Was TDF bedeutet
TDF steht für Tyre Derived Fuel, auf Deutsch Reifenderivat-Brennstoff. Gemeint ist Material aus Altreifen, das nicht zu Granulat oder Pyrolyseöl weiterverarbeitet, sondern direkt als Brennstoff eingesetzt wird. Der Reifen wird dafür chemisch nicht verändert. Er wird nur auf die Stückgröße gebracht, die das Aufgabesystem des Abnehmers verlangt.
Die Brennstoffeigenschaft steckt im Material selbst. Ein Reifen besteht überwiegend aus Natur- und Synthesekautschuk, dazu kommen Industrieruß als Füllstoff, Weichmacheröle, Stahlcord und Textilcord. Kautschuk und Ruß sind Kohlenwasserstoffe mit hohem Energieinhalt. Der Altreifen ist also ein Brennstoff, bevor er überhaupt aufbereitet wurde.
Der Begriff TDF sagt allerdings nichts über eine bestimmte Qualität aus. Er beschreibt eine Verwendung, keine Norm. Was ein Abnehmer unter TDF versteht, steht in seiner Werksspezifikation und in seiner Genehmigung, nicht in einem allgemein gültigen Standard. Zwei Angebote für TDF können deshalb völlig unterschiedliche Materialien meinen.
Warum ausgerechnet der Zementofen
Ein Zementdrehrohrofen ist keine gewöhnliche Feuerung. Das Brenngut erreicht rund 1450 Grad, die Flammentemperatur liegt darüber, und das Gas bleibt mehrere Sekunden in diesem Bereich. Organische Verbindungen werden unter solchen Bedingungen vollständig zerlegt.
Entscheidend ist aber ein zweiter Punkt: Der Ofen ist chemisch basisch. Das Rohmehl besteht überwiegend aus Kalkstein. Saure Bestandteile des Brennstoffs, etwa Schwefelverbindungen, werden im Prozess gebunden, statt über den Kamin abgegeben zu werden.
Daraus folgt der eigentliche Grund, warum Reifenmaterial samt Stahlcord in den Ofen darf. Asche und Eisen bleiben nicht als Rückstand übrig. Sie gehen in die Mineralmatrix des Klinkers ein. Eisen ist ein regulärer Bestandteil der Klinkerphasen und wird im konventionellen Betrieb sogar als Korrekturstoff zugekauft. Der Stahl aus dem Reifen ersetzt damit einen Rohstoff, statt Entsorgungskosten zu verursachen.
- Prozesstemperatur um 1450 Grad im Brenngut, in der Flamme deutlich darüber
- Lange Verweilzeit von Gas und Feststoff im heißen Bereich
- Basisches Milieu aus Kalkstein, das saure Rauchgasbestandteile bindet
- Asche und Eisen werden in den Klinker eingebunden, es fällt kein zu entsorgender Rückstand an
Der Unterschied zu Kraftwerk und Müllverbrennung
In einem Kohlekraftwerk wird Wärme in Strom umgesetzt. Alles, was nicht brennt, bleibt als Asche und Schlacke übrig und muss verwertet oder deponiert werden. Stahlcord ist dort kein Rohstoff, sondern ein Störstoff: Er beschädigt Mühlen und Förderorgane und landet am Ende im Rückstand.
Eine Müllverbrennungsanlage arbeitet bei deutlich niedrigeren Temperaturen, meist im Bereich von 850 bis 1000 Grad, und verfolgt einen anderen Zweck. Auch hier entstehen Schlacke sowie Kessel- und Filterasche, die getrennt behandelt werden. Der Reifenstahl geht in die Schlacke und wird bestenfalls nachträglich magnetisch zurückgewonnen.
Der Zementofen ist der einzige der drei Prozesse, bei dem der Brennstoff zugleich Rohstoff ist. Deshalb nimmt er drahthaltiges Material an, das andere Anlagen ablehnen, und deshalb ist er der wichtigste Abnehmer für TDF. Wer Reifenmaterial anbietet, verkauft die drahthaltige Ware meist an ein Zementwerk und die drahtfreie an alle übrigen Verwender.
Größenklassen und wer sie festlegt
Die Stückgröße ist keine Geschmacksfrage. Sie ergibt sich aus dem Aufgabesystem der Anlage. Ein Ofen mit Doppelklappenschleuse am Ofeneinlauf nimmt ganze Reifen. Ein Kalzinator mit Dosierband und Zellenradschleuse braucht eine gleichmäßige Stückgröße, sonst verstopft die Zuführung oder die Dosierung schwankt und mit ihr die Ofenführung.
Die folgenden Bezeichnungen sind im Markt üblich. Sie sind keine Norm, und die Grenzen verschieben sich je nach Anlage und Land. Verbindlich ist immer die Spezifikation des Abnehmers.
| Bezeichnung | Typische Stückgröße | Stahlcord | Übliche Aufgabestelle |
|---|---|---|---|
| Ganzreifen | unzerkleinert | enthalten | Ofeneinlauf oder Kalzinator über Schleuse |
| Grobschnitzel | rund 200 bis 300 mm | enthalten | Ofeneinlauf, robuste Aufgabesysteme |
| TDF-Standardchips | rund 50 bis 100 mm | mit oder ohne | Kalzinator, Zusatzaufgabe am Hauptbrenner |
| Feinchips | rund 10 bis 30 mm | meist drahtfrei | Hauptbrenner, Verwender außerhalb der Zementindustrie |
Drahtfrei oder mit Draht
Stahlcord wird nach dem Zerkleinern magnetisch abgetrennt, und zwar in mehreren Stufen. Nach dem Vorbrecher steht ein erster Überbandmagnet, nach jedem weiteren Zerkleinerungsschritt ein weiterer. Je feiner das Material, desto besser löst sich der Draht aus dem Gummi und desto höher fällt der Abscheidegrad aus.
