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

Optimering af gasindvinding på deponeringsanlæg i Danmark

Sammenfatning og konklusioner

Sammenfatning

I affaldsdeponier med indhold af organisk materiale foregår en anaerob nedbrydning af affaldet med en gasproduktion til følge. Ca. 50 % af den producerede gas er metan (CH₄), der ved emission fra deponierne bidrager til drivhuseffekten. Af de såkaldte drivhusgasser i atmosfæren udgør CH₄ ca. 19 % og af denne mængde kommer ca. 8 % ved emission fra deponier, hvilket betyder, at ca. 1,5 % af drivhusgasserne kommer fra deponier.

For ca. 30 år siden begyndte man i USA at indvinde den producerede gas fra deponier, dels af miljømæssige årsager for at undgå lugt, m.v., og dels for at undgå eksplosioner fra udsivende gas, der i bestemte blandinger med atmosfærisk luft er eksplosionsfarlig. Samtidig begyndte også anvendelse af gassen til energiformål, da brændværdien svarer til ca. halvdelen af naturgas.

I dag er der ca. 1.200 deponigasanlæg i verden, hvorfra gassen udnyttes til energiformål. Fra disse indvindes der i alt ca. 13 milliarder m³ deponigas per år, der udnyttes til energiformål. Dette svarer til en indvinding på ca. 4,7 millioner tons CH₄/år, hvilket er ækvivalent til ca. 100 millioner ton CO₂/år, der ellers ville emittere til atmosfæren og bidrage til at øge drivhuseffekten.

I Danmark er der siden 1985 etableret 26 deponigasanlæg, der alle udnytter gassen til energiformål, primært i gasmotor/generator anlæg til produktion af el og varme, eller i kedelanlæg til produktion af varme. Fra disse anlæg blev der i år 2004 indvundet ca. 24 millioner m³ deponigas. Dette svarer til ca. 7.700 tons CH₄/år, hvilket er ækvivalent til ca. 160.000 ton CO₂/år.

I den danske klimastrategi kræves en reduktion i udledning af drivhusgasser på 21 % i forhold til udledningen i 1990. Ca. halvdelen bliver pålagt store selskaber, men den resterende del skal findes på anden vis. Det kan f.eks. være ved køb af CO₂ kvoter i udlandet, men det kan også være ved at begrænse udledning fra de områder i Danmark, der ikke er kvotebelagte som f.eks. affald og herunder emission af deponigas. Det betyder, at den gevinst i mindre emission af CH₄ fra deponier, der vil blive, såfremt der foretages en optimering af gasindvindingen fra eksisterende deponigasanlæg eller fra etablering af nye, vil kunne godskrives i klimaregnskabet.

Miljøstyrelsen har derfor med nærværende projekt ønsket en undersøgelse af mulighederne for en optimering af gasindvinding fra de eksisterende danske anlæg, og desuden en vurdering af potentialet ved eventuel etablering af nye deponigasanlæg. LFG Consult har i perioden september 2004 til januar 2005 udført undersøgelsen, der er beskrevet i nærværende rapport, som indeholder følgende afsnit:

• Forord
• Sammenfatning og konklusioner:
  • Et summarisk overblik over projektets indhold, samt konklusioner og resultater for de undersøgelser, der er udført i projektet.
• Summary and Conclusions:
  • En forkortet engelsk version af den danske sammenfatning og konklusion er gengivet.
• 1. Indledning:
  • Baggrund for projektet, dets formål, den danske klimaplan samt målgruppen er beskrevet. Desuden projektets udførelse kort gennemgået.
• 2. ERFA gruppe for deponigas:
  • En beskrivelse af ERFA gruppen for deponigasanlæg i Danmark, der med støtte fra Energistyrelsen, afholdt møder og indberettede månedlige driftsresultater fra anlæggene. Efter at støtten bortfaldt i 2002, har det ikke været muligt at opretholde aktiviteterne, men med dette projekt forsøges aktiviteterne opstartet igen.
• 3. Webside for deponigasanlæg i Danmark:
  • En webside for indberetning af driftsdata beskrives, idet en sådan gennem projektet forberedes udført som et afgangsprojekt på Vitus Bering i Horsens (tidligere Ingeniørhøjskolen i Horsens).
• 4. Internationalt samarbejde:
  • En kort beskrivelse af de muligheder, der er undersøgt for et eventuelt internationalt samarbejde om fælles webside for driftsresultater.
• 5. Optimering af eksisterende deponigasanlæg:
  • Samtlige danske deponigasanlæg er beskrevet, og 14 af disse er besøgt og beskrevet yderligere, samtidig med undersøgelser og forslag til ændringer, der kan give en optimering af gasindvindingen fra disse deponier. CO₂ reduktionen fra gasindvindingen er estimeret.
• 6. Nye anlægsmuligheder:
  • Her er beskrevet 6 eksisterende deponier uden gasindvinding, der er besøgt og undersøgt med henblik på eventuel etablering af nye deponigasanlæg. CO₂ reduktionen fra en eventuel gasindvinding er estimeret.

