Organisationsmodeller for udnyttelse af organisk dagrenovation i biogasanlæg

1. Formål, baggrund og system

1.1 Formål
1.2 Baggrund
1.3 Systembeskrivelse
1.3.1 Opsamling indendørs i husstanden
1.3.2 Opsamling udendørs ved husstanden
1.3.3 Indsamling og transport
1.3.4 Forbehandling og kontrol
1.3.5 Transport efter forbehandling
1.3.6 Behandling og udbringning
  

1.1 Formål

I henhold til Affald 21 /2/, udgør organisk dagrenovation en ressource, som i dag ikke i tilstrækkeligt omfang udnyttes ved kompostering eller biogasbehandling.

Biogasbehandling er iht. Affald 21 den højest prioriterede behandlingsform for organisk dagrenovation, idet både affaldets energiindhold og dets gødningsindhold udnyttes. Kompostering, herunder hjemmekompostering, er fortsat en hensigtsmæssig behandlingsform til udnyttelse af affaldets gødningsindhold.

Den samlede årlige mængde dagrenovation kan p.t. opgøres til ca. 1,7 mio. tons. Heraf udgør organisk dagrenovation ca. 700.000 tons. I 1997 blev ca. 70.000 tons organisk dagrenovation genanvendt via biologisk behandling, hvilket svarer til ca. 4% af den samlede mængde dagrenovation.

I Affald 21 er der på kort sigt opstillet et mål om genanvendelse af organisk dagrenovation, svarende til 7% af den samlede dagrenovationsmængde, eller svarende til ca. 150.000 tons i år 2004. Heraf skal ca. 100.000 tons genanvendes ved biogasbehandling. Det langsigtede mål for genanvendelse af organisk dagrenovation er sat til 20-25% af den samlede dagrenovationsmængde, samme mål som oprindeligt blev fastlagt for år 2000 i henhold til den tidligere Handlingsplan for affald og genanvendelse 1993-97.

Genanvendelsen er i dag langt fra det oprindelige mål for genanvendelsen i år 2000. Årsagen er primært, at en obligatorisk to-delt indsamling af organisk dagrenovation og restaffald med henblik på kompostering og biogasbehandling af organisatoriske og teknologiske grunde ikke er indført.

Formålet med nærværende projekt er at opstille og vurdere modeller for organisering af kildesortering, indsamling og forbehandling af den organiske del af dagrenovationen fra private husstande, således at efterfølgende behandling og udbringning af det organiske materiale kan finde sted.

Den primære målgruppe for projektet består af kommuner og affaldsselskaber, som skal implementere separat indsamling og behandling af den organiske fraktion af dagrenovationen og i den sammenhæng etablere sorterings- og indsamlingssystemer eller indgå i samarbejder med det formål at få dem etableret, samt behandlingsanlæggene, der skal sikre den nødvendige og tilstrækkelige kapacitet teknisk og ressourcemæssigt for behandling af affaldet.

Den sekundære målgruppe for projektet består af de private husstande, som skal udføre sorteringen af affaldet efter kommunens anvisning og derfor har en overordnet interesse i, at affaldet som ressource udnyttes så godt som muligt, renovatørerne, som skal forestå indsamlingen og transporten af den organiske dagrenovation, samt jordbruget, der skal aftage det behandlede affald med henblik på udbringning og nyttiggørelse på landbrugsjord.

Målet for organisationsmodellerne er at:
muliggøre en bedre udnyttelse af affaldet som ressource i biogasanlæg og biogasfællesanlæg
definere ansvar og forpligtigelser for såvel kommuner, affaldsselskaber, behandlingsanlæg, som for andre involverede parter
sikre, at den ressourcemæssige og finansielle formåen er til stede hos alle involverede
sikre, at miljø-, energi- og ressourceforhold kan styres effektivt

Udarbejdelse af modeller og beskrivelse af ansvar og forpligtigelser er sket under hensyntagen til organisatoriske forhold, ejerforhold og tilrådighed værende ressourcer i branchen.

