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

Organisationsmodeller for udnyttelse af organisk dagrenovation i biogasanlæg

3. Tekniske forudsætninger og begrænsninger

3.1 Generelt

I nærværende afsnit er der foretaget en gennemgang og vurdering af forskellige tekniske forudsætninger og begrænsninger i forbindelse med indsamling af kildesorteret organisk dagrenovation, efterfølgende forbehandling og slutbehandling i biogasanlæg samt afsætning af gødningsprodukter. Der er ved gennemgangen især fokuseret på konsekvenser for kvalitet og effektivitet i behandlingen, samt kontrol og ansvarsforhold forbundet hermed.

Baggrunden herfor er, at problemstillingerne i forbindelse med håndtering og behandling af kildesorteret organisk dagrenovation er mangeartede, jf. den gennemførte problemanalyse i afsnit 2, og at de væsentligste konsekvenser af de udførte teknologivalg bør være aktørerne bekendt.

3.2 Indsamlingsmetoder

Det er ligeledes vigtigt, at det indsamlede kildesorterede organiske affald efterfølgende behandles i henhold til formålet med sorteringen, og at de involverede husstande gøres opmærksom på sorteringseffektivitetens indflydelse på den efterfølgende behandlings virkemåde og kvalitet.

3.2.1 Behov for forbehandling

Generelt er der erfaringer med såvel uemballerede som emballerede opsamlingsmetoder i køkkenet, og valget af metode er betydende for, i hvilken udstrækning en egentlig forbehandling er nødvendig.

Det er givet, at især blødgørere (DEHP og tilsvarende forbindelser) i stor udstrækning stammer fra plastemballage, enten i form af plastposer benyttet til opsamling af bioaffaldet eller især fra fejlsorteret plastemballage fra madvarer. Koncentrationen af disse stoffer i affaldet vil derfor afhænge direkte af brugen af plastemballage og af sorteringseffektiviteten, samt i hvilken udstrækning en eventuel forsortering af affaldet er i stand til at fjerne plastemballage fra affaldet før tilførsel til biogasanlægget finder sted.

Brug af plastposer til emballering af bioaffaldet vil som minimum kræve en forbehandling i form af oprivning af poserne. Herudover kan forbehandlingen omfatte frasortering af plastposerne, men dette vil typisk medføre, at en væsentlig del af det organiske materiale ved samme lejlighed vil blive frasorteret, og dermed ikke tilgå biogasanlægget, jf. beskrivelsen af anvendte forbehandlingsmetoder i afsnit 3.3.

En effektiv forsortering som fjerner plastposer og andre urenheder, vil typisk medføre, at i størrelsesordenen 20-50% af den tilledte kildesorterede dagrenovation vil blive frasorteret med henblik på bortskaffelse til forbrænding, jf. massebalancer opstillet i afsnit 3.3. Såfremt helt op til halvdelen af det indsamlede affald skal bortskaffes ved traditionel behandling på et forbrændingsanlæg, synes gevinsten ved gennemførelse af kildesortering umiddelbart at være begrænset.

Alternativt kan man vælge alene at foretage en oprivning af poserne og lade disse gå med i biogasanlægget for senere at fjerne plasten ved en efterbehandling af materialet. Ud over eventuelle problemer af mekanisk art (pumper mv.) vil dette i forbindelse med biogasbehandlingen medføre en frigivelse af blødgørere fra plasten til det organiske materiale, og dermed til gødningsprodukterne /8/.

Uanset muligheder for at nedbryde sådanne forbindelser biologisk, jf. afsnit 3.4, samt mulighederne for med vejledning og oplysning at reducere graden af fejlsorteret plastemballage, vil emballering med plastposer alt andet lige medføre en større frigivelse af DEHP og lignende stoffer til det organiske affald og dermed til gødningsprodukterne efter biogasbehandlingen.

