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

Madaffald fra storkøkkener

5 LCA-screening - systemafgrænsning og forudsætninger

I det følgende redegøres for hovedprincipperne i LCA-screening i relation til anvendelser af organiske restprodukter og i dette tilfælde madaffald fra storkøkkener.

En LCA-screening er i denne sammenhæng en metode til at beskrive og vurdere de energi, ressource- og miljømæssige forhold, der forekommer ved en given anvendelse af madaffaldet set i hele livscyklusforløbet. Det vil sige fra indsamling og transport af madaffald, anvendelse af madaffaldet, udnyttelse af den producerede gødning og energi, samt tilvejebringelse af energi og materialer til processer.

LCA-screeninger kan udarbejdes på forskellige detaljeringsniveauer. Som tidligere nævnt er udarbejdelse af deciderede livscyklusvurderinger ofte for tids- og ressourcekrævende. Det drejer sig derfor om at få identificeret de mest betydende områder samt at få klarlagt, hvilke områder der kan udelades eller behandles relativt overordnet, uden at det har væsentlig betydning for det samlede resultat. En væsentlig del af LCA-screeninger er derfor også at lave følsomhedsvurderinger for at sikre troværdigheden af resultaterne.

I relation til anvendelser af organiske restprodukter vil der typisk være 3 situationer, hvor en LCA-screening vil kunne anvendes:

  • LCA-screening af én anvendelsesmulighed m.h.p. at vurdere de medgåede ressource- og miljøbelastninger set i forhold til, hvad der kan spares af ressource- og miljøbelastninger ved, at madaffaldet går ind og substituerer noget energi og gødning.
     
  • Sammenlignende LCA-screening, hvor der sættes fokus på, hvilken af de opstillede anvendelsesmuligheder der er bedst ressource- og miljømæssigt set i livscyklusperspektiv. I dette tilfælde opgøres de forskelle, der er mellem løsningerne.
     
  • Endelig kan en LCA-screening anvendes til at udpege de mest belastende områder i livscyklusforløbet med henblik på at gennemføre nogle forbedringer.
     

I nærværende sammenhæng vil det være en sammenlignende LCA-screening, der vil være i fokus.

Der tages, som det fremgår af figur 5.1, udgangspunkt i det producerede madaffald. Set ud fra en renere teknologi tankegang bør mulighederne for at reducere den dannede affaldsmængde i princippet undersøges først, hvilket dog ligger udenfor dette projekts rammer. For hver løsningsmulighed vil der blive produceret et eller flere produkter på baggrund af madaffaldet. For at kunne opstille et konsistent system må der også ses på tilvejebringelse af de produkter, som erstattes/substitueres, når der sættes en given produktion i gang på baggrund af madaffaldet. De miljømæssige udvekslinger for de substituerede produkter fratrækkes i LCA-screeningerne for de pågældende løsningsmuligheder.

5.1 Overordnede principper for systemafgrænsning

Der er 3 overordnede forudsætninger for det samlede system. Det forudsættes, at det samlede forbrug af produkter fra systemet er konstant uanset anvendelse af restproduktet. Det vil sige, at det samlede forbrug af el, varme og gødningsstoffer forudsættes at være konstant (usikkerhed om græsningsarealer). Endvidere forudsættes det, at de ressourcer, der frigøres i det substituerede system, opgøres som sparede ressourcer. Der inddrages således ikke overvejelser om eventuelle nye anvendelser af disse. Den sidste overordnede forudsætning er, at den energi, som kommer fra solen (energiindholdet i madaffaldet), anses som værende energimæssigt ”gratis”. De miljømæssige udvekslinger ved etablering af de aktiviteter, som er nødvendige for at få etableret udnyttelse af solens energi, bør naturligvis inddrages. I relation til madaffald vil de miljømæssige udvekslinger ved dyrkning og forarbejdning af fødevarer imidlertid udelukkende blive tildelt/allokeret til maden og ikke madaffaldet (allokering på baggrund af økonomisk værdi). Energiopgørelsen i LCA-screeningerne inddrager således energiforbrug og substituerede energiforbrug baseret på fossile brændsler. Energiproduktion på basis af madaffaldet betragtes således som sparet energi baseret på ikke fornyelige ressourcer.

