Livscyklusvurdering af deponeret affald - Del I

4 Affaldsforbrænding

4.1 Affaldsforbrændingsanlæg
4.2 Restprodukter fra affaldsforbrænding
4.3 Behandling af røgrensningsprodukt og fastlæggelse af gennemsnitsdeponeringsanlæg
     4.3.1 Tidsperspektiv over de næste 10 år
     4.3.2 Teknikker til stabilisering af restprodukter
     4.3.3 Fastlæggelse af gennemsnitsdeponeringsanlæg for behandlede
     røggasrensningsprodukter

4.4 Bortskaffelse af slagger fra forbrændingsanlæg
     4.4.1 Vurdering af de mest sandsynlige bortskaffelsesmuligheder over de
     næste 10 år

     4.4.2 Ændringer i slaggekvaliteten over de næste 10 år
     4.4.3 Konklusion - Prognose over slaggernes fordeling mellem
     genanvendelse og deponering

     4.4.4 Behandlingen og deponering af slaggerne
     4.4.5 Deponeringsanlæg for slagge
4.5 Et dansk gennemsnitsdeponeringsanlæg for slagge

I det følgende beskrives de vurderede affaldsteknologier, restprodukterne og deres videre behandling, det endelige deponeringsanlæg samt fastlæggelse af et modeldeponeringsanlæg som en gennemsnitsbetragtning.

4.1 Affaldsforbrændingsanlæg

Der er som sagt taget udgangspunkt i affaldsfraktioner fra de teknologier, som er anvendt i LCAGAPS-projektet (Erichsen & Hauschild, 2000). LCAGAPS omfatter principielt alle typer forbrændingsteknologier i Europa. I LCAGAPS er det ikke fundet nødvendigt at skelne mellem forskellige ovntyper mens røggasrensningen er inddelt i 7 klasser kombineret af partikelfjernelse, tør/semitør røggasrensning, våd røggasrensning, DeNOx og dioxinfjernelse. I dag kan der findes flere teknologier og/eller hybrider af ovenstående og en senere opdatering af baggrunden kan være nødvendig.

4.2 Restprodukter fra affaldsforbrænding

Der opstår en række forskellige restprodukter ved affaldsforbrænding. I nedenstående tabel 4.1 ses en oversigt over de forskellige typer restprodukter fra affaldsforbrænding og de mængder, de typisk forekommer i, udtrykt som kg per ton forbrændt affald.

Slaggerne også kaldet bundasken udgør, som det fremgår af tabel 4.1, langt den største restproduktstrøm (250 – 400 kg/ton affald). I IAWG (1997) angives en gennemsnitlig slaggemængde på 300 kg/ton affald fra moderne affaldsforbrændingsanlæg. Slaggerne fremtræder som et meget inhomogent materiale, som, bl.a. afhængigt af afkølingsformen, kan forekomme som et granulat eller som større eller mindre klumper iblandet skrotmetal og eventuelt uforbrændt materiale.

Forhold som anlægstype (ovntype), affaldets sammensætning og energi-indhold samt belastningsgraden på et anlæg m.v. kan påvirke udbrændings-graden af slaggerne. I tabel 4.2 er angivet data for sammensætningen af slagge baseret på danske gennemsnitsdata.

Tabel 4.1 Typiske mængder af restprodukter produceret ved affaldsforbrænding (efter Hjelmar, 1998).

Type af restprodukt Typisk produceret mængde
(kg/ton forbrændt affald)
Slagger/bundaske 250 – 400
Ristegennemfald 1) 5
Kedelaske 2 – 12
Economizeraske ingen data
Flyveaske 10 – 30
Restprodukter fra rensning af sure røggasser:
Tør proces 2)
Semitør proces 2)
Våd proces 3)

20 – 50
15 – 40
1 – 3

1) Kun data fra ét forbrændingsanlæg
2) Inklusive 10–30 kg flyveaske/ton affald
3) Tørvægt af slam fra rensning af afløbsvand fra scrubberen. Ved vådprocessen produceres også 0,3 – 0,5 m³ behandlet spildevand, som indeholder 8-15 kg kalcium- og natriumklorid. Flyveasken forudskilles særskilt.
Kilder: Hjelmar et al. (1990), Ludvigsen & Hjelmar (1992), Rasmussen et al. (1993), Vehlow (1993), IAWG (1997).

Ristegennemfaldet udgøres af det affald, som under forbrændingen falder gennem risten. Det kan bestå af mere eller mindre brændbare affaldspartikler, men også af størknede metaller (f.eks. tin eller bly), som under forbrændingen smelter og siver ned gennem ristekonstruktionen.

Kedelaske er forholdsvis grove askepartikler, som udtages fra røggasstrømmen i eller umiddelbart efter selve kedlen. Den kan bl.a. indeholde udvendige belægninger af kedelrørene, som med regelmæssige mellemrum bankes løs. På de fleste danske forbrændingsanlæg ledes kedelasken sammen med slaggerne, idet den ofte tilledes den ryste-rende, som også benyttes til slaggerne.

Economizeraske består af noget finere askepartikler, som udskilles fra røggassen i den såkaldte economizer, som på nogle affaldsforbrændingsanlæg er installeret for at udvinde mest mulig varme fra røggassen, inden denne underkastes en egentlig rensning for partikler og sure luftarter. Economizerasken ledes normalt til flyveasken. Der findes ingen oplysninger om de (formentlig små) producerede mængder af economizeraske.

Flyveaske består af forholdsvis fine askepartikler, som følger med røggassen fra kedlen, og som udskilles i elektrofiltre eller posefiltre. På forbrændingsanlæg med vådscrubberanlæg udskilles flyveasken opstrøms for scrubberen og fremkommer som en selvstændig restproduktstrøm (som dog i nogle tilfælde senere blandes med slammet fra rensning af spildevandet fra vådscrubberen med henblik på deponering). På de fleste danske forbrændingsanlæg med tør eller semitør røggasrensning udskilles flyveasken ikke forud for rensningen for sure gasser, og den fremkommer derfor sammen med reaktionsprodukter m.v. som en del af røggasrensningsproduktet. Mængden af flyveaske kan variere en del fra anlæg til anlæg og er naturligvis svær at opgøre, når den forekommer som en del af røggasrensningsproduktet. Normalt vil flyveaskemængden svare til 10 – 30 kg/ton forbrændt affald. I IAWG (1997) angives en gennemsnitlig flyveaskemængde på ca. 20 kg/ton affald fra moderne affaldsforbrændings-anlæg.