Såfremt emballering af bioaffaldet undlades eller der anvendes papirposer som alternativ til plastposer viser erfaringerne fra Grindsted Kommune /11/, at forbehandling med frasortering stort set kan udelades. Dette forudsætter, at kildesorteringen udføres med høj effektivitet, dvs. med en minimal fejlsorteringsprocent.

3.2.2 Behov for efterbehandling

Uanset om affaldet forsorteres eller ej og om der anvendes plastposer eller ej vil en efterbehandling i form af en simpel mekanisk separation/sortering af det tørre restprodukt normalt være nødvendigt. Dette sker primært af æstetiske årsager for at fjerne mindre urenheder, oftest plaststykker, hvis tilstedeværelse vil begrænse afsætningsmulighederne for gødningsproduktet. Urenhederne er et resultat af neddelingen inden tilførsel finder sted til biogasanlægget.

Uanset om der i forbindelse med neddelingen udføres en forsortering af affaldet, må det påregnes, at en del af det ikke-organiske materiale vil følge det organiske affald til biogasanlægget, og vil her kunne frigive miljøfremmede stoffer /9/. Alt andet lige vil afgivelsen af miljøfremmede stoffer således være proportional med forekomsten af diverse urenheder i det tilførte affald.

Endvidere vil mængden der frasorteres ved efterbehandlingen afhænge af passage af lette materialer til biogasanlægget efter forbehandlingen. Den frasorterede mængde ved efterbehandlingen kan således være indikator for fejlsortering i kildesorteringen eller i en eventuel mangelfuld udført forsortering.

Ovennævnte tydeliggør behovet for, at der ved information og vejledning i forbindelse med kildesorteringen gøres en ihærdig indsats for at reducere graden af fejlsortering, samt på anden vis reducerer risikoen for kontaminering af affaldet i forbindelse med valg af koncept for indsamlingsmetode.

Metaller forventes ikke umiddelbart at give tilsvarende problemer, og metaller vil typisk i stor udstrækning udskilles i magnetudskiller eller tilsvarende i forbehandlingen og/eller ved gravimetrisk udskilning i tankanlæg på biogasanlægget.

3.3 Forbehandlingsmetoder

I forbindelse med beskrivelse af forskellige forbehandlingsmetoder skal det noteres, at det har vist sig vanskeligt at indhente relevante og dokumenterbare oplysninger fra en række af de eksisterende anlæg, der er interessante i denne sammenhæng. Nedenstående oplysninger er derfor hovedsageligt baseret på allerede rapporterede data.

3.3.1 Eksisterende anlæg

3.3.1.1 Vaarst-Fjellerad

På Vaarst-Fjellerad biogasanlæg er der i 1997 foretaget masseflowanalyse på anlægget til kildesorteret organisk husholdningsaffald i forbindelse med opstart og indkøring af anlægget /8/.

Indretningen af forbehandlingen i en selvstændig fysisk enhed, hvor det organiske materiale oplagres en vis tid i containere, gør det muligt at gennemføre en kontrol af produktet, før dette sendes videre til biogasbehandling.

Anlægget på selve biogasanlægget består af følgende hovedoperationer:

og det ses, at der er en afvigelse svarende til en merværdi som totalmasse på produktsiden på 38 tons eller 5,5 % af den totale tilledning til anlægget i forsøgsperioden.

I alt akkumuleres og frasorteres en fast masse inklusive plast på (30 + 50) tons = 80 tons eller 19% af den samlede tilførsel af forbehandlet affald. Hertil skal lægges mængden som frasorteres ved forbehandlingen, en mængde der med stor sandsynlighed er af samme størrelsesorden.

Der produceres en biogasmasse på i størrelsesordenen 18% af den tilledte affaldsmasse som vådvægt.

Denne værdi skal tages med forbehold, idet der kan være et vist biogaspotentiale i den tilledte podemasse, men det må antages, at dette er begrænset i forhold til den samlede affaldstilførsel.

3.3.1.2 Grindsted

I forbindelse med modtagelsen af kildesorteret organisk dagrenovation på biogasanlægget i Grindsted sker der alene en forbehandling i form af neddeling og blanding af affaldet. Forsortering anses ikke for nødvendig, idet kommunen oplyser /11/, at erfaringerne viser en meget høj renhed af det kildesorterede affald med et indhold af urenheder på kun 1-2%.

