Orientering fra Miljøstyrelsen nr. 4, 2003 Statusredegørelse om organisk dagrenovationIndholdsfortegnelse
1 Resuméartikel
En ny statusredegørelse fra Miljøstyrelsen om organisk dagrenovation viser, at bioforgasning er teknisk muligt, og at tendensen er, at der er en mindre energimæssig fordel ved det i forhold til forbrænding. Men det vil indebære en samfundsøkonomisk omkostning i størrelsesordnen 250 mill. kr. pr. år at indføre genanvendelse af organisk dagrenovation på landsplan. Forudsætningen er, at omkring halvdelen af det organiske affald fra husstandene genanvendes, dvs. 330.000 tons pr. år. Imidlertid har lokale forhold stor betydning for de opstillede forudsætninger for beregningerne, og såvel bioforgasning som kompostering kan derfor være attraktive løsninger lokalt både miljømæssigt som økonomisk. 1.1 Baggrund og formålKan bioforgasning og kompostering betale sig miljømæssigt og økonomisk? Organisk dagrenovation er organisk affald fra husholdninger, som havner i skraldespanden, dvs. madaffald, haveaffald (der placeres i dagrenovationen), aftørringspapir og andet snavset papir. Mængden af organisk dagrenovation i Danmark er stabil. Den seneste affaldsanalyse af husholdningernes skraldeposer viser, at der på landsplan indsamles ca. 640.000 tons pr. år. Denne mængde svarer til de hidtidige antagelser om, at danskerne smider ca. 700.000 tons organisk affald ud om året. Der er de seneste år gennemført en lang række detaljerede forsøg og undersøgelser, der belyser de tekniske, organisatoriske, miljømæssige og økonomiske aspekter af at genanvende den organiske dagrenovation, primært gennem bioforgasning. Miljøstyrelsens statusredegørelse om genanvendelse af organisk dagrenovation er udarbejdet i forlængelse af den tidligere regerings affaldsplan Affald 21 samt Statusredegørelsen om genanvendelse af organisk dagrenovation og slam fra år 2000. Formålet med statusredegørelsen er at få et overblik over organisk dagrenovation mht. de tekniske behandlingsmuligheder samt økonomi, energi og miljømæssige aspekter, så der kan udstikkes retningslinier for den fremtidige håndtering af dagrenovation i Danmark i den kommende affaldsplan 2005-2008. 1.2 UndersøgelsenAnalyse af teknik, økonomi, energi og miljøeffekter Analysen har set på de tekniske, økonomiske og miljømæssige sider ved organisk dagrenovation. Mht. indsamling, forbehandling og sammensætning af kildesorteret organisk dagrenovation har man kørt fuld-/storskalaforsøg i seks områder (Grindsted, Hovedstadsområdet, Kolding, Vejle og Aalborg, samt Aarhus). Der er indsamlet affald fra husstande med et bredt spektrum af indsamlingssystemer, der har haft relativt ensartede sorteringsvejledninger, men informationsindsatsen har været forskellig. Der er også lavet en spørgeskemaundersøgelse til de fleste af de kommuner og affaldsselskaber, der indsamlede kildesorteret organisk dagrenovation til bioforgasning og kompostering i år 2000. Endelig er potentialet for de indsamlede mængder og sammensætningen heraf blevet undersøgt ved at sortere affaldet fra et stort antal husstande fordelt over hele landet. Hensigten med forsøgene har bl.a. været at bedømme, hvor meget energi der kan produceres ved biogasning, og om det afhænger af indsamlingssystem, kildesortering og forbehandling. Det er også dokumenteret, hvor meget næringsstof der potentielt kan genindvindes ved at anvende det afgassede produkt i jordbruget. Biogaspotentialet er vurderet ud fra tre metoder nemlig 1) en teoretisk beregning ud fra den kemiske sammensætning af affaldet man har dokumenteret, 2) målinger i laboratoriet samt 3) bestemmelse ved bioforgasning i pilot-biogasanlæg Miljøeffekterne ved en række forskellige scenarier for behandling af affaldet er undersøgt ved to forskellige modelberegninger. Danmarks Tekniske Universitet (DTU) har i deres modelberegning som udgangspunkt et tons kildesorteret organisk dagrenovation, som er forbehandlet på forskellig måde samt et scenarie, hvor det hele brændes. DTU har fokuseret på massestrømme, besparelser i energi, emission af drivhusgasser og næringsstofudbytte. Den anden model kaldes ORWARE-metoden og er en livscyklus baseret systemanalyse, der ved hjælp af en computer- baseret model vurderer miljøkonsekvenser for et "materiale flow", som her er et affaldsbehandlingssystem. Der er opstillet fem scenarier for den fremtidige håndtering af de 700.000 tons organisk dagrenovation, der findes i Danmark. Behandlingsmetoderne forbrænding, bioforgasning og kompostering kombineres i modellen med baggrund i Affald 21īs mål. Miljøkonsekvenserne udtrykkes som udledningen til luft, vand og jord samt energibalance. Endelig har Miljøstyrelsen udarbejdet en samfundsøkonomisk analyse, som både omfatter en budgetøkonomisk og en velfærdsøkonomisk analyse. Den velfærdsøkonomiske analyse fokuserer på konsekvenserne for hele samfundet. Der er regnet dels på de tre behandlingsalternativer forbrænding, bioforgasning og kompostering og dels på de samme fem scenarier, som indgår i miljøvurderingen. I analysen indgår de miljøeffekter, der kan prissættes, samt de supplerende mængder energi og næringsstoffer der skal til for, at samfundet får den samme produktion i de opstillede scenarier som i referencescenariet, der afspejler situationen i dag. 1.3 HovedkonklusionerBilligst med forbrænding, men effekt afhænger af lokale forhold Forbrænding er den samfundsøkonomisk billigste løsning, men lokale forhold kan være afgørende både for økonomien og miljøet. Statusredegørelsen viser, at det vil koste samfundet ca. 250 mill. kr. pr. år at genanvende organisk dagrenovation i hele landet. Generelt kan man ikke pege på, at bioforgasning er bedre end forbrænding energi- og miljømæssigt, men der er en svag tendens til, at bioforgasning giver et større energiudbytte end forbrænding. Imidlertid kan lokale forhold influere kraftigt på de opstillede forudsætninger for beregningerne. Såvel bioforgasning som kompostering kan derfor være attraktive løsninger lokalt såvel miljømæssigt som økonomisk. Det forudsætter dog, at den organiske del af affaldet kan indsamles væsentlig billigere end antaget i analysen. Samfundsøkonomisk er der ikke forskel på at kompostere og bioforgasse organisk affald, men kompostering giver ikke et energiudbytte, hvilket vejer tungt i negativ retning i miljøvurderingen. Redegørelsen viser også, at det er relativt omkostningskrævende at etablere et todelt indsamlingssystem, dvs. et system, hvor organisk affald og restaffaldet indsamles hver for sig. I den samfundsøkonomiske analyse er det væsentligt billigere at indsamle organisk dagrenovation sammen med restaffaldet til forbrænding i et traditionelt system. De gennemførte fuldskalaforsøg i Aalborg og Hovedstadsområdet samt erfaringerne fra Århus med et todelt system har dokumenteret, at de forskellige indsamlingsmetoder og forbehandlingsmetoder kan implementeres rent praktisk, og at disse kan fungere tilfredsstillende. De gennemførte undersøgelser viser at den billigste løsning er samlet indsamling i henholdsvis grønne og sorte poster, og efterfølgende sortering i et automatisk (optisk) sorteringsanlæg. Det forudsætter dog at der indgår et større antal husstande, for at et optisk sorteringsanlæg er rentabelt. Den samfundsøkonomiske analyse viser, at det for enfamilieboliger er ca. 600-700 kr. dyrere pr. tons organisk dagrenovation at bioforgasse eller kompostere i forhold til forbrænding. Ser man på etageboliger, er forskellen 1200-1300 kr. pr. tons organisk dagrenovation. 1.4 ProjektresultaterMuligt at indsamle 60-90 kg kildesorteret organisk dagrenovation pr. person om året Sammensætningen af det organiske affald, der frasorteres i køkkenet, afviger ikke mellem forskellige geografiske områder, boligtype eller indsamlingsordning, viser redegørelsen, men variationerne i samme område fra prøvetagning til prøvetagning er stor. Selve indsamlingssystemet papirposer eller plastposer og sorteringskriterierne påvirker indholdet af plast og indholdet af uorganisk stof i det indsamlede affald. Sammensætningen af biomassen efter forbehandling varierer desuden afhængig af forbehandlingsmetoden specielt på tørstofindholdet. Man forventer, at det er muligt at indsamle mellem 60 og 90 kg kildesorteret organisk dagrenovation per person om året i gennemsnit. Mest i mindre kommuner, hvor der gøres en stor indsats for information og opfølgning.. Lokalt kan mængderne variere med op til en faktor 2 uden, at det kan forklares ved forskelle i boligtype eller indsamlingsordning. Det er heller ikke muligt at relatere de indsamlede mængder til sorteringsvejledning eller informationsindsatsen. Erfaringer fra Aalborg tyder dog på, at der hvor folk deltager frivilligt i indsamlingen, øges mængderne per husstand. Data for de gennemsnitligt indsamlede mængder i større områder tyder på, at der kan indsamles op mod 80 % af det potentiale, der er fundet i undersøgelserne. Forbehandlingsteknologien skal fortsat udvikles Ved behandling af organisk dagrenovation i biogasanlæg kræves en meget ren biomasse. Det kan opnås ved at indsamle affaldet i papirposer, som kan indgå som en del af biomassen i modsætning til plastposer eller ved at etableret et forbehandlingsanlæg. Det kan dog være svært at opnå tilstrækkelig høj kvalitet ved alene at indsamle i papirposer og ikke forbehandle, viser undersøgelsen - det forudsætter en løbende informationsindsats overfor borgerne, så fejlsorteringen minimeres. Ser man på biogasanlæggene, er vurderingen, at de udviklede forbehandlingsteknologier kan leve op til kravet om en ren biomasse. Men forbehandlingen er dyr, og der frasorteres en meget stor andel af affaldet på forbehandlingsanlæggene (typisk omkring 35 procent). En stor del af det frasorterede affald er organisk affald, hvilket reducerer den mængde organisk affald der reelt genanvendes. Der er derfor behov for en fortsat udvikling på området. De nye undersøgelser har vist, at biogaspotentialet af den indsamlede organiske dagrenovation er lavere, end hvad tidligere undersøgelser har indikeret. Det skyldes dels, at mængden er lavere, da der frasorteres ca. 35 procent i forbehandlingsanlæggene (rejekt), dels at biogaspotentialet beregnet på basis af indholdet af organisk stof er mindre end tidligere rapporterede resultater. Per tons forbehandlet organisk dagrenovation fås mellem 100 og 150 Nm3 (normalkubikmeter) biogas. Det svarer til omkring 70-100 Nm3 per tons indsamlet organisk dagrenovation. Forskel på energieffekt I den samlede energibalance for organisk dagrenovation bidrager forbrænding af rejektet dog med en væsentlig positiv brændværdi, da tørstofindholdet