Rensning af røggassen for sure luftarter er en integreret del af moderne affaldsforbrændingsteknologi, og der produceres i dag restprodukter fra rensning for sure luftarter på alle danske affaldsforbrændingsanlæg. Mængde og egenskaber af restprodukterne afhænger af, hvilken procestype, der er installeret. De tre traditionelle hovedtyper af rensningsprocesser udgør i dag: tør, semitør og våd røggasrensningsprodukter, og de er nogenlunde ligeligt repræsenteret på danske affaldsforbrændingsanlæg. Der synes dog at være en tendens til en øget andel af våd røggasrensning.

Sammensætning af restprodukterne
I tabel 4.2 er sammensætningen af slagge, flyveaske og røggasrensnings-produkter vist.

Tabel 4.2. Sammensætning for restprodukter fra affaldsforbrænding

Stof Enhed Slagger
(1)
Flyveaske
(2)
Flyveaskeholdige
røggasrensnings-
produkter
fra tørre
og semitørre
processer
(2)
Slam fra våd
røggasrensning
(uden flyveaske)
(2)
O
Si
Ca
Fe
Al
Na
K
C

Mg
S
Ti
P
Cu
Zn
Cl
Pb
Ba
Mn
Ag
As
B
Br
Cd
Co
Cr
Cs
F
Hg
I
Mo
N
Ni
Sb
Se
Sn
Sr
V
g/kg
g/kg
g/kg
g/kg
g/kg
g/kg
g/kg
g/kg

mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
-
270
71
68
50
24
12
-

8500
5700
4600
3000
2800
2300
2100
1600
1400
1100
-
12
-
-
1,4
-
330
-
-
<0,08
-
47
480
230
-
-
210
230
67
-
160
107
25
71
31
36
-

15000
26000
8700
-
1200
28000
74000
11000
1700
1300
55
130
-
-
390
51
650
-
-
8
-
40
-
140
530
14
1400
280
51
-
69
230
12
26
17
23
-

9400
15000
3300
-
710
15000
180000
5400
540
480
22
170
-
-
300
9,6
180
-
-
15
-
15
-
94
790
8,2
890
460
33
-
78
150
54
28
1,9
3,9
-

75000
4400
2600
-
1200
31000
36000
11000
460
9100
-
89
-
-
630
9,8
240
-
-
650
-
12
-
62
140
-
400
104
47

(1) Hjelmar et al. (1996), gennemsnit fra danske forbrændingsanlæg.
(2) Efter IAWG (1997), gennemsnit fra en række lande.

Forskellene mellem anlæg relateres primært til forskelle i renseteknologier. I Danmark drejer det sig om partikelfjernelse ved hjælp af elektrofilter eller posefilter, samt tør/semitør og våd røggasrensning. Den fordeling mellem de forskellige teknologier som er anvendt i LCAGAPS projektet er fra 1992 og er angivet i tabel 4.3. I tabellen angives også de nyeste tal for røggasrensning fra 2000/2001 (Videnscenter for Affald, 2003; ISWA 2002). Det fremgår ligeledes af informationer fra Videnscenter for affald, at mere end 33% af affaldsforbrændingsanlæggene har indført dioxinrensning for at leve op til lovkravene. Som det fremgår af tabellen er der nogen forskel mellem de nyeste tal og dem, som er anvendt i LCAGAPS. Fordelingen mellem tør/semitør og våd er, før den nyeste information fra Videnscenter for affald tilkom projektet, estimeret til 47/53, hvilket er anvendt til estimering af udsivning fra depone-ringsanlæg. Det vurderes, at dette kun giver anledning til små afvigelser i forhold til de seneste informationer. Hvad angår dioxinrensning udføres denne med aktivt kul, som afbrændes. Dioxinrensning har primært indflydelse på luftemissionen af dioxiner, som reduceres med henholdsvis 10 og 100 gange for tør/semitør og våd røggasrensning. Af denne årsag er modellen blevet tilrettet, således at halvdelen af de anlæg, som anvender våd rensning antages at anvendes dioxinrensning. Af afrundingsmæssige årsager anvendes en fordeling mellem tør/semitør og våd rensning på 46/54 til modellering af emissioner og restprodukter fra forbrændingsanlæg.

Tabel 4.3 Den procentvise fordeling på teknologier for røggasrensning i DK

Procentvis fordeling 1992 2000
Elektrofilter 61,3  
Posefilter 34,4  
Tør 17,8 10
Semitør 36,1 24,8
Våd 33,7 58,7
Dioxinrensning 0 > 33

4.3 Behandling af røgrensningsprodukt og fastlæggelse af gennemsnitsdeponeringsanlæg

Over den næste 10-årige periode anses følgende behandlings- og bortskaffelsesmuligheder for at være relevante (år 2001):

Alternativ A: Deponeringsløsning
Alternativ A0: Midlertidig deponering af ubehandlede røggasrensningsprodukter i udvalgte deponeringsanlæg
Alternativ A1: Endelig deponering efter behandling in-situ med forceret udvaskning
Alternativ A2: Endelig deponering efter behandling i et anlæg baseret på VKI-metoden/DRH-metoden
Alternativ A3: Endelig deponering efter behandling i et anlæg baseret på Ferrox-metoden

Alternativ B: Eksportløsning - Eksport til Norge eller Tyskland til genanvendelse eller endelig deponering

Alternativ C: Genanvendelse i Danmark
Alternativ C0: Genanvendelse af ubehandlet røgrensningsprodukt
Alternativ C1: Genanvendelse efter stabilisering med VKI-metoden/DRH-metoden.
Alternativ C2: Genanvendelse efter stabilisering med Ferrox-metoden.