De overordnede vurderingskriterier omfatter:
organisationens evne, vilje og forpligtigelse til at efterleve de opstillede formål
organisationens evne til at varetage det nødvendig ansvar og forpligtigelse
entydig placering af ansvar for miljømæssige forhold
afklaring af økonomiske ansvar og forpligtigelser
sikring af miljø-, energi- og ressourceforhold
fleksibilitet

Projektet belyser de organisatoriske og ansvarsmæssige forhold, der knytter sig til de opstillede modeller. Som udgangspunkt er følgende to primære ejermodeller betragtet, da de p.t. må anses for de mest realistiske alternativer for biogasanlæg til behandling af organisk dagrenovation:
landmandsejede biogasfællesanlæg
kommunalt/selskabsejede biogasanlæg

Projektet omfatte ikke en teknisk og økonomisk vurdering af indsamlings- og behandlingskoncepter. Derimod er der gennemført en overordnet vurdering af kendte forbehandlingsmetoder som grundlag for en vurdering af ansvar for og styring af de miljømæssige, energimæssige og ressourcemæssige forhold.

Hensigten med etablering af sortering og indsamling af organisk dagrenovation er at opnå en bedre udnyttelse af affaldets ressourcer. For at gøre dette muligt skal der opnås en affaldskvalitet, der er velegnet for en efterfølgende biogasbehandling.

1.2 Baggrund

De centrale lovregler for udnyttelse af affald som gødningsprodukter i landbruget efter enten kompostering eller biogasbehandling er samlet i følgende to bekendtgørelser:
Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 49 af 20. januar 2000 om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål (slambekendtgørelsen)
Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri’s bekendtgørelse nr. 56 af 24. januar 2000 om tilsyn med spildevandsslam m.m. til jordbrugsformål (tilsynsbekendtgørelsen)

I slambekendtgørelsen nævnes eksplicit, at reglerne udover at gælde for slam, også gælder for kildesorteret affald, herunder biologisk behandlet affald fra husholdninger, institutioner og private virksomheder. Anvendelse af kildesorteret, organisk dagrenovation er således omfattet af slambekendtgørelsens regler. Endvidere fremgår af slambekendtgørelsen ved en direkte henvisning til Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri, at der for gødningsprodukter baseret på slam og/eller kildesorteret affald er udarbejdet særlige regler for tilsynet med anvendelsen heraf, hvilket er sket ved ovennævnte tilsynsbekendtgørelse.

I såvel slambekendtgørelsen som tilsynsbekendtgørelsen er som centrale elementer fastsat grænse- og afskæringsværdier for affaldsprodukternes indhold af en række tungmetaller samt miljøfremmede stoffer, som skal overholdes, såfremt affaldsprodukterne ønskes anvendt til gødningsformål, det være sig direkte, efter blanding med andre produkter eller efter behandling, f.eks. i et biogasanlæg.

Generelt gælder således, at skal organisk dagrenovation blandes med f.eks. husdyrgødning i et biogasanlæg, skal der inden blanding ske en prøvetagning og analyse af den organiske dagrenovation som verificerer, at de gældende grænse- og afskæringsværdier er overholdt, for at gødningsproduktet efter endt biogasbehandling frit kan anvendes i jordbruget.

Ved udnyttelse af eksisterende ikke kommunale biogasfællesanlæg til behandling af affaldet vil der i de fleste tilfælde ske en overflytning af ansvaret for affaldet fra en kommunal organisation til en landmandsejet organisation. Da affald som nævnt udgør en potentiel risiko såvel miljømæssigt som økonomisk, kræver en sådan overflytning af ansvaret en veldefineret beskrivelse af indhold og kvalitet af affaldet samt opgaver og risici for den enkelte part.

De biogasfællesanlæg, der hidtil har behandlet affald, har enten været kommunalt ejet, eller der har været tale om relativt små mængder på forsøgsbasis, og derfor har der ikke været behov for at gennemarbejde denne problematik tidligere. Dette vil imidlertid være påkrævet såfremt biogasfællesanlæg skal indgå som en fast del af behandlingssystemet.

