Basisdokumentation for biogaspotentialet i organisk dagrenovation

3. Referencer

Bek nr. 49, 2000: Bekendtgørelse nr. 49 af 20/01/2000, Bekendtgørelse om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål (slambekendtgørelsen), Energi- og Miljøministeriet

Bek nr. 877, 1998: Bekendtgørelse nr 877 af 10/12/1998, Bekendtgørelse omerhvervsmæssigt dyrehold, husdyrgødning, ensilage m.v., Miljø- og Energiministeriet

Bundgaard, S; Carlsbæk, M; Juul, U; Ege Jørgensen, C, 1993: Jordbrugsmæssig værdi af produkter fra organisk dagrenovation, Arbejdsrapport nr. 64, Miljø- og Energiministeriet, Miljøstyrelsen

Christensen, Thomas H.; Jørgensen, Orla; Jansen, Jes la Cour, 2002: Datarapport om sammensætning og biogaspotentiale af kildesorteret organisk dagrenovation , udarbejdet for Miljøstyrelsen af Miljø & Ressourcer DTU, Danmarks Tekniske Universitet, PlanEnergi og Lunds Tekniska Högskola, 2002.

Energi E2, 2000: Livscyklusvurdering af dansk el og kraftvarme, Energi E2 a/s, Ekraft System, Elfor, Elsam, Eltra.

Eleazer, W.E., W.S. Odle, Y-S Wang and M.A. Barlaz, 1997: Biodegradability of municipal solid waste components in laboratory-scale landfills, Environmental Science & Technology, 31, 911-917

Energistyrelsen, 2001: Energistatistik 2000

Hauschild, M, Wenzel, H. (1997): Environmental assessment of products, vol 2: Scientific background, Chapham & Hall, London 1997

Herning Kommunale Værker, 1993: Behandling af kildesorteret dagrenovation på Sinding Biogasfællesanlæg

I/S Vestforbrænding, 2002: Grønt regnskab 2001, Glostrup

I/S Amagerforbrænding, 2001: Miljøredegørelse 2000, København

la Cour Jansen, 1996: Nordsjællands Biogasanlæg I/S, Uvildig undersøgelse af fremtidsperspktiverne for Nordsjællands Biogasanlæg, maj 1996

Lide, David R., 1992: Handbook of chemistry and physics, 73rd edition 1992-1993, CRC Press

Vrgoc, Marko; Hansen, Sune Balle; Forti, Massimo, 2002: Indledende kortlægning af affaldshåndteringssystemet i Århus Kommune, specialkursus v. Miljø & Ressourcer, DTU, Lyngby

Miljøstyrelsen, 2001: Orientering fra Miljøstyrelsen, nr. 14, Affaldsstatistik 2000, Miljøministeriet

Møller, H.; Baadstorp, L.; Ottosen, L. M.; Tønning,K.; Ørtenblad, H., 1999:

Miljøprojekt 386: Indsamling og anvendelse af organisk dagrenovation i biogasanlæg, Miljø, teknik og økonomi: Statusrapport, Miljø- og Energiministeriet. Miljøstyrelsen

Teknologisk Institut, 2001: SEEK, Simulering af Energiforbrug og Emissioner med variabel Køretøjskonfiguration, (EDB program)

Tønning, K; Ottosen, L.M.; Malmgren-Hansen, B; Petersen, C.; Skovgaard, M., 1997: Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, Genanvendelse af dagrenovation – miljømæssig og økonomisk vurdering, Arbejdsrapport nr. 85, Miljø- og Energiministeriet, Miljøstyrelsen

Wenzel, H; Hauschild, M.; Alting, L, 1997: Environmental Assessment of Products – vol. 1: Methodology, tools and case studies in product development, Chapham & Hall, London 1997

J. de Wit, B. Karl, M. Nielsen, P. G. Kristensen, 1998: Emission and Reduction of Organic Flue Gas Components from Lean-Burn Gas Engines, Danish Gas Technology Centre a/s, Denmark, International Gas Research Conference.

Tabelliste:

Tabel 1-1: Farvekode i model (kan ikke ses i sort/hvid print)
  
Tabel 1-2: Input af affaldsmængder
  
Tabel 1-3 Input for affaldstyper og metodevalg
  
Tabel 1-4: Input valg for affaldstyper og behandlingsteknologier
  
Tabel 1-5: Input af transportafstande
  
Tabel 1-6: Grundlæggende forudsætninger (Parametre mærket med * anvendes ej til beregninger)
  
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)
  
Tabel 1-8: Bebyggelsestyper og dieselforbrug for traditionel og separat affaldsindsamling
  
Tabel 1-9: Indsamlingsparametre til transport mellem indsamlingsområde og behandlingsanlæg
  
