Bæredygtig behandling af organisk dagrenovation på Sjælland teknologianalyse

Transkript

1 Bæredygtig behandling af organisk dagrenovation på Sjælland teknologianalyse Projekt under pulje til implementering af regeringens ressourcestrategi 2016

2 Styregruppen: Ivan Hyllested Pedersen, Områdechef, Roskilde Kommune Jens Bach, Teknisk chef, Solrød Kommune Jesper Koziara, Teknisk Chef, KLAR Forsyning Merete Kristoffersen, Kontorchef, Københavns Kommune Projektgruppen: Rasmus Nør Hansen, Roskilde Kommune Jacob Fallov, Roskilde Kommune (projektleder) Torben Forskov, Solrød Kommune Tina Braunstein, KLAR Forsyning Susanne Lindeneg, Københavns Kommune Inge Werther, DAKOFA Kim Paamand, Envidanenergy Følgegruppen: Tyge Kjær og Thomas Budde Christensen, Roskilde Universitet Lena Hjalholt, KARA/NOVEREN Allan Sørensen, Ressourceteamet, Miljøstyrelsen Side 2 af 64

3 Indhold Erfaringer på baggrund af projektet... 7 Anbefalinger på baggrund af projektet... 8 Baggrund og metode... 9 Sammendrag og konklusion Hvad er kildesorteret organisk dagrenovation? Indledning Sammensætningen af kildesorteret organisk dagrenovation Uorganiske og organiske stoffer Kildesorteret organisk dagrenovation og kvalitet Indledning Lovkrav og kvalitet Forurenende stoffer i KOD og slambekendtgørelsen Urenheder og revidering af slambekendtgørelsen Hygiejnisering af KOD og slambekendtgørelsen Markedskrav og kvalitet Krav til sammensætningen af KOD Mejeriforeningens krav til kvalitet Teknologisporene og fokusområder Indledning Fokusområder Fokusområde 1: Energiudnyttelse af KOD en Fokusområde 2: urenheder og forurenende stoffer Fokusområde 3: Recirkulering på landbrugsjord Fokusområde 4: Tilgængelighed på Sjælland Groft neddelt KOD til biogasanlæg (Teknologispor 1) Procesbeskrivelse Forbehandling Biogasproduktion og eftersortering Energiudnyttelse af groft neddelt KOD Energiforbrug Urenheder og forurenende stoffer i komposten Recirkulering af NPK og organisk stof Teknologisporets tilgængelighed på Sjælland Fin neddelt KOD/biopulp til biogasanlæg (Teknologispor 2) Procesbeskrivelse Forbehandling Biogasproduktion og eftersortering Massebalance Energiudnyttelse af biopulp Energiforbrug Urenheder og forurenende stoffer i digestat Neddelte urenheder i biopulp og forbehandlingen Flydelag i reaktortanken og synlige urenheder Synlige urenheder, afsætning af digestat og forurenende stoffer Genanvendelse af NPK og organisk stof Side 3 af 64

4 6.4 Tilgængelighed på Sjælland Eksisterende sjællandske forbehandlings- og biogasanlæg Sjællandske forbehandlingsanlæg under etablering Fin neddelt KOD til renseanlæg med rådnetank (Teknologispor 3) Indledende procesbeskrivelse Massebalance Energiudnyttelse af Biopulp Energiforbrug Det totale el- og varmeforbrug for 1 ton KOD ved teknologispor Urenheder og forurenende stoffer i afvandet slam Slammets kvalitet Genanvendelse af NPK og organisk stof Tilgængelighed Renseanlæggenes muligheder og begrænsninger ifølge vandsektorloven De juridiske rammebetingelser for kommunale samarbejdsmodeller Grundlæggende rammebetingelser for kommunale opgaver Kommunalfuldmagten EU s udbudsregler EU statsstøtteregler Offentlig-private samarbejdsstrategier Offentlig-privat samarbejde (OPS) Offentligt-privat aktieselskab (OP A/S) Offentlig-privat partnerskab (OPP) Lov 548 kommuners deltagelse i visse selskaber Forskellige kommunale strategier for KOD Ingen ejerstrategi Kommunen investerer i/ejer et forbehandlingsanlæg til KOD Kommunen etablerer/ejer både et forbehandlingsanlæg og et biogasanlæg til KOD Kommunen etablerer/ejer et forbehandlingsanlæg og afsætter pulpen til kommunens renseanlæg 62 Referencer Side 4 af 64

