Affaldssortering baseret på online detektion af grundstoffer

2 Formål

Projektet har tre delmål:

  1. At optimere PGNAA-sensorer udviklet i projektet "Sensor til detektion af imprægneret affaldstræ".
  2. At afdække muligheder for miljøfremmende anvendelser af PGNAA-sensorer. Projektet tager udgangspunkt i problematiske affaldsstrømme med store behandlingsomkostninger, hvor en sortering/karakterisering af affaldsstrømmen vil kunne give større grad af genanvendelse og/eller bedre økonomi i affaldsbehandlingen.
  3. At demonstrere og dokumentere sorteringen af én affaldsstrøm på et mindre forsøgsanlæg.

Desuden skal projektet inden for dets økonomiske rammer undersøge, hvilke grundstoffer forsøgsanlæggets PGNAA-sensor kan detektere i relevante affalds-prøveemner eller –strømme.






3 Anvendelsesstudium

3.1 Indledning

Anvendelsesstudiet danner sammen med det teoretiske designstudium beslutningsgrundlaget for valget af den affaldsfraktion, som forventes at give de største miljømæssige og økonomiske fordele, hvis sensor- og sorteringssystemet installeres i affaldsbehandlingen. I projektet skal detektionen og sorteringen af den mest lovende anvendelse eftervises i et demonstrationsanlæg, der opbygges hos FORCE. Anvendelsesstudiet skal desuden afklare markedspotentialet for PGNAA-baserede sorteringsanlæg i affaldssektoren.

En prioritering af anvendelsesmulighederne er sket ud fra disse kriterier:

– Miljømæssige fordele ved anlægget

– Økonomisk vurdering af anskaffelse og drift

– Forventet effektivitet af klassificerings-sorteringsmekanismen

– Mulighederne for anvendelse på andre fraktioner

I dette studium har vi vurderet hver af de potentielle anvendelser af et PGNAA-baseret sorteringssystem efter følgende disposition:

  1. Baggrund
  2. Praktiske forhold – Hvordan kan sensoren indpasses i det eksisterende behandlingssystem
  3. Miljømæssig fordele
  4. Markedsanalyse - potentiale
  5. Økonomi - behandlingsomkostninger
  6. Demonstrationsanlæg

– Praktiske og økonomiske forhold

Kapitel 4 indeholder konklusionen på de teoretiske undersøgelser i designstudiet.

3.2 Positionering på markedet

I udviklingen af sorteringssystemer baseret PGNAA-sensorer er det vigtigt at være opmærksom på sensor-princippets fordele og begrænsninger. FORCE ønsker at udvikle sensorer, der får succes - både gennem en bedre affaldsbehandling og gennem økonomiske fordele for affaldsbehandlerne og konsortiet. For at det skal lykkes, vil vi udvikle sorterings/sensorsystemer til affalds- og produktstrømme, hvor måleprincippets fordele udnyttes meget tydeligt, og hvor ulemperne har ringe eller ingen betydning.

PGNAA har mange fordele:

– Analyserer for grundstoffer, som andre måleprincipper ikke kan "se"

– Kan måle mange forskellige grundstoffer på én gang

– Målingen er

  – Berøringsfri

  – Dybdegående og derfor uafhængig af emnets fysiske form - alt i målevolumenet analyseres samtidigt

– Ikke-destruktiv

– PGNAA er meget følsom overfor grundstofferne:

– Klor (Cl), cadmium (Cd), litium (Li), bor (B), kviksølv (Hg), guld (Au), kobolt (Co)

Til ulemperne hører:

– Sensorsystemet er relativt dyrt

– Målingen er ikke fokuserende - alt i målevolumenet analyseres samtidigt

– PGNAA kan kun meget vanskeligt eller umuligt detektere grundstofferne:

  – Bly (Pb), ilt (O), fluor (F), kulstof (C), m.fl.

3.3 Undersøgelse af de potentielle anvendelser

3.3.1 Screening af potentielle anvendelser

Anbefalingerne fra projektets bredt sammensatte følgegruppe pegede på følgende potentielle anvendelser af PGNAA-baserede sensor- og sorteringssystemer (i alfabetisk rækkefølge):

- PVC - udsortering fra affaldsplast

- PCB-Kondensatorer

- Batteriaffald

- Erhvervsaffald

- Printkort

- Brændselspiller – kvalitetskontrol

- Slagge fra affaldsforbrændingsanlæg

- Affaldstræ

- Kontrol/oplæring på kommunale genbrugsstationer

3.3.2 PVC - udsortering fra affaldsplast

3.3.2.1 Baggrund

Den årlige produktion af PVC-affald i EU vil iflg. RGS90 stige fra 2,5 mio. t i 1998 til 4,5 mio. t i 2020. I de vesteuropæiske lande indgår mere end 70 % af PVC-forbruget i bygge- og konstruktionssektoren. Gulve, vinduesrammer, kabler, afløbslednings- og drænrør og tagplader er typiske eksempler på PVC-baserede byggematerialer. PVC-byggematerialer har lang levetid. Om 10-30 år skal materialerne udskiftes, og der vil blive et stort behov for en miljømæssig bæredygtig behandlingsproces til PVC-affald.

I Danmark er den årlige produktion af PVC-affald på ca. 15.000 t/år. I 1992 underskrev dansk industri en PVC-aftale med Miljøstyrelsen. Industrien lovede at udfase klorerede paraffiner og tungmetal-stabilisatorer.

Dansk industri lovede også at øge genanvendelsen af PVC til 77 % i 2000. I dag genanvendes mindre en 15 % af det indsamlede PVC-affald. Målet for genanvendelse er ikke nået.

Miljøstyrelsens prioriteter for PVC er at forbyde forbrænding af PVC-affald, forhindre deponering og at øge genanvendelsen.

PVC-produkter har et højt indhold af klor, tungmetal-stabilisatorer (bly, cadmium, barium og zink) og blødgører. Disse stoffer giver miljømæssige problemer, når PVC bortskaffes.

Det øgede forbrug af PVC gennem de sidste 50 år har givet tonsvis af PVC-bygningsaffald, som er blevet deponeret på lossepladser eller destrueret ved forbrænding. Forbrænding af PVC fører til dannelsen af hydrogenklorid, der kan medvirke til dannelse af giftige dioxiner. For at neutralisere hydrogenklorid er det nødvendigt at tilføre store mængder reaktanter (kalk el. lign.). Dette kan føre til en stigning i mængden af røggasrensningsprodukt. Efter forbrændingen vil røggasrensningsprodukterne have et højt indhold af klor og tungmetaller. I Danmark producerer affaldsforbrændingsanlæggene ca. 100.000 t røggasrensningsprodukter om året. Deponering af røggasrensningsprodukter og slagge kan føre til udsivning af tungmetaller og klor til omgivelserne. Deponering af PVC-affald fører på lang sigt til nedbrydning af PVC, tungmetal-stabilisatorer og blødgørere. Nedbrydningsprodukterne kan sive fra PVC'en og forurene vand og jord i omgivelserne.

Efterspørgslen efter løsninger, der fremmer genanvendelsen af PVC, vil stige dramatisk i Europa. Fra 2004 vil ny lovgivning favorisere genanvendelsen i Tyskland, Holland og Belgien. I Danmark skal en stor del af PVC-affaldet deponeres indtil en bæredygtig teknologi er fundet.

