| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Fuldskalaforsøg i Hovedstadsområdet

4 Behandling

Det indsamlede bioaffald fra fuldskalaforsøget i hovedstadsområdet er leveret til forbehandling og bioforgasning på EnergiGruppen Jylland A/S' (EGJ) anlæg ved Herning.

4.1 Valg af behandlingsanlæg

Ved forsøgets start var der indgået en forhåndsaftale om forbehandling og bioforgasning af det indsamlede bioaffald med anlæg på Lolland. Det viste sig dog, at de pågældende anlæg alligevel ikke ønskede at modtage affaldet, da kontraktforhandlingerne skulle indledes. Årsagen hertil var en kombination af forbehandlingsmetode og biogasfællesanlæggets indretning.

Forud for etableringen af samarbejdet med EnergiGruppen Jylland A/S, blev markedet screenet mht. mulige forbehandlings- samt biogasanlæg. Der blev taget kontakt til danske samt svenske anlæg. Biogasanlæggene blev forespurgt, om de rådede over udstyr til at foretage den fornødne forbehandling, samt bedt om at tilkendegive, om de havde interesse i at modtage indsamlet organisk dagrenovation fra fuldskalaforsøget (bilag G). Der blev efterfølgende indgået aftale med EnergiGruppen Jylland A/S på trods af, at der ikke ville være mulighed for særskilt behandling af bioaffaldet fra fuldskalaforsøget. Dette blev gjort, da man fra projektgruppens side vurderede, at denne løsning var den mest sikre med hensyn til modtagelse, forbehandling, bioforgasning og afsætning.

Under selve forsøget blev mulighederne for at afsætte bioaffaldet til andre anlæg løbende undersøgt. Således blev ca. 20 tons (et læs) leveret til Grindsted Biogasanlæg. Affaldet blev, uden forbehandling, bioforgasset i dette anlæg. Kun det ene læs blev leveret til Grindsted Biogasanlæg, da kapaciteten i deres modtagesilo ikke var stor nok til at kunne håndtere bioaffaldet fra fuldskalaforsøget (18-20 tons leveret ad gangen). Samtidig er anlægget ikke et biogasfællesanlæg, som krævet af Miljøstyrelsen og derfor blev kun det ene træk leveret til biogasanlægget.

4.2 Forbehandling

Inden levering til bioforgasning er det indsamlede bioaffald forbehandlet med henblik på at neddele og fjerne eventuelle uønskede genstande i affaldet. Forbehandlingen foretages på EnergiGruppen Jyllands forbehandlingsanlæg placeret på det affaldsfyrede kraftvarmeværk, Knudmoseværket, Miljøvej 3, 7400 Herning.

Et af formålene med fuldskalaforsøget var at bestemme ind- og udgående massestrømme ved forbehandling af det indsamlede bioaffald fra hovedstadsområdet. Dvs. at fastlægge mængden af bioaffald leveret til bioforgasning, i forhold til mængden leveret til forbehandling, samt mængden og sammensætningen af rejektet. Data fra forbehandling og bioforgasning er leveret af EnergiGruppen Jylland A/S (EGJ) i henhold til den indgåede leveringsaftale.

4.2.1 Forbehandlingsanlæg

Forbehandlingsanlæggets indretning og drift er beskrevet i det følgende.

Det indsamlede bioaffald tippes af i en modtagegrube inde i bygningen sammen med affald fra andre kommuner. Ved 11 særskilte prøvetagninger foretaget i løbet af fuldskalaforsøget blev bioaffaldet dog holdt separat fra andet affald ved at modtagegruben forinden blev tømt for affald.

Den faste del af affaldet hejses fra gruben op i en grovneddeler, jævnfør flowdiagrammet i figur 4.1. I grovneddeleren sønderrives plast- og papirposer. Efter neddeling falder affaldet ned på en rullesigte.

Bioaffaldet frasigtes og transporteres til en lukket container, hvori det køres til biogasfællesanlægget.

Sigteresten (rejektet) transporteres til en komprimator container, hvori det køres til forbrændingsanlæg for at blive brændt.

Udsugningsluften fra bygningen renses i et biofilter.