5 Definitioner og begreber KOD Kildesorteret organisk dagrenovation. Biopulp KOD der er blevet tilsat vand eller anden væske og finneddelt til en biopulp, så det kan pumpes rundt i rør og omrøres i en tank. TS tørstof Den del af et materiale, der er tilbage, efter væskeindholdet er fjernet. Tørstof består af organisk stoffer og uorganiske stoffer. Organiske stoffer vil blive refereret til som volatile solids. Anvendelsen af organisk affald som et gødsknings- eller jordforbedringsmiddel på landbrugsjord. Biogødning En fælles betegnelse for den mængde KOD, der ikke er blevet omsat, men i stedet anvendes til jordbrugsformål som kompost, digestat eller afvandet slam. Digestat Restproduktet efter biogasproduktionen på et vådbiogasanlæg. VS Volatile solids Den del af et materiale der, teoretisk set, kan omsættes til biogas. Grænseværdier Et maksimalt tilladt indhold af et stof eller urenhed i KOD, hvis den skal anvendes til jordbrugsformål. Biogas Et restprodukt fra en bakteriel anaerob omsætning af VS, som primært består af kuldioxid (CO2) og metan (CH4) samt mindre mængder svovlbrinte og acetat. Metan er en brændbar gas og er hovedbestanddelen i naturgas. Hvis biogassen skal anvendes som transportbrændstof, skal den renses fra andre gasarter end metan primært CO 2 og H 2S. Energiudnyttelse Anvendelsen af biogas til produktion af el og varme, eller til transport. Anaerobt Et iltfrit miljø hvor bakterier, der ikke tåler ilt, trives. Forbehandlingsanlæg Et anlæg der oparbejder KOD, så det kan anvendes på et biogas- eller renseanlæg. Tørbiogasanlæg Et anlæg som omsætter VS til biogas i en tør proces. KOD en grovneddeles og placeres i et kammer i anlægget, men pumpes ikke rundt på anlægget. Vådbiogasanlæg Et anlæg som omsætter VS til biogas i en våd proces. KOD en neddeles og pulpes, således at anlægget behandler flydende biopulp, der kan pumpes rundt i rør og omrøres i tanke. Miljøfremmede stoffer LAS, PAH, NPE, DEHP. Rapporten forholder sig kun til de miljøfremmede stoffer, der fremgår i slambekendtgørelsens bilag 2. Tungmetaller Cadmium, kviksølv, bly, nikkel, chrom, zink og kobber. Rapporten forholder sig kun til de tungmetaller, som fremgår i slambekendtgørelsens bilag 2. Forurenende stoffer Fællesbetegnelse for miljøfremmede stoffer og tungmetaller. Urenheder Urenheder er fejlsorteringer i den indsamlede KOD. Det kan for eksempel være plastemballage, metal og glas. Synlige urenheder De urenheder der findes i det organiske affald efter forbehandling f.eks. pulp-anlæg eller i det færdige gødningsprodukt f.eks. kompost. Hygiejnisering KOD skal behandles så mulige kilder til smitte uskadeliggøres (hygiejniseres). For biogasanlæg skal det foregå ved, at opvarme KOD til 70 C i en time. Jordbrugsformål Side 5 af 64

6 Side 6 af 64

7 Erfaringer på baggrund af projektet Mangel på behandlingskapacitet på Sjælland I øjeblikket er der mangel på behandlingskapacitet på Sjælland. Der er imidlertid bestræbelser i gang på at sikre, at Mejeriforeningens medlemmer (mælkebønder), må udsprede afgasset KOD på deres jorde, hvilket vil åbne for, at flere biogasanlæg vil behandle organisk affald. Der er overordnet 3 forskellige behandlingsteknologier i drift: 1. Affaldet forgasses stort set som det er. Restproduktet udbringes på landbrugsjord i form af kompost. 2. Affaldet gøres til en pumpbar biopulp inden det forgasses, typisk sammen med gylle. Restproduktet udbringes på landbrugsjord i form af en gødningsholdig væske. 3. Affaldet forgasses på renseanlæg sammen med spildevandsslam. Restproduktet udbringes på landbrugsjorden sammen med slammet. Ad. 1. Producerer mindst gas. Der er 1 anlæg på Sjælland og i Danmark, Biovækst A/S. Ad. 2. Producerer mest gas. Der er 1 anlæg på Sjælland, Hashøj Biogas AMBA, og mange på Fyn og i Jylland. Ad. 3. Mulighed for at benytte eksisterende kapacitet, der dog af lovgivningen begrænses til anlæg, som har ledig kapacitet og er afhængig af, at spildevandsslammet er rent nok til, at det må udbringes på landbrugsjord. Der er ingen anlæg på Sjælland, og kun ét anlæg i Danmark. Ikke noget alternativ til kildesortering En fjerde mulighed er enzymatisk behandling af dagrenovation (REnescience) med efterfølgende bioforgasning. Det har været et ønske både at kunne udnytte gaspotentialet i dagrenovationen og få restproduktet ud på landbrugsjord uden, at det var nødvendigt at kildesortere affaldet først. Teknologien hertil er imidlertid ikke moden, så der er ikke noget alternativ til kildesortering, hvis det organiske affald skal genanvendes. Der skal tages højde for synlige urenheder Urenheder, særligt i form af plast, er et problem, der skal tages højde for inden restproduktet udbringes på landbrugsjord. Urenhederne stammer typisk fra emballage, som er neddelt sammen med det organiske affald. Er plast neddelt til mikrostørrelse, kan det være vanskeligt at fjerne. Side 7 af 64