3.3.2 Forsøgsanlæg

3.3.2.1 Vaarst-Fjellerad

På Vaarst-Fjellerad er der udført forsøg med "Dewaster" /6/, en konisk pressesnegl, der ved stigende modtryk gennem sneglen presser partikler under en given partikelstørrelse samt flydende materialer ud mellem lameller. Der er lavet forsøg med kildesorteret organisk husholdningsaffald, samt med samme blandet med organisk affald fra Aalborg grønttorv.

Anlægget består af følgende hovedoperationer:

Massebalancen er som følger, angivet som vådvægt af 100% tilført affald:

hvor tallene angivet i parentes angiver variationen. Det kan noteres, at der er en svag tendens til, at affald fra villakvarterer giver en mindre rejectmængde end blandet affald fra etageejendomme og grønttorvet.

Det frasorterede materiale, som udgør mellem 29 og 50% af det tilførte kildesorterede affald, består af en lang række emner, dækkende fra forskellige slags plastemner til metaller. Heraf andrager metal og plast skønsmæssigt 2% af indgående, hvorfor de resterende 27 til 48% må have et højt indhold af organisk reststof, der principielt må være tilgængeligt og omsætteligt til biogas.

3.3.2.2 Sinding-Ørre forsøgsanlæg

På Sinding-Ørre Biogasfællesanlæg er der tidligere udfærdiget masseflowanalyse på et pilotanlæg, der har dannet grundlag for fuldskalaanlæg i Studsgård og Århus /7/. Analysen blev udført på kildesorteret organisk dagrenovation indsamlet i Århus Kommune.

Anlægget består af følgende hovedoperationer:

Massebalancen er som følger, angivet som vådvægt af 100 % tilført affald:

I alt udsorteres 20% af indgående angiveligt som sand og plast.

Det udsorterede materiale består af en lang række emner, dækkende fra forskellige slags plastemner til metaller.

I størrelsesordenen 16 % af vådvægten af det tilførte affald omsættes til biogas.

3.3.3 Sammenfatning

Baseret på erfaringer fra de forholdsvis fåtallige eksisterende anlæg samt forsøgsanlæg afprøvet i de seneste år til forbehandling af kildesorteret dagrenovation kan det konkluderes, at forsortering af kildesorteret organisk dagrenovation typisk vil medføre, at i størrelsesordenen 20-50% af det tilførte affald vil blive frasorteret inden materialet sendes videre til biogasanlægget.

Denne variation og størrelsesorden af frasorteringen antyder, at der ikke alene er tale om forskelle i effektivitet af forbehandlingen, men at der også må være tale om betydelige forskelle i, hvor effektivt selve kildesorteringen udføres i de forskellige ordninger.

Eksemplet fra Grindsted viser, at såfremt der gennemføres en målrettet indsats overfor de deltagende husstande, samt benyttes et indsamlingskoncept (baseret på papirsposer) som ikke i sig selv fordre etablering af forbehandling i form af forsortering, kan der opnås en kvalitet af kildesorteret organisk dagrenovation, som gør, at forsortering som et element i forbehandlingen helt kan udelades.

Såfremt man ønsker at basere sig på et indsamlingskoncept, hvor f.eks. brug af plastposer fordrer etablering af forsortering, viser erfaringerne, at man nøje skal overveje hvilken type af forsortering der skal vælges for at minimere tabet af organisk materiale ved forbehandlingen.

Af hensyn til muligheden for kontrol af det tilførte kildesorterede affald bør forbehandlingen, uanset om denne omfatter en egentlig forsortering eller blot består af neddeling og blanding af affaldet, indrettes i en selvstændig fysisk enhed kombineret med et bufferlager for kortvarig opbevaring af det forbehandlede affald, indtil analyser viser, at dette kan frigives til biogasanlægget.

3.4 Biogasanlæg som behandlingsanlæg

De seneste års kontrol med stofbalancer på større renseanlæg samt forsøg med kompostering af spildevandsslam har vist, at det under aerobe forhold er muligt biologisk at nedbringe koncentrationerne af miljøfremmede organiske stoffer som LAS, NPE, DEHP og PAH.

Der er iværksat tilsvarende indsatser på at beskrive betingelser, der under anaerobe forhold måtte kunne medvirke til nedbrydning af samme stofgrupper.

Indtil videre har DTU og DTI været involveret i dette arbejde, og nu er det beskrevet, hvorledes i hvert fald LAS kan nedbringes under anaerobe forhold /5/.

På længere sigt kan det måske blive muligt at benytte den anaerobe teknologi til reduktion af miljøfremmede organiske stoffer, som forefindes i ikke frasorterede, uønskede emner i kildesorteret organisk dagrenovation.

Uanset denne mulighed er det dog ønskeligt at forbehandle, herunder udsortere, det organiske stof fra det kildesorterede organiske affald med så stor sikkerhed som muligt. Erfaringerne viser, jf. afsnit 3.3, at afhængigt af den valgte teknologi og indsamlingskoncept kan der ved en frasortering i forbehandlingstrinnet fås op til 50% ikke anvendeligt materiale.

Så stor en ikke anvendelig andel kan medvirke til at reducere interessen for udnyttelse af anaerobteknologien, og dermed genanvendelsen.

3.4.1 Nedbrydning af organiske miljøfremmede stoffer

Som ovenfor nævnt tænkes der i denne sammenhæng alene på LAS, NPE, DEHP og PAH’er. Det er vist /4/, at det er muligt i diverse anaerobe miljøer at finde bakterier, der er i stand til at nedbryde størstedelen af de forbindelser, der indgår i ovennævnte stoffer og stofgrupper. Desuden er det vist /5/, at nedbrydningseffektiviteten af LAS afhænger af i hvilken udstrækning, der er basis for absorption i tørstof. Dette betyder, at med en forøget nedbrydning af tørstof i biogasanlægget, kan der under givne betingelser påregnes en forøget nedbrydning af LAS.

Det er ikke rapporteret, i hvilken udstrækning NPE, DEHP og PAH følger erfaringerne for nedbrydning af LAS.

Dersom det måtte vise sig muligt under tekniske betingelser at nedbryde nogle eller alle ovennævnte stoffer i en given udstrækning, og under nogle givne betingelser, vil anaerobe anlæg kunne medvirke til at nedbringe tilførslen af disse stoffer til landbrugsjorden.

Det skal noteres, at det ved en effektiv kildesortering og ved anvendelse af det rette indsamlingssystem må forventes muligt at undgå betænkelige koncentrationer af stofferne i affaldet, dog således at der er fundet eksempler på, at koncentrationerne i forbehandlet organisk materiale eller i udrådnet materiale kan overskride afskæringsværdierne /6/.

3.4.2 Mulige krav til driftskontrol

Det vurderes, at dersom det findes muligt at nedbryde de nævnte stoffer effektivt under anaerobe betingelser, vil det ved løbende kontrol skulle dokumenteres, at en nedbrydning finder sted under betingelser, der svarer til betingelserne for behandling af slam ved kompostering, dvs. ved gennemførelse af løbende massestrømsberegninger over anlægget.

Dette medfører, at der skal føres kontrol med indholdet af de pågældende stoffer i det modtagne materiale samt med masseomsætningen af stofferne i forbindelse med udrådningen, således at det kan godtgøres, at der ikke alene er tale om en fortynding.

Som tidligere nævnt er kontrol af tilført kildesorteret dagrenovation en vanskelig størrelse, som fordrer en særlig indretning af forbehandlingen med etablering af et passende bufferlager før affaldet tilføres biogasanlægget.

