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Energetic and economic comparison of waste incineration plants and fermentation plants for municipal solid waste in the UK

Energetischer und wirtschaftlicher Vergleich von Abfallverbrennungsanlagen und Fermentationsanlagen für kommunalen Abfall in Großbritannien

  • The master thesis concentrates on two different cases to generate energy from MSW. In the first case, the MSW is incinerated in an incineration plant. This approach represents the present situation in the waste treatment in large parts of the UK. In the second case, the OFMSW is separated in a treatment facility and used in a fermentation plant. The remaining waste is again used as a feedstock in an incineration plant. The difference in the net energy yield between these two cases is investigated in this thesis. To calculate the difference in the energy yield of case 1 and case 2, a research of the existing literature about comparisons of incineration and fermentation plants and their results are reflected and data about the MSW in the UK is collected. With the input of the literature and the researched data, a model is built which compares the two different cases of waste treatment. The results of the comparisons are then examined by varying different parameters. This step is repeated by using different input parameters. Afterwards, the results are compared and analysed. In the next part of the thesis, an economic analysis of the incineration and fermentation combined technology plant is made. In this analysis, the investment costs, the annual profits and the annual costs of an additional fermentation plant are discussed and calculated. The result of the analysis is displayed as an amortization time calculation. The results are then analysed by varying the parameters in a sensitivity analysis. Finally, the research question is answered and a forecast for possible plant designs with an incineration and a fermentation plant in combination are discussed.
  • Die Masterarbeit beschäftigt sich mit zwei verschiedenen Anwendungsfällen zur Erzeugung von Energie aus kommunalen Abfällen. Im ersten Fall wird der Abfall aus nicht getrennter kommunaler Sammlung in einer Müllverbrennungsanlage verbrannt. Dieses Verfahren findet derzeit in großen Teilen von Großbritannien statt. Im zweiten Fall wird der organische Anteil des kommunalen Abfalles in einer Aufbereitungsanlage abgetrennt und in eine Fermentationsanlage eingebracht. Der restliche kommunale Abfall wird wiederum in einer Müllverbrennungsanlage verwertet. Mit dieser Arbeit soll der Unterschied zwischen diesen zwei Fällen bezogen auf den Nettoenergieertrag untersucht werden. Um diesen Unterschied zu berechnen, wird zuerst eine Literaturrecherche zu aktuell vorhandenen Vergleichen zwischen Verbrennungs- und Fermentationsanlagen und deren Ergebnisse durchgeführt. Außerdem werden Daten über den kommunalen Abfall in Großbritannien für die spätere Berechnung gesammelt. Mit den Erkenntnissen aus dieser Recherche wird ein Modell erstellt, welches die zwei verschiedenen Abfallbehandlungsstrategien darstellt und vergleicht. Die Ergebnisse aus dem Vergleich werden dann einer Sensitivitätsanalyse unterzogen um die Einflüsse der verschiedenen Parameter zu erkennen. Dieser Schritt wird mit weiteren Eingabeparametern wiederholt und dann mit den Ergebnissen aus dem ersten Vergleich gegenübergestellt. Im nächsten Abschnitt der Arbeit wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Anwendungsfalles zwei, also dem Anlagenlayout mit Fermentations- und Verbrennungsanlage, gemacht. In dieser Betrachtung werden die Investitionskosten, die jährlichen Kosten und die jährlichen Gewinne der Fermentationsanlage analysiert und schließlich in einer Amortisationsrechnung dargestellt. Die eingesetzten Parameter für die Kosten und Gewinne werden dabei wiederum variiert und in einer Sensitivitätsanalyse analysiert. Zum Abschluss wird die Forschungsfrage der Masterarbeit beantwortet und ein Ausblick für Anlagen mit kombinierter Fermentations- und Verbrennungsanlage gemacht.

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Metadaten
Verfasserangaben:Michael Gstrein
DOI:https://doi.org/10.25924/opus-2767
Betreuer:Babette Hebenstreit
Dokumentart:Masterarbeit
Sprache:Englisch
Erscheinungsjahr:2018
Veröffentlichende Institution:FH Vorarlberg
Titel verleihende Institution:FH Vorarlberg
Datum der Freischaltung:11.12.2019
Freies Schlagwort / Tag:Economic Comparison; Energetic Comparison; Fermentation; Incineration; Waste
Seitenanzahl:XII, 62
Open Access?:ja
Studiengänge:Energietechnik und Energiewirtschaft
Lizenz (Deutsch):License LogoUrhG - The Austrian Copyright Act applies - Es gilt das österr. Urheberrechtsgesetz