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——Ein Gespräch mit Xu Yanhua, einem bekannten Experten für die Kontrolle von Umweltverschmutzungen durch die Chemieindustrie sowie Leiter der Fakultät für Umweltwissenschaften an der Nanjing University of Technology. Xu Yanhua ist außerdem Leiter des Forschungsinstituts für Umweltwissenschaften und -technologie an derselben Universität, Doktorvater sowie Experte im Rahmen des „Tausend-Experten-Programms“. Zudem gehört er zum Ausschuss für Kohlekraftwerke und ist Vorstandsmitglied des Verbands für nachhaltige Entwicklung. Er leitet außerdem das Labor für umweltfreundliche Umwandlung von Kohle in der chinesischen Öl- und Chemieindustrie sowie das Forschungszentrum für die Kontrolle von Umweltverschmutzungen und Notfallmaßnahmen in der Chemieindustrie in der Provinz Jiangsu. Seine Forschungsgebiete umfassen die Kontrolle von Industriewasserverschmutzung, die Behandlung giftiger und stinkender Industriegase sowie die Entwicklung neuer Technologien, Materialien und Ausrüstungen zur Ressourcennutzung von industriellen Abfällen. Er hat zahlreiche wichtige Forschungsprojekte im Rahmen des „863-Programms“ sowie anderer staatlicher Forschungsprogramme geleitet. Er wurde mit 5 Preisen für wissenschaftliche Leistungen auf Provinz- und Ministeriumsebene ausgezeichnet (darunter 2 erste Preise). Er gilt als führender Experte in China auf dem Gebiet der Kontrolle von Umweltverschmutzungen in der Chemieindustrie sowie bei der Einsparung von Wasser und Reduzierung von Emissionen. Seit Anfang dieses Jahres wurden die Umweltprüfungen für zahlreiche Kohlechemieprojekte vom Umweltministerium abgelehnt. Um Kohlechemieprojekte weiterentwickeln zu können, sind Umweltprobleme ein unüberwindbares Hindernis. Welche Herausforderungen gibt es derzeit bei den Umweltproblemen der Kohlechemie? Welche Lösungen sind eigentlich wirksam? Mit solchen Fragen führte der Reporter ein Exklusivinterview mit Professor Xu Yanhua, einem bekannten Experten für die Kontrolle von Umweltverschmutzungen in der Chemieindustrie sowie für Maßnahmen zur Einsparung von Wasser und zur Verringerung der Emissionen in der Industrie. Er ist außerdem Dekan der Fakultät für Umweltwissenschaften an der Nanjing University of Technology. Stimmt man nicht der pauschalen Abschaffung der Verdunstungsbecken zu? Reporter: Wie sehen Sie die aktuellen Umweltprobleme in der Kohlechemieindustrie? Xu Yanhua: Vor kurzem nahm ich an einer speziellen Untersuchung von Kohlekraftwerken in vier westlichen Provinzen und Regionen teil, die von der China Petroleum and Chemical Industry Federation durchgeführt wurde. Dabei lag der Schwerpunkt auf den Umweltproblemen, mit denen die Kohleindustrie konfrontiert ist. Nach 7–8 Tagen der Recherche ist mein Gesamteindruck gemischt. Erfreulich ist, dass viele Unternehmen der Kohlechemiebranche bei der Inlandsproduktion sowie der Verbesserung von Schlüsseltechnologien und -ausrüstungen wie Gaserzeugung und Umwandlung deutliche Fortschritte erzielt haben. Einige Kohlechemie-Cluster haben aktive und erfolgreiche Erkundungen in den Bereichen Kombigerinnung von Kohle und Strom, Weiterentwicklung kohlebasierter Produkte sowie die komplementäre Koexistenz von Kohlechemie und Petrochemie unternommen. Beunruhigend ist, dass die Branche mit erheblichen Umweltproblemen konfrontiert ist; Wassermangel und Wasserverschmutzung sind zu entscheidenden Hindernissen für ihre Entwicklung geworden. In einigen Regionen, in