i rejektet er højere end i det indsamlede organiske dagrenovation. Der er også gennemført en analyse af brændværdien af organisk dagrenovation, som viser en stabil brændværdi på ca. 4,0 MJ/kg. Det er større end de hidtidige analyser, der har antaget, at den var på 3,5-3,7 MJ/kg. Der er ikke forskel i brændværdien af organisk dagrenovation fra forskellige geografiske områder eller boligtyper. De opstillede energibalancer for forskellig håndtering af organisk dagrenovation viser, at der ikke er stor forskel på det samlede energiudbytte mellem bioforgasning og forbrænding med en svag tendens til, at bioforgasning giver et større energiudbytte end forbrænding. I opstillingen af energibalancer for forskellig håndtering af organisk dagrenovation er de reviderede værdier for biogaspotentialet og brændværdien af afgørende betydning i forhold til tidligere opstillede energibalancer. Særligt ændringen af brændværdien af den organiske dagrenovation har betydning. De opstillede energibalancer forudsætter, at såvel el som varme kan udnyttes fuldt ud, hvilket specielt for varme kan være svært. Energiudnyttelse på nye anlæg er steget En anden væsentlig faktor for de ændrede energimæssige resultater i forhold til tidligere beregninger er de forbedringer i energiudnyttelsen, der er sket på forbrændingsanlæggene i de seneste 3-5 år. Affaldsforbrændingsanlæggene er dels i stor udstrækning ændret til at være såvel el- som varmeproducerende, og dels er elvirkningsgraden på nye forbrændingsanlæg steget væsentligt. Energimæssigt kan der således ikke generelt peges på, at bioforgasning er bedre end forbrænding eller omvendt. Lokale forhold som indsamlingssystem, indsamlede mængder, forbehandling m.m. vil have den afgørende indflydelse på, om det miljømæssigt er en god ide at indføre separat indsamling af organisk dagrenovation. Dog viser undersøgelserne ofte en svagt bedre energiudnyttelse ved bioforgasning. I analysen er der ikke inddraget de positive miljøeffekter som f.eks. renere røggas på forbrændingsanlæggene som følge af en højere brændværdi ved forbrænding af rest affaldet, når der indføres kildesortering af organisk dagrenovation. Desuden vil fokus på nødvendigheden af udsortering af organisk affald medføre, at også problematiske fraktioner som elektronikskrot og batterier fjernes fra dagrenovationen, hvilket kan føre til forbedret kvalitet af slaggen, renere forbrænding m.m. Det har dog ikke været muligt at indsamle data, der kan dokumente størrelsen af disse effekter. Særligt tre faktorer er væsentlige for de opstillede konklusioner om miljøeffekter, og hvad der miljø og energimæssigt er mest fordelagtigt. For det første mængden af organisk affald, der kan indsamles pr. husstand pr. uge. For så vidt angår mængden, der kan indsamles pr. husstand, er der store variationer mellem forskellige indsamlingsordninger, uden at det har været muligt at identificere grunden til disse forskelle. For det andet en ændring af biogasudbyttet pr. tons forbehandlet organisk dagrenovation gennem procesomlægninger eller teknologiforbedringer. For det tredje at forbrændingsanlæggene faktisk kan afsætte den producerede varme og ikke er nødsaget til at bortkøle den producerede energi. På grund af den højere elvirkningsgrad på biogasanlæggene udgør varmedelen en mindre andel af den producerede varme- og el-energi end i forbrændingsanlæggene. Afsætningsproblemer med varmedelen kan derfor forrykke den samfundsøkonomiske effekt til fordel for biogasanlæg Ikke alle miljøeffekter kan opgøres og prissættes I opgørelsen af miljøeffekterne for de forskellige håndteringsscenarier suppleres der i alle scenarierne op, så man opnår samme udbytte af el og varme samt næringsstofferne N, P og K. For næringsstofferne er der suppleret med N, P og K fra handelsgødning og for energiudbyttet suppleres med varme og el produceret på kul. Miljøeffekterne opgøres som emissioner til luft, jord og vand af f.eks. CO2, NOx og dioxin. I komposteringsscenariet er værdien af emissionerne til det omgivende miljø mindst. Værdien af de samlede miljøkonsekvenser udgør maksimalt mellem 5 og 10 procent af de velfærdsøkonomiske nettoomkostninger på trods af , at stort set alle kvantificerede miljøeffekter er værdisat. Den altafgørende omkostning i den velfærdsøkonomiske analyse er indsamlingsomkostningerne, der udgør omkring 75% af de samlede velfærdsøkonomiske omkostninger. Merudgiften som følge af særskilt indsamling af den organiske dagrenovation overstiger langt den billigere behandling i biogas- og komposteringsanlæg. I vurderingen af de forskellige håndteringsscenariers miljøeffekter, er der en række positive effekter knyttet til at anvende kompost/bioforgasset affald, der ikke er taget højde for. Enten fordi det er vanskeligt at opgøre effekten i mængder, eller fordi den ikke umiddelbart kan prissættes. Det drejer sig bl.a. om forbedring af jordstrukturen, øget kapacitet til at tilbageholde vandet i jorden samt en formodning om, at specielt brug af kompost kan reducere behovet for anvendelse af pesticider. Dertil kommer en række sideeffekter, som det ikke har været muligt at inddrage. Det er bedre forbrænding af restaffaldet og en bedre slaggekvalitet, som kan bidrage til at slagge fortsat kan genanvendes frem for at deponeres. Bioforgasning kan være med til at sikre at gyllen bioforgasses med større kvælstofudnyttelse til følge og forbedring af den generelle kildesortering. Følsomhedsanalyser viser, at resultaterne er robuste Den opstillede økonomiske analyse viser som sagt, at det er dyrt at indsamle dagrenovationen i et todelt system, og at denne merudgift overstiger den billigere behandling i biogas og komposteringsanlæg. Ændrer man antagelser om fx rejektmængder, indsamlede mængder og prisen på miljøkonsekvenser, har det ikke indflydelse på rangordningen mellem de forskellige behandlingsalternativer. Det er nødvendigt, at indsamlingsomkostningerne også gøres markant lavere for, at forbrænding ophører med at være den samfundsøkonomisk billigste løsning. 2 Indledning
2.1 Baggrund for redegørelsenI den tidligere regerings affaldsplan 1998-2004, Affald 21 /1/ lægges op til en øget genanvendelse af dagrenovationen bl.a. gennem en øget udsortering af den organiske fraktion. I 2004 er målet, at genanvendelsen af den organiske del af dagrenovationen svarer til 7 % af den samlede dagrenovationsmængde eller 150.000 ton. På længere sigt er målet at genanvende organisk dagrenovation svarende til 25 % af den samlede dagrenovationsmængde. Organisk dagrenovation kan genanvendes gennem bioforgasning eller kompostering, hvor bioforgasning er den højest prioriterede behandlingsform, fordi både energiindholdet og gødningsindholdet i affaldet udnyttes. Målet er, at 100.000 ton af den organiske dagrenovation udnyttets gennem bioforgasning i 2004. I statusredegørelsen indgår kun den del, der komposteres centralt. Kortlægning af dagrenovationens sammensætning /3/ har vist, at effekten af husstandenes hjemmekomposterer er mindre end antaget i tidligere undersøgelser. Ca. en fjeredel af de adspurgte husstande oplyste, at de selv komposterede alt "komposterbart affald", og det var kun i disse husstande, at der sås en tydelig reduktion i affaldssækken. Undersøgelsen viser ,at husstande, der angiver at kompostere 100 pct., komposterer i størrelsesordenen 1,8 kg om ugen.. For at fremme denne udvikling blev der med baggrund i Affald 21 i 1999 taget initiativ til at iværksætte fuldskalaforsøg med indsamling og bioforgasning af organisk dagrenovation, og Miljøministeriet støttede forsøgene med i alt 17 mio. kr. Der blev i februar 2000 udarbejdet en statusredegørelse /2/ for genanvendelse af organisk dagrenovation og spildevandsslam. Statusredegørelsen 2000 konkluderede bl.a., at usikkerhed med hensyn til behandling og afsætning af affaldet var en væsentlig barriere for genanvendelsen af den organiske dagrenovation. Miljøstyrelsen fandt derfor ikke på daværende tidspunkt grundlag for at udarbejde en særskilt handlingsplan og anbefalede i stedet, at der ved udgangen af 2002 blev udarbejdet en ny statusredegørelse, der baserer sig på resultaterne fra fuldskalaforsøgene og de heraf afledte projekter. Ud over de tekniske undersøgelser, der ligger til grund for statusredegørelsen 2002, er der ud fra modelberegninger foretaget miljømæssige vurderinger af forskellige systemer til håndtering og behandling af organisk dagrenovation /4/ og /5/. Endelig er der foretaget en samfundsøkonomisk analyse /6/, som klarlægger såvel de direkte økonomiske effekter som de velfærdsøkonomiske konsekvenser af at øge genanvendelsen af den organiske dagrenovation. I den velfærdsøkonomiske analyse indgår den del af de opgjorte miljøeffekter, der kan prissættes, mens de øvrige miljøeffekter opgøres i mængder. I analysen er der taget udgangspunkt i opgørelser og priser fra 2001. I denne redegørelse anvendes ordet bioforgasning for biologisk afgasning af organisk materiale under iltfri forhold. 3 Status for affaldsmængder og affaldsbehandling
I den velfærdsøkonomiske analyse bliver de miljømæssige effekter prissat i det omfang, det er muligt. Ændringen i miljøtilstanden som følge af en øget genanvendelse af den organiske dagrenovation kan således indgå i den økonomiske analyse på lige fod med traditionelle indtægter og udgifter. Miljøstyrelsen har igennem en årrække finansieret en række projekter med henblik på at etablere et fagligt grundlag for at vurdere hvilken behandlingsform bioforgasning, kompostering eller forbrænding - der er den mest hensigtsmæssige for den organiske dagrenovation. Resultaterne fra disse projekter er grundlaget for denne statusredegørelse. 3.1 AffaldsmængderI 2001 er den samlede mængde dagrenovation indsamlet via kommunale indsamlingsordninger opgjort til ca. 1.14 mio. ton pr. år fra samtlige husstande i Danmark /3/. Tallet er fremkommet ved en kortlægning af dagrenovationens sammensætning udført på baggrund af indsamling af dagrenovation fra ca. 2.000 husstande i en række forskellige kommuner . I disse tal indgår derfor ikke glas/flasker og papir, der er udsorteret til genanvendelse og indsamlet særskilt. Der er regnet med i alt 2.398.389 husstande incl. beboede sommerhuse på landsplan. I Statusredegørelsen fra 2000 blev den samlede mængde dagrenovation i 1998 opgjort til 1.70 mill. ton. Tallet stammer fra indberetninger til Affaldsstatistikken /7/. Efter et mindre fald i dagrenovationsmængden i 1999 og 2000 er tallet for 2001 igen opgjort til 1.70 mill. ton. I disse tal indgår glas og papir indsamlet via særskilte indsamlingsordninger. De 1,7 mill. ton omfatter tillige en mindre ikke kendt mængde dagrenovation fra erhvervsvirksomheder. Genanvendeligt papir og glas indsamlet fra husholdningerne opgøres til ca. 300.000 ton /8/. Der findes ikke en tilsvarende opgørelse af hvor meget affald fra erhvervsvirksomheder, der indsamles med dagrenovationen. I kortlægningen af sammensætningen af den indsamlede dagrenovation er affaldet sorteret i 19 fraktioner, som er vist i tabel 3.1 /3/. Tabel 3.1