Flere internationale virksomheder udvikler i øjeblikket processer, der skal kunne behandle PVC-affald og omdanne det til salgbare produkter. Danske virksomheder har udviklet to bæredygtige og velafprøvede processer til behandling af PVC-affald:

– Tør pyrolyse (Watech)

– Våd-pyrolyse (RGS90)

Efter RGS90 har overtaget Watech fra NKT, er begge processer nu samlet i samme organisation. RGS90 vil markedsføre PVC-behandlingsprocesser internationalt.

RGS90's økonomiske beregninger viser, at et PVC-behandlingsanlæg skal have en kapacitet på 15.000 t PVC/år for at være økonomisk rentable. Anlæg med en kapacitet på op mod 50.000 t/år vil give en langt bedre økonomi. Et anlæg med så stor en kapacitet vil kræve et meget stort "opland" (fx Skandinavien og Nordeuropa) for at skaffe PVC-affald nok. Det vil derfor være nødvendigt også at have adgang til den del af PVC-affaldsmarkedet, som indeholder mindre PVC. For at anlæggene skal kunne udnytte de "PVC-tynde" affaldsfraktioner, og for at produkterne kan overholde de ønskede specifikationer vil, det være nødvendigt at sortere affaldsstrømmen i to fraktioner: Én med og én uden PVC. De to fraktioner vil herefter kunne blive behandlet i hvert sit specielle anlæg.

3.3.2.2 Praktiske forhold

Resultaterne fra forprojektet og designstudiet i dette projekt viser, at en PGNAA-sensor er overordentlig følsom over for klor, som udgør ca. 57 % af PVC. Det vil sandsynligvis også være muligt at karakterisere plastens indhold af andre stoffer som cadmium, brom (flammehæmmere), m.fl.

Hvis et kommercielt anlæg har en kapacitet på fx 24.000 t/år og 8.000 driftstimer om året, betyder det, at et sorteringsanlæg skal kunne levere 3 t ren PVC-fraktion i timen. Hvis man antager, at udgangsmaterialet kun indeholder 50 % PVC, skal sorteringsanlægget kunne behandle 6 t/time. Designstudiet i kapitel 4 nedenfor viser, at sensor-systemet med stor sandsynlighed vil kunne detektere PVC-stykker på 5-10 cm med den ønskede hastighed. Kommercielt tilgængelige transportsystemer og sorteringsanlæg kan leveres med den ønskede kapacitet, hvilket er demonstreret af fx SSE og S+S [Ref 3].

PGNAA-sorteringsanlægget vil komme til at fungere som et forbehandlingsanlæg som skitseret nedenfor:

Figur 2. Procesdiagram for PVC-behandlingsproces med PGNAA-sensor og sortering

Figur 2. Procesdiagram for PVC-behandlingsproces med PGNAA-sensor og sortering.

3.3.2.3 Miljømæssige fordele

Både i Danmark og i hele EU er der meget stor fokus på at få etableret indsamlingsordninger og behandlingsteknologier til PVC-affald. I Danmark bliver en del PVC-affald anvist til deponi, indtil et egnet behandlingssystem er etableret. EU har iværksat et større udredningsarbejde for at sammenligne de forskellige behandlingsmetoder økonomisk og miljømæssigt. De to danske processer er velkvalificerede bud på miljømæssigt forsvarlige teknologier.

Forbrænding af PVC-affald i affaldsforbrændingsanlæg giver store problemer:

– I forbrændingen bliver klor i PVC til HCl i røggassen, som derved bliver meget korrosiv.

– Neutraliseringen af HCl i røggasrensningssystemet producerer ca. 1,2 kg restprodukt pr. kg PVC. Røggasrensningsproduktet skal bortskaffes på specialdeponi.

– Klor i PVC indgår i dannelsen af dioxiner, der skal fjernes fra røggassen i et dyrt dioxin-filter.

– PVC indeholder ofte høje koncentrationer af stabilisatorer som bly, cadmium, barium og zink, som vil ende både i slagge og røggasrensningsprodukter.

Forsorteringsanlægget vil mindske mængden af PVC, som ellers ville gå til forbrænding og samtidig gøre behandlingen af PVC-affaldet mere økonomisk til gavn for miljøet.

3.3.2.4 Markedsanalyse – potentiale

Mængden af PVC-affald i EU vil som tidligere nævnt ifølge RGS90 vokse fra 2,5 mio. t/år i 1998, til 4,5 mio. t/år i 2020. Med en forventet indsamlingseffektivitet på 75 % og en gennemsnitlig anlægskapacitet på 25.000 t/år vil der inden 2020 skulle etableres ca. 135 PVC-affaldsbehandlingsanlæg i EU. Mængden af PVC-affald i de nye ansøgerlande er ikke medregnet i dette skøn.

3.3.2.5 Økonomi - behandlingsomkostninger
3.3.2.5.1 Nødvendige investeringer til etablering af anlægget

Vi vurderer, at et sorteringssystem baseret på både PGNAA med en kapacitet på 48.000 t PVC-affald/år vil koste i størrelsesordenen 2 mio. DKK.

3.3.2.5.2 Udgiftsstruktur

Nedenstående forudsætninger og data er anvendt i forbindelse med et skøn over behandlingsprisen.

Kapacitet

Anlægstype:  PGNAA baseret
sorteringssystem
Anlægsstørrelse: 48.000 t tilført affald/år
Driftstid: 8.000 timer/år

Investering og forrentning

Investering ekskl. bygninger:2.000.000 DKK
Rentefod:7 % p.a.
Tilbagebetalingstid:7 år

Driftsudgifter

Gennemsnitlig løn til personale:300.000 DKK/person0,25 person
Elektricitet:390 DKK/MWh32 MWh/år

Vedligehold og reparation

Reservedele4,7 % af investering
Maskineri med udsatte sliddele3,3 % af investering

Skønnet for vedligehold og reparation er baseret på erfaringer fra mekaniske sorteringsanlæg til shredderaffald.

De ukendte indtægter ved salg af metaller etc. er ikke medtaget, ligesom besparelser i bemanding ikke er inkluderet. Udgifter til forsikringer er ikke inkluderet.

Skønnede behandlingsomkostninger

Den endelige behandlingspris vil være afhængig af anlægsplacering, faciliteter til stede, valgte bygningsstandarder osv. og den endelige pris, som vil kunne opnås for anlægget efter forhandlinger.

Behandlingsprisen ved frasortering af PVC skønnes at blive 13 DKK/t tilført affald eller 26 DKK/t udsorteret PVC ved en forventet koncentration af PVC på 50 % i affaldet.

3.3.2.6 Demonstrationsanlæg

Projektets designstudium viser, at PGNAA meget let kan detektere PVC med en hastighed, der svarer til kapaciteten af et rentabelt PVC-behandlingsanlæg.

Neddelt plastaffald med PVC i den rigtige størrelse er let tilgængeligt, og et enkelt transportbånd vil sandsynligvis kunne løse transportproblemet.

Det neddelte plastaffald er relativt homogent, og sorteringsmekanismen til de relativt store stykker affald vil kunne fremskaffes kommercielt.

3.3.2.7 Konklusion

Der vil være store miljøfordele ved at udsortere PVC fra blandede affaldsplastfraktioner, idet en mindre mængde PVC vil ende i affaldsforbrændingsanlæg med de mange fordele, det har for miljøet. Sorteringsanlægget vil gøre de muligt at udnytte "PVC-tynde" affaldsfraktioner og dermed udvide "oplandet" for PVC-behandlingsanlæg.

