Markt für Energiegewinnung aus Abfall Größe und Ausblick, 2024-2032

Marktübersicht

Der globale Markt für die Energiegewinnung aus Abfall wurde im Jahr 2023 auf 39,53 Milliarden USD geschätzt. Er soll im Jahr 2032 73,28 Milliarden USD erreichen und im Prognosezeitraum (2024–32) mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 7,10 % wachsen. Das zunehmende Bewusstsein für Umweltverschmutzung und die Notwendigkeit nachhaltiger Abfallbewirtschaftungslösungen treibt die Einführung von Technologien zur Energiegewinnung aus Abfall voran. Darüber hinaus setzen Regierungen weltweit strenge Vorschriften zur Reduzierung von Deponieabfällen und Treibhausgasemissionen um und drängen auf sauberere Abfallbeseitigungsmethoden wie die Energiegewinnung aus Abfall, was das Marktwachstum ankurbelt.

Abfall ist jede Substanz oder jedes unerwünschte Material, das durch menschliche Aktivitäten oder Prozesse entsteht. Die wirtschaftliche Entwicklung, der Grad der Industrialisierung, gesellschaftliche Gepflogenheiten und das regionale Klima wirken sich alle auf die Produktionsrate von Siedlungsabfällen aus. In der Regel steigt die Menge an Siedlungsabfällen mit der wirtschaftlichen Entwicklung. Waste-to-Energy-Anlagen (WtE) wandeln feste Abfälle, die sonst auf der Mülldeponie landen würden, in Energie um, indem sie den Abfall verbrennen und eine kleine Menge Asche hinterlassen, die als Straßen- oder Bauzuschlagstoff wiederverwendet werden kann, während der Rest (z. B. Giftmüll) auf einer Mülldeponie entsorgt wird. WtE-Anlagen entlasten daher die bestehenden Mülldeponien und helfen bei der ordnungsgemäßen Abfallentsorgung. Der untersuchte Markt hat jedoch in letzter Zeit aufgrund der Angst vor zunehmender Umweltverschmutzung, der Auswirkungen des Klimawandels und der zunehmenden Konzentration auf nicht-fossile Energiequellen ein erhebliches Wachstum erlebt.

Marktdynamik

Treiber des globalen Marktes für Energiegewinnung aus Abfällen

• Unterstützende staatliche Maßnahmen und Programme

Unterstützende Regierungspolitiken waren in der Vergangenheit der wichtigste Antriebsfaktor für den Markt für Energiegewinnung aus Abfall. Regierungen in mehreren Ländern haben auf politischer Ebene Initiativen ergriffen, um den Markt für Energiegewinnung aus Abfall zu entwickeln. Deponien für feste Siedlungsabfälle in den USA sind gemäß den Vorschriften des Clean Air Act verpflichtet, ein System zur Sammlung und Kontrolle von Deponiegas zu installieren und zu betreiben. So wurden im Jahr 2020 auf 327 Deponien in den Vereinigten Staaten etwa 256 Milliarden Kubikfuß (Bcf) Deponiegas gesammelt und verbrannt, um etwa 10 Milliarden Kilowattstunden (kWh) Strom oder etwa 0,3 % der gesamten Stromerzeugung im Versorgungsmaßstab in den Vereinigten Staaten zu erzeugen.

Darüber hinaus hat die indische Regierung WtE-Projekte durch Kapitalzuschüsse und Einspeisetarife gefördert. Um Energie aus kommunalem und industriellem Müll zurückzugewinnen, unterstützt das Ministerium für Neue und Erneuerbare Energien (MNRE) alle verfügbaren Technologielösungen energisch. Indem es F&E-Initiativen auf Kostenteilungsbasis und gemäß der F&E-Richtlinie des MNRE finanziell unterstützt, treibt das MNRE auch die Abfall-zu-Energie-Forschung voran. So hat das Ministerium für Neue und Erneuerbare Energien (MNRE) beispielsweise im März 2020 die Regeln für sein Abfall-zu-Energie-Programm aktualisiert. Die neuen Richtlinien können die bestehenden Richtlinien des Abfall-zu-Energie-Programms vom 30. Juli 2018 ersetzen. Eine Neuerung der Richtlinien ist die Aufnahme von Projekten auf der Grundlage von Siedlungsabfällen (MSW) auf Grundlage der Klarstellung des Finanzministeriums. Solche Richtlinienergänzungen werden den Abfall-zu-Energie-Markt im Prognosezeitraum wahrscheinlich ankurbeln.

