optimierungspotenziale aufzeigt. Für eine umfassende Umweltbewertung wird eine Ökobilanz (life-cycle assessment, LCA) nach ISO 14040/14044 für die gesamte Recyclingkette erstellt. Die LCA wird in vier iterativen Schritten durchgeführt. In eine umfassende Gesamtbewertung fließen auch eine ökonomische Betrachtung der Recyclingprozesse und eine Marktbewertung der Recyclingprodukte ein.
Das Projekt "Strohpotentiale - Basisinformationen für eine nachhaltige Nutzung von landwirtschaftlichen Reststoffen zur Bioenergiebereitstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Thema: In dem Projekt 'Basisinformationen für eine nachhaltige Nutzung von landwirtschaftlichen Reststoffen zur Bioenergieerzeugung' erfolgt die Ermittlung des deutschlandweiten Strohpotenzials unter Berücksichtigung ökologischer und technisch-ökonomischer Aspekte. Die damit verbundenen Arbeitsaufgaben umfassen u.a. die Potenzialermittlung mittels Humusbilanzierung, die Analyse der Klimagaswirkung und die technisch-ökonomische Analyse verschiedener Strohnutzungspfade. Ziele: Projektziel ist die Bereitstellung von Basisinformationen zur nachhaltigen Nutzung von landwirtschaftlichen Reststoffen. Mit diesen Informationen soll die nachhaltige Erschließung des landwirtschaftlichen Reststoffpotenzials Deutschlands gefördert werden. Da die Nutzung von Reststoffen wie Stroh immer stärker fokussiert wird, sollen möglichst frühzeitig potenzielle Umweltauswirkungen der Strohbereitstellung analysiert und in die Potenzialermittlung integriert werden. Zum einen soll daher in hoher räumlicher Auflösung (Kreisebene) das nachhaltige Strohpotenzial ermittelt und dargestellt werden. Zum anderen sollen durch die technisch-ökonomische und ökologische Analyse vorteilhafte Strohnutzungspfade identifiziert werden. Maßnahmen: Das DBFZ ist thematisch für alle Fragestellungen zuständig, die sich mit der energetischen Nutzung von Stroh auseinandersetzen (Bereitstellung / Logistik ab dem landwirtschaftlichen Betrieb bis zur Anlage, Vergleich der Technologien). Das DBFZ untersucht u.a. folgende Fragestellungen: - Welche Technologien sind heute und zukünftig verfügbar? - Welche THG-Emissionen sind mit der energetischen Strohnutzung verbunden? (Analyse verschiedener biochemischer und thermo-chemischer Konversionspfade) - Welche Gestehungskosten sind mit der energetischen Strohnutzung verbunden? Schwerpunkte: - Strohpotenziale - Nachhaltigkeit - Humusbilanzierung - THG-Bilanzierung - Wirtschaftlichkeit.
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