Geo/Bio/Wasser/Müll - Linac-AG - Goethe
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LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt 5.3 Geothermie Nutzung tiefer Erdwärme H. Podlech Nutzung oberflächennaher Wärme 1 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Nutzung tiefer Erdwärme • Die Erde als von außen erkaltende rotierende Kugel • Volumen 1.08x1021 m3 • Gespeicherte Energie 2.8x1021 MWh (30 Mrd-fache Energiebedarf) • Pro P Lit Liter V Volumen l entspricht t i ht di dies 2 2.6 6 kWh • ABER: Wärmefluss an die Oberfläche beträgt nur 60 mW/m2 (Vergleich mit Sonneneinstrahlung S0/4=341 W/m2) • Gesamtwärmestrom: 3x1013 W • Tendenziell steigt die Temperatur mit der Tiefe • 99% der Erdmasse sind heißer als 1000 C • 99.99% 99 99% der Erdmasse sind heißer als 100 C H. Podlech 2 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Temperaturgradient • Mittelwert 30 K/km • Alte Kontinentalgebiete: 10 K/km • Junge g Krustengebiete: g 200 K/km Tiefe (km) Dichte (kg/dm3) T (C) Erdkruste 0 bis 30 23 2-3 bis 1000 Erdmantel bis 3000 3-3.5 1000-3000 Erdkern Bis 6370 10-13 10 13 3000-5000 3000 5000 H. Podlech 3 M. Kaltschmitt, Regenerative Energiesysteme LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Geothermie Woher kommt die Wärme? Restwärme der Erdentstehung Gravitationsenergie Radioaktiver Zerfall H. Podlech 4 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Radioaktiver Zerfall E dk t enthält: Erdkruste thält 238U, 232Th, 40K in Mengen von 1 1-20 20 g/t Halbwertszeiten von 109-1010 a 0.5-4 μW/m3 H. Podlech 5 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt R di kti Radioaktiver Zerfall: Z f ll Thorium-232 Th i 232 Zerfallsenergie g 4.08 MeV Vorkommen 10 g/t Halbwertszeit 1.405e10 a Pro 10 g H. Podlech 6 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Geothermie - Vorkommen H. Podlech 7 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Terrestrische Wärmestromdichte Wärmestromdichte (W/m2) über das feste Gestein (konduktiv) Wärmestromdichte durch radiogene Wärmeproduktion Wärmeleitfähigkeit Spezifische radiogene Wärmeleistung T-Gradient H. Podlech 8 Schichtdicke S hi htdi k d der Entstehungszone LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Geothermie – Natürliche Vorkommen 1. Hydrothermale Niederdrucklagerstätten • Warmwasservorkommen (T<100C) • Heißwasservorkommen (T>100C) • Typische Tiefen bis 3000 m • Wärme in Gesteinsporen gespeichert 2 Hydrothermale Hochdrucklagerstätten 2. • Heißwasservorkommen (T>100C) • Meist mit Gas (Methan) vorgespannt • Entstanden durch rasches Absenken von porösen Gesteinen H. Podlech 9 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Geothermie – Natürliche Vorkommen 3. Heiße trockene Gesteine • Tiefen bis ca 10 km • Trocken im Sinne von geringem H2O-Anteil • Größtes Potenzial aller Lagerformen g 2 Magmavorkommen 2. • Nutzung von Magma zur Dampferzeugung • Nicht etablierte Hochtechnologie H. Podlech 10 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Hydrothermale Lagerstätten (Heizen) • Heißes Wasser wird gefördert • Wärme über Wärmetauscher abgegeben Æ Warmwasser und Heizung • „Kaltes“ Thermalwasser wird in die Tiefe gepresst 1) Rückhalt von Mineralstoffen 2) Maßnahme gegen Bodenabsenkung Typischerweise im Verbund mit Blockheizkraftwerk zur Spitzenlastabdeckung p g H. Podlech 11 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Geothermale Stromerzeugung Weltweit ca 8000 MWel installiert Nur möglich g bei T>150 C ((Dampf) p) Island 1) Heißwasseraquifere 2) Dry-Rock-Verfahren H. Podlech 12 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Dry-Rock-Verfahren • Kaltes Wasser wird in heißes „trockenes“ Gestein gepresst • Heißer Dampf wird gewonnen • Elektrische Energie/Heizung H. Podlech 13 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Dry-Rock-Verfahren Stringente Randbedingung: Wärmeleitfähigkeit des Gesteins Erwärmung von T=40 C auf T=200 C ca 22 kg SKE H. Podlech 14 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Dry-Rock-Verfahren Pumpleistung 15 l/s H. Podlech 15 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Dry-Rock-Verfahren Künstliche kubische Kaverne mit L=70 m Δt=50 Δt 50 K K, Q=4x10 Q 4x1013 J T=45 Tage für P=10 MW Bereitstellung einer hinreichend großen Oberfläche Æ Sprengung/Frakturierung des Gesteins Æ Bruchstücke mit A=28 m2 (34000 Stücke je 10 m3) Temperaturgradient 50 K/m H. Podlech 16 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Dry-Rock-Verfahren Maximale Leistung 143 L/2 / Kaverne a e e Gradient aufgrund Wasser- und Gesteinstemperatur Gradient von Rand der Kaverne bis ins Zentrum H. Podlech Oberfläche Kaverne 17 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Dry-Rock-Verfahren Nach wenigen Wochen ist der Energievorrat verbraucht, aber der Zufluss dauert Jahre In den 70er Jahren gab es ein Versuchanlage des Los Alamos NL: Tiefe 5 km Æ Sprengung P=5 MW für 75 Tage Wirkungsgrad bei Verstromung real: η<20% H. Podlech 18 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Dry-Rock-Verfahren Hot-Dry-Rock-Kraftwerke wären „Wanderkraftwerke“ Nach • Aufbohrung • Sprengung/Hydrauliche Frakturierung • Wassereinpressung • Energiegewinnung müßte das Kraftwerk geschlossen oder für einige g g werden. Jahre/Jahrzehnte stillgelegt Preise: 0 0.1 1-0 0.25 25 €/kWh (stark T T-abhängig abhängig, η) H. Podlech 19 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Geothermie weltweit H. Podlech 20 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Geothermie Basel: Erdbeben H. Podlech 21 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Nutzung oberflächennaher Wärme - Wärmepumpen Durch solare Bestrahlung nimmt der Boden Wärme auf T-Schwankungen werden mit größerer Tiefe kleiner H. Podlech 22 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Nutzung oberflächennaher Wärme - Wärmepumpen Eine Wärmepumpe ist eine „umgedrehte“ Wärmekraftmaschine H. Podlech Wärmekraftmaschine Wärmepumpe Hohe Temperatur Niedrige Temperatur Wärme Æ Arbeit + Abwärme Wärme + Arbeit Æ Wärme 23 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wärmepumpen H. Podlech Kühlschrank Wärmepumpe Kühlt kleines Reservoir Heizt großes Reservoir Kühlt großes Reservoir Heizt kleines Reservoir 24 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wärmepumpen • Arbeitsmittel mit niedrigen Siedepunkten (FCKW, Propan,…) • Kaltes Arbeitsmittel (flüssig) nimmt Wärme aus dem Boden auf Æ Verdampfung • Adiabatische Kompression Æ Erwärmung • Abgabe der Wärme mittels Wärmetauscher an Wasser Æ Verflüssigung • Adiabatische Adi b i h E Expansion i Æ Abkühlung unter Bodentemperatur H. Podlech 25 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wärmepumpen – „Wirkungsgrad“ Heißes Wasser Kalter Boden Wirkungsgrad ist invers proportional zur Temperaturdifferenz Wirkungsgrad ist im Winter kleiner als im Sommer H. Podlech 26 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wärmepumpen - Wirkungsgrad T1=50 C, T2=5 C ηreal ist ca 50% kleiner Arbeit : gewonnener Wärme 1 : 3.5 H. Podlech 27 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wärmepumpen - Wirkungsgrad Entscheidend ist der Gesamtwirkungsgrad des Systems Elektropumpe mit 35% Wirkungsgrad der Verstromung: Wärmepumpe p p holt nur die Wärmemenge g aus dem Boden,, die das Kraftwerk verloren hat (im schlimmsten Fall) H. Podlech 28 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt 5.4 Wasserkraft H. Podlech 29 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wasservorkommen M. Kaltschmitt, Erneuerbare Energien H. Podlech 30 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wasserkraft Wasserkraft beruht letztendlich auf der Sonneneinstrahlung Ni d Niederschlag hl Sonne Wasserdampf 1.6 * 1010 kg/s Wasser H. Podlech 31 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wasserkraft weltweit 20% der elektrischen Energie (600 GW) H. Podlech Name Nennleistung ((GW)) Land Fertigstellung Drei Schluchten 18.2 China 2008 Itaipu 14.0 Brasilien 1983 Xiluodu 12.6 China Bau Baihetan 12.0 China Bau Turuchansk 12 0 12.0 Russland Geplant Belo Monte 11.0 Brasilien Bau Guri 8.85 Venzuela 1986 Wudongde 8.7 China 2015 Tucurui 7.96 Brasilien 1984 Tasang 7.11 Myanmar Planung 32 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Potential