Flugasche

Gehäufte Flugasche

Flugasche ist der feste, disperse (teilchenförmige, partikelförmige, staubförmige) Rückstand von Verbrennungen, der auf Grund seiner hohen Dispersität (Feinheit) mit den Rauchgasen ausgetragen wird. Flugasche entsteht in großen Mengen in Wärmekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen und muss dort durch Filter aus den Rauchgasen abgeschieden werden. Die Teilchengröße reicht von etwa 1 µm bis 1 mm. An Teilchenformen treten sowohl glatte, massive Kugeln als auch Hohlkugeln (so genannte Cenosphären), Plättchen, Fasern und Agglomerate auf. Die Dichte beträgt 2,2 bis 2,4 Kilogramm je Kubikdezimeter, die Schüttdichte liegt zwischen 0,9 bis 1,1 Kilogramm je Kubikdezimeter.

Die Zusammensetzung der Flugasche hängt stark vom Brennmaterial (Braunkohle oder Steinkohle) ab und erstreckt sich von Restkohlenstoff und Mineralien (Quarz) bis hin zu toxischen Stoffen wie Schwermetallen (Arsen bis Zink) und Dioxinen. Dabei wirkt die Flugasche auch als Träger adsorbierter Schadstoffe. Während reine, einheitliche, gleich bleibende Brennstoffe wie Steinkohle eine gut verwertbare Flugasche ergeben, setzt sich die Braunkohlenflugasche (BFA) aus vielen verschiedenen Stoffen zusammen.

Aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften, wie der puzzolanischen Reaktivität, der kugeligen Kornform und der Kornverteilung, ist insbesondere die Steinkohlenflugasche (SFA) ein hochwertiger Sekundärrohstoff und findet im Bauwesen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten.

Schadstoffreie Flugasche wird in der Baustoffindustrie gemäß DIN EN 450 als Zusatzstoff in Zement und Beton eingesetzt. Des Weiteren kann die Flugasche zur Herstellung von Mauersteinen aus Kalksandstein oder Porenbeton dienen. Im Straßen- und Erdbau wird die Flugasche zusammen mit Gesteinskörnung als Baustoff für ungebundene Tragschichten verwendet.

Geschichte

Früher wurden die Abgase der ortsfesten Verbrennung von fossilen Brennstoffen ungefiltert in die Atmosphäre emittiert - auch die der Verbrennung in großen Anlagen wie Kraftwerken und Industrieöfen. Bei Gas tut man dies auch heute noch (Gas verbrennt schadstoffärmer als die anderen Stoffe). Dies hatte gerade in dicht besiedelten bzw. stark industrialisierten Regionen sichtbare Umweltverschmutzungen zur Folge: die Schornsteine stießen grauen Rauch aus; zum Trocknen aufgehängte Wäsche war nach kurzer Zeit schmutzig; je nach Wetterlage und Entfernung zum Emittenten lagerten sich sichtbare Staubschichten ab. 1964 trat die erste TA Luft in Kraft; 1974 das Bundes-Immissionsschutzgesetz; 1988 die Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes.

Die Filterung von Abgasen im großtechnischen Maßstab wurde vorangetrieben. In den 1980er Jahren veranlasste das Waldsterben eine Intensivierung der Bemühungen; die zunächst vorhandene Dioxinbelastung in der Umgebung von Müllverbrennungsanlagen war ein weiterer Anlass, die Filtertechnik weiter zu verbessern. Je höher der Wirkungsgrad der Filter und je höher ihr Verbreitungsgrad, desto höher wurde die jährlich gesammelte Feinstaubmenge. Man deponiert sie.

Braunkohle ergibt pro erzeugter Kilowattstunde etwa dreimal mehr Asche (nämlich etwa 63 Gramm) als Steinkohle (20 Gramm).^[1]

In den USA fallen jährlich 61 Millionen Tonnen an bzw. 10 Millionen Tonnen in der Türkei ^[2]

Erst spät wurde bekannt und der (Fach)öffentlichkeit bewusst, dass bei der Verbrennung von Kohle, Öl und Gas radioaktive Stoffe freigesetzt werden, die in diesen Stoffen enthalten sind, vor allem Nuklide von Uran, Thorium, Radium, Radon und Kalium (K-40). Sie konzentrieren sich im Feinstaub (wenn sie dies nicht täten, würden sie mit dem Abgas großflächig in der Erdatmosphäre verteilt, auf die Erdoberfläche herabsinken bzw. -regnen, in Pflanzen bioakkumulieren und teilweise in die menschliche Nahrungskette gelangen). Es stellt sich die Frage, ob Flugasche als radioaktiver Müll bzw. Sondermüll behandelt werden muss.^[3]

Der BUND bejahte diese Frage in dem Aufsatz 'Radioaktivität aus Kohlekraftwerken' (veröffentlicht im November 2008).^[4]; dieser stellt die aktuelle Situation in Deutschland dar.

Bei einem jährlichen Kohleverbrauch in Deutschland von 68 Mio. t Steinkohle und 182 Mio. t Braunkohle (in 2006) setzt die Stromerzeugung aus Kohle rechnerisch Gesamtaktivitäten von etwa 4 Terabecquerel Uran-238, 3 TBq Thorium-232 und 15 TBq Kalium—40 frei. Bei Filteranlagen nach dem Stand der Technik sollen etwa 99,5% der Flugasche im Filter zurückgehalten werden; der Rest gelangt in die Umwelt.

Der BUND fordert, die emittierte Radioaktivität in immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahren zu berücksichtigen.

Siehe auch

• Flugasche als Reycling-Baustoff im Straßenbau
• Hausmüllverbrennungsasche

Normen und Standards

• Hinweise zur Verwendung von Braunkohlenflugasche aus Kraftwerken mit Kohlenstaubfeuerung im Erdbau
• Merkblatt über die Verwendung von Steinkohleflugasche im Straßenbau

Einzelnachweise

1. ↑ Quelle: EU-Kommission (1997), zitiert nach Härtig, Seite 2
2. ↑ A. GABBARD: Coal Combustion: Nuclear Resource or Danger, Oakridge National Laboratory Review, 1993, [1] ; A. BABA: Assessment of radioactive contaminants in by-products from Yatagan (Mugla, Turkey) coal-fired power plant, in: Environmental Geology, Springer Verlag GmbH, Volume 41, Number 8, April 2002, S. 916 – 921 (zitiert nach Härtig)
3. ↑ Cornelia Härtig (2005): Eintrag von Uran und Thorium über die Verbrennung von Kohle und Öl - Muss Flugasche als radioaktiver Müll bzw. Sondermüll behandelt werden? Seminararbeit, TU Bergakademie Freiberg, Institut für Hydrogeologie. Die Arbeit listet zahlreiche einschlägige Studien auf und skizziert sie.
4. ↑ Dirk Jansen: 'Radioaktivität aus Kohlekraftwerken'. PDF, 5 Seiten

Weblinks

• Bauchemie Webverzeichnis – Flugasche
• Innovativer Geopolymerbeton basierend auf Flugasche
• Anwendungsmöglichkeiten von Flugasche im Bauwesen