| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Afsætning af bioforgasset organisk affald

1 Separation af organisk dagrenovation

I det følgende beskrives behovet for separation af den organiske dagrenovation og de erfaringer, der er gjort på området, samt hvor et separationsanlæg bør placeres for at opnå den bedste rentabilitet.

De produkter, der udgør den organiske del af dagrenovationen, købes typisk indpakket i plastic, flamingo, folie og lignende materialer. Som følger heraf er der en vis risiko for, at der sker utilsigtet sammenblanding af de to fraktioner. Uanset informationsniveauet overfor borgerne vil der være en mindre befolkningsgruppe, der ikke ønsker at sortere deres dagrenovation på trods af anmodning herom fra myndighedernes side. Organisk dagrenovation indsamles ofte i plasticposer, der skal oprives og frasorteres på behandlingsstedet. Dette kan potentiel medføre, at en del poser havner i biogasanlægget. Der kan også forekomme sammenblandinger af de to fraktioner under indsamling eller under en forsortering på behandlingsstedet (f.eks. optisk sortering) som følge af iturevne poser eller mekaniske fejl. En fornuftig separationsteknologi er derfor en nødvendighed, hvis den organiske del af dagrenovationen ønskes separeret fra restaffaldet.

Der er primært fire grunde til, at restaffaldet ikke ønskes sammenblandet med den organiske fraktion forud for bioforgasning:

Set i lyset af, at det er lidet sandsynligt, at kildesortering og bedst mulig indsamlingsteknologi m.v. vil kunne medføre en opdeling af den organiske dagrenovationsdel og restaffaldet i ”rene” fraktioner er der i dag flere anlæg, hvor man benytter eller forsøger sig med brug af separeringsteknologi. Der er de seneste år udført flere forsøg med separationsanlæg og flere er sat i drift i fuldskala i dag. Ligeså er der efterhånden skrevet en del ganske tilbundsgående litteratur om de udførte forsøg og driftserfaringer. I tabellen (tabel 1) er oplistet den nyeste litteratur, der til dels danner baggrund for den opsummering, som følger i afsnit 1.1, om de eksisterende anlæg i Danmark i dag og de driftserfaringer, anlæggene har haft.

Tabel 1.
Nyeste litteratur om separationsteknologi.

Klik på billedet for at se html-version af "Tabel 1".

1.1 Typer af separationsanlæg i Danmark

I det følgende beskrives de anlæg, hvor man har forsøgt sig med forgasning af organisk dagrenovation, og hvor forsøg/praksis er dokumenteret i litteraturen. På alle anlæggene foretages en større eller mindre separering for at skille restaffaldet fra den organiske del. En oversigt fremgår af tabel 2.

Tabel 2
Oversigt over teknologi på anlæg, der modtager organisk dagrenovation /2/,/3/,/5/,/6/,/8/,/9/. Nordsjællands Biogasanlæg I/S er lukket.

Klik på billedet for at se html-version af "Tabel 2".
^*Det organiske affald afsættes efter forseparering til tre forskellige biogasanlæg (forbehandling og proces kan varierer mellem anlæggene). Forsøg med forbehandling i stempelseparator er opstartet.

På både Sinding-Ørre og Studsgård foretages en forsortering af produktet på rullesigte, inden det tilføres biogasanlægget. Efter bioforgasning benyttes en skruepresse, hvorfra der primært frasorteres lette fraktioner (hovedsageligt plast og organiske partikler) /3/,/5/.

På Vaarst-Fjellerad biogasanlæg er der udført forsøg med en ”Dewaster”. Dewasteren består af en konisk pressesnegl, der ved stigende modtryk gennem sneglen presser dele af affaldet ud mellem lameller/sprækker. På biogasanlægget modtages det kildesorterede dagrenovation i en modtagetank. Herfra forbehandles produktet ved udpresning gennem Dewasteren, med udskilning af den faste fraktion som plast, tekstiler, sten, glas og metal. Efterfølgende bioforgasses produktet /2/,/3/,/5/.

For begge anlæg gælder, at restaffaldet forbrændes.

