Bericht 1
Auch auf den Deponien wird das Gas knapp
Von Klaus Wagner
Verschneit sind der sanfte Hügel und der umgebende Wald. Keine Kinder die Schlitten fahren und vor Vergnügen lauf rufen, wenn sie den Hang hinunter sausen. Denn der Berg liegt auf der Mülldeponie von Schwaiganger. Neuer Müll wird hier keiner mehr abgelagert, aber elektrischer Strom wird noch produziert und ins öffentliche Netz eingespeist.
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| Deponie Schwaiganger: Verschneiter Müllberg Foto: Klaus Wagner |
Geschlossen wurde die Deponie in 2005. Auf einer Fläche von 51.000 Quadratmetern liegen seither 650.000 Kubikmeter Hausmüll unter einer schwarzen, luftdichten Kunststofffolie, die an einigen Stellen unter dem Schnee hervorlugt. Zwischen Beginn der Müllablagerung im Jahre 1983 und deren Beendigung wuchs der Berg auf eine Höhe von ungefähr 20 Meter an. Dass die Umwelt nicht durch Emissionen in Luft und Grundwasser gefährdet wird, dafür sind nun Maßnahmen zur Stilllegung und anschließenden Nachsorge verantwortlich. Zu diesen gehören die wasserdichte, mehrschichtige Basis der Deponie sowie ein System zur sicheren Erfassung und Entsorgung des Sickerwassers.
Die Folie ist den Stilllegungsmaßnahmen zuzurechnen und erfüllt mehrere Anforderungen. Zum einen verhindert sie die Ausbreitung von Stäuben und das unkontrollierte Eindringen von Wasser, wodurch das Volumen des Sickerwassers im Abfallberg reduziert wird. Zum anderen bildet sie einen gasdichten Abschluss. Auf Grund der Stoffwechselaktivität anaerober Bakterien entsteht im Hausmüll Deponiegas. Neben Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlendioxid enthält es im wesentlichen Methan. Wie Biogas kann es dadurch zur Erzeugung von elektrischem Strom verwendet werden.
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| Dipl.-Ing. Wolfgang Huber von AU-Consult Foto: Klaus Wagner |
„Ungefähr 150 bis 200 Kubikmeter Gas werden pro Tonne abgelagertem Abfall über einen Zeitraum von ungefähr 30 Jahren produziert”, sagt der Diplom-Ingenieur Wolfgang Huber. Er gehört zur Geschäftsführung der Augsburger Firma AU-Consult GmbH, die sich mit Aspekten der Abfallwirtschaft und Umwelttechnik beschäftigt und die Deponie Schwaiganger betreut. Sein Mitarbeiter Christian Dierig, Maschinenbauingenieur mit Schwerpunkt Umwelttechnik, stellte bei seinen Messungen fest, dass in 2007 ein Volumen von 312.000 Kubikmetern Deponiegas produziert wurde. Die Methananteile lagen im Bereich von 20 bis 40 Prozent.
Sinneswandel
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| Hausmüll, zwischengelagert Foto: Klaus Wagner |
„Seit Ende der 70er Jahre des vergangenen Jahrhunderts hat sich bei uns in Deutschland das Bewusstsein für die Zusammensetzung des Mülls und darin enthaltene Schadstoffe entwickelt”, legt Huber dar. Bis dahin sei die Müllentsorgung die Angelegenheit der Gemeinden gewesen und der Unrat sei in Gruben gefüllt und diese dann mit einer mineralischen Schicht verschlossen worden. Mit der Einführung des Abfallgesetzes, 1978, seien bestehende Müllgruben stillgelegt worden und man habe Kriterien für neue Deponiestandorte definiert. „Seit den 80er Jahren verdichtete man den Hausmüll beim Einbau in die neuen Deponien. Die anaeroben Prozesse wurden dadurch intensiviert, und man war mit dem Problem des Deponiegases konfrontiert”, erklärt Huber weiter. Auf Grund der Brand- und Explosionsgefahr sei dieses dann mit Hilfe von Fackeln verbrannt worden. Zu Beginn der 90er Jahre sei man sich bewusst geworden, dass das im Gas enthaltene Methan ein Energieträger ist, und man begann, mit Hilfe von geeigneten Motoren und Generatoren, elektrischen Strom zu erzeugen.