5.2 Anvendelsesscenarier og substituerede produkter

Som det er fremgået af kapitlet om Analyse og vurdering af mulige fremtidige systemer til indsamling og anvendelse af madaffald samt af nedenstående figur, er der overordnet set 4 løsningskoncepter:

  • Biogas med central indsamling og forbehandling
  • Biogas med decentral indsamling og forbehandling
  • Forbrænding
  • Kompostering

I afsnittene om LCA-screening af de pågældende disponeringsmuligheder er der nærmere redegjort for afgrænsning af systemerne og for de eventuelle variationer, der undersøges indenfor hvert løsningskoncept.

Af madaffaldet produceres der ved de nævnte anvendelser el, varme og organisk gødning, der substituerer andre produkter.

Klik her for at se Tabel 5.1.

Organisk gødning
I undersøgelsen produceres der organisk gødning af madaffaldet, dels i form af afgasset madaffald fra biogasbehandling, dels i form af kompost fra komposteringsløsningerne. Madaffaldet vil kunne erstatte andre former for gødningsstoffer. Det anses her for værende mest sandsynligt, at madaffaldet vil erstatte anvendelse af handelsgødning enten i landbruget (afgasset biomasse) eller i haver/parker (kompost).

Der ses her udelukkende på gødningernes indhold af kvælstof, fosfor og kalium. Produktet handelsgødning adskiller sig imidlertid fra den organiske gødning, idet handelsgødningen ikke indeholder organisk stof, som det afgassede og komposterede madaffald vil gøre. Dette forhold omfatter vurderingen imidlertid ikke.

El
El produceres på baggrund af forskellige energikilder og er bundet op i en samlet national/international infrastruktur. Det forudsættes her, at det er el fra dagens kulfyrede kraftvarmeværker, der vil udgøre den substituerede elproduktion.

Varme
Varmeforsyningen er derimod ikke forbundet i en større kompleks infrastruktur, så den type varme, som madaffaldet kan gå ind og substituere, afhænger af varmeforsyningen i de pågældende områder.

I nærværende vurdering forudsættes det, at når madaffaldet anvendes i biogasanlæg, vil det på varmesiden typisk gå ind og erstatte varme produceret på naturgasfyret kraftvarmeanlæg, og når madaffaldet anvendes i affaldsforbrændingsanlæg, vil det gå ind og erstatte varme produceret på kraftvarmeanlæg baseret på hhv. naturgas (ca. 70%) og kul (ca. 30%). En mindre del af den producerede varme bortkøles. Se endvidere bilag 1 vedrørende substitueret varme.

Funktionel enhed
LCA-screeningerne tager udgangspunkt i en nærmere defineret mængde og sammensætning af madaffald produceret i køkkenerne, som kan betegnes den ”fælles enhed”. Denne er kernen i vurderingen, og alle energi- og ressourceforbrug samt miljøbelastninger skal henføres til denne enhed. Den fælles enhed defineres her som 1 t TS madaffald.

Vedrørende sammensætning af 1 t TS madaffald henvises til afsnit om sammensætning af madaffald.

De funktionelle enheder udgøres af de producerede produkter af madaffaldet. Der vil være ligeså mange funktionelle enheder som antallet af anvendelsesmuligheder. Den funktionelle enhed for forbrænding udgøres af to produkter (el og varme), for biogas af 5 produkter (el, varme, kvælstof-, fosfor- og kaliumgødning) og for kompostering 3 produkter (kvælstof-, fosfor- og kaliumgødning).

Produktmængderne vil først være kendte efter dataindsamling/beregninger vedrørende hvor meget el, varme og gødning, der kan produceres af madaffaldet. Disse fremgår af de respektive afsnit om anvendelserne.

5.3 Afgrænsninger

Tidsperspektiv og teknologisk niveau
LCA-screeningerne skal anvendes som en del af beslutningsgrundlaget for en ny bekendtgørelse om anvendelse af madaffald fra storkøkkener. Tidsperspektivet i LCA-screeningerne er sat til 10-15 år.