8 Anbefalinger på baggrund af projektet Se på hele værdikæden Det er vigtigt at se på, hvordan KOD en behandles i alle led. Investeres der i indsamlingssystemer og kommunikation til borgerne, er det essentielt, at KOD en i sidste ende kan udbringes på landbrugsjord og dermed anses som værende genanvendt. Endvidere skal dette ligeledes sikres i de led som kommunen eller affaldsselskabet ikke har direkte kontrol over. Der kan være mange parter i spil: renovationsfirma, forbehandlingsanlæg, biogasanlæg og landmænd, så når KOD en afsættes, fx gennem udbud, er det vigtigt at stille krav, som rækker gennem hele kæden. Kravene skal sikre: 1. En høj gasproduktion og at gassen fortrinsvis opgraderes og kobles til naturgasnettet eller komprimeres til brug for transport. 2. Et rent restprodukt som udbringes på landbrugsjorden. Dem der forbehandler affaldet skal gøre dette på en måde, så synlige urenheder fjernes. Et eksempel kan være, at poser og emballage skal åbnes under forbehandlingen, men ikke slås i små stykker. Stordriftsfordele både af hensyn til økonomi og kontrol med kvalitet og miljø Der er mest økonomi i behandlingsanlæg, hvis de behandler KOD i større mængder end enkelte kommuner typisk kan levere. Kontrol med kvalitet og miljø, herunder akkrediterede laboratorieprøver, er væsentlige, men ressourcekrævende aktiviteter, kan større organisationer bedre udføre for en lavere pris pr. ton KOD. Løbende se på markedet for behandling af KOD Der er ved at opstå et marked, hvor både nye og gamle aktører med forskellige kombinationer af værdikæden, gerne vil aftage KOD. Markedet er i øjeblikket umodent, men det ændrer sig måned for måned. Anlæg til økologisk produktion kan være en mulighed De økologiske landmænd mangler i dag gødning, da de ikke må bruge kunstgødning eller konventionel gylle på deres marker. Dette gødningsbehov kan afgasset KOD være med til at dække. De økologiske landmænd er derfor, i større grad en andre landmænd, interesserede i at aftage restproduktet fra afgasset KOD. Side 8 af 64

9 Baggrund og metode I Ressourcestrategien Danmark uden Affald, som blev udsendt af den daværende regeringen i efteråret 2013, er der en målsætning om, at de danske kommuner samlet skal genanvendes 50 % af følgende affaldsfraktioner fra husholdningerne: bioaffald, glas, metal, pap, papir, plast og træ. I 2014 blev der indsamlet ca. 31 % af ovenstående fraktioner til genanvendelse. Ud fra en større analyse af sammensætningen af dagrenovationen er det identificeret, at størstedelen af potentialet for en øget genanvendelse, er genanvendelsen af det organiske affald, da det udgør ca. 40 % af dagrenovationen. En række kommuner har endnu ikke valgt en behandlingsløsning for den organiske dagrenovation, og har bl.a. efterspurgt en kortlægning og analyse af de kommercielt tilgængelige behandlingsmuligheder, der enten er etableret eller er under etablering på Sjælland. På baggrund af dette, redegør denne rapport for potentielle sjællandske behandlingsløsninger, der både kan sikre bioforgasning og genanvendelse af KOD som jordbrugs- og gødskningsmiddel. Rapporten er udarbejdet af Roskilde, Solrød og Københavns Kommune samt KLAR Forsyning, og er en del af et kommunepuljeprojekt, finansieret af Miljøstyrelsen. Projektet har fået faciliterings- og ekspertbistand fra DAKOFA og EnviDan, og har været fulgt af en følgegruppe bestående af repræsentanter for Roskilde Universitet, KARA/NOVEREN og Miljøstyrelsen. Projektets hovedformål har været at styrke vidensopbygningen i kommunerne og sikre, at der ligger et stærkt grundlag for kommunalbestyrelsernes strategivalg. I praksis på Sjælland er de fagligt strategiske diskussioner i vidt omfang henlagt til samarbejdsfora omkring forbrændingsanlæggene. Dette kan resultere i en interessekonflikt i en periode, hvor der er overkapacitet på forbrændingsanlæggene, men fornemmelsen gennem projektet har været, at man generelt har arbejdet loyalt frem mod EU s og den nationale målsætning om mere genanvendelse bl.a. gennem genanvendelse af bioaffaldet fra husholdningerne. Retningen for projektet har været, at opnå de bedst mulige løsninger i forhold til både udnyttelse af energien og genanvendelsen af næringsstofferne. Økonomien er også væsentlig, men den afhænger i sidste ende af en række forhold omkring teknologivalg, logistik, krav til udbydere af services og et fremtidigt marked som ikke er opbygget endnu. Arbejdet har dog givet en tiltro til, at høje miljø- og klimaambitioner, ved omhyggelig planlægning, kan opnås sammen med en behandlingspris, der holder sig under den nuværende forbrændingspris inkl. afgifter. Højt gasudbytte, høj værdi af den resulterende biogødning og overordnet rationel tilrettelæggelse af værdikæderne, trækker også i retning af bedre økonomi. Den vidensindsamling, der ligger til grund for rapporten, er sket gennem inddragelse af eksperter og studiegrupper, afholdelse af 2 Camps, anlægsbesøg i Danmark og Sverige, samt litteraturstudier. Side 9 af 64

