| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |
Vurdering af muligheder og begrænsninger for
recirkulering af næringsstoffer fra by til land
a Bioforgasning af organisk husholdningsaffald
b Modificering af systemer til Hillerød
I bilag 4a beregnes energiforbrug, økonomi og recirkuleringspotentiale for
bioforgasning af dels separat indsamlet køkkenaffald og dels for urin, fækalier og
køkkenaffald indsamlet i samletank. Separat indsamlet køkkenaffald er der ikke tidligere
foretaget beregninger for hverken i bilag 2 eller 3. Da der i kapitel 7.7 er valgt
systemer der er modificeret fra kompostering til bioforgasning af køkkenaffald er
beregningerne foretaget her.
I bilag 4a er der også foretaget mere nøjeagtige beregning af energiforbrug, økonomi og
recirkuleringspotentiale for bioforgasset affald fra samletanke da biogasanlægget har en
central placering i de foreslåede systemer for Hillerød.
I bilag 4b er der for alle de valgte systemer for Hillerød beregnet energiforbrug,
økonomi og recirkuleringspotentiale. For bioforgasning af separat indsamlet køkkenaffald
samt affald indsamlet fra samletanke er resultaterne fra bilag 4a anvendt. For de øvrige
processer er der anvendt data fra bilag 3.
For beregningsmetoder se bilag 2 procesdiagram biogasanlæg.
Biogas-potentiale i Hillerød
Køkkenaffald opsamlet i hustande i Hillerød |
78,3 kg vådvægt pers/ år |
Fækalier opsamlet i hustande i Hillerød |
56,25 kg vådvægts pers/år |
Urin opsamlet i hustande i Hillerød |
220 kg vådvægt pers/år |
Biogaspotentiale i køkkenaffald
Biogaspotentilaet for 1 kg køkkenaffald vådvægt er 0,150 0,240N m3
Potentialet er 78,3 x 0,195 = 15,27 Nm3 biogas
Biogaspotentiale i fækalier
Biogaspotentilaet for en persons årlige fækalier produktion er 10,4 kg x 0,33 = 3,4
Nm3
Potentialet i Hillerød er 3,4 Nm3 x o,75 = 2,55 Nm3
Biogaspotentilae i Urin
Biogaspotentialet for en persons årlige urin produktion er 17,6 x 0,33 = 5,8 Nm3
Potentialet i Hillerød er 5,8 x 0,5 = 2,9
Tabel 1
Biogaspotentiale pr. pers/år i husstandene i Hillerød
Affaldstype |
Biogas potentiale i Nm3 |
Køkkenaffald |
15,27 |
Fækalier |
2,55 |
Urin |
2,9 |
I alt |
20,72 |
Beregning af tørstofindhold .
Ved vådbioforgasning som anvendes på danske biogasanlæg skal tørstofindholdet ligge
mellem 2 og 10 %. Ved anvendelse af konventionelle skyllevandsmængder vil
tørstofindholdet i toiletaffald og køkkenaffald ligge væsentligt under 2% tørstof. Her
vil det blive beregnet havd tørstofindholdet i affaldet fra Hillerød vil være.
Tabel 3
Tørstofindholdet pr. pers/år i husstandene i Hillerød
|
TS/ år/ pers. i kg. |
Volumen i liter |
TS/vol i % |
Køkkenaffald |
26 |
65 |
40 |
Fækalier |
10 |
57 |
17 |
Urin |
11 |
215 |
5 |
I alt |
47 |
336 |
14 |
Tabel 4
Tørstofindhold i den opsamlede mængde fra hustande med samletank i Hillerød
pers/år
|
Skyllevand + affald (1) |
Kg TS/pers . år. |
TS |
Køkkenaffald |
65 |
26 |
|
Fækalier |
605 |
10 |
|
Urin |
507 |
11 |
|
|
1112 |
47 |
4,2 ts |
(1) Skyllevandsmængder 1,5 liter pr. dag til fækalier, o,8 l til urin.
Beregning af tørstofindholdet i det materiale der leveres til Hillerød biogasanlæg fra
samletanke og fra separat indsamlet køkkenaffald.
