|
Livscyklusvurdering af deponeret affald - Del I 5 Dansk el- og varmeproduktion5.1 Teknologi til energifremstilling I perioden 1998-2000 udarbejdede EnergiE2, Eltra, Elkraft system, Elfor og Elsam med deltagelse af Tech-wise, Københavns Energi, NESA og VEKS en livscyklusvurdering jævnfør UMIP-metoden for Dansk el og kraftvarme baseret på data for 1997 (Anon., 2000). I livscyklusvurderingen for Dansk el og kraftvarme blev miljøpåvirkningen fra udvaskningen af stoffer fra deponi af restprodukterne fra energifremstillingen beregnet og miljøbelastningen udtrykt i form af de i UMIP-metoden eksisterende miljøpåvirkningspotentialer. Der er i nærværende projekt taget udgangspunkt i afgrænsning og data for emissioner og udvaskningsdata fra Dansk el og kraftvarme, men der beregnes nye miljøpåvirkningspotentialer eftersom der i nærværende projekt er indført flere toksicitetskategorier. 5.1 Teknologi til energifremstillingI livscyklusvurderingen for Dansk el og kraftvarme er der indsamlet data for transmission og distribution af el og kraftvarme samt data for syv produktionsteknologier baseret på forskellige brændsler
For en konkret beskrivelse af de enkelte produktionsteknologier og emissioner etc. herfra henvises til rapporten Dansk el og kraftvarme (Anon, 2000). 5.2 Restprodukter fra kraftværkerRestprodukter dannes primært i kul-, olie- og biomassefyrede anlæg. Restprodukterne omfatter:
Aske og slagger indeholder, i koncentreret form, de ikke-brændbare stoffer, som er tilstede i brændslerne og der kan være forskel på hvilke stoffer, som opkoncentreres i de to fraktioner. Restprodukter som TASP, filtergips, primærgips (usalgbar del) og bioslagge medtages ikke i dette projekt, da TASP og filtergips genindfyres, den deponerede mængde primærgips (usalgbar del) er ubetydelig og bioslaggen tilbageføres til landbruget under iagttagelse af krav til indhold af tungmetal, PAH m.m.i bioaskebekendtgørelsen (BEK 39 af 20.januar, 2000). Indholdet af stoffer i bioslaggen kan principielt medføre udvaskning og/eller optagelse i planter men dette vurderes af mindre betydning i forhold til de øvrige restproduktfraktioner. I tabel 5.1 ses produktionen af restprodukter fra kraftværker i de sidste tre år sammen med de mængder, der er gået til fyld og deponi. Tabel 5.1 Produktion og anvendelse af flyveaske, slagge, forudskilt gips og bioaske i 1997, 1998 og 1999 (ELSAM, 2000a; Energi E2, 2000).
Sammensætning af restprodukterne Produktionen af restprodukter fra kraftværkerne og deres sammensætning er afhængig af en række forhold på kraftværket, som beskrevet efterfølgende. Sammensætningen af asken og dermed også egenskaberne er endvidere afhængig af de driftsmæssige forhold som temperaturer og iltoverskud. I kulstøvfyrede kedler fordeler asken sig typisk som 85 – 90 % flyveaske og 10 – 15 % slagge (bundaske). Effektiviteten af partikelfilteret bestemmer mængden af flyveaske, der udskilles, og tilsvarende bestemmer effektiviteten af afsvovlingsanlægget mængden af gips, der produceres. Gipsens egenskaber afhænger af bl.a. røggassens sammensætning, afsvovlingsgrader, temperaturforhold og af sammensætningen af absorbenten og procesvandet. Der skal i projektet foretages en kortlægning af hvor store mængder af flyveaske, slagge og gips, der produceres pr. kWh el og varme ved forbrænding af de forskellige brændsler. Som eksempel kan der nævnes, at der for 1 kg kul (f.eks. fra Columbia) med et askeindhold på 12,8 % produceres følgende fraktioner:
I projektet regnes med en gennemsnitlig sammensætning af kul. Flyveaske og slagge fra kul- og oliefyrede anlæg Forudskilt gips (FUG) Udover primærgips dannes der ved afvanding og spildevandsrensing også restprodukterne forudskilt gips (FUG) og filtergips, se figur 5.1.