1.2 Erfaringer med separationsteknologi i praksis

Anlæg udført efter Sinding-Ørre princippet har en separation af produktet før og efter bioforgasning. Slutproduktet til jordbrugsformål er hhv. en fast og en flydende fraktion. Indehold af hhv. tungmetaller og miljøfremmede stoffer overholder gældende grænseværdier. De driftserfaringer, man har gjort sig på anlægget, er bl.a. at kvaliteten af det tilførte kildesorterede dagrenovation er meget varierende. Restaffaldet har ført til problemer med tilstopning af finneddeler og varmeveksler og skabt problemer med flydelag i reaktoren o.l. Løsningen har bl.a. været bedre forsortering, bedre omrørere og flere parallelle linier til finneddeling for at forhindre driftsstop /2/. Inden bioforgasning forsorteres affaldet på Knudmoseværket, hvor 30-40% af affaldet frasorteres. På sigt regner man med frasortering af ca. 30% som følge af et forsøg på at øge kvaliteten af affaldet (således på bekostning af en større mængde frasorteret affald). Udover forsorteringen frasorteres ca. 3% sand og grus fra blandetanken og ca. 2% som fast fraktion efter rådnetanken.

Forsøget udført i 1999 og 2000 med Dewaster på Vaarst-Fjellerad er veldokumenteret i en rapport udgivet i 2000 /6/. Hovedkonklusionerne i rapporten er bl.a. at Dewaster teknologien medfører en række procestekniske, energimæssige og miljømæssige fordele i forhold til de tidligere benyttede traditionelle forsorteringsmetoder. Stort set alt plast og større urenheder frasorteres biomassen, hvilket forventes at betyde, at driftstekniske problemer i biogasprocessen, der ellers ville kunne tilskrives urenheder, helt forsvinder,ligesom plast undgås i den afgassede biomasse, der afsættes til jordbrugsformål. Separeringen sker kun i et trin i modsætning til de andre teknologier, der anvendes. Dewasteren frafører 50% mere vand med biomassen end en rullesigte, hvilket betyder højere brandværdi af rejektet på forbrændingsanlægget. Tilsvarende vurderes det, at der i Dewasteren frasorteres 50% mere organisk stof, hvilket resulterer i en mindre gasproduktion pr. tons tilført affald. Det vurderes dog, at det organiske stof, der frasorteres, primært består af en svært nedbrydelig del /6/. Driftssikkerheden af Dewaster teknologien vurderes ikke at være tilstrækkelig, men p.t. er en ny generation Dewaster på vej, der formentlig vil kunne afhjælpe nogle af de væsentligste driftsproblemer ved prototypen /6/. Der er ikke påvist problemer med at overholde grænse- og afskæringsværdier for tungmetaller og miljøfremmede stoffer.

Generelt frasorteres der op imod 50% af det tilførte affald /2/, med de teknologier, der benyttes i dag, hvilket primært skyldes for ringe fraseparering af en vis mængde organisk dagrenovation sammen med restaffaldet. Udfra et økonomisk synspunkt bør der tilstræbes en bedre udnyttelse af den organiske del samtidig med, at restaffaldet frasorteres.

1.3 Krav til den organiske fraktion

Krav til den organiske fraktion kan deles i to:

Hvad angår krav til dagrenovation, der skal bioforgasses (pkt. a), er dette til dels beskrevet i de foregående afsnit. Dagrenovation, der skal bioforgasses, skal i vides muligt omfang være fri for restaffald, der ikke kan forgasses. Disse bestanddele kan som nævnt virke inhiberende på processen, kan skabe mekaniske defekter /2/, optage kapacitet m.v. Alle eksisterende anlæg foretager i dag en eller anden grov eller fin sortering af affaldet inden forgasning (se tabel 2).