Antal personer i hustande med samletank 5771
Antal personer i hustande med separat indsamlet køkkenaffald 20465
Tabel 5
Spildevandsmængde og tørstofindhold i affaldsprodukterne fra de to
indsamlingsordninger i Hillerød
|
Spildevandsmængde liter |
Tørstofindhold kg |
TS indholdet i procent |
Hustande med samletank |
6.417.352 |
271.237 |
4,2 |
Husstande med separat indsamling |
1.330.225 |
532.090 |
40 |
|
7.747.577 |
803.327 |
10,4 |
Det kan altså lade sig gøre at vådbioforgasse affaldet fra Hillerød da TS indholdet
ligger lige omkring de 10 % som er den øvre grænse.
Ressourceforbrug og miljøbelastning
Energiforbrug:
Tabel 6
Energiforbrug ved drift af biogas anlæg med samlet indsamling af køkkenaffald urin
og fækalier, samt separat indsamlet køkkenaffald
Indsamlingstype |
Separat indsamlet køkkenaffald |
Samlet indsamling af køkkenaffald urin
og fækalier |
Mængde spildevand pr. pers. pr. år |
0,0783 m3 |
1,112 m3 |
Mængde biogas produceret pr. m3 spildevand. |
195 m3 |
19 m3 |
El forbrug I KWh/m3 biogas |
0,14 x 0,15 = 0,021 kWh |
0,14 x 1,6 =0,224 kWh |
Varme MJ/ m3 biogas |
2,8 x 0,15 = 0,42 |
2,8 x 1,6 =4,48 kWh |
El forbrug pers pr. år |
15,27 x 0,021 = 0,32 kWh |
20,72 x 0,224 =4,64 kWh |
Varme forbrug pers. pr. år |
15,27 x 0,15 = 2,29 = 0,64 kWh |
21 x 4,48 = 94 = 26 kWh |
I alt |
0,96 kWh |
31 kWh |
På baggrund energistyrelsen forudsætninger (Energistyrelsen ,1996) og de beregnede
biogaspotentialer er følgende forholdstal anvendt i beregningerne i ovenstående skema
samt i de følgende økonomi beregninger
Omregningsfaktor for separat indsamlet køkkenaffald 30/195 = 0,15
Omregningsfaktor for samlet indsamling af køkkenaffald, urin og fækalier 30/19 =1,6
1kWh = 3,6 MJ
Tabel 7
Energiregnskab ved bioforgasning køkkenaffald urin og fækalier indsamlet i
samletank, samt for separat indsamlet køkkenaffald i kWh/(person·år).
Toilettype |
Separat indsamlet
køkkenaffald |
Køkkenaffald, urin og fækalier
indsamlet i samletank |
Energigenvinding i form af biogas (1) |
98,6 |
134,5 |
Energigenvinding ved gødning (2) |
8,6 |
43,5 |
Energiforbrug til transport (3) |
1,05 |
14,9 |
Energi forbrug ved bioforgasning (4) |
0,96 |
31 |
Energiproduktion |
105,2 |
132 |
1) |
En kubikmeter normalbiogas indeholder 35,77 x 0.65 = 23,25 MJ
hvilket er 6,46 kWh |
2) |
Energi forbrug til fremstilling af den mængde N, P og K der
er i urin, køkkenaffald og fækalier |
3) |
En transportvej på 65 km svarer til et diesel forbrug 1,34
liter diesel/ m3 (se enhedsproces dieselforbrug til transport) 1 liter diesel
10 kWh/l (Salomonsen, 2000) |
Recirkuleringspotentiale
Tabel 8,
Recirkuleringspotentiale for affald indsamlet i samletank
|
|
N |
P |
K |
Opsamlet i væske |
kg/(pers× år) |
2,85 |
0,46 |
0,80 |
Opsamlet i fast stof |
" |
0 |
0 |
0 |
Opsamlet i luft |
" |
0 |
0 |
0 |
Recirkulerings
potentiale i alt |
" |
2,85 |
0,46 |
0,80 |
Tabel med angivelse af det samlede recirkuleringspotentiale for enhedprocessen, og den
mængde stof der potentiel kan opsamles på væske, faststof og luftfase.