Forbehandlingsanlægget har en kapacitet på 8 t/h, svarende til 11.000 t/år ved enkeltholdsdrift (det dobbelte ved skifteholdsdrift).

4.2.2 Driftsforhold

Via instruks udarbejdet som en del af projektet blev det fastlagt, hvorledes situationer med nedbrud hos EGJ skulle håndteres. Ved nedbrud, hvor EGJ blev forhindret i at modtage bioaffald fra fuldskalaforsøget, skulle der gives besked til Amagerforbrænding. Amagerforbrænding sørgede herefter for, at bioaffaldet blev omdirigeret til AFAV til forbehandling og herefter sendt til bioforgasning på anlæg på Sjælland eller Fyn, mens rejektet blev forbrændt på AFAV's forbrændingsanlæg.

Grundet renovering af forbehandlingsanlægget og affaldsforbrændingsanlægget i Herning, samt diverse nedbrud, blev modtagelsen af bioaffald standset i en periode i løbet af sommeren 2001.

Af data modtaget fra AFAV fremgår således, at der i maj, juli og august 2001 blev omdirigeret hhv. 22, 11 og 60 tons bioaffald (i alt 93 tons) til bioforgasning på andre anlæg. Sigteresten på dette affald er af AFAV oplyst at være hhv. 31, 49 og 50 %. Dog bemærkes, at sigteresten er opgjort for den samlede mængde bioaffald fraført AFAV og dermed også bioaffald fra andre kommuner, der ikke deltager i forsøget.

Et enkelt læs bioaffald, svarende til mindre end 1% af bioaffaldet, er blevet brændt på forbrændingsanlægget i Herning pga. nedbrud på forbehandlingsanlægget.

Det bemærkes, at instruksen med beredskabsplanen for nedbrud hos EGJ har fungeret meget tilfredsstillende.

4.2.3 Kvalitet af forbehandlingen

Tabel 4.1 viser 11 særskilte forsøg med registrering af affaldsmængder fra hovedstadsområdet. Ca. 23 - 33 % af det modtagne affald ender som rejekt, der sendes til forbrænding. Udover uorganisk affald (bl.a. flasker) og plast, bestod rejektet også af organisk affald, hvoraf en del var egnet til at blive bioforgasset.

Tabel 4.1:
Vægtandele bioaffald fra hovedstadsområdet før og efter forbehandling

Se her!

Det bemærkes til tabel 4.1, at sum af organisk del og rejekt ikke i alle tilfælde giver 100 % pga. usikkerheder ved vejningen.

Knudmoseværket foretog ved modtagelsen en visuel bedømmelse af affaldet med foto- og dataregistrering. Affaldet var generelt godt sorteret med få fejlsorteringer og velegnet til bioforgasning.

Følgende fejlsorteringer er rapporteret: almindelige plasticposer, sodavandsflasker, aviser, øldåser, spraydåser, glasemballage og tekstiler, samt et enkelt juletræ. Der er en tendens til, at graden af fejlsortering har været faldende, især i første del af fuldskalaforsøget. EGJ har vurderet, at det modtagne affald fra hovedstadsområdet generelt er godt sorteret i forhold til det affald, EGJ modtager fra andre kommuner.

Foto 4.1 viser fotos af det modtagne affald før forbehandling. Der er ved en gennemgang af forbehandlingen af et læs affald fra hovedstadsområdet konstateret, at det modtagne affald indeholdt en del væske, der ved aflæsning i modtagegraven via rist løb til kloaksystemet og således ikke blev registreret særskilt. EGJ har oplyst, at væskemængden i de efterfølgende læs var minimal, og de er ikke blevet særskilt registreret.

Foto 4.1:
Udvalgte fotos af modtaget affald før forbehandling

I tabel 4.2 og 4.3 gives en oversigt over indholdet af tørstof, vådstof (VS), COD (kemisk iltforbrug) samt total fosfor, total kvælstof og kalium i det forbehandlede affald til bioforgasning (herefter kaldet biomassen) og rejektet.

Tabel 4.2:
Analyser af biomasse

Se her!
 

Tabel 4.3:
Analyser af rejekt

Se her!

