|
Madaffald fra storkøkkener
Bilag 3: UdrådningsforsøgUdrådningstest på Storkøkkenaffald. Indledning: En vigtig del af undersøgelsen går ud på at vurdere forskellige typer forbehandling i forbindelse med omsætningshastighed og omsætningsgrad af det organiske stof. Indsamling af affaldet Ved visuel vurdering blev det konstateret, at hvert enkelt læs virkede homogent. Det vurderes derfor, at det har været realistisk, at udtage repræsentative prøver. I hvert læs kan der være enkelte elementer, som ikke er opblandet fx halve appelsinskaller, østersskaller, større grisekyllingeben. Men selvom disse elementer fremtræder tydeligt i den ellers homogene ”suppe” vurderes elementerne kun at udgøre en meget lille procentdel af den samlede mængde affald. Ved sammenblanding af de tre prøver vurderedes det derfor, at der kan udtages een repræsentativ prøve til undersøgelsen. Forbehandling af prøve På trods af de få større stykker må det konkluderes, at det var muligt at udtage en homogen prøve til videre analyse. Opsætning af forsøg
Desuden sættes der en prøve over med destilleret vand som kontrol af gaspotentiale i podemateriale. Der sættes således 12 (4 x 3) batch flasker over til udrådningstesten. Der er målt TS/VS på prøverne med følgende resultat: TS = 220,65 g/kg Gaspotentialet af det undersøgte affald bestemmes som forskellen i den methan der er produceret i henholdsvis batch med affald og kontrolbatch. Methanproduktionen sættes i forhold til den tilførte mængde VS i det undersøgte affald. Gaspotentialet får følgelig enheden [ml CH4/gVS tilført] . Podemateriale stammer fra en laboratorium kontrol reaktor, hvor der anvendes kvæggylle i en CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Temperaturen er 55 °C og opholdstiden 15 dage. Test Tabel 1: Test parametre og opnåede resultater
Forløbet af udrådningstesten ses grafisk i figur 1, hvor hver enkelt kurve repræsenterer gennemsnittet af tre uafhængige batch. Der er kontinuerligt fratrukket den mængde methan, der er produceret i kontrolbatch: Ved en efterfølgende undersøgelse af den organiske sammensætning af affaldet er der opnået følgende analyseresultater: Tabel 2: Sammensætning af det organiske materiale og vurdering af det teoretiske gaspotentiale
Ud fra analyseresultater af det organiske materiales sammensætning er det muligt at beregne et teoretisk biogaspotentiale, som kan sammenlignes med de opnåede resultater i batch forsøget. Ved sammenligning ses det, at der opnås udrådning svarende til mere end 100% af det organiske materiale. Det betyder umiddelbart, at det ikke er muligt at drage konklusion om gaspotentiale alene på grundlag af analyseresultater, hvor methanmålingen opfattes som den direkte måling af, hvad der reelt kan produceres på en given affaldstype. Det høje gaspotentiale fundet i udrådningstesten er et udtryk for en reel methandannelse, hvilket derfor må stamme fra forskel i udrådning af podemateriale mellem kontrol og prøver med affald. Det vurderes derfor, at der opstår synergi effekt mellem podemateriale og tilsat affald. Det betyder, at der opnås bedre udnyttelse af restpotentiale fra podematerialet i de prøver med storkøkkenaffald end de prøver, hvor der kun er tilsat vand som kontrol. Det kan ikke udelukkes, at der kan være sket en ændring i den organiske sammensætning mellem udtaget prøve til batch og den senere analyse af oprindelig prøve. Prøven har dog været nedfrosset, og er sendt til Eurofins i frossen tilstand og analyse er påbegyndt dagen efter afsendelsen. Fx vil ændring af fordelingen mellem kulhydrat kunne påvirke gaspotentialet. Det anvendte podemateriale er taget fra en reaktor med kvæggylle som input materiale. Den højere gasproduktion på grundlag af synergi effekt vil derfor kun kunne forventes i anlæg, hvor der netop ikke tilføres andet form for organisk materiale end gylle. Det kan ikke umiddelbart konkluderes, at den samme effekt opnås i biogasfællesanlæg, hvor der tilsættes mange forskellige typer affald og der allerede findes effekt af samudrådning (co-digestion). For de tre indbyrdes test med storkøkkenaffald vil der dog være tale om den samme tilførsel af organisk materiale, hvorfor forskellen mellem disse prøver alene kan stamme fra forskel i forbehandling. Denne øgede effekt vurderes derfor også at kunne opnås på biogasfællesanlæg ved forbehandling af storkøkkenaffald. Ved en realistisk vurdering burde der ikke være forskel på de to behandlede prøver (hygiejniseret og tryksteriliseret), hvilket derfor mest skal vurderes som en indikation af usikkerhedsniveauet ved bestemmelsen end en reel forskel i forbehandlingsmetoden. Man kan dog ikke udelukke, at den højere temperatur i tryk sterilisationen evt. medfører, at flygtige organiske forbindelser overgår fra væskefasen til gasfasen og derved tabes som biogaspotentiale. På grundlag af de opnåede resultater vurderes det således, at der kan opnås op mod 10 – 15% forbedret biogasproduktion af storkøkkenaffald, hvis der sker en thermisk forbehandling af affaldet. Ved sammenligning af kurveforløbet fra de tre udrådningsforsøg ses det tydeligt, at der efter ens omsætning af det let omsætteligt organisk materiale sker en bedre udnyttelse af svært nedbrydeligt organisk materiale i de to forsøg med forbehandlet affald, formentlig på grund af en bedre enzymatisk hydrolyse. Konklusion I testen er det undersøgt, om der sker ændringer af biogaspotentialet, når der sker hygiejnisering som forbehandling af affaldet. Der er opnået følgende biogaspotentialer i forsøget:
Ud fra resultaterne konkluderes det, at der kan opnås et højere methanudbytte af storkøkkenaffaldet ved thermisk forbehandling i forhold til ubehandlet affald. Det øgede udbytte vurderes til at være i omkring 10 %, hvor det især er den hydrolyserbare fraktion af organisk materiale, der udnyttes bedre. Der er uoverensstemmelse mellem det faktiske biogaspotentiale målt i udrådningstesten og det teoretisk beregnede biogaspotentiale. Det vurderes, at forskellen opstår på grund af bedre udnyttelse af restpotentiale i podemateriale for de prøver der indeholder storkøkkenaffald i forhold til kontrol batch. Samtidig kan det ikke afvises, at der er sket mikrobiel omsætning i den prøve, hvor den organiske sammensætning er målt, da undersøgelsen er foretaget efter, at der har været udtaget prøver til gaspotentiale og interne analyser på DTU.