Figur 5.1 Skitse over restproduktstrømme fra røggasrensning. Restprodukter fra biomassefyrede anlæg Bioasker og slagge indeholder, i opkoncentreret form, de ikke-brændbare stoffer, som er tilstede i brændslerne. Visse af stofferne opkoncentreres specielt i enten slagge eller flyveaske, og da denne analyse kun medtager miljøpåvirkninger fra den del af asken, som deponeres, vil vi koncentrere os om flyveaskens sammensætning. Sammensætningen af restprodukterne for fremstillingen af el og kraftvarme er vist i tabel 5.2. Tabel 5.2 Sammensætning af restprodukter fra kraftværker
(1) Astrup, 1998. tabel 7.9.1 i Affaldsteknologi (red. Thomas Christensen) 5.3 Behandling og bortskaffelse af restprodukter fra kraftværkerFremtiden for deponering af restprodukter er præget af den fortsat øgede afsætning af restprodukterne til industrielle formål. Alle markeder for restprodukterne er endnu ikke identificeret og derfor forventes genanvendelsesmængderne ikke at falde snarere tværtimod. Ved anvendelse af restprodukter i asfalt, cement, beton og gipsplader findes der ikke på nuværende tidspunkt et materiale som producenterne har råd til at substituere restprodukterne med. Med den politiske målsætning om på sigt at afvikle kulfyring i Danmark vil restprodukt mængderne falde i de kommende år. I Danmark vil idriftssættelsen af Avedøreværkets blok 2 på gas/biomasse i år 2003 og udbygningen med flere biomassefyrede anlæg medføre, at produktionen af el og kraftvarme på nogle af de kulfyrede kraftvarmeværker vil falde, hvilket igen giver et fald i mængden af kulrestprodukter. Derimod kan der tænkes, at der vil komme en stigning i mængden af bioaske, der skal deponeres på kontrollerede affaldsdeponeringsanlæg. Der arbejdes dog fortsat på anvendelse af alle restprodukterne og for bioflyveaske arbejdes med muligheden for at udvinde kalium heraf til gødning. Det vil kunne betyde et fald i mængden af restprodukter til deponering og en ændring i sammensætningen heraf. Det er meget svært at vurdere, hvordan udviklingen indenfor restprodukt-området vil forløbe i bare de næste 5 år. Men det vurderes at behovet for at deponere restprodukter fra kulfyrede anlæg vil blive mindre. 5.3.1 Deponeringsanlæg og opfyldningerDer skelnes mellem at deponere restprodukter fra kraftværker og at anvende disse restprodukter til et opfyldningsformål. Forskellen på deponeringsanlæg og opfyldninger er primært, at opfyldninger har til formål at opfylde et areal eller udbygge et havneområde, så arealet kan udnyttes til forskellige typer af virksomhed. Samtidigt er opfyldningerne afgiftsfritaget. Modsat er deponeringsanlæggenes primære formål at bortskaffe overskudsrestprodukter, og disse er afgiftspligtige. I tabel 5.3 og 5.4 viser de deponeringsanlæg og de opfyldninger der i dag anvendes til flyveaske, slagge og gips fra kraftværker i Danmark. Tabellen indeholder også en opgørelse af deponeringsanlæggenes beliggenhed, den gennemsnitlige lagtykkelse og de gennemsnitlige nedbørsmængder for området. Tabel 5.3 Aktive restproduktdeponeringsanlæg i Danmark i år 2000
Tabel 5.4. Igangværende opfyldningsprojekter i Danmark i år 2000
De fleste restprodukter fra kraftværker deponeres uden, at restprodukterne har gennemgået en mellembehandling. I enkelte tilfælde deponeres gips stabiliseret med flyveaske, hvilket foregår ved en simpel blandeproces. Deponeringsanlæggene og opfyldningerne etableres i dag kystnært og oftest ved at inddæmme et havareal. Der udlægges ingen membraner, men de færdigopfyldte arealer overdækkes med et lavpermeabelt dækmateriale for dels at forhindre støvflugt og for at mindske nedsivningen. Restprodukterne fra biomassefyrede værker d.v.s. bioasken deponeres på kontrollerede affaldsdeponeringsanlæg alt efter hvilke affaldsdeponeringsanlæg, der anvises af kommunen. Disse affaldsdeponeringsanlæg er typisk anlagt med både membran og perkolatopsamling og adskiller sig derved fra deponeringsanlæggene til flyveaske, gips m.v. Et eksempel på et affaldsdeponeringsanlæg af denne type er FASAN. Bioaske fra nogen værker deponeres i plastic big-bags, mens det fra andre værker deponeres løst. Baggrunden for udtagning af asken i big-bags er, at der på et tidspunkt var forventninger om en genanvendelse af asken, som nødvendiggjorde udtagning i big-bags af hensyn til håndteringen. I forbindelse med vurderingen af udvaskningen fra deponeret bioaske ses der bort fra, at asken er indpakket i plastik. I værst tænkelige tilfælde kan poserne blive revet op ved deponeringen hvorfor udvaskningsprocesserne vil sætte i gang på tilsvarende vis, som ved løst deponeret bioaske. 