10 Affaldsmængder og behandling i dag I dag kildesorterer 21 1 af Sjællands 45 kommuner organisk dagrenovation. De 21 kommuner har nu en årlig KOD mængde på ca tons Af de tons behandles de ca tons på de Sjællandske anlæg Biovækst A/S og Hashøj Biogas A/S samt på jyske anlæg gennem kontrakt med Komtek-Gemidan A/S i Holsted. De resterende tons indsamles i Slagelse, hvorefter det komposteres uden gasgevinst hos affaldsselskabet AffaldsPlus 4. I dag er al kapacitet for behandling af KOD på Sjælland i brug ifølge Miljøstyrelsens kortlægningsrapport 5 og der er behov for større kapacitet. Kommuner på Sjælland der i dag kildesorterer organisk dagrenovation København, Frederiksberg, Roskilde, Ballerup, Tårnby, Furesø, Albertslund, Ishøj, Vallensbæk, Holbæk, Kalundborg, Odsherred, Halsnæs, Frederikssund, Brøndby, Rødovre,, Gribskov, Egedal, Hillerød, Slagelse, Ringsted. Hvis alle 45 Sjællandske kommuner indsamler KOD i 2022, vil der blive indsamlet tons 6 KOD, og der vil være et tilsvarende større kapacitetsbehov. Behovet for mere kapacitet vurderes imidlertid til at opstå tidligere end i 2022, da en række af de Sjællandske kommuner, som ikke indsamler KOD i dag, vil begynde at indsamle KOD fra, 2018 og Bæredygtig behandling Projektet har taget udgangspunkt i, at det organiske affald skal genanvendes bæredygtigt. Hvilket, i denne sammenhæng, er et flersidet begreb. Som udgangspunkt skal KOD en indgå i en bæredygtig biogasproduktion 8, og er således en vedvarende energikilde. Biogassen anvendes i dag primært i direkte kraftvarme produktion, hvor gassen anvendes i gasmotor med generator, som kan virke uden større tryksætning eller oprensning. 1 Opdateret pr. oktober Kommuner som København og Roskilde m.fl. er først begyndt at indsamle KOD i 2017 og alle boliger er ikke omfattet endnu. Der foreligger således ikke data endnu. De tons er således en anslået mængde, som vil vokse i de kommende år når borgerne får rutine i de nye ordninger.. 3 Affaldsdatasystemet, opslag november 2015 vedr. affaldsmængder AffaldPlus vil udfase brugen af kompostering i forbindelse med, at de i etablerer ny kapacitet til at forbehandle KOD i Miljøprojekt nr. 1728, 2015, Kortlægning af forbehandlings- og biogaskapacitet af organisk affald. 6 Forudsætningen for indsamling af KOD mængden er, at der i dag jf. note 2 indsamles tons dagrenovation fra kommunerne på Sjælland. Heraf udgør andelen af KOD i dagrenovationen 43,6 %, i alt tons. For denne potentielle mængde KOD regnes med en indsamlingseffektivitet på 50 %. I Miljøprojekt 1458 fra 2013, som er et væsentligt grundlag for ressourceplanen, regnes med en større effektivitet, henholdsvis 70 % for enfamiliehuse og 50 % for etageboliger. Ved indsamling i etagebyggeri kan der måske kun regnes med en effektivitet på 30 %, derfor angives den forventede indsamlede mængde med et interval. 7 Projektgruppen udsendte spørgeskema til alle Sjællandske kommuner i forbindelse med tilmelding til Kamp 1. 8 Se Bekendtgørelse om bæredygtig produktion af biogas. Side 10 af 64