Som forventet er tørstofindholdet i rejektet større end i biomassen. Derimod er indholdet af COD, total fosfor og total kvælstof forholdsvis ens i biomassen og rejektet i halvdelen af prøverne. Man ville forvente stor forskel indenfor disse parametre, da sammensætningen af de to fraktioner er forskellig. Værdier af samme størrelsesorden i biomassen og rejektet bekræfter, at der under forbehandlingen frasorteres en del organisk materiale, der kunne være egnet til bioforgasning.

Sammenfattende konkluderes, at det modtagne og forbehandlede affald fra hovedstadsområdet er af god kvalitet til bioforgasning, og at rejektmængderne forekommer høje i forhold hertil. Dette er hovedsageligt vurderet at skyldes, at forbehandlingsmetoden sorterer for meget organisk affald fra; affald der ellers ville være egnet til bioforgasning. Det er derfor søgt afklaret, om EGJ kan bioforgasse affaldet uden forbehandling. EGJ har dog vurderet, at dette ikke ville være forsvarligt pga. risikoen for, at selv små fejlsorterede affaldsgenstande kan medføre blokering i biogasanlægget evt. med tids- og omkostningskrævende reparationer til følge.

Figur 4.1:
Flowdiagram for forbehandlings- og biogasanlæg

4.3 Bioforgasning

Ved indgåelse af leveringsaftalen mellem EGJ og projektgruppen for fuldskalaforsøget blev det klart, at det på Studsgård Biogasanlæg ikke er muligt at behandle den organiske dagrenovation fra hovedstadsområdet særskilt. Derfor omfatter beskrivelsen af bioforgasningen såvel bioaffald som gylle og andet organisk affald.

4.3.1 Biogasanlægget

Studsgård Biogasanlæg er placeret syd for Herning ved Studsgård. Anlægget er etableret i 1996. Anlægget bioforgasser kildesorteret organisk dagrenovation sammen med husdyrgødning og industriaffald.

Anlægget har en årlig kapacitet på ca. 130.000 tons biomasse. Generelt består biomassen af ca. 113.000 tons gylle fra landbruget, 9.000 tons industriaffald og 7.000 tons forsorteret organisk dagrenovation, hvoraf det indsamlede bioaffald fra fuldskalaforsøget er en del (Affaldsteknologi, Thomas H. Christensen (red.) 1998, artikel af Henrik Ørtenblad).

Studsgård Biogasfællesanlæg består af to parallelle proceslinier. I den ene bioforgasses gylle og andet organisk affald uden organisk dagrenovation. I den anden proceslinie bioforgasses organisk dagrenovation sammen med gylle og andet organisk affald. Et flowdiagram for anlægget (linien med dagrenovation) er vist i figur 4.1.

Det forbehandlede bioaffald modtages i en blandetank, hvor det sammenblandes med gylle og andet organisk affald. Herfra føres biomassen til en stenfælde og finneddeler og efterfølgende til en hygiejniseringstank. Hygiejniseringen sker ved 60° C i min. 2,5 timer eller ved 70° C i mindst 1 time. Efter hygiejniseringen føres biomassen til reaktortanken, hvor biogassen opsamles og føres til forbrænding.

Opholdstiden i reaktortanken er omkring 16 dage. Gasudbyttet vurderes at være 150 Nm3 biogas/ton kildesorteret og forsorteret organisk dagrenovation (65% metan), (Affaldsteknologi, Thomas H. Christensen (red.) 1998, artikel af Henrik Ørtenblad). Gasudbyttet er skønnet af EGJ ud fra erfaringerne på Sinding-Ørre Biogasanlæg, der blev etableret før Studsgård Biogasanlæg. Sinding-Ørre Biogasanlæg bioforgasser forsorteret organisk dagrenovation sammenblandet med gylle med lavt tørstofindhold (termofil proces).

Fra blandetanken frasorteres ca. 3% sand og grus og ca. 2% som fast restfraktion efter reaktortanken.

Resten fra udrådningen transporteres til en efterhygiejniseringstank, og herfra til en separator/skruepresse, hvor det udrådnede organiske materiale deles i en fast og en flydende del. Den faste fraktion består af ikke omsat halm fra husdyrgødning, plast m.v. Den faste rest forbrændes. Tørstofindholdet for den faste restfraktion er målt til ca. 39%.

