Fossiles und biogenes CO2 in der Müllverbrennung: Messmethoden im Vergleich

Fossiles und biogenes CO2 in der Müllverbrennung: Messmethoden im Vergleich

Jeder CO2-Preis, der für die Müllverbrennung gilt oder bald gelten soll, bepreist nur den fossilen Anteil des CO2. Der nationale CO2-Preis in Deutschland, die Monitoringphase im Vereinigten Königreich, die Messpflicht in Frankreich und der Vorschlag für den EU-ETS ab 2031 hängen alle an derselben Zahl: Wie viel des verbrannten Kohlenstoffs stammt aus Kunststoffen und anderen fossilen Materialien, und wie viel aus Papier, Holz, Naturfasertextilien und Speiseresten? Meist ist etwa die Hälfte biogen. Wie dieser Anteil bestimmt wird, entscheidet deshalb über einen großen Teil der Rechnung.

Dieser Beitrag vergleicht die etablierten Methoden: was jede tatsächlich misst und wo sie voneinander abweichen. Er ist eine allgemeine Information und kein Compliance-Leitfaden; welche Methode eine Anlage anwenden darf, legen das jeweilige System und die zuständige Behörde fest.

Warum die Aufteilung zählt

Gemischter Siedlungsabfall ist ungefähr zur Hälfte biogen. Eine Langzeitstudie des Schweizer Forschungsinstituts Empa ermittelte für die Müllverbrennung in der Schweiz einen mittleren fossilen Kohlenstoffanteil von 48 ± 4 %, wobei die Unterschiede zwischen den Anlagen der Abfallzusammensetzung folgten (Empa). Eine Studie aus dem Jahr 2026 an drei österreichischen und einer chinesischen Anlage fand biogene CO2-Anteile von 55 bis 64 % in Österreich und 53 bis 63 % in China, bei fossilen Emissionsfaktoren von 320 bis 470 kg CO2 je Tonne Abfall in Österreich (Fellner et al., Waste Management 2026).

Diese Spannen sind groß. Bei einer Anlage mit 300.000 Tonnen Durchsatz im Jahr beträgt der Unterschied zwischen einem fossilen Emissionsfaktor von 320 kg und einem von 470 kg 45.000 Tonnen CO2. Bei jedem CO2-Preis sind das zwei sehr unterschiedliche Budgets, und der Unterschied ergibt sich fast vollständig aus dem, was im Abfall steckt.

Die vier etablierten Methoden

Manuelle Sortieranalyse

Proben des angelieferten Abfalls werden von Hand in Fraktionen sortiert (Papier, Kunststoffe, Textilien, Organik, Inertstoffe und so weiter), und jeder Fraktion wird ein typischer biogener und fossiler Kohlenstoffgehalt zugeordnet. Die Methode ist anschaulich und zeigt, welche Materialien den fossilen Anteil treiben. Ihre Schwäche ist die Repräsentativität: Eine Sortierkampagne erfasst an wenigen Tagen ein paar Tonnen von Zehntausenden, und die Zusammensetzung ändert sich mit Anlieferer und Jahreszeit. Sie gehört zu den genormten Methoden, die die TU Wien in ihren Arbeiten zur Bestimmung des Biomasseanteils aufführt (TU Wien).

Selektive Lösemethode

Ein Laborverfahren, bei dem das biogene Material chemisch gelöst und die verbleibende fossile Fraktion gewogen wird. Es arbeitet mit aufbereiteten Proben und teilt daher das Probenahmeproblem der Sortieranalyse: Das Ergebnis ist nur so repräsentativ wie die wenigen Kilogramm, die im Labor ankommen.

Radiokarbonmethode (C14) im Rauchgas

Biogener Kohlenstoff enthält das radioaktive Isotop Kohlenstoff-14 in der heutigen atmosphärischen Konzentration, fossiler Kohlenstoff enthält keines. Misst man den C14-Gehalt des CO2 im Kamin, erhält man den biogenen Anteil dessen, was tatsächlich verbrannt wurde. ISO 13833 regelt Probenahme und Analyse: Das CO2 wird als Gas gesammelt oder in alkalischen Medien absorbiert, mit integrierender Probenahme über Zeiträume von einer Stunde bis zu einem Monat, und die Methode deckt biogene Anteile von 0,02 bis 1,0 ab (Beta Analytic, ISO 13833). FORCE Technology setzt sie seit 2013 an dänischen und schwedischen Verbrennungsanlagen für die Berichterstattung im EU-ETS ein (FORCE Technology). Für Ersatzbrennstoffe beschreibt CEN/TS 15747 die C14-Bestimmung am Brennstoff selbst (CEN/TS 15747).

Die C14-Methode misst das Ergebnis direkt und gilt deshalb oft als Referenz. Sie liefert allerdings einen Anteil, keine Masse: Um den Anteil in Tonnen fossiles CO2 umzurechnen, braucht die Anlage weiterhin das gesamte CO2, und das hängt an der Messung des Rauchgasvolumens.

Bilanzenmethode

Die Bilanzenmethode, genormt als ISO 18466, gleicht Massen- und Energiebilanzen mit routinemäßigen Betriebsdaten ab (Dampfproduktion, Rauchgaszusammensetzung, Asche und so weiter) und berechnet daraus den biogenen und fossilen Anteil des eingesetzten Abfalls. Die Software BIOMA der TU Wien setzt sie um; laut TU Wien werden dafür nur routinemäßig gemessene Betriebsdaten benötigt. Nach Angaben der TU Wien ist die Bilanzenmethode nach ISO 18466:2016, auch in angepassten Formen, für das CO2-Monitoring von Müllverbrennungsanlagen in Deutschland nach dem BEHG anerkannt (TU Wien, BIOMA).

Wie gut stimmen die Methoden überein?

Beim biogenen Anteil gut. Eine Studie von Empa und TU Wien aus dem Jahr 2008 an drei österreichischen Anlagen fand eine enge Übereinstimmung zwischen Bilanzenmethode und C14-Methode, mit einem biogenen CO2-Anteil knapp über 50 % (Mohn et al. 2008). Ein schwedischer Vergleich von vier Methoden ergab, dass Bilanzenmethode und Berechnungen aus Sortieranalysen an den Anlagen, an denen beide eingesetzt wurden, ähnliche Ergebnisse lieferten (Åbo Akademi).

Bei den absoluten Tonnen weniger. Die Studie von 2026 bezeichnete die beiden Methoden beim biogenen Anteil als „sehr gut übereinstimmend", doch die absoluten fossilen CO2-Mengen wichen um bis zu mehrere tausend Tonnen pro Jahr voneinander ab, vor allem wegen der Unsicherheit bei der Messung des Rauchgasvolumens. Ein Abgleich der Energiebilanz verringerte die Abweichungen, und die Autoren weisen darauf hin, dass die Unterschiede über ein Jahr den Wert der CO2-Zertifikate um mehrere hunderttausend Euro verschieben können (Fellner et al. 2026).

Die praktische Lehre: Der Anteil ist der einfachere Teil. Die Tonnage hängt an den Messungen rund um den Anteil, und dort wird Geld gewonnen oder verloren.

Auf welche Methode die Systeme setzen

Vereinigtes Königreich: Die freiwillige Phase für Monitoring, Berichterstattung und Verifizierung, die im Januar 2026 begonnen hat, verwendet einen integrierten Ansatz aus C14-Messung und Emissionsfaktoren (GOV.UK).

Deutschland: Das BEHG arbeitet mit Standardwerten für den Biomasseanteil je Abfallschlüssel (53,5 % für Restabfall), und die Bilanzenmethode ist für das anlagenspezifische Monitoring anerkannt. Siehe BEHG und Müllverbrennung.

Frankreich: Rund 80 Anlagen zur energetischen Abfallverwertung müssen seit 2024 ihr fossiles CO2 messen (Amorce).

EU: Der ETS-Vorschlag vom Juli 2026 würde die Verbrennung ab 2031 schrittweise einbeziehen; die Monitoringregeln für den Sektor stehen noch aus. Siehe EU-ETS für die Müllverbrennung.

Was keine dieser Methoden verrät

Alle vier Methoden beantworten die Frage: „Wie hoch war der fossile Anteil dessen, was wir in diesem Zeitraum verbrannt haben?" Keine beantwortet: „Welche Anlieferungen haben dazu geführt?" Eine monatliche C14-Probe integriert über Tausende Lkw-Ladungen. Die Bilanzenmethode betrachtet die gesamte Anlage. Eine Sortierkampagne erfasst eine Handvoll Ladungen.

Diese Lücke zählt bei drei Entscheidungen. Wer CO2-Kosten fair auf Kunden verteilen will, muss wissen, welcher Anlieferer welchen Abfall bringt. Eine Abweichung gegenüber dem Prüfer zu erklären, ist deutlich einfacher, wenn sich ein Ausreißer auf bestimmte Anlieferungen zurückführen lässt. Und wer den Feuerungsbetrieb stabilisieren will, was auch den fossilen Anteil stabilisiert, braucht Informationen, bevor der Abfall aufgegeben wird, nicht erst nach der Verbrennung.

Wo Zusammensetzungsdaten je Anlieferung ansetzen

Eine Zusammensetzungsanalyse bei der Anlieferung ersetzt keine anerkannte Messmethode. Sie ergänzt sie. WS Scan erfasst jede Anlieferung beim Abkippen mit hochauflösenden Kameras und schätzt ihre Zusammensetzung sowie Kenngrößen wie Heizwert und biogenen Anteil, verknüpft mit dem Fahrzeug über die Kennzeichenerkennung. Über Wochen und Monate entsteht so eine Datenreihe je Anlieferung: welche Anlieferer kunststoffreiche Ladungen bringen, wie sich die Zusammensetzung mit der Jahreszeit verschiebt und wie ein monatliches C14-Ergebnis mit dem zusammenhängt, was tatsächlich angeliefert wurde.

Für eine Anlage, die sich auf einen CO2-Preis vorbereitet, ist das der Kontext zur offiziellen Zahl: Die Referenzmethode sagt, wie hoch der Anteil war, die Anlieferungsdaten sagen, warum. Die Daten fließen außerdem in den digitalen Abfallkontrollbericht und die Heizwertanalyse ein, die die Anlage bereits im Betrieb nutzt.

FAQ

Wie hoch ist der fossile Anteil am CO2 aus der Müllverbrennung? Typischerweise etwa die Hälfte. Die Empa nennt für die Schweiz einen mittleren fossilen Kohlenstoffanteil von 48 ± 4 %; eine Studie von 2026 fand an drei österreichischen Anlagen biogene CO2-Anteile von 55 bis 64 %. Einzelne Anlagen weichen je nach Abfall ab.

Welche Methode ist am genauesten? Die C14-Methode im Rauchgas misst den biogenen Anteil des Verbrannten direkt und gilt oft als Referenz. Die Bilanzenmethode stimmt beim Anteil eng damit überein und kann kontinuierlich aus Betriebsdaten laufen. Für die absoluten Tonnen fossiles CO2 hängen beide von weiteren Messungen ab, vor allem vom Rauchgasvolumen.

Ist die Bilanzenmethode in Deutschland anerkannt? Nach Angaben der TU Wien ist die Bilanzenmethode nach ISO 18466:2016, auch in angepassten Formen, für das CO2-Monitoring von Müllverbrennungsanlagen nach dem BEHG anerkannt. Die Details für die eigene Anlage sollten Betreiber mit der DEHSt klären.

Kann eine bildbasierte Zusammensetzungsanalyse die C14-Messung ersetzen? Nein. Sie liefert Schätzungen je Anlieferung, die den fossilen Anteil erklären und zuordnen, aber keine anerkannte Messung für die Berichterstattung.

Wie oft wird für die C14-Methode beprobt? ISO 13833 deckt integrierende Probenahmezeiträume von einer Stunde bis zu einem Monat ab. Welche Häufigkeit eine Anlage anwenden muss, legen ihr Überwachungsplan und das jeweilige System fest.