11 På flere og flere anlæg opgraderes og tryksættes gassen, så den kan tilføres naturgasnettet. Det giver mulighed for længere transport og oplagring i naturgasnettets store lagre. Endelig kan biogassen også bruges som drivmiddel til transport, primært i lastbiler. Det kræver opgradering til naturgaskvalitet og lokale forhold, som kan balancere produktion eller forbrug. Ofte vil den mest enkle løsning være at gå via naturgasnettet, hvorefter en gastank kan sidde hvor som helst på nettet og overskud/underskud kan udlignes med naturgas. Hvis man gerne vil have en mere detaljeret gennemgang af en biogasproduktion, foreslås det at man læser Biogas Grøn energi (2009), af Peter Jørgensen. Biogødningen (kompost, digestat eller afvandet slam) skal anvendes til jordbrugsformål og være af en høj kvalitet, hvilket indebærer, at indholdet af tungmetaller, miljøfremmede stoffer og urenheder (plast, glas, metal etc.) skal være lavest muligt. Derudover er det antaget, at biogødningen anvendes lokalt. Landbrugsjordens sammensætning kombineret med jordens udnyttelse til primært planteavl på Sjælland gør, at der er mindre adgang til gødning fra dyrehold. Der er således mere brug for næringsstofferne på Sjælland, særligt fosfor, end i resten af landet. Aktiviteter under projektet Projektet forløb over 3 faser, der indeholdte en række aktiviteter, som var med til at forme projektets kortlægning og analyse undervejs: Formålet med at inddele projektet i disse 3 faser, med indledningsvis afholdelse af Start Camp og afslutningsvis afholdelse af Slut Camp, var at sikre, at projektet afdækkede netop den viden som sjællandske kommuner har behov for, før de kan træffe en beslutning om behandlingsløsning for den organiske dagrenovation. Således blev udgangspunktet for projektet defineret af den viden, som allerede eksisterede i kommunerne, og kortlægningen og analyserne af teknologisporene, blev defineret af kommunernes konkrete vidensbehov. Projektet blev indledt ved afholdelse af Start Camp den 17. marts 2015 på Solrød Bibliotek. Forud for mødet, havde samtlige kommuner og affaldsselskaber på Sjælland fået tilsendt en invitation samt et spørgeskema vedrørende kommunens status og mål for genanvendelse af den organiske dagrenovation. I Start Campen deltog 37 personer, som tilsammen repræsenterede 12 sjællandske kommuner, 3 affaldsselskaber samt repræsentanter fra de fleste virksomheder, som tilbyder forbehandling af organisk affald. Næsten alle de deltagende kommuner, havde i deres affaldsplan, fastsat mål om at udnytte den organiske del af dagrenovationen i biogasanlæg. For størstedelen af de 12 kommuner, bliver indsamlingen af det organiske affald igangsat i Forud for Start Camp blev det indledningsvis foreslået, at der skulle fokuseres på 3 teknologispor under campen: 1. Anvendelsen af groft neddelt KOD på et tørbiogasanlæg, 2. Anvendelsen af fin neddelt KOD på et vådbiogasanlæg, og Side 11 af 64

12 3. Anvendelsen af enzymatisk behandlet KOD på et vådbiogasanlæg. Under campen blev disse 3 teknologispor, som hver især repræsenterer forskellige forbehandlings- og biogasteknologier, diskuteret blandt deltagerne. Diskussionerne af de 3 teknologispor gav anledning til opklarende spørgsmål, som enkelte deltagere meldte sig til at arbejde videre med under projektets midterfase. Start Campen resulterede i, at et fjerde teknologispor blev tilføjet - anvendelsen af fin neddelt KOD på renseanlæg med rådnetanke. Start Campen satte således fokus på, hvilke emner projektgruppen efterfølgende skulle arbejde videre med i midterfasen. I Midterfasen blev projektets mulige teknologispor og synergimuligheder afsøgt. Projektgruppen besøgte biogasanlæg i Danmark og Sverige, med formålet at indsamle viden om de forskellige teknologier til behandling af organisk dagrenovation. Hertil har projektgruppen været i løbende kontakt med en række nøglepersoner vedrørende behandling af organisk affald, som har været med til at specificere og kvalificere teknologisporerne. Projektets vidensindsamling blev afsluttet ved afholdelse af Slut Camp den 16. november 2015 hos DAKOFA. I Slut Campen deltog 44 personer, som tilsammen repræsenterede sjællandske kommuner, affaldsselskaber samt virksomheder, som tilbyder forbehandling af organisk affald. På Campen blev der holdt en række oplæg, hvor resultaterne af arbejdet med teknologisporene blev fremlagt. Foruden teknologisporene, blev der holdt oplæg om bl.a. kommunernes udfordringer ved de politiske indstillinger, behovet for næringsstoffer i det økologiske landbrug samt biogasanlæggenes udfordringer med plast- og metalforurening i det restprodukt, som skal udbringes på landbrugsjord efter afgasningen. Især sidstnævnte udfordring blev diskuteret flittigt, hvilket resulterede i, at afrapporteringen af kortlægningen og analysen af de forskellige teknologispor, i højere grad end planlagt, fokuserede på synlige urenheder i forbehandlet KOD. Afgrænsninger Projektet har ikke beskæftiget sig detaljeret med økonomi, indsamling af affaldet hos borgerne eller transport. Indsamling af affald og transport bliver/er blevet undersøgt af andre projekter under Miljøstyrelsens kommunepulje. Enzymatisk behandlet KOD er ikke blevet uddybet i rapporten, da metoden, på nuværende tidspunkt, ikke kan opfattes som en genanvendelsesløsning, hvis man tager udgangspunkt i REnescience som reference-anlæg. Behandlingsløsningen er særlig interessant for kommuner med mange etageboliger, da det har vist sig at være krævende at få etageboliger til at udsortere organisk dagrenovation i en god kvalitet. Metoden indebærer, at det organiske affald ikke kildesorteres. I stedet behandles dagrenovationen med enzymer, hvorved det organiske materiale opløses i en biovæske, som kan udrådnes i et biogasanlæg. Metoden har stort gaspotentiale: uden kildesortering kan man opnå en større gasproduktion end med kildesortering, da enzymerne også opløser bl.a. papirog paprester fra restaffaldet samt de madrester, som ellers ikke ville være blevet udsorteret. Samtidig kan metaller genanvendes og det undersøges om plasten fra dagrenovationen kan genanvendes. Teknologien er imidlertid ikke moden nok til, at den kan sikre genanvendelse af det organiske affald uden forurenende stoffer. I en del af de Side 12 af 64