Tabel 9,
Recirkuleringspotentiale for separat indsamlet køkkenaffald
|
|
N |
P |
K |
Opsamlet i væske |
kg/(pers×
år) |
0,56 |
0,10 |
0,13 |
Opsamlet i fast stof |
" |
0 |
0 |
0 |
Opsamlet i luft |
" |
0 |
0 |
0 |
Recirkuleringspotentiale i alt |
" |
0,56 |
0,10 |
0,13 |
Tabel med angivelse af det samlede recirkuleringspotentiale for enhedprocessen, og den
mængde stof der potentiel kan opsamles på væske, faststof og luftfase.
Økonomi
Økonomi for biogasanlæg til urin, fækalier og køkkenaffald og separat indsamlet
køkkenaffald .
Tabel 10.
Investerings og drifts omkostninger for hele biogasanlæg.
|
Køkkenaffald, urin og fækalier indsamlet i
samletank |
Separat indsamlet køkkenaffald |
Antal personer |
5771 pers. |
20465 |
M3 biogas pr. døgn |
328 m3 biogas |
856 |
Investering i Kr. pr. m3 biogas/døgn (1) |
3400 |
3400 |
Investering (2) |
1.784.320 |
436.560 |
Drift og vedligehold kr.
pr. m3 biogas (1)(2) |
1,9 kr. |
0,15 |
Pr. år. |
191.552 kr. |
46.866 |
Anlæggets
levetid i år (1) |
20 |
20 |
Udgift pr. pers
pr. år D&V |
33 kr. |
2,30 |
(1) |
(Energistyrelsen, 1996) |
(2) |
(Egne beregninger) eksempel(3400 x 1644) = 5.589.600 x 2.0= 11.179.200 kr |
(4) |
Investeringer samt drift og vedligehold er for komplette anlæg incl.
Transportudstyr men excl. Energiomsætningsanlæg og lagertanke hos landmændene. |
Tabel 11
Priser i kr./(person× år) og kr./(m3 · år) Indstallationer i boligen (samletank rørsystem etc.) er
dimensioneret til en husstand med tre personer. Levetiden for anlægget er sat til 20 år
og renten er sat til 6 %. Der er regnet med en transportvej på 25 km.
Priser er angivet i følgende rækkefølge for køkkenaffald opsamlet separat:
Anlæg: (opsamlingsbeholder) + (bioforgasning)
Drift: (Opsamlingsbeholder og indsamling) + (bioforgasning)
Priser er angivet i følgende rækkefølge for opsamling i samletank:
Anlæg: (Rør og brønde) + (Samletank ) + (bioforgasningsanlæg).
Drift: (Rør og brønde) + (tømning og transport) + (bioforgasningsanlæg)
Affaldsform |
Separat indsamlet køkkenaffald |
Fækalier urin og køkkenaffald for
Hillerød |
Vol prod/pers |
0,073 |
1,112 |
Tankstørrelse |
Husstandsstativ |
6 |
|
Kr./person |
Kr./person |
Anlæg |
8,71 + 1,83 |
584 + 523 + 27 |
Drift |
135 + 2,30 |
100 + 244 + 33 |
I alt |
148 |
1511 |
Tabel 12
Nutidsværdien pr. person angivet i kr./(person× år) og
kr./(m3× år) Installationer i boligen (samletank
rørsystem etc.) er dimensioneret til en husstand med tre personer. Levetiden er sat til
20 år og renten til 6%.
Priser er angivet i følgende rækkefølge for køkkenaffald opsamlet separat:
Anlæg: (opsamlingsbeholder) + (bioforgasning)
Drift: (Opsamlingsbeholder og indsamling) + (bioforgasning)
Priser er angivet i følgende rækkefølge for opsamling i samletank:
Anlæg: (Rør og brønde) + (Samletank ) + (bioforgasningsanlæg).
