|
Central sortering af dagrenovation 6 Diskussion
6.1 Diskussion af resultater i forhold til projektmålI afsnit 1.2 er der opstillet 5 konkrete projektmål. I det følgende søges målenes indfrielse belyst. Evalueringen af tidligere projekter omkring udnyttelse af det biologiske potentiale i husholdningsaffald, alle ved kildesortering, har vist at den miljømæssige gevinst er begrænset og samtidig meget dyr at opnå. Det er der to hovedårsager til. Dels er den tostrengede indsamling af en "grøn" og en "sort" fraktion uforholdsmæssig energikrævende og dyr, dels er det kun det biologiske materiale der udnyttes mens resten forbrændes. Borgernes engagement ved kildesortering spiller også ind idet en del biologisk affald havner i forbrændingsfraktionen og derved går tabt. Enstrenget indsamling efterfulgt af mekanisk sortering har potentialet til at vende dette billede idet man både sparer investering, drift og miljøomkostning til den tostrengede indsamling. Den potentielle mængde biologisk materiale øges, da intet forsvinder ved fejlsortering. Ved kildesortering er det ofte kun et spørgsmål om at udnytte det biologiske materiale, mens en mekanisk sortering åbner mulighed for at genanvende metal samt medforbrænde rene plast/papir fraktioner på anlæg med højere elvirkningsgrader end traditionelle affaldsforbrændingsanlæg. I forbindelse med etablering af nye affaldsforbrændingsanlæg kan der ligge en miljømæssig såvel som økonomisk gevinst i at foretage en mekanisk sortering og nøjes med et mindre, eller slet intet affaldsforbrændingsanlæg. Dette har dog begrænset relevans i Danmark fordi vi har rigelig forbrændingskapacitet, men er højaktuelt i f.eks. England og det sydlige Europa. Affaldsmængden ventes dog at stige i Danmark fra de nuværende ca. 3 mill. tons til ca. 4 mill. tons i 2020. frem for at udbygge med nye forbrændingsanlæg kan den øgede affaldsmængde sorteres og fraktionerne i højere grad genanvendes. I Danmark er det desuden et særligt formål at skaffe energirigt tilskud til de eksisterende gyllebiogasanlæg. 6.1.1 Kvalitet og udnyttelse af biopulpMekanisk set har forsøget vist at det er muligt at adskille biologisk materiale fra dagrenovation uden at indføre kildesortering. Det er endog muligt at opnå et udbytte af biologisk materiale, som ligger over hvad man typisk kan opnå med kildesortering. Jf. afsnit 5.1 giver kildesortering efterfulgt af mekanisk sortering typisk omkring 40% udbytte, eller op til 50% ved en øget oplysnings insats, mens forsøget med ren mekanisk sortering har vist et udbytte på ca. 59%. Den seneste affaldsanalyse af husholdningernes skraldeposer viser at der er et biologisk potentiale på ca. 640.000 tons pr år. Som det fremgår af afsnit 5.1 opnås et udbytte på ca. 66% af potentialet ved den mekaniske sortering. På landsplan er der således basis for at genanvende ca. 420.000 tons biologisk materiale til biogas produktion, uden at indføre kildesortering. Biogaspotentialet ligger teoretisk på 193 Nm3/tons biopulp hvis der regnes med 100% omsætning. Analyser af nedbrydeligheden (EFOS - kvæg) [13] har vist at omkring 93% kan omsættes, men det er ikke afprøvet i praksis. I forhold til Biopulp opnået ved kildesortering, som typisk giver 100 – 150 Nm3/tons og 80% omsætning, ligger den mekanisk udvundne biopulp således i den høje ende. De 80% omsætning af biopulp fra kildesorteret affald svarer nogenlunde til at indholdet af træstof (plantefibre) ikke nedbrydes. EFOS analysens indekation af en højere nedbrydelighed stemmer godt overens med et tilsvarende lavere indhold af træstof i den mekanisk udvundne biopulp. Der er en tendens til at vandtilsætning til affaldet umiddelbart før