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

Vurdering af forskellige former for energiudnyttelse af plastaffald

8 Sammenligning og vurdering

De forskellige scenarier for behandling af plastaffald er sammenlignet med udgangspunkt i opstillede energibalancer kombineret med opgørelse af miljøbelastninger og miljøeffektpotentialer. De vurderede scenarier er:

• Basisscenarie - forbrænding af blandet affald med energiudnyttelse
• Scenario I - blandet papir/plastfraktion (PPF) i kraftvarmeanlæg og forbrænding af restaffald
• Scenario II - blandet plastfraktion (MPF) i kraftvarmeamlæg og forbrænding af restaffald
• Scenario III - blandet papir/plastfraktion (PPF) i cementovn og forbrænding af restaffald
• Scenario V - blandet plastfraktion (MPF) i forgasningsanlæg og forbrænding af restaffald

Vurderingen er verificeret ved en følsomhedsberegning på såvel sorteringseffektivitet som valg af marginal el.

8.1 Energibalancer

Udgangspunktet for sammenligning af de forskellige scenarier har været opstilling af energibalancer. Balancerne er opstillet i de enkelte afsnit omhandlende hver behandlingsmetode og en samlet energibalance er vist i Tabel 8.1.

Tabellen viser mængden af affald og brændværdi, der tilføres såvel affaldsforbrænding som alternative behandlingsformer: kraftvarme, cementovn eller forgasning. Endvidere viser tabellen de energimæssige omkostninger ved udsortering/oparbejdning af papir/plastfraktionen (PPF) og blandet plast (MPF) fra blandet affald.

Med udgangspunkt i oplyst produktion af el og varme for henholdsvis affaldsforbrænding (se kapitel 3 Affaldsforbrænding) og kraftvarmeproduktion (se kapitel 6 Papir/plast (PPF) i kraftvarmeværker) er den producerede mængde el og varme beregnet.

Under antagelse af, at separationen af blandet affald foregår i Danmark på et anlæg med samme ressourceforbrug som de beskrevne anlæg fra Holland, er energiforbruget til udsortering/oparbejdning af PPF og MPF beregnet.

Tabel 8.1
Energi- og massebalance for de gennemgåede scenarier.

Resultatet af energi- og massebalancen er vist i de nederste rækker i Tabel 8.1, hvor output er vist i form af el, varme, procesenergi og methanol fra de forskellige scenarier. I scenario I ses de største output af el som følge af at størst mængde affald (og brændværdi) er overflyttet fra affaldsforbrænding til kraftvarmeproduktion. Produktionen af el er ca. 40% højere i scenario I end i basisscenariet.

En endelig sammenligning kan ikke umiddelbart gennemføres ved summering af den dannede energi (opgjort i TJ el og TJ varme), idet de to energiformer har forskellig nytteværdi. Denne summering kan gennemføres på mange måder og favoriserer ofte enten el eller varme. Summeringen er her udført ved anvendelse af en varme-virkningsgrad på 200% ^[7] (jf. Energistyrelsen 2002b) og en el-virkningsgrad på 42%. Herved fås følgende udbytte af energi fra de forskellige scenarier:

Ved den anvendte allokeringsmetode fås det største udbytte i scenario I (PPF i kraftvarmeværk) og det mindste udbytte i scenario V (forgasning af MPF). Scenario III (PPF i cementovn) giver det næststørste udbytte under forudsætning af 100% udnyttelse af energiindholdet i PPF indfyret i cementovnen. Under antagelse om, at methanol kan anvendes som brændsel (med en øvre brændværdi på 21,8 GJ/ton) fås det tredjestørste udbytte i scenario V (MPF i forgasser). Methanol har en række anvendelse inden for kemisk industri som opløsningsmiddel eller mellemprodukt (se afsnit 5.3), og værdien af methanol i disse anvendelse er formodentlig højere end ved forbrænding. Værdien som kemisk råvare vil dog afhænge af det generelle udbud af methanol, hvilket ikke er kortlagt i dette projekt.

Ved anvendelse af priser for produktion og levering af el (800 kr./MWh) og varme (49 kr./GJ) fås følgende værdi af produceret el og varme ved basisscenariet og ved anvendelse af henholdsvis PPF og MPF i kraftvarmeproduktion. Den samlede pris omfatter el og varme produceret ved såvel affaldsforbrænding som kraftvarmeproduktion.

Ved anvendelse af denne meget forsimplede økonomiske betragtning fås det højeste udbytte ved forbrænding af papir/plastfraktionen (PPF) i kraftvarmeværk og mindst udbytte ved basisscenariet. Det skal understreges, at omkostninger til etablering og drift af separationsanlæg ikke er inkluderet I ovenstående.

8.2 Opgørelse af miljøbelastninger

Opgørelse af emissioner til luft for de udvalgte scenarier er vist i Tabel 8.2.

Tabel 8.2
Emissioner ved forskellige former for energiudnyttelse af plastaffald.

De forskellige emissioner vil ikke blive omtalt nærmere men blot indgå i beregningen af miljøeffektpotentialer.