Indenfor hvert anvendelsesområde vurderes det, hvilke teknologier/teknologisk niveau, der vil være mest udbredte indenfor den pågældende periode. På forbrændingsområdet er der taget udgangspunkt i teknologier, som kan opfylde de kommende skærpede emissionskrav. På biogasområdet er der taget udgangspunkt i teknologien på de nyere eksisterende biogasanlæg, suppleret med teknologier i relation til kommende krav om hygiejnisering. På komposteringsområdet er der kun et begrænset antal danske anlæg, der behandler hele den organiske fraktion af dagrenovationen. Der er her bl.a. valgt at anvende data fra det velfungerende komposteringsanlæg i Vejle.

Som det fremgår, er der blandt de undersøgte anvendelser tale om såvel velafprøvede teknologier som forbrænding samt teknologier under udvikling (biogas og kompostering), der formentlig fortsat har noget udviklingspotentiale. Der vil således blive foretaget sammenligning af teknologier, der befinder sig på forskellige teknologiske niveauer.

M.h.t. substituerede teknologier er disse fortrinsvis baseret på de teknologier, der foreligger tilgængelige data på. På el- og varmeområdet anvendes der data på el og varme fra projektet ”Livscyklusvurdering af dansk el og kraftvarme, 2000”, der baserer sig på data fra 1997. M.h.t. tilvejebringelse af handelsgødning er de tilgængelige data lidt ældre. Det drejer sig om tilgængelige data fra SimaPro-databasen samt fra litteratur.

Proces el på biogasanlæg og forbrændingsanlæg fratrækkes denne elproduktionen, der fremkommer fra madaffaldet.

Geografiske grænser
I LCA-screeningerne er scenarierne søgt opstillet, så de så vidt muligt repræsenterer gennemsnitlige danske forhold i den tidligere omtalte periode på 10-15 år. LCA-screeningerne skal således betragtes som generelle. Efterfølgende vil der være mulighed for at tage udgangspunkt i nærværende arbejde og i nødvendigt omfang justere til lokale forhold.

I det substituerede system er der i høj grad tale om importerede produkter-/halvfabrikata, bl.a. kul og handelsgødning. Det substituerede system har således en mere fjern geografi end produkter baseret på de organiske stoffer.

Allokering
Ved allokering forstås her fordeling af ressource- og miljøbelastninger, når der optræder flere produkter i/fra samme proces. I nedenstående redegøres der for, hvorledes de centrale allokeringssituationer, der optræder i LCA-screeningerne, håndteres. Ikke uventet optræder der nogle eksempler på multi-input processer, hvor madaffaldet behandles og oparbejdes sammen med andre råvarer, hvis sammensætning adskiller sig fra madaffaldets.

På forbrændingsanlæggene vil madaffaldet blive forbrændt sammen med mange andre affaldstyper. Det skal her så vidt muligt søges afklaret, hvilken mængde af de pågældende emissioner, restprodukter og ressourceforbrug der er knyttet til madaffald. Allokeringen skal her så vidt muligt baseres på ”naturvidenskabelig årsagssammenhæng”. Emissionerne kan både være afhængige af madaffaldets sammensætning og/eller procesforholdene.

M.h.t. biogas og kompostering vil allokeringen ligeledes være baseret på ”naturvidenskabelig årsagssammenhæng”.

Vedrørende allokering mellem el og varme for de substituerede produkter kan der vælges mellem allokering på baggrund af produceret energi eller exergi (Elsam, 2000). Da allokering på baggrund af exergi tager højde for de kvalitetsmæssige forskelle, der er på de to produkter, vurderes denne allokeringsmetode at bidrage til de mest troværdige resultater af de to metoder.

Tilvejebringelse og afvikling af anlæg/udstyr
I det omfattede system udgøres anlæg /udstyr hovedsageligt af følgende elementer:

  1. Biogasanlæg
  2. Forbrændingsanlæg
  3. Komposteringsanlæg
  4. Hygiejniseringsanlæg
  5. Anlæg til produktion af substitueret el
  6. Anlæg til produktion af substitueret varme
  7. Anlæg til produktion af substitueret gødning
  8. Lastbiler til transport af madaffald

Tilvejebringelse af anlæg/udstyr er ikke medtaget i LCA-screeningerne for de undersøgte anvendelser. Derimod indgår de for substitueret el og varme, da det i datamaterialet ikke er muligt at adskille tilvejebringelse og drift af anlæggene.