I Bekendtgørelse om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål /9/, "slambekendtgørelsen", er der i forbindelse med udbringning af slam på landbrugsjord stillet krav til organisation af hensyn til placering af det miljømæssige ansvar. Biogasfællesanlæg indgår i en af bekendtgørelsens muligheder for organisation, uden at det er klart defineret, hvordan ansvaret for slutproduktet er placeret, når anlægget har fået tilført slam.

Situationen for affald, der efter en behandling i biogasfællesanlæg skal udbringes på landbrugsjord, kan sammenlignes med situationen for slam, idet der i begge tilfælde er tale om udbringning af et affaldsprodukt fra byen på landmandens ejendom.

De to situationer adskiller sig imidlertid ved, at slammet er relativt homogent, når det kommer fra rensningsanlæggene, og det derfor er relativt let at fastlægge kvaliteten af slammet og dermed den miljømæssige risiko. I modsætning hertil er kildesorteret organisk dagrenovation meget inhomogent, og det indsamlede affald kan derfor ikke umiddelbart og med samme sikkerhed kvalitetsbestemmes.

De danske biogasfællesanlæg er organisatorisk og økonomisk relativt svage, og de råder kun over en meget lille mandskabsmæssig ressource. Tilførsel af kildesorteret husholdningsaffald vil stille helt nye krav til teknisk indretning og bemanding, medmindre affaldet er forbehandlet til en kvalitet, der er sammenlignelig med affald fra industrier.

1.3 Systembeskrivelse

Indledningsvis er det relevant at foretage en overordnet systembeskrivelse af affaldets vej ’fra køkken til mark’, idet særlig de valg der træffes på indsamlingssiden kan få afgørende indflydelse på valg af forbehandling samt opnåelig kvalitet af affaldet. Beskrivelsen sker på baggrund af erfaringer med forsøgsordninger samt de forholdsvis fåtallige vedvarende ordninger, som er indført rundt om i kommunerne.

Dagrenovation er den del af husholdningsaffaldet, der består af mindre kasserede materialer, som naturligt forekommer fra forbrug i private husstande samt tilsvarende affald fra institutioner, erhvervsvirksomheder o.l. Dagrenovation indsamles og bortskaffes via den kommunale dagrenovationsordning.

Dagrenovation består af en række fraktioner, der kan inddeles i følgende fire hovedgrupper:
Animalsk og vegetabilsk madaffald samt andet ’rent’ organisk materiale, under et betegnet organisk dagrenovationen.
Aviser, ugeblade, pap og papir, under et betegnet papir.
Glas og flasker, under et betegnet glas.
Småt plast og metal, brændbart og ikke-brændbart, under et betegnet restaffald.

Et indsamlingssystem for dagrenovation kan etableres ved sammensætning af et antal systemelementer til håndtering af de forskellige affaldsfraktioner. I det følgende beskrives de systemelementer nærmere, der typisk kan tænkes bragt i anvendelse ved indsamling af organisk dagrenovation, jf. figur 1.1. Endvidere beskrives konsekvenserne ved valg af løsning i forhold til den efterfølgende forbehandling og opnåelig kvalitet af det organiske materiale, der er resultatet af forbehandlingen.

Udover det fysiske system til håndtering af organisk dagrenovation skal opmærksomheden henledes på et helt afgørende ’systemelement’, som er den information og vejledning kommunen leverer til den enkelte husstand om, hvorledes korrekt sortering af affaldet skal udføres og hvad resultatet af indsatsen har været i form af oplysninger om kvalitet, mængde og anvendelse af den kildesorterede organiske dagrenovation.

Erfaringerne fra de iværksatte kommunale kildesorteringsordninger viser generelt, at villigheden til at sortere korrekt først og fremmest afhænger af, hvor godt der er informeret om ordningen. Forhold der bør indgå ved udformningen af informationsmaterialet samt den løbende opfølgning herpå er:
Logisk og illustrativ udformning af sorteringsvejledningen.
Hvilke affaldstyper der især vil give anledning til problemer i den efterfølgende behandling af den organiske dagrenovation, og derfor med særlig omhu skal sorteres fra som restaffald (skal f.eks. bleer medtages som organisk dagrenovation eller ej, og hvorfor/hvorfor ikke).
Baggrund for valg af opsamlingsmateriel til husstanden (indendørs såvel som udendørs).
Særlige hensyn til forholdene i forskellige typer af boligområder, herunder behov for information på fremmed sprog.
Løbende tilbagemelding til husstandene om resultatet af indsatsen. Dette er især vigtigt, hvis anden bortskaffelse af den indsamlede organiske dagrenovation end den oprindeligt planlagte har været nødvendig, med beskrivelse af årsagen hertil samt hvad der skal gøres for at undgå lignende situationer i fremtiden.