presningen giver et øget udbytte. Dette skyldes formentligt at en det af det biologiske materiales naturlige vandindhold er blevet opsuget af affaldets tørre komponenter. Det har under alle omstændigheder vist sig at være nødvendigt med en vis vandtilsætning, da biopulpen i modsat fald vil være for tyk til at kunne transporteres i normalt transportudstyr (pumpe/tanktransport). Under forsøget er der i gennemsnit brugt ca. 3% vand i forhold til dagrenovationsmængden eller ca. 16% i forhold til mængden af biopulp. Indholdet af tungmetaller er generelt væsentligt under gældende grænseværdier for udspredning på landbrugsjord. Som gennemsnit over forsøget (8 prøver på i alt ca. 8 tons biopulp) kommer kun kviksølv over 50% af grænseværdierne og dette kun fordi en enkelt prøve havde et uforholdsmæssigt højt niveau. Den ene store overskridelse på kviksølv svarer nogenlunde til indholdet i et kviksølvtermometer. Hvis dette er tilfældet er der tale om en ulovlig fejlsortering, som skulle være bortskaffet som farligt affald. Kildesortering er i sig selv ikke en garanti mod tilsvarende fejlsorteringer omend risikoen må forventes at være væsentligt lavere. Da der ikke længere sælges kviksølvtermometre, og andre produkter med kviksølv er under kraftig udfasning i EU må det forventes at der bliver længere og længere imellem denne type overskridelser. Til sammenligning ses det af en Europæisk undersøgelse [14] at tungmetalindholdet i gylle på flere parametre ligger højere end de her opnåede resultater. Nedenstående tabel sammenholder de opnåede resultater med indholdet i svinegylle. Tabel 17 Sammenligning af tungmetaller i biopulp og svinegylle
Alle værdier er mg/kgTS, værdierne for biopulp er gennemsnit af 8 prøver for kviksølv er en enkelt ikke repræsentativ analyse udeladt. Det har vist sig overraskende svært for laboratorierne at få verificerbare resultater og især de miljøfremmede stoffer er belagt med stor usikkerhed. Dette skyldes tilsyneladende at biopulpen, modsat spildevandsslam, indeholder en del fedt og andre organiske (biologiske) stoffer, som interfererer på resultatet. Indholdet af miljøfremmede stoffer overholder de gældende grænseværdier, bortset fra DEHP, som i gennemsnit ligger 62% over grænseværdien på 50 mg/kg TS. DEHP er imidlertid forholdsvist let nedbrydelig under aerobe forhold [15]. Men, som reglerne er i dag, kan biopulpen ikke direkte udspredes uden dispensation. Den kan derimod godt anvendes i rådnetanken på et spildevandsrensningsanlæg, som ikke udbringer slam på landbrugsjord. DEHP stammer hovedsageligt fra blødgjort PVC og må således formodes at blive reduceret i takt med at PVC udfases i forbrugerprodukter. 6.1.2 Genanvendelse af metalSelv med en simpel magnetisk sortering har det vist sig muligt af udsortere magnetisk metal i en kvalitet, der er egnet til genanvendelse. Metaldelen var dog ikke direkte genanvendelig, men kunne uden problemer oparbejdes i et normalt sorteringsanlæg hos en screddervirksomhed. I forhold til alternativet, at forbrænde affaldet og udtage metal af slaggen, opnås dels et større udbytte og dels en bedre kvalitet. Dette skyldes at metallet ved forbrændingen oxideres kraftigt. Ved normal affaldsforbrænding og udsortering fra slaggen oxideres omkring 70% af metallet i hvidbliksemballager (konservesdåser). 6.1.3 SigterestPå baggrund af bl.a. hollandske erfaringer, konkluderer Miljøstyrelsen i en ny rapport [16] at der kan være et energimæssigt udbytte at hente ved at sortere dagrenovation for at opnå en plast/papirfraktion (PPF) til medforbrænding på cement- og kulkraftværker. Under forsøget blev ca. 37% af dagrenovationen udsorteret som sigterest. Sigteresten består hovedsageligt af emballageaffald i form af poser, kartoner og andet fødevareemballage. Desuden indeholder sigteresten en del papir og bleer mv. Fysisk er sigteresten umiddelbart af en kvalitet, der let lader sig neddele/snitte til en partikelstørrelse egnet til medforbrænding. Dog skal man under denne proces være opmærksom på at der kan forekomme hårde genstande i sigteresten og et snitteanlæg skal kunne håndtere dette. Brændværdien (øvre) af sigteresten er ca. 15 GJ/tons, hvilket er 54% mere end for den gennemsnitlige dagrenovation. Tørstofindholdet på 61% er derimod noget lavere end forventet. Dette skyldes formentligt at der i Odenseområdet sker en separat indsamling af aviser og ugeblade ved hver enkelt husstand. Ved pilotforsøget med dagrenovation fra Roskilde, hvor der ikke sker en tilsvarende indsamling, var tørstoffet i sigteresten omkring 82%. Indholdet af svovl og alkalimetaller i sigteresten er væsentligt reduceret i forhold til den gennemsnitlige dagrenovation og. Hvis der ønskes et øget tørstofindhold kan der relativt uproblematisk foretages en vindsigtning som bl.a. vil fjerne en stor mængde bleer fra fraktionen. Et højere tørstof indhold vil gøre sigteresten egnet til sæsonopbevaring, således at forbrændingen kan ske når der er mest behov for varme og el. Elsams vurdering af medforbrænding af sigteresten tager udgangspunkt i erfaringer med halm ved kulstøvsfyring (Studstrupværket, blok 4) og fluid bed forbrænding (Grenå Kraftvarmeværk). Overvejelserne er kun af teknisk karakter, da tilsatsfyring af affald, grundet den lovgivningsmæssige situation, ikke er kommercielt interessant for Elsam i Danmark. Sigteresten har i forhold til halm en høj brændværdi og sammenligneligt indhold af alkali og klor. Tungmetalindholdet er højere end i kul for Cd, Cr, Cu og Zn. Ved tilsatsfyring på kulstøvsfyrede kraftværker indebærer alkali- og klorindholdet, at der kun kan indfyres en mængde på typisk op til 10%. Anvendelse af flyveasken til cementproduktion kan være begrænset, idet hverken den gældende eller den kommende reviderede betonnorm EN450 accepterer aske fra tilsatsfyring med denne type affald. Det skal endvidere vurderes, hvorvidt sigteresten er egnet til findeling og indfyring i pulverfyrede brændere. Fluid bed forbrænding stiller ikke så store krav til findeling af brændslet som kulstøvsfyrede værker, og påvirkning af askeegenskaber er mindre kritisk. Sigteresten vil kunne erstatte noget halm, såfremt anlægget opgraderes til at kunne opfylde emissionskrav fra affaldsforbrænding. 6.1.4 RestaffaldRejektet fra Dewaster enheden udgør ca. 37% af affaldsmængden. Rejektet indeholder ud over plast, aluminium, glas og andet ikke nedbrydeligt materiale også en stor del plante- og papirfibre. Fibermaterialet er langsomt nedbrydeligt i en anerob proces og egner sig derfor dårligt til bioforgasning. Derimod har det en god struktur og vil uden større vanskeligheder kunne komposteres. Der er under projektet ikke udført forsøg med kompostering. Rejektet er desuden i processen neddelt til en størrelse, der vil egne sig til forbrænding i fluid-bed anlæg. Den mest umiddelbare løsning er dog at brænde rejektet i et eksisterende affaldsforbrændingsanlæg. 