Oparbejdning af metaller fra affaldsforbrændingsslagge

3 Analyse vedr. implementering af detection/ejection separationsteknologi

3.1 Baggrund og formål

Hensigten 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 Beregningsforudsætninger

I 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
Detect/Eject: 0,32 % - 0,90 % non-ferrous

Data og forenklinger brugt ved de sammenlignende beregninger

Ensartede data og metoder

  1. Alle data i DKK, omregningskurs €/DDK: 7,50
  2. Designkapacitet: 225.000 ton/år
  3. Lineær afskrivning over 5 år
  4. Kapitaludgift 5 % pr år, lineært udjævnet
  5. Forsikring 1 % af investeringen
  6. To holds skift, 45 uger effektiv produktion omregnet til timer pr. år.
  7. El udgift er harmoniseret til 0,65 DKK pr kWh
  8. Reparationsudgifter i % af investeret kapital

Forskelle i data

  1. Timesatserne er bibeholdt forskellige
  2. Antal timer pr år er forskellige
  3. Der er stor forskel i el forbruget. AFATEK - 75 kWh og Detect/Eject - 225 kWh, hvor sidstnævnte skyldes teknologien.
  4. Udbytte er forskelligt grundet forskellige metoder.
  5. Afateks beregninger basere sig oprindeligt på ugebasis, dette er omregnet til timer pr år, se ovenfor.

I sammenligningen er set bort fra:

  1. Antal anlæg. Afatek regner med 3 anlæg. Betragtet som en totalinvestering
  2. Udgifter til antal flytninger af anlæg
  3. Nødvendigt hjælpeudstyr som frontlæssere mm.
  4. Besparelser/udgifter på håndtering, oplagring modning af slaggen.
  5. Transport
  6. Kvalitetsforskelle og dermed prisforskelle på det udsorterede metal
  7. Afatek rapportens ”Option C” der specielt sigter på rustfrit stål. Investeringen i denne del bringer totalinvesteringen op på 1 mio. €, hvilket er niveauet for Detect/Eject investeringen.

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.

  • Grønne felter er indtastede værdier eller mellemregninger.
  • Røde felter er resultatberegninger og bør ikke røres.
  • Gule felter betegner data der er udeladt, estimeret eller bør checkes.

Regnearket er aktivt forstået på den måde at:

  • Ændringer i behandlet antal ton (Simulation capacity i felterne F6 og J6) vil ændre resultatet
  • Ændringer i % indhold af non-ferrous og ferrous vil ændre resultatet.
  • De fleste andre ændringer som f.eks. afskrivning eller forrentning vil medføre ændringer

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

4. Summary of costs   Eddy Current Detect/Eject
       
- Fixed plant costs DKK 886.875,00 2.042.500,00
- Operating plant costs DKK 941.225,00  1.625.125,00
Total costs DKK 1.828.100,00 3.667.625,00
Pr ton DKK/ton 8,12t 16,30
       
5. Estimated contribution from operations
       
5.a Estimated contribution from “worst” condition:      
Percentage recovery non-ferrous % W/W 0,3% 0,32%
Percentage recovery ferrous %  W/W 1,00% 1,00%
- Non-ferrous DKK/Yr 3.467.813 3.960.000
- Ferrous: DKK/Yr 900.000 900.000
  Total 4.367.813 4.860.000
Total revenue pr. ton total/ton 19,41 21,60
Contribution pr ton Total contribution/ton 11,21 5,30
       
5.b Estimated contribution from "best" condition:      
Percentage recovery non-ferrous %   Not known 0,90%
Percentage recovery ferrous %     1,00%
- Non-ferrous     11.137.500,00
- Ferrous:     900.000,00
Total     12.037.500,00
Total pr. Ton     53,50
Contribution pr ton     37,20


3.3 Resultater af beregninger

Investeringsanalyse

Nedenstående ”break even” er beregnet for anlæg med designkapacitet på

225.000 tons behandlet slagge og minimumindhold på:
Eddy Current 0,08 % non-ferrous
Detect/Eject 0,23 % non-ferrous
Med fastholdt 1 % ferrous.

For design kapacitet på 225.000 tons slagge pr år ses ”worst condition” balance ved følgende mængder behandlet slagge:
Eddy Current: 58.000 ton/år
Detect/Eject: 143.000 ton/år

For design kapacitet på 225.000 tons slagge pr år giver ”worst condition” følgende bidrag:
Eddy Current: 11,29 DKK/ton
Detect/Eject: 5,30 DKK/ton

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:

  • Investeringen er rentabel med en tilbagebetalingstid under 5 år, baseret på det estimerede (dobbelte) indhold af non-ferrous metaller ned til en partikelfraktion på ca 3-4 mm, og alene drevet på baggrund af salgsværdien af denne opsamlede metal fraktion.
  • De udvundne metaller er af en kvalitet, der kan sendes direkte til omsmeltning
  • Det er ikke indregnet i analysen, men skal understreges, at den behandlede slagge fra Detect/Eject anlægget bør kunne klassificeres som værende af højere kvalitet (i det mindste æstetisk), fordi en større andel af det samlede metalindhold er oparbejdet, herunder den rustfri stålfraktion
  • Detect/Eject anlægget kræver en investering, der er ca. dobbelt så stor som Eddy Current, men tilbagebetalingstiden estimeres kortere som følge af et højere opnåeligt udbytte med en højere salgsværdi.

 



Version 1.0 Marts 2009, © Miljøstyrelsen.