Miljøprojekt nr. 1260, 2008 Oparbejdning af metaller fra affaldsforbrændingsslaggeIndholdsfortegnelse1 Oparbejdning af metaller fra forbrændingsslagge herunder udenlandske erfaringer 2 Afprøvning af ny metode og ny separationsteknologi
3 Analyse vedr. implementering af detection/ejection separationsteknologi 4 Perspektivering og anbefalinger ForordProjektet ”Oparbejdning af metaller fra affaldsforbrændings-slagge” er gennemført i perioden august 2002 til november 2005. Projektets formål har været at undersøge i hvilket omfang anvendelsen af en ny metode for håndtering af frisk råslagge og anvendelsen af en ny separationsteknologi vil øge mængden såvel som kvaliteten af metaller oparbejdet fra affaldsforbrændingsslagge. Og derigennem kunne bidrage til opfyldelsen af de fremtidige genanvendelsesmål for metalemballage samt forbedre genanvendelses- og nyttiggørelsespotentiale for slagge. Projektet er finansieret af Program for renere produkter mv. – 2001. Udviklingsordningens 4. Ansøgningsrunde 2001, Affald/Genanvendelse - 5.1.3. Udvalgte indsatsområder: - Slagger fra forbrændingsanlæg, den Europæiske Aluminiumindustris brancheforening EAA, projektets følgegruppe og den danske branchesammenslutning Aluminium Danmark. Projektorganisationen har bestået af en følgegruppe med repræsentanter fra: Formandsskabet for projektgruppen er overtaget af Inge Werther, Miljøstyrelsen 2006. Projektet er gennemført af Aluminium Danmark Miljø v. Jim Hansen i samarbejde med H.J. Hansen Genvindingsindustri A/S v. Erling Møller Nielsen, EAA/Packalu v. Francois Pruvost med Jim Hansen som projektleder. Sammenfatning og konklusionerMetalemballager har indtil 2005 ikke været selvstændigt prioriteret i den danske affaldsplan eller været genstand for systematisk indsamling i de kommunale affaldsmodeller. Hovedparten af affaldsmængden antages derfor at være indsamlet og bortskaffet sammen med øvrigt dagrenovationsaffald fra husholdninger, dagrenovationslignende affald fra erhverv samt blandet storskrald til affaldsforbrænding. Regeringens Affaldsstrategi 2005–08, baseret på genanvendelsesmålsætningerne i EU’s emballagedirektiv, indebærer bl.a., at Danmark inden udgangen af 2008 skal sikre genanvendelse af 50 % metalemballage. Opfyldelsen af dette krav forudsætter gennemførelsen af en systematisk indsats indenfor de kommende år, nu tilskyndet af den ny bestemmelse i Affaldsbekendtgørelsen som forpligter de kommuner, der endnu ikke har en indsamlingsordning, at etablere afleveringsmulighed for metalemballageaffald, fx. som en del af den nuværende storskraldsindsamling (ofte benævnt: kommunejern). Da ingen kildesorteringsordninger endnu har vist sig at realisere 100 % indsamling, er separation af de ikke magnetiske metaller fra forbrændingsslagge således en mulighed for at nå det samlede genanvendelsesmål for metalemballage samtidig med, at det medfører en samlet forbedring af genanvendelses- og nyttiggørelsespotentialet for den mængdemæssigt største fraktion, som forbrændingsslaggen udgør (ca. 650.000 ton pr/år). Formålet med denne rapport er at søge at skabe større klarhed over mængderne af metalemballage på det danske marked og registrere deres bortskaffelsesveje - ud fra alle eksisterende datakilder - så afprøvning af ny metode og separationsteknologi kan omsættes i en begrundet vurdering af det økonomiske grundlag for implementering af metode og teknologi. Projektet er umiddelbart kun bevilget med henblik på at udarbejde en redegørelse for den ikke magnetiske metalfraktion (primært aluminium, men også zink, kobber, messing etc.). Hvor det har været praktisk muligt – i datamateriale og i gennemførelse af testseparation – er data vedr. hvidblik inkluderet i rapporten for bedre at afspejle muligheden med hensyn til at sikre opfyldelsen af EU’s fremtidige genanvendelsesmålsætning. I nærværende projekt er der tale om undersøgelse af en ny metode og anvendelse af en ny separationsteknologi i oparbejdningen af forbrændingsslagge, samt at sandsynliggøre hvor store mængder der i praksis kan opsamles. Metoden går ud på at gennemføre oparbejdningen af metallerne (ned til en metalstørrelse på ca. 8 mm) på basis af frisk forbrændingsslagge. Metallerne dækker såvel de magnetiske metaller, herunder rustfrit stål, og de ikke magnetiske metaller. Ved at arbejde med frisk slagge opnås, at oxideringen af metallerne i slaggebunkerne reduceres, hvilket medfører, at kvantiteten såvel som kvaliteten af metallerne optimeres. Den ny teknologi – benævnt: Detection/ejection – er grundlæggende udviklet til sortering af shreddermetal. I nærværende projekt anvendes separationsteknologien sammen med anvendelse af andet oparbejdningsudstyr med henblik på at frigøre non-ferrous metallerne fra slagge fra affaldsforbrænding. Projektet er inddelt i følgende hovedpunkter:
Resultaterne fra projektet har ført til følgende hovedkonklusioner
Og dermed
Gennemførelsen af undersøgelsen har vist, at der fortsat er behov for hhv.
Summary and conclusionsUp until 2005, metal packaging was not given independent priority in Danish waste planning, and nor was it made the subject of systematic collection in municipal waste models. Consequently, the majority of this type of waste was probably collected and disposed of alongside other standard domestic waste, commercial waste resembling standard refuse, and mixed bulk waste for incineration. The Danish Government’s Waste Strategy 2005-08, which is based on the recycling objectives stated in the EU Packaging Directive, states among other things that by the end of 2008 Denmark is to recycle 50% of all its metal packaging. This objective can only be achieved if systematic measures are implemented during the years ahead, now inspired by a new stipulation in the Danish Statutory Order on Waste (Affaldsbekendtgørelsen) obliging any municipalities that do not yet have a collection system to introduce such a system for the disposal of metal packaging. This could be done as part of the current bulk waste collection schemes (often referred to as the “municipal iron system” in Danish). Systems for waste separation at source have not yet achieved 100% collection, so the separation of non-magnetic metals from incinerated bottom ashes is one way to achieve the overall recycling goal for metal packaging, while also improving the total recycling and utilisation potential of incineration residue, which represents the largest waste fraction in terms of volume (approx. 650,000 tonnes per year). The aim of this report is to gain greater clarity regarding the amount of metal packaging on the Danish market, and to register the paths by which this packaging is disposed of, on the basis of all existing data sources. This will make it possible to utilise tests of new methods and separation technology in a reasoned assessment of the financial basis for the implementation of methods and technology. At the moment, the project has only been approved with a view to drawing up a report covering the non-magnetic metal fraction (primarily aluminium, but also zinc, copper, brass etc). Wherever possible in practice – in the data material and when carrying out test separation – data for tinplate has been included in the report so that the potential for meeting the EU’s future recycling objective can be reflected somewhat more accurately. The current project involves investigating a new method and the use of new separation technology to process incineration bottom ashes, as well as providing an accurate prediction of the volume that can be collected in practice. Based on fresh incineration bottom ashes, the method involves processing metals down to a size of approx. 8 mm – comprising both magnetic metals (including stainless steel) and non-magnetic metals. The use of fresh incineration bottom ashes reduces oxidisation of the metals in the piles of residue, thereby optimising both the quantity and quality of the metals. The new technology, known as “detection/ejection” technology, has in fact been developed for the separation of shredder metal. In this project separation technology is used in combination with other processing equipment with a view to releasing non-ferrous metals from combustion residues. The project has been divided into the following main points:
The project has resulted in the following main conclusions:
Which means that:
Completion of the investigation has shown that there is still a need:
1 Oparbejdning af metaller fra forbrændingsslagge herunder udenlandske erfaringerFokus for forbrændingsanlæggene i Danmark, er i praksis overvejende at sikre genanvendelsesmulighederne for affaldsforbrændingsslagge, hovedsalig nyttiggjort i bygge- og anlægsarbejder. Indsatsen har derfor primært været rettet mod udvikling og afprøvning af metoder, der kan forbedre slaggernes udvaskningsegenskaber, da grænseværdierne herfor er bestemmende for slaggens nyttiggørelse. I bestræbelserne på at frembringe den bedst mulige slaggekvalitet, der opfylder betingelserne for nyttiggørelse, har anlæggene traditionelt fulgt lovgivningen, som begrænser sig til kun at fordre frasortering af de magnetiske metaller (forbrændingsjern). Forbrændingsjern har, fordi metallerne ofte har været oplagret i lang tid i slaggen, været kraftigt oxideret og derfor af tvivlsom materialemæssig kvalitet. Kvaliteten af metallerne har da heller ikke befordret et særskilt incitament for at maksimere de mængder, der potentielt kunne oparbejdes. Nye forbedrede metoder til håndtering af den magnetiske metalfraktion har dog specielt indenfor de seneste år forbedret kvaliteten af denne fraktion. Til stor glæde for dette projekt, har operatører i 2005 taget anvendelsen af anlæg til oparbejdning af den ikke magnetiske fraktion i forbrændingsslaggen i brug. For genvindingsindustrien for metaller er fokus naturligt rettet mod at optimere genanvendelsespotentialet af de metaller, der forefindes i slaggen og opnå den bedst mulige udnyttelse af ressourcen, dvs. største mulige mængder oparbejdet i den bedst opnåelige kvalitet til genanvendelse. Specielt er fokus rettet mod oparbejdning af aluminium og de øvrige ikke magnetiske metaller på grund af disse metallers genanvendelsesværdi. I Danmark har metalemballager ikke været selvstændigt prioriteret i den danske affaldsstrategi 2005-08 eller været genstand for systematisk indsamling i de kommunale affaldsmodeller. Indsamling og genanvendelse af metalemballager er gennemført i en lang række kommuner, uden at dette har været forbundet med præcise registreringer af indsamlede mængder. Den gennemførte stramning af affaldsbekendtgørelsen forventes dog at kunne ses i de kommende års registrering og dermed i genanvendelsesstatistikken for metalemballage. Udfordringen er at stimulere etableringen af den samlet set mest miljøøkonomisk optimale indsamlings- og genanvendelsesordning for metalemballage i den danske affaldsmodel. 1.1 GRUNDLAGET FOR SLAGGESEPARERINGDette afsnit samler kort op på den eksisterende praksis med hensyn til separation af den magnetiske metalfraktion i Danmark samt den tilgængelige viden om supplerende separation af ikke magnetiske metaller fra forbrændingsslagge, der foretages i udlandet. Traditionelt er der i Danmark kun foretaget en frasortering af magnetiske metaller (forbrændings-jern) i forbindelse med oparbejdning af slagge fra affaldsforbrænding i Danmark. Teknologien har været enkel og lovkravet har kun omfattet udseparering af den magnetiske fraktion. Kun store emner af ikke magnetiske metaller fjernes manuelt i forbindelse med håndtering og oparbejdning af slaggen. I en række lande, specielt i Tyskland, Holland og Frankrig, sker der desuden en udsortering af ikke magnetiske metaller (hovedsaligt aluminium) fra slaggen. Dette foretages hovedsaligt for at kunne øge genanvendelsesgraden for slaggen som fundament i bl.a. vejbygning, for at substituere brugen af virgine materialer (stabilgrus), samt undgå unødig deponering. Den større fokusering på nyttiggørelse af slaggen til vejfundamentering har nødvendiggjort, at slaggen indeholder så lidt metal som muligt, da tilstedeværelse i større koncentrationer vil kunne forårsage skader på vejene i form af buler, såfremt der opstår betingelser, der bevirker, at de indkapslede metaller oxiderer. Fælles for den danske såvel som den udenlandske teknologianvendelse er, at slaggen modnes ved lagring. Modningen er en forudsætning for at kunne anvende den nuværende separationsteknologi effektivt til at udsortere de ikke magnetiske metaller (magnetisk separation af forbrændingsjernfraktionen såvel som den såkaldte ”eddy-current” hvirvelstrøms baserede teknik). Modningen af slaggen medfører en naturlig optørring, som gør det vanskeligere, at få slaggen til at skille sig fra metalemnerne (via mekanisk vibration) før hhv. konventionelle magneter og eddy current (hvirvelstrømsmagneter) udfører adskillelsen af metallerne fra slaggefraktionen. Principielt bør metaladskillelsen ske umiddelbart efter udtag fra ovnen. Den nedbrydning og oxidering af metallerne, der starter i forbindelse med forbrændingsprocessen, forstærkes i den efterfølgende modningsproces, hvor metallerne oplagres videre i slaggebunkerne. Oxideringen mindsker kontinuerligt kvaliteten af metallerne og dermed også mængderne af metaller, der potentielt kan oparbejdes til genanvendelse. I Danmark har forbrændingsjern – specielt tidligere - været særdeles kritisk at håndtere i den videre oparbejdnings- og genanvendelsesproces. Populært sagt er bortskaffelsen af denne fraktion sket ved ”optynding” i shredderjern-fraktionen til genanvendelse. Efter projektgruppens opfattelse kan en væsentlig del af forklaringen på den manglende fokusering på oparbejdningen af metaller findes i udformningen og virkningerne af den gældende lovgivning for genanvendelsen af slaggen. Bekendtgørelse nr. 655 af 27/06/2000 om genanvendelse af restprodukter og jord til bygge- og anlægsarbejder, der regulerer anvendelsen af slaggerne – populært benævnt slaggebekendtgørelsen - stiller ingen krav om oparbejdning af den ikke magnetiske metalfraktion, som nyttiggørelseskrav for slaggen. Såfremt oparbejdning ikke kan finansieres på almindelige kommercielle vilkår ved salg af metaller eller gennem opnåelse af højere salgspris for slaggen vil den ikke blive foretaget. I bl.a. Frankrig og Tyskland udgør slaggen i betydelig større omfang et ligeværdigt alternativ til jomfruelige materialer til bygge– og anlægsformål. Konkurrencen med andre fyldmaterialer har drevet indsatsen med hensyn til maksimal raffinering af slaggen for metalindhold. 1.1.1 Genvinding af aluminiumemballage i FrankrigKortlægningen af indsatsen med hensyn til genvinding af aluminium emballager i Frankrig er foretaget i samarbejde med Francois Pruvost, på vegne af emballagemarkedsgruppen i European Aluminium Association EAA, og via besøg på oparbejdningsplads i Lyon. Der er ingen pant- og retursystemer på det franske marked for detailemballager, hvilket giver en stor mængde emballageaffald i ton pr. indbygger, der bortskaffes i den franske affaldsmodel. Genvindingsorganisation Eco Emballages (suppleret af Adelphe og af Cyclamed på medicinalvareområdet) organiserer indsamlingen og genanvendelsen af husholdningsemballage. Der findes ingen organisation som særskilt tager sig af emballageaffald fra industri og erhverv. Aluminium udgør knap 1 % af den samlede tonnage. Affaldsbortskaffelsen i Frankrig baserer sig i relativ stor udstrækning på affaldsforbrænding (40 % i år 2000), 1.1.1.1 Emballageforsyningen - aluminiumemballage 2000 (officielle ADEME oplysninger)Mængden er (i bruttotal) anslået til 52.292 ton fordelt på: Samlet bruttoforsyningsmængde t/år 52.292 1.1.1.2 Energi genvinding40 % af det franske husholdningsaffald affaldsforbrændes med energiudnyttelse. Godskrivning af mængden af aluminium fra energigenvinding, baserer sig på et estimat vedr. andelen af folie og tyndvæggede emballager: Indsamling af aluminiumemballage til genanvendelse: 3 kanaler Indsamlingen af brugte aluminiumemballager til genanvendelse er organiseret gennem:
Separationseffektiviteten fra forbrændingsslagge er for aluminium som for stål/hvidblik estimeret til 80 % fordelt jvf. nedenstående tabel 1 (bruttotal i ton): Tabel 1 Emballage til genanvendelse
1.1.1.2.1 Indsamlingssystemer for blandet affaldGenvindingen via disse indsamlingssystemer er forholdsvis lav af følgende årsager:
Det vurderes også, at forbrugerne ofte fravælger kildesortering af emballagen på grund af den ofte tætte kontakt og tilsmudsning af emballagen med fødevaren og derfor i stedet vælger at bortskaffe metalemballager sammen med restaffaldsfraktionen. 1.1.1.2.2 Aluminiumemballage i blandet metalskrot (kommunejern)Mængderne af aluminiumemballage indsamlet via blandede metalindsamlingsordninger (storskrald/kommunejern) baserer sig på estimater fra stikprøvetests, som viser, at denne kategori typisk indeholder 3 % aluminiumemballage. Denne type aluminiumemballage er ikke omfattet af et indsamlingskrav. Estimatet herfor indgår i den samlede franske genvindingsstatistik. 1.1.1.2.3 Udvinding fra forbrændingsslaggeOparbejdning af aluminium fra den sidste bortskaffelseskanal, vurderes til at udgøre den vigtigste og økonomisk mest optimale genvindingsløsning for aluminiumemballage i Frankrig. Ved udgangen af 2001 fik:
Det anslås, at tilsammen 44 eddy current (EC) anlæg, behandler ca. halvdelen af tonnagen fra de store forbrændingsanlæg (det skal her bemærkes, at der ved udgangen af 1997 kun var 13 EC-maskiner). Den gennemsnitlige mængde aluminium-”nodules” (nedsmeltede metalklumper) i slaggen er i Frankrig 1 % (for ”nodules” > 5 mm.) - varierende fra 0,6 % (brutto) til 2,4 % (brutto) af slaggemængden. Mængden af slagge, der håndteres på de individuelle anlæg varierer mellem 15.000 til 175.000 ton behandlet slagge pr år. EC-maskinerne yder typisk en udvinding af slaggen på 70 % til 80 %. Med udbredelsen af EC til endnu flere af de store forbrændingsanlæg, kombineret med optimeringen af de eksisterende maskiner (samt den potentielle udnyttelse af nodules på under 5 mm.), forventes den samlede produktion sandsynligvis at blive fordoblet i løbet af de næste 4-5 år. Processen er i ekspansiv udvikling, da det, når forbrændingsanlæggene er etablerede, vurderes at være den billigste metode til at separere aluminium fra affaldsstrømmen sammenlignet med omkostningerne til at finansiere separat indsamling og sortering. Det vurderes, at omkostningen til oparbejdning af aluminium fra slagge udgør 1/3 af omkostningen til kildesortering samtidig med, at processen kun medfører en beskeden reduktion af genvindingspotentialet. 1.1.2 Aluminium separation fra affaldsforbrændingsslagge i HollandKortlægning af indsatsen med hensyn til genvinding af aluminiums emballager i Holland er foretaget på basis af interviews med Niels Reuter, RAVN (Recycling Aluminium Verpakkingen Nederland) samt via besøg på central oparbejdningsplads for slagger i tilknytning til forbrændingsanlægget AVR i Rotterdam. Den væsentligste kilde til genanvendelse af aluminium i Holland er separation af ikke magnetiske metaller ved hjælp af Eddy Current Separation (EC). Organiseringen af separationsprocessen i Holland drives på kommercielle betingelser af aktørerne omkring processen uden offentlig regulering. En del oplysninger om processer og udstyr betragtes af konkurrencemæssige årsager som følsomme hvorfor adgangen til at videreformidle informationerne i denne rapport er begrænset af fortrolighed. I Holland bliver ca. 90 % af restaffaldsfraktionen forbrændt på 11 forbrændingsanlæg. Alle disse forbrændingsanlæg har EC-systemer. Efter forbrændingen bliver al slaggen sigtet og separeret i 3 fraktioner: standard, fin og meget fin. Partikelstørrelserne i de sigtede fraktioner kan variere fra forbrændingsanlæg til forbrændingsanlæg. Slaggefraktionerne inddeles i forhold til følgende størrelsesinddeling:
Partikelstørrelserne kan overlappe i fraktionerne pga. udstyrets opsætning. En undersøgelse foretaget af det hollandske teknologiske institut TNO har vist, at ingen af de tykvæggede aluminiumemballager oxiderer under forbrændingen. Undersøgelsen blev foretaget for at sikre, at kun den aluminiumemballage, der efterfølgende kan ekstraheres fra slaggen, også er den, der er omfattet af den hollandske affaldsbekendtgørelse (Packaging Covenant II). Den absolutte fordeling af non-ferrous metallerne i forbrændingsslaggen – baseret på specifikke beregninger fra forbrændingsanlæg - fordeler sig med følgende andel:
Et projekt baseret på ny type “våd” EC proces, har bekræftet tilstedeværelsen af en høje aluminiumkoncentration i den fine sigtefraktion. De foreløbige resultater af dette projekt gør det dermed muligt at lukke nogle af de hidtidige huller i massebalancen for aluminium, der bortskaffes ved affaldsforbrænding. Resultater fra denne undersøgelse er stadig begrænset på grund af fortrolighed. Figur 1
Ud af samtlige forbrændingsanlæg (11) er 7 anlæg udstyret med EC til både grov og standard sigtefraktionen. De resterende har kun EC til den grove sigtefraktionen. Det er kendt, at driften af anlæg for den grove sigte fraktion er økonomisk rentabel og det vurderes desuden, at EC ikke ville blive installeret for standard sigtefraktionen, såfremt det ikke havde været en økonomisk rentabel investering. Der er intet lovbestemt pres på forbrændingsanlæggene til at investere i denne proces. Det har imidlertid vist sig, at den slagge, der er oparbejdet med hensyn til standardfraktionen, er kvalitetsmæssigt forbedret på grund af et reduceret tungmetalindhold. Herved er der opnået forbedrede genanvendelsesmuligheder for slaggen. Ny slaggebekendtgørelse vedr. grænseværdier, udvaskning m.v. forventes fremsat, men kendes pt. ikke. Massebalance for aluminiumemballage Det totale forbrug af aluminiumemballage i Holland er ca. 20.000 ton. 16.000 ton bortskaffes til affaldsforbrænding. Omtrent 4.000 ton er tynde folier, som vurderes at oxidere i forbrændingsprocessen. Med kendskab til EC-maskinernes udbytte på fraktionerne grov og standard (80 %) og kendskab til det faktiske udbytte i disse to sigte fraktioner (4.000 ton), kan det konstateres, at 6.000 ton eller 50 % af potentialet befinder sig i den fine slaggefraktion < 10 mm. Figur 2
Erfaringerne fra Holland med hensyn til fordelingen og indholdet af aluminiumpartikler i den fine sigtekvalitet stemmer særdeles godt overens med konklusionen fra det gennemførte oparbejdningsforsøg med detection/ejection teknologien – se afsnit 2. H.J. Hansen Genvindingsindustri vurderer således, at der i sigtefraktionen mellem 2-3 og 6-7 mm befinder sig et ikke magnetisk metalpotentiale af samme størrelse som det der er oparbejdet i fraktionen større end de ca 6-7 mm og som er den fraktion, der har været genstand for metaloparbejdning i testforsøget. 1.1.3 Bestemmelse af genvindingspotentialet i DanmarkAffaldsforbrænding i Danmark udgør et af de centrale elementer i affaldsbehandlingen. Ca 3 mio. tons affald fra Dagrenovation, Storskrald, Haveaffald samt dagrenovationslignende affald fra erhverv bortskaffes ved affaldsforbrænding. Indholdet af hhv. aluminium og jern i den samlede affaldsfraktion stammer ikke udelukkende fra emballageformål, men i høj grad fra alle andre skrottede metalholdige produkter. Udfordringen består derfor i at komme tættere på, for at kunne opgøre den samlede mængde metal, der bortskaffes ved affaldsforbrænding, og herunder opgøre mængden, der hidrører fra metalemballageformål. Formål og baggrund Nærværende afsnit har til hovedformål at kortlægge og opgøre de mængder af metal, der i dag ankommer til de danske forbrændingsanlæg. Når man kender disse mængder, kan man gennem erfaringer fra testforsøg vedrørende oparbejdningseffektiviteten estimere, hvor store mængder af salgbart metal, der kan udvindes fra slaggen, og herunder skønsmæssigt opgøre mængden af metal, der stammer fra emballageanvendelse. Dataindsamling I forhold til de driftsøkonomi-beregninger, der skal tjene som beslutningsgrundlag for investering og drift af separationsteknologisk udstyr, er det underordnet, hvilke produkter de udvundne metaller stammer fra. Derimod er dette ikke ligegyldigt, når man skal opgøre andelen af emballageaffaldsmængderne, der indsamles og genanvendes i henhold til rapporteringen overfor EU om emballageindsamlingsmængderne og indfrielse af EU’s genanvendelsesmålsætning for metalemballage. Gennemførelsen af arbejdet er sket ved anvendelse af en række forskellige kilder, suppleret med den viden, der allerede er opsamlet hos LOGISYS A/S. I første omgang trækkes der på den årlige opgørelse af emballageforsyningsmængden, samt de affaldsopgørelser, der er blevet udarbejdet på opfordring fra Miljøstyrelsen. I samarbejde med aluminium folie industrien EAFA, er der desuden gennemført estimater i forbindelse med opgørelse af mængderne af tynd aluminiumfolie (< 50 mym) til emballageanvendelser. Analyse- og beregningsarbejde i nærværende afsnit er gennemført af Seniorkonsulent Jan Jakobsen Logisys A/S ultimo 2003 til ultimo 2005, i tæt samarbejde med Jim Hansen, Aluminium Danmark Miljø. I tillæg til nedenstående mængdeopgørelse i punkt 1.2.1 er udarbejdet et regneark, som sammenfatter bortskaffelse af metaller i Danmark ud fra alle tilgængelige datakilder som f.eks. national statistik og miljøundersøgelser. Denne opgørelse er samlet i Excel regneark og vedhæftet den elektroniske publikation. 1.1.3.1 Mængder af metal fra affaldsforbrændingI dette afsnit estimeres mængden af metalaffald, som ender i et af landets i alt 31 forbrændingsanlæg. Der er flere måder hvorpå man kan angribe problemstillingen på, men fælles for dem er, at de alle rummer væsentlige usikkerhedsmomenter som følge af manglende datagrundlag. Figur 3 Skematisk kan den mængde, man fra branchens side er interesseret i illustreres på følgende vis:
Det er mængderne i ovenstående figur i de respektive kasser, der skal opgøres og opdeles i materialefraktioner. Specielt for aluminium ønskes en yderligere opdeling i tynde og tykkere materialer, da aluminiumanvendelser der er tyndere end 50 mym jvf. CEN standarden antages at oxidere under forbrændingsprocessen. Da der generelt ikke skelnes mellem, hvorfra de modtagne metalmængder til forbrændingsanlæg kommer, er det nødvendigt at se på hele flowet af anvendte metalemner og ikke kun metalemballager. For at få et overblik over de samlede strømme af metalaffald er følgende niveauopdelte flow-model opstillet:
Som følge af det manglende datagrundlag kan der alternativt ses nærmere på de mængder, der tilføres til de enkelte niveauer i den ovennævnte flow-model. Det videre arbejde vil derfor bygge på denne flow-model. Forud for hvert afsnit beskrives det, hvilke delelementer hvert niveau består af. Igennem hele opgørelsen er der foretaget en opdeling af metalmængderne aluminium og hvidblik/jern. Hvidblik og jern er sidestillet, idet hvidblik er jern, som af hensyn til korrosion i forbindelse med emballageanvendelse, er pålagt et tyndt lag tin. Eftersom der er knyttet nogen usikkerhed til samtlige data i opgørelsen, er det i beregningen forsøgt at kvantificere denne usikkerhed. Dette er gjort ved, at der til hvert opgjort gennemsnitstal er foretaget en minimum-maksimums vurdering af usikkerheden, der som oftest er udtrykt i en procentsats, som derefter er indregnet til en mængde. Selve beregningsoversigten inkl. usikkerhedsberegningerne findes i et selvstændigt beregningsdokument (Excel ark). Det skal nævnes, at de fleste data stammer fra 2001, eftersom de fleste 2002 data i skrivende stund endnu ikke er tilgængelige. Dog er de mængder, som Dansk Retursystem A/S håndterer indregnet ud fra årlige mængder fra 2002 og frem. Salg af øl og sodavand i engangsemballager blev først tilladt i efteråret 2002. 1. Niveau. Bragt på markedet Dette betragtningsniveau består af følgende del-elementer:
Hermed menes de mængder af salgsemballager, som primært anvendes af de private husholdninger. Erhvervslivet anvender også en mindre mængde metalsalgsemballager. Data herom hentes fra den årlige danske opgørelse af den indenlandske emballageforsyning. Mængdeoplysninger om salgsemballager ses under næste punkt om transportemballager. 1.2 Transportemballager bragt på det danske marked Hermed menes de mængder af metaltransportsemballager, som primært benyttes i og bortskaffes fra erhvervslivet. De private husholdninger anvender stor set ikke metaltransportemballager. Data herom hentes fra den årlige danske opgørelse af den indenlandske emballageforsyning. Mængden af salgs- og transportemballager ses i skemaet herunder: Tabel 2
1.3 Grænsehandelsøldåser Den danske emballageforsyningsopgørelse medregner ikke emballager til produkter købt af private borgere uden for landets grænser. Men emballagerne bliver bortskaffet her i landet og bør derfor indregnes i affaldsmængderne. Under dette punkt drejer det sig om metaldåser til øl primært indkøbt i Tyskland. Her i arbejdet er der anvendt et gennemsnit af dataoplysninger fra Skatteministeriet. I usikkerhedsberegningen er de respektive mængder direkte anvendt som henholdsvis minimums- og maksimumsmængder. Ved opgørelsen af metalemballagemængderne er der tillige gjort forudsætninger om, hvor store mængder, der emballeres i metaldåser og glasflasker samt en fordeling mellem aluminium og hvidblik. Gennem denne beregning fås følgende mængder pr. år:
1.4 Grænsehandelssodavandsdåser Den danske emballageforsyningsopgørelse medregner ikke emballager til produkter købt af private borgere uden for landets grænser. Men emballagerne bliver bortskaffet her i landet og indgår derfor i opgørelsen af affaldsmængderne. Under dette punkt drejer det sig om at opgøre mængden af metaldåser til sodavand. På dette område er der ikke så stor usikkerhed omkring mængdeopgørelsen og den samlede mængde er væsentlig mindre end for grænsehandelsøl. Ved opgørelsen af metalemballagemængder er der tillige gjort forudsætninger om, hvor store mængder, der emballeres i metaldåser og plastflasker samt en fordeling mellem aluminium og hvidblik. Gennem denne beregning fås følgende mængder pr. år:
Denne del-mængde dækker over de mængder af pant-belagte engangsemballager til øl og sodavand, der sælges på det danske marked og som skal være tilmeldt Dansk Retursystem. De kalkulerer med, at der årligt bringes 100 mio. metaldåser på markedet. Næsten alle er fremstillet af aluminium. Denne mængde kan derved opgøres til 1.400 tons pr. år. 1.6 Andre metalgenstande af den type der ender i dagrenovationen Denne kategori dækker over alle andre metal-produkter, som bringes på markedet og som bortskaffes sammen med dagrenovationen. De fleste større metalprodukter f.eks. elektronik går til genvinding, når de afleveres på de kommunale genbrugspladser. I denne kategori hører f.eks. bestik, wire, værktøj, inventar, kontorartikler af/eller med metal, køkkenudstyr m.v. Fra en affaldsundersøgelse, der refereres nærmere til under næste niveau opgøres disse mængder til:
Samlet opgørelse på niveau 1 På basis af de ovennævnte beregninger kan de samlede mængder opgøres som følger:
Dette niveau beskriver i hvilken affaldsfraktion, de anvendte metalemballager og andre metalgenstande i første omgang anbringes i. Dette består af følgende del-elementer:
2.1 Dagrenovation, emballager En meget stor andel af affaldsmængderne fra de private husholdninger ender i dagrenovationen. I henhold til rapporten ”Sammensætning af dagrenovation og ordninger for hjemmekompostering, Miljøprojekt 868, 2003” smider de danske husholdninger årligt ca. 37.500 tons metalemballageaffald i dagrenovationen. Til rapporten har man foretaget nogle stikprøvevise affaldsundersøgelser i forskellige husstandsstørrelser. Disse tal er så ganget op på landsplan, og der kommer man frem til følgende resultat:
2.2 Dagrenovation, andet metal Fra den samme undersøgelse kan mængden af andre metalgenstande i dagrenovationen opgøres som følger:
Som et supplement til den omtalte undersøgelse om dagrenovationen er der udarbejdet et spørgeskema, hvor folk er blevet bedt om at svare på deres ”affaldsvaner”. Her svarer gennemsnitshusstanden, at de afleverer ca. 25 % af deres metalemballager til genanvendelse. Såfremt man tillægger disse 25 %, kommer man frem til en samlet potentialemængde på godt 50.000 tons metal pr. år. Heraf tegner metalemballage sig for de godt 43.000 tons. Den resterende mængde er andre metalgenstande. Herunder ses den samlede fordeling: Samlede fordeling Tabel 3
Den samlede mængde metal i dagrenovationen kan således opgøres til årligt at være på omkring 37.900 tons. 2.3 Dagrenovationslignende affald fra erhverv Mindre erhvervsvirksomheder afleverer også affald til forbrænding, der har karakter af dagrenovation. Der er f.eks. tale om affald fra kantiner m.v. Ved at trække de totale tilførte affaldsmængder fra renovation fra den affaldsmængde som husholdningerne afleverer til forbrænding, kan mængden stammende fra erhverv udregnes. Hvis man så kalkulerer med, at metalemballageandelen, samt fordelingen mellem hvidblik/jern og aluminium svarer til dem fra de private husholdninger kommer man frem til følgende samlede mængder dagrenovationslignende affald fra erhverv:
2.4 Blandet erhvervsaffald Ud over ovennævnte affaldsfraktion afleverer erhvervslivet også andre typer affald til forbrænding. Disse typer er karakteriseret som ”blandet erhvervsaffald”. Denne mængde er i 2001 på 950.000 tons. Desværre findes der ingen tal for sammensætningen af denne mængde. Hvis man antager at 0,5 % er metalemballager kommer man frem til følgende mængder fra denne affaldsfraktion ved anvendelse af de tidligere fordelingsnøgler mellem hvidblik og aluminium:
2.5 Storskrald, emballager Det drejer sig her om mængden af metalemballager, der afleveres på kommunernes genbrugspladser som storskrald eller afhentes gennem henteordninger hos de enkelte husstande. Fra en undersøgelse fra Vestforbrænding er denne mængde opgjort til at være på 1.180 tons hvidblik/jern. Der er primært tale om store dåser - f.eks. til maling og småkager m.v. 2.6 Småt brændbart Der findes ingen oplysninger om, hvor store metalmængder, der afleveres i denne fraktion. I opgørelsen her vurderes mængderne at være følgende:
2.7. Farligt affald hos Kommune Kemi En andel af det farlige affald som f.eks. Kommune Kemi modtager til behandling er emballeret i metalemballager. Disse metalemballager bliver forbrændt i forbindelse med selve behandlingsprocessen af det farlige affald. I Miljøprojekt nr. 731, 2002, Genanvendelseseffektivitet af hvidblik- og stålemballager opgøres denne mængde af metalemballager til at være 1.000 tons pr. år. Hele mængden er stålemballager. 2.8 Dansk Retursystem A/S Det drejer sig, om de mængder af pant-belagte metaldåser, som afleveres i butikkerne og som Dansk Retursystem håndterer. Hvis der regnes med en returprocent på 90 kan den samlede mængde opgøres til 1.260 tons aluminium pr. år. 2.9 Genanvendelse Ifølge den årlige metalemballagestatistik blev der i år 2001 indsamlet 8.392 tons metalemballage. heraf er de 7.122 tons hvidblik, mens resten på 1.270 tons er aluminium. Disse samlede mængder kommer fra 2 kilder nemlig gennem en direkte indsamling hos f.eks. brugerne af affald (her ender bl.a. de returemballager, der løbende udfases), og indsamlet gennem storskralds indsamlingsordninger for metal (kommunejern) på genbrugspladser. De indsamlede mængder fremgår af nedenstående skema: Tabel 4 Indsamling
De mængder, der her fremstår som kommunejern, er de samme mængder, der blev opgjort under forrige punkt om storskrald. I den her undersøgelse, som bygger på rapportering fra genvindingsvirksomhederne, er mængderne fra storskrald opgjort til at være noget større end under forrige punkt. I det videre arbejde vurderes de her nævnte mængder, at være de mest korrekte. Den direkte indsamlede mængde kommer direkte fra erhverv. Samlet opgørelse på niveau 2 På basis af de ovennævnte beregninger kan de samlede mængder opgøres som følger:
3. niveau Bortskaffelse 2 - anden anbringelse Dette niveau beskriver, hvortil de ovennævnte mængder bliver behandlet. Der er tale om en direkte beregning af de mængder, der blev opgjort under forrige niveau. Derfor er totalmængderne også identiske. Der er følgende muligheder for behandling af affald:
3.1 Forbrænding Dette er summen af metalmængderne fra dagrenovationen og småt brændbart, som fordeler sig således:
3.2 Forbrænding af emballage hos Kommune Kemi På forrige niveau blev mængden opgjort til 1.000 tons stålemballage pr. år. 3.3 Genanvendelse; direkte genanvendelse af emballager Det drejer sig om følgende mængder:
3.4 Genanvendelse; emballager fra kommunejern Det drejer sig om følgende mængder:
3.5 Dansk Retursystem A/S Dansk Retursystem sælger de indsamlede mængder til genvinding. 4. niveau Slagge Fra dette niveau og frem er det mængden af metal, der går til affaldsforbrænding, som beregnes. Ved forbrændingsprocessen antages det, at alle aluminiumsmaterialer med en tykkelse på mindre end 50 mym oxiderer under forbrændingsprocessen. Denne mængde trækkes ud. Det vil dreje sig om hele mængden af følgende positioner fra den tidligere omtalte undersøgelse af fordelingen af indholdet i dagrenovationen:
Disse positioner bidrager samlet med 7.228 tons aluminium pr. år. Heraf kan 2.991 ton opgøres som ”alufolie" fra husholdninger og mængden af alufolie til emballageformål til 847 ton. Dertil skal fratrækkes den metalmængde som delvist oxiderer under forbrændingsprocessen eller som nedbrydes i en partikelstørrelse, der ikke umiddelbart er kommercielt muligt at oparbejde til genanvendelse. Denne mængde er et udtryk for forbrændingsanlæggets effektivitet. Her kan bl.a. temperaturforhold og affaldssammensætningen tænkes at spille en afgørende rolle. Desværre findes der ingen tilgængelige tal over denne effektivitet. I den opstillede beregning er denne effektivitetsprocent sat til 80 (20 % mistes pga. Oxidering under forbrændingen). Herved kommer man frem til, at der i slaggen findes en samlet metalmængde på 33.475 tons pr. år, som fordeler sig på følgende måde:
5. niveau Slaggeseparation Her opgøres det, hvilke mængde metal man kan udvinde af slaggen ved en slaggeseparation. Fra de mængder, der er opgjort under forrige niveau, skal fratrækkes den metalmængde, som slaggeseparationsprocessen ikke får fat i. De mængder, der her forsvinder fra den samlede mængde er bl.a. betinget af den anvendte separationsteknologi, og hvor fine metalpartikler teknologien er i stand til at håndtere, samt hvor meget metal der oxiderer inden oparbejdningsprocessen påbegyndes. Der findes kun estimerede data for separationseffektiviteten. Der er i beregningen anvendt en effektivitetsprocent på 80. Det svarer til, at 64 % af det metal med en godstykkelse større end 50 mym mm., der bringes til forbrænding, kan oparbejdes fra slaggen til genanvendelse. Med disse forudsætninger kommer man frem til, at der pr. år kan udvindes 26.780 tons metal fra slaggen. De 19.817 tons er jern og de 6.963 tons er aluminium. 6. niveau Genvundet materiale - slaggeseparationstest På dette niveau anvendes en hel anden dataindgangsvinkel. Erfaringsdata fra afprøvning af ny separationsteknologi i nærværende testforsøg indgår som grundlag for at beregne de potentielle mængder af metal, der kan oparbejdes af slaggen. Procentvægtandelene for aluminium er fordoblet i forhold til den faktisk oparbejdede mængde i testforsøget, idet analyser af metalindholdet i den fine sigtefraktion mellem ca 8 mm og ned til ca. 2 mm kornstørrelse vurderes at være af samme størrelsesorden som i den oparbejdede fraktion. Mængderne for hvidblik/stål er de eksakt oparbejdede mængder. Der er opgivet et interval for oparbejdningsprocenten. Nøgletal fra dette testforsøg med slaggeseparation indgår i beregningerne i nedenstående tabel 5, hvor den usorterede mængde er et beregnet gennemsnit: Tabel 5 Genvundet materiale
1.1.3.2 Sammenfatning over opgjorte mængderMængderne fra niveau 5 og 6 skulle gerne være nogenlunde identiske for at kunne konkludere, at der var en sammenhæng mellem validiteten af datakilderne, de anvendte beregningsforudsætninger for forbrændings- og oparbejdningseffektivitet, og at oparbejdningsforsøget har været baseret på repræsentative slaggeprøver. Men det er de langt fra. Jernmængden i niveau 6 er langt større end i niveau 5, mens det er lige omvendt for aluminium. Som en forklaring på disse forskelle skal der peges på de usikkerheder, der er i datamaterialet, samt ikke mindst på de i beregningerne anvendte effektivitetsfaktorer for henholdsvis forbrændingsprocessen og slaggeseparationsprocessen. 1.1.3.3 UsikkerhedsberegningerPå alle de i beregningerne indgående faktorer, er der indsat et usikkerhedsinterval på de anvendte data. Derved er der fremkommet minimums- og maksimumsmængder ud fra det opgjorte gennemsnit. Når man ser på disse usikkerhedsintervaller, ligger jernmængden på niveau 5 og 6 inden for disse usikkerhedsintervaller, mens aluminiumsmængden ligger noget uden for. Af nedenstående skema ses de beregnede usikkerhedsintervaller for niveau 6: Tabel 6 Usikkerheder
1.1.3.4 Konklusion vedrørende emballagemængderDet reviderede mål i EU-direktivet om emballage og emballageaffald kræver at 50 % af metalemballageforsyningsmængden genanvendes. Emballageforsyningsmængden er blevet opgjort til 42.593 tons. Til dette tal skal lægges 1.400 tons for de engangsmetaldåser, der er tilmeldt Dansk Retursystem. Derved bliver den samlede emballageforsyningsmængde på 43.993 tons pr. år. Der skal således indsamles 21.996 tons. Der bliver allerede indsamlet 8.431 tons til direkte genanvendelse, hvortil skal lægges indsamlingsmængden fra Dansk Retursystem, som ved en returprocent på 90 er opgjort til 1.260 tons. Derved bliver den samlede indsamlingsmængde baseret på kildesortering på 9.691 tons pr. år. Dertil skal slaggeseparationsprocessen bidrage med en mængde på 12.305 tons metal stammende fra emballager, for at EU direktivets målsætning kan overholdes. I forhold til fordelingen af forsyningsmængden mellem emballage og andre metalgenstande vurderes det, at en landsdækkende slaggeseparationsproces for den ikke magnetiske metalfraktion vil bidrage væsentligt til opfyldelsen af den fremtidige EU målsætning. 1.2 Potentialet for forbedring af datakvalitetenSom det er fremgået i gennem hele afsnittet mangler der på mange områder valide data. Data fra de dataopgørelser, der findes, er der knyttet nogen usikkerhed til. Baseret på de store afvigelser der er i mængderne på niveau 5 og 6, særligt for aluminiums vedkommende, må det konkluderes, at der er behov for yderligere undersøgelser, førend der kan opnås en større entydighed mellem datakildeberegninger og faktiske oparbejdningsresultater. De væsentligste usikkerheder formodes at ligge i følgende kilder:
Det er uden for rammerne af dette projekt at foretage yderligere validering af datamateriale og opgørelser. For videre nuancering af datakilder og opgørelsesestimater fremgår det samlede udredningsarbejde for afsnit 1.2.1. af bilag 1: Samlet mængdeopgørelse.xls. 2 Afprøvning af ny metode og ny separationsteknologi
Dette afsnit præsenterer resultaterne af det testforsøg med anvendelse af H.J. Hansen Genvindingsindustris ny oparbejdningsmetode. Metoden tager udgangspunkt i oparbejdning af metallerne fra frisk råslagge, og indebærer en mekanisk bearbejdning/forbehandling af de metalholdige slaggepartikler. Desuden anvendes ny separationsteknologi ”detection/ejection”, der er udviklet for at effektivisere oparbejdningen af den marginale metalfraktion, der ellers ville være indeholdt i affaldsfraktionen fra virksomhedens shredning af metalholdigt affald. En prætest til ”fintuning” af metode og anlæg, 4 testseparationer samt en efterfølgende test for afprøvning af udstyret på en finere sigtekvalitet er gennemført i perioden august 2002 til marts 2003. Anlægget er efterfølgende modificeret og udbygget august 2003, så det med stor sandsynlighed vil være i stand til at oparbejde metaller fra den fine sigtekvalitet af forbrændingsslagge ned til en størrelse på 2 mm. 2.1 FORMÅLAnvendelsen af H.J. Hansen Genvindingsindustris teknologi og metode er gennemført med henblik på at opnå konkret viden om muligheden for at oparbejde metallerne på basis af frisk råslagge, herunder stadfæste ”detection/ejection” separationsanlæggets effektivitet til oparbejdning af den ikke magnetiske metalfraktions fra forbrændingsslagge. I tilknytning hertil er der særdeles stor interesse for at få konstateret betydningen for metallernes kvalitet, at disse oparbejdes straks efter forbrændingen og dermed undgår oplagringen i det kraftigt aggressive slaggemiljø. 2.2 Forudsætninger til grund for testseparationerneUden kendskab til den eksakte sammensætning af det affald, der ligger til grund for den råslagge, som oparbejdes i forsøget, er det ikke muligt at drage eksakte konklusioner med hensyn til testmaterialets repræsentativitet i forhold til affaldsdannelsen i Danmark. 2.3 Testmaterialets repræsentativitet i forhold til affaldsdannelsenFor at opnå så stor repræsentativitet med de givne forudsætninger er gennemførelsen af forsøget baseret på følgende valg:
Ca. 280 tons råslagge har indgået i forsøget. De ca. 190 ton, der indgik som grundlag for resultaterne af de 4 afrapporterede testforsøg, fordelte sig på udtagning af slagge fra følgende forbrændingsanlæg:
2.4 Udtagning af repræsentative prøverVed udtagning af prøverne er der fra de større anlæg udtaget tilfældigt i stakkene af frisk råslagge. Prøven fra Vejen repræsenterer den samlede slaggemængde fra en weekends forbrænding. Slaggeprøvernes repræsentativitet er således med forbehold for de variationer, der kan forekomme i sammensætningen af den indfyrede affaldsmasse, eller som følge af årstidsbestemte variationer i forbrug m.v. Prøverne er udtaget af den friske råslagge uden nogen forudgående sortering heraf. 2.5 Oparbejdningsmetode og separationsteknologiEn prætest til fintuning af metode og anlæg blev gennemført på basis af et parti på ca. 60 ton fra Elsam/Vejen. På grund af tab af materiale i forskellige afprøvninger af metoder og anlæg, indgår resultater fra prætesten ikke i det samlede testresultat. Figur 4 Principskitse for procesgennemløbet for oparbejdning af metaller fra forbrændingsslagge Gennemførelse af de 4 efterfølgende testseparationer er baseret på følgende proces: Forbehandling Slaggepartierne er forbehandlet ved almindelig sigtning i rotertromle på Odense Nord Miljøcenter, hvorved slaggen fraktioners i hhv. lille og stor fraktion. Sigtefraktionen med store emner er efterfølgende neddelt i shredder, og genindblandet den samlede fraktion før afsluttende oparbejdning af metallerne i separationsanlæg. Oparbejdning De videre oparbejdninger af metaller er foretaget indenfor samme uge som forbehandlingen i optil flere procesgennemløb, jvf. principskitsen. Den homogeniserede slagge indføres i separationsanlægget hvor den magnetiske jernfraktion udtages med overbåndmagneter, og hvor non-ferrous fraktionen frasorteres via en ”detection/ejection” teknologi. Metalemnerne identificeres på transportbåndet, og udskilles for enden heraf ved hjælp af luftdyser. Metalholdige slaggeklumper udskilles, og neddeles i rotormølle for igen at blive tilført separationsanlægget for fraseparering af metaller. Anlægget er indstillet til oparbejdning af non-ferrous metaller med en størrelse over 6-7 mm. Oparbejdningsmetoden resulterer i 3 afsluttende fraktioner hhv. en demetalliseret slagge (non-ferrous > 6-7 mm), en jernfraktion og en non-ferrous fraktion. Den videre håndtering af metalfraktionerne afgøres af udfaldet af testseparationen på baggrund af renhedsgraden af metallerne. 2.5.1 Individuel bedømmelse af slaggepartierneDe 4 slaggepartier er gennemgået visuelt ved modtagelsen og bedømt med hensyn til følgende karakteristika:
2.5.1.1 Slaggeparti 1 – KARARåslaggen kunne karakteriseres som relativ homogen med hensyn til størrelsesfordelingen, men indeholdende meget uforbrændt materiale: papir/plast, samt et stort antal genkendelige metalemballager: drikkedåser, aerosoldåser, konservesdåser samt andre metalemner f.eks. rør og wire. Fordeling af råslagge efter sortertromle i alt 31.680 kg.
2.5.1.2 Slaggeparti 2 - VestforbrændingRåslaggen kunne karakteriseres ved et relativt højt indhold af store emner, men indeholdt kun i beskedent omfang direkte synlige og genkendelige metalemballager og andet uforbrændt materiale. Fordeling af råslagge efter sortertromle i alt 30.820 kg.
2.5.1.3 Slaggeparti 3 - VejenRåslaggen kunne karakteriseres ved et relativt højt indhold af store emner, men indeholdt kun i mindre omfang direkte synlige og genkendelige metalemballager og andet uforbrændt materiale. Fordeling af råslagge efter sortertromle i alt 65.780 kg.
2.5.1.4 Slaggeparti 4 – FyensværketRåslaggen kunne karakteriseres som relativ homogen sammenlignet med øvrige slaggepartier, og indeholdt kun i beskedent omfang direkte synlige og genkendelige metalemballager. Optræder mere våd end øvrige slaggeprøver. Fordeling af råslagge efter sortertromle i alt 61.980 kg.
2.6 Resultater og hovedkonklusioner på baggrund af testseparationerResultaterne med hensyn til mængderne af metal i råslaggen, samt deres fordeling i henholdsvis ferrous og non-ferrous (ned til 6-7 mm størrelse), er sammenholdt i nedenstående tabel 7. Tabel 7
Med forbehold for slaggeprøvernes repræsentativitet og set i relation til det relativt beskedne testgrundlag, er det muligt at konkludere følgende:
Sammenfattende kan der drages følgende hovedkonklusioner på baggrund af anvendelse af den ny metode og ny separationsteknologi:
På baggrund af konklusionerne blev forsøget udvidet med hensyn til at gennemføre et supplerende slaggeparti på eksisterende anlæg. Dette forsøg blev gennemført foråret 2003 på samme måde som de øvrige slaggepartier. Det viste sig imidlertid ikke muligt at gennemføre forsøget med det eksisterende separationsudstyr. En planlagt opradering er tilendebragt i efteråret 2003, hvorfor det vurderes sandsynligt, at kunne foretage en separation af non-ferrous fraktionen ned til en størrelsesdiameter på 2 mm. Det falder imidlertid uden for rammerne af dette projekt at gennemføre yderligere forsøg. 3 Analyse vedr. implementering af detection/ejection separationsteknologi3.1 Baggrund og formålHensigten med dette afsnit var oprindeligt at udarbejde en investeringsanalyse i forlængelse af den gennemførte afprøvning af detection/ejection (d/e) separationsteknologien, der kunne begrunde valg af mest optimal anlægssammensætning for hhv. stationære eller mobile anlæg. Detection/ejection teknologien er imidlertid ikke ibrugtaget eller yderligere afprøvet i drift på affaldsforbrændingsslagge udover det gennemførte testforsøg. Det har ikke været muligt indenfor dette forsøgs rammer at gennemføre yderligere afprøvning af metode og teknologi. I samme periode er der imidlertid gennemført meget detaljerede analyser og beregninger med udgangspunkt i investering og drift af eddy current separations teknologien for den slagge, der genereres af AFATEKS interessenter, hvilket repræsenterer ca. 225.000 tons pr. år. Derfor er analysen i nærværende afsnit i stedet baseret på anvendelsen af beregningsgrundlaget fra implementering af ec-teknologien. Til sammenligning er opstillet forudsætninger og estimater for d/e teknologien. 3.2 BeregningsforudsætningerI den følgende beregning er mængder valgt ”konservativt”, hvilket vil sige lavt i forholdt til tidligere erfaringer og analyser. I henhold til forskellige kilder i materialet er ferrous mængden på 5 %, mens Alu alene ligger på ca 0,5 %. Cu ligger lavere end Alu, men er dog nævnt op til ca 0,5 %. En totalanalyse peger på 1,7 – 2 % Alu. AFATEK har fået foretaget en total investerings- og driftsøkonomisk analyse baseret på anvendelse af mobil Eddy Current anlæg, baseret på de almindelig kendte driftserfaringer med sådanne anlæg, og med udgangspunkt i den nuværende oparbejdningsstruktur for Afatek. Denne rapports principper for estimatet vedrørende anlægsinvestering og driftsøkonomi er overført i tilsvarende beregninger for anvendelsen af Detect/Eject teknologien. H.J. Hansen Genvindingsindustri A/S har estimeret de parametre for anvendelse af detect/eject, der indgår i beregningerne, og med de forbehold, at der ikke eksisterer egentlige driftsøkonomiske erfaringer med hensyn til håndtering af slagge. Investeringsanalysen Baseret på de opgivne data fra forsøget med Detect/Eject teknikken, er der gennemført beregninger for at sandsynliggøre driftsindtægterne. Beregningerne er gjort sammenlignelige med AFATEKS estimat vedrørende Eddy Current teknikken. En forenkling af problemstillingen er gennemført. Beregningerne fremgår af bilag 2. ”Analyse og Estimat oparb. metal fra slagge”. Metalmængder opsamlet i forsøgene Eddy Current: fra 0,30 % non-ferrous Data og forenklinger brugt ved de sammenlignende beregninger Ensartede data og metoder
Forskelle i data
I sammenligningen er set bort fra:
Regnearket I regnearket jf. Bilag 2 ” Analyse og Estimat oparb. metal fra slagge”, er alle oplysninger indført. Arket kan bruges til simulering, således at dækningsbidrag mm. ændres, i takt med at de valgte parametre ændres. Kolonnerne F og J indeholder beregningerne.
Regnearket er aktivt forstået på den måde at:
Ændring i design kapacitet (felterne F5 og J5) bør ikke foretages uden samtidig at ændre investeringens størrelse, idet en ikke lineær sammenhæng må forventes. I tabel 8 ses et eksempel på et udtræk fra regnearket. Tabel 8 Eksempel - Udtræk fra regnearket, Alle tal i DKK
3.3 Resultater af beregningerInvesteringsanalyse Nedenstående ”break even” er beregnet for anlæg med designkapacitet på 225.000 tons behandlet slagge og minimumindhold på: For design kapacitet på 225.000 tons slagge pr år ses ”worst condition” balance ved følgende mængder behandlet slagge: For design kapacitet på 225.000 tons slagge pr år giver ”worst condition” følgende bidrag: Bidraget stiger hurtigt med stigende mængde metal. Ved ”best condition” scenarie med et indhold på 0,9 % non-ferrous bidrager Detect/Eject med 37,20 kr./ton behandlet slagge. Andre analyser indikerer, at indholdet af non-ferrous metaller nærmer sig 1,5 %. Hvis det er tilfældet i praksis, vil det betyde et bidrag på 70 kr. pr ton. Eddy Current anlæggene har nu været i drift i en periode, og erfaringer herfra kan eventuelt yderligere underbygge analysen. Analyserne og forsøgene har illustreret følgende i forhold til anvendelses af d/e teknologien:
4 Perspektivering og anbefalinger4.1 PerspektiveringMetalemballager har ikke historisk haft nogen selvstændig prioritering i den danske affaldsstrategi, og er dermed ikke indarbejdet i de kommunale affaldsplaner. Frivillige indsamlingsordninger skabt/motiveret af industrien i 1990’erne i samarbejde med kommuner, storkøkkener, skoler/projekter mv. samt frivillige kommunale indsamlingsordninger målrettet en stadig voksende grænsehandel med drikkevarer i aluminiumdåser, har således kendetegnet indsatsen omkring indsamling og kildesortering. Hovedparten af affaldsmængden af metalemballager fra husholdninger og erhverv indsamles og bortskaffes sammen med øvrigt dagrenovationsaffald til affaldsforbrænding. De jernbaserede metaller oparbejdes fra forbrændingsslaggen i overensstemmelse med Bekendtgørelse nr. 655 af 27/06/2000 om genanvendelse af restprodukter og jord til bygge- og anlægsarbejder, hvorimod non-ferrous metallerne, hvor aluminium udgør hovedparten, bortskaffes sammen med forbrændingsslaggen og mistes derfor for nyttiggørelse ved metalgenanvendelse. Initiativer med hensyn til fremadrettet oparbejdning af den ikke-magnetiske metalfraktion er i overensstemmelse med sigtelinierne i EU’s Emballage og emballageaffaldsdirektiv, der skal sikre 50 % genanvendelse af metalemballage inden udgangen af 2008 samt Regeringens målsætninger om forebyggelse af tab af ressourcer og opnåelse af ”mere miljø for pengene” Selv med en mere målrettet indsats omkring kildesortering af metalemballage fra husholdninger og erhverv skønnes det ikke realistisk, at resultatet vil kunne sikre opfyldelsen af EU direktivets genanvendelsesmål, og der vil således fortsat kunne forventes en høj andel (70 – 80 %) af metalemballager i affaldet til forbrænding. Udover at kunne udgøre et væsentligt bidrag til opfyldelsen af det fremtidige genanvendelsesmål i EU’s emballageaffaldsdirektiv, syntes der at være miljømæssigt, økonomisk og genvindingsmæssigt grundlag for øget stimulering af oparbejdning af non-ferrous metaller fra slaggen. Resultaterne i nærværende rapport peger på følgende fordele:
Samlet set vil oparbejdning af metaller være et vigtigt led i at indfri de fremadrettede genanvendelsesmålsætninger i EU’s emballagedirektiv foruden, at nyttiggørelsen af forbrændingsslaggen vil blive forbedret. En proces, der samtidig vil reducere tab af ressourcer, samt sikre mere miljø for pengene i den danske miljøindsats. 4.2 AnbefalingerMed udgangspunkt i nærværende rapport og ovenstående perspektivering er der fundet grundlag for følgende anbefalinger:
I den fremtidige finjustering af målsætninger og styringsmidler for metalemballager i den danske affaldsmodel må det desuden anbefales, at der gennemføres en nærmere miljøøkonomisk analyse, der sammenfatter konsekvenserne af ændrede krav i hhv. affaldsbekendtgørelsen og slaggebekendtgørelsen, så indsatsen målrettes der hvor den samlede løsning sikrer mest miljø for pengene. 5 Litteraturliste/1/ ”Emballageforsyningen i Danmark 2001” /2/”Verificeringen af hvidblikemballagemængden på det danske marked” 2003 /3/”Verificeringen af aluminiumsemballagemængden på det danske marked” 2002 5.1 Tabeller og figurerTabel 1 Emballage til genanvendelse. Bilag 1.Klik her for at se tabellen "Metalmængdeopgørelse" Klik her for at se tabellen "Emballageforsyningsopgørelse" Klik her for at se tabellen "Opgørelse af grænsehandelsøl" Klik her for at se tabellen "Opgørelse af sodavand købt som grænsehandel" Klik her for at se tabellen "Opgørelse af dagrenovationsmængder" Klik her for at se tabellen "Opgørelse af dagrenovationslignende affald fra erhverv til forbrænding" Klik her for at se tabellen "Blandet erhvervsaffald" Klik her for at se tabellen "Opgørelse af dagrenovationsmængder, der oxiderer" Klik her for at se tabellen "Opgørelse af genvundet materiale" Bilag 2Klik her for at se tabellen "Analyse og estimat af oparbejdet metal og slagge" |
Version 1.0 Marts 2009 • © Miljøstyrelsen.