• Hydrothermale Karbonisierung (HTC) und Dendro Liquid Energy (DLE)

Die neuen WtE-Technologien wie die hydrothermale Karbonisierung (HTC), die den langsamen Prozess der geothermischen Umwandlung von Nassabfällen mit einem Säurekatalysator bei hohem Druck und Hitze beschleunigen können, um die Produktion von „Hydrokohle“ anzuregen, die ähnliche Eigenschaften wie fossile Brennstoffe hat, können dem Markt Wachstumsmöglichkeiten eröffnen. Die Hauptvorteile gegenüber der AD sind die kürzere Verarbeitungszeit und die ähnlichen Betriebsbedingungen, die zur Erzeugung der gleichen Energiemenge erforderlich sind. Die wesentlichen Merkmale der HTC sind:

• Verfahren wie HTC bieten eine hohe Flexibilität der Ausgangsstoffe in Form, Zusammensetzung und Feuchtigkeitsgehalt, sodass vor der Verarbeitung kein energieintensiver Trocknungsschritt erforderlich ist. Die Reaktionen sind autogen, ohne dass zusätzlicher Druck angewendet wird.

• Hydrokohlenstoffe können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, beispielsweise als Brennstoff, als funktionalisiertes kohlenstoffhaltiges Material (Aktivkohle) oder als Bodenverbesserer, um die Bodenfruchtbarkeit zu erhöhen und gleichzeitig eine langfristige Kohlenstoffsenke bereitzustellen.

• Die Produktion von Holzkohle aus Siedlungsabfällen kann nicht nur als Kohlenstoffsenke dienen, sondern auch erhebliche Mengen an Treibhausgasen verdrängen, die bei der Produktion anderer Bodenverbesserungsmittel wie Düngemittel entstehen. Zudem ist sie ein einfacherer, energieeffizienterer und besserer Ansatz als die aktuellen CCS-Technologien. Eine Tonne von HTC gewonnene Holzkohle vermeidet 2,2 Tonnen CO2 in der Atmosphäre.

Eine weitere Technologie, Dendro Liquid Energy (DLE), ist eine WtE-Innovation mit nahezu Null-Abfall. Der World Energy Council behauptet, dass die DLE-Technologie bei der Stromerzeugung bis zu viermal effizienter als AD ist und weniger kostet. Darüber hinaus macht die emissionsfreie Ableitung die Anlage im Vergleich zu aktuellen Technologien günstiger. DLE kann potenziell eine Mischung verschiedener Abfallfraktionen, wie Kunststoffabfälle und Holzstämme, in Energie umwandeln. Je nach Abfallmischung kann die DLE-Technologie eine Effizienz von über 80 % erreichen. Eine typische Anlage mit einer Kapazität von 30.000 Tonnen/Jahr erfordert eine Investition von 14,5 Millionen EUR und jährliche Betriebskosten von etwa 1.750.000 EUR. Die Innovation der Null-Abfall-Technologie wird daher in den kommenden Jahren wahrscheinlich erheblich zum Marktwachstum beitragen.

Globale Marktbeschränkung für Energiegewinnung aus Abfällen

• Negative Auswirkungen der Müllverbrennungstechnologie zur Energiegewinnung

Obwohl Verbrennungsprozesse zur Behandlung von Siedlungsabfällen eine attraktive technologische Option für die Abfallwirtschaft darstellen, sind sie weltweit (in Umwelt-, Sozial- und Politikkreisen) Gegenstand intensiver Debatten. Dennoch stoßen Verbrennungsanlagen je nach Zusammensetzung des Abfalls eine Vielzahl von Chemikalien aus, die sich negativ auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit auswirken. Biomedizinische Abfälle, die für Mensch und Umwelt gefährlich sind und eine spezielle Behandlung und Entsorgung erfordern, machen 10 bis 25 % des gesamten von Gesundheitsunternehmen produzierten Abfalls aus. Neben der Emission unzähliger Verbindungen, deren Toxizität unbekannt ist, produzieren Verbrennungsanlagen auch erhebliche Schadstoffe wie Feinstaub, Metalle, saure Gase, Stickoxide und Schwefel. Die öffentliche Gesundheit und die Ökologie werden durch diese Müllverbrennungsmethode ernsthaft gefährdet.