4.3.1 Tidsperspektiv over de næste 10 år

Produktionen af røggasrensningsprodukter i Danmark antages at være omkring 60.000 tons per år i perioden til og med år 2004 (i affaldsstrategi 2005-2008 (Regeringen, 2003) præsenteres et tal på 73.800 allerede for år 2001), mens der i perioden 2005-2010 skal bortskaffes op til 80.000 t/år. (Tallene stammer fra Affald 21, hvor den nuværende produktion antages at være omkring 60.000 t/år, men vurderes stigende til ca. 80.000 t/år inden få år.) Halvdelen af de totale mængder røggasrensningsprodukter produceres i de sjællandske affaldsforbrændingsanlæg.

Tidsrummet 2000-2004
Siden slutning 1999 er der ikke deponeret røggasrensningsprodukter i Danmark. Alle røggasrensningsprodukter fra Danmark er blevet eksporteret til Norge eller Tyskland, hvor de slutdeponeres i en klippeø (Langøya) eller i mineskakter (alternativ B).

Umiddelbart vurderes det at være udelukket, at der igen tillades (midlertidig) deponering af ubehandlede røggasrensningsprodukter i Danmark (alternativ A0). Derudover anses det også for at være meget lidt sandsynligt, at der tillades genanvendelse af ubehandlede røggasrensningsprodukter (alternativ C0). Der er planlagt udarbejdet en handlingsplan, som på baggrund af en miljø- og samfundsøkonomisk analyse vil fastlægge den fremtidige håndtering af restprodukterne.

Alternativerne A0 og C0-C2 vurderes derfor ikke at være relevant i den nærmeste årrække.

I tidsrummet 2000 til og med 2004 anses det for at være mest sandsynligt, at røggasrensningsprodukterne fra danske forbrændingsanlæg eksporteres til slutdeponering i udlandet.

Tidsrummet 2005-2010
Det er ikke endeligt fastlagt hvordan røggasrensningsrestprodukterne skal håndteres i fremtiden. På tidspunktet for dette projekts udførelse (2001) kunne det forventes, at stabiliseringsmetoder udviklet på forbrændingsanlæggene i København og i Jylland og på Fyn ville muliggøre passiv deponering [3] i Danmark. Dette er dog senere blevet vurderet ikke at være miljømæssigt og økonomisk optimalt, uden at der dog er fastlagt en ny strategi. . I Affaldsstrategi 2005-2008 er der indtil videre kun planlagt udarbejdet en handlingsplan for håndteringen af restprodukter (Regeringen 2003). De mest lovende processer omfatter høj-temperatur behandling af restprodukterne, men de miljømæssige aspekter er endnu usikre. Den følgende beskrivelse og efterfølgende dataindsamling er derfor baseret på den forventede udvikling da projektet blev udført i år 2001.

De igangværende udviklingsaktiviteter peger på et fællesanlæg til de jyske og fynske anlæg med en kapacitet på 35.000 t/år (med mulighed for at behandle op til 65.000 t/år), og et eller to anlæg til de sjællandske affaldsforbrændingsanlæg med en samlet kapacitet på knap 30.000 t/år.

Der arbejdes med følgende alternative behandlingsmetoder:

  1. In-situ stabilisering af røggasrensningsprodukter vha. forceret udvaskning
  2. Stabilisering i et behandlingsanlæg vha. kuldioxid (VKI/DRH-metoden)
  3. Stabilisering i et behandlingsanlæg vha. jernsulfat (Ferrox-metoden)

In-situ stabilisering vil højest sandsynlig kun blive anvendt til stabilisering af allerede deponerede røggasrensningsprodukter på AV Miljø. Det vurderes umiddelbart, at metoden ikke vil accepteres af myndighederne til behandling af røggasrensningsprodukter, så snart VKI/DRH-metoden eller Ferrox-metoden er implementeret i fuldskala. Derfor er In-situ stabilisering ikke blevet vurderet som relevant behandlingsmetode i nærværende projekt.

VKI/DRH-metoden er den foretrukne metode for et anlæg i Jylland og på Fyn. Antages det, at de jyske og fynske forbrændingsanlæg behandler deres røggasrensningsprodukter (ca. 40.000 t/år efter 2005) i et fremtidigt fælles anlæg baseret på CO2-stabilisering, er kun behandlingsmetoden for de sjællandske røggasrensningsprodukter usikker. I København arbejdes der p.t. med forskellige scenarier, hvor de 2 mest sandsynlige er følgende:

  • et fælles anlæg baseret på Ferrox eller VKI-metoden (kapacitet af anlægget 30-40.000 t/år).
     
  • to mindre anlæg baseret på hvert sin metode, VKI til Amagerforbrænding, Ferrox til Vestforbrænding (kapacitet af hvert anlæg på 15-20.000 t/år).

Der forudsættes i det følgende, at produktion af røgrenseprodukter fra de øvrige sjællandske forbrændingsanlæg bliver behandlet i det anlæg, som Amagerforbrænding og Vestforbrænding etablerer i fuldskala.

I tabel 4.4 er metoderne til behandling af røggasrensningsprodukter, som anses for at være sandsynligt fra år 2005 angivet.

Tabel 4.4. Metoderne til behandling af røggasrensningsprodukter

  VKI/DRH-metode
(CO2-stabiliseret)
Ferrox-stabiliseret
Scenarie 1: ca. 40.000 t/år ca. 40.000 t/år
Scenarie 2: ca. 60.000 t/år ca. 20.000 t/år
Scenarie 3: ca. 80.000 t/år 0 t/år

Det vurderes udfra igangværende overvejelser i forbindelse med opskalering af metoderne, at være mest sandsynligt, at scenarie 2 afspejler situation omkring behandling af røggasrensningsprodukter efter år 2005.

Scenarie 2 foreslås på den baggrund at være grundlaget for indsamling af data til behandling af røggasrensningsprodukter.