Økonomien for et kommercielt sorteringsanlæg er god - vi skønner, at behandlingsprisen vil ligge i størrelsesordenen 26 DKK/t udsorteret PVC.

Selve sorteringsopgaven vil kunne udføres med kendte sorteringsmekanismer, hvilket sammen med PGNAA's store følsomhed giver en stor sandsynlighed for succes.

Demonstrationen af PVC-sorteringen vil have afsmittende virkning på andre anvendelser som sortering af erhvervsaffald og udviklingen af en scanner til kontrol/oplæring på kommunale genbrugsstationer.

3.3.3 PCB-Kondensatorer

3.3.3.1 Baggrund

Kondensatorer indeholder ofte PCB, der består af ca. 32 % (w/w) klor (Cl).

PCB er kræftfremkaldende og danner ydermere de langt mere giftige klorerede dibenzofuraner ved forbrænding.

Miljøstyrelsen indførte derfor i 1986 et totalforbud mod salg af PCB og PCB-holdige apparater og produkter. En bekendtgørelse kræver samtidigt, at transformatorer og større kondensatorer i PCB-holdige apparater skal udsorteres (renses)

Sortering sker i dag manuelt, hvilket er et problem, da det er svært at vide, hvilke kondensatorer, der indeholder PCB.

Klor og dermed PCB kan meget let og hurtigt detekteres med PGNAA - også i en kontinuert måling. PGNAA-sensorer vil sandsynligvis med stor sikkerhed kunne frasortere PCB-holdige kondensatorer i automatiske systemer til behandling af elektronikaffald.

3.3.3.2 Praktiske forhold

Da kondensatorer har meget forskellige former og størrelser vil det sandsynligvis være nødvendigt at supplere PGNAA-sensoren med en anden sensor fx en vejecelle el. lign.

PGNAA's store evne til at detektere klor gør, at analysetiden kan blive så lav, at hver kondensator kan analyseres for sig, og hastigheder på 10 stk./s er ikke urealistiske.

3.3.3.3 Miljømæssig fordele

Kun ca. 1 % af kondensatorerne i elektronikaffald indeholder PCB, og de skal alle ifølge EU-direktivet udsorteres. For at være på den sikre side bliver langt flere kondensatorer frasorteret af affaldsbehandlerne. Et sorteringsanlæg baseret på PGNAA vil med stor sikkerhed kunne sortere alle PCB-holdige kondensatorer fra, så det kan blive behandlet i dedikerede anlæg. Det vil betyde et større potentiale for oparbejdning af den aluminium, der findes i alle kondensatorer.

Samtidig vil affaldsforbrændingsanlæg udvikle mindre af de giftige klorerede dibenzofuraner, som dannes ved forbrænding, mens behovet for røggasrensning vil falde.

3.3.3.4 Markedsanalyse – potentiale

Potentialet for sorteringsanlæg til PCB-holdige kondensatorer er meget svært at opgøre. I Danmark findes ca. 10 anlæg, der behandler elektronikaffald, og en stor andel af det danske elektronikaffald eksporteres. På grund af EU's direktiv om behandling af elektronikaffald, hvor producenter og importører har ansvaret for indsamling og behandling, vil behovet for behandlingskapacitet helt sikkert stige.

Mængden af kondensatorer, der behandles herhjemme er ca. 100 t/år [Ref 12]. Denne mængde er så lille, at det sandsynligvis ikke vil kunne betale sig at investere i et anlæg, der udelukkende behandler danske kondensatorer, men et eller ganske få centrale anlæg vil sandsynligvis kunne behandle alle PCB-kondensatorer i Europa – både miljømæssigt og økonomisk forsvarligt.

3.3.3.5 Økonomi – behandlingsomkostninger

Økonomien for et system, der både kan sortere kondensatorer og printplader, behandler vi i afsnit 3.3.6.

3.3.3.6 Demonstrationsanlæg

Demonstrationsanlægget bør ikke bygges til udsortering af PCB-kondensatorer, da potentialet for salg af systemet er alt for lille og usikkert. De miljømæssige fordele ved udsortering af PCB-kondensatorer er så store, at demonstrationsanlægget skal designes, så vi kan afprøve denne affaldsfraktion.

3.3.4 Batteriaffald

Parallelt med indeværende projekt havde FORCE udtænkt en beslægtet teknologi til sortering af brugte batterier. Efter gennemførelsen af det teoretiske designstudium viste det sig imidlertid, at PGNAA også ville være yderst velegnet til karakterisering af NiCd-batterier. På dette tidspunkt i projektforløbet havde vi udført og afsluttet det dybdegående anvendelsesstudium.

3.3.4.1 Markedsanalyse – potentiale

Uden for dette projekts rammer har FORCE gennemført en dybdegående markedsanalyse af mulighederne for at anvende PGNAA til sortering af brugte batterier. Analysen er derfor ikke beskrevet i detaljer i denne rapport, men vores undersøgelsen viser tydeligt, at PGNAA med meget høj sikkerhed og hastighed vil kunne detektere NiCd-batterier blandt en blandet batterifraktion. Sorteringshastigheden vil uden problemer kunne opfylde kommercielle krav.

Vi anslår, at der i de 15 gamle EU lande i nær fremtid vil være et behov for 40-50 batterisorteringsanlæg med en kapacitet mellem 3.000-7.000 tons/år/anlæg. Hvor og hvor store anlæggene bliver, afhænger dels af det kommende EU-direktiv på området, og selvfølgelig af hvordan markedets aktører vil organisere sig.

3.3.5 Erhvervsaffald

3.3.5.1 Baggrund

Affaldsforbrændingsanlæggenes problemer med udvaskningen af tungmetaller fra slaggen skyldes dels det relativt høje indhold af tungmetaller og dels, at metallerne ikke bindes kraftigt nok i slaggen under selve forbrændingsprocessen. De mest problematiske tungmetaller er i øjeblikket kobber (Cu) og bly (Pb). Hvis mængden af tungmetaller kunne begrænses i det tilførte affald, vil værdien af slaggen kunne øges, så slaggen kunne afsættes til bedre anvendelser. Ønskesituationen er, at slaggen vil kunne karakteriseres til kategori 2 i den danske slaggebekendtgørelse og dermed kunne anvendes til vejbygningsmaterialer.

Desuden indeholder erhvervsaffald sandsynligvis væsentlige mængder PVC og plast med flammehæmmere, der har mange negative følgevirkninger: større forbrug af kalk i røggasrensningen, større slaggemængde og højere indhold af specielt bly i slagge og røggasrensningsprodukter.

Det er den almindelige opfattelse, at erhvervsaffald er en af hovedkilderne til tungmetaller i affaldsforbrændingsanlæggene. Værkerne har derfor vist stor interesse for at udvikle et sensor-system, der skulle kunne identificere både de problematiske affaldstyper og leverandørerne, for ad den vej at kunne begrænse tilførslen af tungmetaller og andre uønskede stoffer.

3.3.5.2 Praktiske forhold

Hvis affaldet læsses af på et transportbånd, der kører forbi sensor- og sorteringsanlægget, vil affald med forhøjede koncentrationer af tungmetaller og andre uønskede stoffer kunne identificeres og dermed kunne spores tilbage til kilden.

