Kombineret bioforgasning og kompostering af kildesorteret organisk dagrenovation i batch-anlæg

4 Resultater og diskussion

4.1 Forudsætninger
4.2 Driftserfaringer
     4.2.1 Forbehandling
     4.2.2 Proces
     4.2.3 Hygiejne
4.3 Massebalance for processen
4.4 Kvælstof
4.5 Fosfor
4.6 Processens energiforbrug
4.7 Processens energiproduktion
     4.7.1 Fuldskaladata: Biogas og kompost
     4.7.2 Scenario 1: Biogas og kompost - potentiale
     4.7.3 Scenario 2: Biogas og brændsel
     4.7.4 Summering

4.1 Forudsætninger

Resultatet af en biologisk fuldskalaevaluering vil altid være meget følsom og yderst påvirkelig af de prioriteringer, der foretages på anlægget. Driften kan således optimeres med udgangspunkt i en række forskellige variable. Af afgørende prioriteringer kan nævnes optimering mht. opnåelse af:

  • Billigste affaldsbehandlingsløsning.
  • Største energiudbytte.
  • Største recirkulering af næringssalte til landbrugsjord.
  • Største produktion af kvalitetskompost til jordforbedring.

Optimering af en variabel, vil i langt de fleste tilfælde påvirke de øvrige i mere eller mindre grad. Før der træffes en afgørelse om valg af proces, er det derfor af afgørende betydning, at forudsætningerne for valg af proces er klarlagt.

For den aktuelle fuldskalaevaluering er der gjort følgende betragtninger:

Økonomi: Det prioriteres at behandlingsomkostningerne på længere sigt skal være konkurrencedygtige med alternative behandlingsløsninger såsom forbrænding. Processen projekteres med udgangspunkt i, at der kan opnås en behandlingspris på ca. 500 kr. per ton KOD ved fuld udnyttelse af anlæggets fuldt udbyggede kapacitet (Kapitel 5).

Energi: Produktion af energi i form af biogas prioriteres, således at energiudbyttet ved processen som minimum er sammenligneligt med forbrænding. Energiudbyttet kan dog prioriteres højere ved optimering på produktion af faste brændselsfraktioner (fx plastikfraktion). Dette er dog ikke prioriteret i den aktuelle evaluering, men der er opstillet scenarier, der viser potentialet. Produktion af faste forbrændingsfraktioner vil dog påvirke produktionen af kompost og recirkulering af næringssalte negativt, til fordel for produktion af forbrændingsslagger.

Næringssalte: Recirkulering af næringssalte er prioriteret, dog med udgangspunkt i, at gødningsproduktet skal være lagringsstabilt og frigive minimal lugt. Et lagringsstabilt kompostprodukt vil have et lavere kvælstofindhold sammenlignet med udrådnet biomasse.

Kompost: Produktion af kvalitetskompost til jordforbedring er højt prioriteret. Kvalitetskompost giver fleksible afsætningsmuligheder samt gode lagringsegenskaber.

4.2 Driftserfaringer

I perioden 1. februar 2003 til 31. december 2004 blev der modtaget og behandlet ca. 20.000 ton KOD på BioVækst's anlæg ved Audebo. Der er således et solidt fundament til at vurdere driften på anlægget samt arbejdsmiljøet (Kapitel 4).

4.2.1 Forbehandling

Blandevognen, der blev anvendt til at åbne poser og neddele affaldet, har i evalueringsperioden ikke haft driftsafbrydelser udover almindelig service. Blandevognen blev drevet af en traktor, der udover forskrevne service heller ikke har driftsafbrydelser. Der er således tale om meget robust udstyr, der sikrer stor driftsstabilitet. I tilfælde af evt. tekniske problemer vil det desuden være muligt at leje erstatningsudstyr med dags varsel.

Den robuste og simple teknologi sikrer, at affald modtaget på anlægget altid kan forbehandles og overføres til procesmodulerne.