Ferroxprocessen vil således tage sig af 20.000 t/år røggasrensningsprodukter, der stammer fra den våde røggasrensningsproces øst for Storebælt.

VKI/DRH-metoden vil blive anvendt til behandling af ca. 40.000 t/år røggasrensningsprodukter fra Jylland og ca. 20.000 t/år tør/semitør røggasrensnings-produkter fra Sjælland. Fordelingen af våd og tør/-semitør røggasrenseprocessen på de jyske og fynske anlæg er ikke kendt.

De behandlede røggasrensningsprodukter vil slutdeponeres i danske deponeringsanlæg (passiv deponering).

4.3.2 Teknikker til stabilisering af restprodukter

Stabilisering/behandling af restprodukterne fra affaldsforbrændingen kan udføres ved brug af følgende metoder:

  • VKI-metoden
  • DRH-metoden
  • Ferroxstabilisering (DTU metoden)

VKI-metoden
VKI-metoden er udviklet som en 2-trins proces. Behandlingsprocessen indledes med en vandig ekstraktion af letopløselige salte. Ved den efterfølgende mellemafvanding adskilles det vaskede røgrensningsprodukt fra vaskevandet, der indeholder såvel opløste salte som en del opløste tungmetaller. Det vaskede røgrensningsprodukt genopslemmes i processens andet trin, hvor der tilsættes kuldioxid og (for en yderligere stabilisering af specielt bly) fosforsyre eller en anden egnet fosforkilde (f.eks. syrebehandlet aske fra forbrænding af spildevandsslam). Det stabiliserede røgrensningsprodukt slutafvandes og kan deponeres eller genanvendes. Metoden kan anvendes med eller uden tilsætning af fosforsyre, og den kan også gennemføres som en 1-trinsproces.

Første indledende økonomioverslag over processens forbrug af driftsmidler (vand og kemikalier) tyder på, at det af økonomiske årsager kan være nødvendigt at reducere eller undlade tilsætning af fosforsyre. Tilsætning af fosfor er en bekostelig driftsomkostning, der kan have afgørende betydning for konkurrenceevnen af fosforsyre-varianten af processen VKI-metoden overfor DRH-metoden og Ferrox-metoden.

Et principielt procesdiagram for VKI-metoden er vist i figur 4.1.

Figur 4.1. Procesdiagram for VKI-metoden

Figur 4.1. Procesdiagram for VKI-metoden
DRH-metoden
DRH-metoden er stort set identisk med kuldioxid-varianten af VKI-metoden, da den undlader tilsætning af fosforsyre under stabiliseringstrinnet. Idet det vurderes, at fosfor-tilsætning af økonomiske grunde vil minimimeres eller undlades helt i en fuldskala-version af VKI-metoden, anses DRH-metoden og VKI-metoden i nærværende projekt for at være identiske.

Ferrox-metoden
Ferrox-metoden er udviklet som et-trins proces, hvor udvaskning af saltene og tilsætning af jernsulfat til det ubehandlede røgrensningsprodukt foregår i samme trin. Efter selve reaktionstrinnet afvandes det stabiliserede produkt.

Et principielt procesdiagram for Ferrox-metoden er vist i figur 4.2.

Figur 4.2. Procesdiagram for Ferrox-metoden.

Figur 4.2. Procesdiagram for Ferrox-metoden.
Stabilisering af tørre og semitørre restprodukter ved brug af ferrox-metoden kræver væsentlig flere ressourcer end ved stabilisering af våde restprodukter. Det forventes p.t. at ferrox-metoden udelukkende vil blive anvendt på våde restprodukter, og der regnes derfor i nærværende kun med at ferrox-metoden anvendes til våde restprodukter.

Seneste udvikling
Det skal bemærkes, der i løbet af projektperioden er fremkommet en række højtemperaturprocesser til behandling af røggasrensningsprodukter. Nogle af disse processer, herunder Odda-processen, Watech-processen og CTE-processen, er p.t. ved at blive undersøgt nærmere af Miljøstyrelsen (Miljøstyrelsen, 2003). Da der endnu ikke foreligger tilgængelige oplysninger om egenskaberne af og deponeringsbehovet for restprodukterne fra disse processer, har det ikke været muligt at inddrage dem i de opstillede scenarier.

4.3.3 Fastlæggelse af gennemsnitsdeponeringsanlæg for behandlede røggasrensningsprodukter

I forbindelse med udarbejdelsen af kriterier for accept af affald til deponering på forskellige typer deponeringsenheder i henhold til EU's deponerings-direktiv (CEC, 1999, CEC, 2003) er der på europæisk plan gennemført en række vurderinger af risikoen for udsivning af perkolat og efterfølgende påvirkning af grundvandet. Disse beregninger tager udgangspunkt i nogle ”typiske” scenarier, som over en periode på nogle hundrede år redegør for stofudvaskning, infiltration, opsamling, behandling og udsivning af perkolat fra deponeringsanlæg af fastlagt størrelse. Der er også gjort forudsætninger om membransystemernes holdbarhed og effektivitet som funktion af tiden (Hjelmar et al., 2001, DHI & ECN, 2003). De pågældende scenarier skal beskrive hele EU-området, og der er derfor tale om en grov forsimpling i forhold til de faktiske forhold i de forskellige medlemslande. Arbejdet med at implementere de europæiske kriterier for accept af affald i deponeringsanlæg i national lovgivning, som skal være færdigt inden 16. juli 2004, pågår i øjeblikket.

Den danske implementering, som foretages af Miljøstyrelsen, forventes at omfatte en gentagelse af de europæiske risikoberegninger, men foretaget på nogle deponeringsscenarier, som er tilpasset danske forhold.

Det ville naturligvis være optimalt, hvis man i nærværende arbejde kunne have anvendt deponeringsscenarier, der var konsistente med disse tilpassede danske scenarier. På grund af de forskellige tidsforløb for de to aktiviteter har det desværre ikke kunnet lade sig gøre at foretage denne koordinering.

Det kan imidlertid anbefales, at de nye danske scenarier fra udviklingen af acceptkriterierne på lidt længere sigt indarbejdes i en opdatering af nærværende datagrundlag.