De fysiske forhold på affaldsforbrændingsanlæggene sætter grænser for, hvor et sorteringssystem vil kunne placeres. På større affaldsforbrændingsanlæg vil sorteringsanlægget kunne placeres omkring et transportbånd, der transporterer affaldet direkte fra aflæsningen fra lastvogn til siloen. Erhvervsaffald er meget inhomogent og de enkelte affaldsstykker har meget forskellig størrelse. Vi forventer ikke, at affaldet vil kunne doseres i et "mono-lag", hvilket gør det nødvendigt at supplere PGNAA-sensoren med anden form for sensor fx et vision system. Signalerne fra vision-systemet og PGNAA-sensoren vil sammen kunne identificere og udpege de problematiske affaldsstykker på en farvemonitor - a la sikkerhedskontrollen ved lufthavne.

Kun større anlæg har mulighed for at transportere affaldet på et bånd. I det teoretiske designstudium vil vi også undersøge, om en løsning med et spyd, der stikkes ind i de enkelte læs, er realistisk. Med denne løsning ville det være muligt at kontrollere det enkelte læs inden læsningen.

Endelig vil vi i designstudiet overveje, om det er realistisk, at et helt vognlæs analyseres.

3.3.5.3 Miljømæssig fordele

Karakteriseringen af erhvervsaffaldet vil medvirke til en langt bedre kildesporing og i sidste ende bedre kildesortering. Det affald, der ikke er forbrændingsegnet, vil fremover kunne anvises til specialanlæg med betydelig bedre muligheder for genanvendelse af fx metallerne i affaldet, PVC og flammehæmmet plast.

Besparelserne for miljøet i form af et mindre behov for deponier og for behandling af perkolat fra deponier er også store, samtidig med, at slaggen vil kunne erstatte naturressourcer som sand og grus.

Som det fremgår af afsnit 3.3.5.4 nedenfor er der tale om forbedringer for meget store mængder affald og slagge både set både på nationalt og EU-plan.

3.3.5.4 Markedsanalyse – potentiale

European Topic Centre on Waste and Material Flows (ETC-WMF) estimerer den samlede mængde affald, der gik til forbrænding i EU til ca. 33 mio. t/år i 1997. Tabel 1 viser den samlede kapacitet af affaldsforbrændingsanlæggene i EU i 1997. Sammenholder man oplysningerne om antallet af indbyggere i år 2000 og antager den samme forbrændingskapacitet pr. indbygger, får man en samlet kapacitet på ca. 37 mio. t/år i 2000.

Tabel 1: Affaldsforbrændingskapacitet i EU 1997.

Tabel 1: Affaldsforbrændingskapacitet i EU 1997

Kilde: European Topic Center on Waste and Material Flows [Ref 1].

ETC-WMF vurderer, at kun ca. 17 % af det forbrændingsegnede affald gik til forbrænding. Vi vurderer derfor, at der blev produceret ca. 194 mio. t forbrændingsegnet affald i EU i 1997 og ca. 220 mio. t i år 2000.

Hvis den gennemsnitlige anlægsstørrelse i EU er som i Danmark (ca. 75.000 t/år), skønner vi, at der i 200 var ca. 500 affaldsforbrændingsanlæg i EU. Hvis den samlede mængder affald skulle forbrændes, var der behov for i alt ca. 3.000 anlæg. Med udvidelsen af EU med ti nye ansøgerlande i Østeuropa bliver potentialet med tiden måske 50 % større (4.500 anlæg).

Ifølge EU's direktiv for deponering skal medlemslandene reducere mængden af "biologisk nedbrydeligt kommunalt affald" til deponering i forhold til 1995 således:

Figur 3. EU-krav til reduktion i deponering af biologisk nedbrydeligt affald

Figur 3. EU-krav til reduktion i deponering af biologisk nedbrydeligt affald.

Sammen med EU's direktiv for affaldsforbrænding [Ref 6] vil kravet om reduktionen i mængden af affald, der går til deponering, på længere sigt tvinge alle EU-lande til at udbygge med affaldsforbrændingsanlæg. Selv hvis den gennemsnitlige anlægsstørrelse bliver dobbelt så stor som i Danmark, vil det samlede potentiale være i størrelsesordenen 2.000 affaldsforbrændingsanlæg alene i Europa.

Erhvervsaffald udgør hos fx Amagerforbrænding og Vestforbrænding ca. halvdelen af det tilførte forbrændingsegnede affald. Hvis fordelingen er den samme i gennemsnit i resten af EU, vil der altså være et potentiale på 100 mio. t erhvervsaffald/år, der med fordel kunne analyseres for tungmetaller, PVC, etc.

Slaggemængder

Slaggemængden fra danske affaldsforbrændingsanlæg var i 1997 493.800 tons [Ref 2] svarende til ca. 19 % af den tilførte affaldsmængde. Omregnet til europæiske forhold, svarer dette til en produktion på over 6 mio. t slagge i 1997 og 7 mio. t slagge i 2000. Hvis alt forbrændingsegnet affald i EU var blevet forbrændt, havde der været tale om ca. 41 mio. t slagge i 2000. I et udvidet EU vil potentialet være mere end 60 mio. t slagge/år.

Fordelene ved og potentialet for online-analyse af erhvervsaffald er tydeligvis overordentlig stort.

3.3.5.5 Økonomi – behandlingsomkostninger

Al slagge fra danske affaldsforbrændingsanlæg genbruges, og værkerne bruger mange penge på at kontrollere, at slaggen overholder kravene i de danske slagge-kategorier.

Der vil være mange økonomiske fordele for affaldsforbrændingsanlæggene, hvis tilførslen af tungmetaller og PVC etc. med erhvervsaffaldet kan mindskes:

- Omkostningerne til kontrol af slagge vil kunne reduceres

- Omkostningerne til røggasrensning vil kunne mindskes

- Mængden af slagge vil blive reduceret

- Slaggen vil kunne afhændes til bedre anvendelser og dermed med færre omkostninger eller evt. direkte indtægter

- Mængden af røggasrensningsprodukt og dermed udgifter til transport og deponering vil falde

For hver 50 kroners besparelse eller ekstra indtægt pr. ton slagge vil potentialet være mere end 2,5 mia. DKK pr. år i et udvidet EU.

På I/S Amagerforbrænding forbrændes fx årligt ca. 427.000 t affald/år. Hvis en forsortering af erhvervsaffaldet kan give merindtægter og besparelser på 50 DKK/t slagge, vil den årlige besparelse være i størrelsesordenen 4 mio. DKK/år.

3.3.5.6 Nødvendige investeringer til etablering af anlægget

Vi vurderer, at et sensorsystem baseret på både PGNAA og vision med en kapacitet på 200.000 t/år vil koste i størrelsesordenen 10 mio. DKK.

3.3.5.6.1 Udgiftsstruktur

Nedenstående forudsætninger og data er anvendt i forbindelse med et skøn over behandlingsprisen.

Kapacitet

Anlægstype: PGNAA + vision
Anlægsstørrelse:200.000 t tilført affald/år
Driftstid:8.000 t/år

Investering og forrentning

Investering ekskl. bygninger:10.000.000 DKK
Rentefod:7 % p.a.
Tilbagebetalingstid:7 år

Driftsudgifter

Gennemsnitlig løn til personale:300.000 DKK/person1 person
Elektricitet:390 DKK/MWh32 MWh/år

Vedligehold og reparation

Reservedele4,7 % af investering
Maskineri med udsatte sliddele3,3 % af investering

Skønnet for vedligehold og reparation er baseret på erfaringer fra mekaniske sorteringsanlæg til shredderaffald.