4.2.2 Proces

Udgangspunktet for designet af anlægget var, at opnå størst mulig drifts-fleksibilitet igennem hele anlægget, således at der altid er en biologisk behandlingsløsning tilgængelig på anlægget. Samtidig skulle både bioforgasning og kompostering være muligt, hvorved netop den biologiske proces kan vælges (eller kombination af biologiske processer), som bidrager til optimal udnyttelse af affaldets ressourcer. Opdeling af biogasprocessen i to faser medfører desuden, at affaldet ikke skal transporteres under den biologiske proces. Herved undgås dyre og højteknologiske løsninger til forbehandling af affaldet som samtidig ofte resulterer i et reject med et højt indhold af biologisk materiale (Christensen et al., 2003).

På anlægget er alle procesmoduler parallelt forbundet, således at processen i ét modul kan styres uafhængigt af procesvalg i øvrige moduler. Alt teknisk udstyr, herunder håndtering af perkolat og ventilation, er kun tilknyttet ét procesmodul, så ingen procesmoduler deler teknisk udstyr (f.eks. pumper, ventilatorer og opvarmning). Hygiejniseringsprocessen kan ligeledes udføres individuelt afhængigt af hvilke (evt. kommende) krav, der stilles til et specifikt råmateriale. I teorien er der derfor lige så mange forskellige behandlingslinier til rådighed på anlægget, som der er procesmoduler. Servicering af et procesmodul vil samtidig ikke påvirke driften af det øvrige anlæg.

Den store fleksibilitet i behandlingsproces har resulteret i, at der i projektperioden altid har været kapacitet til at behandle biologisk affald. Dette må betegnes som en succes for et fuldskalaanlæg under udbygning til maksimal kapacitet og indkøring.

4.2.3 Hygiejne

Tre samleprøver af hhv. råmateriale, frisk kompost (udtaget i forbindelse med tømning af procesmodulet) og sorteret stabiliseret kompost blev analyseret for Salmonella, Enterococcer samt E. coli (Tabel 2).

Tabel 2. Koncentrationen af E. coli , Enterococcer og Salmonella i 3 samleprøver analyseret af hhv. råmateriale, frisk kompost og sorteret kompost.

  E. coli
(antal per gram
vådvægt)
Prøve nr.
Enterococcer
(antal per gram
vådvægt)
Prøve nr.
Salmonella
(+/- i 25 gram
vådvægt)
Prøve nr.
  1 2 3 1 2 3 1 2 3
Råmateriale 1,2*105 8,8*104 8,3*104 6,4*105 5,8*105 3,9*105 + + -
Frisk kompost <10 <10 <10 <10 <10 <10 - - -
Sorteret kompost <10 <10 <10 IM IM IM - - -

IM = Ikke målt

Koncentrationen af E. coli var i råmaterialet mellem 8,3*104 og 1,2*105 per g vådvægt mens koncentrationen af Enterococcer var mellem 3,9*105 og 6,4*105 per g vådvægt. Salmonella var repræsenteret i 2 ud af de 3 samleprøver (25 gram) analyseret af råmaterialet.

For den friske hygiejniserede kompost var koncentrationen af Enterococcer og E. coli < 10 per g vådvægt som udtryk for en tilfredsstillende hygiejniseringsproces (Christensen et al., 2002a) og tilstedeværelse af Salmonella kunne ikke påvises i de analyserede prøver.

Den færdige kompost efter 3 måneders efterkompostering i miler havde et lavt indhold af E. coli hvilket er typisk for en stabil kompost. Salmonella var ikke repræsenteret i den færdige kompost, hvilket er udtryk for tilfredsstillende drift af anlægget – dvs uden rekontaminering af slutproduktet (Christensen et al., 2001; 2002a; 2002b).

4.3 Massebalance for processen

Massebalancen er beregnet med udgangspunkt i data indhentet fra den aktuelle driftssituation (se Bilag A). En massebalance baseret på få måneders drift skal betragtes som vejledende, fordi massebalancer altid er stærkt påvirkede af driftssituationen og de i perioden trufne valg. Således kan mængden af produceret kompost forøges ved at anvende en længere opholdstid i sorterværket, hvilket også vil medføre en reduceret plastikfraktion og strukturmateriale-fraktion. En ændret indstilling af vindsigtens effekt ville medføre en større plastfraktion og en reduceret mængde strukturmateriale.