En del af den i vurderingen indeholdte teknologi består af energianlæg. Det er tidligere estimeret, at energiforbruget ved tilvejebringelse og afvikling af såvel centrale som decentrale anlæg til produktion af el og varme kun udgør en meget begrænset del, dvs. nogle få procent af energiforbruget i driftsfasen (Elsam, 2000).

Der foreligger ikke tilstrækkelige data til at kunne vurdere tilvejebringelse/afvikling af produktionsanlæg til fremstilling af handelsgødning. Det modsvares i et vist omfang af tilvejebringelse af anlægget til kompostering, uden det dog her kan vurderes, i hvilket omfang disse opvejer hinanden.

M.h.t. lastbiler er tilvejebringelse/afvikling ikke medtaget.

5.4 Parametre

I LCA-screeningerne indgår følgende parametre:

Globale ressourcer
Fossile brændsler (f.eks. kul, naturgas)
Metaller
Andre mineraler (f.eks. fosfat)

Regionale og lokale ressourcer
Vand

Emissioner i relation til globale miljøeffekter
Drivhuseffekt
Ozonlags-nedbrydning (formentlig ikke relevant i denne sammenhæng)

Emissioner i relation til regionale og lokale miljøeffekter:
Forsuring
Næringssaltbelastning
Fotokemisk ozondannelse
Human toksicitet
Økotoksicitet

M.h.t. emissioner af toksiske stoffer indgår de emissioner, der er relateret til energiproduktion og transport. Der er også indsamlet data på rengøringsmidler til vask af spande/beholdere, men det har ikke været muligt at finde karakteriseringsfaktorer for de pågældende stoffer. Der er således tale om manglende data på dette ikke helt uvæsentlige punkt.

Affald
Affald inddeles i kategorierne slagge/aske, volumenaffald, farligt affald og radioaktivt affald og opgøres i mængder.

Støj og lugt:
Disse områder er ikke inddraget i vurderingerne.

Arbejdsmiljø
I relation til arbejdsmiljø bliver de arbejdshygiejniske forhold ved de forskellige indsamlingssystemer overordnet behandlet jf. afsnit 3.4.

Energi
LCA-screeningerne vurderes ud fra opgørelse af ressourceforbrug og miljøbelastninger. Der vil dog også blive udarbejdet en decideret energiopgørelse i MJ.

5.5 Vurdering

Efter opgørelsesdelen, dvs. dataindsamling samt beregninger vedrørende energi- og ressourceforbrug (input) samt emissioner og andre miljøbelastninger (output) for de opstillede processer og efterfølgende for det samlede system, vil det ofte være hensigtsmæssigt at bearbejde dataene yderligere for bedre at kunne vurdere, hvilke bidrag der er særligt væsentlige. Vedrørende metode til dette tages udgangspunkt i UMIP-projektets metode til opgørelse af effektpotentialer, normalisering og vægtning. Det er den metode, der er størst opbakning til i Danmark. Denne metode er indarbejdet i LCA-værktøjet SimaPro, som beregningerne gennemføres i.

Ressourceforbrug opgøres som forbrug af lødige/rene råstoffer, eksempelvis rent jern og ikke jernmalm. Der foretages ikke nogen aggregering eller omregning til ”potentialer” af ressourceforbrug, som det er tilfældet for emissioner. For at få et bedre indtryk af størrelsen af ressourceforbruget omregnes dette til det antal personækvivalenter, ressourceforbruget ækvivalerer (normalisering). 1 PE (1 PE = 1000 mPE (milliperson-ækvivalenter)) udtrykker det gennemsnitlige ressourceforbrug pr. person pr. år globalt set. Efterfølgende vægtes de normaliserede ressourceforbrug alt efter, hvor begrænset den pågældende ressource er, dvs. efter hvor stort det årlige forbrug er i verden af ressourcen i forhold til de kendte reserver, også kaldet forsyningshorisonten. Jo kortere forsyningshorisont, jo større vægtningsfaktor. Årligt forbrug og reserver er opgjort i referenceåret 1990. De vægtede ressourceforbrug har enheden mPRw90 (hvor PR står for personressource).

For fornyelige ressourcer som vand er der ikke udarbejdet vægtningsfaktorer. Der vil være store lokale/regionale forskelle på vægtning af vand.

Bidrag fra emissioner til omgivelserne kan grupperes i et begrænset antal miljøeffekttyper: drivhuseffekt, ozonlagsnedbrydning, fotokemisk ozondannelse, forsuring, næringssaltbelastning human toksicitet og økotoksicitet. Der findes tabeller over effektfaktorer for de stoffer, der bidrager til miljøeffekttypen. En effektfaktor udtrykker miljøeffektpotentialet for et stof som den mængde af en referenceforbindelse (eksempelvis CO2 –ækvivalenter for drivhuseffekt og SO2-ækvivalenter for forsuring), der ville give det samme bidrag til miljøeffekten som et gram af stoffet. Eksempelvis ækvivalerer 1 g methan 25 g CO2-ækvivalenter.

Ved bestemmelse af vægtningsfaktorer for de enkelte miljøeffekttyper tager UMIP-metoden udgangspunkt i de eksisterende danske politiske målsætninger for reduktion af forskellige former for miljøbelastninger. Vægtningsfaktoren defineres som miljøeffektpotentialet af udledninger i referenceåret 1990 divideret med miljøeffektpotentialet af de målsatte udledninger i år 2000. Jo skrappere reduktionsmålsætning, jo større bliver vægtningsfaktoren for miljøeffekten.

De vægtede miljøeffektpotentialer måles i enheden mPEM_wdk2000, som står for millipersonækvivalenter ved målsat udledning for verden (w) eller Danmark (DK) i år 2000.

Affald opgøres i kg indenfor de 4 tidligere nævnte kategorier og vægtes ligeledes i forhold til de målsatte udledninger i år 2000. Vedrørende affald er UMIP-modellen stadig under udvikling m.h.t. effektpotentialer og vægtningsfaktorer.

Til gennemførelse af beregningerne anvendes som nævnt PC-værktøjet SimaPro. Der er her også mulighed for anvendelse af andre vurderingsmetoder end UMIP til evt. sammenligning.

5.6 Dataindsamling og datakvalitet

Datagrundlaget til LCA-screeningerne er sammenstykket på baggrund af mange forskellige datatyper.

Der findes ret begrænset litteratur indeholdende oplysninger og data decideret om madaffald fra storkøkkener. På grund af madaffaldets store lighed med den organiske fraktion af husholdningsaffaldet kan der imidlertid hentes nogle data fra rapporter herom indenfor såvel biogas, kompostering og forbrænding.

Derudover er der indhentet oplysninger fra konkrete virksomheder og anlæg samt lavet egne beregninger og skøn. Der er endvidere anvendt data fra UMIP-databasen på bl.a. el, varme, plast og fra SimaPro-databasen vedrørende bl.a. handelsgødning.

Ved dataindsamling og rapportering af data er der lagt vægt på, at følgende forhold så vidt muligt afklares:

  • Angivelse af kilde (forfatternavn).
     
  • Angivelse af kildens alder. Hvis dette tidspunkt adskiller sig væsentligt fra tidspunktet for dataenes tilvejebringelse, gøres der opmærksom på dette.
     
  • Angivelse af kildens troværdighed. Det skal angives, om der er tale om data baseret på målinger, beregninger eller skøn.
     
  • Angivelse af dataenes repræsentativitet. Det kommenteres, hvorvidt de anvendte data er repræsentative i relation til formålet med vurderingen.
     
  • Angivelse af usikkerhed på grunddata. Er som minimum udtrykt gennem antallet af betydende cifre. Endvidere er der for nogle datas vedkommende lavet en vurdering på usikkerheden f.eks. udtrykt gennem intervaller.

Der er nærmere redegjort for dataindsamling og datakvalitet i de respektive afsnit med LCA-screeningerne.

 

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



Version 1.0 November 2003, © Miljøstyrelsen.