Drift: (Rør og brønde) + (tømning og transport) + (bioforgasningsanlæg)
Spildevandstype |
Separat indsamlet køkkenaffald |
Fækalier urin og køkkenaffald
indsamlet i samletank |
Vol prod/person |
0,073 |
1,112 |
Tankstørrelse |
|
6 |
Nutidsværdi af: |
|
|
Anlæg |
100 +21 |
6700 +6000+309 |
Drift |
1548 +26 |
1147 +2802 +379 |
I alt |
1695 |
17.337 |
Bilag 4 b Modificerede systemer for Hillerød
System E1 Mo. Energiforbrug, økonomi og recirkuleringspotentiale
/(person · år)
|
Enhed |
Urin, fækalier gråtspildev. Konventionelt
renseanlæg |
Bioforgasning af køkkenaffald |
I alt |
Energiforbrug |
KWh |
2,37 |
-105,2 |
-102,8 |
Økonomi: |
|
|
|
|
Person/år |
Kr. |
2.044 |
148 |
2192 |
Nutidsværdi |
Kr. |
27.493 |
1695 |
29.188 |
Recirkulerings -potentiale: |
Kg N
kg P
kg K |
0,58
0,48
0,06 |
0,56
0,10
0,13 |
1,14
0,58
0,19 |
Se bilag |
|
3 |
4a |
|
De modificerede systemer E 2.H og E3 H Energiforbrug, økonomi og
recirkulerings_potentiale/(person · år).
|
Enhed |
Gråt spildevand og fækalier til
Konventionelt renseanlæg |
Bioforgasning af køkkenaffald |
Urin opsamling |
I alt |
Energiforbrug |
kWh |
-1,52 |
-105,2 |
-22,6 |
-129,3 |
Økonomi: |
|
|
|
|
|
Person/år |
Kr. |
1.380 |
148 |
1.266 |
2.794 |
Nutidsværdi |
Kr. |
18.666 |
1695 |
14.992 |
35.353 |
Recirkulerings- potentiale |
kg N
kg P
kg K |
0,50
0,21
0,07 |
0,56
0,10
0,13 |
1,81
0,27
0,45 |
2,53
0,57
0,66 |
Se bilag |
|
3 |
4a |
3 |
|
System E 6.H. modificeret efter nye beregninger i bilag
3.Energiforbrug, økonomi og recirkuleringspotentiale/ (person·år).
|
Enhed |
Gråt spildevand til Konventionelt
renseanlæg |
Bioforgasning af urin fækalier og
køkkenaffald |
I alt |
Energiforbrug |
KWh |
-1 |
-132 |
-118 |
Økonomi: |
|
|
|
|
Person/år |
Kr. |
1.332 |
1.511 |
2.843 |
Nutidsværdi |
Kr. |
18.125 |
17.337 |
35.462 |
Recirkulerings -potentiale |
Kg N
kg P
kg K |
0,36
0,07
0,04 |
2,85
0,46
0,80 |
3,21
0,53
0,84 |
Se bilag |
|
3 |
4a |
|
System E.8 H Energiforbrug, økonomi og recirkuleringspotentiale
/(person·år).
|
Enhed |
Nedsivningsanlæg |
Lokal kompostering af køkkenaffald
og fækalier |
Urin opsamling |
I alt |
Energiforbrug |
KWh |
1 |
-6,41 |
-22,6 |
-28,01 |
Økonomi: |
|
|
|
|
|
Person/år |
Kr. |
780 |
81 |
1.266 |
2.127 |
Nutidsværdi |
Kr. |
8.930 |
1.401 |
14.992 |
25.323 |
Recirkulerings
potentiale |
kg N
kg P
kg K |
0,05
0,02
0,03 |
0,33
0,25
0,33 |
1,81
0,27
0,45 |
2,19
0,54
0,81 |
Se Bilag |
|
3 |
3 |
3 |
|
Referencer:
Energistyrelsen (1996). Teknologi for vedvarende energianlæg. Del. 2
biomasseteknologier Danmarks Energifremtider Miljø- og Energiministeriet.
Salomonsen K. (2000): Personlig komunikation. DTU.
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top
| |
|