Ud fra tabellen kan den organiske del af den indsamlede dagrenovation opgøres. Indregnes madaffald, haveaffald, aftørringspapir og andet snavset papir, som er de fraktioner, der som minimum indgår i de fleste sorteringsvejledninger, kan potentialet for den organiske del af dagrenovationen opgøres til 640.800 ton affald.. I tabel 4.5 ses variationen inden for individuelle og fælles husstande. I Affald 21 /1/ er det forudsat, at der er 700.000 ton organisk dagrenovation på landsplan. Tallet 640.800 ton vurderes ikke signifikant forskellig fra de 700.000 ton taget i betragtning, at tallet er fremkommet ud fra en undersøgelse af 2000 husstande. I denne statusredegørelse er det derfor fastholdt, at den indsamlede organiske del af dagrenovationen udgør 700.000 ton på landsplan. Undersøgelsen af dagrenovationens sammensætning er den tredje landsdækkende undersøgelse, der er foretaget i Danmark. Tidligere undersøgelser er foretaget i 1979 og 1993. Set over tid er potentialet for den mængde dagrenovation der ikke udsorteres og indsamles særskilt - per uge per husstand for enfamilieboliger faldet fra knap 12 kg i 1979 til knap 10 kg i 2001 /3/. I de tre undersøgelser af dagrenovationens sammensætning er mængden af vegetabilsk og animalsk affald pr. husstand tilsyneladende uændret i perioden siden 1979. Samtidig er den samlede mængde dagrenovation per husstand faldet siden 1979, hvilket betyder, at madaffaldet i dag udgør en stigende andel af den del af dagrenovationen, der ikke udsorteres. Indregnes haveaffald og de ovennævnte papirfraktioner (aftørringspapir og andet snavset papir) i den organiske fraktion, er den samlede mængde organisk dagrenovation dog faldet lidt, hvilket skyldes, at der ses en faldende papirandel i dagrenovationen /3/. 3.2 Behandling af organisk dagrenovationForudsætningen for, at den organiske del af dagrenovationen kan genanvendes (succesfuldt), er etablering af et tostrenget indsamlingssystem, hvor den organiske del indsamles i en separat pose/beholder. Mængden af organisk dagrenovation, der genanvendes, afhænger bl.a. af borgernes indstilling til sortering, sorteringskriterier, indsamlingssystem og specielt forbehandlingen. I 2001 blev der i følge Statistik for behandling af organisk dagrenovation 2001 /9/ samlet tilført 37.133 ton organisk dagrenovation til kompost- og biogasanlæg. Tallet er stort set uændret i forhold til tidligere år. Af de 37.000 ton blev ca. 10.000 ton bioforgasset, mens resten ca. 27.000 ton - blev komposteret /9/. Hovedparten af den organiske dagrenovation, der tilføres biogasanlæg, er forbehandlet, inden den kommer til biogasanlægget. Ved forbehandlingen frasorteres mellem 15 og 40 % af den indsamlede mængde afhængig af behandlingsteknologien. Dvs. der er indsamlet op mod 50.000 ton organisk dagrenovation separat i 2001, hvilket skal sættes i forhold til måltallene i Affald 21 om, at der i 2004 skal genanvendes 150.000 ton. I statusredegørelsen fra 2000 /2/, som er baseret på affaldsstatistikken fra 1998 /7/, angives, at ca. 45.000 ton organisk dagrenovation tilføres kompost- og biogasanlæg i 1999. Forskellen til de ca. 37.000 ton, der angives i Statistik for behandling af organisk dagrenovation 20001 /9/, kan delvis forklares med, at der er sket dobbeltregistreringer i forbindelse med affaldsstatistikken. Fra 1996 til 1997 faldt mængden af forbehandlet organisk dagrenovation tilført biogasanlæg pga. lukningen af anlægget i Helsingør. Fra at der blev bioforgasset knap 7.000 ton i 1996, faldt niveauet til ca. 2.500 ton i 1997, hvor det forblev helt frem til 2001. I 2001 sker der næsten en firedobling af mængden til knap 10.000 ton dagrenovation, der bioforgasses. Stigningen skyldes, at næsten alle anlæg har modtaget og behandlet mere dagrenovation, end de gjorde de tidligere år, og at to nye anlæg indgår i forhold til det foregående års statistik. I modsætning hertil har der siden 1997 været et konstant fald i mængden af organisk dagrenovation til kompostering. I 2001 er opgjort, at der er genanvendt ca. 27.000 ton ved kompostering. Tabel 3.2.
1) tromleanlæg + container-, kammer- og bokskompostering Kilde: Indberetninger til
Statistik for behandling af organisk affald fra husholdninger 1999. På baggrund af de initiativer, der blev igangsat i 1999, bl.a. fuldskala forsøgene og anlæg, der forventedes at overgå til biogasproduktion, blev der i statusredegørelsen i 2000 /2/ formuleret en forventning om, at bioforgasningen af forbehandlet organisk dagrenovation ville forøges i de kommende år til skønsmæssigt 15-20.000 ton i 2000, ca. 25.000 ton i 2001 og omkring 35.000 ton i 2002. Udgangspunktet var en forventning om, at der i 1999 blev behandlet 14.500 ton organisk dagrenovation på biogasanlæggene. Reelt blev der i 1999 kun behandlet mellem 2.500 ton og 3.000 ton /9/. Ud fra opgørelser over biogasdata fra 2002 /10/ skønnes det, at mængden af forbehandlet organiske dagrenovation, der bioforgasses i 2002, bliver godt 15.000 ton. En stigning i forhold til 1999 på godt 12.000 ton organisk dagrenovation tilført biogasanlæg. Forventningen var, at der ville blive forgasset ca. 20.000 ton mere i 2002 end i 1998. At denne stigning ikke er nået skyldes, at mængden af organisk dagrenovation, der er bioforgasset på Århus Nord, har været væsentlig mindre end de forventede 17.000 ton, og AFAV og Novoren (Audebo) har heller ikke leveret de forventede mængder. Derudover er biogasanlægget i Herning ophørt med at bioforgasse organisk dagrenovation medio 2002. 4 Tekniske undersøgelser vedrørende bioforgasning af organisk dagrenovation
Centrale spørgsmål for vurdering af den miljømæssige effekt og den velfærdsøkonomiske værdi af at genanvende det kildesorterede organiske dagrenovation er energiudnyttelsen, hvor meget næringsstof der genanvendes og de økonomiske omkostninger ved forskellige indsamlingssystemer og behandlingsteknologier. Hovedvægten i de senere års undersøgelser har ligget på indsamling herunder vurdering af mængder og kvalitet, forbehandling og karakterisering af kildesorteret organisk dagrenovation med henblik på at bedømme biogaspotentialet /11/. Undersøgelserne tager udgangspunkt i en række projekter knyttet til fuld- og storskalaundersøgelser i områderne Grindsted /19/, Hovedstadsområdet /12/, Kolding /13/, Vejle /19/, Aalborg /18/ og Århus /15/. I Grindsted, Vejle og Kolding er der etableret permanente indsamlingsordninger for kildesorteret organisk dagrenovation. I Kolding er kun en del af kommunen omfattet af ordningen, mens det i Vejle og Grindsted er hele kommunen, der er omfattet. I Århus blev en ny indsamlingsordning indført i hele kommunen i 2001, mens der i Aalborg og Hovedstadsområdet er tale om fuldskala forsøgsordninger for dele af kommunerne. Som supplement til de tekniske undersøgelser er der fortaget miljømæssige vurderinger af forskellige scenarier for håndtering og behandling af organisk dagrenovation /4/. Ved modelberegninger er netto energigevinsten, gasemissioner og næringsstofudbyttet fundet /5/. På baggrund af de tekniske undersøgelser og modelberegningerne over de miljømæssige konsekvenser er der gennemført en velfærdsøkonomisk vurdering af behandling af organisk dagrenovation ved forskellige mulige scenarier /6/. Endelig er muligheder og barrierer for udnyttelse af restproduktet fra bioforgasning af dagrenovation i jordbruget vurderet /16/, og kvaliteten af restproduktet med henblik på indholdet af tungmetaller og organiske miljøfremmede stoffer er undersøgt /17/. 4.1 Indsamlingsmængder og kvalitetMængder og kvalitet er vurderet på grundlag af indsamlinger i de 6 områder, hvor fuld-/storskalaforsøgene har kørt, og hvor der er indsamlet affald fra husstande med et bredt spektrum af indsamlingssystemer, relativt ensartede sorteringsvejledninger men forskellig informationsindsats . En sammenstilling af områdernes indsamlingsordninger fremgår af tabel 4.1 (efter /14/, /15/ og /19/). Tabel 4.1
Derudover foreligger resultater fra en spørgeskemaundersøgelse til de fleste kommuner og affaldsselskaber, der aktuelt indsamlede kildesorteret organisk dagrenovation til bioforgasning og kompostering i 2000 /20/. Det drejer sig om de to affaldsselskaber AFAV I/S og NOVOREN I/S og kommunerne Grindsted, Herning, Vejle, Aalborg og Århus. I alt er 15 kommuner repræsenteret med et befolkningsgrundlag på 335.000 personer i 2000. Endelig kan potentialet for indsamlede mængder af organisk dagrenovation uddrages af en nyligt afsluttet undersøgelse af mængde og sammensætning af dagrenovation /3/ foretaget i 10 udvalgte boligområder fordelt over hele landet. Dagrenovation fra ca. 2000 husstande, udvalgt så at de svarer til husstandsstørrelse og boligtype på landsplan, er indsamlet og sorteret i 19 fraktioner. Resultater Fuld- og storskalaforsøgene giver data for de faktisk indsamlede mængder og kvaliteten heraf fra henholdsvis etageboliger og enfamilieboliger. Der er stor forskel på mængden af organisk affald, der indsamles fra den enkelte husstand, i forhold til om det er fra områder med fælles eller med individuelle skraldespande. Der ses også stor variation i indsamlede mængder mellem forskellige geografiske områder en variation der ikke kan forklares. Det er derfor ikke muligt ud fra resultaterne fra et enkelt område at forudse, hvor meget affald der kan indsamles i et tilsvarende område /14/. I tabellerne 4.2 og 4.3 ses resultaterne for fælles skraldespande og for individuelle skraldespande. Tabel 4.2
I potentialeundersøgelsen /3/ er mængderne, der findes pr. husstand, alene de organiske fraktioner, mens de andre undersøgelser er baseret på indsamlede mængder og derfor også omfatter indsamlingsposer og fejlsorteringer. Disse fraktioner udgør dog kun få procent af affaldets samlede masse, hvorfor resultaterne fra de forskellige undersøgelser godt kan bruges som sammenligningsgrundlag . I potentialeundersøgelsen /3/ er der i lighed med resultaterne for fuld- og storskalaundersøgelserne fundet store variationer mellem forskellige geografiske områder (figur 4.1) /14/. Undersøgelsen viser endvidere, at den potentielle mængde organisk affald ved kildesortering afhænger mere af forskellene i antallet af personer i boligen end af boligtypen (tabel 4.4).
