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

Vurdering af forskellige former for energiudnyttelse af plastaffald

Sammenfatning og konklusioner

Formål

Formålet med projektet har været at beskrive og vurdere forskellige metoder til genanvendelse/energiudnyttelse af plastfraktionen i blandet affald. Potentialet er opgjort til ca. 2.900.000 ton blandet affald, der behandles ved forbrænding. Heraf udgør plast 8-10%. Den mængde plastaffald, der allerede indsamles separat med henblik på genanvendelse, er ikke omfattet af undersøgelsen.

Udgangspunktet for vurderingen er de samlede affaldsmængder - blandet affald - i Danmark. Plastfraktionen kan behandles på forskellig vis. De behandlingsmetoder, der er vurderet i projektet, er:

• Affaldsforbrænding (af den samlede mængde affald)
• Separation af affald i en energirig fraktion og i restaffald; den energirige fraktion kan fremstilles i to kvaliteter med en brændværdi på ca. 20 MJ/kg (PPF ^[1]) henholdsvis ca. 30 MJ/kg (MPF ^[2])
  • Anvendelse af PPF og MPF til erstatning af kul i kraftvarmeværk
  • Anvendelse af PPF til erstatning af kul i cementovne
• Omdannelse af affald til basiskemikalier ved forgasning/syntese
  • Forgasning af plastfraktion

Vurderingsmetode

De forskellige metoder til behandling af blandet affald/plastaffald er beskrevet og sammenlignet med udgangspunkt i:

• Opstilling af energibalancer for de forskellige metoder
• Opgørelse af miljøeffekter ved de forskellige metoder
• Beregning af bidrag til potentielle miljøeffekter
  • Drivhuseffekt
  • Fotokemisk ozondannelse
  • Forsuring

Behandlingsmetoder

Der er udviklet forskellige metoder til udsortering af plast fra blandet affald. I dette projekt er der fokuseret på en hollandsk metode til mekanisk udsortering af en papir/plastfraktion (PPF) og raffinering til en blandet plastfraktion (MPF).

Første trin - den mekaniske udsortering - fungerer i praksis i forbindelse med forskellige affaldsbehandlingsanlæg i Holland. Ved denne pr°Ces produceres en papir/plastfraktion (PPF). Andet trin - som kan være en vådseparering - er afprøvet på pilotanlæg. Ved denne pr°Ces produceres en blandet plastfraktion (MPF). Begge metoder giver brændsel, der kan forarbejdes og anvendes i kraftvarmeværker eller cementovne som erstatning for kul. Hollænderne vurderer, at andet trin kun er rentabelt, hvis den frasorterede papirmasse kan udnyttes kommercielt.

I Danmark foregår der pt. indsamling af papir med henblik på genanvendelse. Det er derfor vurderet, at det ikke vil være realistisk at afsætte en papirfiberfraktion af væsentlig ringere kvalitet, om end det er teoretisk muligt. Vurderingen af anvendelsen af sub-coal er derfor kun foretaget på grundlag af papir/plastfraktionen.

PPF og MPF forudsættes fremstillet ud fra dansk affald. Potentialet er estimeret til 333.500 ton PPF og 130.500 ton MPF. De estimerede mængder er relativt usikre, idet de er estimeret ud fra danske affaldsmængder og under antagelse af, at sammensætningen af dansk affald er sammenligneligt med sammensætningen af hollandsk affald. Ved overførsel af hollandske erfaringer vil der være behov for 9-11 mekaniske separationsanlæg. Disse placeres i forbindelse med eksisterende forbrændingsanlæg for at reducere transportomkostningerne. PPF og MPF kan anvendes i danske kraftvarmeanlæg. Som model er Enstedværket valgt. Ud fra den potentielle sammensætning af PPF og MPF og forbrændingsparametre for Enstedværket er emissioner estimeret. I praksis kan man forestille sig anvendelsen fordelt på Sjælland og Jylland.

