Kehricht­verwertungs­anlagen

Blick in den Verbrennungsofen einer Kehrichtverwertungsanlage

Im Kanton Zürich führen fünf Betreiber fünf verschiedene Kehrichtverwertungsanlagen (KVA) beziehungsweise Kehrichtheizkraftwerke (KHKW). Drei der Anlagen wurden mit dem Label «thermo-re» ausgezeichnet.

Kehrichtverwertungsanlagen (KVA) im Kanton Zürich

Diese Anlagen laufen im Rahmen der Zürcher Abfallplanung. Gemeinsam haben diese Standorte eine Verbrennungskapazität von insgesamt rund 760'000 Tonnen pro Jahr. Die Kooperation zwischen den Anlagen findet in Form der Zürcher Abfallverwertungs AG statt: Nach langjährigem Aufbau hat sie eine zentrale Bedeutung für die Zusammenarbeit der fünf Partner im Kanton Zürich erlangt. Durch die Betreuung der Marktkehrichtkunden stellt sie die optimale Auslastung der Verwertungskapazitäten sicher und gewährleistet die Entsorgungssicherheit durch Aushilfe bei geplanten und ungeplanten Anlagenstillständen.

Das Werk Josefstrasse wurde per 1. Januar 2011 aus der kantonalen Abfallplanung entlassen. Die Fernwärme Zürich AG übernahm den Betrieb der Anlage und produzierte bis zu deren Stilllegung Ende März 2021 als Heizkraftwerk umweltfreundliche Fernwärme für Zürich-West sowie elektrischen Strom.

Kapazitäts- & Standortplanung

Der Kurzbericht «Kapazitäts- und Standortplanung der thermischen Verwertung von Abfällen im Kanton Zürich 2022-2045» vom 24. Januar 2024 enthält das Resultat der aktualisierten Kapazitäts- und Standortplanung (KVA-Planung). Diese beinhaltet eine aktualisierte Abfallmengenprognose, die Überprüfung der aktuellen Planungsstände der Bauvorhaben und die daraus folgenden Anpassungen und Abfolgen der Anlagenkapazitäten.

Den Ergebnisbericht (2012) sowie der Fortschreibungsbericht (2018) zur KVA-Kapazitäts- und Standortplanung finden Sie hier:

Zürich schliesst die Kreisläufe

Die Broschüre «Zürich schliesst die Stoffkreisläufe» informiert über den Zusammenhang von Wachstum der Bevölkerung, Wohlstand, Konsum und Abfall. Sie zeigt die Bedeutung der Abfälle als Ressourcen auf und erläutert die Resultate der neusten Mengenprognose zu den brennbaren nicht verwertbaren Abfällen. Um die Entsorgungssicherheit für die im Jahre 2035 für die Abfallplanung relevante, erwartete Abfallmenge von 830'000 Tonnen pro Jahr zu garantieren, braucht es die dritte Ofenlinie in der KVA Hagenholz. Mit einer Vergrösserung der Behandlungskapazität in der Stadt Zürich kann die bei der thermischen Abfallbehandlung anfallende Abwärme optimal genutzt werden.

Informationsbroschüre: Zürich schliesst die Kreisläufe

Informationsbroschüre: Zürich schliesst die Kreisläufe
Informationsbroschüre: Zürich schliesst die Kreisläufe

Jedes Jahr werden in den fünf Zürcher Kehrichtverwertungsanlagen (KVA) rund 0.75 Mio. Tonnen Abfall verwertet, darunter auch Bau-, Gewerbe und Industrieabfälle (sogenannter Marktkehricht) in einer Menge von etwa 235'000 Tonnen pro Jahr. Im Auftrag des Amts für Abfall, Wasser, Energie und Luft des Kantons Zürich (AWEL) wurde das stoffliche Verwertungspotential des brennbaren Marktkehrichts untersucht. Durch eine Integration dieser Abfälle in den Rohstoffkreislauf könnte nicht nur die Umwelt entlastet, sondern auch der Verbrauch natürlicher Ressourcen reduziert werden. Diese Effekte könnten sich ebenfalls positiv auf die Wirtschaft auswirken.

Aufgaben und Zuständigkeiten

Gegenüber den Gemeinden, die für die Kehrichtentsorgung und -verwertung zuständig sind, nimmt der Kanton Zürich eine Aufsichtsfunktion wahr. Der Kanton ist verantwortlich für die Planung (Entsorgungssicherheit und -kosten), Bewilligung und Kontrolle der Anlagen. Er unterstützt die Gemeinden und Betreiber der Anlagen in ihren Aufgaben und koordiniert die Kehrichtverwertung mit den Nachbarkantonen wie auch auf eidgenössischer Ebene. Zudem investiert der Kanton in die technologische Entwicklung der Anlagen und Verbrennungsprozesse. Er ermittelt und beschreibt den Stand der Technik und berücksichtigt diesen bei der Erteilung der Betriebsbewilligungen. Er unterstützt die Weiterentwicklung innovativer Technologien und den Technologietransfer in der vom AWEL mitgetragenen Stiftung Zentrum für nachhaltige Abfall- und Ressourcennutzung (ZAR). Dabei sucht er die Kooperation mit nationalen und internationalen Organisationen und Hochschulen.

Ziele

Der Kanton Zürich hat sich zum Ziel gesetzt, für ökologisch und ökonomisch optimierte Verwertungskapazitäten innerhalb der Kantonsgrenzen zu sorgen. Bei absehbar rückläufigem Abfallaufkommen bedeutet dies, dass die heutigen Kapazitäten reduziert werden müssen. Zusätzlich sollen aus den KVA-Rückständen möglichst viele Rohstoffe zurückgewonnen und die Energieeffizienz der Anlagen erhöht werden (Ressourceneffizienz). Dabei gilt es, ein Optimum zwischen Energienutzung und Qualität der Verbrennungsrückstände zu finden. Emissionen in die Umwelt (Luft, Wasser und Boden) werden gemäss Stand der Technik minimiert. Heute nicht verwertbare Rückstände aus den thermischen Behandlungsprozessen sollen in nachsorgefreier Qualität abgelagert werden können.

Der Kanton hat den KVA-Betreibern anspruchsvolle Ziele vorgegeben:

  • Die Auslastung der KVA soll sich immer in einem Zielband von 90 bis 100 Prozent bewegen.
  • Dabei soll die Energienutzung aller KVA, gemessen als gewichtetes Mittel der energetische Nettoeffizienz (ENE), bis ins Jahr 2035 um nochmals einen Drittel gesteigert werden. Damit kann alleine im Kanton Zürich ein grosses zusätzliches Energiepotential genutzt werden.
  • Die Menge der zurückgewonnenen Metalle aus der Schlacke und Filterasche soll gemäss Stand der Technik deutlich erhöht werden.
  • Der Ausbrand der KVA-Schlacken soll zwecks emissionsarmer Deponierung weiter optimiert werden. Der totale organische Kohlenstoff (TOC) soll demnach bis 2020 auf weniger als 0.5 Gewichtsprozent gesenkt werden.

Ausgewählte Kennzahlen und Fakten

Die fünf Zürcher KVA verwerten rund 760'000 Tonnen Abfall pro Jahr. Davon sind rund 700'000 Tonnen pro Jahr in der Planung berücksichtigt (kantonale und langfristig vereinbarte ausserkantonale Siedlungsabfälle, brennbare Abfälle aus Industrie und Gewerbe und der Bauindustrie des Kantons Zürich):

  • Kehricht inklusive Sperrgut macht etwa 400'000 Tonnen aus. Die Direktanlieferungen liegen bei rund 300'000 Tonnen.
  • Die Menge angelieferter Sonderabfälle beträgt in etwa 30'000 bis 40'000 Tonnen pro Jahr.
  • Entwässerter Klärschlamm wird seit Mitte 2015 (mit Ausnahme im Notfall oder bei Revision der Klärschlammverwertungsanlage) nicht mehr angenommen. Er wird in der zentralen Klärschlammverwertungsanlage im Werdhölzli verwertet.
  • Ausserkantonale Importe liegen je nach Kapazität und Marktsituation bei rund 30'000 bis 50'000 Tonnen pro Jahr.

Durch die thermische Verwertung von Abfällen wird die Masse des angelieferten Abfalls um rund 80 Prozent reduziert. Es fallen jährlich rund 150'000 Tonnen Rohschlacke und 19'000 Tonnen Rauchgasreinigungsrückstände an, die weiter behandelt und entsorgt werden. Die ermittelten Abwasser- und Luftemissionen liegen in der Regel immer deutlich unter den entsprechenden Grenzwerten.