denen die Kohlechemie stark gefördert wird, herrscht einerseits ein erheblicher Mangel an Wasserressourcen, und andererseits ist die Ökologie dort empfindlich – es gibt keine ausreichende Umweltkapazität. Einige Unternehmen behaupten in ihren Berichten, dass es keine Abwasseremissionen gibt, doch die tatsächlichen Verarbeitungsmethoden sowie der Verwendungszweck des Abwassers sind unklar und lassen sich nicht überprüfen. Aufgrund des Fehlens wirksamer Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen ist es schwierig, den tatsächlichen Effekt der Abwasserbehandlung in den Unternehmen, den Anteil der wiederverwendeten Wasserressourcen sowie den Wasserverbrauch pro Produkt zu ermitteln – eine besorgniserregende Situation. Reporter: Das Problem der Verschmutzung der Tengger-Wüste hat dazu geführt, dass die Verdunstungstümpel zum Ziel von Kritik wurden. Es wird gesagt, dass einige Kohlechemieprojekte wegen der Einrichtung von Verdunstungsbecken abgelehnt wurden. Was halten Sie davon? Xu Yanhua: Der ursprüngliche Zweck der Einrichtung von Verdunstungsbecken bestand darin, Abwässer mit hohem Salzgehalt und niedrigem chemischem Sauerstoffbedarf aufzunehmen. In den nordwestlichen Regionen unseres Landes, in denen die Verdunstung stark ist, kann die Sonnenenergie genutzt werden, um Abwasser durch natürliche Verdunstung zu konzentrieren. Dadurch können die Investitionskosten für den Bau von Verdampfungsanlagen sowie die Betriebskosten für den Verdampfungsprozess eingespart werden. Für Kohlechemieprojekte mit hohen Investitionskosten und geringer Rentabilität bietet die Einrichtung von Verdunstungsbecken eine praktikable Lösung, um salzhaltiges Abwasser zu geringen Kosten zu behandeln. Leider verwenden einige Unternehmen die Verdunstungstümpel fälschlicherweise als vorübergehende Auffangbecken für Abwässer oder in Fällen von Unfällen – sie leiten große Mengen an stark verschmutztem Wasser direkt hinein. Dadurch entstehen sogar Umweltverschmutzungsunfälle, was völlig im Widerspruch zur ursprünglichen Absicht steht, solche Verdunstungstümpel zu errichten. In einigen Gebieten wurden deshalb die Verdunstungstümpel pauschal verboten, und von den Unternehmen wurde gefordert, eine absolute Nullemission von Abwasser zu erreichen. Meiner Ansicht nach gibt es mehrere Ursachen für Umweltverschmutzungen in Verdunstungsteichen. Der Fehler liegt nicht beim Verdunstungsteich selbst – mangelnde Überwachung und unzureichende Regulierungen sind wichtige Gründe dafür. Abwässer mit wirklich niedrigem chemischem Sauerstoffbedarf, geringer Toxizität und hohem Salzgehalt in Verdunstungsteichen üben in der Regel keinen erheblichen Einfluss auf die ökologische Umwelt aus. Daher weist eine pauschale Entscheidung bezüglich der Verdunstungsbecken in Bezug auf ihre Wissenschaftlichkeit, Vernünftigkeit und praktische Umsetzbarkeit gewisse Probleme auf. Der Schlüssel liegt darin, die Überwachung und Kontrolle zu verstärken, um sicherzustellen, dass die Qualität und Menge des in die Verdunstungsbecken eingeleiteten Abwassers den festgelegten Anforderungen entsprechen. Darüber hinaus werden Maßnahmen wie die Einführung angemessener Begleitpolitiken dazu beitragen, Unternehmen, die über die zulässigen Grenzwerte hinaus Abfälle ausscheiden, mit höheren Abfallgebühren oder Strafen zu belegen. Gleichzeitig sollten Unternehmen, die ihre Emissionen reduzieren, entsprechende Subventionen und Anreize erhalten. Zudem sollte eine schrittweise Gebührenstruktur für den Verbrauch von Frischwasser eingeführt werden – basierend auf festgelegten Mengen. All diese Maßnahmen sollen dazu beitragen, die derzeitige Situation bei den Kohlekraftwerken zu ändern, in der missbräuchlich Verdunstungsteiche genutzt werden und es weder Druck noch Anreize gibt, Wasser einzusparen und Emissionen zu reduzieren. Die Erreichung nahezu null Emissionen ist wissenschaftlich vernünftiger. Reporter: Im Branchenumfeld gibt es weiterhin Streitpunkte bezüglich null und nahezu null Emissionen – wie sehen Sie das? Xu Yanhua: Null-Abwasserausstoß bedeutet, dass keinesfalls Abwasser oder andere Flüssigkeiten außerhalb des Werks abgeleitet werden. Das heißt, selbst konzentriertes Salzwasser darf nicht abgeleitet werden – alle solchen Flüssigkeiten müssen durch Verdampfung kristallisiert werden. Allerdings sind die Investitionskosten sowie die Betriebskosten für die Entsalzung durch Verdampfungsvorrichtungen oft zu hoch, als dass Unternehmen sie tragen könnten. Zudem gibt es derzeit noch keine gute Lösung für das weitere Vorgehen mit den kristallisierten Salzen. Nach den geltenden Umweltschutzvorschriften gehören solche Salzabfälle zu gefährlichen Abfällen, die von spezialisierten Einrichtungen für die Entsorgung gefährlicher Abfälle behandelt werden müssen. Aufgrund hoher Entsorgungskosten lastet nicht nur ein erheblicher wirtschaftlicher Druck auf die Unternehmen, sondern auch wegen der stark unzureichenden Fähigkeiten vieler Regionen zur Entsorgung von gefährlichen Abfällen ist eine lokale Entsorgung schwierig zu gewährleisten. In letzter Zeit arbeiten einige Einrichtungen intensiv an der Entwicklung von Technologien zur differenzierten Kristallisation von Abwässern mit hohem Salzgehalt, um die kristallisierten Salze wiederverwendbar zu machen. Doch diese Forschungen befinden sich noch in der Pilot- und Praxistestphase; es ist weiterhin notwendig, ihre technisch-wirtschaftlichen Aspekte sowie die Machbarkeit einer praktischen Anwendung zu prüfen. Angesichts der oben genannten Umstände – unter Berücksichtigung der Notwendigkeiten zum Schutz der Umwelt, der tatsächlichen Fähigkeit der Kohlechemieunternehmen, Schadstoffe zu beseitigen, sowie des aktuellen Standes der Umwelttechnologien – halte ich es für wissenschaftlich fundierter, praktikabler und realisierbarer, das konzentrierte, in geringen Mengen vorhandene Abwasser mit hohem Salzgehalt und niedrigem chemischem Sauerstoffbedarf in Verdunstungsbecken zu leiten, um so eine nahezu nullwertige Abwassermenge zu erreichen. Technologie ist der Schlüssel zur Erreichung nahezu null Emissionen. Reporter: Welche Vorschläge haben Sie bezüglich der Erreichung nahezu null Emissionen aus den Abwässern der Kohlechemieindustrie? Xu Yanhua: Derzeit gibt es bei Kohlechemieprojekten noch viele Probleme im Bereich der nahezu nulligen Abwasseremissionen. Zunächst werden die Planung der Abwasserbehandlung und die Planung des Hauptverarbeitungsprozesses in der Regel nicht von derselben Einheit durchgeführt. Die Planungsarbeiten sind voneinander getrennt, wodurch eine nahtlose Verbindung nicht erreicht wird. Bei einem Projekt mit nahezu null Emissionen ist das Abwasseraufbereitungssystem eng mit den Hauptproduktionsanlagen verbunden. Die Punkte für die Wassernutzung, die Stellen der Schadstofferzeugung, die Orte zur Wiederverwendung von Zwischenwasser sowie die Einrichtungen zur Sammlung, Behandlung und Wiederverwendung von Abwasser sollten zu einem organischen