De ukendte indtægter ved salg af metaller etc. er ikke medtaget ligesom besparelser i bemanding ikke er inkluderet.

Udgifter til forsikringer er ikke inkluderet.

Skønnede behandlingsomkostninger

Den endelige behandlingspris vil være afhængig af anlægsplacering, faciliteter til stede, valgte bygningsstandarder osv. og den endelige pris, som vil kunne opnås for anlægget efter forhandlinger.

Med de ovenstående forudsætninger skønner vi behandlingsprisen til kun 15 DKK/t tilført affald.

De økonomiske fordele for det enkelte anlæg vil være så gode, at et sorteringsanlæg sandsynligvis vil have en meget kort tilbagebetalingstid.

3.3.5.7 Demonstrationsanlæg

Sorteringen af erhvervsaffald vil kræve et samarbejde mellem PGNAA-sensoren og vision system. Det ligger uden for dette projekts økonomi at bygge dette dyre og komplicerede demonstrationsanlæg - men sortering af erhvervsaffald er en meget højt prioriteret anvendelse af PGNAA-sensorer. Hvis der er økonomi og tid i projektet, vil vi foretage en undersøgelse af sensoren på neddelte erhvervsaffald.

3.3.6 Printkort

3.3.6.1 Baggrund

Mange printkort indeholder ædel metaller som guld (Au), palladium, (Pd), sølv (Ag), mfl., der har meget stor værdi. Salget af ædelmetaller udgør typisk 70-80 % af indtægterne ved oparbejdning af elektronikaffald. Samtidig indeholder mange printkort stoffer, som skal til specialoparbejdning (fx PCB-kondensatorer, kviksølv kontakter etc.)

Printkort med ædelmetaller sælges til oparbejdere, der betaler leverandøren efter sine egne analyser. En bedre sortering og analyse af printkortene ville sandsynligvis give kunne give em mere korrekt bestemmelse af indholdet af ædelmetaller.

Guld (Au), Palladium (Pd) og flere andre ædelmetaller kan relativ let detekteres med PGNAA.

3.3.6.2 Praktiske forhold

En sorteringsmaskine til printkort skal kunne behandle de mange forskellige former og størrelser af printkort, der findes i affaldet. For at kunne bestemme koncentrationen af ædelmetaller vil derfor være nødvendigt at bestemme vægten/størrelsen af printkortene umiddelbart før PGNAA-sensoren.

3.3.6.3 Miljømæssig fordele

Printkort skal behandles iflg. EU-direktivet om elektronikaffald.

3.3.6.4 Markedsanalyse – potentiale

Ifølge [Ref 8] var den danske produktion af printkort-affald i 1994 ca. 3.720 t/år. Tallet er usikkert, og der findes ikke nyere officielle statistikker. Elektronikaffald er først nu kommet med som et separat punkt i den danske affaldsstatistik. Det er den almindelige opfattelse i branchen, at en stor del af elektronikaffaldet ikke indsamles, men går til forbrænding.

I Danmark behandler elektronikskrotbranchen ca. 1.400 t printkort/år [Ref 12].

Tabel 2 viser mængder og værdier af ædelmetaller i printkort dels ifølge [Ref 7], [Ref 8], [Ref 9] og dels baseret på spotmarkedspriser i [Ref 10] og [Ref 11].

Tabel 2. Ædelmetaller i printkort-affald i Danmark 2003.

Tabel 2. Ædelmetaller i printkort-affald i Danmark 2003

Den samlede, årlige værdi af ædelmetallerne er ca. 30 mio. DDK/år. Hvis de danske behandlere af elektronikaffald ved en bedre analyse og sortering kan opnå en stigning på 10 % i mængden af ædelmetaller, som de sælger videre til oparbejdning, vil det give dem en ekstraindtægt på ca. 3 mio. DKK/år.

Beregnet pr. ton printpladeaffald skønner vi besparelsespotentialet til ca. 2.100 DKK/t.

3.3.6.5 Økonomi - behandlingsomkostninger
3.3.6.5.1 Nødvendige investeringer til etablering af anlægget

Vi vurderer, at et sensorsystem baseret på PGNAA med en kapacitet på 400 t printkort/år vil koste i størrelsesordenen 1 mio. DKK.

3.3.6.5.2 Udgiftsstruktur

Nedenstående forudsætninger og data er anvendt i forbindelse med et skøn over behandlingsprisen.

Kapacitet

Anlægstype: PGNAA + "vejning"
Anlægsstørrelse:400 t tilført affald/år
Driftstimer1.700 h/år

Investering og kapital

Investering ekskl. bygninger:1.000.000 DKK
Rentefod:7 % p.a.
Tilbagebetalingstid:7 år

Driftsudgifter

Gennemsnitlig løn til personale:300.000 DKK/person0,25 person
Elektricitet:390 DKK/MWh7 MWh/år

Vedligehold og reparation

Reservedele4,7 % af investering
Maskineri med udsatte sliddele3,3 % af investering

Skønnet for vedligehold og reparation er baseret på erfaringer fra mekaniske sorteringsanlæg til shredderaffald.

Indtægterne ved salg af ædelmetaller er ikke medtaget ligesom besparelser i bemanding ikke er inkluderet. Udgifter til forsikringer er ikke inkluderet.

Skønnede behandlingsomkostninger

Den endelige behandlingspris vil være afhængig af anlægsplacering, faciliteter til stede, valgte bygningsstandarder osv. og den endelige pris, som vil kunne opnås for anlægget efter forhandlinger.

Med de ovenstående forudsætninger skønner vi behandlingsprisen til 890 DKK/t tilført affald.

Sammenlignes med de skønnede merindtægter (~ 2.100 DKK/t) for det enkelte anlæg, må vi konkludere, at et sorteringsanlæg sandsynligvis vil have en meget kort tilbagebetalingstid.

3.3.6.6 Demonstrationsanlæg

Som nævnt i afsnit 3.3.6.2 kræver en koncentrationsbestemmelse af de relevante ædelmetaller i printkort, at vægten af et printkort er kendt. Printkortene bør derfor vejes eller størrelsesbestemmes umiddelbart inden PGNAA-sensoren.

Et demo-anlæg til printkort vil med stor sandsynlighed kunne fungere, da PGNAA har meget let ved at analyserer for de værdifulde ædelmetaller.

3.3.6.7 Konklusion

De miljømæssige fordele ved automatisk sortering af printkort er ikke store, idet alle kondensatorer i forvejen frasorteres. Et automatisk sorteringsanlæg vil dog kunne øge mængden af aluminium, som kan oparbejdes, samtidig med at PCB-holdige kondensatorer med sikkerhed frasorteres.

Et sorteringsapparat til printkort, der samtidig analyserer og sorterer efter indholdet af ædelmetaller vil med stor sandsynlighed kunne bringes til at fungere.

Selv om vores skøn over økonomien for et sorteringsanlæg viser et stort potentiale, er usikkerheden for stor til, at vi tør besluttet at bygge demonstrationsanlægget til sortering af printkort.