For at opnå en økonomisk rentabel afsætningssikkerhed for organisk dagrenovation, der skal anvendes til jordbrugsformål, skal det afgassede produkt være så rent som muligt, både hvad angår indholdet af tungmetaller, miljøfremmede stoffer og visuelle fremmedlegemer (plast etc.). Indholdet af tungmetaller og miljøfremmede stoffer skal overholde de gældende grænse- og afskæringsværdier. Prøvetagning og analyse skal ske inden affaldet tilføres biogasanlægget. På den måde sikres det, at det forgassede produkt ikke overskrider det acceptable indhold af nævnte stofgrupper. Landmandens ønske om at modtage produktet vil derfor i højere grad afhænge af indholdet af visuelle fremmedlegemer. Det er også ganske afgørende om landmanden har en aktiv eller en passiv rolle i relation til anlæggets drift og økonomi. Har landmanden en aktiv rolle som f.eks. en ejerandel i et interessentselskab omkring biogasanlægget, vil landmanden være mindre fokuseret på, hvor rent produktet er sammenholdt med den økonomiske interesse for selskabets økonomi. I en passiv rolle har landmanden ingen økonomiske interesser i selskabet og hans modtagelse af produktet vil derfor afhænge af, hvor rent produktet er eller rettere, hvilken pris afsætning af produktet indstiller sig på for modtagelse af produktet. Man kan sammenligne afsætningen med den prisdannelse, der er sket omkring det kommunale spildevandsslam, med priser på alt imellem 0 og 2.000 kr. for modtagelse af et tons produkt pr. ha landbrugsjord. Se også kapitel 3 om afsætningssikkerhed.

En anden vigtig parameter for landmandens ønske om at modtage produktet er produktets egnethed til planteernæringsformål. Med vandmiljøplan II er der strammet op på mængden af kvælstof, der må bruges pr. arealenhed, samtidig med at kravet til udnyttelse af kvælstoffet er øget. Derfor er det vigtigt for landmanden, at produktet er af ensartet beskaffenhed således, at gødningsstofferne kan fordeles jævnt, og at kvælstoffet kan udnyttets med den af Plantedirektoratet bestemte udnyttelsesgrad. Bioforgasning i sig selv øger produktets homogenitet og ændrer sammensætningen af totalkvælstof, så op imod 25% mere forefindes på ammoniumform frem for nitratform, der er organisk bundet.

Alle de anlæg, der modtager organisk dagrenovation i dag, er baseret på sammenblanding med gylle i et forhold, hvor den overvejende del består af gylle (typisk forholdet 1:4).
Et gennemsnit for indholdet af N og P i svinegylle er 4,7 kg total N/tons og 1,1 kg P/tons /11/ mens et eksempel på indholdet i kildesorteret organisk dagrenovation fra Ålborg Kommune er 5,2 kg total N/tons og 0,7 kg total P/tons /6/. Umiddelbart tyder det således ikke på, at organisk dagrenovation har en sammensætning af de to vigtige plantenæringsstoffer, der er væsentlig forskellig fra indholdet i gylle. Udfra disse tal må det forventes, at landmandens evt. skepsis overfor at modtage det samforgassede produkt altså ikke vil skyldes for ringe næringsstofindhold. Alene den høje koncentration af gylle i forhold til affald vil betyde, at produktet som sådan vil være så godt som lig gylle. Der er dog den væsentlige forskel, at tørstofindholdet i organisk dagrenovation er væsentligt højere end gylle, hvilket bl.a. afspejler sig i et højt gaspotentiale for den organiske dagrenovation (se tabel 4). Dette har dog ikke umiddelbart nogen betydning for afsætningen, når produktet sammenblandes med gylle.

1.4 Geografisk placering af separationsanlæg og biogasanlæg

Det er væsentligt at forholde sig til, hvor separationsanlæg skal placeres for at kunne optimere på transport og dermed på økonomien. Umiddelbart forekommer følgende placeringer som de mest oplagte :