Den flydende fraktion iblandes udrådnet biomasse fra den anden reaktortank, og dette gødningsprodukt køres tilbage til landbrugsbedrifterne.

Proceslinien uden organisk dagrenovation er ikke forbundet til separatoren, hvorfor linien ikke kan anvendes til organisk dagrenovation. Der produceres ca. 7 mio. m3 biogas/år ud fra ca. 130.000 tons biomasse.

Gasudbyttet fra den sorterede organiske dagrenovation fra hovedstadsområdet er ikke målt separat på Studsgård Biogasanlæg.

Da det heller ikke var muligt at adskille bioaffaldet fra hovedstadsområdet fra den øvrige biomasse (andet organiske affald samt gylle), der modtages på anlægget, blev det aftalt, at EGJ skulle udføres en række udrådningsforsøg for at belyse biogaspotentialet i affaldet fra hovedstadsområdet.

I løbet af fuldskalaforsøget blev det dog besluttet, at DTU skulle udføre disse forsøg som en del af et særskilt projekt for Miljøstyrelsen. Denne rapport indeholder derfor ikke en redegørelse for biogaspotentialet i affaldet fra hovedstadsområdet.

4.3.2 Driftsforhold

Det største problem på anlægget har været den varierende kvalitet af den tilførte kildesorterede, organiske dagrenovation fra andre steder end hovedstadsområdet. De mange uorganiske materialer i biomassen har ført til problemer med omrøring, tilstopning af finneddeler og varmeveksler, flydelag i reaktoren og lignende.

Disse driftsproblemer er søgt løst med bedre forsortering, bedre omrørere og flere parallelle linier til f.eks. finneddeling for at forhindre driftsstop. EGJ må dog jævnligt rense anlægget for forstoppende materiale.

Under forsøget viste det sig i flere perioder ikke at være muligt for EGJ at opfylde sine forpligtigelser især med hensyn til at behandle det indsamlede bioaffald. Der var derfor i flere perioder behov for at udnytte det etablerede nødberedskab, hvor affaldet blev sendt til behandling via AFAV.

4.4 Masse- og energistrømme

4.4.1 Massestrømme

Forsøgene med de særskilte prøveudtagninger viser, at 23 - 33% af den modtagne organiske dagrenovation fra hovedstadsområdet ender som rejekt.

Figur 4.2 viser mængderne af biomasse ført til forgasning fordelt på de forskellige organiske fraktioner.

Figur 4.2:
Mængde biomasse ført til forgasning

Det samlede bioaffald (bioaffald fra Fuldskalaforsøget og organisk dagrenovation fra andre kommuner), der efter forbehandling transporteres til bioforgasning, udgjorde i løbet af forsøgsperioden 0,4 - 5,2% af den samlede biomasse ført til forgasning.

4.4.2 Energistrømme

Forbehandlingsanlægget har et energiforbrug på 2,7 kWh/ton behandlet affald. Figur 4.3 viser energiforbruget på biogasanlægget i løbet af forsøgsperioden fordelt på el og varme.

Figur 4.3:
El- og varmeforbrug på biogasanlægget feb. 2001-jan. 2002

Gasproduktionen på biogasanlægget typisk på 50 - 60 Nm3 pr. ton med udsving på 32 - 80 Nm3 gas pr. ton biomasse. Dette er betydeligt lavere end de 150 Nm3 der er opgivet af Henrik Ørtenblad for rent organisk dagrenovation (Affaldsteknologi, Thomas H. Christensen (red.) 1998, artikel af Henrik Ørtenblad). Bioforgasning af rent organisk dagrenovation resulterer i en højere gasproduktion end når gylle udgør hovedbestanddelen af biomassen til forgasning. Dette forklarer dog ikke denne markante forskel på de to resultater.

Gasproduktionen i løbet af forsøgsperioden er vist i figur 4.4 for den samlede mængde biomasse. De store variationer i biogasproduktionen kan ikke tilskrives bioaffaldet fra hovedstadsområdet, da dette affald udgør en meget lille del af den samlede biomasse.