Drahtfreies Material ist deshalb teurer, und das aus zwei Gründen. Es kostet zusätzliche Zerkleinerungsstufen und damit Energie und Verschleiß. Und es kostet Ausbeute: Der abgetrennte Stahl verlässt das Produkt als Schrott, zusammen mit dem Gummi, das an ihm haften bleibt. Beides schlägt sich im Preis je Tonne nieder.
Für den Zementofen ist der Draht in der Regel unproblematisch, solange die Aufgabetechnik ihn fördern kann. Für Verwender außerhalb der Zementindustrie ist er meist ein Ausschlusskriterium. In jeder Anfrage sollte deshalb stehen, ob drahtfreies Material gefordert ist und welcher Restdrahtgehalt zulässig sein soll.
Was die Genehmigung des Abnehmers bestimmt
Eine Zementanlage darf nicht einsetzen, was sie möchte. Ihre Betriebsgenehmigung legt fest, welche Einsatzstoffe zulässig sind, unter welchen Abfallschlüsseln sie geführt werden, welche Mengen je Zeiteinheit verbrannt werden dürfen und welche Emissionen in welcher Form überwacht werden.
Für den Lieferanten hat das eine unangenehme Folge: Eine Spezifikation, die eine Anlage rechtlich nicht annehmen darf, ist wertlos, auch wenn das Material technisch passt. Die erste Frage an einen neuen Abnehmer lautet deshalb nicht, was er gebrauchen kann, sondern was in seiner Genehmigung steht.
Genehmigung und Werksspezifikation regeln zusammen üblicherweise die folgenden Punkte.
- Zugelassene Abfallschlüssel und Materialbeschreibungen
- Höchstmengen je Stunde, je Tag oder je Jahr und der zulässige Substitutionsgrad
- Grenzwerte für Schadstoffe, insbesondere Schwefel, Chlor und Schwermetalle
- Anforderungen an Stückgröße, Feuchte und Störstoffe, damit die Aufgabetechnik arbeiten kann
- Probenahme, Analytik und Dokumentation je Lieferung oder je Charge
TDF im Vergleich zu Kohle
Der Vergleich mit Steinkohle ist die übliche Bezugsgröße, weil Kohle der Brennstoff ist, den TDF ersetzt. Der Energieinhalt je Kilogramm liegt bei Reifenmaterial in der Größenordnung von Steinkohle und darüber. Die im Sektor genannten Spannen schwanken je nach Reifenart, Drahtgehalt und Feuchte erheblich. Maßgeblich ist immer die Analyse des Abnehmers an der tatsächlichen Charge und nicht ein Katalogwert.
Beim Ascheanteil kehrt sich die übliche Rechnung um. Kohleasche ist für ein Kraftwerk ein Entsorgungsposten, für den Zementofen dagegen Rohstoff. Dasselbe gilt für die Reifenasche und für das Eisen aus dem Cord. Im Zementwerk wird deshalb nicht der Ascheanteil an sich bewertet, sondern seine Zusammensetzung.
Beim Kohlendioxid spielt die Herkunft des Kohlenstoffs eine Rolle. Ein Teil des Kautschuks ist Naturkautschuk und wird nach den gängigen Bilanzierungsregeln als biogen gewertet. Der fossile CO2-Ausstoß je eingesetzter Energieeinheit fällt damit in der Regel niedriger aus als bei Kohle. Wie hoch der biogene Anteil angesetzt werden darf, hängt vom jeweiligen Bilanzierungsrahmen ab.
Zwei Parameter beobachtet jeder Ofenbetreiber besonders. Schwefel geht in den Kreislauf zwischen Ofen und Vorwärmer ein und kann dort Anbackungen verursachen. Zink stammt aus dem Zinkoxid der Kautschukmischung und wird in den Klinker eingebunden. Beides ist beherrschbar, aber beides bestimmt mit, welchen Anteil TDF an der Gesamtfeuerung erreichen kann.
Wir liefern Reifenmaterial in den Formen, die die Aufgabetechnik des Abnehmers verlangt, und stimmen Stückgröße, Drahtgehalt und Dokumentation vor der ersten Verladung mit dem Werk ab.
Häufige Fragen
- Ist TDF ein genormter Brennstoff?
- Nein. TDF beschreibt eine Verwendung, keine Norm. Was zulässig ist, legen die Werksspezifikation und die Betriebsgenehmigung des Abnehmers fest. Ein Datenblatt ohne Bezug auf eine konkrete Anlage sagt deshalb wenig aus.
- Muss der Stahlcord vor dem Einsatz entfernt werden?
- Im Zementofen in der Regel nicht, weil das Eisen in den Klinker eingebunden wird. Entscheidend ist, ob das Aufgabesystem drahthaltiges Material fördern kann. Außerhalb der Zementindustrie wird dagegen meist drahtfreie Ware verlangt.
- Welche Stückgröße soll ich anfragen?
- Die, die das Aufgabesystem des Abnehmers verlangt. Sinnvoll ist, zuerst die Aufgabestelle zu klären: Schleuse am Ofeneinlauf, Dosierband zum Kalzinator oder Zusatzaufgabe am Hauptbrenner. Daraus ergibt sich die Größenklasse von selbst.
- Wie hoch ist der Heizwert des Materials?
- Eine belastbare Zahl kommt aus der Analyse der konkreten Charge und nicht aus einem Prospekt. Im Sektor wird Reifenmaterial in der Größenordnung von Steinkohle und darüber gehandelt. Die tatsächlichen Werte hängen von Reifenart, Drahtgehalt und Feuchte ab.