Derimod tyder erfaringerne ikke på, at selve den praktiske indretning af indsamlingen øver nogen særlig indflydelse på sorteringseffektiviteten.

Figur 1.1
Overordnet systembeskrivelse for affaldets vej fra ’køkken til mark’

1.3.1 Opsamling indendørs i husstanden

Opsamling af kildesorteret organisk dagrenovation i husstanden sker alt overvejende i køkken eller bryggers. Det er her husstandens produktion af dagrenovation med indhold af organisk stof primært finder sted og opsamling og midlertidig opbevaring af organisk dagrenovation vil derfor naturligt også finde sted her.

Som opbevaringsmateriel benyttes oftest en af følgende muligheder:
Posestativ eller plastspand med plastpose.
Posestativ eller plastspand med papirpose.
Plastspand uden pose eller anden form for foring.

I de tilfælde hvor man vælger at emballere organisk dagrenovation i en plastpose er dette ofte begrundet i hygiejniske forhold, idet plastposer af en tilstrækkelig god kvalitet er holdbare og kan snøres tæt før de bæres ud i den udendørs opsamlingsbeholder. Hermed undgås eller reduceres gener i forbindelse med såvel den indendørs opbevaring som forureningen af den udendørs opsamlingsbeholder.

Brug af plastposer kan også direkte være betinget af, at affaldet efter indsamling agtes tilført et optisk sorteringsanlæg med henblik på farvesortering af poser med organisk dagrenovation og restaffald. Brug af mekaniske sorteringsanlæg til optisk sortering af forskelligt farvede poser er en løsning, som en række større bykommuner enten allerede har eller agter at etablere. Den indlysende fordel ved løsningen er, at det eksisterende indsamlingssystem - bortset fra sorteringen indendørs i husstanden - kan benyttes i uændret form, inklusiv nedstyrtningsskakte i etageboliger.

Uanset årsagen vil brug af plastposer medføre, at der som led i forbehandlingen skal ske en oprivning af poserne, samt fjernelse af disse fra affaldet. Herudover vil kontrol af sorteringseffektiviteten i forbindelse med selve indsamlingen være stort set umulig, når affaldet er emballeret i lukkede plastposer.

Som alternativ til poser af plast kan poser af papir overvejes. Fordelen ved papirposer er, at disse efter oprivning ikke behøver at blive fjernet, men kan gå med resten af affaldet til biogasbehandling (eller kompostering). Væsentligste ulemper ved papirposer er manglende holdbarhed (gennemvædning) samt at de typisk er væsentlige dyrere end plastposer.

Der er gennem årerne fra producentside arbejdet med udvikling af holdbare papirposer, som er imprægneret til bedre at modstå gennemvædning, uden at den helt rigtige og prisbillige løsning er fremkommet endnu.

Er indsamlingen af organisk dagrenovation baseret på optisk sortering, kan papirposer ikke anvendes grundet den relativt hårdhændede behandling af poserne i dette system.

Endelig kan opsamling i en plastspand overvejes, hvilket naturligvis giver den umiddelbare fordel, at udgiften til emballering og efterfølgende besvær i forbehandlingen med fjernelse af (plast)poser undgås. Herudover kan sorteringseffektiviteten bedre observeres ved indsamlingen af affaldet. Til gengæld vil den manglende emballering normalt stille krav til udendørs opbevaring i en tæt plastbeholder, og dermed risiko for uhygiejniske forhold som følge af væskedannelse i beholderen. Udover flue- og lugtproblemer for beboerne kan dette medføre arbejdsmiljø problemer for renovatøren.

Som det fremgår af ovenstående, vil kommunens/affaldsselskabets valg af systemelement til brug i husstandene påvirke valget af de efterfølgende systemelementer ved håndtering af organisk dagrenovation og vice versa.