I evalueringsperioden indeholdt KOD på vådvægtsbasis 67±4% biologisk materiale mens de resterende 38±4% bestod af urenheder i form af plastik, glas, metal og bleer (Figur 2). På tørvægtsbasis udgjorde indholdet af urenheder dog kun 13±1% mens den biologiske fraktion repræsenterede 22±1%.

Strukturmaterialet (neddelt grenaffald) havde et tørstofindhold på 50±5%. Til 1 ton KOD blev der tilsat 0,5 ton strukturmateriale. Strukturmaterialet bidrog således væsentligt til råmaterialets tørstofindhold.

Under biogasprocessen blev der produceret 117 Nm³ biogas (per ton KOD tilført anlægget) med et metanindhold på 63% (volumen) og et CO2 indhold på 37% svarende til, at der blev produceret 139 kg gas per ton KOD tilført anlægget (Bilag B). En mindre mænge vanddamp på 5 kg per ton KOD blev udskilt fra biogassen.

Under komposteringsprocessen i procesmodulerne blev der frigivet 200 kg vand og 25 kg tørstof, mens efterkomposteringsprocessen i miler resulterede i en frigivelse af yderligere 390 kg vand og 20 kg tørstof.

Klik her for at se figur 2

Sortering af den stabile kompost efter 3 måneders eftermodning i miler resulterede i 341 kg kompost, 205 kg plastikfraktion samt 198 kg strukturmateriale.

Den færdige, stabile kompost havde et tørstof-indhold på 50±5%. Synlige urenheder i komposten (plastikstykker og glasskår) udgjorde 0,12±0,05% på vådvægtsbasis svarende til, at 0,34 kg tørstof af de 130 kg, der var tilstede i råmaterialet (0,26%), var repræsenteret i komposten.

Plastikfraktionen udgjorde 205 kg og havde et tørstof-indhold på 63±2%. Biologisk materiale, primært i form af større træstykker, udgjorde 30 kg tørstof af de samlede 130 kg tørstof repræsenteret i plastikfraktionen.

Strukturfraktionen havde et tørstof-indhold på 60±3%. Urenheder udgjorde 30 kg tørstof, primært i form af tungere plastikstykker og glas, der kunne passere 40 mm soldet (fx tandpastatuber). Herudover var der 88 kg biologisk tørstof i form af flis (10-40 mm).

I starten af biogasprocessen faldt volumen af perkolatet i reaktortanken, men det steg igen efter få dage således, at der ikke var forskel i volumen før og efter den biologiske proces i procesmodulerne. Der blev således ikke observeret akkumulering eller reduktion i perkolat under processen.

4.4 Kvælstof

I Tabel 3 er massebalancen for kvælstof (N) i den biologiske fraktion angivet for 1 ton behandlet KOD (N repræsenteret i ikke-biologisk materiale er ikke inkluderet).

Tabel 3. Massebalance for kvælstof for 1 ton behandlet KOD (kun biologisk fraktion).

  Tørstof N-indhold N N-fordeling
(kg) (% af tørstof) (kg) (%)
Tilført proces:
KOD 220 2,4 5,3 88
Struktur 250 0,3 0,8 12
I alt 470 2,7 6,1 100
Produkter:
Kompost 171 2,6 4,5 74
Plastikfraktion 30 0,7 0,2 4
Strukturfraktion 88 0,5 0,4 7
Biofilter --- --- 0,5 8
Afdampning (beregnet) --- --- 0,4 7
I alt: 289 3,8 6,0 100

Den biologiske del af KOD indeholdt 5,3 kg N per ton KOD og udgjorde 88% af biologisk N tilført processen. Strukturmaterialet bidrog med 0,8 kg N per ton behandlet KOD.