Tabel 1-10: Tekniske specifikationer for forbehandling
  
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)
  
Tabel 1-13: Tekniske specifikationer for biogasanlæg (bemærk opholdstiden for affaldet i reaktoren anvendes ikke pt. til beregninger i modellen)
  
Tabel 1-14: Beregning af bundfald og flydestof fra biogasanlægget (parametre mærket med * anvendes ikke til beregninger)
  
Tabel 1-15: Udgående strømme fra biogasanlæg
  
Tabel 1-16: Tekniske specifikationer for gasmotor
  
Tabel 1-17: Energiberegninger ved biogasanlægget
  
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)
  
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; * anvendes parametre ikke til beregninger)
  
Tabel 1-20: Definition på anvendelser af fiberfraktion
  
Tabel 1-21: Beregning af fiberfraktion til mark og forbrænding (eks. 50 % til jordbrug og 50 % til forbrænding)
  
Tabel 1-22: Tekniske specifikationer på forbrændingsanlæg
  
Tabel 1-23: Energiberegninger ved affaldsforbrænding
  
Tabel 1-24: Brændselsforbrug til transporter (UMIP; 1998, bemærk 40 % lastudnyttelse på lille lastbil og 70 % lastudnyttelse på stor lastbil)
  
Tabel 1-25: Beregninger af brændselsforbrug til transport
  
Tabel 1-26: Metoder til allokering af energiproduktion (Energi E2, 2000, Emissioner mærket med * anvendes ikke i beregninger)
  
Tabel 1-27: System antagelser
  
Tabel 1-28: Massestrømme for hver substans i de enkelte enhedsprocesser i affaldssystemet
  
Tabel 1-29: Energibalance fra de involverede enhedsprocesser i affaldssystemet.
  
Tabel 1-30: CO2 emissioner fra de involverede enhedsprocesser i affaldssystemet
  
Tabel 1-31: Resultatoversigt for forbrug af energi for 5 typer affald, 2 typer forbehandling samt forbrænding
  
Tabel 1-32: Resultatoversigt for udslip af drivhusgasser for 5 typer affald, 2 typer forbehandling samt forbrænding
  
Tabel 1-33: Antagelser for scenarier som bliver sammenlignet i Resultat oversigt
  
Tabel 1-34: Sparet primær energi opgjort i liter råolie per person per år ved en given affaldsproduktion per person per år
  
Tabel 2-1: Kemisk karakterisering af organisk dagrenovation fra Hovedstadsområdet
  
Tabel 2-2: Fordeling af kemiske parametre ved forbehandling til bioforgasning, værdi angiver andelen mellem 0 og 1 af parameteren, som føres i den forbehandlede biomasse til bioforgasning. Den resterende del af parameteren op til værdi 1 antages at bliver ført med rejekt til forbrænding
  
Tabel 2-3: Teknologier i affaldssystemet gældende for referencescenario
  
Tabel 2-4: Indsamlingsområde og dieselforbrug (Interne oplysninger DTU, 2002)
  
Tabel 2-5: Tekniske specifikationer ved biogasanlæg
   
Tabel 2-6: Tekniske specifikationer ved biogasmotor
  
Tabel 2-7: Tekniske specifikationer for affaldsforbrændingsanlæg
  
Tabel 2-8: Energideklaration for exergi allokeringsmetode (Energi E2, 2000)
  
Tabel 2-9: Resultater for energi og udslip af drivhusgasser for reference scenario (1000 kg)
  
Tabel 2-10: Næringssalte tilført landbrugsjord i referencescenario samt andele af potentiale i kildesorteret organisk affald
  
Tabel 2-11: Mængder, TS og VS i referencescenario og i scenario 1
  
Tabel 2-12: Resultater fra scenario 1: Ændrede kildesorteringskriterier
  
Tabel 2-13: Indsamlingsområde og dieselforbrug i scenario 2
  
Tabel 2-14: Resultater fra scenario 2: Energiforbrug i indsamlingen
  
Tabel 2-15: Indsamlingsområde og dieselforbrug i scenario 3
  
Tabel 2-16: Resultater fra scenario 3, transportafstand til biogasanlæg
  
Tabel 2-17: Tekniske specifikationer ved biogasanlæg i scenario 4
  
Tabel 2-18: Resultater fra scenario 4: Øget biogasproduktion
  
Tabel 2-19: Tekniske specifikationer ved biogasmotor i scenario 5
  
Tabel 2-20: Resultater fra scenario 5: Energiproduktion af biogas
  
Tabel 2-21: Tekniske specifikationer ved biogasmotor i scenario 6
  
Tabel 2-22: Resultater fra scenario 6: Reduceret metanudslip fra gasmotor
  
Tabel 2-23: Tekniske specifikationer for efterlagring af gødningsvæske i sc. 7
  
Tabel 2-24: Resultater fra scenario 7: Øget metanudslip fra efterlagring
  
Tabel 2-25: Tekniske specifikationer for affaldsforbrændingsanlæg i scenario 8.
   
Tabel 2-26: Resultater fra scenario 8, energiproduktion ved forbrænding
  
Tabel 2-27: Energideklaration for exergi allokeringsmetode for scenario 9 og 10 (Energi E2 og Energistyrelsen, 2002).
  
Tabel 2-28: Resultater fra scenario 9, energiproduktion ved kul.
  
Tabel 2-29: Resultater fra scenario 10, energiproduktion ved naturgas.
  
Tabel 2-30: Kemisk sammensætning af affald indsamlet i Hovedstadsområdet, Kolding, Vejle, Ålborg og Grindsted (beregnet på grundlag af Christensen, m.fl., 2002).
  
Tabel 2-31: Fordeling af kemiske parametre ved forbehandling til bioforgasning, værdi angiver andelen mellem 0 og 1 af parameteren, som føres i den forbehandlede biomasse til bioforgasning. Den resterende del af parameteren op til værdi 1 antages at bliver ført med rejekt til forbrænding (beregnet på grundlag af Christensen, m.fl., 2002).
  
Tabel 2-32: Resultater fra sammenligning af affaldssammensætninger.
 

Figurliste:

Figur 1-1: Grundprincip ved bioforgasning af kildesorteret organisk affald i Danmark.
Figur 1-2: Procesdiagram i model af biogasproduktion (ikke fuldendt og kun som eksempel.
   
Figur 1-3: Eksempel på massestrømme, våd vægt, for 1000 kg kildesorteret organisk dagrenovation.
  
Figur 1-4: Eksempel på massestrømme for kvælstof for 1000 kg kildesorteret organisk dagrenovation.
  
Figur 2-1: Scenarier og beregninger.
  
Figur 2-2: Massestrømme for våd vægt for reference scenario b). Figuren viser at rejektmængden er på ca. 44 % og at biogassen udgør 88 kg per ton kildesorteret organisk dagrenovation til biogasanlæg. Der føres 444 kg til forbrænding og 464 kg gødningsvæske til landbruget.
   
Figur 2-3: Massestrømme for TS for reference scenario b). Figuren viser at rejektmængden er på ca. 47 % på TS basis og at biogassen udgør 88 kg TS per ton kildesorteret organisk dagrenovation til biogasanlæg. Der føres 141 kg TS til forbrænding og 69 kg TS i gødningsvæske til landbruget.
Figur 2-4: Massestrømme for vand for reference scenario b). Størstedelen af vand i kildesorteret organisk dagrenovation føres med gødningsvæsken til landbruget. Der føres dog en stor del, ca. 300 kg, fra forbehandlingen til forbrænding.
Figur 2-5: Massestrømme for VS reference scenario b). 88 kg VS omsættes til biogas og 36 kg føres videre ikke nedbrudt til landbruget. 125 kg VS føres fra forbehandling til forbrænding.
  
Figur 2-6: Massestrømme for kvælstof for reference scenario b). Knap6 kg kvælstof, N, som udgør ca. 56 %; føres til landbruget, hvor de resterende 44 % føres fra forbehandling til forbrænding. Der tages ikke i massestrømmene hensyn til afdampning af kvælstof i form af ammoniak.
  
Figur 2-7: Massestrømme for fosfor for reference scenario b). Fosfor fjernes i højere grad ved forbehandling end kvælstof og derfor føres kun ca. 39 % videre til landbrugsjorden, hvor de resterende 61 % føres fra forbehandling til forbrænding. Det skyldes fordelingen ved forbehandling ved forbehandling b), se Tabel 2-2.
  
Figur 2-8: Massestrømme for kalium for reference scenario b). Fordelingen af kalium følger billedet fra kvælstof strømmene. Ca. 55 % af det tilstedeværende kalium i kildesorteret organisk dagrenovation føres til landbrugsjorden.
  
Figur 2-9: Energiforbrug og emissioner af drivhusgasser for referencescenariet for bioforgasning med 5 typer forbehandling og forbrænding.
   
Figur 2-10: Referencescenario for primær energiforbrug angivet i MJ primær energi for hver enkelt delproces i affaldssystemet. Positive værdier er udtryk for et forbrug, mens negative værdier er udtryk for et undgået forbrug af primære energiressourcer fra energiproduktion i systemet.
   
Figur 2-11: Massestrømme for scenario 1b, ændret kildesortering. Det ses at 100 kg føres uden om forbehandling og 900 kg føres til forbehandling.
   