Idet der normalt påregnes etableret biogasanlæg med forholdsvis høj hydraulisk opholdstid, til sikring af en effektiv behandling, forventes det også muligt ved modelberegninger at kunne anskueliggøre, hvorvidt og i hvilken udstrækning de givne stoffer nedbrydes. Endelig påregnes det ligeledes, at det behandlede produkt i praksis skal lagres igennem længere tid i lagertanke, hvilket giver gode muligheder for at tilrettelægge driften af det samlede anlæg således, at det reelt er muligt at føre en effektiv driftskontrol.

3.4.3 Ansvar

Dersom den anaerobe teknologi fremover bliver sidestillet med tilsvarende aerobe behandlingsteknologier, er det givet, at det er behandleren, der indestår med det endelige ansvar for, at de modtagne organiske affaldsprodukter behandles på tilstrækkelig effektiv vis.

Det er derfor også givet, af behandleren vil stille krav til kvaliteten af de modtagne organiske affaldsprodukter, således at det med den modtagne masse anses for muligt at opnå den fornødne reduktion af de miljøfremmede organiske stoffer.

Det forventes, at leverandøren, der normalt i praksis vil være det/de affaldsselskab/er, der leverer affald til biogasanlægget, indestår med ansvaret for, at det leverede affald overholder de opsatte kravspecifikationer, samt at kontrollen heraf sker i forbindelse med forbehandlingen af affaldet som tidligere beskrevet.

Der tages i denne sammenhæng ikke hensyn til, hvor et forbehandlingsanlæg er placeret, idet det forventes, at affaldet først overdrages slutbehandleren efter forbehandling og kontrol har fundet sted, og at slutbehandleren først på dette tidspunkt kan gøres ansvarlig for at korrekt håndtering af affaldet finder sted.

3.5 Afsætning af gødningsprodukter

3.5.1 Fraktioner

Fra komposteringsanlæg fås normalt kun en masse med plast og andre frasorteringer, samt et eller flere kompostprodukter af forskellig partikelstørrelse.

Kompostanlæg skal ikke behandles yderligere i denne sammenhæng.

3.5.2 Gødningsprodukt

I almindelighed vil, jf. massebalancer i afsnit 3.3, i størrelsesordenen 15 til 20% af den tilførte masse konverteres til biogas, hvilket kun medfører en mindre volumenreduktion.

Behandlingen af affaldet i biogasanlæg inkluderer normalt en hygiejnisering i henhold til slambekendtgørelsen, således at materialet er deklareret som kontrolleret hygiejniseret.

Taget i betragtning, at den behandlede masse er baseret på biologisk behandling af primært rester af fødevarer, rummer massen i sig selv ikke stoffer, der burde være årsag til betydende forurening. I modsætning hertil kan et industrielt produkt, som eksempelvis industrielle affaldsprodukter eller spildevandsslam fra renseanlæg, hvor der kan tilledes industrielle spildevandsstrømme og miljøfremmede stoffer fra husholdninger og industri, principielt medvirke til en forurening ved udnyttelse på agerjord.

Det er ligeledes således, at valget af emballage til affaldet og dettes indhold af fremmedlegemer er betydende for fremmedstoffer i produkterne. Erfaringerne fra Grindsted kommune viser /11/, at fejlsorteringer kan holdes på et meget lavt niveau, dvs. at der kan opnås en meget høj renhed i kildesorteringstrinnet, dersom der løbende er opfølgning overfor de svage led.

Alt dette medvirker til, at biogasbehandlet organisk dagrenovation i almindelighed kan sidestilles med flydende husdyrgødning, og i særdeleshed med biogasbehandlet, flydende husdyrgødning.

Dette medvirker også til, at produktet kan, og måske bør, formidles ad samme kanaler som flydende husdyrgødning.

3.5.3 Formidlingsordninger

I forbindelse med etablering af biogasfællesanlæg har landbruget i almindelighed etableret en gylleformidling, der også omfatter formidling af gylle fra landbrug med overskud til landbrug med underskud, herunder landbrug uden husdyrhold.