weltweit K. Heinloth, Energie H. Podlech 33 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Potential in Deutschland ca 5% des Stroms K. Heinloth, Energie H. Podlech 34 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Umwandlung kinetischer/potentieller Energie in Rotationsenergie Je nach Gefälle des Wasser unterscheiden wir: h<20 m: Niederdruckkraftwerke h=20-300 m: Mitteldruckkraftwerke h>300 m: Hochdruckkraftwerke EnBw H. Podlech 35 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Umwandlung kinetischer/potentieller Energie in Rotationsenergie Peltonturbine T Tangentialturbine ti lt bi Kaplanturbine Gleichdruckturbine Axialturbine Ossbergerturbine Radialturbine Deriazturbine Francisturbine H. Podlech 36 Überdruckturbine LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wasserturbinen EnBw H. Podlech 37 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Kaplanturbine • Kaplan 1913 • Axiale A i l Üb Überdruckturbine d kt bi • P<100 MW • Laufschaufeln verstellbar • 3-8 3 8 Schaufeln • Beaufschlagung: voll • nq=90-300 min-1 Nq=spez. Drehzahl EnBw H. Podlech 38 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Peltonturbine • Pelton 1880 • Fallhöhe bis 2000 m • Freistrahlturbine • Tangentiale Gleichdruckturbine • P<200 MW • Laufschaufeln nicht verstellbar • Monoguss der Laufrades • Durchmesser bis 5 m • m bis ca 40 t • N>>1 Schaufeln • Beaufschlagung: nicht vollständig • nq=3-20 min-1 EnBw H. Podlech 39 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Peltonturbine Erhöhung der Beaufschlagung H. Podlech 40 EnBw LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Francisturbine • Francis 1850 • Fallhöhe bis 2000 m • Freistrahlturbine • Radiale Überdruckturbine • P bis 770 MW • Laufschaufeln nicht verstellbar • Kleinerer Durchmesser als Pelton • Höhere Drehzahl • Beaufschlagung: vollständig • nq=20-100 min-1 EnBw H. Podlech 41 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Francisturbine 3-Schluchten-Staudamm H. Podlech 42 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wasserturbinen EnBw H. Podlech 43 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt 5.2.2 Gezeitenkraftwerke Tiedenhub bei gleichmäßiger Wasserbedeckung der Erde: 30 cm Überhöhung durch Resonanzeffekte: Wellengleichung K. Heinloth, Energie H. Podlech 44 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Gezeitenkraftwerke Tiefenabweichung durch Gezeiten Wassertiefe Amplitude Gezeitenfrequenz L = „Kastenlänge Kastenlänge“ H. Podlech 45 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Gezeitenkraftwerke Resonanzfall für: Neufundlandbucht (Kanada): L 270 kkm, H L=270 H=75 75 m Hub: 20 m f ≈ 1/11 h-1 Resonanzfrequenz, q Grundmode H. Podlech 46 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Gezeitenkraftwerke Funktionsweise H. Podlech 47 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Gezeitenkraftwerk: Rance-Mündung H. Podlech 48 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Gezeitenkraftwerk: Rance-Mündung H. Podlech 49 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Gezeitenkraftwerk: Rance-Mündung H. Podlech Tiedenhub 13-18 m Baujahr 1961-67 Leistung 240 MW Turbinentyp Kaplan Turbinenanzahl 24 Länge Kraftwerk 700 m Oberfläche Becken 22 km2 Nutzinhalt 184 Mio m3 Mittlerer Durchfluss 15000 m3/s Beton 360000 t Stahl 16000 t Verfügbarkeit 90% 50 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wellenkraftwerke Nutzung der potentiellen Energie bzw. der Druckdifferenz Nutzung der kinetischen Energie K. Heinloth, Energie H. Podlech 51 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wellenkraftwerke LIMPET (Land Installed Marine Powered Energy Transformer) Seit 2000 auf Islay installiert P=750 kW, versorgt g 500 Haushalte H. Podlech 52 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Meeresströmungskraftwerke Im Bereich der Antillen weist der Golfstrom auf einer Breite von 50 km und einer Tiefe von 120 m eine Geschwindigkeit von 2 m/s / auf. f Æ Kinetische Energie der Wassersäule Æ Leistung: 24 GW Æ Realisierungmöglichkeit: Bisher keine H. Podlech 53 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Wasserkraft H. Podlech 54 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt 5.5 Biomasse H. Podlech 55 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse Biomasse ist umgewandelte Sonnenenergie Biologischer Teil des Mülls (Papier (Papier, Holz Holz, Speisereste Speisereste,…)) Tierische Ausscheidungen Nachwachsende Rohstoffe (NWR, Holz, Raps, Getreide, Zucker,...) H. Podlech 56 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse Ca. 1% der eingestrahlten Sonnenenergie werden in Biomasse umgewandelt Licht+Kohlendioxid Æ Zucker+Sauerstoff (Photosynthese) Pro Jahr werden 120 Mrd t trockende Biomasse auf dem Land gebildet Pro Jahr werden 60 Mrd t trockende Biomasse im Meer gebildet Brennstoffgehalt: ca 4.8 kWh/kg (50% C-Anteil) 6.5-facher f Weltenergieverbrauch heute H. Podlech 57 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse-Photosynthese Die Umwandlung von CO2 und Wasser in Sauerstoff und „Zucker“ ist kompliziert Calvin-Zyklus (C3-Pflanzen) H. Podlech 58 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse H. Podlech 59 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse Realer Wirkungsgrad kleiner als 10%, weil nur Photonen>1.8 eV genutzt werden und weil nur 1.8 eV bebraucht werden. H. Podlech 60 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse Biomasse kann genutzt werden: • Verbrennung V b Æ Heizung, H i St Stromgewinnung i • Vergasung (Chemisch oder biologisch) • Verflüssigung (Fermentieren Æ Destillieren, Pressen Æ Öle) H. Podlech 61 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse (Holz) Ca 1% des Primärenergiebedarfs Jährlicher Einschlag ca 2.5% (1% boreal) 85% davon für nichtenergetische Verwendung D H. Podlech 62 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse H. Podlech 63 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse: Flüssigtreibstoffe Ethanol und Öle Alkoholische Gärung Zucker Stärke Zucker, H. Podlech Ölpflanzen Æ Raps 64 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse: Rapsöl Auspressen d A der S Samen ÆÖl Liefert Öl mit hoher kinematischer Viskosität η ηRaps = 66 mm2/s ηDiesel = 5 mm2/s Cetanzahl (Zündwilligkeit): Raps: 37-51 Diesel: 52 H. Podlech 65 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse: Rapsöl Problem P bl b beii R Rapsöl öl Hohe Anforderungen an die Motoren Æ Rapsmethylester (RME) Rapsöl + Methanol Æ RME + Glycerin + Wasser H. Podlech 66 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse: Rapsmethylester (RME) Energieinhalt von 1 kg RME: 37.2 MJ = 1.25 kg SKE Ölgewinnung: 4.9-6.8 MJ/kg RME Umesterung: 5.1-7 MJ/kg RME Landwirtschaft: 5.2-11 MJ/kg RME Æ 15.2-24.8 15 2 24 8 MJ/k MJ/kg RME Æ Ausbeute 1.5-2.4 Æ Mittelwert etwa 2 H. Podlech 67 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse: RME Preise Diesel 52 ct/l (60$/barrel) RME 80 ct/l Bedenken gegen starke Ausweitung: Monokulturen M k lt Einsatz von Pflanzenschutzmitteln Verarmung von Artenvielfalt und Böden H. Podlech 68 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse K. Heinloth, Die Energiefrage H. Podlech 69 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse K. Heinloth, Die Energiefrage H. Podlech 70 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomasse K. Heinloth, Die Energiefrage H. Podlech 71 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt 5.6 Müll • Tierische Ausscheidungen • Pflanzenreste • Kunststoffe • Zellstoffe H. Podlech 72 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Organische Abfälle Intensive Tierhaltung Æ Vergasung von Exkrementen Verdauung der Tiere: Umgekehrte Photosynthese Æ Rückführung komplexer Kohlenstoffverbindungen in weniger komplexe Stoffe H. Podlech 73 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Organische Abfälle Kot und Gülle: Unverdaute Nahrungsreste Gär- und Faulprodukte (Carbonsäuren/Aminosäuren) Abbauprodukte des Hämoglobins (braune Farbe) Verdauungssäfte Schleimstoffe Verdauungssäfte, Schleimstoffe, abgestorbene Zellen Ca 20% abgestorbene Bakterien H. Podlech 74 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Organische Abfälle 60 kg schweres „Normschwein“ Scheidet 360 g Trockenmasse pro Tag aus: 140 g Kohlenhydrate 30 g Fett 50 g Eiweiss 90 g Rohfaser 50 g Asche Vergärung Æ Gewinnung von Methan H. Podlech 75 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomethanisierung Glukose Palmitin • 60-70% Methan • 30-40% Kohlendioxid • Wasserstoff • Schwefelwasserstoff • Ammoniak Biogas H. Podlech 76 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomethanisierung K. Heinloth, Energie H. Podlech 77 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomethanisierung • 8 Mio Rinder • 25 Mio Schweine • 90 Mio Hühner Theoretisches Potential 6.6 Mrd m3 Biogas 4.8 Mt SKE ≈1% der Primärenergie in der BRD H. Podlech 78 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomethanisierung H. Podlech 79 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Biomethanisierung Typische Anlagengröße: Einige bis einige 10 kW Leistung Kosten Gas: 1-3 ct/kWh Kosten Strom K S (η=0.3) ( 0 3) 5-15 ct/kWh H. Podlech 80 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Müllverbrennung Pro Einwohner in Deutschland fallen 500 kg Müll pro Jahr an, davon die Hälfte als Hausmüll Æ Nach Wasser die zweitwichtigste „regenerative“ Energiequelle (D) H. Podlech 81 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Müllverbrennung 50 Müllverbrennunganlagen in Deutschland Brennwert Restmüll: 2.8 kWh/kg (30%Kohle) Hauptzweck der MVA: Müllentsorgung Pro t Müll werden nur ca. 300 kWh elektrische Energie erzeugt Kohle: 2500-3000 kWh Æ Hoher Eigenstrombedarf, keine volle Auslastung, Feuchte H. Podlech 82 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Müllverbrennung Kosten der Müllverbrennung: Pro Tonne Müll fallen Kosten von 150€ an p ca 40€ Stromproduktion Wärmeproduktion ca 50€ H. Podlech 83 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Müllverbrennung Müll ist per Definition ein Problemstoff! Pro Tonne Müll fallen an: 450 kkg R Rauchgas h 250 kg Wasserdampf 280 kg Schlacken und Aschen 20 kg Reststoffe als Sondermüll Brennstoffvorselektion Kontrolle des Brennstoffvorgangs Angemessene Verbringung fester Rückstände Entgiftung der Abgase H. Podlech 84 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Müllverbrennung Die wichtigsten Verfahren der Müllverbrennung • Thermoselect-Verfahren Th l V f h • Pyrolyse mit T=450-900C • Organische Bestandteile werden unter Sauerstoffmangel verkokst • Verbrennung des Kokses bei hoher T • Günstige Emissionwerte • Geringe energetische Ausbeute H. Podlech • Direkte Müllverbrennung • Brennraumtemperaturen 850-1050 C • Etwas Et schlechtere hl ht E Emissionswerte i i t • Bessere Energieausbeute 85 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Müllverbrennung K. Heinloth, Energie H. Podlech 86 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt 2 3 7 8 TCDD 2,3,7,8 2,3,7,8-Tetra-Chlor-Di-Benzo-Dioxin Bekannt durch Chemieunfall in Seveso/Italien (1976) H. Podlech 87 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Dioxine/Furane • Entstehen bei der Verbrennung g organischer g Materie ((T=160-800C)) • Zwei Benzolringe sind verknüpft durch 1 (Furan) oder 2 (Dioxin) O-Atome • 75 Dioxine und 135 Furane • 1,2,7,8-TCDD hat das Toxizitätsäquivalent TE=1 • Lethale Dosis bei Tieren (LD50) zwischen 1-1000 μg/kg Körpergewicht • Lethale Dosis beim Menschen: unbekannt • Wirkung akut:Bildung von Chlorradiakalen Æ Leberschädingungen, Chlorakne • Wirkung chronisch: Immunsupressor, DNA-Schädigungen • Chemisch sehr stabil • Lipophil, Halbwertszeit im Körper 5-10 Jahre H. Podlech 88 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Müllverbrennung H. Podlech 89 LINAC AG • IAP • Goethe Universität Frankfurt Gifte H. Podlech Gift Tödliche Dosis in µg/kg bei der Maus Botulinum Toxin (Bakterieller Lebensmittelverderber) 0,00003 T t Tetanus Toxin T i (Wundstarrkrampf) (W d t k f) 0 0001 0,0001 Diphtherie Toxin 0,3 2,3,7,8 TCDD 1 Saxitonin (Muschelgift) 9 Tetrododoxin (Igelfisch) 8 - 20 Bofutoxin (Krötengift) 390 Cuare (Pfeilgift südamerikanischer Indianer) 500 Strychnin y ((Rattengift) g ) 500 Muscarin (Fliegenpilzgift) 1100 Natriumcyanid (Zyanverbindung ähnlich Zyankali) 10000 90