1.3.2 Opsamling udendørs ved husstanden

Udendørs opsamling ved parcelhuse kan enten ske i sækkestativer forsynet med plast- eller papirsække eller i tætte plastbeholdere. I enkelte tilfælde er plastbeholderne udført som dobbeltbeholdere til samtidig opbevaring af organisk dagrenovation og restaffald, der i så fald kræver en specielt indrettet komprimatorbil med dobbeltkammer ved tømning. Ved etageboliger og i nogle tilfælde ved tæt/lav boliger anvendes typisk opsamling i minicontainere af plast eller glasfiber placeret på centrale opsamlingssteder.

Brug af sækkestativer med plastsække til opsamling af organisk dagrenovation kan ikke anbefales, idet denne løsning forudsætter brug af mindre poser til emballering af affaldet for at forhindre væskedannelse i bunden af sækken, og dermed risiko for punktering og udsivning ved håndteringen. Endvidere vil ’pose-i-sæk’ løsningen væsentlig besværliggøre den efterfølgende forbehandling med oprivning af poser og fjernelse af emballagen fra affaldet.

Såfremt der alene anvendes poser og sække af papir, kan disse som tidligere nævnt gå med i den efterfølgende biogasbehandling. Endvidere indebærer brug af papirsække, at der kan forventes en vis fordampning af vandindholdet i affaldet, hvorved risiko for væskeafgivelse reduceres. Den væsentligste forhindring for en større udbredelse af denne løsning ved indsamling af organisk dagrenovation er prisen (forbruget af papirposer og –sække).

Opsamling af organisk dagrenovation udendørs ved husstanden sker derfor i de fleste tilfælde i plastbeholdere eller minicontainere, typisk med krav om, at affaldet fra køkkenet er emballeret i plastposer. Denne opsamlingsform er i tråd med, at kommuner, som på det seneste har truffet beslutning om iværksættelse af separat indsamling af organisk dagrenovation, som nævnt har valgt at benytte konceptet med efterfølgende farvesortering af affaldet på særlige maskinelle sorteringsanlæg.

1.3.3 Indsamling og transport

Valg af indsamlingsmetode for kildesorteret organisk dagrenovation er som tidligere nævnt afhængig af de valg, der er truffet i forbindelse med anvendelse af opsamlingsmateriel i og ved den enkelte husstand. Implikationer, som valg af indsamlingsmetode har på den efterfølgende behandling i et biogasanlæg, er nærmere beskrevet i afsnit 3.4.

Indsamling af organisk dagrenovation sker typisk ved anvendelse af samme type komprimatorbiler, som anvendes til restaffald eller blandet dagrenovation. Dette er tilfældet, hvad enten der er tale om løsninger, hvor affaldet opsamles adskilt ved husstanden i særskilte beholdere eller ved ’blandet’ opsamling i forskelligt farvede plastposer, som efterfølgende skal farvesorteres.

Undtagelser er f.eks. de tilfælde, hvor opsamling sker i dobbeltbeholdere, som kræver en specielt indrettet komprimatorbil med dobbeltkammer til indsamlingen. Samme type dobbeltkammerbil benyttes også i nogle tilfælde til kombineret indsamling af organisk dagrenovation og restaffald baseret på opsamling i sækkestativer. Endelig findes i forbindelse med Bates Combi sækkesystem et specielt udviklet koncept for brug af papirsække med tilhørende specialdesignet komprimatorbil.

Selve indsamlingen og transporten af organisk dagrenovation vil typisk være en driftsopgave, der tilsvarende indsamling og transport af almindelig dagrenovation løses af kommunen/affaldsselskabet selv eller som er udliciteret til et privat vognmandsfirma baseret på en indgået kontrakt med kommunen/affaldsselskabet.

1.3.4 Forbehandling og kontrol

Uanset det valgte koncept for opsamling i/ved husstanden vil det normalt være nødvendigt at gennemføre en eller anden form for forbehandling af den indsamlede organiske dagrenovation, før det organiske materiale kan tilføres det egentlige behandlingsanlæg. Forbehandlingen har således til formål at fjerne uønsket emballage samt diverse fejlsorterede emner typisk i form af plast, tekstil, metal, sten og grus, mv.