I det følgende diskuteres opbygning af et gennemsnitlig dansk deponerings-anlæg til røggasrensningsprodukter, herefter kaldet ”modeldeponerings-anlæg”. Som målsætning skal dette deponeringsanlæg bruges til at beskrive den gennemsnitlige miljøbelastning ved at deponere stabiliserede røggasrensningsprodukter i Danmark.

Beskrivelse af modeldeponeringsanlægget baseres på følgende:

  • Nøgletal fra de tre udpegede landsdelsdeponeringsanlæg til røggasrensningsprodukter
  • Bekendtgørelse om deponeringsanlæg (BEK nr. 650 af 29/06/2001)

BEK vil være af stor betydning for udformning af eksisterende og nye deponeringsanlæg til bl.a. røggasrensningsprodukter. Derfor vil deponering af røggasrensningsprodukter fremover være påvirket af denne BEK, men også af forhold fra eksisterende deponeringsanlæg, som stadig vil blive benyttet.

Følgende nøgletal fra de tre landsdelsdeponeringsanlæg anvendes til beskrivelsen af modeldeponeringsanlægget:

  • Brutto- og nettonedbør
  • Gennemsnitlig højde af indbyggede røggasrensningsprodukter
  • Gennemsnitlig vægtfylde af indbyggede røggasrensningsprodukter
  • Kravene til indretning af deponeringsanlæg i BEK har indflydelse på følgende:
  • Placering af deponeringsanlægget
  • Recipient

Nøgletal fra eksisterende landsdelsdeponeringsanlæg
Miljøministeriet/Landsplanafdelingen har udpeget følgende deponeringsanlæg som værende bedst egnede som landsdeldepoter for røggasrensnings-produkter:

  • AV Miljø (Sjælland)
  • Klintholm (Fyn)
  • Glatved (Jylland)

Selvom det, som nævnt tidligere, ikke er fastlagt hvorledes restprodukter skal håndteres i fremtiden og det derfor er usikkert om disse deponeringsanlæg er relevante, karakteriseres de tre lokaliteter kort i det følgende skema:

Klik her for at se skema

Krav til affaldsdeponeringsanlæg fremsat i BEK
BEK og den gældende politik vedrørende kystnær placering, som er udtrykt i Miljøministeriets skrivelse af 27. december 1991 (Miljøministeriet, 1991), vil medføre, at affaldsdeponeringsanlæg til bl.a. røgrensningsrestprodukter fremover placeres direkte op til den op til 3 km brede kystnærhedszone, dog maks. 5 km fra kysten. Deponeringsanlæg kan dog placeres tættere ved kysten, hvis afvandingen sker direkte til kysten.

Beskrivelse af ”modeldeponeringsanlægget”
Udfra de foreliggende data af de tre udpegede landsdeldepoter samt nye krav fremsat i BEK. og i cirkulæret vurderes et modeldeponeringsanlæg at kunne beskrives som følgende:

Nøgletal for modeldeponeringsanlægget

Parameter  
Placering af modeldeponeringsanlæg kystnært (maks. 5 km fra kysten)
Recipient Grundvand, derefter marin recipient
Deponidybde 12 m
Højde af indbyggede røggasrensningsprodukter 8 m
Årlig bruttonedbør 585 mm
Årlig nettonedbør (33 % af bruttonedbør) 195 mm
Vægtfylde af indbyggede røggasrensningsprodukter 1,2

Konsekvenser for udvaskning
Over en tidsperiode på 100 år vil nettonedbøren være på ca. 19,5 m. Med en gennemsnitlig fyldhøjde på 8 m og en vægtfylde på 1,2 kommer denne nedbør i kontakt med ca. 9,6 tons røggasrensningsprodukter. Den gennemsnitlige sammensætning af perkolatet i de første 100 år kan således estimeres ved kendskab til udvaskningsforsøg foretaget på røggasrensningsprodukter ved et L/S forhold på 2,0.

En egentlig genanvendelse af røggasrenseprodukter er ikke inkluderet og er ikke aktuel i de nuværende scenarier. Det antages, at udvaskningsforløbet fra diverse genanvendelsessituationer vil tilsvare en egentlig deponering, hvis dette bliver aktuelt.

4.4 Bortskaffelse af slagger fra forbrændingsanlæg

Over den næste 10-årige periode anses følgende bortskaffelsesmuligheder for værende relevante:

  • Alternativ 1: Genanvendelse af slaggens metalliske (magnetiske) fraktion og deponering af restfraktionen, der ikke opfylder kvalitetskriterierne til genanvendelse.
  • Alternativ 2: Genanvendelse af slaggens metalliske (magnetiske) fraktion i skrotvirksomheder, restfraktionen anvendes i anlægsprojekter iht. slaggens klassifikation.
  • Alternativ 3: Stabilisering af slagge, der ikke opfylder de miljømæssige krav til genanvendelse, efterfulgt af genanvendelse iht. den stabiliserede slagges klassifikation.

Deponering af slagger (alternativ 1) har indtil nu kunne undgås i større udstrækning, idet slaggerne generelt har levet op til de miljømæssige og anlægstekniske krav der stilles ved genanvendelse. P.t. er alternativ 2 den mest udbredte bortskaffelse, således har op til 80% af slaggerne været genanvendt over de sidste år (60% direkte, 20% efter oparbejdning) og helt op til 87% i 2001.

Alternativ 3 bliver ikke praktiseret endnu. I forbindelse med de skærpede krav til slaggerne (Bek. 655 af 27. juni 2000) kan det tænkes, at stabiliseringsmetoder for slagger lignende dem omtalt i forbindelse med røggasrensningsprodukter, fremover vil vinde frem. Bek. 655 definerer anvendelsesmuligheder for 3 kategorier slagger. Slaggerne inddeles i kategorier baseret på dels faststofindhold af tungmetaller og dels indholdet af udvalgte sporelementer/tungmetaller og salte i eluatet (væskefasen) fra batchudvaskningsforsøg udført ved et væske/fastsstof-forhold (L/S) på 2 l/kg.