Figur 4.1. I tabel 4.4 er indsamlingspotentialet opgjort med udgangspunkt i forskellige sorteringsvejledninger. De mest restriktive indsamlingsordninger omfatter kun "ikke forarbejdet vegetabilsk affald", "andet vegetabilsk affald" og "animalsk affald". I de mest lempelige ordninger indgår yderligere "vådt aftørringspapir", "blomster og potteplanter" og "dyreekskrementer" Tabel 4.4
Der er således stor usikkerhed forbundet med at forudse hvor store mængder kildesorteret organisk dagrenovation, der kan forventes indsamlet i et givent område. Da forskellene i de indsamlede mængder ikke kan forklares ud fra områdets karakter, beboertæthed, boligtype, indsamlingsordning etc., må det antages, at folks velvilje og forbrugsvaner har afgørende indflydelse. I tabel 4.5 er de potentielle og de realiserbare mængder indsamlet kildesorteret organisk dagrenovation sammenstillet. Tabel 4.5
*Værdierne er beregnet under antagelse af at etageboliger(Fælles skraldespande) i gennemsnit har 1,9 beboer og enfamilieboliger (Individuelle skraldespande) 2,4 Det fremgår af sammenstillingen i tabel 4.5, at der er en stor variationsbredde i de indsamlede mængder. Opgørelser i større samlede områder peger dog på, at det er muligt at indsamle op mod 80 % af potentialet mest i mindre kommuner, hvor der gøres en stor indsats for information og opfølgning. I den samfundsøkonomiske analyser er der anvendt et vægtet skøn over indsamlet mængde organisk affald pr. husstand pr. uge på henholdsvis 4,0 kg for enfamilieboliger og 1,8 kg for etageboliger /6/. I dette skøn er lagt stor vægt på resultaterne fra Århus. Tallene svarer til en gennemsnitlig indsamlingsprocent på 61 % (se afsnit 6.1). 4.2 ForbehandlingForbehandling af den kildesorterede organiske dagrenovation indgår i alle eksisterende tekniske systemer. Forbehandlingen foregår i de fleste tilfælde inden affaldet køres til biogasanlægget (i Aalborg sker forbehandlingen på selve biogasanlægget). På selve biogasanlægget kan der dog ske både yderligere forbehandling og efterbehandling af affaldet. I undersøgelserne er repræsenteret 4 forbehandlingsanlæg. To fuldskalaanlæg i rutinemæssig drift - neddeling og magnetseparation i Grindsted og rullesigte i Herning. En prototype i form af skrueseparator i Vaarst Fjellerad der har været modificeret og fornyet et par gange i de senere år. Endelig en stempelseparator der har været under udvikling og teknisk afprøvning på AFAV /21/. De forskellige forbehandlingsanlæg er baseret på meget forskellige tekniske og fysiske principper og er også delvis indrettet til at behandle affald fra bestemte indsamlingsordninger. Affaldets oprindelse (renhed og indsamling) har i kombination med forbehandlingsteknologier betydning for hvor stor en andel af komponenterne i det kildesorterede affald, der føres videre til bioforgasning og dermed afgørende indflydelse på energiudbyttet og indhold af næringsstof i restproduktet. Sammenhængen mellem indsamling og forbehandling er undersøgt ved, at affald fra de forskellige områder og indsamlingsordninger er behandlet på forskellige anlæg /19/. Ud over de undersøgte forbehandlingsanlæg forbehandles organisk dagrenovation på en skrueseparator på Novoren og et rullesigteanlæg i Århus, som dog planlægges udskiftet med en skrue- eller stempelseparator. Resultater Neddeling og magnetseparering giver meget lidt rejekt - mindre end 1%, men denne forbehandlingsmetode kan kun anvendes på meget rent kildesorteret organisk dagrenovation. Den lave rejektprocent betyder, at hovedparten af det oprindeligt kildesorterede organiske dagrenovations-tørstof og -glødetab føres til bioforgasning med deraf følgende højt biogasudbytte pr. ton indsamlet organisk dagrenovation. Både rullesigten og skrueseparatoren giver meget høje rejektprocenter - i gennemsnit 35. Det betyder, at kun ca. halvdelen af det oprindelige kildesorterede organiske dagrenovations-tørstof og -glødetab senere bioforgasses, mens den anden halvdel frasepareres og forbrændes. Biomassen fra skrueseparatoren er meget ren, om end små plaststumper visuelt kan identificeres efter indsamling i plastposer - men vægtmæssigt er det meget lidt. Rullesigten resulterer i mere plast og større partikler i form af plast og papir i biomassen efter indsamling i plastposer. Rullesigten i Herning er nu nedlagt. Denne løsning synes ikke at kunne sikre et tilstrækkeligt lavt plastindhold i biomassen til at undgå tekniske problemer ved den efterfølgende bioforgasning og til, at biomassens indhold af plastblødgørere kan holdes sikkert under slambekendtgørelsens afskæringsværdi for plastblødgørere (DEHP). Anvendes papirposer findes stort set ikke plast ved sigtning af biomassen. Stempelseparatoren på AFAV I/S har kun været anvendt på få læs affald. De foreløbige resultater peger på, at det kildesorterede affalds sammensætning har stor betydning for rejektmængden, som i afprøvningen har ligget mellem 7 og 35 %. Affald indsamlet i papirpose giver den laveste rejektprocent lavere end når tilsvarende affald behandles på de øvrige forbehandlingsanlæg. 4.3 KarakteriseringFormålet med karakterisering af den kildesorterede organiske dagrenovation har været at etablere grundlæggende dokumentation for hvor meget næringsstof, der potentielt kan genindvindes og hvor meget energi, der kan produceres ved bioforgasning af affaldet afhængig af indsamlingssystem, kildesortering og forbehandling. Konkret er kildesorteret organisk dagrenovation fra fælles og individuelle skraldespande fra kildesorteringsordningerne i Grindsted, Hovedstadsområdet, Kolding, Vejle og Aalborg over en 11 måneders periode hver to gange blevet behandlet på forskellige forbehandlingsanlæg: neddeling+magnetseparering, rullesigte og skrueseparator. I enkelte tilfælde er den tidsmæssige variation belyst med 6 prøver over perioden /11/. Den forbehandlede organiske dagrenovation (biomassen) og rejektet er karakteriseret fysisk og kemisk, og metanpotentialet er målt i laboratoriet eller på pilot-biogasanlæg. Efterfølgende er den afgassede biomasse karakteriseret med hensyn til kemisk sammensætning og restmetanpotentiale. Resultater, sammensætning Biomassen består typisk af 22-32% tørstof heraf 83-93% organisk stof (VS). Tørstoffet består af 10-14% fedt, 13-15% protein, 10-16% stivelse, 4-10% sukker og 16-24% træstof. De målte komponenter udgør i snit 80% af det organiske stof, resten anses for at være "andre kulhydrater". Sammensætningen af biomassen for et givet system varierer over tid forskelligt for forskellige parametre. Variationen er størst for stivelse og sukker, som let omsættes, men også indholdet af P og Cl varierer meget. For de øvrige parametre er den tidsmæssige variation lille. For centrale parametre som tørstof, glødetab og enzymfordøjeligt organisk stof (EFOS) kun 3-10 %. Tabel 4.6
De væsentligste forskelle i biomassens sammensætning skyldes forbehandlingen. Mellem neddeling + magnetseparering og rullesigtning er forskellen med hensyn til den resulterende biomasses sammensætning dog marginal. Den væsentligste forskel findes mellem biomasse fra rullesigtning og skrueseparator. Anvendes skrueseparator indeholder biomassen mere vand (relativt 7-20% mindre TS), mere fedt (relativt 10-20% mere), mindre træstof (relativt 22-40% mindre) og mere EFOS. Det organiske stof i rejektet (ekskl. plast) er overordnet set ikke væsentligt forskelligt i sammensætning fra det organiske stof i biomassen; men metanpotentialet på VS-basis er dog i snit 25-40 % mindre end potentialet i biomassen. Resultater, metanpotentiale Komponentsammensætning og grundstofindhold varierer meget lidt i biomassen fra kildesorteret organisk dagrenovation. Det teoretiske biogaspotentiale er beregnet på basis af den gennemsnitlige komponentsammensætning og fås til i gns. 530 Nm3 CH4/ton VS. Der er ikke signifikant forskel mellem geografiske områder, fælles eller individuelle skraldespande eller forbehandling. Målinger i laboratoriet over 50 døgn viser et metanpotentiale på i middel 465 Nm3 CH4/ton VS. Der er heller ikke her systematiske forskelle mellem geografiske områder, fælles eller individuelle skraldespande eller forbehandling. De beregnede værdier er som forventet noget højere end de faktisk målte værdier, men der er ingen korrelation mellem beregnede og målte værdier. Endelig er metanudbyttet for biomasse fra kildesorteret organisk dagrenovation bestemt for 14 prøver ved bioforgasning i pilot-biogasanlæg. Resultaterne varierede mellem 300 og 400 Nm3 CH4/ton VS, med et gennemsnit på 340 Nm3 CH4/ton VS. Variationen i gas-udbyttet kan heller ikke her henføres til geografisk område, fælles eller individuel indsamling eller til forbehandlingsteknologien. I tabel 4.7 er metanindholdet omregnet til biogasmængder. I de velfærdsøkonomiske beregninger i kapitel 6 regnes med, at der i gennemsnit produceres 125 m3 biogas pr. ton forbehandlet organisk dagrenovation (biomasse). Dette udbytte er fastsat ud fra resultaterne i tabel 4.7 og en forventning om, at forbehandlingsteknologien kan forbedres ved en markant udbygning af antallet af forbehandlingsanlæg. Tabel 4.7
Opholdstiden i termofile, kontinuerte biogasreaktorer vil typisk være så kort (ca. 15 dage), at en væsentlig del af affaldets metanpotentiale ikke bliver realiseret. Der er derfor gennemført et projekt til belysning af hvor meget rest-metan, der dannes ved efter- slutlagring af afgasset organisk dagrenovation /22/. Undersøgelserne viser, at metanproduktionen i praksis er meget lille ved de temperaturer, der findes i gylletanke, der bruges til lagring af det bioforgassede materiale. Restmetanproduktionen fra bioforgasset organisk dagrenovation er begrænset både af temperaturen og af omsætteligheden af VS. Ud fra beregninger vurderes der ikke at være nogen væsentlig energigevinst forbundet med at opsamle denne restmetanproduktion. Den er beregnet til kun at udgøre ca. 8 promille af den metan, der i øvrigt produceres under bioforgasningen. Emissionen vil have nogen effekt på drivhusgasbalancen, idet metanemissionen fra lagring af afgasset affald er beregnet til at reducere den samlede besparelse på drivhusgasregnskabet med ca. 4 %. 4.4 Brændværdi og energibalanceDe samlede energiforhold ved henholdsvis forbrænding og bioforgasning af organisk dagrenovation er opgjort for de to teknologiers energiproduktion og energiforbrug /11/ og /24/. Den producerede biogas kan brændes af i en gasmotor med kedelanlæg med kombineret el- og varmeproduktion eller i en gasmotor med elproduktion alene. Energieffektiviteten i et kedelanlæg med kombineret el- og fjernvarmeproduktion er som på et forbrændingsanlæg på mellem 80 og 90 % af indfyret energi. Elvirkningsgraden i en gasmotor er typisk højere end i et affaldsforbrændingsanlæg. Den samlede energivirkningsgrad på et affaldsforbrændingsanlæg ligger mellem 80 og 85%. Antages det, at biogassen indeholder 65 % metan opnås i et anlæg (energivirkningsgrad på 85 % i gasmotoren) med både el- og varmeproduktion en samlet energiproduktion på 19,8 MJ per Nm3 biogas. Produceres kun el på gasmotoren falder energivirkningsgraden væsentlig og vil ligge på mellem 30 og 40 % afhængig af gasmotortype. I tabel 4.8 er de forskellige energi-input og -output ved selve forbrændingen og bioforgasningen opstillet for de i fuldskalaforsøgene undersøgte områder og teknologier inklusiv energien til gødningssubstitution, men eksklusiv energiforbrug til indsamling og transport. Ligeledes er der i tabellen ikke taget hensyn til kvaliteten af energien, hvor el er en mere højværdig energiform end varme /11/. Tabel 4.8 I projektet om basisdokumentation for biogaspotentialet af organisk dagrenovation /11/ og /24/ er der gennemført modelberegninger af forskellige systemer. Modelberegningerne af energibesparelser er gennemført for kildesorteret organisk dagrenovation for de forskellige scenarier med hensyn til kildesorteringskriterier, indsamlingssystem, forbehandling og bioforgasning samt forbrænding af rejektet. Tilsvarende besparelser er også beregnet for direkte forbrænding af den organiske dagrenovation. I beregningerne indgår transport, procesenergi, energiproduktion samt energiforbruget til substitution af kunstgødning. Energibalancen for bioforgasning af den organiske dagrenovation er den samme, om forbehandlingen sker på rullesigte eller skrueseparator og er i øvrigt ikke signifikant forskellig fra forbrænding af den organiske dagrenovation for Grindsted, Hovedstadsområdet, Kolding og Vejle. Der er en lille fordel (ca. 9%) i Aalborg, hvis gassen benyttes til både el og varmefremstilling. Det skyldes hovedsageligt, at elproduktionen er relativ større ved bioforgasning end ved forbrænding, og da 1 kWh el leveret til en forbruger har højere kvalitet (energi) end 1 kWh fjernvarme, spares der en større mængde (primær) energi. Dette bygger på en antagelse om, at hele fordelen ved samproduktion af el og varme på et kraftvarmeværk tillægges varmeproduktionen. Regnes resultaterne i leveret energi som i tabel 4.8, bliver forskellen på energiproduktionen mellem forbrændings- og bioforgasningsscenarierne minimal. Bioforgasningen af biomassen og forbrændingen af rejektet bidrager stort set med lige stor produktion af energi. Den største samlede energiproduktion fås, når mest tørstof går i rejektet og mest vand i biomassen. Energibesparelsen ved at substituere kunstgødning og energiforbruget til indsamling og transport af affaldet udgør hver for sig kun ca. 10% af energien. Dette indikerer, at optimering af energibesparelsen ved bioforgasning bør fokusere på optimering af gasproduktionen, gasudnyttelsen og forbrændingen af rejektet. Den samlede energibalance er meget robust over for ændringer i det teknologiske system, idet ændringerne i energibesparelsen er lille ved en rejektmængde på 7 % frem for normalt på 30-40 % (+7%), ved en halvering af energiforbruget til indsamling af kildesorteret affald (+5%), ved en øget køreafstand fra 25 km til 150 km til forbehandlingsstedet (-9%) og ved en 13 % forøgelse af biogasproduktionen per ton (+9%). Dog vil en ændring i det teknologiske system hvad angår energiudnyttelsen have væsentlige konsekvenser, idet et biogasanlæg med en gasmotor, hvor varmen køles væk, vil give en reduktion i energibalancen på 23 % (-23%). Tilsvarende vil et affaldsforbrændingsanlæg, der ikke kan afsætte varmeproduktionen, forringe forbrændingsløsningen væsentligt.
5 Scenarier for håndtering af organisk dagrenovation
De miljømæssige konsekvenser vurderes udelukkende i form af energiudnyttelsen samt emissionen til jord, luft og vand. En øget genanvendelse af organisk dagrenovation vil have en lang række positive følgevirkninger, som det ikke har været muligt at værdisætte, hvorfor de ikke indgår direkte i analysen. Det er også vigtigt at understrege, at modellerne anlægger en overordnet national synsvinkel, hvilket betyder, at der kan være regionale og lokale forskelle, som vil føre til et andet resultat lokalt end på nationalt plan. Endelig er det valgt at foretage analysen inden for et afgrænset tidsrum, da langtidseffekterne af f.eks. minedrift er vanskelige at værdisætte. 5.1 DTU-biogasmodellenI DTU-biogasmodellen foretages en miljømæssig vurdering af en række scenarier for bioforgasning af kildesorteret organisk dagrenovation, hvor forbehandlingsmetoden varieres, og et scenarie hvor al organisk dagrenovation forbrændes. Miljøeffekterne i forbindelse med kompostering af det organiske affald indgår ikke i modellen. Forbehandlingen omfatter flere alternativer: en rullesigte som ind til for nylig blev anvendt i Herning, en skrueseparator som anvendes i Vaarst-Fjellerad, og en stempelpresse som der er kørt forsøg med på AFAV i Frederikssund. Endvidere indgår beregninger baseret på 2 hypotetiske forbehandlinger. Bioforgasningen sker termofilt, mens rejektet forbrændes. Biogassen benyttes til energifremstilling og det afgassede materiale udbringes som gødning på jord. Scenarierne har alle som udgangspunkt en kildesorteret mængde organisk dagrenovation på 1000 kg. Vurderingen er begrænset til at fokusere på massestrømme, besparelser i energi, emission af drivhusgasser og næringsstofudbyttet. I beregningerne indgår transport, procesenergi, energiproduktion samt substitution af kunstgødning. Resultaterne viser, at overordnet set er de miljømæssige forhold hvad angår energi og drivhusgasser nogenlunde ens for bioforgasning, uanset om forbehandlingen foregår på rullesigte eller skrueseparator og er i øvrigt ikke signifikant forskellig fra forbrænding af den organiske dagrenovation for Hovedstadsområdet, Kolding og Vejle. Der er en lille fordel (ca. 9%) i Aalborg, hvis gassen benyttes til både el og varmefremstilling /18/. Langt de fleste scenarier giver et netto energiudbytte mellem 3000 og3400 MJ primær energi pr. 1000 kg indsamlet organisk dagrenovation med anvendelse af eksisterende forbehandlingsteknologier og bioforgasning. Energiudbyttet er det samme ved usorteret indsamling og forbrænding. Der er en svag tendens til, at bioforgasningen netto giver lidt mere energi end forbrænding, hvilket primært skyldes en bedre energiudnyttelse ved forgasning frem for forbrænding. Energibesparelsen ved at substituere kunstgødning og det forøgede energiforbrug til indsamling og transport af dagrenovationen ved kildesortering udgør hver for sig ca. 10 %. /11/. Forskellen mellem alternativerne skønnes at være af samme størrelse som usikkerheden på beregningerne eller indflydelsen af lokalspecifikke forhold. Et "idealiseret" system med en effektiv forbehandling, begrænset transport og en høj produktion af biogas vil kunne give et samlet energiudbytte på 4200 MJ/1000 kg organisk dagrenovation indsamlet, hvilket er 25 % mere energi end ved forbrænding af den samme mængde organisk dagrenovation. Drivhusgasemissionen følger stort set energiforbruget. Ved bioforgasning dannes et udrådnet produkt, der potentielt kan anvendes som gødning i jordbruget. Denne mængde udgør ca. 3-8 kg kvælstof, 0,5-1,1 kg fosfor og 1,2-2,6 kg kalium per ton organisk dagrenovation indsamlet. Den energimæssige fordel ved denne substitution af kunstgødning er indregnet i de energimæssige betragtninger ovenfor. 5.2 ORWARE-metodenORWARE-metoden er en systemanalyse, der ved hjælp af en computer baseret model (ORganic Waste REsearch) vurderer miljøkonsekvenser for et "materiale flow" i det her tilfælde et affaldsbehandlingssystem. Udgangspunktet er en livscyklusanalyse, hvor miljøpåvirkningerne gennem hele systemet fra affaldet indsamles til det genanvendes eller forbrændes indgår. I systemanalysen indgår to sæt scenarier og et antal følsomhedsanalyser. I det ene sæt scenarier- de 3 monoscenarier - sammenlignes miljøeffekterne fra de 3 forskellige behandlingsteknologier . Udgangspunktet er således, at de 700.000 ton organisk dagrenovation i Danmark enten forbrændes, bioforgasses eller komposteres. I det andet sæt scenarier er identificeret 5 multi-scenarier, der implementere forskellige niveauer for bioforgasning eller kompostering, samt et reference scenarie, der tager udgangspunkt i, hvordan de 700.000 ton organisk dagrenovation i Danmark er håndteret i 2001. Scenarierne 2-5 er sammensat med udgangspunkt i de mål, der er formuleret i Affald 21, hvor målet er, at 100.000 ton genanvendes ved bioforgasning i 2004, og på længere sigt mere end en tredobling af genanvendelsen. I scenarierne 4 og 5 er det antaget, at målene for genanvendelse opfyldes ved kompostering i stedet for bioforgasning. Sammensætningen af de 5 behandlingsscenarier fremgår af tabel 5.1. Tabel 5.1. Tallene i parentes er mængderne efter forbehandling, hvor 35 % frasorteres i forbindelse med bioforgasning og 15 % i forbindelse med kompostering. Rejektet er lagt til ved forbrænding /4/.
1 Deponering af slagger Ved hjælp af modellen fås en vurdering af miljøkonsekvenserne udtrykt som energibalance og emissionen til luft, vand og jord i de forskellige scenarier. Både i mono- og multiscenarierne produceres forskellige mængder af næringsstofferne N, P og K samt varme og el på basis af affaldet. Afhængig af hvilket scenarie, der tages udgangspunkt i, må samfundet derfor supplere op med forskellige mængder næringsstoffer og energi fra andre kilder. For næringsstofferne er der suppleret med N, P og K fra handelsgødning, for energiudbyttet suppleres med varme og el produceret på kul. Miljøkonsekvenserne som følge af suppleringen med næringsstoffer og energi indgår i vurderingen af hvert enkelt scenarie for håndtering af det organiske affald. I tabel 5.2 er produktionen på basis af den organiske dagrenovation samt de nødvendige supplerende mængder af næringsstoffer og el og varme opgjort for de 5 multiscenarier. Table 5.2.
I figurerne 5.1 og 5.2 ses miljøeffekterne fra de 5 multiscenarier inklusiv miljøeffekterne, som følge af de næringsstof- og energimængder, der skal suppleres med i hvert enkelt scenarie, for at samfundet har de samme mængder til rådighed uanset hvilken teknologi, der satses på.
Figur 5.1 Det fremgår, at nettoenergiproduktionen stort set er identisk for referencescenariet og bioforgasningsscenarierne, hvilket er i overensstemmelse med resultaterne fra DTU modelleringen. Forsuringen, eutrofieringen og den fotokemiske oxidering bliver større, jo mere der bioforgasses. Der er størst udslag ved eutrofieringen, hvilket primært skyldes emissionen af NOx som følge af forbrænding i gasmotoren.
Figure 5.2. Vurderes kompostscenarierne i forhold til referenescenariet ses, at energiforbruget stiger voldsom pga. det store behov for suppleringsenergi. Ved kompostering af affaldet udnyttes energien ikke. Samtidig giver kompostering anledning til et større kvælstoftab og dermed større eutrofiering. I figur 5.3 ses miljøeffekter fra de 3 monoscenarier inklusiv miljøeffekterne som følge af de næringsstof- og energimængder, der skal suppleres med i hvert enkelt scenarie svarende til resultaterne i figur 5.1 og 5.2.
Figur 5.3 Det fremgår, at forbrændingsscenariet har mindst effekt på miljøet og forbruget af ressourcer. Komposteringsscenariet har den største effekt på miljøet. Kompost giver generelt ikke et energiudbytte, hvilket vejer tungt i negativ retning miljøvurderingen sammen med det forholdsvis store kvælstoftab, der er specielt i forbindelse med milekomposteringen. Lokal- og specielt hjemmekompostering kan dog fortsat være en god ide, og det er ofte billigere at kompostere end at bioforgasse, som det fremgår af kap 6. I vurderingen af de miljøeffekter, der følge af de forskellige håndteringsscenarier, er der en række positive effekter knyttet til anvendelsen af kompost/bioforgasset affald, der ikke er taget højde for. Enten fordi det er vanskeligt at opgøre effekten, eller fordi den ikke umiddelbart kan prissættes. Det drejer sig om forbedring af jordstrukturen, øget kapacitet til at tilbageholde vandet i jorden og en formodning om, at specielt brug af kompost kan reducere behovet for anvendelse af pesticider. Dertil kommer en række sideeffekter, det ikke har været muligt at inddrage:
I kapitel 6 foretages en økonomisk vurdering af de opgjorte miljøeffekter set i forhold til de øvrige udgifter i forbindelse med håndtering af affaldet. Under de gældende forudsætninger viser resultaterne heraf, at værdien af de positive følgevirkninger, der ikke er inddraget i analysen, skal være betragtelige for at kunne ændre på konklusionen om, at det på nationalt plan samfundsøkonomisk kan betale sig at øge genanvendelsen set i en kortere tidshorisont. Følgende følsomhedsanalyser er udarbejdet
Ingen af disse analyser har ændret på den overordnede placering af de 3 teknologier i forhold til hinanden. I kapitel 6 vurderes om de enkelte forskydninger har nogen betydning for resultatet af den samfundsøkonomiske vurdering. 6 Samfundsøkonomisk analyse
Der er i analysen opstillet 5 scenarier for den fremtidige håndtering af organisk dagrenovation. Disse er opstillet med forskellige kombinationer af de 3 behandlingsmetoder forbrænding, bioforgasning og kompostering med baggrund i målene i Affald 21 og justeret efter nyeste data, jf. kapitel 3. De 5 scenarier er nærmere beskrevet under de miljømæssige vurderinger i kapitel 5. Der regnes i analysen dels på de tre behandlingsmetoder (monoscenarier) separat og dels på kombinationer i de opstillede scenarier. Der er foretaget en systemafgrænsning af såvel den budgetøkonomiske som den velfærdsøkonomiske analyse, så kun omkostninger og fordele ved den organiske dagrenovation medtages. Både ved indsamling og behandling håndteres den organiske affaldsfraktion sammen med andre fraktioner og her er omkostninger og indtægter forsøgt opdelt specifikt på den organiske dagrenovationsdel. Ligeledes er miljøkonsekvenserne i den bagvedliggende livscyklusanalyse (ORWARE-analysen jf. kap. 5) specifikt opgjort for den organiske dagrenovationsdel. 6.1 Indsamling af organisk dagrenovationFor at muliggøre genanvendelse af organisk dagrenovation skal denne indsamles separat fra restaffaldet. Til brug for analysen er der derfor udover udelt indsamling opstillet tre indsamlingsmetoder for todelt indsamling. De tre metoder for todelt indsamling bygger på resultaterne fra fuldskalaforsøgene i henholdsvis Aalborg, København samt Århus (se tabel 4.1) /18/, /12/,/15/. Det skal dog understreges, at omkostningerne brugt i analysen ikke stammer direkte fra forsøgsordningerne. På basis af forsøgsordningerne har kommunerne vurderet, hvad et opskaleret og mere "skrabet" system ville koste. I København er der kun dokumenteret data for omkostningerne ved indsamling af den organiske affaldsdel samt en besparelsesprocent for indsamling af restaffaldet. Derfor er besparelsen på restaffaldet beregnet på basis af et traditionelt system med udelt indsamling baseret på en stikprøve på 15 kommuner4. På baggrund af de forskellige undersøgelser beskrevet i kapitel 4 er der foretaget et skøn over mængden af organisk affald, der kan udsorteres i boligerne, mængden af restaffald og totale mængder affald fra husholdninger fordelt på henholdsvis enfamilieboliger og etageboliger. Den samlede mængde affald er fastsat til 9,9 kg/husstand/uge for enfamilieboliger, mens den for etageboliger er noget mindre 8,0 kg/uge. Dette hænger sammen med, at husstande i etageboliger ofte er mindre end i enfamilieboliger /3/. Ca. 50% af det indsamlede affald er organisk dagrenovation og af dette antages i gennemsnit ca. 60% at kunne indsamles i en kildesorteringsordning. I det endelige skøn er taget hensyn til, at fuldskalaforsøget i Århus kommune dækker et meget stort antal husstande og har data for en længere periode sammenlignet med de øvrige fuldskalaforsøg. Derfor indgår erfaringerne fra Århus med større vægt. På denne baggrund er skønnet fastsat til 4,0 kg indsamlet organisk dagrenovation per uge per husstand for enfamilieboliger og 1,8 kg indsamlet organisk dagrenovation per uge per husstand for etageboliger. 6.2 Budgetøkonomisk analyseI denne del af analysen analyseres konsekvenserne for de enkelte affaldsbehandlere ved en ændret affaldshåndtering. Der tages udgangspunkt i de faktiske priser som affaldsbehandlerne står over for, dvs. tilskud og afgifter medtages. I den budgetøkonomiske analyse er de direkte økonomiske konsekvenser af at indføre todelt indsamling af dagrenovation med efterfølgende forbehandling og bioforgasning eller kompostering af den organiske dagrenovation opstillet. Ekstra udgifter til etablering og drift af et todelt indsamlingssystem herunder bl.a. ekstraudgifter til køkkenstativer og udgifter til distribution af poser af papir eller plast til brug i køkkenet er udelukkende tilskrevet den organiske fraktion, således at indsamlingsprisen pr. tons for restaffaldet holdes konstant. De opstillede omkostninger fremgår af tabel 6.1. Selve indsamlingssystemet i de tre områder er nærmere beskrevet i kap. 4. I Aalborg og Århus kommune baserer det todelte system sig på 14-dages indsamling af organisk og restaffald for enfamilieboliger5. Dette er en serviceforringelse i forhold til referencesystemet (udelt indsamling), der har ugeindsamling. Det er dog valgt at se bort herfra og anvende de opgivne data fra de to kommuner. Tabel 6.1
Tal baseret på: I: Aalborg, II: København og III: Århus Forbehandling af den indsamlede organiske dagrenovation er som tidligere beskrevet en forudsætning for succesfuld genanvendelse i biogasanlæg og komposteringsanlæg. Overslaget over omkostningerne for forbehandling fremgår af tabel 6.2. Omkostningerne for forbehandling i Aalborg er baseret på et projekteret anlæg med skrueseparator. Der er taget udgangspunkt i de projekterede omkostninger ved fuld kapacitet. Disse resultater er anvendt i de videre beregninger. Omkostningerne til for- og efterbehandling ved kompostering baserer sig på et skøn på baggrund af norske erfaringer. Tabel 6.2
a: = Forbehandlingsanlægget har ikke kørt med fuld kraft, derfor er der lavet en alternativ beregning af forbehandlingsprisen ved fuld kapacitet I den budgetøkonomiske analyse er der ligeledes opstillet omkostninger ved de tre behandlingsformer bioforgasning, kompostering og forbrænding. Disse er summeret i tabel 6.3. For kompost er der antaget en fordeling på 50% reaktorkompostering og 50% milekompostering. Tabel 6.3
På baggrund af de opstillede omkostninger til indsamling, forbehandling og behandling kan de samlede budgetøkonomiske omkostninger ved hhv. forbrænding, bioforgasning og kompostering opstilles, jf. tabel 6.4. Behandlingsomkostningerne dækker forbehandling og behandling inklusiv forbrænding af hvor der antages en rejektmængde på henholdsvis 35% for bioforgasning og 15% for kompostering. Tabel 6.4
Etableringen af todelt indsamling er et væsentligt fordyrende element i bioforgasnings og komposteringsalternativerne, jf. tabel 6.4. Dette skyldes især, at merprisen på indsamlingsleddet er væsentlig større end den besparelse, der opnås ved behandlingen. Her er dog ikke taget højde for de miljømæssige effekter. Disse inkluderes i den velfærdsøkonomiske analyse. 6.3 Velfærdsøkonomi for behandlingsalternativerneI dette afsnit beskrives resultaterne af den velfærdsøkonomiske analyse. I modsætning til den budgetøkonomiske analyse sætter den velfærdsøkonomiske analyse fokus på hele samfundet under ét. I denne analyse forsøges det at opgøre, hvorledes en ændret affaldshåndtering vil påvirke ressourceforbruget og miljøet for hele samfundet. Afgifter og tilskud som i princippet blot fungerer som omfordelinger i samfundet medtages ikke i denne del af analysen. Bl.a. regnes der i forbrugerpriser og bruges en anden diskonteringsrente end i den budgetøkonomiske analyse6 (se i øvrigt /6/ og /38/) Miljøkonsekvenserne prissættes i det omfang, det er muligt. De miljøeffekter, der er prissat i analysen, fremgår af tabel 6.5. Det er lykkedes at prissætte stort set samtlige de miljøeffekter, som det har været muligt at opgøre i mængder. Det vil sige, at der er prissat såvel emissioner til luft som udledninger af tungmetaller til luft og vand. Tungmetaller i fast form har det dog ikke været muligt at værdisætte. Stort set alle miljøeffekter opgjort i livscyklusanalysen finder sted i Danmark, undtagen miljøeffekterne fra den kompenserende gødningsproduktion i form af kunstgødning samt miljøeffekter ved kompenserende/sparet elproduktion, som både kan finde sted i Danmark og i udlandet7. Det er valgt at medtage alle miljøeffekter opgjort i livscyklusanalysen, selv om de potentielt kunne finde sted i udlandet8. Det skal understreges, at værdisætningen er forbundet med meget store usikkerheder. Endvidere er bl.a. estimaterne for tungmetaller taget fra et norsk studie/34/, hvilket kan være problematisk at overføre til danske forhold. Derfor skal værdisætningen mest af alt anses som et overslag over størrelsesordenen af miljøkonsekvenserne. Tabel 6.5