5.3.2 Fastlæggelse af gennemsnitsdeponeringsanlæg for flyveaske, slagge og forudskilt gipsI fremtiden forventes det som før nævnt, at en større mængde flyveaske og slagge afsættes pga. deres kvalitet. Den resterende del af flyveasken og -slaggen vil formentligt som i dag blive anvendt til opfyldningsprojekter, hvor havnearealer eller lignende udvides. Disse arealudvidelser vil foregå i kystnære områder. Til denne type opfyldningsprojekter vil der heller ikke i fremtiden, blive anvendt membraner eller perkolatopsamling og -rensning. Der er ikke noget i forventet lovgivning, der vil ændre ved disse betragtninger. Det er meget usikkert at skulle behandle fremtidens disponering af restpro-dukter, da der er en række usikre forhold. En vurdering af miljøpåvirkningerne fra deponering eller opfyldning med restprodukter, er baseret på de erfaringer og oplysninger som eksisterer i dag. Skal der defineres en type for fremtidens deponering eller opfyldning af restprodukter, vil der antageligt blive tale om en opfyldning med en lagtykkelse på mellem 10 og 15 meter. Da der både vil være behov for opfyldninger i Jylland og på Sjælland, hvor nedbørsforholdene er meget forskellige er der regnet med et landsgennemsnit for nedbøren. I året 1999 var den gennemsnitlige nedbør for Danmark på ca. 700 mm. Endvidere er der fastsat et udtryk for den gennemsnitlige fordampning fra kystnære arealer for at estimere nettonedbøren. Etableringen af en opfyldning foretages ved at inddæmme et havareal. Ved opfyldning på denne måde er der en stor kontakt mellem kulrestprodukterne og havvand. Dette medfører, at der sker en større udvaskning af salte og metaller i etableringsfasen, end hvis der ikke blev foretaget en opfyldning i et vandfyldt område. Specielt kan det forventes, at krom i løbet af opfyldningens etableringsfase bliver udvasket i mængder, der svarer til det tilgængelige, d.v.s. hele den umiddelbare tilgængelige mængde, der udvaskes indenfor de første 100 år. Det vil derfor blive vurderet om etableringen vil have betydning for den samlede udvaskning over de første 100 år. En yderligere fastsættelse af forudsætninger for fremtidens gennemsnitlige depot beror på en gennemgang af de data, der har været tilgængelige og nødvendige estimater. Gennemsnits deponeringsanlæg for flyveaske, slagge og forudskilt gips Beskrivelse af modeldeponeringsanlægget baseres på følgende:
Følgende nøgletal fra de aktive deponeringsanlæg anvendes til beskrivelsen af modeldeponeringsanlægget:
De aktive deponeringsanlæg/opfyldninger er kort karakteriseret i tabel 5.3 og 5.4 ovenfor. Implementering af BEK nr. 650 af 29/06/2001 samt det såkaldte kystnærhedsprincip (Miljøministeriet, 1991) medfører, at affaldsdeponeringsanlæg fremover placeres kystnært, dvs. direkte op til den op til 3 km brede kystnærhedszone, dog maks. 5 km fra kysten. Deponerings-anlæg kan dog placeres tættere ved kysten, hvis afvandingen sker direkte til kysten. Ud fra de foreliggende data for de aktive deponeringsanlæg/opfyldninger samt nye krav fremsat i BEK. vurderes et modeldeponeringsanlæg for flyveaske, slagge og gips at kunne beskrives som følgende: Nøgletal for modeldeponeringsanlægget
Sammenhængen mellem deponeringshøjde, infiltration, tid, vægtfylde og l/s forhold ses af følgende ligning: t = t0 + (l/s) * d * H/I, hvor En infiltration i det deponerede materiale på 200 mm/år giver således et (l/s) på 1,88, hvilket afrundes til 2. Særlige forhold: Gennemsnitsdeponeringsanlæg for bioaske Bioflyveaske deponeres på kontrollerede kommunale affaldsdeponeringsanlæg, som i fremtiden alle vil blive krævet anlagt med membran og perkolatopsamling, hvorved de adskiller sig fra depoterne til flyveaske, slagge og forudskilt gips. For en detaljeret beskrivelse af kontrollerede affaldsdeponeringsanlæg henvises til LCAGAPS projektet (Nielsen og Hauschild, 1998; Nielsen et al., 1998). Bioaske deponeres i separate celler på affaldsdeponeringsanlæggene. Udf ra de foreliggende data for de aktive deponeringsanlæg/opfyldninger samt nye krav fremsat i BEK. vurderes en celle på et modeldeponeringsanlæg for bioaske at være som beskrevet efterfølgende:
Nøgletal for modeldeponeringsanlægget:
Der regnes med at sækkene går i stykker ved deponeringen, således at udvaksningprocesserne starter samme tid for løst deponeret og sække-deponeret bioaske. 5.4 Oversigt over gennemsnitsdeponeringsanlægDer er fastlagt en række gennemsnitsdeponeringsanlæg for de forskellige deponerede fraktioner. Det drejer sig om følgende fraktioner:
Bioaske fra energiproduktion med biomasse forventes deponeret på almindelige kontrollerede deponeringsanlæg. Nedenstående sammenfattes karakteristika for deponeringsanlæggene.
En eventuel genanvendelse af røggasrenseprodukter fra affaldsforbrænding antages at give anledning til samme udvaskning som deponering. Det samme gør sig gældende for restprodukter fra kraft- varmeproduktion. Slagge fra affaldsforbrænding bliver dels deponeret dels genanvendt. Det er antaget at de to scenarier giver anledning til samme udvaskning. I/S Vestforbrændings slaggedeponi i Vestskoven, som er fulgt med målinger siden oprettelsen, er anvendt som udgangspunkt for beregningerne
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