Ved at stabilisere slaggerne vil udvaskningsegenskaber forbedres, og således vil stabiliserede slagger kunne opfylde kravene til eluat-koncentrationerne fremsat i Bek. 655 med fortsat genanvendelse.

4.4.1 Vurdering af de mest sandsynlige bortskaffelsesmuligheder over de næste 10 år

Afsnittet stiller en prognose over den fremtidige genanvendelsesgrad for slaggerne baseret på en kort gennemgang af de miljømæssige og anlægstekniske krav til slaggerne ved genanvendelse og mulige ændringer i slaggekvaliteten over de næste 10 år.

Miljømæssige krav ved genanvendelse af slaggerne
Regeringens mål for restprodukter fra affaldsforbrændingsanlæg lægger op til, at genanvendelse af slaggerne under hensyntagen til grundvandet er foretrukket frem for deponering. Sigtelinien er 85% genanvendelse. De miljømæssige krav til anvendelse af slaggerne var hidtidig fastlagt i slaggebekendtgørelsen af 6. december 1983. Denne bekendtgørelse blev pr. 1. januar 2001 erstattet af den nye bekendtgørelse nr. 655 af 27. juni 2000.

I den nye slaggebekendtgørelse er grænseværdierne for faststofindholdet af sporeelementer/tungmetaller (Pb, Cd og Hg) i slagge markant nedsat og der er introduceret grænseværdier for andre tungmetaller, for slagger, der ønskes anvendt frit uden restriktioner. Derudover er der introduceret krav til eluatkoncentrationerne af sporelementer og salte, bestemt ved udvaskningsforsøg på slagge. Slagger (og andre restprodukter) inddeles i 3 kategorier baseret på grænseværdier for tungmetaller, og indholdet af salte i slaggerne og i eluatet. Kategorierne bestemmer til hvilke formål slaggerne må genanvendes. Således er der forskellige krav til slaggerne for forskellige typer af bygge- og anlægsarbejde. Kravene til den kategori, hvor slaggerne må genanvendes til flest formål, er væsentligt skærpet i forhold til de tidligere krav. Miljøstyrelsen vurderer, at de slagger, som kan genanvendes, vil falde i kategori 2 eller 3 som bl.a. omfatter veje, stier, pladser, ledningsgrave, ramper og støjvolde med fast belægning og 1 m jorddække (kategori 2) og veje, stier og ledningsgrave med tæt belægning og 1 m jorddække (kategori 3), hvilket betyder, at genanvendelsesmulighederne er blevet indskrænket i forhold til tidligere, hvor der kun var krav til faststofindhold af Pb, Cd og Hg, som de fleste slagger kunne overholde.

I henhold til den jordforureningslov, "Lov om forurenet jord, lov nr. 370 af 2. juni 1999, som trådte i kraft 1. januar 2000, skal alle matrikler, hvor der anvendes slagger i forbindelse med anlægsprojekter og lign. fra d. 1. januar 2001 registreres. Denne registrering vil formentlig medføre, at mange bygherrer (specielt private) vil fravælge genanvendelse af slagger for at undgå registrering af matriklen.

Tekniske krav ved genanvendelse af slaggerne i anlægsprojekter
Der findes tekniske krav (mekanisk styrke, partikelstørrelse, etc.) til genanvendelse af slaggerne i f.eks. vejprojekter. Kan disse krav til slaggerne ikke overholdes, vil det ikke være muligt at genanvende slagger uanset om slaggerne kan leve op til de miljømæssige krav eller ej.

4.4.2 Ændringer i slaggekvaliteten over de næste 10 år

I relation til miljøkravene
Der forudses to tendenser, der vil have indflydelse på slaggekvaliteten over de næste 10 år og dermed også på de potentielle miljøbelastninger ved deponering:

  • Anlægstekniske ændringer på forbrændingsanlæg
     
  • Ændringer i sammensætning af affald anvist til forbrænding.

Anlægstekniske ændringer på forbrændingsanlæg
Udskiftning af forbrændingsanlæggenes ældre roterovne med nye risteovne har vist sig at give ringere udvaskningsegenskaber for tungmetaller, specielt kobber (Crillesen, 2004). Det anses for sandsynligt, at flere roterovne bliver erstattet af risteovne fremover.

Ændringer i sammensætning af affald anvist til forbrænding
Affaldsstrategien 2005-2008 lægger op til, at miljøbelastende affaldsfraktioner som PVC, imprægneret træ og elektriske og elektroniske produkter fremover ikke må anvises til forbrænding. Det vil betyde, at indholdet af tungmetaller i slaggen må forventes at falde. Massestrømsanalyse for kobber og bly har vist, at 60 % af kobbermængden og 20-40% af blymængden, der tilføres deponeringsanlæg og forbrændingsanlæg, stammer fra elektronikprodukter. Elektronikbekendtgørelsen (nr. 1067 af 22. december 1998) forventes at flytte omkring 25.000 tons elektronikaffald fra forbrænding og deponering til genvinding, hvilket svarer til 40% af den mængde kobber, der i dag deponeres.

Stabiliseringsmetoder til slaggerne
Bek. 655 begrænser genanvendelsesmulighederne af slaggerne ved krav til udvaskning af tungmetaller og salte. For at forhøje andelen af genanvendelse af slaggerne, vil forbrændingsanlæggene muligvis begynde at stabilisere slaggerne med lignende metoder som det p.t. udvikles til røggasrensnings-produkter. I bl.a. Tyskland tilsættes kuldioxid og fosforsyre til råslaggene for at reducere udvaskning af tungmetaller (svarende til de samme grundlæggende processer som anvendes i VKI-metoden til stabilisering af røgrensningsrest-produkter). I Danmark er gennem de seneste år gennemført en del forsøg med slaggestabilisering (vask, forceret opløsning m.v.), men problemet er endnu ikke løst tilfredsstillende, idet det for mange slagger stadig er vanskeligt selv efter behandling at overholde kravene til kategori 2 i bekendtgørelse 655 af 27. juni 2000.

Stabilisering af slaggerne kan anses som en slags "end-of-pipe"-teknologi, men vurderes til at være en reel mulighed for øget genanvendelse i de tilfælde, hvor andre tiltag såsom afskæring af tungmetaller ved kilden i oplande til forbrændingsanlæggene, o. lign. ikke er tilstrækkelig til at sikre en høj genanvendelsesprocent af slaggerne.

Tekniske krav til genanvendelse
Det er angivet, at kildesortering af affald til forbrænding, især frasortering af glas og bygge- og anlægsaffald, medføre en reduktion i slaggens mekaniske styrke i forhold til tidligere.

Denne tendens kan medføre en reduktion af den genanvendte mængde slagge i visse typer anlægsprojekter, hvor der stilles krav til slaggernes mekaniske styrke.

4.4.3 Konklusion - Prognose over slaggernes fordeling mellem genanvendelse og deponering

Følgende forhold peger på, at en mindre mængde slagger genanvendes over de næste 10 år:

  • Dårligere udvaskningsegenskaber af slaggerne som resultat af indførelse af flere risteovne.
     
  • Ringere styrkeegenskaber af slaggerne
     
  • Skærpelse af miljøkrav til genanvendelse af slagger
     
  • Krav til registrering af anlægs- og byggeprojekter, hvor slagger indgår
     
  • Følgende forhold peger på, at genanvendelse af den største del af slaggeproduktionen fortsat vil være muligt:
     
  • Reduktion af tungmetaller i affaldsstrømmen til forbrændingsanlæg vha. kildesortering og andre tiltag for både salte og metaller.
     
  • Introduktion af behandlingsprocesser til at forbedre slaggernes udvaskningsegenskaber
     
  • Introduktion af procestekniske modifikationer på forbrændingsanlæg, der vil forbedre slaggekvaliteten.

Alene den store mængde af slagger produceret i Danmark resulterer i et økonomisk pres på forbrændingsanlæggene for at iværksætte forskellige tiltag til at sikre en fortsat genanvendelse af slagger. Forbrændingsanlæggene i Danmark er således begyndt at udarbejde slaggestrategier. Allerede i 2001 blev der opnået en genanvendelsesgrad på 87% og det vurderes derfor, at genanvendelsesgraden vil i årene op til 2010 ligge på omkring 85% svarende til den genanvendelsesgrad, der er sat som mål i affaldsstrategi 2005-2008.

I perioden 1996-2001 producerede de danske forbrændingsanlæg ca. 500.000 tons slagger pr. år. Slaggemængden antages at stige i takt med forøgelsen af affaldsmængden, der tilføres forbrændingsanlæggene. Indtil 2008 vurderes affaldsmængden til forbrændingsanlæggene og således slaggeproduktionen kun at stige ca. 1% (Regeringen 2003), således forventes det at der i 2010 stadig produceres ca. 500.000 t/år.

Baseret på ovennævnte prognose, antages 85% af slaggerne at blive genanvendt. Ved en gennemsnitsbetragtning over perioden 2000 til 2010 vil dette svare til en årlig mængde på ca. 425.000 tons.

15% af slaggerne antages at blive deponeret, svarende til gennemsnitlig ca. 75.000 tons om året i perioden 2000 til 2010.

Selvom der i princippet er to scenarier for slagge, nemlig genanvendelse og deponering, antages det, at udvaskningen fra slagge er uafhængig af disse scenarier og at de foreliggende data for udvaskning fra slagge fra deponeringsanlæg i Vestskoven er gældende for begge typer slutdisponering. Dette kan for genanvendelse af slaggen være konservativt, da der skal en overdækning på genanvendt slagge (f.eks. ved anvendelse af slaggen under asfalt el.lig.), men det har ikke været muligt i dette projekt at finde data for udvaskning ved genanvendelse af slagge.

Sammensætning af slaggerne vil med stor sandsynlighed ændre sig over de næste ti år. En prognose over den fremtidig sammensætning vil være behæftet med en stor usikkerhed. Det anbefales derfor, at basere dataindsamlingen på den nuværende sammensætning af slaggerne, der så kan revideres efter at forbrændingsanlæggenes tiltag til forbedring af slaggekvaliteten er slået i gennem.

4.4.4 Behandlingen og deponering af slaggerne

I det følgende er slaggernes miljøpåvirkninger kort beskrevet, og de er inddelt i to faser:

  1. Oparbejdning og modning af råslaggen.
     
  2. Deponering af slaggefraktionen, der ikke genanvendes.

Efter slaggen har forladt forbrændingsanlægget, bliver slaggen oparbejdet, og dette sker typisk på et sorteringsanlæg, hvor der foregår en magnetisk og en mekanisk sortering. Oparbejdning sker dels på de enkelte affaldsselskaber og dels hos afsætningsselskaber. Miljøbelastningen ved sorteringen vil primært være relateret til forbrug af energi og transport.

På danske forbrændingsanlæg er det almindelig praksis, at slaggerne (før eller efter magnetisk frasortering) bliver sigtet for at frasortere indholdet af fine partikler (< 50 mm). Det er den fine fraktion (kaldet harpet slagge), som bruges i bygge- og anlægsarbejder. Harpet slagge udgør 75-90% af slaggerne.

Efter frasortering af jernskrottet, oplagres slaggen i mindst en måned og op til et år på slaggemodningspladser, hvorefter slaggekvaliteten bliver analyseret. Under modningsperioden på åbne modningspladser sker en stabilisering af slaggens indhold af tungmetaller (karbonisering) og en volumenforøgelse pga. vandoptagelse. Modningen kan i nærværende projekt forudsættes at ske på pladser med aktiv drift d.v.s. der er tæt bund og eventuel udvaskede salte og tungmetaller fra slaggerne i regnvandet opsamles og ledes til offentlig kloak eller naturlig recipient efter rensning på stedet.

Mængden af perkolat [4] fra slaggemodningspladsen vurderes at være forholdsvis lille, idet slaggerne optager/binder en del nedbør og derudover kun er opmaganiseret på modningspladsen i en kort overgangsperiode.