Aktuelle Zahlen sind im Tätigkeits- und Umweltbericht des ZAV zusammengefasst publiziert.

Energieproduktion

Aus der energetischen Verwertung in den fünf Werken wurden im Jahr 2013 637 Gigawattstunden Wärme und 367 Gigawattstunden Strom produziert. Die gesamte Energieproduktion durch die Kehrichtverbrennung entspricht dem substituierten Energiewert von rund 100 Millionen Litern Heizöl. Darüber hinaus konnten aus der Rohschlacke rund 11'000 Tonnen Eisen sowie weitere rund 2'300 Tonnen Aluminium, Kupfer, Messing und andere Buntmetalle rezykliert werden.

Optimierung der Metallrückgewinnung aus KVA-Schlacke

Im Rahmen des Auftrages aus dem Kantonsrat (Nr. 221/1998) betreffend umweltverträgliche KVA-Rückstände durch ergänzende Verfahren an bestehenden Verbrennungsanlagen setzte sich die Baudirektion zusammen mit vielen Akteuren der Abfallwirtschaft im In- und Ausland laufend mit der Verfahrensentwicklung der thermischen Abfallbehandlung auseinander.

Im 2010 beteiligte sich die Baudirektion im Sinne von § 26 AbfG auch an der Gründung der Stiftung Zentrum für nachhaltige Abfall- und Ressourcennutzung (ZAR). Diese bezweckt die Förderung einer nachhaltigen Stoffpolitik im Rahmen der Behandlung und Verwertung von Abfällen. Ein Hauptfokus der Verfahrensentwicklung liegt dabei in der Metallrückgewinnung aus KVA-Schlacke. Dies ist primär begründet durch die erheblichen Potentiale bzgl. Ökologie und Ressourcenbedarf (auch Reduktion von Deponievolumen). Diese Initiativen trugen in den letzten Jahren im Kanton Zürich wie auch in der Schweizer Abfallwirtschaft massgeblich zu kontinuierlich verbesserten Wertstoffrückgewinnung aus KVA-Schlacke bei.

Ökologisches Potential der Metallrückgewinnung aus Kehrichtschlacke 

Brennbarer Abfall wird in Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) verwertet. Dabei entsteht Wärme und Strom. Als Rückstand verbleibt hauptsächlich Kehrichtschlacke. Diese Schlacke enthält wertvolle Metalle, welche in spezialisierten Anlagen zurückgewonnen werden, bevor die Restschlacke deponiert wird.

Das Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft des Kantons Zürich (AWEL) hat gemeinsam mit den Zürcher Kehrichtverwertungsanlagen untersucht, wie hoch das Potenzial zur Metallrückgewinnung aus der Schlacke ist. Die Untersuchung hat ergeben, dass der verwertbare Metallgehalt in den Schlacken der fünf Zürcher KVA unterschiedlich hoch ist. Dies ist vor allem auf die unterschiedliche Abfallzusammensetzung der einzelnen Anlagen zurückzuführen. Keine Rolle spielt hingegen, ob die Schlacke trocken oder nass ausgetragen wird.

In einem nächsten Schritt wurde gemessen, wie viel NE-Metall (Nicht-Eisen-Metall) mit der Restschlacke deponiert wird, das heisst von den Aufbereitungsanlagen nicht zurückgewonnen werden konnte. Die Resultate sind in einem separaten Bericht dokumentiert. Das gemeinsame Ziel des AWEL und der Zürcher KVA-Betreiber ist es, die Metallrückgewinnung aus der Kehrichtschlacke, die im Kanton Zürich bereits gut funktioniert, weiter zu optimieren.

Artikel aus dem Fachmagazin Umwelt PERSPEKTIVEN 1/21

Erstmals untersuchte eine Studie im Detail das ökologische Potenzial einer optimierten Rückgewinnung von Metallen aus trockener KVA-Schlacke. Die analysierte Aufbereitungsanlage in Hinwil im Kanton Zürich ist ein Pionierprojekt, welches sowohl bei der Quantität als auch Qualität der zurückgewonnenen Metalle neue Massstäbe setzt.

Ökologische Bewertung der Metall-Rückgewinnung aus trockener KVA-Schlacke

Endbericht der ETH Zürich vom 18. Januar 2021 zur betreffenden Studie.