Ad. 1. Ved forbrændingsanlæg
Ved placering af et separationsanlæg i forbindelse med et forbrændingsanlæg opnås flere fordele bl.a. nem bortskaffelse af restaffald, brug af overskudsvarme, frit valg af slutbehandlingssted og smidig myndighedsbehandling. Uanset bedst mulig kildesortering kan der af den ene eller den anden årsag være behov for at komme af med en del af den organiske fraktion til forbrænding allerede inden behandling i separationsanlægget som følge af iturevne poser eller utilsigtet ”forurening” af produktet o.l. Hvis der opstår nedbrud på separationsanlægget, kan det ligeledes være en fordel hurtigt at få den organiske del bortskaffet af anden vej pga. hygiejniske årsager. Som nævnt i afsnit 1.2 frasorteres der med den teknologi, der benyttes i dag op til 50% af indgangsmængden i separationsanlægget. Denne mængde skal bortskaffes ved forbrænding, hvorfor fordelen ved placering nær forbrændingsanlægget er åbenlys. En besparelse ved denne placering kan også bestå i brug af materiel, hvori den organiske dagrenovationsdel og restaffaldet kan holdes adskilt i samme renovationbil. Indkøb af materiel er bekostelig, men fordelen kan opvejes af kun at have én arbejdsgang til indsamling af begge affaldstyper. Denne indsamlingsmetode vil forudsætte, at begge affaldstyper kan behandles samme sted, dvs. på forbrændingsanlægget. Behandling af organisk dagrenovation kræver en lokalitet og et anlæg, der kan miljøgodkendes. Ved placering af et separationsanlæg i forbindelse med et forbrændingsanlæg opnår man den åbenlyse fordel at være på den lokalitet, hvor affaldet hidtil er blevet behandlet. Myndighedsmæssigt vil det derfor ofte være relativt problematisk at komme igennem med en ændring til miljøgodkendelsen for forbrændingsanlægget. Placering af separationsanlægget på forbrændingsanlægget giver en frihed i relation til valg af slutbehandlingssted (biogasanlæg). Friheden består i sikkerhed for kontinuerlig afsætning og muligheden for at vælge det anlæg, der ligger tættes på og/eller har den lavest behandlingspris.
Ulemperne ved denne placering er bl.a. etablering af mindre lager til det separerede produkt på forbrændingsanlægget. Dette kan betyde – udover etableringsprisen – at produktet tilføres regnvand (lig større mængde!) og at der sker en mindre fordampning af kvælstof (metan). Ligeledes skal det relativt flydende produkt transporteres, hvilket er mere bekosteligt end transport af den samme mængde, hvis denne havde været fast. Såfremt restfraktionen udgør mindre en 50% skal der transporteres en relativt stor mængde i forhold til den mængde, der kan behandles på stedet. Af afsnit 1.2 fremgår det dog, at den teknologi, der er til rådighed i dag har en frasorteringsprocent på ca. 50%, hvorfor dette argument umiddelbart er uinteressant. Såfremt et aktuelt anlæg kan foretage en bedre separering en de 50%, vil det være en væsentlig faktor at inddrage i en beregning på mest optimal placering. Det samme argument (om end med modsat fortegn) kunne bruges for argumenterne for/imod placering ved et biogasanlæg.
Organisk dagrenovation skal som reglerne er i dag hygiejniseres inden produktet må udbringes på landbrugsjord. En hygiejnisering vil typisk foregå i batch-vis i en tank. Hygiejniseringsprocessen kræver varmetilførsel, hvorfor det vil være oplagt at benytte overskudsvarme fra forbrændingsprocessen til opvarmning af en hygiejniseringstank.

Ad. 2. Ved biogasanlæg
Placering af separationsanlægget ved biogasanlægget har også nogle fordele bl.a. at overskudsvarmen ligesom fra forbrændingen kan benyttes i en hygiejniseringsproces, og at det organiske affald er der, hvor det skal bruges. Placeringen ved biogasanlægget vil kræve transport af hele affaldsmængden til biogasanlægget med efterfølgende returtransport med op til 50% af affaldet.Denne placering bliver mere attraktiv, hvis en rå forsortering kan finde sted inden, affaldet ankommer til separationsanlægget placeret ved biogasanlægget. Fordelen er, at produktet umiddelbart kan fødes i biogasanlægget eller hvis produktet opbevares i mellemlager, at gas allerede fra dette lager kan indvindes. Det vil være oplagt at hygiejniserer produktet i biogasprocessen, da der kun skal mindre anlægstekniske ændringer til for at dette er muligt. Ligesom fra forbrændingsanlæg er der også fra biogasanlæg en større varmeproduktion, der i dag kortkøles. Denne varme er umiddelbar anvendelig til brug i hygiejniseringsprocessen.
Et væsentligt problem er, at der kan ske nedbrud på separationsanlæg og biogasanlæg, hvilket vil betyde, at affaldet i stedet skal transporteres (tilbage) til forbrænding pga. faren for forrådnelse og lugtafgivelse. Dette vil helt åbenlyst kunne medføre fordyrede håndteringsomkostninger.
For at gøre placering af et separationsanlæg på et biogasanlæg rentabel skal indkøbsprisen være lav eller flowet af affald gennem separationsanlægget være høj. Praksis på biogasanlæggene er som det fremgår af afsnit 1.3 at ca. ¼ af det produkt, der indfødes er affald – resten er gylle. På baggrund af denne mængde vil det være tvivlsom om et separationsanlæg kan forrentes på mindre biogasanlæg. Som det vil fremgå af kapitel 2 er biogasanlæg afhængige af organiske affaldsprodukter med et højt gaspotentiale (herunder f.eks. organisk dagrenovation), hvilket betyder, at disse produkter skal være kontinuerligt til rådighed for optimal drift. Det vil derfor have en afgørende betydning for gasproduktionen og dermed anlæggets økonomi, hvis der sker nedbrud på separationsanlægget

Ad. 3. Ved et anlæg med både forbrænding og bioforgasning
En samlet placering af separationsanlæg, forbrænding og biogasanlæg vil være optimalt i relation til bortskaffelse af restaffaldet og det affald, der måtte opstå i perioder, hvor separationsanlægget eller biogasanlægget er ude af drift. Transportudgifterne vil derfor blive reduceret væsentligt om end transport med det afgassede produkt stadigvæk skal finde sted. Fordelen vil være lig de fordele, der er trukket frem i de ovenstående to punkter (ad. 1 og ad. 2). I dette tilfælde vil det være en fordel med fast slutbehandlingssted, da behandlingsprisen altid kendes. Ved afsætning til behandling ”ude i byen” er det modtageren, der bestemmer behandlingsprisen.
Den eneste større ulempe vil være, at koblingen med landbrugserhvervet går tabt, hvis ikke anlægget fortsat modtager gylle og har landmænd som interessenter i selskabet. Produktet vil derfor i stedet for at indgå som en naturlig del af landmandens gødning skulle ”sælges” eller i hver fald formidles afsat til landmænd, med de ressourcer dette nu måtte koste. Såfremt biogasanlægget kun skal behandle organisk dagrenovation (og ikke gylle) kan der også være nogle tekniske og procesmæssige ting. der skal bruges ressourcer på at optimere. Til dato er det kun Nordsjællands Biogas I/S, der har benyttet sig af en forgasning udelukkende baseret på organisk dagrenovation. Desuden laver Solum p.t. forsøg hos affaldsselskabet Noveren med bioforgasning af organisk dagrenovation uden sammenblanding med gylle.

1.5 Deldiskussion

For at en producent af organisk dagrenovation (en kommune eller et affaldsselskab) skal kunne sikre sig stabil afsætning af produktet, kræves det, at produktet kan separeres tilstrækkeligt dvs. at den nye separeringsteknologi på sigt gør det muligt at nå en frasorteringsgrad nær 5%, at restaffaldet bliver frasorteret fra den organiske dagrenovationsdel, og at separationsanlægget er driftssikkert. Kvaliteten er afgørende for afsætningen, både hvad angår afsætningen til biogasanlægget og efterfølgende til landmanden. En høj andel af restaffald i produktet til biogasanlægget vil øge behandlingsprisen og i værste fald hindre afsætning til bioforgasning. Biogasanlæggenes behandlingspris afspejles både i gaspotentialet, andelen af restaffald (der kan forvolde mekaniske defekter) og afsætningen til landmanden. Landmandens interesse for at modtage produktet daler, hvis produktet indeholder synligt restaffald, og/eller landmanden pris for at modtage produktet stiger.

Hvad angår placering af et separeringsanlæg i relation til størst mulig afsætningssikkerhed, rentabilitet og driftssikkerhed, så er fordele og ulemper jf. ovenstående placeringsscenarier sammenstillet i tabel 3. Den umiddelbart optimale placering vil være i nærheden af både biogasanlæg og forbrændingsanlæg set i lyset af muligheden for en kontinuerlig bortskaffelse af begge affaldsfraktioner.

Tabel 3.
Fordelen og ulempen ved en given placering af separationsanlæg.

Klik på billedet for at se html-version af "Tabel 3".

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |