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

Basisdokumentation for biogaspotentialet i organisk dagrenovation

1. Del: Modeldokumentation

1.1 Indledning

Bioforgasning af organisk dagrenovation involverer separat indsamling af det organiske dagrenovation ved kilden samt en række teknologiske procestrin som forbehandling, bioforgasning og oplagring af forgasset materiale. Det kildesorterede affald vil eventuelt afhænge af kilden og de benyttede sorteringskriterier, ligesom de enkelte procestrin kan udformes teknologisk forskelligt. Bioforgasning af organisk dagrenovation er således ikke en bestemt løsning men potentielt mange forskellige løsninger.

Udfra ønsket om en konsistent beskrivelse af disse alternativer samt muligheden for at simulere ændringer i de enkelte delprocesser er det opbygget en excell-baseret model: DTU-BIOGASMODEL (vs 1.00) . Modellen beregner for et defineret system masseflow, næringstof-output, energiforbrug og produktion samt drivhusgasser.

I modellen indgår forbrænding af rejektet fra den biologiske behandling af affaldet. Modellen kan derfor også beregne konsekvenserne i form af ovenstående parametre for en løsning med forbrænding uden bioforgasning af det organiske dagrenovation.

Denne rapport indeholder dokumentationen af modellen. Modellens anvendelse af på en række scenarier er beskrevet i 2. del.

1.2 Systembeskrivelse af bioforgasning

1.2.1 Introduktion

Formålet med dette afsnit er at beskrive de teknologiske systemer og processer, som kildesorteret organisk dagrenovation gennemgår fra det indsamles, modtages på forbehandlingsanlægget inden bioforgasning til den producerede gødning anvendes og biogas forbrændes. Figur 1-1 skitserer ruten for affaldsfraktionerne igennem systemet. Det er vigtigt, at understrege at der findes mange forskellige metoder til hver enkelt delproces i et biogassystem. I dette afsnit præsenteres de mere almindelige processer, som benyttes på anlæg i Danmark.

Se her!

Figur 1-1:
Grundprincip ved bioforgasning af kildesorteret organisk affald i Danmark

1.2.2 Kildesortering

Kildesorteringen og sorteringskriterier er bestemmende for sammensætningen og mængde af affald, som bliver ført til et biogasanlæg. Kildesortering er bestemt af de offentlig myndigheder vha. en sorteringsvejledning, som normalt deles ud til husstandene. Husstandenes deltagelse og deres sorteringseffektivitet har også betydning for mængder og kvalitet af det, der bliver indsamlet separat til biologisk behandling.

1.2.3 Indsamling

De miljømæssige påvirkninger fra indsamling af dagrenovation opstår hovedsageligt pga. et forbrug af diesel til indsamlingsbilerne. Traditionelt bliver al dagrenovation (med undtagelse af glas og papir) indsamlet ved kilden i en vogn, evt. i en komprimatorbil. Ved genanvendelse af organisk dagrenovation til eksempelvis bioforgasning, indsamles denne fraktion, således den er adskillelig fra restfraktion. Typisk sker indsamling af organisk dagrenovation og restfraktionen separat, idet indsamlingsvognen kun indsamler en fraktion ad gangen. Alternativt kan indsamlingen foregå i indsamlingsvogne med 2 kamre eller i vogne med et kammer, hvor den organiske fraktion og restfraktion er i forskelligt farvede poser, således et optisk sorteringsanlæg senere kan separere poser med organisk dagrenovation fra poser med restaffald. Der er ikke regnet med energiforbrug til poser eller anden emballage i forbindelse med indsamlingen, da der forventes stort set samme totale forbrug af poser i hver af de betragtede indsamlingssystemer. Dette er ikke nødvendigvis tilfældet i andre indsamlingssystemer.

Anvendes separat indsamling med samme hyppighed som traditionel indsamling, må det forventes, at dieselforbruget til indsamling vil øges væsentligt, da to indsamlingsvogne skal køre samme rute. Der vælges dog ofte indsamling med mindre hyppighed, da der vil være opsat ekstra containere til organisk dagrenovation, således kapaciteten vil øges ved husstandene.

Indsamlingsområdets beskaffenhed kan også have indflydelse på dieselforbruget. Undersøgelser (Vrgoc. m.fl., 2002) antyder, at der kan være et væsentlig større brændstofforbrug ved indsamling af affald fra landdistrikter i forhold til byområder. Der er dog ikke væsentlige forskelle på dieselforbruget mellem villaområder, city og etagebebyggelser opgjort per ton indsamlet affald.

Umiddelbart efter indsamling køres affaldet fra indsamlingsområdet til et behandlingsanlæg. Under denne transport forbruges diesel, som hovedsageligt er afhængig af dieselforbruget for den pågældende indsamlingsvogn samt den gennemsnitlige transportafstand fra selve indsamlingsområdet til behandlingsanlægget.

1.2.4 Forbehandling inden bioforgasning

Forbehandling består ofte af 2 elementer: En sortering og en finneddeling, som henholdsvis har til formål at frasortere plast og andre fejlsorterede elementer fra den organiske affaldsfraktion og at neddele affaldet til mindre komponenter, som nedbrydes lettere og hurtigere i biogasreaktoren. Forbehandlingen foretages dels for at undgå problemer under det videre forløb med pumpning osv., og dels for at opnå et gødningsprodukt uden urenheder af plast og metal efter bioforgasningen. Den frasorterede del forbrændes oftest. Mængde og tørstofindholdet i rejektet er af betydning for den samlede energiudvinding, da denne forbrænding medtages i det samlede system, der betragtes i modellen.

Forbehandlingen foregår i fuldskala i Danmark med rullesigte og neddeler eller med en hydraulisk skruepresse, som presser væske og mindre komponenter ud gennem en si.

1.2.5 Blandingstank

Anaerob nedbrydning af organisk dagrenovation foregår i Danmark typisk sammen med gylle. Det fint neddelte affald blandes med gylle ofte i en pulper typisk i forholdet 1:4 eller 1:5. Flydende industriaffald anvendes også til samrådning i bioforgasningsprocessen. Så længe det organiske affald udgør mindre end 25 % kan udbringning af gødningsvæsken ske efter husdyrbekendtgørelsen (Bek nr. 877, 1998), mens udbringning ellers sker efter slambekendtgørelsen (Bek. nr.49, 2000). Den afgassede biomasse, der kommer ud af biogasreaktoren, er flydende med et tørstofindhold på 2-5 %.

1.2.6 Deponering af bundfald

I blandetanken nedfældes tunge materialer, som udtages fra bunden af blandingstanken. Det materiale er slamlignende med bl.a. sten og grus, kan udgør p til 10 % af den tilførte affaldsmængde (Herning Kommunale Værker, 1993). Det antages dog, at mængden i dag er væsentlig lavere. Tørstofprocenten er forholdsvis lav i denne slam (ca. 5-10 %) da gylle ofte udgør ca. 80-90 % af den samlede mængde i blandingstanken. Bundfaldet er ikke forbrændingsegnet og køres derfor på deponi. Indholdet af organisk tørstof (VS) er medvirkende til en metandannelse i deponiet. Det skal dog understreges, at størrelsen på denne metandannelse er ukendt og ikke hidtil målt. Der er derfor stor usikkerhed på skøn af metandannelse fra deponi af bundfald. Den vil dog kunne estimeres, hvis mængden og indholdet af VS måles på denne massestrøm.

1.2.7 Hygiejnisering

Hygiejniseringen kan ved termofil udrådning ske ved opvarmning til 65 °C i en time eller 5,5 time ved 55 °C. Ved mesofil udrådning opvarmes materialet i 1,5 time ved 65 °C eller 7,5 time ved 55 °C (Bek. nr. 49, 2000). Hygiejniseringen har til formål at reducere koncentrationerne af salmonella til et niveau, som ikke kan måles, samt at koncentrationen af fækal streptokokker skal være mindre end 100 g^-1.

1.2.8 Biogasreaktor

Selve bioforgasningen af organisk stof foregår i biogasreaktoren. Oftest foregår nedbrydningen enten ved ca. 37 °C (mesofil) eller ved 55 °C (termofil). Temperaturen har betydning for nedbrydningshastigheden, og opholdstiden har betydning for nedbrydningsgraden i reaktoren. Der foregår en omrøring i reaktoren, for at sikre en homogen biomasse samt en stabil gasproduktion. Gasproduktionen i reaktoren afhænger meget af nedbrydeligheden af materialet. Lignin har sandsynligvis en hæmmende effekt for biogasproduktion, da lignin ligger uden på cellulosen, hvorimod fedt og protein medvirker til en stor biogasproduktion.

Efter udrådningen i biogasreaktoren føres materialet videre til en lagertank, hvor biogasproduktionen kan fortsætte langsomt. Gassen opsamles typisk også herfra og metanemission til atmosfæren undgås.

Gasmåling fra reaktor og lagertank har ofte forvoldt store vanskeligheder og har meget ofte været upræcise. Derudover ligger et andet problem i at fordele den samlede gasproduktion på den organiske dagrenovation og på gyllen. Det gøres som regel på baggrund af VS indholdet i de 2 affaldstyper, men det kan være en usikker fordeling, idet det organiske materiale i gylle oftest er sværere nedbrydeligt end organisk dagrenovation. Det skyldes netop, at der findes mere lignin i gylle end i dagrenovation.

1.2.9 Efterseparering

Efterseparering består af at separere den afgassede materiale i 2 fraktioner: en flydende og en fast. Den flydende fraktion udgør af den samlede mængde affald mellem 400 og 800 kg per ton kildesorteret organisk affald. Der er dog få data om størrelserne på denne mængde, og ved beregning af mængden skal der desuden tages hensyn til den tilsatte gylle. På Nordsjællands Biogasanlæg udgjorde den flydende gødningsfraktion ca. 900 kg/ton affald, og denne høje værdi skyldtes at der blev tilsat store mængder vand til reaktoren, ca. 600 l/ton affald (la Cour Jansen, 1996). Den faste fraktion har meget varierende størrelse afhængig af hvilket formål efterseparering har. Mængden af fast stof kan være meget lille, hvis formålet er at fjerne urenheder fra gødningsvæske, men derimod kan den være stor, hvis formålet er, at opnå et gødningsprodukt uden for meget væske, således at udbringning af gødning lettes, da mængden er mindre.

Tørstofindholdet i den flydende gødningsvæske er normalt på 2-5 %, og denne anvendes normalt på jordbruget. Den faste fraktion har også en gødningsværdi for planter, men denne fraktion brændes dog ofte, pga. for høje koncentrationer af uønskede stoffer.

1.2.10 Forbrænding af biogas

Forbrænding af biogas sker ofte på en fælles el- og fjernvarmemotor, således energien i biogassen udnyttes mest effektiv, ca. 85 % (Møller m.fl., 1999). Energiindholdet i biogassen afhænger alene af metanindholdet, som ligger i intervallet 55 % til 75 %, ofte omkring 65 % volumenmæssigt. Metan har en brændværdi på 890,8 kJ/mol, (Lide, 1992), hvilket medfører at biogas med 65 % metan har en brændværdi på ca. 24 MJ/Nm³.

En del af biogassen slipper dog uforbrændt igennem biogasmotoren. Udslippet er målt til ca. 3 % af biogassen, hvilket ikke betyder noget væsentligt i forhold til energiregnskabet. Derimod har metanudslippet en væsentlig betydning i forhold til udslippet af drivhusgasser, da metan vægtes 25 gange tungere end CO₂, (Hauschild m.fl., 1997).

1.2.11 Efterlagring af gødningsvæske

Den flydende afgassede gødningsvæske transporteres til nærliggende gårde, som bruger gødningsvæskens næringsværdi på markerne. Landbruget er dog forpligtet til at overholde krav til spredning af gylle, hvorfor de involverede landmænd har pligt til at opbevare gødningsvæsken indtil gødningssæsonen begynder, normalt svarende op til 9 måneder (Bek nr. 877, 1998). Ved denne opbevaring kan der ske en metandannelse, da der sandsynligvis ikke vil forekomme totalt aerobe forhold i gyllebeholderen. Denne metandannelse er dog hidtil ikke målt. Metandannelsen vil afhænge af indholdet af VS samt opholdstiden i gyllebeholderen. Igen vil det være et problem at fordele metandannelsen på gylle og affald. Lave temperaturer i gyllebeholderen kan dog minimere produktionen af metan.

1.2.12 Brug af gødningsvæske

Ved brug af gødningsvæsken tilbageføres vigtige næringsstoffer til landbrugsjorden, bl.a. N, P og K. Desuden indeholder gødningsvæsken miljøfremmede stoffer som f.eks. tungmetaller og plastblødgørere. Det antages, at der ikke er nogen produktion af metan fra gødningsvæsken efter den er udlagt på landbrugsjorden, da der antages aerobe forhold på jorden. Ved brug af gødningsvæsken på landbrugsjorden substitueres handelsgødning. Den substituerede mængde handelsgødning skal udregnes på baggrund af indholdet af næringssalte, som findes i gødningsvæsken.

1.2.13 Forbrænding af rejekt samt af fiberfraktion

Forbrænding af restfraktioner er vigtig at inkludere i forhold til energibalancen, da der udvindes betydelig energi fra den ikke bioforgasningsegnede del samt af en eventuel fiberfraktion. Energiudbyttet ved forbrænding af disse fraktioner er især afhængig af vandindholdet, hvorfor det er vigtigt i forhold til et godt energiregnskab, at forbehandlingen og eftersepareringen producerer restfraktioner med et lav vandindhold. Affaldsforbrænding er en velkendt teknologi og beregning af energiudbytte i form af el og varme kan forholdsvis præcist beregnes ud fra affaldets nedre brændværdi og anlæggets virkningsgrader for el- og varmeproduktion. Affaldets nedre brændværdi bestemmes ud fra den nedre brændværdi af tørstofindholdet kombineret med vandindholdet og fordampningsvarmen af vand. Alternativt kan den nedre brændværdi bestemmes ud fra affaldets indhold af vand, aske, C, H, N, S og O

1.2.14 Transporter

Ved bioforgasning opstår der transporter udover selve indsamlingen af det kildesorterede dagrenovation. Typisk anlægges forbehandlingsanlægget på eller i nærheden af forbrændingsanlægget, eller på selve biogasanlægget. Der vil derfor være transporter med forbehandlet affald fra forbehandlingsanlægget til biogasanlægget, eller der vil være transporter af rejekt fra forbehandlingsanlægget til forbrændingsanlægget. Derudover vil der være transporter af bundfald og flydestof fra blandingstanken til enten deponi eller forbrænding. Gødningsfraktionen, som opstår efter endt bioforgasning, føres normalt ud til landbrugene, og her kræves endnu en transport af gødningsvæsken og eventuelt af fiberfraktionen, som kan føres til forbrænding eller landbrugsjord.

1.3 Modellering af bioforgasning

1.3.1 Modelafgrænsning

Modellering af biogasproduktionen for kildesorteret organisk dagrenovation indeholder følgende procestrin:

	Kildesortering
	Indsamling
	Forbehandling
	Biogasanlæg inkl. hygiejnisering og evt. med efterseparering
	Forbrænding af biogas
	Efterlagring af gødningsvæske
	Forbrænding af rejekt og evt. fiberfraktion
	Anvendelse af gødningsvæske og evt. fiberfraktion
	Transport af rejekter og andre restprodukter

Der eksisterer flere metoder for hver delproces, som alle har indflydelse på materialestrømmen og den udvundne energi fra systemet. Modellen indeholder derfor flere forskellige metoder til kildesortering, forbehandling, bioforgasning, efterlagring af gødningsvæske og forbrænding. Nogle af delprocesserne ses på Figur 1-2, som viser kompleksiteten og mulighederne for metodevalgene igennem hele systemet. Formålet med modellen er at kunne beregne energi, massestrømme på næringssalte og emissioner af drivhusgasser for alle metodevalg for kildesortering, indsamling, forbehandling, bioforgasning, biogasafbrænding, efterlagring af gødningsvæske og forbrænding af rejekt, samt for transporter imellem anlæg. Appendiks A viser grafisk afgrænsningen for modellen, og hvor der kan opstå forbrug og produktion af energi samt emissioner af drivhusgasser.

Modellen er opbygget på baggrund af data fra eksisterende delprocesser, og derfor har hver metode et navn, som refererer til den pågældende proces. Det er dog muligt at ændre og tilføje nye metoder, således enhver beskreven metode kan bruges i modellen. Det er endvidere muligt at ændre virkningsgrader og andre inputparametre for delprocesser, således at modellen på en enkel måde kan tilpasses andre procesforhold end oprindeligt forudsat, ligesom biogassystemernes følsomhed overfor ændringer i inputparametre og andre forudsætninger kan undersøges på enkel måde. Modellen giver dermed også mulighed for at undersøge effekten af ændringer i delprocesser, f.eks. som følge af optimering eller nyudvikling.

Se her!

Figur 1-2:
Procesdiagram i model af biogasproduktion (ikke fuldendt og kun som eksempel

1.3.2 System

Modellen til beregning af energi, emission af drivhusgasser og næringssalte er udført i Excel med følgende regneark:

	Inddata, niveau1
	Niv. 2.1, Affaldsdata, input
	Ber.2.1, Affaldsdata, afledte
	Ber.2.2, Indsamling
	Niv. 2.3, Forbehandling
	Ber.23, Forbehandling
	Niv. 2.4.1, Biogasanlæg
	Niv. 2.4.2, Energianlæg
	Ber.2.4,Biogas
	Niv. 2.5, Anvend. fiberfraktion
	Niv.2.6, Forbrænding
	Ber.2.6, Forbrænding
	Niv.2.7, Lagr.gødn.væske
	Ber.2.7, Lagr.gødn.væske
	Ber. Transport
	Forudsætninger.niveau 2
	Massestrømme
	Energistrømme
	CO2-strømme
	Resultat oversigt
	Forudsætninger.niveau 3
	Forudsætninger.niv3.1
	Forudsætning. niveau 4
	Forudsætninger.niveau 4.1

Arkene er i rækkefølge som affaldets bliver ført igennem affaldssystemet. Inddata, niveau1 er inputsiden for bruger, og her defineres affaldsmængder, affaldstyper og teknologier for behandling og indsamling, samt transportafstande mellem anlæg. Ark, hvor navnet inkluder Niv. definerer metoder for hver delproces med nødvendige parametre, og ark med navn Ber." er beregninger for den gældende metode indenfor delprocessen. Resultaterne fremkommer i ark Massestrømme"," Energistrømme" og "CO₂-strømme". Arket "Resultat oversigt^" inkluderer en oversigt over energi og CO₂-strømme af forskellige affaldstyper behandlet på forskellige forbehandlinger. Generelle forudsætninger for systemet defineres i ark med navn "Forudsætning".

Nummereringen indikerer hvilket niveau der er tale om, hvor Niveau 1 er det almene brugerniveau med input data, Niveau 2 er for brugere med kendskab til affaldssammensætninger og/eller behandlingsteknologier, hvor der kan ændres parametre, Niveau 3 er hvis fysisk/kemiske parametre skal ændre værdi og Niveau 4 for ændring af selve modellens struktur. På det almene brugerniveau anvendes metoder, som er prædefineret i modellen. Brugeren skal således kun tage stilling til metodevalg og ikke de nærmere parametre, som ligger til grund for metoderne. Dette kan gøres på brugerniveau 2, hvis der ønskes en ændret affaldssammensætning eller andre tekniske parametre for en delproces.

I Appendiks B ses alle metodevalgene og navngivningen af hver enkelt.

I de efterfølgende afsnit beskrives hver enkelt delproces i biogas- og affaldssystemet, som de er modelleret i DTU Biogasmodellen, samt de valg og muligheder brugeren af modellen har. I modellen er alle felter givet en farve, som refererer til usikkerheden på værdierne, eller om værdier er overført data fra andet ark eller beregninger, Tabel 1-1. Denne farvekode anvendes ikke i nærværende rapport.

Tabel 1-1:
Farvekode i model (kan ikke ses i sort/hvid print)

Alle tabeller og figurer efterfølgende har kun til formål at illustrere anvendelsen af modellen og typen af resultater, som fås heraf. ALLE værdier i tabeller figurer bør derfor IKKE regnes som resultat og bør derfor IKKE vurderes på nogen måde.

1.3.3 Inddata

Som bruger defineres mængden af organisk kildesorteret dagrenovation, som skal behandles på biogasanlæg samt andet biomasse, som skal biologisk behandles sammen med organisk dagrenovation. Det kan være gylle, spildevandsslam eller affald fra et slagteri, som samrådnes med organisk dagrenovation, men disse affaldstyper er ikke defineret på forhånd. Affaldstyperne affald 1 til affald 10 henviser til affaldstyper, som samrådnes med kildesorteret organisk dagrenovation, og da de ikke er prædefinerede, skal de derfor defineres af brugeren. Derudover kan der defineres mængden af kildesorteret organisk affald, som skal til forbrænding, som alternativ til bioforgasning, samt muligheden for at føre en delstrøm af det organiske dagrenovation, Grøn restfraktion , eventuelt med en anden kemisk sammensætning, direkte til forbrænding. Mængderne indtastes som set i Tabel 1-2. Modellen kan godt håndtere og beregne, at kun organisk kildesorteret dagrenovation bliver bioforgasset på trods af, at det ikke forekommer i virkeligheden.

Tabel 1-2:
Input af affaldsmængder

Derefter skal brugeren indtaste den type affald der skal vurderes (Hovedstaden, Kolding, Vejle, Ålborg eller Grindsted) samt de teknologier, der skal anvendes, Tabel 1-3. Dette gøres ved indtastning af talkoder, som refererer til den givne affaldstype/teknologi, som ses i . Der skal af brugeren vælges metode til forbehandling, biogasanlæg, energianlæg til udnyttelse af biogas, forbrændingsanlæg, efterlagring af gødningsvæske, anvendelse af en eventuel fiberfraktion, typen af indsamlingsområde, transport og allokering af energi mellem el- og fjernvarmeproduktion. Indtastes ingen værdi i Tabel 1-3 vælges automatisk en normalmetode (defaultmetode). Teknologierne beskrives i afsnit 1.3.6.

Tabel 1-3:
Input for affaldstyper og metodevalg

  
Tabel 1-4:
Input valg for affaldstyper og behandlingsteknologier

Se her!

Endeligt skal brugeren definere afstande mellem de involverede anlæg, hvor forbehandlet affald eller dele heraf skal transporteres, se Tabel 1-5. Her defineres også afstanden mellem forbehandlingsanlægget, biogasanlægget og forbrændingsanlægget, og derved om forbehandlingsanlægget ligger ved forbrændingsanlægget, ved biogasanlægget eller et tredje sted.

Tabel 1-5:
Input af transportafstande

1.3.4 Grundlæggende forudsætninger

En mindre database i ark Forudsætninger, niveau 3" indeholder fysiske konstanter, som anvendes i modellen. Der er givet enheder, kodenavn, som anvendes i modellen samt kilden for værdien. Det drejer sig hovedsageligt om brændværdier, CO₂-emissioner og massefylder for en række energiressourcer. Desuden findes der data om affaldsgenerering, drivhuspotentiale for metan og energibehov for produktion af næringssalte i handelsgødning. Se Tabel 1-6.

Tabel 1-6:
Grundlæggende forudsætninger (Parametre mærket med ^* anvendes ej til beregninger)

1.3.5 Affaldskarakterisering

For en mængde organisk affald vælges kildesorteringen ud fra metoderne, der er defineret i modellen. Derved fremkommer den kemiske sammensætning og mængderne af hver parameter i affaldet, som ankommer til forbehandlingsanlægget. Affaldskarakteriseringen er væsentlig både i forhold til biogasproduktionen, men også for energiproduktionen ved affaldsforbrænding og for massebalancen for næringssalte, som tilbageføres til landbruget. Karakterisering sker for 10 sekundære affaldstyper, som er andet biomasse til samrådning med kildesorteret organisk dagrenovation. Disse fraktioner kan være gylle, slagteriaffald, slam mm., som skal defineres mht. den kemiske sammensætning. Affaldskarakteriseringen er desuden defineret for en række forskellige organiske affaldsfraktioner fra husholdninger ved forskellige kildesorteringsmetoder fra forskellige kommuner. Udover de prædefinerede affaldssammensætninger, er der en Grøn restfraktion samt en ledig kolonne, til senere brug for en ny affaldssammensætning. Grøn restfraktion er en delstrøm af den organiske fraktion, som efter ønske kan føres direkte til forbrænding uden om biogasanlægget. Dette kan gøres for at vurdere, om det kan være fordelagtigt at føre en del af den organiske dagrenovation, eventuelt med en ændret kemisk sammensætning, til forbrænding frem for til bioforgasning. Parametrene og enhederne ses i Tabel 1-7. Derefter foregår der en beregning til totale mængder af hver parameter for den samlede mængde affald, som vurderes i systemet. De i Tabel 1-7 mængder af hver parameter repræsenterer den organiske del af bioaffaldet og ikke fejlsorteringer og plastposer, som er anvendt til indsamling. Årsagen til at plastposer ikke er medtaget er, at de vurderes at blive brændt i et forbrændingsanlæg uanset om der er separat indsamling med henblik på bioforgasning eller om al affald bliver indsamlet til forbrænding.

Tabel 1-7:
Affaldskarakterisering af kildesorteret organisk dagrenovation ved forskellige metoder til kildesortering (pt. bliver parametrene for TS, VS, brændværdi, biogaspotentiale, samt næringssaltene N, P og K anvendt til beregningerne, ^* anvendes ej).

Se her!

1.3.6 Tekniske specifikationer for delprocesser

For hver enhedsproces (forbehandling, biogasanlæg, gasmotor, affaldsforbrænding og lagring af gødningsvæske) foreligger en tabel over de tekniske specifikationer for hver teknologi. I de følgende afsnit defineres hver enhedsproces.

1.3.6.1 Indsamling

Indsamling af det kildesorterede organiske dagrenovation afhænger af om det skal bioforgasses, hvor der i modellen kræves separat indsamling, eller om affaldet bliver kørt til forbrænding, hvor traditionel indsamling anvendes til beregningerne. Brugeren skal tage stilling til hvilket bebyggelsesområde affaldet bliver indsamlet. Hver bebyggelsesområde har et dieseloliebehov til indsamling i selve indsamlingsområdet givet i liter diesel per ton indsamlet affald. Derudover opstår et dieselforbrug til transporten mellem indsamlingsområdet og behandlingsanlægget. For traditionel indsamling fås dieselforbrug fra en undersøgelse i Århus kommune (Vrgoc m.fl., 2002), og for separat indsamling antages at forbruget af diesel til selve indsamlingen er dobbelt så stor, da der kræves 2 biler der kører samme rute. Det antages, at indsamlingen for organisk kildesorteret dagrenovation har samme effektivitet som traditionel indsamling, men at der ikke er en væsentlig brændstofmæssig besparelse ved ikke at indsamle den organiske fraktion ved traditionel indsamling af dagrenovation. Derfor er antagelsen, at separat indsamling af organisk dagrenovation forbruger den dobbelte mængde brændstof. Bebyggelsestyper og dieselforbrug for indsamling ses i Tabel 1-8, og disser værdier i tabellen kan ændres af brugeren.

Tabel 1-8:
Bebyggelsestyper og dieselforbrug for traditionel og separat affaldsindsamling

Dieselforbruget til transporten mellem indsamlingsområde og forbehandlings-anlægget og forbrændingsanlægget afhænger dels af den gennemsnitlige afstand og dieselforbruget per km. Herunder er antaget, at en indsamlingsvogn kan køre 3 km/l med en last på 5000 kg affald, hvilket svarer til et forbrug på 0,67 l diesel per ton per km (Teknologisk Institut, 2001).

Tabel 1-9:
Indsamlingsparametre til transport mellem indsamlingsområde og behandlingsanlæg

Det samlede dieselforbrug er da summen af dieselforbruget for separat indsamling af den del som bioforgasses og af dieselforbruget for traditionel indsamling af den del der køres direkte til forbrænding:

1.3.6.2 Forbehandling

Forbehandlingen beskrives med hensyn til rejektandel, tørstof og VS i både rejekt og det forbehandlede affald til reaktoren. Sigtning på rullesigte og en hydraulisk presse producerer forskellig sammensætninger af forbehandlet affald til reaktor og rejekt til forbrænding. Forbehandlingen kan desuden afhænge af kildesorteringen, da affaldssammensætningen vil påvirke rejektandelen. Energibehovet til forbehandlingen skal indgå til den samlede energibalance.

Der foreligger på nuværende tidspunkt 2 forbehandlingsteknologier defineret i modellen: En rullesigte og en hydraulisk skruepresse. For de 2 teknologier er angivet effektforbrug per ton affald, se Tabel 1-10.

Tabel 1-10:
Tekniske specifikationer for forbehandling

Se her!

Næste trin i beregningerne er fordelingen af det kildesorteret dagrenovation i mellem forbehandlet kildesorteret dagrenovation til biogasanlægget og til rejekt til forbrænding. De to teknologier har forskellig resultat med hensyn til hvad der separeres fra. Ved at analysere det forbehandlede affald og rejekt er det muligt at beregne sig til fordelingen mellem rejekt og affald til bioforgasning for hver enkelt parameter i affaldet. Der er derfor udformet en matrix for hver forbehandlings-teknologi, som angiver for hver affaldssammensætning andelen, X, af hver parameter som føres som forbehandlet affald videre til biogasanlægget. Den resterende mængde af parameteren (1-X) føres således som rejekt til forbrænding. Herved findes den fordelingsnøgle i ark "Niv. 2.2, Forudsætninger" som er indtastet for netop den kombination af affaldstype og forbehandling, se

Tabel 1-11. Nøglen, som består af værdier mellem 0 og 1, refererer værdierne til den andel af den pågældende parameter, som føres videre til biogasanlægget. Denne hentes ind i ark "Ber.2.2, Forbehandling". Affaldssammensætningen for den samlede kildesorteret dagrenovation hentes og multipliceres med den hentede fordelingsnøgle. Herved fås mængder og sammensætning for forbehandlet kildesorteret affald til biogasanlægget og for rejekt til forbrænding, Tabel 1-12. Fordelingen er beregnet på den organiske del af det indsamlede affald og tager ikke hensyn til eventuelle plastposer, som er anvendt til indsamling. Der foreligger på nuværende tidspunkt ingen fordeling af affald indsamlet i Grindsted forbehandlet på rullesigte eller skruepresse, da der ikke er foretaget forsøg på denne kombination.

Tabel 1-11:
Fordeling af kildesorteret dagrenovation til forbehandlet kildesorteret dagrenovation og rejekt ved hydraulisk skruepresse og rullesigte (^* markerer parametre som ikke anvendes til beregninger)

Tabel 1-12:
Beregning af affaldsparametre til rejekt og forbehandlet affald ud fra en given affaldssammensætning og forbehandlingsmetode (^*parametre som ikke anvendes til beregninger)

1.3.6.3 Biogasanlæg

Biogasanlæg kan i kraft af forskellige processer og systemer have forskellige effektforbrug og forskellige effektivitet mht. nedbrydning af organisk materiale. Forskellene kan skyldes opholdstider, temperaturer, pumpningsbehov og efter-separeringsmetoder, som alle kan være forskellige fra anlæg til anlæg. Vigtige specifikationer ved et biogasanlæg i denne sammenhæng er først og fremmest nedbrydningseffektiviteten beskrevet ved andel af glødetab som omsættes i det pågældende biogasanlæg. Denne effektivitet inkluderer det bidrag, som opstår ved en efterlagring på selve biogasanlægget. Andre specifikationer er effektforbruget (inkl. effektforbruget til eventuel efterseparering), hvor forbruget af varme beregnes på baggrund af opvarmning af affaldet til en given temperatur, opholdstid samt et sikkerhedstillæg. Desuden defineres mængden af bundfald samt flydestof, som dannes i biogasanlægget.

Hvis der sker en efterseparering, defineres andelen af våd vægt til fiberfraktionen samt tørstofindholdet i samme. Modellen beregner således andelen til gødnings-væsken, både på våd vægt samt på tørstof basis.

Tabel 1-13:
Tekniske specifikationer for biogasanlæg (bemærk opholdstiden for affaldet i reaktoren anvendes ikke pt. til beregninger i modellen)

Se her!

Beregning af biogasproduktion og energi fra biogas findes i ark "Ber.2.4,Biogas", hvorfra der hentes teknologier for biogasanlægget fra ark "Niv. 2.3, Biogasanlægsdata" og for biogasmotoren fra ark " Niv. 2.4, Energianlæg". Mængden af bundfald og flydestof beregnes, og her antages at lige dele af substanserne føres fra anlægget.

Tabel 1-14:
Beregning af bundfald og flydestof fra biogasanlægget (parametre mærket med ^* anvendes ikke til beregninger)

  
Metanproduktionen beregnes ud fra glødetabet i affaldet (kg VS), den potentielle metandannelse defineret i ark Niv. 2.1, Affaldsdata, input (normal liter per kg VS) og nedbrydningsgraden af VS i % defineret i ark Tekniske specifikationer for biogasanlæg :

Tabel 1-15 viser strømmene ud fra biogasanlægget. Væsentlige strømme til videre beregninger er:

	Uforbrændt metan fra motoren
	Gasmængden til biogasmotoren
	Tørstofmængden ud
	Vand ud
	Mængder og TS i gødningsvæske
	Mængder og TS i en eventuel. fiberfraktion

Output fra biogasanlægget beregnes, først ved beregning af massen af den producerede biogas ud fra en antagelse om en metanprocent, hvorefter tørstof, vand og gødningsvæsken bliver beregnet.

Massen af biogassen beregnes vha. idealgasligningen, som indebærer, at ved 20 C og et atmosfæres tryk fylder et mol ideal gas 24 liter. Biogassen antages at bestå af metan (CH₄) med en volumenprocent defineret i ark Niv. 2.4.2, Energianlæg og kuldioxid (CO₂).

Mængden af uforbrændt metan beregnes på baggrund af volumen af metan produceret og andelen af metan som går uforbrændt gennem gasmotoren.

Massen af den producerede biogas beregnes vha. metanprocenten i gassen fra Tabel 1-16:

Tørstofmængden ud af biogasanlægget beregnes som differencen mellem tørstoftilførslen til biogasreaktoren og massen af biogas:

Forekommer efterseparering ikke føres den resterende mængde, som var tilført biogasreaktoren, til gødningsvæsken. Sker der derimod en efterseparering, hvor der dannes en relativ tør fiberfraktion og en flydende gødningsvæske, beregnes indholdet af TS i de to fraktioner ud fra brugerdefinerede værdier om masseandelen og tørstofindhold i fiberfraktionen, Tabel 1-13 . Det skal dog pointeres, at på nuværende tidspunkt er det uklart hvorledes næringssaltene fordeler sig mellem fiberfraktionen og gødningsvæsken, hvorfor gødningsværdien af disse fraktioner er usikker. På denne baggrund beregner modellen ikke på næringssaltene, hvis der er valgt en metode på biogasanlægget, som inkluderer en efterseparering af gødningsvæsken.

Tabel 1-15:
Udgående strømme fra biogasanlæg

1.3.6.4 Biogasmotor (energianlæg)

Biogassen kan anvendes til elproduktion alene eller til kombineret el- og fjernvarmeproduktion. Typisk er energieffektiviteten højere ved en kombineret el- og fjernvarmeproduktion, men er biogasmotoren placeret evt. på biogasanlægget langt fra potentielle fjernvarmebrugere, udnyttes varmen ikke altid, eller måske kun til internt brug, hovedsageligt til hygiejnisering af affaldet. Der skal derfor defineres en samlet energivirkningsgrad i gasmotoren samt en elvirkningsgrad på samme. Modellen beregner deraf varmevirkningsgraden som forskellen på de 2 ovennævnte værdier. Desuden defineres udslippet af uforbrændt metan fra motoren, da dette metanudslip kan være et væsentlig bidrag til drivhuseffekten. Værdien er som udgangspunkt sat til 3 %, som er en ikke overvurderet værdi (de Wit m.fl., 1998). Desuden angives metanprocenten i biogassen til senere beregning af det vægttab , der forekommer ved den producerede biogas. Volumenprocenten er sat til 65 %, se Tabel 1-16.

Tabel 1-16:
Tekniske specifikationer for gasmotor

Energien i den producerede metan beregnes vha. brændværdien, hu.metan. På baggrund af denne værdi samt energi- og elvirkningsgraden for biogasmotoren beregnes den producerede mængde elektricitet og fjernvarme. De samlede energibetragtninger fra biogasanlægget ses i Tabel 1-17.

For varmeproduktionen:

Tabel 1-17:
Energiberegninger ved biogasanlægget

1.3.6.5 Lagringsmetoder til gødningsvæske

Efterlagring af gødningsvæske er en potentiel kilde til øget drivhuseffekt, da den biologiske nedbrydning meget sjældent er bragt til ende ved selve bioforgasning i biogasanlægget. Derfor er det væsentligt om der sker en opsamling af metan ved efterlagring eller om efterlagringen sker uden låg , således metan kan slippe frit ud til atmosfæren. Ved opsamling forventes ikke en udnyttelse af gassen, da denne efterlagring sker hos brugerne af gødningsvæsken, som typisk vil være de nærliggende landmænd. Dog må det forventes, at der sker en afbrænding af metanet, således den og andre flygtige organiske stoffer forbrændes. Der er 3 metodevalg til efterlagring af gødningsvæske indeholdt i modellen: Åben lagring, lagring med opsamling og afbrænding, samt et default alternativ, som kan justeres efter brugerens behov, Tabel 1-18.

Tabel 1-18:
Tekniske specifikationer for efterlagring af gødningsvæske (Bemærk, kun omsætningsgraden af potentiel produktion og om afbrænding af metan anvendes i de videre beregninger, areal af tank beregnes; ^* anvendes parametre ikke til beregninger)

De to parametre som definerer emissionen af metan, er omsætningsgraden (%) af det tilbageværende glødetab i gødningsvæsken, samt om gassen fra efterlagring opsamles, og afbrændes eller om der er åben lagring med fri emission af metan.

Volumen af den potentielle metan dannelse ved efterlagring:

Vol.CH4_pot-el = m_VS-el * P_CH4

Massen af den aktuelle metanproduktion:

Tabel 1-19:
Beregninger af metan emission og TS og VS indhold ved lagring af gødningsvæske ved en given lagring (bemærk kun "Glødetab omsat" har pt. indflydelse på metanemissionen ved efterlagring; ^* anvendesparametre ikke til beregninger)

1.3.6.6 Anvendelse af fiberfraktion

Hvis der under valg af biogasanlæg er valgt et anlæg med efterseparering er det vigtigt at definere hvorledes den faste fiberfraktion bliver anvendt. Den kan enten anvendes på landbrugsjorden, eller den kan forbrændes på et affalds-forbrændingsanlæg. Herved opnås energi, men næringssaltene bliver ikke recirkuleret. Der foreligger 3 metodevalg, der kan vælges blandt: anvendelse på mark, forbrænding og en brugerdefineret, Tabel 1-20. Er biogasanlægget valgt uden efterseparering, dannes ingen fiberfraktion og dette ark har ingen indflydelse.

Tabel 1-20:
Definition på anvendelser af fiberfraktion

Derpå beregner modellen mængden af fiberfraktion, der går til anvendelse på mark eller til forbrænding. Foregår ingen efterseparering på biogasanlægget bliver alle værdier for fiberfraktion til mark og forbrænding lig 0 kg.

Tabel 1-21:
Beregning af fiberfraktion til mark og forbrænding (eks. 50 % til jordbrug og 50 % til forbrænding)

1.3.6.7 Substitution af handelsgødning, N, P og K

Ved anvendelse af ikke eftersepareret afgasset affald tilføres struktur materiale samt næringsstoffer til landbrugsjorden. Det antages, at der ikke forekommer tab af næringssalte under bioforgasningsprocessen, og herved føres alle næringssaltene med undtagelse af næringssaltene i det frasorterede rejekt, flydestof og bundfald til markanvendelse. Der vil mistes kvælstof ved ammoniakfordampning efter udlægning og kun en andel af N (60 % (Tønning m.fl. 1997) defineret i Forudsætninger.niveau 3 ) vil optages af planterne. Ved substitutionen af NPK handelsgødning opstår en energibesparelse for produktion og transport af handelsgødning på hhv. 50 MJ, 16 MJ og 8 MJ per kg N, P og K, der er substitueret (Bundgaard, 1993).

1.3.6.8 Forbrændingsanlæg

Da der typisk foregår en forbehandling, og da der vil være nogle restprodukter, som ikke er velegnet til bioforgasning, skal disse behandles andetsteds. Deponering må ikke forekomme såfremt restprodukterne er forbrændingsegnede, og forbrænding er den typiske bortskaffelsesmetode i Danmark for rejekt og flydestof. Derfor indeholder modellen en delmodel til beregning af energiforbrug/produktion ved affaldsforbrænding. Det gør desuden modellen i stand til at sammenligne forbrændingsscenarier, hvor al organisk kildesorteret dagrenovation forbrændes, med bioforgasningsscenarier.

Der er valgt 3 teknologier af affaldsforbrænding: Kraftvarme, som både producerer el og fjernvarme, varmtvandsanlæg, som udelukkende producerer fjernvarme og en default teknologi. De tekniske specifikationer for hver forbrændingsteknologi har udelukkende med effektforbrugene og energivirkningsgraderne at gøre. Først defineres den totale energivirkningsgrad for anlægget, derefter anlæggets egetforbrug af både el og varme. El-virkningsgraden defineres hvorefter modellen kan udregne varmevirkningsgraden som forskellen mellem den totale energivirkningsgrad og el-virkningsgraden. Endelig defineres olieforbruget per indfyret ton affald til drift af anlægget, Tabel 1-22. Data hertil stammer fra grønne regnskab fra forbrændingsanlæg.

Tabel 1-22:
Tekniske specifikationer på forbrændingsanlæg

Emissioner af drivhusgasser ved forbrænding af kildesorteret organisk dagrenovation anses for at være neutral. Derfor er energiproduktionen og forbrug de væsentligste parametre ved forbrænding, som har indflydelse på det overordnede energi og CO₂ regnskab. Energiproduktionen beregnes ud fra tørstofindholdet af det afbrændte affald (kg TS) samt brændværdien af tørstoffet (MJ/kg TS). El- og varmeproduktionen beregnes ud fra hhv. el- og varmevirkningsgrader (%) defineret i ark Niv.2.6, Forbrænding". El-, varme- og olieforbrug beregnes på baggrund af enhedsforbrug per ton vådt affald til forbrænding (MJ/ton og liter olie/ton), se Tabel 1-23. Herefter beregnes netto el- og varmeproduktion som forskellene mellem produktion og forbrug.

Tabel 1-23:
Energiberegninger ved affaldsforbrænding

Energiberegninger ved affaldsforbrænding	Enhed	Værdi
Energi ind	MJ	3434
Energi ud, brutto	MJ	2919
El ud, brutto	MJ	756
Varme ud, brutto	MJ	2164
Elforbrug på forbrænding	MJ	143
Varmeforbrug på forbrænding	MJ	0
Olieforbrug på forbrænding	l	0,000
Netto el ud	MJ	612
Netto varme ud	MJ	2164

1.3.6.9 Transport af forbehandlet affald og rejekter

Transport af rejekt og evt. forbehandlet affald fra forbehandling til biogasfællesanlæg samt transport og udbringelse af gødningsfraktion beregnes udfra givne transportafstande og udfra mængder af gødning produceret i biogasfællesanlægget. Transport har et forbrug af dieselolie og derfor opstår et bidrag til emissionen af drivhusgasser. Transporter og afstande, der tages højde for i systemet, ses i Tabel 1-5. Brændselsforbruget beregnes vha. UMIP databasen for lastbiler af 2 forskellige størrelser, samt en middelværdi. Tabel 1-24 viser brændselsforbruget i liter diesel olie per kg affald transporteret per km.

Tabel 1-24:
Brændselsforbrug til transporter (UMIP; 1998, bemærk 40 % lastudnyttelse på lille lastbil og 70 % lastudnyttelse på stor lastbil)

Transport, dieselforbrug		2 ton/læs	16.5 ton/læs	Default transportmetode
	enhed	lille lastbil landevej	stor lastbil landevej	Middel
Råolie, brændsel	l/kgkm	1,15E-04	2,43E-05	6,98E-05

Tabel 1-25 viser beregningerne, hvor mængderne der transporteres hentes ind og multipliceres med brændselsforbruget vist i Tabel 1-24.

Tabel 1-25:
Beregninger af brændselsforbrug til transport

Transporter	Transport fra-til	Mængde kg	Mængde navn	Afstand km	Afstand navn	Olieforbrug l olie
Fra forbehandling til biogasanlæg	B-C	590	C1	0	km_bc	0,00
Rejekt fra forbehandling til fobrænding	B-F	410	F2	25	km_bf	0,71
Flydestof mv. fra biogasanlæg til forbrænding	C-F	6	F3	25	km_cf	0,01
Afgasset fast stof til forbrænding	D-F	174	F1	25	km_df	0,30
Gødningsvæske fra efterseparering til jordbrug	D-G	324	G1	10	km_dg	0,23
Afgasset fast stof til jordbrug	D-I		I1	0	km_di	0,00
Bundfald til deponering	D-K	4	K1	0	km_dk	0,00
Total	1509			17987		1,26

1.3.6.10 Allokering af energi

Der kan i modellen vælges 3 typer af metoder for allokering mellem elproduktion og varmeproduktion. Energimetoden tager hensyn til energiindholdet (kvantiteten) og betragter således ikke kvaliteten. Dvs. el og varme vægtes lige. Exergimetoden er en kvalitetsbetragtning (exergi), hvor el betragtes som energi af højere kvalitet. Ved metoden varmevirkningsgrad tildeles hele fordelen ved samproduktion af el og varme til varmeproduktionen, idet der antages, at elektricitet skal produceres under alle omstændigheder, og varmen er således bare et biprodukt (Energi E2, 2000). Tabel 1-26 viser energibehovet og udvalgte emisioner ved produktion af en MJ energi i form hhv. el og varme.

Tabel 1-26:
Metoder til allokering af energiproduktion (Energi E2, 2000, Emissioner mærket med ^* anvendes ikke i beregninger)

Allokerings- metoder til energi		Energimetoden	Exergimetoden	Varmevirknings- grad
	enhed	EL	EL	EL
Kul	g/MJ	27,5	35,6	41,7
Olie	g/MJ	1,4	1,7	1,9
Naturgas	g/MJ	7,8	10,0	11,7
Orimulsion	g/MJ	12,8	16,4	19,2
Biomasse	g/MJ	0,8	1,1	1,4
Affald	g/MJ	4,2	5,3	6,1
Energi ind total	MJ/MJ	1,4	1,8	2,1
Emissioner
CO2	g/MJ	119,7	147,5	177,8
SO2 *	g/MJ	0,3	0,3	0,4
NOX *	g/MJ	0,2	0,3	0,4
		Energimetoden	Exergimetoden	Varmevirkningsgrad
		VARME	VARME	VARME
Kul	g/MJ	27,5	17,2	9,2
Olie	g/MJ	1,4	0,8	0,6
Naturgas	g/MJ	7,8	4,7	2,5
Orimulsion	g/MJ	12,8	8,1	4,2
Biomasse	g/MJ	0,8	0,6	0,3
Affald	g/MJ	4,2	2,5	1,4
Energi ind total	MJ/MJ	1,4	0,9	0,5
Emissioner
CO2	g/MJ	119,7	71,7	32,2
SO2 *	g/MJ	0,3	0,2	0,0
NOX *	g/MJ	0,2	0,1	0,1

1.3.7 Resultater fra modelberegninger

1.3.7.1 Antagelser

I arket .Forudsætninger, niveau 2. opgøres de antagelser, der er gjort i det pågældende system. Arket har til formål at kontrollere og give overblik over det system, der system valgt. De antagelser, der kan kontrolleres er, Tabel 1-27:

	Kildesorteringskriterier
	Mængder til forbehandling og bioforgasning
	Mængder direkte til forbrænding
	Forbehandlingsmetode
	Mængder til biogasanlæg samt teknologi
	Energianlæg og produceret metan
	Forbrændingsanlæg
	Mængder og type efterlagring
	Mængder og anvendelse af evt. fiberfraktion
	Indsamlingsområde
	Transportmetode
	Energiallokeringsmetode

Tabel 1-27
System antagelser

Systembeskrivelse
Anvendte teknologier og deraf følgende massestrømme			Overført data
Procesbeskrivelser	Enhed	Værdi	Navn	Bemærkning, kilde
A: kildesortering	kg	1000	Kildesortering som i København, papirposer	Kildesortering, Metode 1
B: Forbehandling	kg	900	Hydraulisk skruepresse	Forbehandling, Metode 2
C: biogasanlæg	kg	513	Herning, termofil, ingen efterseparering	Biogasanlæg, Metode 2
E: Biogasenergianlæg	m3 CH4	45	Herning, el+varme	Energianlæg, Metode 2
F: Forbrændingsanlæg, direkte	kg	100	Kraftvarme anlæg	Forbrændingsanlæg, Metode 1
G: Lagring af gødningsvæske	kg	427	Lagring med låg og opsamling og	Lagring af gødningsvæske, Metode 2
H: Anvendelse af fiberfraktion	kg	0	Anvendelse på mark	Anvendelse af fiberfraktion, metode 1
S: Indsamlingsområde	-		Blandet bebyggelse
T: Transport	-		Default transpotrmetode	Transport, Default
U: Energiproduktion	-		Exergimetoden	Miljødeklaration, metode 2

1.3.7.2 Massestrømme

Massestrømme vises i arket under samme navn. Her er der mulighed for at se strømmene for affaldet igennem systemet både i tabelform og i grafisk form. I tabellen ( ) vises alle kemiske stoffer som er parameteriseret under affaldskarakterisering. Grafisk kan følgende parametre følges: våd vægt affald

	TS
	VS
	H2O
	N
	P og
	K

Figur 1-3 viser som eksempel massestrømmene i våd vægt, og heraf kan ses hvilke mængder der føres rundt i affaldssystemet. Figur 1-4 viser som eksempel massestrømmene for kvælstof, hvoraf det kan ses, hvor stor en mængde af den potentielle næringsværdi, der ender som gødning på landbrugsjorden.

Tabel 1-28:
Massestrømme for hver substans i de enkelte enhedsprocesser i affaldssystemet

Se her!
   

Se her!

Figur 1-3:
Eksempel på massestrømme, våd vægt, for 1000 kg kildesorteret organisk dagrenovation
   

Se her!

Figur 1-4:
Eksempel på massestrømme for kvælstof for 1000 kg kildesorteret organisk dagrenovation

1.3.7.3 Energistrømme

Produktion af el og varme bed behandling af organisk affald i et biogasanlæg (og forbrænding af restprodukter) erstatter el og varme produceret ved forbrænding af kul, naturgas mv. og indebærer derfor en besparelse i primære energikilder. Derfor angives det samlede resultat for driften af et biogassystem som negative værdier, dvs. negativt forbrug = besparelse af primære energikilder. Energistrømme bliver derfor beregnet i primære energikilder, dvs. el- og varmeforbrug og produktion bliver omregnet til energiindholdet i energikilderne, som kræves til indfyring ved et konventionelt kraftvarmeværk. Det betyder, at der tages højde for at el og varme har forskellig kvalitet , idet virkningsgraden på et konventionelt kraftvarmeværk er lavere for elproduktion end for fjernvarmeproduktion. Dette kræver dog, at man har valgt exergimetoden til allokering af energiproduktion. Vælges energimetoden , som vurderer kvantiteten af energi, skelnes der ikke mellem el og fjernvarme, og den primære energi til fremstilling af 1 MJ energi er ens for el og varme. Energistrømmene viser den energi, der bliver forbrugt og produceret under:

	Forbehandling af organisk dagrenovation
	Biogasanlægget inkl. energiproduktion fra biogasmotoren
	Efterlagring (dog altid 0, da der ikke kræves nogen energi, og den opsamlede gas antages ikke at blive brugt til energiproduktion)
	Energiforbrug sparet ved substitution af handelsgødning med gødningsvæske
	Forbrænding af rejekt, flydestof og affald der direkte er ledt til forbrænding
	Indsamling og transport af organisk dagrenovation, rejekter og andre restprodukter fra biogassystemet

Tabel 1-29:
Energibalance fra de involverede enhedsprocesser i affaldssystemet

Energi- forbrug og produktion		Forbe- hand- ling	Biogas anlæg	Lagring	Substi- tution af gød- ning	Forbræn- ding	Indsam- ling og tran- sport	I alt
El ind	MJ	35,64	45	0	0	143	0
Varme ind	MJ	0	108	0	0	0	0	0
Olie ind	l	0,00	0	0	0	0,00	10,20
El ud	MJ	0	599	0	168,5	756	0
Varme ud	MJ	0	740	0	0	2164	0
El netto ind	MJ	36	-554	0	-169	-612	0
Varme netto ind	MJ	0	-633	0	0	-2164	0
Primær energi resourcer ind	MJ	65	-1558	0	-305	-3006	366	-4439

1.3.7.4 CO₂-strømme

CO₂-strømmene viser opståede og undgåede emissioner af CO₂-ækvivalenter, som hovedsagligt er knyttet til energiforbrug og -produktion samt emissioner af uforbrændt metan fra biogasmotoren og ved åben efterlagring af gødningsvæske.

Kuldioxidstrømmene viser udledningen af CO₂-ækvivalenter fra:

	Energiforbruget til forbehandling af organisk dagrenovation
	Energiforbrug fra biogasanlægget inkl. energiproduktion fra biogasmotoren og udslip af uforbrændt metan
	Metanemissionen ved efterlagring
	Energiforbrug sparet ved substitution af handelsgødning med gødningsvæske
	Energiproduktion/forbrug ved forbrænding af rejekt, flydestof og affald, der direkte er ledt til forbrænding
	Indsamling og transport af organisk dagrenovation, rejekter og andre restprodukter fra biogassystemet

Tabel 1-30:
CO₂ emissioner fra de involverede enhedsprocesser i affaldssystemet

Emission af drivhus- gasser		Forbe- hand- ling	Biogas anlæg	Lagring	Substi- tution af gød- ning	Forbræn- ding	Indsam- ling og trans- port	I alt
El netto ind	MJ	36	-554	0	-169	-612	0
Varme netto ind	MJ	0	-633	0	0	-2164	0
Olie ind		MJ	0,00	0,00	0,00	0,00	365,69
CO2-udslip fra el	kg	5,26	-81,70	0,00	-24,86	-90,30	0,00
CO2-udslip fra varme	kg	0,00	-45,35	0,00	0,00	-155,06	0,00
CO2-udslip fra olieforbrug	kg	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	27,06
Metan udslip	kg	0,00	0,88	0,00	0,00	0,00	0,00
I alt CO2- ækviva- lenter	kg	5,3	-105	0,00	-24,9	-245	27,06	-343

1.3.7.5 Sammenligning af scenarier

I arket Resultat oversigt kan et sæt af scenarier sammenlignes. Ved klik på aktiveres en Microsoft Visual Basic makro ( Visresult ), og der udregnes energi og udslip af drivhusgasser for 4 typer kildesortering og 2 typer forbehandling samt resultatet for forbrænding af de 5 typer affald genereret fra kildesorteringskriterierne. Affald fra Grindsted er dog ikke forbehandlet på skruepresse eller rullesigte hvorfor fordelingen af affald ikke kendes. Appendix C viser koden for makroen Visresult . Tabel 1-31 og Tabel 1-32 viser resultaterne under de i Tabel 1-33 givne antagelser, som er ens for de beregnede scenarier.

Tabel 1-31:
Resultatoversigt for forbrug af energi for 5 typer affald, 2 typer forbehandling samt forbrænding

Se her!
    

Tabel 1-32:
Resultatoversigt for udslip af drivhusgasser for 5 typer affald, 2 typer forbehandling samt forbrænding

Se her!
   

Tabel 1-33:
Antagelser for scenarier som bliver sammenlignet i "Resultat oversigt"

Processbeskrivelser	Navn
C: biogasanlæg	Herning, termofil, ingen efterseparering	Biogasanlæg, Metode 2
E: Biogasenergianlæg	Herning, el+varme	Energianlæg, Metode 2
F: Forbrændingsanlæg	Kraftvarme anlæg	Forbrændingsanlæg, Metode 1
G: Lagring af gødningsvæske	Lagring med låg og opsamling og afbrænding af gasser	Lagring af gødningsvæske, Metode 2
H: Anvendelse af fiberfraktion	Default udspredning på jord	Anvendelse af fiberfraktion, default
S: Indsamling	Blandet bebyggelse	Indsamling, default
T: Transport	Default transpotrmetode	Transport, Default
U: Energiproduktion	Exergimetoden	Miljødeklaration, metode 2

Energiforbruget er opgjort i Tabel 1-31 i MJ primær energi, og resultatet kan derfor direkte omregnes til en råstofressource, evt. råolie. Tabel 1-34 beregner oliebesparelsen per person per år på scenarierne. ⁼

Eolie E/(Mtot affald)* affald.pers/(Hu.olie* .olie)
	hvor
	Eolie:	Energibesparelse opgjort i liter olie per person per år [l/pers/år]
	E:	Totale energiforbrug [MJ]
	Mtot affald:	Totale mængde kildesorteret organisk dagrenovation i scenarier [kg]
	affald.pers:	Mængden af kildesorteret organisk dagrenovation [kg/pers/år], Tabel 1-6
	Hu.olie:	Brændværdi for 1 kg olie [MJ/kg olie], Tabel 1-6
	rolie:	Vægtfylde for et kg olie [kg/l]

Tabel 1-34 viser som eksempel resultater for sparet energi opgjort i liter råolie per person per år som forbruges i affaldssystemet.

Tabel 1-34:
Sparet primær energi opgjort i liter råolie per person per år ved en given affaldsproduktion per person per år

System	Kilde- sortering	Forbe- handling	Energi, råressourcer liter olie per person
	metode	metode
Hovedstaden_Rullesigte	hovedstad	rullesigte	5,1
Hovedstaden_Skrue- separator	hovedstad	hydr.presse	5,0
Hovedstaden_Forbræn- ding	hovedstad	forbrænding	5,0
Kolding_Rullesigte	Kolding	rullesigte	5,4
Kolding_Skrueseparator	Kolding	hydr.presse	5,5
Kolding_Forbrænding	Kolding	forbrænding	5,5
Vejle_Rullesigte	Vejle	rullesigte	5,5
Vejle_Skrueseparator	Vejle	hydr.presse	5,5
Vejle_Forbrænding	Vejle	forbrænding	5,5
Ålborg_Rullesigte	Ålborg	rullesigte	5,4
Ålborg_Skrueseparator	Ålborg	hydr.presse	5,3
Ålborg_Forbrænding	Ålborg	forbrænding	5,1
Grindsted_biogas	Grindsted	-	5,7
Grindsted_fobrænding	Grindsted	forbrænding	5,4

 

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