Kritisk gennemgang af projektet”Alternative muligheder for disponering af madaffald fra storkøkkener”. Af Per Christensen, Professor Som aftalt med Miljøstyrelsen og NIRAS A/S har der været foretaget en løbende og interaktiv kommentering på projektet om ”Alternative muligheder for disponering af madaffald fra storkøkkener”, hvor der er foretaget en livscyklusscreening af forskellige scenarier for håndtering af storkøkkenaffaldet. Projektet startede op i forsommeren 2002, og gennem specielt september og oktober deltog jeg i en række møder omkring projektets tilrettelæggelse og beskrivelse af de systemer, der skulle arbejdes med. I den forbindelse blev en række emner diskuteret, og resultaterne af disse diskussioner fremgår af den færdige rapport. Disse emner berøres i det følgende sammen med reviewet af den færdige rapport. Formålet med projektet er at få belyst og vurderet de miljø- og energimæssige forhold ved fremtidige disponeringsmuligheder for madaffald for storkøkkener, hvor alternativerne; biogas, kompostering og forbrænding er udvalgt til nærmere analyse. Projektet skal danne baggrund for og være input til den fremtidige regulering af affaldshåndteringen fra de nævnte storkøkkener. Målgruppen for projektet er således Miljøstyrelsen og andre eventuelle interessenter blandt storkøkkener, driftsanlæg, affaldsselskaber og disses professionelle organisationer. Afgrænsningen af den funktionelle enhed og beskrivelsen af de systemer, der regnes på, er anset for at være velbegrundede. Systembeskrivelserne tager selvfølgelig udgangspunkt i, at der skal beskrives realistiske fremtidige systemer, som derefter skal miljøvurderes. I systemafgrænsningerne udelades i enkelte tilfælde miljøomkostningerne ved anlæg eller frembringelse af andre input. Der argumenteres imidlertid for, at dette er af mindre betydning for den samlede vurdering, og i en del tilfælde kan dette oven i købet begrundes ud fra andre foretagne miljøvurderinger. I flere tilfælde er der indhentet konkrete oplysninger om miljøeffekter fra processer, der ikke tidligere har været beskrevet, som f.eks. spandevask og indhentet ny information om f.eks. biogaspotentialet ved hygiejniseret storkøkkenaffald. Derudover har vi undervejs i processen endvidere diskuteret, hvordan man skulle håndtere merudvaskningen fra tilbageføringen af afgasset storkøkkenaffald til landbrugsjorden. De datakilder, der benyttes, anses for at være så nye, som det på det foreliggende grundlag har været muligt. De beskriver med andre ord i de fleste tilfælde state-of-the-art viden på områderne, men dermed også i de fleste tilfælde velbeskrevne teknologier. For biogaspotentialet er der dog taget udgangspunkt i de nye erfaringer med hygiejniseringens virkning. For en lang række af de data, der bruges omkring transport, effekter af fortrængningen af N- og P-gødning i landbrugssystemet, tages der udgangspunkt i data fra eksisterende kilder/databaser. De foretagne opgørelser må dermed anses for at være state-of-the-art i forhold til beskrivelsen af miljøpåvirkningerne fra sådanne systemer, hvor der indgår organiske fraktioner. I afgrænsningen af systemerne foretages der enkelte allokeringer, blandt andet den klassiske omkring substitueringen af el- og varmeproduktion fra konventionelle kraft/varmeværker. Det skønnes, at disse er lavet fuldt forsvarligt, idet der er taget udgangspunkt i de forslag til allokeringer, der er angivet i ELSAM’s projekt om LCA på danske energiformer (ELSAM A/S: Livscyklusvurdering af dansk el og varme, 2000). Det kunne dog her have været på sin plads at inddrage nyere overvejelser omkring brugen af ”systemudvidelse” til løsning af allokeringsproblemet som foreslået af Bo Weidema, men det har ikke været skønnet muligt inden for den tidsramme, der er til rådighed, lige såvel som denne metode stadig er i sin vorden og dermed ikke gængs praksis. Gennemførelsen af beregningerne er foretaget i SimaPro med delvis anvendelse af data fra nogle af de medfølgende databaser. Derudover er der hentet data ind fra danske databaser (UMIP). Brugen af SimaPro forekommer berettiget som det eneste reelle alternativ til UMIP’s beregningsværktøj i dag. Rent metodisk er der dog taget udgangspunkt i UMIP-metoden, med brug af dens karakterisering og normalisering, da disse beregningsmåder i dag er mulige at anvende i SimaPro. Projektet følger på denne måde gængs praksis i Danmark i dag. En række af de beregningsgange, der er foretaget i de enkelte scenarier, er efterprøvet, og der er ikke umiddelbart fundet fejl i den færdige version af rapportens analyser, udover hvad der kan tilskrives de sædvanlige uheldige småfejl i UMIP-databasen. Opstillingen af resultaterne af livscyklusscreeningen i rapportens kapitel 12 kunne vinde ved en ganske kort opsummering af hovedtendenserne i det pågældende scenaries miljøbelastninger, inden man går over til at beskrive, hvilke processer der bidrager til de enkelte miljøeffekter. Er det betimeligt, at alle miljøeffekter og ressourceforbrug beskrives for hvert scenarie, også selv om der ikke er ret store effekter? I kapitel 12.6, hvor de 5 scenarier sammenlignes, foretages en sober konklusion på de 5 scenarier, med hensyn til såvel miljøeffekter, som ressourceforbrug og affaldsdannelse. De sammenfattende konklusioner vurderes at være sobre og i overensstemmelse med opgørelser og vurderinger, der er foretaget i rapporten. En diskussion af at foretage en vægtet (men ikke direkte adderet) opgørelse af miljøeffekter og ressourceforbrug kunne være taget, ihukommende at der til stadighed er debat om betimeligheden af netop dette skridt i vurderingen af resultaterne fra en LCA. Der kunne i forlængelse heraf også være foretaget en vurdering af, om de valgte vægtningsfaktorer har nogen betydning for det endelige resultat. Vurderingen af resultaterne er understøttet af en følsomhedsvurdering. I denne medtages de væsentligste processer, der kan afstedkomme, at nogle af de dragne konklusioner ikke kan holde vand. Følsomhedsvurderingen vurderes at være foretaget på de væsentligste processer, der vil kunne rykke det samlede resultat af livscyklusscreeningen; nemlig gasproduktionens størrelse, udslip af methan og lattergas fra biogasløsninger, ammoniakfordampning og N-udvaskning fra samme, transport og endelig energiproduktion fra forbrændingsanlæg. Med så mange faktorer følsomhedsvurderet kan det være svært at holde et overblik, men det synes jeg lykkes ganske godt med den opstillede tabel i figur 13.1, hvor den parvise sammenstilling af scenarier muliggør, at man kan se, hvilke faktorer der kan medvirke til, at konklusionerne på livscyklusscreeningen forrykker sig. Opsummeringen af følsomhedsvurderingens mulige betydning for resultaterne findes også at være meget sober. I den foreliggende rapport savner jeg måske en samlet konklusion, der inddrager såvel konklusion (fra kapitel 12) som den foretagne følsomhedsvurdering. Kilder:Affaldsteknologi, Thomas H. Christensen, 2001 Baumwal, Mogens, NIRAS, personlig kommunikation, 2002 Bates, personlig kommunikation, 2002. Birkemose, Thorkild, Landskontoret for Planteavl, personlig kommunikation 2002 BUWAL 250, Ökoinventare für Verpackungen Schiftenreihe Umwelt, 1996, Bern Cimbria, personlig kommunikation med Per Thostrup, 2002 Cowi, Miljøstyring og transport, Håndbog for små og mellemstore virksomheder, 2002 Dansk Gasteknisk Center, kommunikation med Per G. Kristensen, 2002 Deutz Jernbacher, Materiale om biogasmotorer, 2002. DFF, 2002, Interview med Karl Helmer fra Dansk Fjernvarme Forening DJF rapport Husdyrbrug nr. 36, S.G. H.D. Poulsen, CF. Børsting, H.B. Rom, S.G. Sommer, Kvælstof, fosfor og kalium i husdyrgødning – normtal 2000. November 2001. DJF Rapport nr. 31 Husdyrbrug, Sven G. sommer, Henrik B. Møller & Søren O. Petersen, ”Reduktion af drivhusgasemission fra gylle og organisk affald ved biogasanlæg, Juli 2001. DJF rapport Husdyrbrug nr. 36, S.G. H.D. Poulsen, CF. Børsting, H.B. Rom, S.G. Sommer, Kvælstof, fosfor og kalium i husdyrgødning – normtal 2000. November 2001. DTU, 2002. Basisdokumentation for biogaspotentiale af organisk husholdningsaffald, Miljøstyrelsen DTU-Biogasmodel: Modeldokumentation, scenarier og resultater Janus Torsten Kirkeby og Thomas H. Christensen, Mijø & Ressourcer Tore Hulgaard, Rambøll Elsam A/S m.fl. Livscyklusvurdering af dansk el og varme, 2000. Energistyrelsen, kommunikation med Søren Tafdrup, 2002 Energistyrelsen, 2002, EnergiData's kortserver (Online) tilgængeligt på http://www.ens.dk/sw337.asp , (download den 13. november 2002) Ernæring og Reproduktion, Indberetninger fra PNA og Kampas til Landsudvalget for svin – Afdeling for Ernæring og Reproduktion, København,2002 Eunomia Research & Consulting Ltd., Costs for Municipal Waste Management in the EU. EUROPA-PARLAMENTETS Og RÅDETS FORORDNING (EF) Nr. 1774/2002 af 3. oktober 2002 om sundhedsbestemmelser for animalske bi-produkter, som ikke er bestemt til konsum. Faldt, Ib, leverandør af vaskeanlæg, personlig kommunikation, 2002 Fødevareøkonomisk Institut 2002, Samfundsøkonomiske analyser af biogasfællesanlæg, Rapport nr. 136. Grønt regnskab fra Daka Ortved Hedegaard A/S, personlig kommunikation 2002. Hulgaard, Tore, Vurdering af miljøforhold ved forbrænding af organisk affald notat ,Rambøll, 2002 IDEMAT, 2001, Delft University of Technology. Institut for Produktudvikling m.fl., Udvikling af miljøvenlige industriprodukter, UMIP, 1996. Jeros 8130 Johnsen Høj, Jens, Landbrugets Rådgivningscenter, personlig kommunikation, 1995. Daka Ortved/Rovesta miljø I/S, Analyseblanket, 2002 MH Line, Miljødatablad for PE-pose, 1995 Koordineringsudvalget for biogasfællesanlæg, Biogas-handlingsplanen, baggrundsrapport nr. 8, 1991 Kromann, Lisbeth, Livscyklusbaserede miljøvurderinger af organiske restprodukter, 1996. Landskontoret for Pelsdyrrådgivning, brev af 5. juli 2002 fra Mikael Lassén. Mikkelsen, Bent Egberg, 1998, Miljøstyring i catering – teknologi, organisation, medarbejdere, Institut for Fødevareundersøgelser og Ernæring - Veterinær- og fødevaredirektoratet, Søborg Miljøstyrelsen, 1999, Affald 21 – Regeringens affaldsplan 1998 – 2004, Miljøstyrelsen, København Miljøstyrelsen, 2002a, Statistik for madaffald 2000, Miljøstyrelsen, København Miljøstyrelsen, 2002b – Aalborg Kommune m.fl., Indsamling af organisk affald fra boliger, små erhvervskøkkener og fødevareforretninger i Aalborg Kommune, 2002. Miljøstyrelsen, 2001a, Affaldsforbrænding i 2004 og 2008, mængder og kapaciteter, Miljøstyrelsen Miljøstyrelsen, 2001b, Statistik for behandling af organisk affald fra husholdninger, Miljøstyrelsen. Miljøstyrelsen, 2002, Effektiviseringspotentiale på forbrændingsanlæg og deponeringsanlæg i Danmark, Miljøstyrelsen. Miljøgodkendelse for nyt forbrændingsanlæg, 2002. PNA, personlig kommunikation, 2002. PNA, Gennemsnitligt sammensætning af madaffald, 2002. Ribe Amt, Forslag til Miljøgodkendelse af Affaldsforbrændingsanlæg i Esbjerg, 1999, Ribe. Statens Foderkontrol, 1982, Beregning af handelsfoderstoffernes energetiske værdi, Cirkulære Topholm, Hans, NIRAS, personlig kommunikation,1995 Trummer, Dore Ruth, Espergræde Andelsboligforening, personlig kommunikation, 2002. VVM-redegørelse for affaldsforbrændingsanlæg i Esbjerg, 1999 Vejleanlægget, personlig kommunikation, 2002. Vejle Komposteringsanlæg, energiopgørelse, 1994.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