Forbehandlingen skal som minimum i henhold til slambekendtgørelsen /9/ omfatte en kontrol af det tilførte affald, som viser, at de gældende grænse- og afskæringsværdier for tungmetaller og miljøfremmede stoffer er overholdt, inden sammenblanding med f.eks. husdyrgødning i et biogasanlæg finder sted.

Forbehandlingsmetoder der har været og/eller anvendes i større skala i forbindelse med biogasanlæg er nærmere beskrevet i afsnit 3.3.

Ud over selve den fysiske behandling af den organiske dagrenovation, som finder sted i forbindelse med forbehandlingen, udgør denne aktivitet således også et overordentlig vigtigt element i affaldets vej fra ’køkken til mark’. Det er på dette tidspunkt i forløbet, at affaldet formelt skal godkendes som et produkt, der uden problemer kan blandes med andre affaldstyper, uden at dette medfører forringelser af kvaliteten af de producerede gødningsprodukter efter endt behandling. Samtidig hermed vil der i visse tilfælde ske en overdragelse af ansvaret for den videre håndtering af affaldet fra en aktør til en anden, f.eks. når affaldet leveres til et biogasfællesanlæg.

1.3.5 Transport efter forbehandling

Omfanget af transport efter forbehandling afhænger af placeringen af denne. Såfremt forbehandlingen etableres i forbindelse med biogasanlægget, skal der ske en transport af frasorteret materiale til forbrændingsanlæg. Omvendt skal der ske en transport af den forbehandlede organiske dagrenovation til biogasanlæg, såfremt forbehandlingen etableres i forbindelse med f.eks. et forbrændingsanlæg. Endelig kan der i tilfælde af etableringen af forbehandlingen som en selvstændig fysisk enhed blive tale om transport af begge ovennævnte fraktioner til henholdsvis biogasanlæg og forbrænding.

Uanset transportomfanget vil der være tale om traditionelle transportopgaver, der tilsvarende som beskrevet ovenfor under indsamling og transport kan løses af kommunen/affaldsselskabet selv eller som kan udliciteres til et privat vognmandsfirma baseret på en indgået kontrakt med kommunen/affaldsselskabet. Transporten vil være baseret på traditionelle containerløsninger og stiller dermed ingen særlige krav til transportøren.

1.3.6 Behandling og udbringning

Mere indgående beskrivelser af behandlingsmetoder er ikke det egentlige formål med nærværende projekt. Alligevel er det, jf. afsnit 3.4, fundet relevant at se nærmere på biogasanlæg som behandlingsanlæg for organisk dagrenovation, specielt i sammenhæng med denne type anlægs muligheder for håndtering af miljøfremmede organiske stoffer som LAS, NPE, DEHP og PAH.

Årsagen hertil er, at der kan forventes endog meget store variationer i indholdet af disse stoffer i kildesorteret organisk dagrenovation, som efter de gældende regler gør, at tilførsel til et biogasanlæg, og dermed blanding med andre affaldsprodukter i mange tilfælde ikke vil være mulig.

Variationer af indholdet af miljøfremmede organiske stoffer vil primært relatere sig til den valgte indsamlingsmetode samt kvaliteten af den udførte kildesortering i husstandene, der igen har indflydelse på valg af forbehandlingsmetode, og dermed i sidste instans på såvel kvantiteten som kvaliteten af den mængde organisk materiale, der kan udnyttes til biogasbehandling.

Det er derfor relevant at diskutere, om der i forbindelse med anaerob behandling af affaldsprodukter i biogasanlæg kan forventes at ske en nedbrydning af miljøfremmede stoffer. Dette kan i givet fald få stor indflydelse på fordelingen af ansvar og forpligtigelser mellem aktørerne, især hvad angår kontrolkrav til leveret affald samt gødningsprodukter.

Endelig er det relevant, jf. afsnit 3.5, at se nærmere på de afsætningsmuligheder for gødningsprodukter som kan bringes i anvendelse, når disse skal udbringes på landbrugsjorden.