Minimierung des Totalen Organischen Kohlenstoffs (TOC) in der KVA-Schlacke

2010 hat das AWEL mit den Trägerschaften der Zürcher KVA eine Zielvereinbarung verabschiedet. Der totale organische Kohlenstoff (TOC) der KVA-Schlacke soll demnach bis 2020 auf weniger als 0.5 Gewichtsprozent gesenkt werden. Die KVA führten unter Koordination des AWEL und teils mit Unterstützung eines Anlagenherstellers Grossversuche und detaillierte Abklärungen durch. Die Resultate der Grossversuche und der detaillierten Abklärungen sind im Schlussbericht zusammengefasst.

Frischwasserverbrauch

Bei einem Frischwasserverbrauch von insgesamt rund 978'000 Kubikmetern beträgt der spezifische Verbrauch rund 1'200 Liter pro Tonne verwertetem Abfall. Ein Grossteil des Frischwassers wird in der nassen Rauchgasreinigung verbraucht und über den Kamin als sauberer Wasserdampf an die Atmosphäre abgegeben. Die Qualitätssicherung der Abwasserreinigung aus der nassen Rauchgasreinigung basiert auf Online-Messungen werkinterner Routineanalysen sowie dreimalig durchgeführten Eichmessungen.

Die Messungen zeigen, dass die Grenzwerte gemäss Gewässerschutz-Verordnung (GSchV) deutlich unterschritten wurden. Die Abwassermenge aller Werke beträgt gesamthaft knapp 200'000 Kubikmetern. Folglich entsteht pro Tonne verwerteten Abfall etwa 230 Liter Abwasser.

Rauchgasreinigung

Reingasanalysen, welche von akkreditierten Messinstituten alle rund 25'000 Betriebsstunden durchgeführt werden, bestätigen die gute Qualität der Rauchgasreinigungsanlagen in den Werken des ZAV. Die von der Luftreinhalteverordnung (LRV) vorgegebenen Grenzwerte werden meist stark unterschritten.

Transportlogistik und Anlieferung

Die Transporte zur Anlieferung von Kehricht finden überwiegend lokal statt. Obwohl die Kehrichtlogistik nicht zu seinen Kernaufgaben gehört, nimmt der ZAV im Rahmen seiner Möglichkeiten Einfluss auf die Durchführung der Transporte anhand von vier Leitsätzen der Geschäftsleitung und des Lenkungsausschusses:

  • so wenig Transporte wie nötig
  • Transporte ökologisch optimieren
  • Logistik als Teil der Abfallverwertungskette, ökologische Gesamtbetrachtung
  • Erfolgskontrolle

Gesamtökologie-Bewertung für Kehrichtverwertungsanlagen (KVA)

Im Auftrag des AWEL wurde eine Bewertungsmethodik entwickelt, mit welcher die ökologische Leistung des Betriebs von Kehrichtverwertungsanlagen (KVA) ganzheitlich bewertet werden kann. Die Beurteilung erfolgt in Umweltbelastungspunkten (UBP), in CO2-Äquivalenten und in einem energetischen Netto-Effizienz-Bewertungsfaktor (ENE).

Anlagenbetreibern steht mit dem dazugehörenden Tool ein einfaches Werkzeug zur Verfügung, um die ökologische Leistung ihrer Anlage darzustellen und den ökologischen Effekt möglicher Verbesserungsmassnahmen zu untersuchen. Die Resultate werden in einem Cockpit visualisiert. Es ist auch möglich, die Auswirkungen einer CO2-Abscheidung zu modellieren. Mit dem Tool können zudem die ökologischen Leistungen verschiedener Anlagen miteinander verglichen werden.

Eine erste Auswertung mittels der neuen Bewertungsmethodik für die KVA-Planung des Kantons Zürich zur Überprüfung von verschiedenen Szenarien ist in anonymisierter Form im Bericht unten zu finden. Es ist vorgesehen, den Bericht mit aktuelleren Daten zu ersetzen, sobald solche vorliegen.

Ansprechpersonen

Leo Morf

Sektion Abfallwirtschaft

leo.morf@bd.zh.ch
+41 43 259 39 70
Weinbergstrasse 34, 8090 Zürich

Planung, Entwicklung und Vollzug. KEINE AUSKÜNFTE ZU: Anlieferungen von Abfall, Führungen etc.

Angelo Papis

Sektion Emissionskontrolle

angelo.papis@bd.zh.ch
+41 43 259 56 35
Stampfenbachstrasse 12, 8090 Zürich

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Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft - Sektion Abfallwirtschaft

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