In den letzten Jahren wurde öffentlich verstärkt über den Klimawandel diskutiert, der durch den Ausstoß von Treibhausgasen verursacht wird. Unter den Experten wurde diese Diskussion schon sehr viel früher geführt. So legte im August 1990 der Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) seinen ersten Bericht vor, in dem der Anstieg der Konzentration an Treibhausgasen in der Atmosphäre als Folge menschlicher Aktivitäten vorhergesagt wurde. Dem Methan, das zu den Treibhausgasen gehört, wird im Vergleich zum Kohlendioxid eine 20 mal höhere Wirksamkeit zugeordnet.
Müll zu Strom
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| Franz Pech, Deponiebetreiber Foto: Klaus Wagner |
Franz Pech, Fuhrunternehmer und Betreiber der Deponie Schwaiganger im Auftrag des Landratsamtes Garmisch-Partenkirchen, war Mitte der 80er Jahre seiner Zeit um Einiges voraus. Auf seine private Initiative hin errichtete er damals, als einer der Ersten, eine Anlage zur Erzeugung von Strom aus Deponiegas. Jahre bevor durch das Stromeinspeisungsgesetz (ab 1991) und das Erneuerbare-Energien-Gesetz (ab 2000) finanzielle Anreize dafür geschaffen wurden. „Willst Du Dich selbständig machen, und Du brauchst eine Arbeitskraft, nimm Dir einen Seemann oder einen Bergarbeiter”, sagt Pech und fügt hinzu: „der wird nicht auf die Idee kommen, einen Handwerker zu holen, wenn er ein Problem hat.” Pech muss es wissen, denn er war früher selbst Kumpel. Mit Gas kennt er sich bestens aus. Und dass er Probleme am liebsten selbst löst, daran lässt er keine Zweifel aufkommen.
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| Franz Pech und Dipl-Ing. Christiona Dierig im Generatorraum Foto: Klaus Wagner |
Die Nutzung von Deponiegas setzt ein Gasleitsystem in der Müllhalde voraus und einen Motor, der einen Stromgenerator antreibt. Während der Müllberg im Laufe der Jahre wuchs, wurden auf übereinander liegenden, horizontalen Ebenen Gräben, so genannte Rigolen, gezogen und diese mit lockerem Material aufgefüllt. Auf diese Weise entstanden Känale, durch die das Gas strömen konnte. Die Verwendung von Basalt hatte man Pech vorgeschlagen, um im Gas enthaltenes Fluor und Chlor zu neutralisieren und somit Korrosionen im Motor zu vermeiden. Den Basalt hätte er aber für viel Geld aus Niederbayern besorgen müssen und so entschied er sich für Scherben aus Flaschenglas. Diese taten den gleichen Dienst. Senkrechte Schächte wurden in die wachsende Deponie eingebaut, die am unteren Ende in den Kanälen mündeten. Durch diese Schächte wurde das entstehende Gas abgesaugt.
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| Lastwagenmotor, modifiziert zur Stromerzeugung Foto: Klaus Wagner |
„Jeder Motor hat die Wirkung einer Pumpe, wenn er durch die Kolbenbewegung das Gemisch aus Sprit und Luft ansaugt”, sagt Pech. Ein modifizierter, ursprünglich mit Diesel betriebener, Lastwagenmotor ist es, der auf der Deponie von Schwaiganger das Gas aus dem Berg fördert und den Stromgenerator antreibt. Die notwendigen Veränderungen, wie der Einbau von Zündkerzen, eines Zündverteilers und einer Einrichtung für die Steuerung des Verhältnisses von Deponiegas zu Luft sowie anderer Kolben, zur Erzeugung eines optimalen Verdichtungsverhältnisses, hat er selbst vorgenommen. Sein Motor kann noch betrieben werden, wenn im Gas nur 20 Prozent Methan vorhanden sind. Konventionelle Hightech-Motoren benötigen einen Methananteil von 40 Prozent. Wieviel er von diesen Maschinen hält, daraus macht Pech keinen Hehl. Aus der in 2007 geförderten Gasmenge wurde eine elektrische Leitung von 225.000 kWh erzeugt.