Sub-coal kan tilsvarende anvendes i cementovne. Som model er valgt Aalborg Portland. Ud fra en række opstillede parametre er PPF og MPF vurderet og fundet anvendeligt som alternativt brændsel. De angivne tungmetalindhold vurderes ikke at få afgørende indflydelse på kvaliteten af det færdige produkt.

Et alternativ til udnyttelse af energiindholdet i plastfraktionen er kemisk nedbrydning af polymeren. Kemisk nedbrydning/forgasning af affald/plast kræver et komplekst anlæg, og med input af ilt fås et output af methanol og energi i form af el og varme. Forgasning kan gennemføres på plastfraktionen alene eller på blandet affald. SVZ-forgasningsanlægget er valgt som model. Den vurderede pr°Ces er udviklet til at behandle en kombination af affald: husholdningsaffald, kontamineret træ, plast, slam og tjære mv. Forgasningsløsningen kan anvendes på blandet affald - og det kan så ske på et anlæg beliggende i Danmark - eller den kan anvendes på plastfraktionen - og det kan så ske i Danmark eller på et eksisterende anlæg i Tyskland.

Resultater

Vurderingen af alternative behandlingsmetoder for blandet affald/oparbejdet affald omfatter forskellige scenarier:

• 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

Ved anvendelse af en allokeringsmodel udviklet af Energistyrelsen i forbindelse med beregning af CO₂-afgifter kan udbyttet af energi fra de forskellige scenarier opgøres som vist:

Ved den anvendte allokeringsmetode fås det største udbytte i scenario I, hvor PPF erstatter kul i kraftvarmeværk. Ved anvendelse af priser for produktion og levering af el (800 kr./MWh) og varme (49 kr./GJ) fås tilsvarende det største økonomiske udbytte i scenario I, men det understreges, at kun selve afregningsprisen er med i dette regnestykke, mens f.eks. omkostninger til opbygning og drift af anlæg ikke er medregnet. I scenario III, hvor PPF erstatter kul eller petrokoks i cementovn fås et tilsvarende udbytte af energi som i scenario I. Oparbejdningen af den blandede papir/plastfraktion (PPF; 21,2 GJ/ton) til en blandet plastfraktion (MPF; 32,6 GJ/ton) giver ikke højere udbytte samlet set, hvilket kan forklares med at den genererede mængde MPF er relativt lille.

En følsomhedsanalyse med en 10% forøgelse af brændværdien af PPF henholdsvis MPF giver ikke ændringer i de præsenterede resultater.

Opgørelse af potentielle miljøeffekter er vist i nedenstående tabel.

Det ses af tabellen, at det højeste potentiale for drivhuseffekt forekommer i scenario V, som også udviser de største reduktioner i potentiel fotokemisk ozondannelse såvel som forsuring.

Konklusion

Vurderingen tyder på, at det er muligt at opnå et større energimæssigt udbytte ved at separere blandet affald i en fraktion med et højere energiindhold og restaffald. Scenario I (PPF i kraftvarmeværk) og scenario III (PPF i cementovn) giver den bedste udnyttelse af energiindholdet i affaldet enten i form af mest el eller i form af pr°Cesenergi i cementovnen. Vurderingen af bidraget til potentielle miljøeffekter viser et heterogent billede, hvor scenarie V (MPF i forgasningsanlæg har det største bidrag til drivhuseffekten, men samtidig giver den største reduktion i bidrag til fotokemisk ozondannelse og forsuring.

Det skal dog understreges, at valget af systemgrænser - først og fremmest hvilke teknologier, der vil blive fortrængt som følge af en ændring i affaldsbehandlingen – er af stor betydning for resultaterne. Sammen med et inhomogent datagrundlag for de forskellige teknologier betyder dette, at de ovenstående konklusioner skal betragtes med forsigtighed.

Fodnoter

[1] Plastics/paper fraction (Schöen et al., 2000).

[2] Mixed plastics fraction (Schöen et al., 2000).

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

Version 1.0 Januar 2004, © Miljøstyrelsen.