Miljøprojekt, 962 – Separation og genanvendelse af aske fra biobrændselsanlæg

Separation og genanvendelse af aske fra biobrændselsanlæg

2 Introduktion til projektet

2.1 Baggrund
2.2 Formål
2.3 Resultater og målgruppe
2.4 Organisation og opgavefordeling
   2.4.1 Samarbejdsparterne
   2.4.2 Aktivitetsplan
   2.4.3 Rapporteringen
2.5 Finansiering

Gennem de seneste 20 år er brugen af biomasse til fremstilling af varme og elektricitet på varme- og kraftvarmeværker steget kraftigt i Danmark. I begyndelsen af perioden har indsatsen været koncentreret om at optimere fremstillingen af de primære produkter, varme og elektricitet, fra anlæggene. Løbende er der kommet mere fokus på anlæggenes sekundære strømme, dvs. på emissioner og restprodukter.

2.1 Baggrund

Håndtering af asken fra biomassefyrede energianlæg er siden januar 2000 blevet reguleret efter "Bekendtgørelse om anvendelse af aske fra forgasning og forbrænding af biomasse og biomasseaffald til jordbrugsformål" - Bioaskebekendtgørelsen, 2000. Bekendtgørelsen har som hovedprincip, at næringsstofferne fra halmaske skal tilbageføres til markerne, mens næringsstofferne i træaske skal bruges i skovene. Bekendtgørelsen angiver en række retningslinier for, hvordan asken skal anvendes. Især askens indhold af cadmium er en afgørende faktor. En række barrierer med basis i bekendtgørelsens krav har betydet, at en betydelig del af den næringsstofholdige biomasseaske i dag ikke genanvendes til jordbrugsformål, men i stedet deponeres dyrt til ingen nytte.

Det stigende forbrug af biomasse til energiformål, der forventes at fortsætte i de kommende 30 år, vil forøge problemet med deponering af biomasseaske. Prognoser forudsiger, at der vil ske op til en tredobling i den producerede askemængde over de næste 30 år, hvis målet for anvendelsen af biomasse i Energi 21 skal nås. Mængden af ren biomasseaske vil dog i høj grad afhænge af, hvor stor udbredelsen af samfyring på eksisterende anlæg vil blive. Der er i dag ikke noget godt overblik over, hvor store mængder biomasseaske der produceres på de større, kollektive anlæg. En almindelig antagelse er dog, at askeproduktionen ligger i størrelsesordenen 20.000 t bioaske/år. Under forudsætning af, at der ikke sker ændringer i anvendelsen af biomassen, vil der således være tale om en stigning til en askemængde på ca. 60.000 t/år om 30 år.

Hvis biobrændselsanlæggene kan separere bund- og flyveaske, vil bundasken i de fleste tilfælde kunne nyttiggøres på jordbrugs- eller skovbrugsarealer. Mængden af bundaske afhænger af kedeldesign, men udgør ofte den største del af asken, og det vil således være muligt at genanvende over 10.000 t aske på nuværende tidspunkt, og betydeligt større mængder, når Energi 21 er blevet realiseret. På visse anlægstyper vil det være muligt at adskille asken i fraktioner, så der samlet set kan anvendes endnu større mængder af asken.

2.2 Formål

Formålet med projektet er at afklare barrierer og vurdere tekniske muligheder for, at en større del af asken fra biomassefyrede anlæg kan nyttiggøres som gødning på landbrugs- og skovbrugsarealer på en miljømæssig og økonomisk forsvarlig måde. Vurderingen skal ske på baggrund af en status for genanvendelsen af biomasseaske i Danmark, som tilvejebringes i projektet.

2.3 Resultater og målgruppe

I projektet er der indsamlet data om den nuværende praksis med håndtering af bioasker og erfaringer med askeseparering på stort set alle større danske biomassefyrede fjernvarme- og kraftvarmeanlæg. Biomasse anvendes i Danmark i energianlæg af meget varierende størrelse, fra små varmeanlæg til enkelte husstande op til de helt store kraftvarmeanlæg i MW klassen. I dette projekt fokuseres der på anvendelsen af biomasseasken på de større, kollektive anlæg. Disse anlæg behandles gennem rapporten i to grupper:

Fjernvarmeværker
Store, halmfyrede kraftvarmeværker

Fjernvarmeværkerne omfatter omkring 130 forskellige anlæg, herunder et par mindre kraftvarmeværker. De store halmfyrede kraftvarmeværker er en separat gruppe, da de alle ejes af Energi E2 eller Elsam. Desuden inddrages to industrielle kraftvarmeværker i de samlede vurderinger.

Med udgangspunkt i status på området, belyser projektet mulighederne for at øge genanvendelsen af bioaske ved separation af aske i bund- og flyveaske på biobrændselsanlæggene.

Projektet vurderer de miljømæssige fordele ved askeseparering og kortlægger de tekniske muligheder herfor. Projektet giver derudover en overordnet vurdering af de økonomiske omkostninger for landbruget og skovbruget ved genanvendelsen af bioaske og omkostninger for værkerne ved implementering af askesepareringssystemer.

Resultaterne af projektet vil kunne danne grundlag for Miljøstyrelsens arbejde for at øge mængden af aske fra biomasse, der vil kunne nyttiggøres som gødning på landbrugs- og skovbrugsarealer.

Målgruppen for projektets resultater er, ud over Miljøstyrelsen:

Energistyrelsen
Halm- og træfyrede fjernvarmeværker
Store halmfyrede kraftvarmeværker
Landbrug og skovbrug
Anlægsleverandører

2.4 Organisation og opgavefordeling

2.4.1 Samarbejdsparterne

Projektet er gennemført af en bredt sammensat gruppe, der repræsenterer stort set alle danske biomassefyrede værker samt landbrugs- og skovbrugsmæssige institutioner, som arbejder med askehåndtering, og som har specialviden om den jordbrugsmæssige værdi af bioaske. Samarbejdspartnerne er som ovenfor nævnt:

dk-TEKNIK ENERGI & MILJØ (projektleder)
Danske Fjernvarmeværkers Forening (DFF)
Tech-wise (tidligere ELSAMPROJEKT A/S)
Forskningscentret for Skov & Landskab (FSL)
Landskontoret for Bygninger og Maskiner, Landbrugets Rådgivningscenter (LRC)
Landskontoret for Planteavl, Landbrugets Rådgivningscenter (LRC)

Opgaverne er fordelt, så de enkelte delopgaver er løst af den partner, der har de højeste kvalifikationer på området.

2.4.2 Aktivitetsplan

Projektet har været opdelt i følgende aktivitetsplan:

Evaluering af erfaringer for askeanvendelse – herunder gennemførelse af spørgeskemaundersøgelse for de danske fjernvarmeværker.
Belysning af tekniske muligheder for genanvendelse af aske.
Undersøgelse af askens gødningsværdi – herunder prøvetagning og analyse af asker fra udvalgte værker.
Økonomiske og planlægningsmæssige vurderinger – herunder beregning af omkostninger ved udbringning af aske i skovbrug og landbrug, omkostninger ved separering af aske på værkerne, vurdering af samarbejdsmuligheder mellem små og store værker samt en samlet vurdering af økonomi og udviklingsmuligheder i askehåndteringen.
Formidling af projektets resultater.

2.4.3 Rapporteringen

Den brede gruppe af parter har alle leveret bidrag til nærværende rapport. Bidragene er herefter redigeret sammen til et samlet dokument. Dette slører i nogen grad oprindelsen af afsnittene, men øger læsbarheden og sammenhængen markant. Det følgende giver en oversigt over, hvorfra de enkelte afsnit stammer.

Overblikket over situationen for genanvendelse af asken er udarbejdet af DFF for medlemsværkerne, Tech-wise for de elværksejede kraftvarmeværker og dk-TEKNIK for de resterende værker. FSL har gennemført beregninger og vurderinger af træaskens gødningsværdi og omkostningerne ved udbringning i skoven, mens LRC har gennemført tilsvarende arbejde for halmaske, der udbringes på marker. Tech-wise har beskrevet nye koncepter til at adskille næringsstoffer og tungmetaller, og DFF og Tech-wise har vurderet mulighederne for samarbejde herom mellem store og små værker. dk-TEKNIK har stået for vurderingen af barrierer, beregning af omkostninger ved separation på fjernvarmeværker samt udarbejdelsen af et scenario for fremtidens askegenanvendelse. Herudover har dk-TEKNIK stået for sammenskrivningen af bidragene og størstedelen af den samlende tekst, ligesom dk-TEKNIK har stået for udarbejdelse sammenfatninger og de endelige konklusioner.

2.5 Finansiering

Projektet er finansieret af Miljøstyrelsens Program for renere produkter m.v. - 2000. Udviklingsordningen, Del II: Affald/Genanvendelse - E19 Aske fra biobrændsel.