13 analyser, der er udført på biovæske fra REnescience s pilotanlæg, har grænseværdierne for miljøfremmede stoffer været overskredet. Restproduktet efter den enzymatiske behandling, er endnu ikke godkendt i slambekendtgørelsen til at kunne udspredes på landbrugsjord. På grund af potentialet for øget ressourceudnyttelse (biogas og genanvendelse af metal og plast), arbejdes der videre på at modne teknologien. Side 13 af 64

14 Sammendrag og konklusion Denne rapport sætter fokus på de teknologiske muligheder for behandling af kildesorteret organisk dagrenovation. Målet er en strategisk vidensopbygning på Sjælland, inden der foretages større nye anlægsinvesteringer på området. Håbet er, at denne viden skaber en vis konvergens og synergi mellem de valgte løsninger i området. Udviklingen af bæredygtige behandlingsløsninger for KOD er en kompleks proces, som ud over en række faglige discipliner, berører flere forskellige aktører indenfor den sjællandske affalds-, biogas- og landbrugssektor. Det er hensigtsmæssigt, at udformningen af indsamlingsordninger samt valg af forbehandlingsteknologi, sammentænkes med recirkuleringen af KOD. Dette kræver, ud over en teknologisk forståelse, en forståelse for de lov- og markedskrav, der definerer rammevilkårene for anvendelsen af KOD til biogas og som biogødning. Bioaffald udgør omkring 40 % af det kommunalt indsamlede husholdningsaffald. Alle kommuner vil i de kommende år forventeligt skulle genanvende en vis del af dette, som led i at bidrage til de nationale og europæiske målsætninger om højere genanvendelse og mere cirkulær økonomi. Genanvendelse hænger sammen med udnyttelse af næringsstofferne, mens biogasudbytte betragtes som energinyttiggørelse på linje med forbrænding. På nuværende tidspunkt er bioforgasning af KOD den eneste tilgængelige teknologi, der både genanvender næringsstofferne og sikrer energiudnyttelse. Alternativer som enzymatisk/mekanisk sortering af affaldet eller bioraffinaderier, der resulterer i andre produkter end biogas, har ikke nået en modenhed, hvor de kan være bærende teknologiske valg. Slambekendtgørelsen og KOD Som en grundforudsætning skal KOD en kunne overholde slambekendtgørelsens grænseværdier for miljøfremmede stoffer og tungmetaller, hvis biogødningen fra forgasningen af KOD en skal anvendes til jordbrugsformål (jf. slambekendtgørelsens bilag 2). Hvis KOD en overskrider grænseværdierne for miljøfremmede stoffer, kan KOD en komposteres, hvorved de miljøfremmede stoffer bliver nedbrudt. Efter en kompostering, hvor det dokumenteres at KOD en overholder grænseværdierne for visse miljøfremmede stoffer, kan KOD en anvendes til jordbrugsformål. Derudover skal KOD en også hygiejniseres, så uønskede frø, sygdomsfremkaldende bakterier og vira ikke overføres til landbrugssektoren (jf. slambekendtgørelsens bilag 3). Forurenende stoffer (tungmetaller og miljøfremmede stoffer) i organisk dagrenovation overføres blandt andet fra fejlsorteringer, f.eks. et fejlsorteret batteri. Fejlsorteringer som f.eks. batterier, plastemner, metalemner mv. (i denne rapport kaldet synlige urenheder eller blot urenheder) fjernes i vidt omfang via forbehandlingen eller via en eventuel Side 14 af 64