Disse formidlinger kan være styret via landbrugets serviceorganisationer, der i denne sammenhæng også kan udføre de markberegninger, der kræves i forbindelse med udnyttelse af husdyrgødning. Det synes således relevant at inddrage landbrugets serviceorganisationer i formidling af produkterne fra biogasbehandling af organisk dagrenovation, herunder lade etablere funktioner eller foreninger, der effektivt er i stand til at formidle gødningsproduktet.

Under henvisning til de organisationsmodeller, der jf. afsnit 4 kunne tænkes etableret i forbindelse med forbehandling af organisk dagrenovation med henblik på efterfølgende biogasbehandling, kan formidlingen af gødningsprodukterne ligge udenfor den ansvarlige selskabsdannelse, og således danner en struktur, der hviler i sig selv og på alle måder er selvstændig. Det vil være naturligt, at der er et samarbejde på tværs imellem formidlingen og behandlingen, men der behøver principielt ikke være gensidig deltagelse i de to strukturer.

Med basis i disse overvejelser er der i afsnit 4 foretaget en nærmere vurdering af de opstillede organisationsmodellers egnethed til sikring af afsætning af gødningsprodukter, samt evne til at håndtere holdningsændringer hos aftagere af gødningsprodukter.

Derimod er der ikke foretaget særlige overvejelser i forbindelse med afsætning af energi fra biogasanlæggene, idet det forventes, at energi i form af biogas eller varme uden problemer kan formidles til et energiselskab, der afsætter energi som kraftvarme og/eller fjernvarme til boligopvarmning.

3.5.4 Øvrige forhold at tage i betragtning

3.5.4.1 Landbrugets krav til håndtering

Modsat dette står omkostningerne til transport af de to mulige produkter til slutbrugerne, og det er helt givet, at udnyttelse af det flydende produkt medfører et betragteligt forøget transportbehov, lagringsbehov samt omkostninger til udbringning.

I anden sammenhæng er det fra landbrugsside noteret, at et afvandet kompostprodukt kan foretrækkes frem for et flydende produkt, idet omkostningerne til udbringning er langt mindre og der ikke fås tilsvarende trykskader på landbrugsjorden ved udbringningen. Sidstnævnte kan dog begrænses væsentligt ved anvendelse af moderne spredningsudstyr med spredebom til det flydende gødningsprodukt.

3.5.4.2 Landbrugets krav til økonomi

Mængden af tilgængelige næringssalte i form af husdyrgødning, industrielt spildevand, affald samt kommunalt spildevandsslam varierer meget landet over.

I visse områder nær større byer og/eller industrier, herunder også i større sammenhængende områder i Jylland, er der så store mængder gødningsprodukter til rådighed, at der reelt er overskud af næringssalte. Sådanne overskud betinger naturligt en "justering" af landbrugets interesse i at modtage produkterne, idet det vil være "købers marked".

I den sammenhæng er der indhentet prisniveauer for forskellige gødningsprodukter. Det er fundet, at markedsprisen for flydende husdyrgødning varierer fra 15 til -10 kroner per tons, mens markedsværdien for spildevandsslam generelt ligger på indtil -300 kroner per tons.

Det er ligeledes fundet, at i visse sammenhænge sidestilles et flydende gødningsprodukt baseret på madaffald med spildevandsslam, hvorfor slutbrugerne ønsker sig betalt med indtil 300 kroner per tons.

Udfra en transport- og gødningsmæssig sammenhæng synes dette niveau ganske uhensigtsmæssigt, og omkostninger i denne størrelsesorden til afsætning af det resulterende gødningsprodukt vil pålægge biogasanlæg en meromkostning, der vægter ganske tungt i det samlede driftsregnskab.

I skrivende stund har det ikke været muligt at vurdere, hvorvidt der er politiske eller miljømæssige motiver bag et sådant økonomisk krav. I sidste ende skal et produkt altid overholde bekendtgørelsernes grænse- eller afskæringsværdier, hvad enten der er tale om et slamprodukt eller et flydende produkt, og især det flydende produkt kan sidestilles med husdyrgødning.