Vi vil derfor ikke designe demonstrationsanlægget til printkort; men anlægget vil blive konstrueret, så det også kan måle på enkelte printkort af gangen.

3.3.7 Brændselspiller – kvalitetskontrol

3.3.7.1 Baggrund

Det europæiske marked for brændselspiller er vokset meget hurtigt i de sidste fem år. Der brændes i øjeblikket 1, 5 mio. t/år brændselspiller i EU, og forbruget stiger med 10-15 % om året. For at tilfredsstille den danske efterspørgsel importerer danske forhandlere nu både udenlandske piller og råvarer til pilleproduktion. Piller produceres i og eksporteres fra mange europæiske lande fx Sverige, Holland, Finland, Tyskland, Østrig, Estland, mfl. I Danmark importerer vi også piller fra fjernere lande som Canada.

Almindelige kraftværker, varmeværker og private må kun brænde piller, der er baseret på ren biomasse. Pillerne må ikke indeholde imprægneret træ, PVC, rester af maling, mere end 1 % lim, mm. Der er derfor et stort behov for kontrol af både råvarer og brændselspiller. EU ønsker at fastlægge standarder for sammensætningen af brændselspiller og at udvikle metoder til kvalitetskontrol af brændselspiller.

De mest almindelige "forureninger" i brændselspiller har sammenhæng med høje koncentrationer af forskellige grundstoffer:

Forurening Grundstoffer Beskrivelse
Havsalt Cl Piller fremstillet af træ, der har været udsat for havvand, vil indeholde en væsentlig mængde klorid
Skidt og møg Si Jord fra håndtering
Højt vandindhold H  
Imprægneret træ: As, Cu, Cr, P, B: Imprægneringsmiddel
Limtræ: N: De mest brugte limtyper indeholder ca. 37 % N (w/w). Lim benyttes i koncentrationer fra under 1 % til ca. 11 % (w/w).
Rester af maling: Ti og ZN: TiO2 og ZnO i hvid maling (base).
PVC: Cl, Pb:PVC indeholder ca. 56 % Cl
PVC-kabler indeholder ofte Pb som stabilisator.

3.3.7.2 Praktiske forhold

PGNAA-sensorer og sorteringssystemer vil kunne indgå på to principielt forskellige måder i sorteringen af brændselspiller:

– I kvalitetskontrollen ved modtagelsen af et nyt læs piller vil en scanner på størrelse med en "mikrobølgeovn" kunne analysere for ovenstående stoffer m.fl. og muligvis også bestemme det totale askeindhold. Størrelsen og prisen på en pille-scanner afhænger af den tilladte måletid - jo længere måletid - jo billigere analysator.

– Kvalitetskontrol af råvarer ved kontinuerte målinger i produktionsanlæg evt. med frasortering af uønsket materiale.

– Online måling af fx klor indhold, der benyttes til feed forward regulering af røggasrensningsprocessen. Sensor-systemet vil kunne placeres umiddelbart omkring transportbånd, der fører brændselspiller til en mølle.

3.3.7.3 Miljømæssig fordele

De umiddelbare miljøfordele ved kvalitetskontrol af råvarer til produktion eller af et læs træpiller er, at risikoen for utilsigtede emissioner af tungmetaller og dioxiner mindskes, når pillerne brændes. Et fald i indholdet af tungmetaller i asken vil medføre, at mere aske vil kunne genanvendes i skove og et mindre behov for deponering af tungmetalholdig aske.

Kontrol af råvarer og modtagekontrol vil sammen med europæiske standarder give større sikkerhed i handlen med brændselspiller og dermed øge brugen af brændselspiller frem for fossile brændsler.

En bedre styring af et røggasrensningsanlæg vil betyde et optimalt forbrug af reaktanter (kalksten el. lign.) og en optimal produktion af restprodukter ved de givne emissionsgrænseværdier.

3.3.7.4 Markedsanalyse – potentiale

European Pellet Centre (EPS) vurderer, at der i øjeblikket bruges ca. 1,5 mio. t brændselspiller om året i Europa, og at markedet vokser med 10-15 % om året. Parallelt med bestræbelserne på at udarbejde standarder for brændselspiller ønsker EU at udvikle metoder til at kontrollere brændselspiller. Der er derfor et endog meget stort potentiale for salg af sensorsystemer til kvalitetskontrol af råvarer og piller til både producenter og importører/brugere.

I Danmark findes i alt ca. 10-15 producenter af træpiller og EPS vurderer, at der i Europa er ca. 1-200. Antallet af producenter er stigende. Antallet af importører / grossister i EU er ukendt. Importører og storbrugere er meget interesseret i modtagekontrolsystemer.

I Danmark er specielt Energi E2 interesseret i online brændselsanalyser for at kunne kontrollere forbrændings- og røggasrensningsprocessen på anlæg, hvor formalede træpiller indfyres sammen med kul.

Hele branchen undersøges i EU-projektet (European Pellets Centre) med FORCE som leder.

FORCE har i samarbejde med flere vigtige aktører på det europæiske pillemarked ansøgt EU om midler til at udvikle kvalitetskontrolsystemer - bl.a. også baseret på PGNAA.

3.3.7.5 Økonomi – behandlingsomkostninger

Priserne for de tre anvendelser af PGNAA-sensorer er meget usikker, da vi endnu ikke har haft mulighed for at afprøve sensoren på træpiller.

Som alle andre industriprodukter vil scanner-prisen ville falde kraftigt ved stigende styktal.

3.3.7.6 Demonstrationsanlæg

Det vil være relativt enkelt at afprøve PGNAA-sensoren på forskellige forureninger i brændselspiller; men der vil blive tale om et meget stort forsøgsarbejde for at afprøve piller af vidt forskellig oprindelse (matricer og analyter).

Selve sorteringsmekanismen vil være enkel til kontinuert sortering af brændselspiller, som i denne sammenhæng kan betragtes som en strøm af partikler.

3.3.7.7 Konklusion

Designstudiet viser, at sensorsystemerne vil kunne fungere; men at det er nødvendigt med praktiske forsøg for, at vi kan bestemme effektiviteten af sensoren

Set i lyset af de klare økonomiske, men knap så store miljømæssige fordele, anbefaler vi, at demonstrationsanlægget ikke bygges specifikt til dette formål; men at det udformes således, at sensoren let vil kunne afprøves på brændselspiller. Hvis der er økonomi og tid i projektet, vil vi foretage en undersøgelse af sensoren på forskellige brændselspiller.

Hvis EU-projekt gennemføres vil demo-anlæg kunne udlejes til dybgående forsøgsarbejde.

3.3.8 Slagge fra affaldsforbrændingsanlæg

3.3.8.1 Baggrund

Al slagge fra danske affaldsforbrændingsanlæg genbruges, og værkerne bruger mange penge på at kontrollere, at slaggen overholder kravene i de danske slagge-kategorier. I øjeblikket er de største problemer udvaskningen af kobber (Cu) og bly (Pb) samt det høje indhold af klorid i spildevandet. Et typisk eksempel på koncentrationen af de vigtigste tungmetaller i slagge er:

Cu: 0,56 %
Pb: 0,33 %
Zn: 0,16 %
     
Cr: 92 ppm
Ni: 74 ppm
As: 14 ppm
Cd: 1,4 ppm

Erfaringerne fra forprojektet og det teoretiske designstudium viser, at en PGNAA-sensor sandsynligvis vil kunne måle det totale kobberindhold i slaggen, men ikke hvor meget der er udvaskbart. Pb kan ikke måles med PGNAA. Det er svært at detektere tungmetaller i slagge på grund af de høje koncentrationer andre stoffer i slaggen (fx kalium, jern, zink, natrium, aluminium, silicium, calcium, svovl, fosfor) - stoffer der i væsentlige koncentrationer giver udslag og dermed støj i målingen.