Figur 2-12: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 1: Ændret kildesortering. Både de undgåede energiressourcer og emission af drivhusgasser øges i scenario 1 i forhold til referencescenariet
  
Figur 2-13: Energiforbrug ved reference scenario og scenario 1: Ændre kildesorteringskriterier.
  
Figur 2-14: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 2, indsamling. Det mindre dieselforbrug i scenario 2 forbedrer resultaterne marginalt i forhold til referencescenariet.
  
Figur 2-15: Energiforbrug ved reference scenario og scenario 2. Energi til indsamling næsten halveres i scenario 2 i forhold til referencescenariet.
  
Figur 2-16: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 3 i forhold til referencescenariet: Transportafstande til biogasanlæg. Resultaterne er forringede pga. den større kørselsafstand fra indsamlingsområde til biogasanlægget.
  
Figur 2-17: Energiforbrug ved reference scenario og scenario 3. Energiforbruget til indsamling er næsten fordoblet forhold til referencescenariet, ellers er de øvrige delprocesser uændrede.
  
Figur 2-18: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 4, øget nedbrydningsgrad af glødetab. Resultaterne forbedres i forhold til referencescenariet pga. den øgede nedbrydning af VS.
  
Figur 2-19: Energiforbrug ved reference scenario og scenario 4. Energiproduktion ved biogasanlægget øges i forhold til referencescenariet, men hvor de øvrige delprocesser er uændrede.
 
Figur 2-20: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 5, energiproduktion ved biogasmotor. Resultaterne i forhold til referencescenariet er væsentlig forringede pga. den lavere udnyttelsesgrad af biogassen.
  
Figur 2-21: Energiforbrug ved reference scenario og scenario 5. Den lavere energivirkningsgrad ved gasmotoren er årsagen til den lavere produktion.
   
Figur 2-22: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 6: Reduceret metanudslip ved gasmotor. Energiproduktionen er uændret i forhold til referencescenariet. Resultatet for drivhusgasser er marginalt forbedret pga. den lavere emission af uforbrændt metan fra gasmotoren.
  
Figur 2-23: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 7: Øget metanudslip ved efterlagring. De undgåede emissioner af drivhusgasser mindskes i forhold til referencescenariet ved en ukontrolleret åben lagring af gødningsvæske.
  
Figur 2-24: Emission af drivhusgasser for scenario 7 og for referencescenariet. Efterlagring af gødningsvæske medfører et betydelig bidrag til emission af drivhusgasser, hvorved resultatet for drivhusgasser forringes
  
Figur 2-25: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 8, energiproduktion ved forbrændingsanlæg. Resultaterne for alle behandlinger forringes væsentligt i forhold til referencescenariet pga. den mindskede energivirkningsgrad ved forbrænding. Ændringen er størst for forbrændingsscenariet f og for biogasscenario 8, hvor der er en stor mængde rejekt.
  
Figur 2-26: Energiforbrug ved scenario 8, energiproduktion ved forbrændingsanlæg. Energiproduktionen ved forbrænding forringes væsentligt ved et varmtvandsanlæg i forhold til et kraftvarmeanlæg.
  
Figur 2-27: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser for scenario 9, energiproduktion ved kul. De undgåede emissioner af drivhusgasser øges væsentligt i forhold til referencescenariet pga. substitution af energi baseret udelukkende på kul, som har en stor emission af CO2 per energienhed
  
Figur 2-28: Energiforbrug og udslip af drivhusgasser ved scenario 10, energiproduktion ved naturgas. De mindskede undgåede emissioner af drivhusgasser opstår fordi, naturgas har en lavere emission af CO2 per energienhed end gennemsnitlige danske energiproduktion. Energiresultaterne er dog ikke ændret
 
Figur 2-29: Samlet oversigt over energiforbrug per 1000 kg kildesorteret organisk dagrenovation for bioforgasning med forbehandling på skrueseparator for referencescenariet samt for 10 forskellige scenarier.
   
Figur 2-30: Energiforbrug og emissioner af drivhusgasser per ton affald indsamlet i for bioforgasning med 2 typer forbehandling for 4 typer affald samt for Grindsted uden forbehandling og forbrænding for alle områder.
  
Figur 2-31: Energiforbrug fordelt på delprocesser for bioforgasning med 2 typer forbehandling og forbrænding per ton affald indsamlet i de 5 områder.
  
Figur 2-32: Emission af drivhusgasser fordelt på delprocesser for bioforgasning med 2 typer forbehandling og forbrænding per ton affald indsamlet i de 5 områder.
  
Figur 2-33: Energiforbrug opgjort i liter råolie per ton for bioforgasning med 2 typer forbehandling og forbrænding for affald indsamlet i de 5 områder.