Ganzes zusammenhören. Nur durch eine umfassende Berücksichtigung sowie gleichzeitige Planung von Abwasserbehandlung und Hauptverfahrensdesign ist es möglich, echte Nahe-Null-Emissionen zu erreichen. Zweitens weisen die bestehenden Abwasserbehandlungsverfahren im Allgemeinen Probleme hinsichtlich ihrer Zielgerichtetheit und Wirksamkeit auf. Projekte zur Herstellung von Gas aus Kohle (Ruhrgasöfen oder britische Ruhrgas-Gasifizierer mit flüssigem Schlackenabfall), zur Herstellung von Öl aus Kohle (direkte Verflüssigung) sowie zur Herstellung von Anthrazit aus Kohle erzeugen in der Regel giftige Abwässer mit hohen Konzentrationen an Phenolen und Ammoniak. Die traditionellen Behandlungsmethoden „einfache Vorbereitung + biologische Behandlung“ funktionieren in solchen Fällen oft nicht zuverlässig und effektiv. Auch bei vollständiger Nachbehandlung der Membranen sowie Entsalzung durch Verdampfung ist es schwierig, nahezu null Emissionen zu erreichen. Ein herausragendes technisches Problem ist das Fehlen der notwendigen Vorbereitung. Durch die Auswahl effektiver und wirtschaftlicher Vorbehandlungstechniken zur effizienten Zersetzung der großen Menge an toxischen organischen Stoffen in den Abwässern kann die Effektivität sowie die Betriebssicherheit der nachfolgenden biologischen Behandlungsanlagen erheblich verbessert werden. In dem oben genannten Abwasser sind oft nicht nur hohe Konzentrationen an organischen Giftstoffen enthalten, sondern auch große Mengen an öligen Stoffen sowie Suspensionen (Kohlenstaub, Kohlepulver). Dies führt häufig dazu, dass die Anlagen zur Rückgewinnung von Phenolen und Ammoniak verkleben und verstopfen, wodurch das System nicht stabil arbeiten kann. Daher müssen wirksame und wirtschaftliche Vorbehandlungstechniken angewandt werden, um vor der Phenol-Ammoniak-Rückgewinnungsanlage große Mengen an ölhaltigen Stoffen sowie Schwebstoffen aus dem Abwasser effizient zu entfernen. Dadurch kann eine effiziente und stabile Funktionsweise der Phenol-Ammoniak-Rückgewinnungsanlage sowie der anschließenden Abwasseraufbereitungsanlagen gewährleistet werden. Erneut besteht in den aktuellen Abwasserbehandlungsverfahren oft das Problem der technischen Zersplitterung sowie einer geringen Integrationsgrad. Bei den bestehenden Kohlechemieprojekten werden die verschiedenen Einheiten getrennt voneinander umgesetzt. Es besteht eine mangelnde Übereinstimmung zwischen den Technologien der einzelnen Einheiten, es fällt schwer, sie effektiv miteinander zu verbinden, und die Integrationsgrad ist gering. Einige Unternehmen kümmern sich nicht ausreichend um die Trennung von Schmutzwasser und Reinwasser, um die getrennte Sammlung sowie die differenzierte Aufbereitung des Abwassers. Sie legen den Schwerpunkt auf die Endbehandlung des Abwassers und vernachlässigen dabei die Wassereinsparung im Verarbeitungsprozess. Meiner Ansicht nach sollte man zur Erreichung von Einsparungen bei Wasserverbrauch und Emissionen die Optimierung des gesamten Prozesses der Abwasserbehandlung verstärken. Zudem sollten die Prinzipien der Systemtechnik angewandt werden, um die „Wasserpunkte“-Technologie aktiv einzusetzen sowie eine effektivere Nutzung des Wassers sowie seine wiederverwendbare Aufbereitung voranzutreiben. Auf dieser Grundlage wird ein Gesamtwassergebund für das gesamte Werk geschaffen, eine Insel zur Wiederverwendung von Wasser errichtet, um eine flexible Steuerung der wiederverwendeten Wassermengen im gesamten Werk zu ermöglichen.