Klorid-indholdet i spildevand, skal ifølge lovgivningen ligge under 1000 ppm (~ 0,1 % (w/w)).

PGNAA vil let kunne detektere klor-indholdet i spildevandet, men der findes billigere metoder - fx måling af ledningsevne. Flere affaldsforbrændingsanlæg har i øvrigt søgt om dispensation for denne grænse.

3.3.8.2 Praktiske forhold

Det vil være relativt enkelt at implementere et sensor-system til måling på slagge på affaldsforbrændingsanlæg. PGNAA-sensorens moderator vil kunne bygges rundt om de slagge-transportører, der transporterer den våde slagge fra slaggeudmadningssystemet til slaggecontaineren.

Et sorteringssystem med et spjæld vil kunne lede slaggestrømmen til en eller flere containere afhængig af kriterierne for accept fra PGNAA-sensoren.

Et sensor-system, som er baseret på PGNAA og en anden metode, der kan identificere bly, vil sandsynligvis kunne adskille slagge i én fraktion med lavt og én med højt indhold af tungmetaller. Det er dog uvist, om opløseligheden af tungmetallerne i den "rene" fraktion vil være mindre end i den oprindelige slagge.

3.3.8.3 Miljømæssig fordele

En slagge med lav opløselighed af tungmetaller vil kunne genanvendes til bedre formål og kunne mindske udnyttelsen af andre natur-ressourcer.

3.3.8.4 Markedsanalyse – potentiale

Slaggemængden fra danske affaldsforbrændingsanlæg var i 1997 493.800 tons [ref 2] svarende til ca. 19 % af den tilførte affaldsmængde. Omregnet til europæiske forhold, svarer dette til en produktion på over 6 mio. t slagge i 1997 og 7 mio. t slagge i 2000. Hvis alt forbrændingsegnet affald i EU var blevet forbrændt, havde der været tale om ca. 41 mio. t slagge i 2000. I et udvidet EU vil potentialet være mere end 60 mio. t slagge/år.

Sammen med EU's direktiv for affaldsforbrænding [ref 6] vil kravet om reduktionen i mængden af affald, der går til deponering, på længere sigt tvinge alle EU-lande til at udbygge med affaldsforbrændingsanlæg.

3.3.8.5 Økonomi - behandlingsomkostninger
3.3.8.5.1 Nødvendige investeringer til etablering af anlægget

Vi vurderer, at et sensorsystem baseret på PGNAA med en kapacitet på 81.130 t slagge/år vil koste i størrelsesordenen 4 mio. DKK.

3.3.8.5.2 Udgiftsstruktur

Nedenstående forudsætninger og data er anvendt i forbindelse med et skøn over behandlingsprisen.

Kapacitet

Anlægstype: PGNAA
Anlægsstørrelse:81.130 t slagge/år
Driftstimer8.000 timer/år

Investering og forrentning

Investering ekskl. bygninger:4.000.000 DKK
Rentefod:7 % p.a.
Tilbagebetalingstid:7 år

Driftsudgifter

Gennemsnitlig løn til personale:300.000 DKK/person0,5 person
Elektricitet:390 DKK/MWh32 MWh/år

Vedligehold og reparation

Reservedele4,7 % af investering
Maskineri med udsatte sliddele3,3 % af investering

Skønnet for vedligehold og reparation er baseret på erfaringer fra mekaniske sorteringsanlæg til shredderaffald.

Indtægterne ved salg af metaller og andre stoffer er ikke medtaget ligesom besparelser i bemanding ikke er inkluderet. Udgifter til forsikringer er ikke inkluderet.

Skønnede behandlingsomkostninger

Den endelige behandlingspris vil være afhængig af anlægsplacering, faciliteterne på stedet, de valgte bygningsstandarder osv. og den endelige pris, som vil kunne opnås for anlægget efter forhandlinger.

Med de ovenstående forudsætninger skønner vi behandlingsprisen til kun 15 DKK/t tilført affald.

3.3.8.6 Demonstrationsanlæg

Slaggen vil skulle transporteres i en vandig opslæmning igennem sensorens moderator, hvilket vil være både dyrt og kompliceret at gøre på et demonstrationsanlæg hos Force. For at få realistiske forsøgsbetingelser, bør et fuldskalanlæg installeres på et affaldsforbrændingsanlæg.

Der skal udføres et meget stort forsøgsarbejde, for at afprøve sensorens muligheder indenfor de meget store variationer, der er i slaggesammensætningen - både hvad angår koncentration af tungmetaller og sammensætningen af den mineralske del af slaggen.

3.3.8.7 Konklusion - slagge fra affaldsforbrændingsanlæg

Vi vurderer, at det ligger uden projektets økonomi at bygge og afprøve sortering af slagge fra affaldsforbrændingsanlæg.

Hvis der er økonomi i projektet, vil vi afprøve tørrede prøver af affaldsslagge på demonstrationsanlægget.

En PGNAA-sensor giver en oplagt mulighed for udredningsprojekt omkring affaldsslagge, der bl.a. vil kunne belyse:

- Hvad er variationen i affaldsslaggens sammensætning?

- Kan slaggen sorteres efter indhold af tungmetaller mm.?

- Opnås en bedre slaggekvaliteten ved sortering?

3.3.9 Affaldstræ

3.3.9.1 Baggrund

Praktiske forsøg med manuel sortering af affaldstræ viser, at det er overordentlig svært at udsortere imprægneret træ - selv for øvede personer. I en dansk undersøgelse [ref 6] blev ca. 60 % af uimprægneret affaldstræ ved manuel sortering fejlagtigt kategoriseret som imprægneret træ. Tilsvarende blev ca. 16 % af imprægneret affaldstræ fejlagtigt kategoriseret som uimprægneret træ (se Figur 4).

Figur 4: Manuel sortering af affaldstræ har stor fejlprocent [Ref 4]

Figur 4: Manuel sortering af affaldstræ har stor fejlprocent [Ref 4].

Forprojektet [Ref 5] til dette projekt viste, at en PGNAA-sensor kan detektere imprægneret affaldstræ med stor sikkerhed.

Det stigende marked for træpiller betyder, at der ikke længere findes overskud af trærester fra møbelfabrikation i Danmark. Produktionen af spånplader kunne som alternativ benytte sorteret affaldstræ (dvs. uden imprægneret affaldstræ); men det vil næppe være realistisk, idet spånpladerne ifølge EU-direktivet om affaldsforbrænding efter endt brug skulle bortskaffes på affaldsforbrændingsanlæg. Kommissionens tolkning fra februar 2003 af EU-direktivet for affaldsforbrænding præciserer, at al nedrivningstræ skal behandles iht. direktivet.

Sorteret affaldstræ uden imprægneret træ, malingsrester, mm. kan eksporteres for 200-300 DKK/t til fx Sverige, hvor det benyttes til energiproduktion - sandsynligvis på affaldsforbrændingsanlæg.