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| Christian Dierig von AU-Consult Foto: Klaus Wagner |
„Der Zweck einer Deponie besteht in erster Linie darin, Abfälle und entstehendes Gas sinnvoll zu entsorgen, und nicht möglichst viel Strom zu erzeugen”, sagt Christian Dierig. Daher wird angestrebt, dass der Müll zügig in einen Zustand überführt wird, in dem keine Umsetzungsprozesse mehr stattfinden. Der Abbau des Abfalls im Berg unter anaeroben Bedingungen und damit die Gasproduktion lassen sich beschleunigen, in dem man die Müllhalde gezielt mit Wasser infiltriert. Zu diesem Zweck werden die Gasabsaugphasen in regelmäßigen Abständen von Bewässerungsphasen unterbrochen und Wasser in die Schächte eingeleitet. Es hat sich auch gezeigt, dass dadurch die Belastung des Sickerwassers mit umweltschädlichen, organischen Substanzen reduziert wird. Dies kann dazu beitragen, dass die Nachsorgezeit verkürzt wird und somit weniger Kosten anfallen. Bei einer angenommenen Zeitspanne von 30 Jahren wird von einer finanziellen Belastung von 10 bis 20 Euro je Kubikmeter Abfall ausgegangen. Seit einiger Zeit werden in verschiedenen Gremien die Kriterien für die zulässige Belastung des Sickerwassers mit umweltschädlichen Substanzen sowie der tolerable Gasausstoß und damit die Dauer der Nachsorge diskutiert. Die Erfüllung dieser Kriterien soll darüber entscheiden, ob eine Deponie aus der kontinuierlichen Überwachung, entlassen werden kann.
Keine dauerhafte Energiequelle
Deponiegas ist, im Vergleich zu Biogas, in Deutschland keine langfristig nutzbare Energiequelle. Denn seit dem 1.06.2005 schreibt die Abfall-Ablagerungs-Verordnung vor, dass keine unbehandelten organischen Abfälle mehr auf Deponien entsorgt werden dürfen. Hausmüll muss demnach entweder in einer spezielle Anlage verbrannt, oder einer mechanisch-biologischen Behandlung unterzogen werden. Dadurch werden das Müllvolumen und der Ausstoß von Treibhausgasen reduziert.
„Die größte Menge an Methan wurde auf den Deponien in Deutschland in den 90er Jahren gebildet. Ungefähr seit der Jahrtausendwende geht die Produktion auf den meisten Deponien jährlich um etwa 10 Prozent wieder zurück”, sagt Wolfgang Huber und beschreibt damit, was mathematische Modelle für die Deponiegasproduktion vorhersagen. Demnach steigt die Gasproduktion auf Grund von leicht abbaubarem organischen Müll in einem Zeitraum von bis zu 12 Jahren steil an, durchläuft dann ein Maximum und geht anschließend über eine längere Zeitspanne exponentiell wieder zurück. Für die Deponie Schwaiganger sieht er noch eine Nutzungsdauer für das Gas von etwa 5 Jahren. Dann, wenn die Methanproduktion auf 25 Kubikmeter pro Stunde und bezogen auf den gesamten Deponiestandort zurück gegangen ist, beginnt die so genannte Schwachgasphase. In dieser wird das entstehende Methan entweder über eine Fackel verbrannt, oder in einem Biofilter durch Bakterien unter aeroben Bedingungen zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut. Wenn die Methanproduktion über einen Zeitraum von 10 Jahren und gemessen über die ganze Deponieoberfläche die Konzentration von einem Milliliter in einem Kubikmeter Luft nicht überschreitet wird davon ausgegangen, dass die Nachsorge in Bezug auf dieses Gas abgeschlossen werden kann.
Die bakterielle Umsetzung des Müll und die damit verbundene Gasproduktion haben eine Verkleinerung von dessen Volumen zur Folge. Sobald die Volumenänderungen weitgehend abgeschlossen sind, wird die Müllhalde durch eine mehrschichtige Abdeckung endgültig verschlossen. Gras, Büsche und Bäume werden darauf wachsen und für den Erholungssuchenden wird nichts mehr an eine Mülldeponie im Untergrund erinnern.
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