Krebserkrankungen und Atemwegssymptome haben erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit. Weitere mögliche Auswirkungen sind hormonelle Ungleichgewichte, ein erhöhtes Geschlechterverhältnis und angeborene Anomalien. Auf der anderen Seite wurden die Auswirkungen auf die Umwelt durch Eutrophierung, Smogbildung, Versauerung, Bildung von Ozon oder photochemischem Smog, globale Erwärmung und Toxizität für Tiere und Menschen nachgewiesen. Darüber hinaus verursacht die Verbrennung von Abfällen Probleme, da Kunststoffe beim Verbrennen giftige Substanzen wie Dioxine produzieren. Verbrennungsgase verursachen Luftverschmutzung und tragen weiter zum sauren Regen bei. Gleichzeitig kann die Asche aus Verbrennungsanlagen Schwermetalle und andere Giftstoffe enthalten. Aufgrund dieser Probleme laufen mehrere Kampagnen gegen die Müllverbrennung. Aufgrund der oben genannten Faktoren wird daher erwartet, dass die auf Verbrennung basierende Abfall-zu-Energie-Technologie den globalen Abfall-zu-Energie-Markt (WtE) im Prognosezeitraum behindern wird.

Globale Marktchancen für Energiegewinnung aus Abfällen

• Steigende Abfallsammlung und Energiebedarf

Die wachsende Weltbevölkerung häuft Müll an. Laut Prognosen der Vereinten Nationen wird die Weltbevölkerung voraussichtlich von 7,7 Milliarden im Jahr 2020 auf rund 9,7 Milliarden im Jahr 2050 ansteigen. Von dem gesamten Bevölkerungswachstum werden voraussichtlich fast 90 % auf die städtischen Gebiete Afrikas und Asiens entfallen. Bei der bestehenden Bevölkerung erzeugt die Welt täglich fast 2,01 Milliarden Siedlungsabfälle, von denen mindestens 33 % nicht umweltverträglich entsorgt werden. Angesichts der wachsenden Bevölkerung und der verfügbaren Mittel wird das Abfallaufkommen in den kommenden Jahren wahrscheinlich enorm ansteigen.

Darüber hinaus wird sich die Abfallproduktion durch den Konsum abgepackter Lebensmittel in Ländern wie China, Indien, Südafrika, Russland und Brasilien mit wachsender Mittelschicht wahrscheinlich in beträchtlichem Maße steigern. Darüber hinaus wird die wachsende Stadtbevölkerung in Entwicklungsländern, die zu Veränderungen des Lebensstils führt, die Abfallproduktion weltweit ankurbeln. Darüber hinaus ist der Bedarf an Strom oder Elektrizität ein weiterer wichtiger Faktor, der angesichts der zunehmenden Umweltverschmutzung angegangen werden muss. Laut dem Weltenergierat wird der weltweite Strombedarf voraussichtlich von 12,9 Terawattstunden im Jahr 2020 auf rund 53.000 Terawattstunden im Jahr 2050 steigen. Um die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage zu schließen, könnte die Energiegewinnung aus Abfall für die meisten Länder eine Option sein, um Abfall zu reduzieren und Strom zu erzeugen.

Regionalanalyse

Nach Regionen ist der globale Markt für Energiegewinnung aus Abfall (WtE) in Nordamerika, Asien-Pazifik, Europa, Naher Osten und Afrika sowie Südamerika unterteilt.

Europa hatte im Prognosezeitraum den größten Marktanteil . Derzeit ist die Verbrennung die bekannteste Waste-to-Energy-Technologie (WtE) zur Verarbeitung von Siedlungsabfällen in Deutschland. Die Vergasungs- und Pyrolyseprozesse erzeugen ein brennbares synthetisches Gas (Synthesegas), das entweder Strom erzeugen oder für die direkte Erzeugung in einer Gasturbine oder einem Motor weiter raffiniert und aufbereitet werden kann. Der elektrische Wirkungsgrad der Verbrennung ist aufgrund der niedrigeren Betriebstemperaturen, des Dampfdrucks und des Gesamtenergiebedarfs zum Betrieb der Anlage in der Regel höher als bei der Vergasung. Darüber hinaus beträgt in Deutschland das konstante Volumen des gesamten Siedlungsabfalls (einschließlich aller wiederverwertbaren Materialien wie Glas und Papier) rund 50,61 Millionen Tonnen pro Jahr (2019), während das anteilige Volumen des Hausmülls (ausschließlich thermisch wiederverwertbar) im Land stark angestiegen ist.

Der asiatisch-pazifische Raum ist die zweitgrößte Region. Seit 2019 ist der asiatisch-pazifische Raum einer der größten globalen Märkte für die Energiegewinnung aus Abfall (Waste-to-Energy, WTE). China, Japan, Indien und einige andere Länder dominieren den WTE-Markt in der Region. Faktoren wie die zunehmende Abfallerzeugung, unterstützende Regierungspolitik, Initiativen zur nachhaltigen und effizienten Entsorgung der in der Region erzeugten Abfälle, steigende Investitionen und technologische Fortschritte in der WTE-Landschaft werden den Markt im asiatisch-pazifischen Raum im Prognosezeitraum voraussichtlich antreiben. China ist mit einer Bevölkerung von etwa 1,44 Milliarden (Stand 2020) eines der bevölkerungsreichsten Länder der Welt. Aufgrund der wirtschaftlichen Entwicklung und der raschen Urbanisierung hat die Erzeugung von Siedlungsabfällen (MSW) rapide zugenommen. Daher ist die effektive Entsorgung von Siedlungsabfällen in China zu einer ernsthaften Umweltherausforderung geworden. Der Großteil der erzeugten Abfälle landet auf Mülldeponien rund um die großen Städte Chinas, was bedeutet, dass die Bürger Boden- und Grundwasserverschmutzung sowie schwerer Luftverschmutzung ausgesetzt sind. Die unkontrollierte Zersetzung dieser Abfälle löst die Freisetzung des starken Treibhausgases Methan aus. Die meisten dieser Mülldeponien im Land sind voll oder nahezu voll, was zu illegaler Müllentsorgung und -verbrennung führt.

Darüber hinaus gibt es in vielen Städten Chinas keine geeigneten Orte für Mülldeponien. Das Land hat mit dem Problem der Müllüberflutung zu kämpfen, die zu schweren Umwelt-, Grundwasser- und Bodenverschmutzungs- sowie Gesundheitsproblemen führt. Bis 2025 wird sich Chinas Feststoffabfall voraussichtlich auf über 500 Millionen Tonnen pro Jahr verdoppeln. Dies wiederum dürfte im Prognosezeitraum zu einem enormen Bedarf an Abfallbehandlungsanlagen im Land führen.

Nordamerika ist die drittgrößte Region. Waste-to-Energy (WTE) erfüllt die Kriterien für eine erneuerbare Energiequelle. Die Brennstoffquelle der WtE-Anlage (Müll) ist nachhaltig und einheimisch und erzeugt saubere, erneuerbare Energie. Aufgrund ihres erneuerbaren Charakters haben verschiedene Bundesstaaten in den USA WtE als erneuerbar erklärt. Die im Rahmen des erneuerbaren Portfolios anerkannten WtE-Anlagen bieten ihnen niedrigere Entsorgungsgebühren und können wiederum dazu beitragen, das Wachstum des Marktes zu fördern. Einer der wesentlichen Faktoren, die zum Rückgang der WtE-Anlagen beitragen, ist der enorme Kapitalbedarf für den Anlagenbau.

Darüber hinaus ist die Kapitalrendite niedrig, was Investitionen in den Markt behindert hat. Im Jahr 2018 erzeugte Kanada etwa 25,6 Millionen Tonnen Abfall. Der Wohnsektor machte 42,15 % des erzeugten Abfalls aus (10,84 Millionen Tonnen), während der Industrie-, Handels- und institutionelle Sektor (IC&I) 14,88 Millionen Tonnen erzeugte, was 57,85 % entspricht. Zwischen 2014 und 2018 ging die IC&I-Abfallerzeugung leicht zurück, aber die Haushaltsabfälle nahmen im gleichen Zeitraum zu. Der Großteil der Abfallentsorgung im Land erfolgt jedoch auf Deponien. Die Provinz- und Zentralregierungen haben Initiativen entwickelt, um das Abfallrecycling und die Abfallverwertungsindustrie zu fördern. Infolgedessen wird erwartet, dass das Abfallrecycling und die Abfallverwertungsindustrie im Prognosezeitraum wachsen werden.

Segmentanalyse

Der globale Markt für Energiegewinnung aus Abfall (WtE) ist nach Abfallart, Technologie, Anwendung und Region segmentiert.

Basierend auf der Abfallart ist der Markt für Energiegewinnung aus Abfall in feste Siedlungsabfälle, landwirtschaftliche Abfälle und Sonstiges unterteilt.

Siedlungsabfälle (MSW) dominieren den Markt für die Energiegewinnung aus Abfall. Zu MSW zählen Haushalts-, Gewerbe- und institutionelle Abfälle, die in großen Mengen und ständig anfallen. Die Dominanz von MSW beruht auf seiner hohen Verfügbarkeit und dem steigenden Bedarf an nachhaltigen Abfallmanagementlösungen. Müllverbrennungsanlagen wandeln MSW effektiv in erneuerbare Energie um und reduzieren so die Nutzung von Deponien und Treibhausgasemissionen. Staatliche Vorschriften und Initiativen zur Förderung sauberer Energie fördern die Einführung von Lösungen zur Energiegewinnung aus Abfall für MSW weiter und sichern deren führende Position auf dem Markt.

Basierend auf der Technologie ist der Markt für Energie aus Abfall in die Bereiche Thermochemie, Verbrennung, Biochemie, anaerobe Vergärung und Sonstiges unterteilt.

Die Verbrennung dominiert den Markt für die Umwandlung von Abfall in Energie. Diese Technologie reduziert das Abfallvolumen effizient und erzeugt Energie durch die Verbrennung von Abfall bei hohen Temperaturen. Ihre Dominanz beruht auf ihrer weiten Verbreitung, ihrer erwiesenen Zuverlässigkeit und der Fähigkeit, verschiedene Abfallarten zu verarbeiten, was sie zu einer bevorzugten Wahl für die Umwandlung von Abfall in Energie macht.

Je nach Anwendung wird der Markt für Energie aus Abfall in Wärme, Strom und Sonstiges unterteilt.

Die Stromerzeugung dominiert den Abfall-zu-Energie-Markt. Diese Anwendung wandelt Abfall in eine wertvolle Energiequelle um, deckt den Energiebedarf und reduziert die Abfallmenge auf Deponien. Ihre Dominanz beruht auf staatlichen Anreizen, technologischen Fortschritten und dem steigenden Bedarf an nachhaltigen und erneuerbaren Energielösungen, was sie zu einem Schlüsselelement der Energiestrategien weltweit macht.

jüngsten Entwicklungen

• März 2024 – Die Müllverbrennungsanlage in Kodungaiyur wird laut Chennai Corporation in zwei Jahren in Betrieb gehen. Anstatt sie auf dem neu gewonnenen Gelände der Mülldeponie zu errichten, wird Metrowater die integrierte Abfallwirtschaftsanlage, zu der auch eine Müllverbrennungsanlage gehört, auf einem anderen Grundstück errichten.
• Juli 2024 – Die Tadweer Group (Tadweer) und die Emirates Water and Electricity Company (EWEC) wurden von der internationalen Anwaltskanzlei Ashurst rechtlich beraten, was die Finanzierung, Beschaffung und den Bau der ersten Abfall-zu-Energie-Anlage (WtE) im Emirat Abu Dhabi in den Vereinigten Arabischen Emiraten betrifft.