Miljøstyrelsen har bedt om, at projektet nedprioriterer affaldstræ, idet der i øjeblikket udviklet flere processer, der kan behandle imprægneret affaldstræ. Nogle af disse processer har behov for udsortering af imprægneret træ – andre ikke. Et nyt udredningsprojekt igangsat af Miljøstyrelsen med FORCE som projektleder skal vurdere, hvilke processer, der giver de største samfunds- og miljøøkonomiske fordele.

3.3.9.2 Praktiske forhold

Ifølge konklusionerne fra forprojektet skal affaldstræet neddeles til stykker på op til ca. 50 cm, og savsmuld og støv sigtes fra før sorteringen. Den fine fraktion kan ikke detekteres/sorteres med PGNAA og må betragtes som imprægneret træ.

Som eksempel på den nødvendige sorteringskapacitet behandler RGS90 hvert år 50-60.000 t affaldstræ/år svarende til ca. 25 t/time ved 1700 timer/år (1 skift/døgn).

3.3.9.3 Miljømæssig fordele

Udsortering af imprægneret træ vil muligvis give bedre mulighed for genanvendelse af tungmetaller og større effektivitet i behandlingsprocessen.

3.3.9.4 Markedsanalyse - potentiale

Efter Kommissionens nytolkning af EU-direktivet er det danske og europæiske markedspotentiale for sorteringsmaskiner til udsortering af imprægneret træ er meget usikkert.

Da flere firmaer samtidig arbejder med processer, der gør sorteringen overflødig, mener vi ikke, at der på nuværende tidspunkt er grundlag for et videreudvikle og markedsføre sensorer eller sorteringsmaskiner til affaldstræ.

3.3.9.5 Økonomi - behandlingsomkostninger
3.3.9.5.1 Nødvendige investeringer til etablering af anlægget

Vi vurderer, at et sensorsystem baseret på både PGNAA og vision med an kapacitet på 200.000 t/år vil koste i størrelsesordenen 10 mio. DKK.

3.3.9.5.2 Udgiftsstruktur

Nedenstående forudsætninger og data er anvendt i forbindelse med et skøn over behandlingsprisen.

Kapacitet

Anlægstype: PGNAA-sensor
Anlægsstørrelse:17.000 t tilført affald/år
Driftstimer:1.700 timer/år

Investering og forrentning

Investering ekskl. bygninger:3.000.000 DKK
Rentefod:7 % p.a.
Tilbagebetalingstid:7 år

Driftsudgifter

Gennemsnitlig løn til personale:300.000 DKK/person0,5 person
Elektricitet:390 DKK/MWh7 MWh/år

Vedligehold og reparation

Reservedele4,7 % af investering
Maskineri med udsatte sliddele3,3 % af investering

Skønnet for vedligehold og reparation er baseret på erfaringer fra mekaniske sorteringsanlæg til shredderaffald. Udgifter til forsikringer er ikke inkluderet.

Skønnede behandlingsomkostninger

Den endelige behandlingspris vil være afhængig af anlægsplacering, faciliteter til stede, valgte bygningsstandarder osv. og den endelige pris, som vil kunne opnås for anlægget efter forhandlinger.

Med de ovenstående forudsætninger skønner vi behandlingsprisen til kun 57 DKK/t tilført affaldstræ.

3.3.9.6 Demonstrationsanlæg

Vi mener, at det er realistisk at demonstrere sorteringen af forbehandlet (neddelt) affaldstræ i pilotskala. Af hensyn til de fysiske dimensioner af målevolumenet skal de enkelte træstykker være mindre end i et industrielt anlæg. Måleopgaven er ikke let, idet kobber og specielt arsen i træet kræver relativt lang måletid. Ydeevnen over for CCA-træ vil vi først kunne fastlægge gennem et mere omfattende kalibreringsarbejde.

På grund af den store variation i form og størrelse af træstykkerne vil selve sorterings-mekanismen ikke være simpel.

3.3.9.7 Konklusion

Da behovet og markedspotentialet for sortering af affaldstræ ikke er afklaret, bør demonstrationsanlægget ikke designes til affaldstræ.

Vi anbefaler, at demonstrationsanlægget designes, så vi kan undersøge sensorens med prøver af neddelt træaffald, hvis projektets økonomi tillader det, eller hvis andre (projekter) ønsker at gennemføre forsøg.

3.3.10 Kontrol/oplæring på kommunale genbrugsstationer

3.3.10.1 Baggrund

Selv for det øvede personale på kommunale genbrugsstationer er det svært at sortere affaldstræ i en "ren" og imprægneret fraktion - og plastaffald i fraktioner med og uden PVC. En scanner på størrelse med en mikrobølgeovn, der kunne indstilles til en eller flere affaldstyper ville være en ideel løsning. Det er som tidligere nævnt en relativ let opgave for PGNAA-sensoren at detektere, om et stykke affaldsplast indeholder PVC eller ej. Vi vil sandsynligvis også kunne udvikle en affalds-scanner, der kan detektere både imprægneret træ og PVC.

Der findes håndbårne instrumenter baseret på XRD til identifikation af imprægneret træ; men prisen er høj ca. 450.000 kr.

En PGNAA-scanner vil kunne hjælp hr. og fru Jensen med at afgøre, om et stykke træ er imprægneret eller ej - og om et stykke plastik indeholder PVC. Scanneren vil samtidig kunne benyttes i oplæringen af personalet. Prisen er sandsynligvis bestemmende for, om kommunerne vil investere i en scanner.

3.3.10.2 Praktiske forhold

Scanneren skal være så lille som mulig, så den vil kunne flyttes fra en genbrugsstation til den anden. Selve måleprincippet sætter dog grænser for, hvor lille scanneren kan blive. Et apparat på størrelsen med en mikrobølgeovn er realistisk, men den endelige størrelse vil afhænge af erfaringerne med demonstrationsanlægget og den acceptable måletid. Jo længere måletid jo mindre og jo billigere scanner.

Vi vurderer, at den acceptable måletid i praksis vil være mindre eller lig et sekund. Anlægget skal være meget enkelt at betjene og selvfølgelig overholde den danske lov om strålingshygiejne.

3.3.10.3 Miljømæssig fordele

Hvis der placeres PGNAA-scannere på genbrugsstationerne i Danmark, vil det give en bedre udsortering af PVC og imprægneret træ, som så i langt mindre grad vil ende på forbrændingsanlæggene med de mange negative følgevirkning, som vi ved det får.

3.3.10.4 Markedsanalyse – potentiale

Da stort set alle kommuner har genbrugspladser, er potentialet for scannere til PVC- og imprægneret træ umiddelbart stort. Men prisen vil være meget afgørende for kommunernes mulighed/interesse for at købe sensoren.

3.3.10.5 Økonomi – behandlingsomkostninger

Vi vurderer, at en scanner kun til PVC-affald vil koste ca. 500.000 DKK for den første. Prisen ved større styktal vil være væsentlig lavere.

En scanner, der skal kunne detektere både PVC og imprægneret affaldstræ vil være dyrere.

Vi vil kunne give en mere præcis fremstillingspris, når demonstrationsanlægget til PVC-sortering er bygget, og forsøgsprogrammet er gennemført.

3.3.10.6 Demonstrationsanlæg

Demonstrationen af online sortering af PVC giver de bedste erfaringer til optimering og design af en scanner til PVC og affaldstræ.

 



Version 1.0 December 2005, © Miljøstyrelsen.