8.3 Miljøeffektpotentialer

De potentielle miljøeffekter ved de beskrevne scenarier er vist i Tabel 8.3. Miljøeffektpotentialer er ikke opgjort for anvendelse af PPF i cementovn (Scenario III), idet det ikke inden for projektets rammer har været muligt at modellere disse data.

Tabel 8.3
Potentielle miljøeffekter ved forskellige former for energiudnyttelse af plastaffald.

Af Tabel 8.3 fremgår det, at forgasningsscenariet giver anledning til det største bidrag til drivhuseffekt, mens basisscenariet resulterer i det laveste potentiale. Selv om resultatet for forgasningsscenariet kan virke overraskende, er det i overensstemmelse med resultatet af den tilsvarende tyske vurdering, hvor forgasning falder værst ud blandt de vurderede alternativer hvad angår drivhuseffekt (Heyde & Kremer, 1999). Forskellen mellem basisscenariet og scenarie I, II og V med hensyn til CO₂-emission er med de valgte forudsætninger og nøgletal større end det reelt vil være tilfældet. Når en plastmængde trækkes ud fra forbrænding af affald og i stedet for anvendes til alternative formål som i de øvrige scenarier, vil CO₂-emissionen fra forbrænding af restaffaldet falde, svarende til kulstofindholdet i plast. Det har ikke været mulighed for at tage højde for dette i de nærværende beregninger, idet der i baggrunden for nøgletallene for affaldsforbrænding ikke er oplysninger om affaldets sammensætning, herunder specielt mængden af fossilt kulstof. Det skal bemærkes, at oparbejdning af PPF- og MPF-fraktionen medfører et energiforbrug og dermed også en emission af CO₂. Det vurderes derfor samlet set, at der ikke i praksis vil være signifikante forskelle mellem basisscenariet og Scenarie I og II med hensyn til CO₂-emission.

Det laveste potentiale for fotokemisk ozondannelse, det vil sige størst reduktion, ses i scenario V (forgasningsscenariet). Det samme forhold gør sig gældende for forsuring, hvor det laveste potentiale ses for forgasning efterfulgt af forbrænding af PPF i kraftvarmeværk.

8.4 Følsomhedsberegning

Der er gennemført følsomhedsberegninger på følgende forhold:

• effektivitet i udsortering af papir/plastfraktionen (PPF) og blandet plast fraktionen (MPF); brændværdi i PPF henholdsvis MPF forøges med 10%
• marginal el fremstillet ud fra naturgas

8.4.1 Følsomhedsanalyse: forøget effektivitet i oparbejdning af plastaffald

Resultatet af forøget effektivitet i oparbejdningen af plastfraktionen i blandet affald er vist i Tabel 8.4. En forøgelse af brændværdien i PPF og MPF med 10 % resulterer i en tilsvarende reduktion af brændværdien for restaffaldet, idet den samlede brændværdi er konstant. Brændværdien for restaffaldet bliver reduceret til henholdsvis 8,84 MJ/kg og 9,30 MJ/kg.

Tabel 8.4
Energi- og massebalance for de gennemgåede scenarier - følsomhedsanalyse: brændværdi for PPF og MPF forøget 10%.

Ved anvendelse af en varmevirkningsgrad på 200% og en el-virkningsgrad på 42% fås følgende udbytte af energi fra de forskellige scenarier:

Heraf ses, at tendensen fra de grundlæggende beregninger bliver forstærket, idet energigevinsten til kraftværkerne og cementovnen bliver større, mens energiindholdet i restaffald bliver reduceret, hvilket kan ses i forgasningsscenariet.

8.4.2 Følsomhedsanalyse: marginal el fremstillet ud fra naturgas

Resultatet af valg af marginal el baseret på naturgas er vist i Tabel 8.5.

Tabel 8.5
Potentielle miljøeffekter ved forskellige former for energiudnyttelse af plastaffald - følsomhedsanalyse ved antagelse om at marginal el er baseret på naturgas.

Antagelsen om, at det er naturgas-baseret elproduktion, der fortrænges i stedet for marginal el i form af den sidst producerede enhed til eksport, ændrer ikke ved den indbyrdes rangering af miljøeffektpotentialerne. Det skal dog bemærkes, at bidraget til drivhuseffekten bliver større i alle scenarier, ligesom den potentielle reduktion i bidraget til fotokemisk ozondannelse og forsuring bliver mindre.

Den væsentligste konklusion af denne analyse er derfor, at valget af fortrængningsscenarier er meget væsentligt for resultaterne af en undersøgelse af denne art. Når beregningerne samtidigt inkluderer en usikkerhed i forbindelse med beregning af CO₂-emissioner fra restaffaldet (minus plast), er det vanskeligt at drage mere sikre konklusioner af undersøgelsen, end tilfældet er.

Fodnoter

[7] Princippet med en varmevirkningsgrad på 200% er udviklet af Energistyrelsen til brug ved beregning af CO₂-afgifter fra kraftvarmeproduktion. Princippet er en sammenvejning af miljømæssige og skattemæssige forhold ved fordeling af miljøbelastninger på el henholdsvis varme fra kraftvarmeproduktion.

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

Version 1.0 Januar 2004, © Miljøstyrelsen.