Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, 1/2004 – Madaffald fra storkøkkener – 9 LCA-screening af kompostering med decentral indsamling og forbehandling

Madaffald fra storkøkkener

9 LCA-screening af kompostering med decentral indsamling og forbehandling

9.1 Systemafgrænsning

Kompostering af madaffald fra storkøkkener vurderes ikke at være realistisk i forbindelse med en central indsamling af madaffaldet, men ses som en mulighed i regioner, hvor den organiske fraktion af husholdningsaffaldet i forvejen komposteres eller planlægges komposteret. I sådanne tilfælde vil det således være relevant at indsamle madaffald fra storkøkkener sammen med den organiske fraktion af dagrenovationen. Komposteringsanlægget i Vejle er et af de få anlæg i Danmark, som komposterer hele den organiske fraktion af dagrenovationen. Endvidere er der enkelte anlæg, som komposterer den vegetabilske del af husholdningsaffaldet. Som behandlingsmetode vil der dels blive taget udgangspunkt i Vejle-anlægget, dels i erfaringer fra lukkede komposteringsanlæg til dagrenovation i Norge.

Endvidere kan lokal kompostering være en mulighed i fjerntliggende områder, hvor transportafstanden til andre behandlingsmetoder som forbrænding og biogas er relativt stor. En del af de eksisterende biogasanlæg ligger dog i relativt tyndtbefolkede områder, hvorfor lokal kompostering fortrinsvis vil kunne være en mulighed i tyndtbefolkede områder uden biogasanlæg. Der vil i denne forbindelse blive taget udgangspunkt i et lille (9m³) lukket fuldautomatisk komposteringsanlæg. Der gennemføres ikke LCA-screening på denne løsning, men den kommenteres og vurderes i forhold til den anden komposteringsløsning.

Kompostering af madaffaldet omfatter følgende processer:

Håndtering af madaffald i køkkenerne
Indsamling og transport
Forbehandling
Kompostering
Anvendelse af gødning

Håndtering af madaffald i køkkenerne samt indsamling og transport forudsættes identisk med processerne ved de decentrale biogasscenarier. Madaffaldet emballeres i plastposer og indsamles i containere. Containerne tømmes og skylles på lastbilen, og madaffaldet transporteres til komposteringsanlægget.

På komposteringsanlægget bliver madaffaldet neddelt, og poserne frasorteret. Som ved det decentrale biogasscenarie med anvendelse af poser forudsættes ti procent af madaffaldet at gå til forbrænding sammen med frasorterede plastposer. Madaffaldet hygiejniseres ved 70 °C i en time. Til opvarmningen anvendes dansk gennemsnitsfjernvarme. Ved elforbrug på anlægget anvendes dansk gennemsnits-elforbrug.

Vedrørende data for selve komposteringsprocessen er det valgt at se på gennemsnitlige data for to ret forskellige anlægskoncepter, dels fra anlægget i Vejle, hvor affaldet efter et døgns ophold i tromle udlægges i miler, dels fra norske anlæg baseret på kompostering i lukket container.

Komposten afsættes til have/park, hvor det erstatter spagnum og gødning. I LCA-screeningen forudsættes komposten at fortrænge handelsgødning.

Tilvejebringelsen af energiressourcer samt plastposer er medtaget i LCA-screeningen.

Tilvejebringelse af containere og andet indsamlingsmateriel, tromle, neddelingsanlæg, hygiejniseringsanlæg og komposteringsanlæg er ikke medtaget. Tilvejebringelsen af el- og varmeproducerende anlæg er med i LCA-screeningen.

9.2 Datagrundlag

Håndtering af madaffald i køkkenerne
Vedrørende håndtering af madaffald anvendes data beskrevet i scenariet med decentral indsamling til biogas (med poser) i afsnit 7.2.

Indsamling og transport
Vedrørende indsamling og transport af madaffald anvendes data beskrevet i scenariet med decentral indsamling til biogas (med poser) i afsnit 7.2.

Forbehandling
Energiforbruget til DeWasteren er ligesom ved det decentrale biogasscenarie med anvendelse af poser 57 kWh pr. ton TS madaffald.

Da 10% af madaffaldet forudsættes at gå til forbrænding sammen med frasorteret plast, skal 90% af madaffaldet gennemgå hygiejnisering (jf. afsnit om decentral indsamling, med poser). Dvs. 280 kWh pr. ton TS * 0,9, hvilket svarer til 253 kWh pr. ton TS. I modsætning til biogasscenarierne vil der ikke være mulighed for at udnytte overskydende varme fra hygiejniseringen i denne løsning.

Forbrænding
10 % af madaffaldet går til forbrænding. De anvendte data er baseret på data fra scenariet for forbrænding af madaffald.

Komposteringsanlægget
På komposteringsanlægget i Vejle anvendes et energiforbrug på 82 kWh/ton indkommet affald, heri er inkluderet frasortering af plastposer, neddeling samt energiforbrug til selve komposteringsprocessen. Det største forbrug (72%) knytter sig til en roterende tromle, hvor madaffaldet opholder sig det første døgn (forkompostering). Her opvarmes det til 40 grader °C, neddeles og poserne frasorteres. Herefter foretages udlægning i miler. Energiopgørelsen er baseret på data fra 1994, men der er ikke ændret væsentligt på processerne siden (Vejle Komposteringsanlæg, 1994).

For et nyt anlæg baseret på kompostering i lukket container er energiforbruget på ca. 25 kWh/ton indkommet affald (Cimbria, 2002), hvor alt er inkluderet bortset fra hygiejnisering. Endvidere foreligger der oplysninger fra et anlæg, hvor komposteringen ligeledes foregår i lukket reaktor, her med et samlet energiforbrug på ca. 70 kWh/ton indkommet affald (anonym kilde, 1995).

Der er således en del variation i værdierne for anlæggenes energiforbrug. Her er det valgt at anvende en værdi på ca. 40 kWh/ton svarende til 150 kWh/t TS. Det forudsættes, at der er inkluderet frasortering af poser og neddeling men ikke hygiejnisering.

Transport
Udover transport i forbindelse med indsamling er der medregnet transport af de 10% madaffald til forbrændingsanlæg (15 km) samt transport af den færdige kompost til anvendelsesstedet/genbrugsplads (10 km). Der er forudsat anvendt en bil med 9 tons nyttelast og en hastighed på 70 km/time.

Emissioner til luft
Mellem 40-50% af kvælstofindholdet i madaffaldet tabes ved komposteringsprocessen, primært i form af ammoniakfordampning til luften (Affaldsteknologi, 2001). Tabet sættes til 40%, hvorved der fås en ammoniakfordampning på 14 kg NH₃.

Under komposteringsprocessen kan der i begrænset omfang optræde iltfrie zoner, hvilket betyder, at der kan forekomme emission af lattergas og methan, som er kraftige drivhusgasser. Det har ikke umiddelbart været muligt at kvantificere sådanne emissioner. Da de ikke har indflydelse på projektets samlede konklusioner, er der ikke gjort yderligere forsøg på en kvantificering.

Emissioner til vand
Der oplyses at være begrænsede mængder overskydende perkolat fra kompostering af organisk dagrenovation (Vejle-anlægget, 2002/ Cimbria, 2002). Der er antaget en udledning på 40 liter pr. t TS med et stofindhold på 1.600 mg/l (på baggrund af Affaldsteknologi, 2001). Perkolatet føres til kommunalt renseanlæg og renses ned til gældende krav, jf. renseproces i afsnit om central indsamling med efterfølgende behandling i biogasanlæg.

Emissioner til jord
Det vurderes, at ca. 40 % af det tilførte kvælstof udvaskes (Trummer, 2002). Af de tilførte 20 kg N/t TS udvaskes således ca. 8 kg N. Baggrunden for, at procentsatsen er større for kompost end for biomasse, er hovedsageligt, at en større andel er organisk N og dermed en mindre andel plantetilgængeligt N.

Ifølge analyse af madaffaldets sammensætning (Daka Ortved/Rovesta miljø I/S, 2002) er der nogle mindre mængder tungmetaller i madaffaldet, som forudsættes udledt til jord. Det drejer sig om værdier svarende til de anførte i afsnit om central indsamling med efterfølgende behandling i biogasanlæg.

Erstattet handelsgødning
Det forudsættes, at den færdige kompost erstatter handelsgødning.

Ifølge analyser af madaffaldets sammensætning (PNA, 2002) er der 22 kg kalium og 8,4 kg fosfor pr. t TS. Det forudsættes, at kalium og fosfor har udnyttelsesgrader i forhold til handelsgødning på ca. 100%, således at der erstattes en tilsvarende mængde handelsgødning.

Vedrørende udnyttelsesgrad for kvælstof vil ca. 20% af totalkvælstof være plantetilgængeligt (Affaldsteknologi, 2001). Udnyttelsesgrader i forhold til handelsgødning sættes til 60% for ammonium-N og 40% for organisk N (jf. Koordineringsudvalget for biogasfællesanlæg , 1991). Dette giver en værdi for erstattet handelsgødning på ca.10 kg N/t TS.

Det tidligere omtalte mindre anlæg til kompostering i fjerntliggende områder vil på de fleste områder have nogenlunde tilsvarende ressource- og miljømæssige udvekslinger, som omtalt i ovenstående. Energiforbruget ligger indenfor den variation, der er på de opgivne værdier for de centrale anlæg. Ammoniakfordampning, udvaskning af kvælstof samt tungmetaller til jord vil ligge på de samme niveauer, mens perkolatmængden formentlig vil være lidt større. En komposteringsløsning i fjerntliggende områder vil især adskille sig ved at have en mindre transport samt ved, at der ikke vil være en fraktion, der går til forbrænding og erstatter noget energiproduktion. Sidstnævnte vil være en ret betydende faktor for miljø- og ressourceprofilen for komposteringsløsningen.