Konklusion

I Danmark findes i år 2004 i alt 26 deponigasanlæg, hvorfra der fra de enkelte indvindes mellem 30 og 700 m³ deponigas/time, hvilket giver en årlig indvinding på i alt ca. 24 millioner m³ deponigas. Gassen anvendes til energiformål primært som brændstof i gasmotor/generator anlæg med el- og varmeproduktion eller for nogle anlægs vedkommende kun el-produktion. Fra enkelte anlæg anvendes gassen som brændsel i et gasfyret kedelanlæg til opvarmning.

I Bilag 1 findes driftsdata for anlæggenes produktion for årene 2002 – 2004. I nedenstående tabel er en oversigt over de eksisterende danske deponigasanlæg i 2004.

Tabel med eksisterende danske deponigasanlæg med resultater fra 2004

I Bilag 2 findes endvidere en oversigt over gasproduktionen fra de år, hvor der er registreret data fra de enkelte anlæg. Desuden er der i samme bilag beregnet den CO₂ reduktion der er opnået gennem årene ved indvinding af deponigassen, idet der regnes med, at hele den indvundne mængde ellers ville emittere fra deponiet og bidrage til drivhuseffekten. For 2004 udgør dette i alt ca. 160.000 tons CO₂.

Af de 26 eksisterende anlæg er 14 besøgt, og sammen med anlægsejere og driftspersonale er der fundet frem til adskillige forslag, der vil kunne optimere mange af anlæggene, og dermed øge gasindvindingen. De specifikke forslag er beskrevet ved de enkelte anlæg i afsnit 5, men typisk foreslåede ændringer er nævnt i følgende punkter:

• Efterhånden som deponierne bliver ældre og gasproduktionen aftager, ses med tiden også en nedgang i gaskvaliteten, der ofte bliver for ringe til, at en gasmotor kan køre på det, hvorfor en del anlæg kun kører nogle timer ad gangen og så stoppes, idet kvaliteten da normalt øges igen efter nogle timers stop. Det foreslås derfor, at de anvendte gasmotorer skal have ændret styringen, så de eventuelt kan køre på en lavere CH₄ procent. Men i nogle tilfælde er dette ikke nok, og der må findes en anden løsning for anvendelse af gassen. En mulighed der foreslås for nogle anlæg er, at udskifte gasmotoren med en Dual-Fual motor, der kan køre på både diesel og biogas. Motoren bruger da under alle omstændigheder en vis mængde dieselolie, men det betyder samtidig, den vil køre uanset, hvor ringe gaskvaliteten er.
• Ved nogle deponier kan der være stor forskel på gaskvaliteten i forskellige områder på grund af forskellig alder eller omsætning af affaldet. Ved enkelte anlæg foreslås derfor at samle ledninger fra gasboringer, der giver en god gaskvalitet i ét system, som kan være det eksisterende, og boringer med en dårlig kvalitet samles i et andet system. Herved kan den dårlige gas anvendes i et udnyttelsesanlæg beregnet for en ringere gaskvalitet.
• Etablering af supplerende boringer eller vandrette faskiner til indvinding af gas.
• Indvinding af gas fra perkolatbrønde.
• Etablering af vandlænsningssystem, der kan anvendes til tømning af boringer for opstuvet vand, der i nogle tilfælde nedsætter eller helt hindrer gasindvindingen.
• Etablering af vandudladere på vandrette ledninger der på grund af sætninger har fået lunker, hvor kondens samler sig, og forhindrer eller besværliggør gasindvinding. I nogle tilfælde anbefales i stedet at returblæse gas i de vandrette ledninger for bagskylning af den opstuvede kondensat.
• Etablering af flowmetre eller på anden måde mulighed for måling af gasflow fra de enkelte boringer.
• Kalibrering af gasanalyseinstrumenter.
• Kalibrering af gasflowmålere.
• Daglig kontrol og tjek af anlæg for at undgå længere perioder med ineffektiv gasindvinding.

Hvis de foreslåede forandringer skal gennemføres, vil de fleste kræve investeringer, der måske ikke umiddelbart vil blive foretaget, hvorfor det kan blive nødvendigt at finde virkemidler, der kan gøre det interessant at udføre investeringerne.

For anlæggene er den fremtidige CO₂ reduktion ved fortsat indvinding af gassen estimeret, og for de besøgte anlæg er det estimeret hvor stor CO₂ reduktionen vil blive, hvis de foreslåede ændringer udføres. Denne ekstra CO₂ reduktion er angivet i nedenstående tabel, og i Bilag 3 kan reduktionerne ses i detaljer.

Tabel med estimeret CO₂ reduktion ved optimering af 14 besøgte anlæg

I følgende figur er den fremtidige estimerede CO₂ reduktionen over en 8-årig periode vist for de besøgte anlæg ved uændret drift, og den ekstra reduktion der opnås ved optimering af anlæggene.

Figur med estimeret CO₂ reduktion ved gasindvinding og optimering af 14 besøgte anlæg.

For de 6 eksisterende deponigasanlæg, der giver den største CO₂ reduktion ved de foreslåede ændringerne, er økonomien undersøgt. For alle anlæggene viser økonomien en positiv nutidsværdi, hvoraf især 3 af disse viser en solid rentabilitet. Estimerede beregninger af cash flow findes i Bilag 4, men i nedenstående tabel er hovedtallene for investering, samlede indtægter og udgifter over perioden 2005 – 2012 og desuden forrentning af den investerede kapital såvel som nutidsværdien ved 6% rentefod.

Tabel der viser den estimere økonomi for de foreslåede ændringer.

Blandt andre eksisterende deponier, der ikke har et gasindvindingsanlæg, er 6 besøgt og mulighederne for etablering af deponigasanlæg undersøgt. En kort beskrivelse af et eventuelt anlæg er udført for 5 af disse inklusive en gasprognose for den forventede indvinding, og den deraf følgende CO₂ reduktion er estimeret. Ved et af deponierne viste de indsamlede data, at der ikke er potentiale for et anlæg. I nedenstående tabel er den estimerede CO₂ reduktion angivet for de 5 besøgte deponier.

Tabel med estimeret CO₂ reduktion ved etablering af 5 nye deponigasanlæg.

Af de 5 undersøgte muligheder er økonomien i 2 anlæg ligeledes undersøgt. Generelt vil det være svært at få deponiejere til at investere i deponigasanlæg uden støtte til en prøvepumpning, der kan verificere de estimerede gasmængder.

Såfremt den estimerede gasmængde er til stede, vil det ene anlæg netop have en positiv nutidsværdi, mens det andet har en negativ, dvs. der må findes virkemidler, der kan gøre det interessant at investere i et deponigasanlæg. En mere nøjagtig beregning af nutidsværdien ud fra den endelige investering og salgsindtægter, samt udgifter til drifts og vedligehold bør tilvejebringes efter en prøvepumpning. Beregninger af cash flow for de 2 anlæg findes i Bilag 5.

Virkemidler til fremme af ændringer der kan optimere de eksisterende deponigasanlæg såvel som fremme etablering af nye, kan f.eks. være et direkte tilskud til investeringen, men det kunne også være et tilskud i lighed med ordningen fra JI (Joint Implementation) og CDM (Clean Development Mechanism) projekter, hvor der betales et nærmere defineret tilskudsbeløb pr. tons CO₂ reduktion, der sker ved indvinding og afbrænding af CH₄ fra deponiet. Denne metode er demonstreret i Bilag 5, hvor det ses at der kræves et tilskud på 120,- kr./tons CO₂ for at der fås en positiv nutidsværdi for det ene anlæg.

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

Version 1.0 September 2005, © Miljøstyrelsen.