Figur 4.4:
Biogasproduktion feb. 2001 - jan. 2002

4.5 Organisation

4.5.1 Leveringsaftalen

Levering af organisk dagrenovation til forbehandling og bioforgasning er aftalt mellem EGJ og projektgruppen for fuldskalaforsøget. Aftalerne blev beskrevet i en leveringsaftale, i et notat om dataopsamling og registrering ved forbehandling og bioforgasning, samt i referat fra møde afholdt mellem EGJ og RAMBØLL.

Som en del af projektet blev der udarbejdet en instruks for at sikre, at bioaffaldet aflæsses og håndteres i henhold til gældende aftaler og retningslinier. Instruksen indeholdt desuden som nævnt tidligere retningslinier, som skulle følges ved nedbrud på EGJ's anlæg, såfremt nedbruddene medførte, at affaldet ikke kunne behandles eller modtages.

4.5.2 Samarbejde mellem forbehandler og bioforgasser

EGJ er et aktieselskab ejet af Herning Kommune. Leveringsaftalen er som nævnt ovenfor indgået med EGJ.

EGJ er moderselskab for seks driftsselskaber heriblandt EGJ Forbrænding og EGJ Biogas, hvor det første er ansvarlig for driften af forbehandlingsanlægget og det sidste ansvarlig for driften af biogasanlægget.

Denne organisationsopbygning har især i første halvdel af fuldskalaforsøget medført manglende koordinering og kommunikation internt hos EGJ, især af de aftalte vilkår for forsøget jf. leveringsaftalen. Dette har bl.a. udmøntet sig i, at de ansatte på forbehandlingsanlægget ikke har været bekendt med omfanget af de data, der skulle registreres ved modtagelse af bioaffaldet fra hovedstadsområdet.

Den manglende kommunikation internt er oplevet som en barriere for forståelse af forsøgets formål og dermed en barriere for opfyldelse af indgåede aftaler og tidsfrister.

4.5.3 Samarbejde mellem leverandør og modtager af affald

Affaldsleverandøren er i projektet repræsenteret ved projektgruppen for fuldskalaforsøget og rådgiveren (RAMBØLL).

Især i første del af fuldskalaforsøget manglede der hos leverandøren af affaldet en tilstrækkelig udmelding af tidspunkter for levering af affaldet hos EGJ. Dette medførte, at forbehandlingsanlægget pga. manglende kapacitet var nødt til at sammenblande de forskellige indkomne affaldsfraktioner, således at affaldet fra hovedstadsområdet ikke blev vejet og prøvetaget særskilt. Dette blev bragt på plads i forbindelse med møde afholdt i august 2001, samt ved udformning af instruks for håndtering af affaldet.

Der er brugt en del ressourcer fra projektkoordinatorens side på at sikre, at de aftalte data fra fuldskalaforsøget blev afleveret. Det er projektgruppens opfattelse, at årsagen hertil er, at EGJ har prioriteret forsøget lavt i forhold til virksomhedens øvrige opgaver.

4.6 Miljø

4.6.1 Miljøfremmede stoffer

Der er i alt udtaget 5 prøver af biomasse og 5 af sammenhørende rejekt fra forbehandlingen af affaldet fra hovedstadsområdet til analyse for miljøfremmede stoffer, dvs. i alt 10 prøver. Ni prøver er analyseret for tungmetaller, seks prøver er desuden analyseret for organiske miljøfremmede stoffer i henhold til slambekendtgørelsen. Analyseresultaterne er vist i tabel 4.4 sammen med grænseværdierne fra slambekendtgørelsen (Bek. nr. 49, 2000, "Anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål", Miljøstyrelsen).

Tabel 4.4:
Indhold af miljøfremmede stoffer i biomasse og rejekt

Se her!

Af analyseresultaterne ses, at indholdet af både tungmetaller og organiske miljøfremmede stoffer er lavt i både biomasse og rejekt, og at indholdet i de to fraktioner ligner hinanden med undtagelse af indholdet af chrom, kobber og zink, der er større i den forbehandlede fraktion end i rejektet. Det bemærkes, at indholdet af miljøfremmede stoffer overholder grænseværdierne i slambekendtgørelsen (Bek. nr. 49, 2000, "Anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål", Miljøstyrelsen) med god margen med undtagelse af cadmiumindholdet i to prøver (bioaffald 6 og rejekt 7).

Cadmium i dagrenovation stammer fra det naturlige indhold i plantemateriale (frugt og grønt, haveaffald, kornprodukter mm.) og kan også findes i visse typer plast både som tilsætningsstof og trykfarve. Derudover kan fejlsorteringer såsom genopladelige batterier, større plastdele (f.eks. blomsterpotter) og haveaffald medføre større bidrag til dagrenovationens cadmiumindhold (Miljøprojekt nr. 386, 1998. "Indsamling og anvendelse af organisk dagrenovation i biogasanlæg" Miljøstyrelsen og Miljøprojekt nr. 443, 1999, "Cadmium, DEHP og NPE i kildesorteret, forbehandlet og afgasset dagrenovation" Miljøstyrelsen).

Cadmiumindholdet målt i prøven bioaffald 6 stammer fra et læs bioaffald med forholdsvis højt tørstofindhold i forhold til de øvrige læs, hvilket kan antyde, at dette læs indeholdt f.eks. mere plast og faste bestanddele. Analyselaboratoriet har desuden oplyst, at det påviste niveau for cadmium er et gennemsnit af 3 analyser i intervallet 1,8-3,2 mg/kg TS. Analyseresultaterne tyder således på en inhomogen prøve. Det høje og atypiske indhold af cadmium i netop denne prøve vurderes derfor at skyldes fejlsorteret affald, der har været af en størrelse, som ikke har kunnet frasorteres ved forbehandlingen. Dette støttes af blyindholdet, der i den samme prøve er høj i forhold til de andre prøver, og ligeledes vurderes at stamme fra fejlsorteringer.

Indholdet af cadmium målt i prøven rejekt 7 vurderes ligeledes at stamme fra fejlsorteringer.

4.6.2 Anvendelse af restprodukter

Cirka 97% af den afgassede biomasse ender som gødningsprodukt hos lokale landmænd. Den resterende fraktion på ca. 3% forbrændes.

4.7 Økonomi

De økonomiske forhold for forbehandlingsanlægget tager udgangspunkt i en enkel opgørelse af investerings- og driftsudgifter for året 2000, som vist i tabel 4.5. Der er ikke rapporteret data for biogasanlægget, da det ikke er muligt at udskille den del af økonomien, der er forbundet med forgasning af det organiske affald.

Det er forudsat, at anlægget har en levetid på 10 år. Beregning af renter og afdrag sker ved annuitetsberegninger. Som udgangspunkt er anlæggets anskaffelsespris benyttet som investeringssum. Indgår der i denne pris refunderbare afgifter, er dette anført i tabel 4.5.

Driftsudgifterne er opgjort ud fra forbruget af el og evt. vand på anlægget, lønomkostninger til driften, samt omkostninger til vedligehold m.m. I lønomkostningerne indgår de totale lønomkostninger dvs. inkl. feriepenge, ATP-bidrag, videreuddannelse mv. Lønomkostninger og øvrige udgifter til markedsføring og udvikling indgår i posterne hhv. "mandskab" og "andet" i tabel 4.5. De særskilte udgifter hertil er dog anført i tabel 4.6.

Statsafgifter (vand, affald) er ikke medtaget.

Alle priser er i kr. eksklusive moms - prisniveau 2000.

Tabel 4.5:
Udgift til forbehandling af et ton organisk dagrenovation

Se her!
  

Tabel 4.6:
Supplerende oplysninger

Tabel 4.7 angiver investeringsudgifter og driftsomkostninger for biogasanlæg afhængig af kapaciteten. Priserne er fra 1998 og stammer fra Miljøprojekt nr. 386, 1998, "Indsamling og anvendelse af organisk dagrenovation i biogasanlæg" (Miljøstyrelsen).

Tabel 4.7:
Udgifter til biogasanlæg (1998-priser) efter Miljøprojekt nr. 386, 1998

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |