Miljøprojekt, 971 – Livscyklusvurdering af deponeret affald

Livscyklusvurdering af deponeret affald - Del I

3 Afgrænsninger af vurderede systemer

3.1 System for affaldsforbrænding
3.2 System for dansk el- og kraftvarmeproduktion

Følgende affaldsbehandlingssystemer er omfattet af delprojektet vedrørende de første 100 år efter deponering:

behandling og deponering af slagge og røggasrensningsprodukter fra affaldsforbrændingsanlæg,
behandling og deponering af slagge og røggasrensningprodukter (flyveaske og afsvovlingsprodukter) fra dansk el- og varmeproduktion,

Affaldsbehandlingssystemet begynder efter forbrændingsanlæggets eller kraftværkets port og slutter med slutdeponering af restprodukterne. De udvalgte bortskaffelsessystemer er specifikke for danske forhold.

Affaldsstrategien 2005-2008 sigter mod at nedbringe mængden af affald til deponering mens affald til forbrænding og genanvendelse stiger. Dette medfører, at der må forventes et fald i deponering af forbrændingsegnet affald samt en relativ stigning i restprodukter fra affaldsforbrænding i takt med afviklingen af deponeringsanlæg for forbrændingsegnet affald. Dette gør det særlig relevant at få belyst miljøbelastningen ved deponering af restprodukter fra affaldsforbrænding.

Hvad angår deponerede restprodukter (inkl. opfyldning) fra kraftværker, repræsenterer disse restprodukter en miljøbelastning for alle aktiviteter, som involverer et forbrug af el og kraftvarme. Tendensen for disse restprodukter er de senere år gået imod mere og mere genanvendelse og det er muligt at disse restprodukter med tiden udelukkende genanvendes. Da genanvendelse ved opfyld allerede er inkluderet anses dette dog ikke for at have væsentlig betydning for projektets resultater.

Behandling og deponering af ikke-forbrændingsegnet affald indgik oprindeligt i projektformuleringen, men det har vist sig for vanskeligt at generalisere og for upræcist at lave gennemsnitsbetragtninger for denne affaldsfraktion, jf. bilag 5. Denne fraktion dækker over en række forskellige materialer, der deponeres fordi de af den ene eller anden årsag er uønsket i affaldsforbrænd-ingsanlæg. Fraktionen udgør en væsentlig del af den mængde, der deponeres i Danmark (1,2 mio. ton i 2002).

Data vedrørende in- og output i systemerne er baseret på danske forhold, men selve metoden for beregningen af emissionerne og miljøpåvirkningerne fra restproduktbehandlingen og deponeringsanlæggene kan anvendes til både danske og internationale forhold. Den udviklede excel-model er dog baseret på danske forhold for behandling af restprodukter og kan således ikke umiddelbart overføres til udenlandske deponeringsanlæg, hvor bl.a. principper for stabilisering, udformning af deponeringsanlæg m.v. er forskellige fra danske forhold.

Det er generelt for de nævnte affaldsbehandlingssystemer, at de ikke omfatter produktion af anlægsmateriel, men kun relaterer til input og output i forbindelse med etablering, drift og vedligehold af affaldsbehandlingssystemer og deponeringsanlæg samt intern og ekstern transport. Således er f.eks. fremstillingen og bortskaffelsen af pumper, rør m.m. som måtte indgå i de tekniske anlæg ikke omfattet, mens miljøbelastningen ved "udgravning" af depotceller er medregnet. Der er ikke inkluderet efterbehandling og kontrolforanstaltninger efter afslutning af deponeringsanlæggets aktiviteter.

Fremstilling af andet materiel som f.eks. gravemaskiner, lastbiler m.m. er heller ikke omfattet. Der fokuseres alene på energiforbrug, forbrug af hjælpestoffer og emissioner til jord, vand og luft samt affaldsfrembringelse ved f.eks. behandling/stabilisering af restprodukter, brug af transportmidlerne og deponering i deponeringsanlægget.

Til beregning af miljøbelastningen for transporten anvendes eksisterende data fra UMIP-databasen (1996).

Til beregning af miljøbelastningen ved brug af dansk el og kraftvarme er der anvendt data beregnet ud fra energikvalitet i projektet Livscyklusvurdering af dansk el og kraftvarme (Anon, 2000).

I det følgende præsenteres de enkelte affaldssystemer.

3.1 System for affaldsforbrænding

Ved affaldsforbrænding opstår følgende affaldsfraktioner, medtaget i figur 3.1 som restprodukter:

slagge
restprodukter fra røggasrensning
- Vådt, semitørt og tørt afsvovlingsrestprodukt
- Restprodukt fra dioxinfjernelse
- Flyveaske fra elektro- og posefiltre

Systemafgrænsningen for affaldsforbrænding omfatter input og output relateret til:

Transport af restproduktet fra røggasrensning fra affaldsforbrænding til behandlingsanlæg, samt transport af slagge til modningspladsen.
Behandling af røggasrensningsprodukter ved stabilisering jvf. Ferrox-metoden og VKI-/DRH-metoden (CO₂-stabilisering) samt modning af slagge. Her inkluderes miljøbelastningen ved spildevandsbehandling.
Transport af behandlet restprodukt fra behandlingsanlæg til deponi, samt transport af slagge fra modningsplads til deponi.
Deponering - emissioner (fx. udvaskning) i 100 år efter restproduktet er deponeret, etablering og drift ikke inkluderet.

Systemet som kortlægges er skitseret i den grå kasse i figur 3.1.

Klik her for at se Figur 3.1

Figur 3.1. Affaldsforbrændingsanlæg, systemet i den grå kasse vurderes i projektet.
Den samlede transportdistance for henholdsvis restprodukter og slagge er antaget gennemsnitlig 100 km. Forbrug af hjælpestoffer (FeSO₄ og CO₂ til stabiliseringen er medtaget. Det samlede energiforbrug for stabilisering af restprodukter samt spildevandsbehandling er estimeret på baggrund af pilotforsøg. Forbrug i forbindelse med etablering og drift af selve deponeringsanlægget er ikke inkluderet for restprodukter og slagge fra affaldsforbrænding.

Input og output ved selve affaldsforbrændingen og input til røggasrensningen er ikke medtaget i dette projekt, men er et resultat fra LCAGAPS projektet og indgår derfor i beregningsmodellen. Det skal bemærkes, at røggasrense-metoder, som er inkluderet i LCAGAPS projektet kan ændres med tiden ligesom metoder til stabilisering/oparbejdning og deponering. På grund af projektets lange forløb tidsmæssigt, er de i projektet vurderede metoder til stabilisering allerede delvist forældede da de ikke anses for at være tilstrækkeligt egnede. Det anbefales derfor at opdatere viden om dette og evt. datagrundlag og beregningsmetoder med jævne mellemrum.

3.2 System for dansk el- og kraftvarmeproduktion

Ved produktion af el og varme på kraftværkerne opstår følgende affaldsfraktioner:

Slagge
Flyveaske
Gips (afsvovlingsprodukt fra den våde afsvovlingsproces)
TASP (tørt afsvovlingsprodukt)
Bioaske (aske fra halm- og træfyrede anlæg)

De fleste restprodukter fra kraftværker genanvendes og de resterende deponeres uden, at restprodukterne har gennemgået en mellembehandling. I enkelte tilfælde deponeres gips stabiliseret med flyveaske, hvilket foregår ved en simpel blandeproces.

Flyveasken og afsvovlingsgipsen afsættes primært til cement- og gipsproduktion, og en mindre del sendes til deponi. TASP recirkuleres på kraftværket ved genindfyring sammen med brændslerne. Bioasken deponeres på kontrollerede deponeringsanlæg.

I dette projekt undersøges kun restprodukter i form af flyveaske og slagge samt bioaske, der deponeres som affald. Håndteringen af gips og TASP er således udeladt, da disse dels genanvendes (gips) dels genindfyres. Eventuelle genanvendelsesprocesser for slagge og flyveaske til fx. bygge-og anlægsformål, udover genanvendelse ved opfyld, er ligeledes betragtet som neutrale da restprodukterne erstatter andre produkter.

Systemafgrænsningen for restprodukter fra kraftværker begrænses til at omfatte input og output relateret til:

Transport af slagge og flyveaske fra kraftværket til deponi.
Deponering – transport og entreprenørarbejde ved deponering (dog ikke selve etablering af deponeringsanlæg) samt emissioner (fx. udvaskning) i 100 år efter restproduktet er deponeret.

Systemet er skitseret i den grå kasse i figur 3.2.

Klik her for at se Figur 3.2

Figur 3.2. Energifremstilling, systemet i den grå kasse vurderes i projektet.
Restprodukterne opgøres pr. ton restprodukt deponeret og kobles til 1 kWh el og varme produceret. Restprodukter, der slutdeponeres er inkluderet (både egentlig deponering og opfyldning). Restprodukternes livscyklus begynder ved transport fra værket (askesilo, slaggebad m.v.). Dette medfører, at udtag af flyveaske og slagge samt mellemlagring m.v. er opgjort som en del af produktionen af el og varme. I restprodukternes livscyklus indgår derfor (figur 3.3) transport fra værket, entreprenørarbejde ved deponering (ikke etablering af deponeringsanlæg), mellembehandling dvs. stabilisering (såfremt det forventes foretaget i fremtiden) og udvaskede mængder fra depotet. Anvendelsen af restprodukter til industrielle formål er udeladt i dette projekt.

Figur 3.3 Flowdiagram for restprodukternes livscyklus.

Figur 3.3 Flowdiagram for restprodukternes livscyklus.
Da restprodukterne er et affaldsprodukt fra produktion af el og varme bliver miljøpåvirkningerne udelukkende tilskrevet produktionen af el og varme, og der foretages ingen allokering af miljøpåvirkninger i forhold til restprodukterne.

Da miljøpåvirkningerne fra kraftværkernes restprodukter skal tilskrives produktionen af 1 kWh el og 1 kWh varme, indsamles der data for dansk produktion i et gennemsnitligt år, men samtidigt er det nødvendigt at foretage en allokering mellem samprodukterne el og varme. Denne allokering er meget følsom, da der er forskellige interesser indenfor branchen. I dette projekt er det dog besluttet, at man vil arbejde med energikvalitetsmetoden, hvor el har en større energikvalitet (exergi) end varme. Som en enkelt regneregel kan anvendes, at 1 kWh varme = 0,15 kWh el. Hele fordelen ved samproduktionen bliver her tillagt varmen. Dette er også den metode, der er brugt i UMIP’s dansk el 1992. I projektet Livscyklusvurdering af dansk el og kraftvarme (Anon., 2000) vælges at præsentere resultaterne både ved allokering efter energikvalitetsmetoden og efter energiindhold (1kWh el = 1kWh varme), da det har betydning for de miljøbelastninger der knyttes til henholdsvis el- og varmeproduktionen. I energikvalitetsmetoden, som anvendes her, tilskrives elproduktionen en forholdsmæssig større miljøbelastning.