6.2 Affaldskvalitet / positiv frasorteringDet har ikke umiddelbart været muligt at konstatere en forskel på udbyttet af biopulp afhængig af om affaldet stammer fra etage- eller enfamilieboliger. Dog er det konstateret at mængden af storskrald er væsentligt større ved indsamling fra etageboliger. Dette har dog ikke givet anlægstekniske problemer og mængden er så lille at den er uden praktisk betydning. Der ses heller ingen variationer i tungmetalsammensætningen, som umiddelbart har relation til indsamlingsområderne. De udførte forsøg blev gennemført i september til november i en forholdsvist varm periode. Det antages derfor at indholdet af aske fra brændeovne har været ret begrænset. Et skøn over den samlede årlige askemængdes tilførelse af cadmium til affaldet svarer til ca. 0,2 – 0,3 mg/kgTS i biomassen (kilde: Miljøstyrelsen). Selv om dette mulige bidrag adderes til de opnåede værdier, ligger cadmiumindholdet fortsat væsentligt under grænseværdien. Hvis et system til sortering af dagrenovation indføres i stor skala bør man, i stedet for kildesortering, indføre en positiv frasortering af bestemte affaldskomponenter. Glas bør frasorteres, da det kan have negativ indvirkning på sliddet i Dewaster enheden. Desuden er glas en let genanvendelig ressource. I Odense indsamles glas via retursystemet og centralt placerede "kuber", men det er i høj grad op til borgernes egen samvittighed at overvinde besværet ved ikke at komme glas i dagrenovationen. Der er under forsøget ikke foretaget undersøgelse af glasindholdet, men der har visuelt kunnet konstateres et forholdsvist højt indhold. Langt hovedparten ender i rejektet. Genanvendeligt papir/pap bør frasorteres, da det suger væde fra det biologiske materiale og derved nedsætter afpresningen af biopulp. Der kan i nogen grad kompenseres for dette gennem vandtilsætning før presningen. I Odense har borgerne en separat papirsæk til indsamling af aviser og ugeblade mv. som indsamles sammen med dagrenovationen. Indholdet af papir har da også vist sig at være lavere end landsgennemsnittet jf. afsnit 4.2. Affaldet indeholdt til gengæld en del papkasser og det vurderes at papirmængden kan reduceres yderligere. Der er efterhånden alle steder afleveringsordninger for batterier og elektronik. Alligevel indeholdt dagrenovationen en del batterier, de fleste brunstens og alkaliske. Der var dog også både knapceller (kviksølv) og genopladelige (nikkel, cadmium) batterier i affaldet. Batterier er ikke noget problem i forhold til biopulpen, idet langt hovedparten fjernes med metalfraktionen. Det er ikke på noget tidspunkt konstateret at et batteri er blevet knust i processen. Positiv frasortering af batterier er derfor først og fremmest et middel til at forbedre kvaliteten af metalfraktionen. Kemikalier må normalt ikke bortskaffes med dagrenovationen, men det sker i et vist omfang. Generelt vurderes det at "hårde" kemikalier, f.eks. maling, motorolie, opløsningsmidler og ukrudtsmidler mv. kun i ringe omfang ender i dagrenovationen mens "bløde" kemikalier, f.eks. rengøringsmidler og kosmetik, i højere grad bortskaffes som dagrenovation. Omfanget er dog ikke større end at grænseværdierne for de relevante miljøfremmede stoffer (PAH, LAS, NPE) overholdes. DEHP udgør den største umiddelbare hindring for anvendelse af biopulpen på landbrugsjord i Danmark. DEHP anvendes som plastblødgører, hovedsageligt i PVC. Ved indførelse af mekanisk sortering i storskala bør man derfor yderligere begrænse anvendelsen af blødgjort PVC i private husholdninger og/eller indføre en form for positiv frasortering af PVC produkter. Problemet er her nok at mange borgere kan have svært ved at identificere hvilke produkter der indeholder PVC, så en intensivering af udfasningen af PVC må forventes at være den bedste løsning. 6.3 Forventninger til storskalaanlægI det følgende er det forsøgt at estimere hvilke forventninger man kan have til et evt. storskalaanlæg til mekanisk sortering af dagrenovation. Vurderingerne er baseret dels på de opnåede resultater under dette projekt og dels de erfaringer EWOC har gjort ved bl.a. opførelsen af et storskalaanlæg til kildesorteret affald for Århus Kommunale Værker. 6.3.1 KapacitetUnder forsøget er der i gennemsnit opnået en kapacitet på 1,8 tons dagrenovation per time på én Dewaster, eller ca. 2,0 tons per time når tallet korrigeres for den ekstra opstarts og nedlukningstid der er forbundet med at køre anlægget tomt mv. se evt. afsnit 5.6.1. Imidlertid frasigtes i gennemsnit 37% af dagrenovationen som sigterest, så indputtet til Dewaster enheden er reduceret til 1,26 tons/time. Det primære mål med driften under forsøget har ikke været opnåelse af høj kapacitet, men derimod velafgrænsede massebalancedata. På anlægget i Århus til kildesorteret affald er der indført en række forbedringer i forhold til anlægget brugt ved dette forsøg. Indput til Dewaster enheden på Århus anlægget ligger omkring 2 tons per time, selv om sorteringskvaliteten langt fra er optimal. Det vurderes at en tilsvarende kapacitet vil kunne opnås med normal dagrenovation. Korrigeret for sigteresten svarer det således til en total kapacitet på ca. 3 tons dagrenovation per time. Anlægget i Århus indeholder 4 parallelle Dewaster enheder og har altså en kapacitet på ca. 8 tons/time. Udbygning til stor kapacitet sker således ved at indsætte flere ens enheder. Fordelen herved er bl.a. en større fleksibilitet i anlægsstørrelse og at service kan foretages uden at anlægget skal stoppes helt. Det har været overvejet at bygge en større presseenhed, men det vurderes at udbyttet af biopulp vil falde, dels fordi afpresningsarealet bliver mindre i forhold til pressens volumen og dels fordi transportvejen for pulpen ud gennem fiber/plasktik matrisen bliver længere. 6.3.2 SlidDet anlæg, der er anvendt under forsøget er med hårdmetalbelagte snegle i presseenhederne, mens de øvrige sliddele ikke har undergået nogen form for ekstra behandling. Under udformningen af anlægget i Århus var der, på baggrund af tidligere erfaringer fra et Dewaster anlæg hos I/S NOVEREN, fokuseret meget på optimering af sliddele og konstruktive ændringer, der kunne nedbringe sliddet. På det nuværende udviklingsniveau forventes pressesneglene renoveret for hver ca. 1000 tons, mens stavene der danner pressekammer holder noget længere. Det har i løbet af forsøgsperioden ikke været muligt at sætte præcise tal på sliddet ved usorteret dagrenovation, men vurderingen er at sliddet ikke umiddelbart er større end for det kildesorterede affald. Derfor er der i de økonomiske vurderinger taget udgangspunkt i det reservedelsforbrug og de serviceintervaller som er estimeret for kildesorteret affald. 6.3.3 ØkonomiDer er i det følgende opstillet tre scenarier for de økonomiske forhold ved kommerciel drift på usorteret dagrenovation. Scenarierne tager udelukkende stilling til omkostningerne til sorteringen af affaldet. Der er således ikke indregnet "værdien" af de opnåede fraktioner i forhold til det oprindelige affald, ligesom afgiftsmæssige forhold ikke er indregent. Desuden er der ikke medregnet udgifter til bygninger, køretøjer og containere mv. 6.3.3.1 Scenario 1Der tages udgangspunkt i et nyt anlæg i samme størrelse som det under forsøget anvendte. Kapaciteten pr. time er sat 4 tons, som forventet effektivt gennemsnit målt på dagrenovation indput, idet anlægget er udstyret med 2 Dewaster enheder. Anlægget drives i etholds skift på alle hverdage. Afskrivningstiden er 5 år med en rentesats på 6%. Nyanskaffelses prisen for anlægget er ca. 7,5 mill. Driften regnes som fritstående operation, så operatøren har ikke andre opgaver. Tabel 18 Økonomi, scenario 1
6.3.3.2 Scenario 2Der tages udgangspunkt samme anlæg som under scenario 1. Anlægget drives i toholds skift på alle hverdage. Afskrivningstiden er 5 år med en rentesats på 6%. Nyanskaffelses prisen for anlægget er ca. 7,5 mill. Driften regnes som delvist integreret operation, så operatøren kan have andre opgaver 50% af tiden. Tabel 19 Økonomi, scenario 2
6.3.3.3 Scenario 3Der tages udgangspunkt i behandling af ca. 100.000 tons pr. år. Estimatet et er baseret på 5000 driftstimer med 8 Dewaster enheder. Der regnes med en samlet kapacitet på 20 tons/time målt på dagrenovation indput, svarende til 2,5 tons pr. Dewaster, hvilket forventes at være realistisk jf. afsnit 6.3.1. Afskrivningstiden er øget til 8 år med en rentesats på 6%. Nyanskaffelses prisen for anlægget er ca. 23 mill. Driften regnes som automatiseret og integreret operation, men med to operatører på anlægget hele tiden. Tabel 20 Økonomi, scenario 3
6.3.3.4 DriftsøkonomiI det følgende foretages en simpel virksomhedsøkonomisk betragtning i forhold til de opstillede scenarier. Hvis det antages at sigterest, rejekt, storskrald og oversize fraktionerne tilbageføres til et affaldsforbrændingsanlæg efter sorteringen opnås en reduktion i mængden af affald til forbrænding på ca. 25%. Med en antaget behandlingspris på affaldsforbrændingsanlægget på 500 kr./tons incl. afgifter, får man en besparelse på 125 kr./tons dagrenovation. Det vurderes at metalfraktionen kan bortskaffes til genanvendelse omkostningsneutralt. Biopulpen giver et teoretisk biogasudbytte på 193 Nm3/tons biopulp. Regnes omsætningen til 70% opnås 136 Nm3 biogas. Biogasdata fra Energistyrelsen (December 2001 / Juni 2002) viser at indtægten for energisalg ligger på ca. 2,00 kr./Nm3 biogas uafhængig af årstid, dog med en væsentlig variation mellem de forskellige biogasanlæg. Den teoretiske indtægt for salg af energi fra biopulpen er således ca. 272 kr./tons biopulp. Sættes driftsomkostningen til udrådning og udspredning til 70 kr. er netto energiværdien ca. 202 kr./tons biopulp. Med et udbytte på 23% (230 kg/tons dagrenovation) findes biogasgasværdien af dagrenovationen at være ca. 46 kr./tons dagrenovation. Samlet set giver sorteringen således en "besparelse" på 125 kr./tons og en "indtægt" på 46 kr./tons, i alt 171 kr./tons dagrenovation. Dette overstiger umiddelbart omkostningerne i scenario 3. I en mere konkret vurdering må der naturligvis tages hensyn til den faktisk mulige afregningspris i forhold til biogasproducenterne, evt. udnyttelse af andre fraktioner samt de omkostninger, der ikke er kvantificeret i scenarierne. 6.3.4 ArbejdsmiljøBedriftssundhedstjenesten i Århus har været inddraget i designfasen af anlægget til Århus Kommunale Værker og havde derfor i forvejen et vist kendskab til anlæggets opbygning. Samme BST er derfor blevet bedt om at vurdere sorteringsprocessen i forhold til normal dagrenovation og komme med anbefalinger omkring arbejdsmiljø i forhold til et storskala anlæg. BST's samlede vurdering er vedlagt som bilag 2. Den umiddelbare konklusion er at arbejdsmiljøet ikke udgør en hindring i forhold til at køre et Dewaster anlæg i stor skala på usorteret affald. Der er dog en række forhold, som skal indtænkes i designet for at få et optimalt arbejdsmiljø. Hovedsageligt drejer det sig om at minimere støvgener, minimere ophold ved maskinerne samt lette rengøring og vedligehold mv. Referencer:[13] EFOS – kvæg bestemmer mængden af enzymfordøjeligt biologisk materiale til simulering af fordøjeligheden hos drøvtyggere. [14] A. Gendebien et Al, Survey of wastes spread on land, Final Report to DG Environment, 2001. [15] Miljøprojekt Nr. 475, 1999 "Kildesporing af miljøfremmede stoffer i kloaknet, Bilag 1" [16] Miljøprojekt Nr. 891, 2004 "Vurdering af forskellige former for energiudnyttelse af plastaffald".
|