Størstedelen af kvælstof tilført processen endte i komposten (74%) og kan dermed umiddelbart tilbageføres til det biologiske kredsløb. Herudover var 7% bundet i strukturfraktion som tilbageføres til processen og 8% blev bundet i biofilteret. Kvælstof bundet i biofilteret kan tilbageføres til det biologiske kredsløb ved at udskifte filteret med jævne mellemrum og anvende filtermaterialet i jordprodukter.

Fra systemet blev 4% af N tilført anlægget tabt gennem forbrænding af plastikfraktionen og 7% blev frigivet under komposteringsprocessen (beregnet ud fra differencen mellem N tilført processen og N repræsenteret i produkter). Dette lave kvælstoftab under kompostering skyldes med andre ord, at afkastluften fra første del af komposteringen blev ført gennem et biofilter.

4.5 Fosfor

I Tabel 4 er massebalancen for fosfor (P) i den biologiske fraktion angivet for 1 ton behandlet KOD (P repræsenteret i ikke-biologisk materiale er ikke inkluderet).

Tabel 4. Massebalance for fosfor for 1 ton behandlet KOD (kun biologisk fraktion).

  Tørstof P-indhold P P-fordeling
(kg) (% af tørstof) (kg) (%)
Tilført proces:
KOD 220 0,40 0,88 95
Struktur 250 0,02 0,05 5
I alt 470 0,42 0,93 100
Produkter:
Kompost 171 0,32 0,55 64
Plastikfraktion 30 0,28 0,08 10
Strukturfraktion 88 0,25 0,22 26
I alt: 289 0,85 0,85 100

Den biologiske del af KOD indeholdt 0,88 kg P per ton KOD og udgjorde dermed 95% af biologisk P tilført processen, mens strukturmaterialet bidrog med 5%.

Af de 100% P, der blev tilført processen, blev 91% genfundet i produkterne.

Størstedelen af P tilført processen endte i komposten (64%) og kan dermed umiddelbart tilbageføres til det biologiske kredsløb. Herudover var 26% bundet i strukturfraktion, som kan genanvendes i processen.

Fra det biologiske kredsløb blev 10% af P tilført anlægget tabt gennem forbrænding af plastikfraktionen.

4.6 Processens energiforbrug

I Tabel 5 er opgivet en oversigt over processens energiforbrug.

Tabel 5: Oversigt over energiforbrug forbundet med behandling af 1 ton KOD relateret til de enkelte delprocesser.

Proces Maskiner (Olie, L) Elektricitet (kWh) Varme
(Olie, L)
Primær
energi
(MJ)
Forbehandling og opfyldning
af procesmodul
0,9     32
Biogasproces   5 2,9 122
Komposteringsproces   1 1,7 65
Tømning af procesmodul 0,4     14
Efterkompostering 0,4     14
Sortering 0,3     11
I alt 2,0 6 4,6 258

Størstedelen af processens energiforbrug (64%) blev brugt til opvarmning af reaktortank under biogasprocessen samt til hygiejnisering under komposteringsprocessen. Drift af maskiner i forbindelse med nedknusning af grenaffald, forbehandling, opfyldning og tømning af procesmodul, vending af miler samt sortering udgjorde 28% af processens energiforbrug i form af dieselolie. Kun 8% af processens energiforbrug blev brugt i form af elektricitet til drift af pumper og ventilatorer.

4.7 Processens energiproduktion

Baggrunden for det udviklede behandlingskoncept var et ønske om at kombinere produktionen af biogas og kompost vha. robuste, simple og driftsikre løsninger. Produkterne af processen er således energi i form af biogas samt jordforbedringsmiddel/organisk gødning i form af kompost. Herudover indeholder KOD fejlsorteret materiale som primært udgøres af fejlsorteret materiale. Denne fraktion er velegnet som brændsel i forbrændingsanlæg som følge af et højt tørstofindhold.

I et energiregnskab kan det være svært at fastsætte værdien af kompost. Umiddelbart substituerer næringsstofferne i komposten dog NPK gødning, hvorved udvinding, oparbejdning og transport af kunstgødning spares. Energiomkostningerne forbundet med denne udvinding, oparbejdning og transport af NPK gødning kan således beregnes.

Da der har været tale om en relativ kort projektperiode (1½ år) - set i lyset af, at der er udviklet en ny proces til behandling af organisk affald, projekteret og opført et fuldskalaanlæg, implementeret fuldskaladrift samt foretaget evaluering af processen - er det oplagt, at der stadig er mange muligheder for driftsoptimering med henblik på at øge processens energiudbytte samt yderligere forædling af kompostprodukter.

Foruden en præsentation af resultaterne fra den gennemførte fuldskalaevaluering, er der derfor opstillet 2 scenarier som tager udgangspunkt i en optimering af det aktuelle koncept ud fra data tilgængelige fra litteraturen.

I scenario 1 fokuseres på at opnå højst muligt energiudbytte samtidig med at der produceres kompost.

I scenario 2 er processen tilrettelagt således, at der ikke fokuseres på kompostproduktion men udelukkende på produktion af biogas og en brændselsfraktion bestående af en tørret rådnerest.

I fuldskalaevalueringen og de opstillede scenarier er energiforbruget til indsamling og transport af affaldsfraktioner ikke inddraget. Det vides fra andre undersøgelser, at energiforbruget til indsamling og transport af KOD udgør mindre end 5-10% af den producerede energi ved bioforgasning/forbrænding af KOD, og at dette energiforbrug er nogenlunde ens for de forskellige scenarier (Christensen et al., 2003).

4.7.1 Fuldskaladata: Biogas og kompost

Under biogasprocessen blev der produceret 117 Nm³ (Nm³ = normal kubikmeter, 0 °C, 1.013 millibar) biogas med et metanindhold på 63% (volumen) per ton behandlet KOD svarende til, at der blev produceret 74 Nm³ metan (se Bilag B samt Tabel 6).

Brændværdien for biogas med et metanindhold på 63% er ca. 23.5 MJ/Nm³ (Lide, 1992) svarende til, at der produceres ca. 2750 MJ per ton KOD. En ny gasmotor er i stand til at omsætte 90% af denne energi til elektricitet (38%) og varme (52%). Energi produceret i form af elektricitet og varme udgør således hhv. 1045 og 1430 MJ/ton KOD. Som angivet i Tabel 5 anvendes der en energimængde svarende til 258 MJ per ton behandlet KOD til drift af biogasanlægget. Processen giver dermed et energioverskud på 2217 MJ per ton behandlet KOD.

Tabel 6: Energiberegning for forbrænding af biogas i gasmotor på biogasanlæg.

Produceret biogas (63 vol-% metan) Nm³/ton KOD 117
Gasmotor:    
Energi ind (100%) MJ/ton KOD 2750
El ud (38%) MJ/ton KOD 1045
Varme ud (52%) MJ/ton KOD 1430
Drift af biogasanlæg (258 MJ/ton KOD, Tabel 5) MJ/ton KOD -258
I alt energi ud MJ/ton KOD 2217

Foruden biogas, blev der produceret 205 kg plastikfraktion med et tørstofindhold på 63% og et glødetab på 85% af tørvægt (Tabel 7). Den nedre brændværdi af plastikfraktionens tørstofindhold blev ikke målt, men undersøgelser udført af Christensen et al. (2003) viser, at sigteresten fra forbehandlet KOD typisk har en nedre brændværdi på mellem 18 og 20 MJ/kg tørstof. Under antagelse af, at plastikfraktionen havde en nedre brændværdi på 19 MJ/kg tørstof, blev der dermed produceret 2453 MJ/ton KOD ved forbrænding på et affaldsforbrændingsanlæg. Af de 2453 MJ/ton KOD blev der dog anvendt 186 MJ/ton KOD til fordampning af plastikfraktionens vandindhold (2,45 MJ/kg vand, se Christensen et al., 2003). Indfyret i affaldsforbrændingsanlægget udgjorde plastikfraktionen således 2268 MJ/ton KOD.

På affaldsforbrændingsanlægget bruges 59 MJ/ton KOD til drift af anlægget hvilket resulterer i, at der produceres 1869 MJ/ton KOD ved afbrænding af plastikfraktionen.

Strukturfraktionen bidrog dog med 30 kg af de 130 kg tørstof, der var repræsenteret i plastikfraktionen. Strukturfraktion vil i beregningen således bidrage til en forøgelse af energiudbyttet, hvis energiudbyttet relateres til per ton behandlet KOD. Tilsvarende genfindes der dog 30 kg tørstof urenheder, primært i form af plastik, i strukturmaterialet som tilbageføres processen (Figur 2). Denne mængde vil i en ligevægtssituation før eller siden ende op i den fraktion, der afsættes til affaldsforbrændingsanlægget og modsvarer dermed de 30 kg tørstof strukturmateriale, der findes i plastikfraktionen. Et energiudbytte på 1869 MJ per ton behandlet KOD ved forbrænding af plastikfraktionen synes derfor ikke at være overestimeret i en ligevægtssituation, hvor strukturmaterialet genbruges i processen.

Tabel 7: Energiberegning for forbrænding af plastikfraktion på affaldsforbrændingsanlæg.

Produceret plastikfraktion kg/ton KOD 205
Tørstof (63%) kg/ton KOD 129
Vand (37%) kg/ton KOD 76
Forbrændingsanlæg:
Energi ind: (Tørstof * nedre brændværdi, 19 MJ/kg TS) MJ/ton KOD 2453
Fordampning af vand: (kg vand * 2,45 MJ/kg vand) MJ/ton KOD -186
Energi ind affaldsforbrændingsanlæg (100%) MJ/ton KOD 2268
El ud (22%) MJ/ton KOD 499
Varme ud (63%) MJ/ton KOD 1429
Drift af forbrændingsanlæg (80 kWh/ton indfyret) MJ/ton KOD -59
I alt energi ud: MJ/ton KOD 1869

Ved anvendelse af komposten på landbrugsjord substitueres en mængde gødning svarende til 2,7 kg kvælstof, 0,6 kg fosfor og 1,5 kg kalium per ton behandlet KOD (Tabel 8). Under antagelse af, at der anvendes hhv. 50, 16 og 8 MJ per kg produceret N, P og K (se Christensen et al., 2003) er energibesparelsen i form af substitueret gødning således 155 MJ per ton KOD.

Tabel 8: Energibesparelse ved substitution af gødning gennem anvendelse af kompost på landbrugsjord.

Substitution af gødning Enhed Kvælstof Fosfor Kalium
Mængde Kg/ton KOD 4,5 0,6 1,5
Udnyttelse på mark % 60 100 100
Substitueret gødning Kg/ton KOD 2,7 0,6 1,5
Energibehov til produktion MJ/kg 50 16 8
Energibesparelse MJ/ton KOD 134 9 12

Det endelige energiregnskab for processen er opstillet i Tabel 9. Heraf fremgår det, at der i alt produceres 4241 MJ per ton behandlet KOD.

Tabel 9: Summering af energiregnskab for ”Fuldskaladata: Biogas og kompost”.

Produkt MJ/ton KOD
Biogasanlæg 2217
Forbrænding af plastikfraktion 1869
Substitution af gødning 155
Kompost 0
I alt 4241

4.7.2 Scenario 1: Biogas og kompost – potentiale

Der er et potentiale for at forøge biogasudbyttet. Christensen et al. (2003) målte biogaspotentialet for KOD indsamlet i København, Grindsted, Kolding, Vejle og Aalborg i laboratorieforsøg (fuldt omrørt reaktor indeholdende 23 l biomasse, TS% i indfødt biomasse = 5%, 55°C, opholdstid = 15 døgn). Christensen et al. (2003) fandt et gennemsnitligt gasudbytte på 340 NmL metan per gram biologisk omsætteligt organisk stof svarende til ca. 92 Nm³ metan per ton KOD.

Under antagelse af, at energiudbyttet på fuldskalaanlægget forøges fra 74 Nm³ metan til 92 Nm³ metan per ton KOD, kan energiproduktionen på anlægget forøges med 602 MJ per ton KOD. Et forøget udbytte af biogas kan evt. opnås gennem forhøjet temperatur i procesmodulerne under biogasprocessen eller ved at forøge opholdstiden i procesmodulet.

Plastikfraktionen kan relativt let udtørres vha. aktiv beluftning uden væsentlig forbrug af energi efter sorteringsprocessen, og der ville kunne opnås et tørstofindhold på 80% i stedet for 63% som observeret på anlægget umiddelbart efter sorteringsprocessen. Ved en forhøjelse af tørstofindholdet til 80%, vil energiproduktionen ved forbrænding af plastikfraktionen kunne forøges med 107 MJ per ton behandlet KOD.

En yderligere forhøjelse af energiudbyttet kan opnås ved forbrænding af strukturfraktionen. Forbrænding vil føre til en forhøjelse af energiudbyttet med 1596 MJ per ton behandlet KOD (nedre brændværdi antages at være 18 MJ/kg tørstof).

Tabel 10: Summering af energiregnskab for ”Scenario 1. Biogas og kompost – potentiale”.

Produkt MJ/ton KOD
Biogasanlæg 2818
Forbrænding af plastikfraktion 1975
Substitution af gødning 155
Forbrænding af strukturfraktion 1596
I alt 6544

4.7.3 Scenario 2: Biogas og brændsel

Alternativt til produktion af kompost kan der regnes på en model, hvor råmaterialet biogasses og derefter udtørres til et tørstofindhold på 80% til et forbrændingsegnet produkt. Det vil sige, at der ikke produceres kompost (men slagge og røggasrensningsprodukter i stedet).

Der vil i dette scenario spares energi på anlægget til komposteringsprocessens hygiejniseringsdel, efterkompostering samt til sortering af færdigvaren. Til gengæld anvendes der mere energi til en forøget drift af ventilator i forbindelse med udtørring af det bioforgassede råmateriale. I beregningseksemplet antages dette forøgede energibehov ved udtørringen at svare til energibehovet forbundet med produktion af stabil kompost til jordbrugsformål.

Mængden af energi produceret i form af biogas i dette scenario adskiller sig ikke fra fuldskaladataene. Herudover produceres en brændselsfraktion på ca. 575 kg med et tørstofindhold på 80%, hvilket vil give anledning til at der bliver produceret 6633 MJ per ton behandlet KOD på forbrændingsanlægget (Bilag D). Det samlede udbytte af processen er således 8850 MJ per ton behandlet KOD (Tabel 11). Hvis metanudbyttet forøges til 92 m³ som i scenario 1, vil udbyttet af processen i scenario 2 blive 9452 MJ per ton KOD.

Ved forbrænding af KOD direkte på affaldsforbrændingsanlæg tillagt forbrænding af de 0,5 ton strukturmateriale (krævet til den biologiske proces), vil der blive produceret hhv. 3714 og 3160 MJ (Bilag D) svarende til en samlet energiproduktion på 6874 MJ. Merudbyttet ved den biologiske proces kan således opgøres til 1976-2578 MJ per ton behandlet KOD eller 29-38% mere i forhold til direkte forbrænding.

Tabel 11: Summering af energiregnskab for ”Scenario 2. Biogas og brændsel”.

Produkt MJ/ton KOD
Biogasanlæg 2217
Forbrænding af plastikfraktion 0
Substitution af gødning 0
Forbrænding af ”tørret rådnerest” 6633
I alt 8850

4.7.4 Summering

De opstillede scenarier for produktion af biogas og kompost og/eller diverse andre brændbare fraktioner sammenlignet med forbrænding af KOD og strukturmateriale på et affaldsforbrændingsanlæg (Tabel 14). Det fremgår, at det absolut højeste energiudbytte opnås ved at producere biogas og efterfølgende tørre den ikke- sigtede rådnerest med henblik på forbrænding i et affaldsforbrændingsanlæg. Energiudbyttet er 29% højere end ved forbrænding af de sammenlignelige fraktioner.

Ofte sammenlignes bioforgasning af KOD med forbrænding af KOD på et affaldsforbrændingsanlæg (”Fuldskaladata” med ”Forbrænding KOD”). Ved denne sammenligning er energiudbyttet ca. 15% højere ved biogasproduktion end ved forbrænding. Det skal dog bemærkes, at den evaluerede teknologi kræver nettotilsætning af ca. 0,30 ton strukturmateriale per ton KOD (Figur 2), som repræsentere et energitilskud til processen. Den evaluerede teknologi giver dog også anledning til produktion af ca. 0,34 ton kompost (Figur 2), som potentielt repræsenterer en energifraktion i tilfælde af forbrænding.

Tabel 14: Summering af de opstillede scenariers energiregnskab for behandling af 1 ton KOD sammenstillet med energiudbyttet (MJ) ved forbrænding af 1 ton ubehandlet KOD og 0,5 ton strukturmateriale.

Alle data i MJ Fuldskala-
data
Scenario 1
potentiel
Scenario 2
brændsel
Forbrænding
KOD
Forbrænding
KOD+
struktur
Biogasanlæg 2217 2818 2217 0 0
Forbrænding plastikfraktion 1869 1975 0 0 0
Substitution af gødning 155 155 0 0 0
Forbrænding strukturfraktion 0 1596 0 0 3160
Forbrænding tørret rådnerest 0 0 6663 0 0
Forbrænding KOD 0 0 0 3714 3714
I alt 4241 6544 8850 3714 6874
Relativt energiudbytte 62 95 129 54 100

Ud fra en overordnet (energimæssig) betragtning kan værdien af den kompost, der produceres per ton modtaget KOD, opgøres som forskellen mellem fuldskaladataene og Scenario 2. Det vil sige, at fordelene ved anvendelse af kompost til jordbrugsformål bør kunne begrunde en fravalgt produktion af et brændsel, der indeholder ekstra 4609 MJ per ton modtaget KOD.

Fordelene ved anvendelse af kompost til jordbrugsformål i stedet for til forbrænding kan opremses som følger: Ingen slagge og røggasrensningsprodukter. Gødning og organisk stof til plantedyrkning. Bevarelse af naturressourcer (fosforindvindingsområder, spagnum-indvindingsområder). Bevidsthed om ressourceforbrug og genbrug (Hoitink og Keener, 1993).

4.8 Lugt frigivet under komposteringsprocessen

Kilder til lugt kan være mange på et affaldsbehandlingsanlæg. På biologiske anlæg, der anvender kompostering som en del af behandlingsprocessen, vil specielt procesluft kunne give anledning til lugtgener, da der ofte er tale om relativt store mængder. Lugt fra komposteringsanlæg vil derfor kunne spores i en relativ stor geografisk radius fra anlægget, hvis rensningsprocessen ikke udføres optimalt.

I fuldskalaevalueringen var fokus derfor rettet mod evaluering af biofiltrets effektivitet under komposteringsprocessen, samt mod at beregne den potentielle lugtemission fra anlægget. Resultatet af undersøgelsen er vist i Bilag C, og viser et velfungerende biofilter, der giver anledning til en belastning på ca. 5 lugtenheder (LE) i en radius på op til 140 m fra filteret og 10 LE i en radius på op til 100 m.

Foruden lugtemission fra biofilteret, vil der kunne frigives lugtstoffer fra modtageområdet samt fra komposten under eftermodningsprocessen. For at imødekomme lugtgener konstrueres det fuldt udbyggede anlæg således, at særligt lugtende aktiviteter - såsom forbehandlingen - foregår i lukket hal, hvorfra luften ledes over et biofilter. Herudover vil det være muligt at foretage aktiv beluftning under eftermodningsprocessen, hvilket reducerer risici for dannelse af lugtende forbindelser under denne proces.

 



Version 1.0 Maj 2005, © Miljøstyrelsen.