Energetische Bewertung und Betrachtung klimarelevanter Emissionen moderner, recyclingoptimierter Systeme für Siedlungsabfälle

Stefan Ott

Energetische Bewertung und Betrachtung klimarelevanter Emissionen moderner, recyclingoptimierter Systeme für Siedlungsabfälle

Translated title of the contribution: Energetic Evaluation and Assessment of Greenhouse Gas Emissions of Modern, Recycling-Optimised Waste Management Systems for Municipal Solid Waste (MSW)

Stefan Ott

Chair of Waste Processing Technology and Waste Management (515)

Research output: Thesis › Master's Thesis

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Abstract

Present Master Thesis investigates the cumulative energy demand and greenhouse gas emissions of common waste management systems in Austria. The main task was to develop a dynamic Excel-based file that is capable of modelling the mass, energy and fossil carbon flows under different framework conditions. The determination of status quo in Austria was conducted for the separately collected recycling-fractions of metals, lightweight packaging/plastics, paper and cardboard, glass and biogenic waste. Residual waste is the mixed municipal solid waste fraction whose treatment is simulated as untreated landfilling, direct mono-incineration and different types of mechanical biological treatment followed by the co-incineration of high calorific fractions in cement plants. Furthermore, within the creation of this thesis data of an Austrian waste management association with a different collection system of only wet-residual waste, dry or recyclable waste, paper, glass and organic waste has been analysed. After determination of status quo for all systems, effects on cumulative energy demand and greenhouse gas emissions when meeting the EU-recycling targets are calculated. In different scenarios targets are met through a higher amount of separately collected waste and improved technology in sorting plants. Finally, the performance of the described waste collection and treatment strategies is compared and evaluated.

Translated title of the contribution	Energetic Evaluation and Assessment of Greenhouse Gas Emissions of Modern, Recycling-Optimised Waste Management Systems for Municipal Solid Waste (MSW)
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Awarding Institution	Montanuniversität
Supervisors/Advisors	Pomberger, Roland, Supervisor (internal) Sarc, Renato, Co-Supervisor (internal)
Award date	23 Oct 2020
Publication status	Published - 2020

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

MSW
cumulative energy demand
CO2
waste management
greenhouse gas emissions
recycling
LCA
life cycle assessment
environment
waste-to-energy
mechanical-biological treatment

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Cite this

@mastersthesis{07609f98dd6845c78f116e8bc4b1b3cc,

title = "Energetische Bewertung und Betrachtung klimarelevanter Emissionen moderner, recyclingoptimierter Systeme f{\"u}r Siedlungsabf{\"a}lle",

abstract = "Diese Arbeit untersucht die Unterschiede verschiedener Entsorgungsmodelle f{\"u}r Siedlungsabf{\"a}lle im Hinblick auf deren kumulierten Energieaufwand, sowie Treibhausgasemissionen nach den Grunds{\"a}tzen der {\"O}kobilanzierung. Das Hauptaugenmerk der Arbeit lag auf der Entwicklung eines umfangreichen und dynamischen Excel-Modells, welches die Massen-, Energie- und fossilen Kohlenstofffl{\"u}sse der Entsorgung von Siedlungsabf{\"a}llen mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen simulieren kann. In der Sachbilanz der Arbeit erfolgt eine Bestimmung der {\"o}sterreichischen Durchschnittswerte f{\"u}r die getrennte Sammlung von Metallen, Leichtverpackungen, Altpapier, Glas und biologische Abf{\"a}lle sowie deren Behandlung anhand von Literaturwerten. Zus{\"a}tzlich werden die Ergebnisse einer im Rahmen der Arbeit durchgef{\"u}hrten Datenerhebung bei einem {\"o}sterreichischen Abfallwirtschaftsverband in der Auswertung miteingebunden. Dieser verfolgt die Strategie eines zwei-Tonnen Systems mit einer Trockentonne f{\"u}r Recyclingmaterial und einer Nassm{\"u}lltonne f{\"u}r Restm{\"u}ll. Nur Papier, Glas und Bioabfall werden separat gesammelt. Als m{\"o}gliche Entsorgungsanlagen f{\"u}r gemischte Siedlungsabf{\"a}lle wurden die direkte thermische Verwertung oder verschiedene Anlagenkombinationen der mechanisch-biologischen Behandlung, mit bzw. ohne Trocknung, mit anschlie{\ss}ender Verwertung der heizwertreichen Fraktion in Zementwerken modelliert. Ein weiteres Vergleichsmodell ist die unbehandelte Deponierung der Abf{\"a}lle. Nach Ermittlung des Ist-Standes der Sammelsysteme sowie der Entsorgungsanlagen werden die Auswirkungen, die eine Erreichung der EU-Recyclingziele f{\"u}r Siedlungsabf{\"a}lle zur Folge h{\"a}tten, in Szenarien simuliert. Die Ziele werden durch eine verbesserte Erfassung von Abf{\"a}llen in der getrennten Sammlung und durch Aufr{\"u}stung der Sortiertechnologie erreicht. Abschlie{\ss}end werden die Ergebnisse der beschriebenen Sammel- und Entsorgungssysteme f{\"u}r Siedlungsabf{\"a}lle einander gegen{\"u}bergestellt und verglichen.",

keywords = "Siedlungsabfall, KEA, kumulierter Energieverbrauch, CO2, Abfallwirtschaft, Treibhausgasemissionen, Recycling, LCA, Lebenszyklusanalyse, Umwelt, Abfalltechnik, thermische Verwertung, M{\"u}llverbrennungsanlage, Abfallverwertung, MBA, Mechanisch-biologische Anlage, MSW, cumulative energy demand, CO2, waste management, greenhouse gas emissions, recycling, LCA, life cycle assessment, environment, waste-to-energy, mechanical-biological treatment",

author = "Stefan Ott",

note = "gesperrt bis null",

year = "2020",

language = "Deutsch",

school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

}

TY - THES

T1 - Energetische Bewertung und Betrachtung klimarelevanter Emissionen moderner, recyclingoptimierter Systeme für Siedlungsabfälle