Den slaggefraktion, der ikke kan genanvendes efter modningen, transporteres videre til deponering.

4.4.5 Deponeringsanlæg for slagge

Ifølge affaldsstatistikken for 2002 (Miljøstyrelsen, 2003) blev der i 2002 produceret ca. 543.000 tons affaldsforbrændingsslagger i Danmark. Heraf er kun ca. 19.000 tons registreret som tilført deponeringsanlæg, mens 88.000 tons er registreret som tilført behandlingsanlæg, og 436.000 tons er vurderet tilført direkte til genanvendelse. Dette er et fald i deponeret slaggemængde fra et niveau på ca. 100.000 tons/år i perioden 1996-2000, hvor de producerede slaggemængder er nogenlunde konstante. Denne stigning i nyttiggørelsen af slagger kan umiddelbart virke overraskende, men skal bl.a. ses på baggrund af den midlertidige forhøjelse, som der i bekendtgørelse nr. 655 af 27. juni 2000 gives af grænseværdierne for udvaskning af natrium, klorid og sulfat. Det forventes, at der i 2005 eller 2006 vil blive taget stilling til, om grænseværdierne generelt skal justeres. Det er derfor vanskeligt at forudse det fremtidige behov for deponering af slagger fra affaldsforbrænding, men det betragtes dog som mindre sandsynligt, at der indenfor det nærmeste årti vil opstå et behov for deponeringskapacitet for slagger, som overstiger ca. 100.000 tons/år – det vil formentlig være væsentligt mindre. Til gengæld må det antages, at en del af de slaggeanvendelseprojekter, som vil blive gennemført, vil have deponeringskarakter, og at de derfor, i hvert fald på længere sigt, kan vurderes på samme måde, som et deponeringsanlæg for slagger. På kort sigt vil der formentlig være betydelige forskelle i vandgennemstrømningen, som vil være størst for de deponerede slagger.

Med udgangspunkt i ovenstående, kan der skønnes følgende:

  • Prognosen for det generelle deponeringsbehov fremover er meget usikker (Miljøstyrelsen, 2003), men de eksisterende deponeringsanlæg har formentlig tilstrækkelig resterende deponivolumen til deponering af slagger, således at etablering af nye affaldsdeponeringsanlæg i større stil sandsynligvis kan undgås.
     
  • Eksisterende deponeringsanlæg, der opfylder fremtidige basale krav til placering, skal sandsynligvis gennemgå en opgradering af bundopbygning for at kunne opfylde deponibekendtgørelsen. Bundopbygningen skal opfylde kravene til 2 m ler med en permeabilitet på 10-10 m/s (eller tilsvarende).
     
  • Fremtidig deponering af slagger vil ske i deponeringsanlæg placeret kystnært, dvs. som udgangspunkt 3-5 km fra kysten (medmindre kystnærhedszonen er reduceret til mindre end 3 km).

4.5 Et dansk gennemsnitsdeponeringsanlæg for slagge

Der er ikke udviklet et dansk gennemsnitsdeponeringsanlæg for slagge. I stedet er I/S Vestforbrændings slaggedeponeringsanlæg i Vestskoven, som blev anlagt i 1973, og som siden er blevet fulgt nøje med hensyn til mængde og sammensætning af perkolat, blevet anvendt som udgangspunkt for beregningerne. Disse data, som beskriver stofudvaskningen som funktion af væske-/faststofforholdet (L/S) over en periode på ca. 30 år, udgør et udsædvanligt omfattende grundlag for en beskrivelse af kildestyrken. Deponiet indeholder ca. 10.000 m³ af en blanding af slagger (ca. 85%) og flyveask (ca. 15%), det er opbygget som en bakke ovenpå terræn med en maksimal højde på 10 m over bundmembranen, der er lavet af PVC. Slaggerne er overdækket med ca. 1 m råjord, som efterfølgende er blevet dækket af en naturlig bevoksning af græs og buske. Den årlige perkolatdannelse svarer til ca. 30% af nedbøren. Perkolatet fjernes løbende og analyseres mindst én gang årligt. I 2003 svarede den opsamlede perkolatmængde til L/S = ca. 1.2 l/kg (Hjelmar, 2004).

Det havde selvfølgelig været bedst, hvis der havde været data til rådighed for et deponeringsanlæg, som udelukkende indeholdt slagger. Samtidig kan det indvendes, at slaggesammensætningen, ikke mindst med hensyn til udbrændthed, må antages at have ændret sig noget siden 1973 som følge af ændret sammensætning af det affald, som tilføres forbrændingsanlæggene, og som følge af ændret forbrændingsteknologi. Alternativet ville have været at anvende udvaskningsdata fra laboratorieundersøgelser af nyere slagger. Dette ville medføre, at langsomt forløbende mineralogiske, kemiske og biologiske processer ikke ville kunne medtages. Dataene fra Vestskoven er anvendt for at få disse effekter med i beregningsgrundlaget. Indholdet af flyveaske medfører nok, at udvaskningen af salte og måske også enkelte sporelementer overvurderes noget i forhold til det, der kunne forventes fra et rent slaggedeponi – det kan eventuelt betragtes som en sikkerhedsmargin i miljøvurderingen. Ændringerne i slaggesammensætningen med tiden er et problem, som altid vil være aktuelt, når man kigger på udvaskningsforløb over en længere årrække. Det vurderes dog at dette har begrænset betydning, især på længere sigt, da grundbestanddelene af slaggerne ikke har ændret sig.


Fodnoter

[3] Passiv deponering, betyder at der ikke gøres noget aktivt for at reducere udsivning fra deponeringsanlægget. Dvs. der foretages ikke opsamling og rensning af perkolat.

[4] Perkolat er den væske, som fremkommer efter at infiltreret nedbør er strømmet gennem slaggen. Det indeholder efter gennemstrømningen typisk udvaskede salte og sporelementer/tungmetaller fra slaggen.

 



Version 1.0 December 2004, © Miljøstyrelsen.