Publikation

Evaluierung verschiedener Verwertungsrouten von Biomasseaschen

Outline:

M. Kröppl, C. Lanzerstorfer - Evaluierung verschiedener Verwertungsrouten von Biomasseaschen - Tagungsband des 7. Forschungsforums der Österreichischen Fachhochschulen, Dornbirn, Österreich, 2013

Abstract:

Die Verwendung von Biomasse (meist Holz in Form von Pellets oder Hackschnitzel) zur Wärme- und verstärkt auch Stromerzeugung ist in den letzten Jahren und Jahrzehnten stark angestiegen. Dieser Trend wird sich wahrscheinlich auch in den kommenden Jahren fortsetzen. Gründe dafür sind die gute Verfügbarkeit von Holz als Brennstoff in Österreich, das Ziel der verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien und damit größerer Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen, und natürlich die CO2-Neutralität der Biomasse (betrachtet ohne Verarbeitung und Transport). Die bei Biomassefeuerungen anfallenden Aschefraktionen (Flug- und Rostaschen) enthalten wertvolle Nährstoffe, wie z.B. Phosphor und Kalium. Auch können sie zur Neutralisation saurer Böden eingesetzt werden. Rostaschen werden so zumeist wieder der Land- und Forstwirtschaft zur Bodenverbesserung rückgeführt. Vor allem Flugaschen enthalten aber neben Nährstoffen auch zumeist höhere Konzentrationen an Schwermetallen, welche bereits in niedrigen Konzentrationen toxische Wirkungen für Menschen und Tiere haben können und daher dem Boden nur in sehr geringen Mengen zugeführt werden dürfen. Die Verwertbarkeit von Flugaschen auf Böden ist daher stark eingeschränkt, da meist zumindest eines der limitierten Schwermetallelemente (As, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn) über den in Österreich geltenden zulässigen Höchstkonzentrationen für die Verwertung von Biomasseaschen auf Böden liegt. Flugaschen müssen deshalb in den meisten Fällen kostspielig entsorgt werden. Seit einigen Jahren gibt es daher an der Fachhochschule Untersuchungen zur Verwertbarkeit von Biomasseflugaschen. Nach umfangreicher Untersuchung der Zusammensetzung des Inputmaterials, sowie der Flug- und Rostaschen mehrerer oberösterreichischer Biomasseverbrennungsanlagen, wurden unterschiedliche Verwertungswege für Flugaschen analysiert. Ziel war es, den Anteil der verwertbaren Aschefraktionen zu erhöhen und somit auch Entsorgungskosten zu minimieren. Die vorliegende Arbeit soll die unterschiedlichen Verwertungswege von Biomasseflugaschen aufzeigen, sowie Vor- und Nachteile besprechen. Eine mögliche Verwertung ist der Einsatz der Biomasseflugaschen als Sekundärrohstoff in der Zementindustrie. Diese Verwertungsschiene ist allerdings häufig aufgrund streng regelmentierter Zusammensetzungsvorgaben der Zementindustrie und der unzureichenden Homogenität der Flugaschen nur bedingt möglich. Ein weiterer untersuchter Verwertungsweg ist die Reinigung der Flugaschen durch saure Extraktion, wodurch Schwermetalle in Lösung gehen und so abgetrennt werden können. Die gereinigten Aschen könnten sodann wieder auf Böden aufgebracht werden. Allerdings muss hier die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens noch genau untersucht werden (ein größerer Versuch ist gerade am Laufen). Eine dritte Variante für die Verwertung der Flugaschefraktion stellt die Abtrennung der feinsten Korngrößen durch Sichtung dar. Hierbei können mit relativ geringem apparativem Aufwand der Großteil der Schwermetalle abgetrennt werden. Die gröbere Flugaschenfraktion könnte so als Bodenverbesserungsmaterial eingesetzt werden. Sind die Flugaschen allerdings sehr schwermetallbelastet, muss der Großteil der Fraktion abgetrennt werden, weshalb auch dieses Reinigungsverfahren keine optimale Lösung darstellt. Im Zuge dieser Untersuchungen wurde mit oberösterreichischen Biomassekraftwerken kooperiert und auch innerhalb des FH-Standortes studiengangsübergreifend zusammengearbeitet.