AU - Ott, Stefan

N1 - gesperrt bis null

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Diese Arbeit untersucht die Unterschiede verschiedener Entsorgungsmodelle für Siedlungsabfälle im Hinblick auf deren kumulierten Energieaufwand, sowie Treibhausgasemissionen nach den Grundsätzen der Ökobilanzierung. Das Hauptaugenmerk der Arbeit lag auf der Entwicklung eines umfangreichen und dynamischen Excel-Modells, welches die Massen-, Energie- und fossilen Kohlenstoffflüsse der Entsorgung von Siedlungsabfällen mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen simulieren kann. In der Sachbilanz der Arbeit erfolgt eine Bestimmung der österreichischen Durchschnittswerte für die getrennte Sammlung von Metallen, Leichtverpackungen, Altpapier, Glas und biologische Abfälle sowie deren Behandlung anhand von Literaturwerten. Zusätzlich werden die Ergebnisse einer im Rahmen der Arbeit durchgeführten Datenerhebung bei einem österreichischen Abfallwirtschaftsverband in der Auswertung miteingebunden. Dieser verfolgt die Strategie eines zwei-Tonnen Systems mit einer Trockentonne für Recyclingmaterial und einer Nassmülltonne für Restmüll. Nur Papier, Glas und Bioabfall werden separat gesammelt. Als mögliche Entsorgungsanlagen für gemischte Siedlungsabfälle wurden die direkte thermische Verwertung oder verschiedene Anlagenkombinationen der mechanisch-biologischen Behandlung, mit bzw. ohne Trocknung, mit anschließender Verwertung der heizwertreichen Fraktion in Zementwerken modelliert. Ein weiteres Vergleichsmodell ist die unbehandelte Deponierung der Abfälle. Nach Ermittlung des Ist-Standes der Sammelsysteme sowie der Entsorgungsanlagen werden die Auswirkungen, die eine Erreichung der EU-Recyclingziele für Siedlungsabfälle zur Folge hätten, in Szenarien simuliert. Die Ziele werden durch eine verbesserte Erfassung von Abfällen in der getrennten Sammlung und durch Aufrüstung der Sortiertechnologie erreicht. Abschließend werden die Ergebnisse der beschriebenen Sammel- und Entsorgungssysteme für Siedlungsabfälle einander gegenübergestellt und verglichen.

AB - Diese Arbeit untersucht die Unterschiede verschiedener Entsorgungsmodelle für Siedlungsabfälle im Hinblick auf deren kumulierten Energieaufwand, sowie Treibhausgasemissionen nach den Grundsätzen der Ökobilanzierung. Das Hauptaugenmerk der Arbeit lag auf der Entwicklung eines umfangreichen und dynamischen Excel-Modells, welches die Massen-, Energie- und fossilen Kohlenstoffflüsse der Entsorgung von Siedlungsabfällen mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen simulieren kann. In der Sachbilanz der Arbeit erfolgt eine Bestimmung der österreichischen Durchschnittswerte für die getrennte Sammlung von Metallen, Leichtverpackungen, Altpapier, Glas und biologische Abfälle sowie deren Behandlung anhand von Literaturwerten. Zusätzlich werden die Ergebnisse einer im Rahmen der Arbeit durchgeführten Datenerhebung bei einem österreichischen Abfallwirtschaftsverband in der Auswertung miteingebunden. Dieser verfolgt die Strategie eines zwei-Tonnen Systems mit einer Trockentonne für Recyclingmaterial und einer Nassmülltonne für Restmüll. Nur Papier, Glas und Bioabfall werden separat gesammelt. Als mögliche Entsorgungsanlagen für gemischte Siedlungsabfälle wurden die direkte thermische Verwertung oder verschiedene Anlagenkombinationen der mechanisch-biologischen Behandlung, mit bzw. ohne Trocknung, mit anschließender Verwertung der heizwertreichen Fraktion in Zementwerken modelliert. Ein weiteres Vergleichsmodell ist die unbehandelte Deponierung der Abfälle. Nach Ermittlung des Ist-Standes der Sammelsysteme sowie der Entsorgungsanlagen werden die Auswirkungen, die eine Erreichung der EU-Recyclingziele für Siedlungsabfälle zur Folge hätten, in Szenarien simuliert. Die Ziele werden durch eine verbesserte Erfassung von Abfällen in der getrennten Sammlung und durch Aufrüstung der Sortiertechnologie erreicht. Abschließend werden die Ergebnisse der beschriebenen Sammel- und Entsorgungssysteme für Siedlungsabfälle einander gegenübergestellt und verglichen.

KW - Siedlungsabfall

KW - KEA

KW - kumulierter Energieverbrauch

KW - CO2

KW - Abfallwirtschaft

KW - Treibhausgasemissionen

KW - Recycling

KW - LCA

KW - Lebenszyklusanalyse

KW - Umwelt

KW - Abfalltechnik

KW - thermische Verwertung

KW - Müllverbrennungsanlage

KW - Abfallverwertung

KW - MBA

KW - Mechanisch-biologische Anlage

KW - MSW

KW - cumulative energy demand

KW - CO2

KW - waste management

KW - greenhouse gas emissions

KW - recycling

KW - LCA

KW - life cycle assessment

KW - environment

KW - waste-to-energy

KW - mechanical-biological treatment

M3 - Masterarbeit

ER -