a: Omregnet til CO2-ækvivalenter (21:1) For prisen på CO2 er anvendt alternativomkostninger i form af Energistyrelsens estimerede marginale omkostninger ved tiltag til reduktion af CO2-emission /26/. Prisen for CH4 og N2O er beregnet udfra CO2-prisen udfra CO2-ækvivalent. Prisen for emissioner af NOx, SOx og VOC stammer fra EU-kommissionens database BeTa (efter /27/, der indeholder en række reviderede beregningspriser for de marginale eksterne omkostninger ved luftforurening. DMU peger i sin rapport om miljøøkonomiske beregningspriser /27/ på, at priserne fra BeTa for luftemissioner er fagligt mere velbegrundede end priserne brugt af Finansministeriet /28/. For SOx opererer BeTa med forskellige priser for land, mellemstore og større9 byer. I analysen er for transport anvendt en fordeling på land, mellemstore og storbyer på hhv. 30 pct., 30 pct. og 40 pct. Tilsvarende fordeling er anvendt for forbrænding og el- og varmeproduktion. For bioforgasning og kompostering er alene anvendt prisen for land, og for kunstgødning er alene brugt prisen for mellemstor by. Prisen for CO er hentet fra Finansministeriet /28 /, og kilden hertil er EU-kommissionens ExternE studie. Prisen på dioxin er et foreløbigt beregningseksempel /29/. For partikler er for behandling brugt prisen fra Finansministeriets ovennævnte rapport, mens der for transport er anvendt Det Økonomiske Råds reviderede estimat /30/. For NH3 er anvendt de laveste alternativomkostninger hentet fra DMUs rapport om fremskrivningsmodeller, hvor der er opgjort marginale omkostninger på landbrugsområdet til at reducere NH3-udledningen /31/. Samtlige priser for tungmetaller (både til luft og til vand) er hentet fra en norsk rapport udarbejdet af ECON /34/. For NO3-udledning til vand er anvendt alternativomkostning i form af den laveste marginalomkostning for reduktion af NO3 ifølge Midtvejsevalueringen af Vandmiljøplan II /32/33/. Alle priser er omregnet til 2001-niveau. I tabel 6.6 fremgår de samlede konsekvenser ved behandling af et tons indsamlet organisk affald(dvs. både omkostninger og værdien af miljøeffekter) af de 3 behandlingsmetoder: forbrænding, bioforgasning og kompostering. Indsamlingen af dagrenovationen i et todelt system bevirker en markant fordyrelse af håndteringen, hvorimod behandlingen ved bioforgasning og kompostering er væsentlig billigere sammenlignet med forbrænding. For værdien af miljøeffekterne gælder, at indsamlingen og den øvrige transport tegner sig for ca. ¼ for forbrænding og bioforgasning og for ca. halvdelen for kompostering. Resten udgøres af spredning, behandling og kompenserende effekter. For forbrænding er det især udledning af SOx og NOx, der bidrager til værdien af miljøeffekterne. For bioforgasning er det hovedsagelig NOx og MNVOC, mens det for kompostering primært er NO3 til vandmiljøet. Slutprodukterne er værdisat som den samfundsøkonomiske pris opgjort som markedsværdien samt værdien af miljøkonsekvenserne af de produkter, som substitueres. For fx bioforgasning, hvor slutproduktet er både gødning, el og varme, opgøres værdien således som markedsprisen på handelsgødning samt på hhv. el og varme tillagt værdien af miljøkonsekvenserne ved produktionen af disse tre produkter. Værdien af slutprodukterne for et tons indsamlet organisk affald er hhv. 464 kr./tons ved forbrænding, 549 kr./tons ved bioforgasning og 113 kr./tons ved kompostering. For kompostering betyder dette, under antagelse af at den komposterede mængde udgør ca. ½ - 1/3 af den behandlede mængde, at den færdige kompost prisfastsættes til ca. 100 - 150 kr./tons10. Tabel 6.6
i.o: ikke opgjort i livscyklusanalysen (tungmetal i slaggen) På baggrund af de tre behandlingsmetoder opstilles de fem scenarier og de samlede omkostninger og fordele ved de enkelte scenarier opgøres, jf. afsnit 6.7. Referencescenariet definerer den basisproduktion, som findes i samfundet i dag. I de scenarier, hvor der fx produceres mindre el og varme end i referencesituationen, tilføres omkostningerne og miljøkonsekvenserne ved supplerende produktion. Ligeledes fratrækkes der omkostninger og miljøkonsekvenser ved kunstgødningsproduktion i de tilfælde, hvor affaldsbehandlingen fører til en større gødningsproduktion. Herved sikres, at der i alle scenarierne er den samme produktion som i referencescenariet. Dette bygger på en forudsætning om, at den nuværende produktion af el, varme og gødning antages at være den nødvendige for samfundet. Dette betyder generelt, at en ændret produktion vil give anledning til øgede eller mindskede omkostninger til kompenserende eller sparet produktion. I tabel 6.7 er den samlede velfærdsøkonomiske effekt for de enkelte scenarier summeret. Der benyttes et vægtet gennemsnit på indsamlingsomkostningerne for hhv. etage og enfamilieboliger, svarende til fordelingen, der findes i Danmark (39,9% etageboliger og 60,1% enfamilieboliger) Det har ikke været muligt at prissætte en række fordele ved genanvendelse af organisk dagrenovation gennem bioforgasning og kompostering i denne analyse. Dette skyldes bl.a., at størrelsesordenen af effekterne er usikker. Det gælder f.eks. forbedret jordstruktur og vandbindingsevne, reduceret behov for pesticidanvendelse og eventuel forbedret slaggekvalitet fra forbrændingen af restaffaldet. Ligeledes gælder, at for fosforindvinding er energieffekterne opgjort og prissat, mens det ikke har været muligt at opgøre de øvrige miljøeffekter ved indvindingen. Det kan dog konstateres, at de forøgede omkostninger ved todelt indsamling er så store i forhold til de værdisatte miljøeffekter, at værdien af de ikke-prissatte miljøeffekter derfor skal være meget store for at forrykke resultatet. De samlede velfærdsøkonomiske meromkostninger ved at indføre Affald 21s langsigtede mål med bioforgasning af 300.000 ton indsamlet organisk dagrenovation (scenarie 3) er i størrelsesordnen 230 mio. kr. årligt, jf. tabel 6.7. En tilsvarende udbygning af kompostering (scenarie 5) vil koste ca. 270 mio. kr. årligt. Affalds 21s mål for bioforgasning i 2004 (scenarie 2) vil årligt koste i størrelsesordnen 70 mio. kr. ekstra i forhold til den nuværende håndtering af det organiske affald, hvorimod en udbygning med kompostering (scenarie 4) årligt vil koste ca. 80 mio. kr. De samlede sparede omkostninger og miljøfordele ved de kompenserende systemer ved en udbygning af bioforgasning er i scenarie 3 opgjort til 25 mio. kr. årligt, jf. tabel 6.7. Dette skyldes i stor udstrækning den forøgede elproduktion i forhold til den nuværende situation samt værdien af kvælstof i den afgassede organiske dagrenovation. Ved en udbygning med kompost som i scenarie 5 vil der derimod mangle en stor el og varmeproduktion, hvilket betyder at den kompenserende produktion her får en værdi på over 90 mio. kr. årligt. Tabel 6.7
6.4 FølsomhedsanalyserFølsomhedsanalyser udføres på monoscenarierne, dvs. på de enkelte behandlingsalternativer (forbrænding, bioforgasning og kompostering) og ikke på scenarierne, da det er de enkelte behandlingsalternativers følsomhed overfor ændringer, der er det interessante. Der analyseres dels for betydningen af ændringer i enkelte parametre, og dels på et "optimistisk case for genanvendelse" og et pessimistisk case for genanvendelse", hvor flere parametre ændres samtidig. Mht. indsamlingsomkostninger beregnes en "break-even"-omkostning, dvs. hvad må indsamlingsomkostningerne maksimalt være for at bioforgasning og kompostering bliver samfundsøkonomisk attraktivt i forhold til forbrænding. For en uddybning af følsomhedsanalyserne se /6/. Der er udført følgende følsomhedsanalyser:
Break-even omkostningerne for todelt indsamling er udregnet ved at beregne, hvor meget de årlige indsamlingsomkostninger skal reduceres i den velfærdsøkonomiske analyse, for at hhv. bioforgasning og kompostering bliver lige så attraktivt samfundsøkonomisk som forbrænding . Dette er omregnet til, hvad meromkostningen må være pr. husstand i budgetøkonomiske priser. Meromkostningen for todelt indsamling skal ned under 50 kr./husstand pr. år for enfamilieboliger og under 20 kr./husstand pr. år for etageejendomme, for at bioforgasning bliver mere attraktiv end forbrænding. For kompostering skal meromkostningen helt ned under hhv. 30 kr./husstand pr. år og 10 kr./husstand pr. år. I basisanalysen er meromkostningen for todelt indsamling - beregnet på baggrund af fuldskalaforsøgene og er hhv. ca. 150 kr./husstand pr. år for enfamilieboliger og ca. 110 kr./husstand pr. år for etageejendomme. Det betyder, at meromkostningen pr. husstand skal reduceres med ca. 2/3 for enfamilieboliger og 5/6 for etageejendomme i forhold til basisanalysens forudsætninger for at ændre rangordenen til fordel for genanvendelse. Kommunerne i AFAV-området12 har oplyst en årlig meromkostning til indsamling af organisk affald på 57 74 kr./husstand for enfamilieboliger. AFAV skønner, at meromkostningen for etageejendomme er ca. 10 kr. lavere pr. husstand. Disse omkostninger er dog ikke fuldt sammenlignelige med meromkostningerne i denne analyse, bl.a. er de ikke opgjort med samme diskonteringsrente ligesom der kan være andre forskelle. Desuden indsamles restaffaldet og det organiske affald skiftevis hver uge, dvs. hver fraktion indsamles hver 14. dag. Dette er en serviceforringelse i forhold til udelt indsamling i denne analyse, hvor der antages ugeindsamling. Grindsted kommune oplyser en årlig meromkostning på 402 kr./tons organisk affald. Dette kan omregnes til en meromkostning pr. husstand på 84 kr. under antagelse af udelukkende enfamilieboliger. Disse oplyste meromkostninger er således ikke lave nok til at ændre rangordenen mellem alternativerne. Forbrænding er under antagelse af de oplyste meromkostninger stadig den samfundsøkonomisk mest attraktive løsning. Følsomhedsanalyserne, hvor der ændres på enkelte parametre, ændrer gennemgående ikke på rangordenen mellem de forskellige behandlingsalternativer, jf. tabel 6.8. En enkelt undtagelse er dog brug af EU-priser på miljøkonsekvenserne, som gør kompostering lidt mere attraktivt end bioforgasning. Dette skyldes en væsentligt højere pris på NOx end i basisscenariet. Forbrænding vedbliver dog klart at være det bedste alternativ. Et "optimistisk genanvendelsesscenarie" med de mest optimistiske forudsætninger om den indsamlede mængde, rejektmængde og biogaspotentiale bevirker, at bioforgasning bliver mere attraktivt end forbrænding. Dette gælder dog kun for enfamilieboliger og ikke for etageboliger. På baggrund af erfaringerne fra de tre fuldskalaforsøg vurderes det, at disse forudsætninger kun er realistiske lokalt set og ikke for Danmark generelt. Antages de mest optimistiske forudsætninger fra fuldskalaforsøgene at kunne opnås samtidig med markant lavere indsamlingsomkostninger end antaget i basisanalysen, kan genanvendelse samlet set blive den samfundsøkonomisk billigste løsning. Generelt må det konkluderes, at rangordningen mellem behandlingsalternativerne er robust. Forbrænding er den mest attraktive løsning, efterfulgt af bioforgasning, mens kompostering er den dyreste løsning for samfundet. Tabel 6.8
8 Konklusion
8.1 Dagrenovation og mængderMængden af organisk dagrenovation i Danmark er stabil. Den seneste affaldsanalyse viser, at der samlet findes ca. 640.000 ton/år Denne mængde er i samme størrelsesorden som de hidtidige antagelser om ca. 700.000 ton/år, og i forhold til analysernes usikkerhed er der ikke forskel. Ud fra opgørelsen af den nuværende håndtering af organisk dagrenovation i kapitel 3 kan forventes, at ca. 40.000 ton organisk affald svarende til ca. 55.000 ton indsamlet organisk dagrenovation vil blive genanvendt gennem bioforgasning og kompostering i 2002. Det er ikke sandsynligt, at denne mængde vil stige væsentligt i de kommende år. De i Affald 21 opstillede mål for 2004 om en samlet genanvendelse på 150.000 ton organisk dagrenovation med mindst 100.000 ton organisk dagrenovation håndteret i biogasanlæg vil derfor ikke blive opnået. Ved behandling af organisk dagrenovation i biogasanlæg kræves en meget ren biomasse. Det kan opnås ved at indsamle affaldet i papirposer eller ved etablering af et forbehandlingsanlæg. Det kan dog være svært at opnå tilstrækkelig høj kvalitet ved alene at indsamle i papirposer og ikke forbehandle, og det forudsætter en løbende informationsindsats overfor borger, der fejlsorterer. Det er afgørende for den videre behandling i biogasanlægget, at der ved forbehandlingen opnås en biomasse af tilstrækkelig renhed. Det vurderes, at de udviklede forbehandlingsteknologier kan leve op til kravet om en ren biomasse, men forbehandlingen er dyr, og der frasorteres en meget stor andel af affald på forbehandlingsanlæggene (rejekt ca. 35%). Der er derfor behov for en fortsat udvikling på området. De gennemførte fuldskalaforsøg og erfaringerne fra Århus har dokumenteret, at forskellige indsamlingsmetoder og forbehandlingsmetoder kan implementeres, og at disse kan fungere tilfredsstillende. Erfaringerne viser imidlertid også, at det er relativt omkostningskrævende at etablere todelt indsamling- såvel ved decideret todelt indsamling som todelt indsamling med efterfølgende optisk sortering af grønne og sorte poser. Samlet indsamling med efterfølgende optisk sortering i sorte og grønne poser er den billigste løsning ved indsamling fra enfamiliesboliger, mens systemet i København med separat indsamling i papirposer er den billigste løsning ved etageboliger. Ved indsamling i mindre områder vil andre indsamlingssystemer dog sandsynligvis være billigere. Der er gennemført en intensiv karakterisering af organisk dagrenovations kemiske sammensætning og af biogaspotentialet. Datagrundlaget for beslutningen om den fremtidige håndtering af organisk dagrenovation er dermed blevet endog meget væsentligt forbedret. Undersøgelserne har vist, at biogaspotentialet af indsamlet organisk dagrenovation er lavere, end hvad tidligere undersøgelser har indikeret. Det skyldes dels, at mængden er lavere, da der frasorteres ca. 35% i forbehandlingsanlæggene, og dels at biogaspotentialet beregnet på basis af indholdet af organisk stof er mindre end tidligere rapporterede resultater. Per ton forbehandlet organisk dagrenovation fås mellem 100 og 150 Nm3 biogas. Det svarer til omkring 70-100 Nm3 per ton indsamlet organisk dagrenovation. Der er ligeledes på kildesorteret organisk dagrenovation gennemført analyser af brændværdien, som viser en stabil brændværdi på mellem 4,1 og 4,4 MJ/kg. Det er større end de hidtidige analyser, der har antaget, at den var 3,5-3,7 MJ/kg. Der kan ikke påvises en systematisk forskel i brændværdien af organisk dagrenovation fra forskellige geografiske områder eller boligtyper. 8.2 Energibalancer og miljøeffekterDe opstillede energibalancer viser, at der ikke er stor forskel på det samlede energiudbytte mellem bioforgasning og forbrænding, men at der er en svag tendens til at bioforgasning giver et lidt større energiudbytte. I de opstillede energibalancer for håndteringen af organisk dagrenovation er de reviderede værdier for biogaspotentialet og brændværdien af afgørende betydning i forhold til tidligere opstillede energibalancer. Særligt ændringen af brændværdien af den organiske dagrenovation har betydning. Det forudsættes, at såvel el som varme kan udnyttes fuldt ud. En anden væsentlig faktor for de ændrede energimæssige resultater er de forbedringer i energiudnyttelsen, der er sket på forbrændingsanlæggene i de seneste 3-5 år. Dels er affaldsforbrændingsanlæggene i stor udstrækning ændret til at være såvel el- som varme producerende, og dels er såvel total- som el-virkningsgraden på nye forbrændingsanlæg steget væsentligt. Energimæssigt kan der således ikke generelt peges på, at bioforgasning er bedre end forbrænding eller omvendt. Lokale forhold som indsamlingssystem, indsamlede mængder, forbehandling m.m. vil have afgørende indflydelse på, om det miljømæssigt og økonomisk er en god ide at indføre separat indsamling af organisk dagrenovation. I de energimæssige betragtninger indgår den energimæsige fordel ved substitutionen af kunstgødning med biologisk behandlet affald. Det vurderes at genanvendelse af halvdelen af den organiske dagrenovation ud fra indholdet af kvælstof og fosfor vil have et arealbehov på godt 7000 ha ud af et samlet dyrkningsareal på ca. 2,6 mio. ha. Derimod indgår ressource betragtninger om sparet fosfor ikke. Fosforindholdet i halvdelen af den organiske dagrenovation udgør kun et gødningsbidrag på ca. 0,3 % af landbrugets samlede fosforbehov, og Miljøstyrelsen vurderer, at dette aspekt er af væsentlig større betydning for andre affaldsfraktioner som slam og animalsk affald. I den samfundsøkonomiske analyse er ikke inddraget de positive miljøeffekter som f.eks. renere røggas på forbrændingsanlæggene som følge af en højere brændværdi ved forbrænding af rejektet, når der indføres kildesortering af organisk dagrenovation. Der er heller ikke inddraget, at fokus på nødvendigheden af udsortering af problematiske fraktioner som elektronikskrot og batterier fra dagrenovationen muligvis kan føre til forbedret kvalitet af slaggen, renere forbrænding m.m. Det har ikke været muligt at indsamle data, der kan dokumenter disse effekter. I miljøvurderingen efter ORWARE-metoden indgår energibalancer og emissioner til luft, jord og vand. Som udgangspunkt fastsættes en produktion af el, varme og næringsstoffer i Danmark. I miljøvurderingen af hvert enkelt håndterings-scenarie indgår miljøeffekterne som følge af, at der skal suppleres op til det fastsatte niveau med energi og næringsstoffer fra andre kilder. Når der tages hensyn til miljøeffekter som følge af supplering med energi og sparet gødning, er forbrændingsscenariet svarende til den nuværende håndtering overordnet det scenarie, der har den mindste miljøpåvirkning, mens kompostscenariet har den største miljøpåvirkning. Kompost giver generelt ikke et energiudbytte, hvilket vejer tungt i negativ retning i miljøvurderingen, fordi der skal suppleres op med den største mængde energi fra andre kilder. Lokal- og specielt hjemmekompostering kan dog fortsat være en god ide. Samfundsøkonomisk er der stort set ingen forskel på, om der komposteres centralt eller bioforgasses. Særligt tre faktorer er væsentlige for de miljømæssige vurderinger af behandling af organisk dagrenovation:
Samlet kan konkluderes, at der er en samfundsøkonomisk meromkostning i størrelsesordnen 250 mill. kr. pr. år på landsplan ved at indføre tvungen indsamling af organisk dagrenovation med henblik på bioforgasning eller kompostering. I beregningerne er forudsat, at omkring halvdelen af det organiske affald fra husstandene genanvendes (330.000 ton). Imidlertid kan lokale forhold, have indflydelse på de opstillede forudsætninger for beregningerne, og såvel bioforgasning som kompostering kan derfor være attraktive løsninger lokalt set såvel miljømæssigt som økonomisk. Den samfundsøkonomiske analyse viser, at værdien af miljøeffekterne kun udgør mellem 5 og 10 % af de samlede velfærdsøkonomiske nettoomkostninger afhængig af, om der bioforgasses, forbrændes eller komposteres. Den altafgørende omkostning er indsamlingen af dagrenovationen i et tostrenget system. Udgiften hertil udgør omkring 75 % af de samlede velfærdsøkonomiske nettoomkostninger. Merudgiften som følge af særskilt indsamling af den organiske dagrenovation overstiger langt den billigere behandling i biogas- og komposteringsanlæg. For at bioforgasning skal blive mere attraktiv end forbrænding, skal meromkostningen for todelt indsamling ned under 50 kr./husstand pr. år for enfamilieboliger og under 20 kr./husstand pr. år for etageejendomme. Tilsvarende for kompostering skal meromkostningen helt ned under hhv. 30 kr./husstand pr. år og 10 kr./husstand pr. år. I basisanalysen antages en meromkostning til indsamling på hhv. ca. 150 kr./husstand pr. år for enfamilieboliger og ca. 110 kr./husstand pr. år for etageejendomme. Det betyder, at meromkostningen pr. husstand skal reduceres med ca. 2/3 for enfamilieboliger og 5/6 for etageejendomme i forhold til basisanalysens forudsætninger for at ændre rangordenen til fordel for genanvendelse. I områder hvor affaldet kan indsamles billigere end dokumenteret i fuldskalaforsøgene, og hvor de meste optimistiske forudsætninger fra fuldskalaforsøgene kan opnås, kan genanvendelse således lokalt set vise sig at være den samfundsøkonomisk billigste løsning. I analysen er der en række positive sideeffekter, som det ikke har været muligt at inddrage som f.eks. forbedring af jordkvalitet og vandholdningsevne, forbedret forbrænding af restaffaldet og slaggekvalitet, reduceret forbrug af pesticider, positiv effekt på udnyttelsen af gylle og generel bedre kildesortering. Som det er antydet, skal de velfærdsøkonomiske fordele af disse forbedringer være ganske betragtelige, for at de alene kan ændre på konklusionen, om hvilken håndtering af det organiske dagrenovation der vil være mest fordelagtig samfundsmæssigt set. Endvidere viser følsomhedsanalyserne at resultatet er robust. 7 Genanvendelse af organisk dagrenovationMulighederne for i fremtiden at genanvende organisk dagrenovation til jordbrugsformål er undersøgt i rapporten "Afsætning af bioforgasset organisk affald" /16/. I rapporten beskrives såvel de arealmæssige som holdningsmæssige barrierer for den fremtidige afsætning. Ved genanvendelse af 150.000 ton forbehandlet organisk dagrenovation vil arealbehovet være ca. 3500 ha, hvilket er et meget begrænset areal i forhold til det samlede areal på ca. 2.600.000 ha. Husdyrgødning beslaglægger ca. 1/3 af landbrugsarealet øst for Storebælt, mens ca. 2/3 af landbrugsarealet vest for er bundet af husdyrproduktion. Næsten halvdelen af det areal, der potentielt er tilrådighed for affaldsprodukter, findes på ejendomme, der i forvejen har husdyr. Udviklingen i husdyrbestanden og indholdet af kvælstof og fosfor i husdyrgødning er fremskrevet til 2010. Det areal der ikke modtager husdyrgødning forventes i denne prognose at falde til ca. 2/3 af det nuværende areal. Selv ved en øget genanvendelse af organisk dagrenovation op til 350.000 ton/år vil der derfor fortsat være arealer til rådighed. Landmænds og levnedsmiddelindustriens holdning udgør den største barriere for den fremtidige brug af affaldsprodukter i landbruget. Den største skepsis er overfor kommunalt spildevandsslam, mens der er en mere positiv indstilling overfor at aftage afgasset gylle med indhold af organisk dagrenovation under forudsætning af, at der føres tilstrækkelig kontrol med tilførslen til biogasanlægget, og der er sket en tilstrækkelig forbehandling. I slambekendtgørelsen /37/ fastlægges krav til indholdet af tungmetaller og miljøfremmede stoffer i organisk affald, der anvendes i jordbruget. Det er i en række undersøgelser påvist, at kildesorteret organisk dagrenovation normalt overholder de stillede krav til tungmetaller, men at overholdelsen af afskæringsværdien for plastblødgøreren DEHP kan give problemer, som evt. kan begrænse genanvendeligheden af denne affaldsfraktion. I rapporten DEHP i husholdningsaffald /17/ er det vist, at hovedparten af analyserne for DEHP i organisk dagrenovation kan overholde den opstillede afskæringsværdi, og at de eksisterende sorteringskriterier er tilstrækkelig præcise og restriktive til at sikre, at der ikke bør være DEHP problemer i affaldet. Det anbefales, at der etableres forbehandling, der kan frasortere de væsentligste urenheder, inden den biologiske behandling påbegyndes for at minimere afsmitning af DEHP og andre forureninger til den organiske fraktion. 9 Referencer
|