15 eftersortering af f.eks. den færdige kompost. Dette betyder, at indsamlingsordningen og sorteringskvaliteten har en direkte påvirkning på mængden af forurenende stoffer i den forbehandlede KOD. Ikke alle synlige urenheder fjernes i forbehandlingen. Alt efter forbehandlingsmetode kan mindre mængder af små stykker metal, glas og plast, men også sten, grus og jord, findes i det forbehandlede KOD. På nuværende tidspunkt, er der ingen lovgivningsmæssige grænseværdier for indholdet af synlige urenheder i KOD en, efter den er blevet forbehandlet. Renhedsgraden kan dog betyde noget for mulighederne for at afsætte den afgassede KOD til landbruget. Slambekendtgørelsen er under revidering, og det forventes, at der vil blive fastsat en grænseværdi for urenheder. I EU-kommissionens forslag til gødningsforordningen 9 er foreslået en grænse på 0,5 % (vægt) synlige urenheder i form af glas, metal og plast målt i % af tørstoffet i biogødningen. Dette foreslås skærpet til det halve 5 år efter vedtagelsen og revideret efter 8 år. I den svenske certificeringsordning - SPCR 120 findes kravet på 0,5 % allerede. Fra 2017 overgår ordningen til at måle urenheder i cm 2 /kg (Avfall Sverige, 2016: 17-18), hvilket er mere repræsentativt for plastfolier, der ikke vejer ret meget, men er meget synlige. I den gældende slambekendtgørelse, opfattes kommunerne som affaldsproducenten. Det er således deres ansvar at sikre en kontinuerlig prøveudtagning og analyse af KOD en. I den reviderede slambekendtgørelse vil dette ansvar, sandsynligvis blive overført til forbehandlingsanlægget. Prøveudtagningen og analysen udføres af et akkrediteret laboratorium efter forbehandlingen, men før KOD en leveres til et biogas- eller renseanlæg. Hvis KOD en komposteres til sidst, lægges der op til, at prøvetagningen foretages efter komposteringsprocessen, men før den udbringes på landbrugsjord. Markedskrav på Sjælland I 2015 har der været flere udmeldinger fra den sjællandske biogas- og landbrugssektor, hvor det fremhæves, at slutaftagerne vil stille krav til KOD ens kvalitet. Det er derfor ikke tilstrækkeligt, at kommunen kun forholder sig til de ovennævnte lovkrav. De skal også forholde sig til de potentielle markedskrav, der muliggør afsætningen af KOD en. I forbindelse med konkrete løsninger foreslås det, at der sikres afsætning til landmænd i rimelig nærhed af biogasanlægget, og at det i samarbejde med disse afklares, om de stiller højere markedskrav til biogødningen. I øvrigt anbefales det, at man holder sig orienteret om EU s og andre aktørers arbejde med markedsstandarder og certificering. 9 Cirkulær økonomi pakken, bilag til Forslag til Europa-Parlamentets og rådets forordning om fastsættelse af regler om tilgængeliggørelse på markedet af CE-mærkede gødningsprodukter og om ændring af forordning (EF) nr. 1069/2009 og (EF) nr. 1107/2009. Forslaget har været i høring fra Natur- og Erhvervsstyrelsen indtil 13. april. Side 15 af 64

16 Teknologispor og fokusområder På Sjælland eksisterer der kun et kommercielt behandlingsanlæg, som modtager og behandler KOD. Det er dog stadigvæk muligt at skitsere tre overordnede teknologispor, som enten delvist er etableret, eller som er under etablering på Sjælland. Herudover findes ét kommercielt forbehandlingsanlæg og yderligere to er på vej. I redegørelsen for disse teknologispor, er der lagt vægt på fire fokusområder. Energiudnyttelse af et ton KOD. o Herunder også energiforbruget ved forbehandlingen og biogasproduktionen. Mængden af urenheder og forurenede stoffer i KOD en - efter forbehandlingen. Recirkulering af NPK-indholdet og organisk stof i biogødningen. Teknologisporets behandlingskapacitet på Sjælland. De anvendte talværdier er standardværdier, som kan variere, da der er flere forskellige forhold, som kan påvirke de bagvedliggende forudsætninger for udregningerne, såsom konkrete driftsforhold og variationer i kommunernes KODsammensætning. Teknologispor 1: Groft neddelt KOD til tørbiogasanlæg Procesbeskrivelse: KOD en neddeles groft og omsættes til biogas på et tørbiogasanlæg. Derefter komposteres den resterende mængde KOD. Det anvendte anlægseksempel er Biovækst i Holbæk, som repræsenterer det eneste anlæg på Sjælland, der kommercielt behandler KOD. Anlægget modtager tons KOD fra kommuner og tons organisk affald fra servicesektoren. Anlæggets kapacitet er fuldt udnyttet. Energiudnyttelse af groft neddelt KOD og energiforbrug Ifølge driftslederen på Biovækst, er metanproduktionen ca. 56 Nm 3 CH 4/ton KOD, hvilket stemmer overens med en undersøgelse lavet af DTU Miljø i Anlægget har et varmeforbrug på 20 kwh varme/ton KOD, et elforbrug på 11 kwh el/ton KOD og et dieselforbrug på 3,6 liter/ton KOD. Urenheder og forurenende stoffer i kompost Mængden af synlige urenheder i den afsætningsklare kompost blev undersøgt i Andelen af urenheder var mellem 0,38 % og 1,7 % af TS-indholdet i den eftermodnede kompost og bestod primært af glas og plast. Lovgivningen er overholdt pt., men SPCR s grænseværdi (0,5 % af TS) vil i nogle tilfælde ikke kunne overholdes. I den seneste kompostdeklaration fremgår det, at slambekendtgørelsens grænseværdier for indholdet af miljøfremmede stoffer og tungmetaller er overholdt. Komposten kan dog ikke udnyttes på økologiske brug, på grund af et for højt indhold af cadmium, i forhold til grænseværdien fastsat i EU s Økologiforordning. Side 16 af 64

17 Recirkulering af kompost I anlæggets seneste kompostdeklaration fremgår det, at indholdet af næringsstoffer i et ton afsætningsklart kompost (vådvægt) er hhv. 15,3 kg total kvælstof, 1,8 kg ammonium-kvælstof, 4,7 kg fosfor, 7,7 kg kalium. Det høje næringsindhold pr. ton kan tilskrives fordampningen af vand fra komposten under eftermodningen. Under komposteringen er der et tab til atmosfæren af kvælstof og organisk stof. Teknologispor 2: Fin neddelt KOD til vådbiogasanlæg Procesbeskrivelse: KOD en finneddeles til en pumpbar biopulp, der omsættes til biogas på et vådbiogasanlæg, evt. sammen med husdyrgødning og industriaffald eller slam mv.. Derefter afsættes den afgassede biopulp (digestatet) til landmænd. På Sjælland er der et forbehandlingsanlæg og to vådbiogasanlæg 10, der har kørt testforsøg med behandling af biopulp. Derudover er der ved at blive etableret et forbehandlingsanlæg til behandling af KOD på Sydsjælland. Energiudnyttelse af biopulp og totale energiforbrug Metanproduktionen er ca. 100 Nm 3 CH 4/ton KOD, hvilket er ca. 44 Nm 3 mere end ved teknologispor 1. Talværdierne er dog ikke direkte sammenlignelige. Derudover svinger metanproduktionen betydeligt for KOD, da materialesammensætning og TS-indholdet varierer efter område og sæson. Det totale el- og varmeforbrug ved forbehandling og omsætning af 1 ton KOD til teknologispor 2 er: Hammermølle + Biogasanlæg [kwh] Valknuser + Skruepresser + Biogasanlæg [kwh] Pulper + Rejekt seperator + Biogasanlæg [kwh] Elforbrug [kwh] Varmeforbrug [kwh] Som det fremgår, varierer elforbruget efter den valgte forbehandlingsteknologi, hvor elforbruget er lavest ved anvendelsen af en hammermølle til forbehandlingen. Urenheder og forurenende stoffer i biopulp 10 HCS A/S i Glostrup. Hashøj biogas, Nysted Biogas. Side 17 af 64

18 Indholdet af urenheder er generelt lavt ved de forskellige nuværende forbehandlingsteknologier til KOD-biopulp. I forhold til hammermølleteknologier, er renhedsgraden af KOD-biopulp betinget af den valgte hammermølleteknologi. Den nuværende behandling med en hammermølleteknologi indikerer en højere renhedsgrad, end tidligere analyser har indikeret, ved behandling med anden hammermølleteknologi. De foreløbige og nyeste analyser ser lovende ud, da de indikere et indhold af urenheder < 0,4 % af TS. Herunder har driftspersonalet lavet en indledende (intern) analyse, hvor renhedsgraden er meget høj. Dette skal dog kun anvendes som et forsigtigt estimat, da der er behov for flere kontinuerlige analyser af akkrediterede laboratorier, for at kunne verificere renhedsgraden ud fra et gennemsnit. I KOD-biopulp behandlet med en pulper og reject separator, er det gennemsnitlige indhold af urenheder lavt i Danmark (< 0,1 %). Dette er dels fordi teknologien er udviklet til at håndtere KOD over flere år, og fordi processen er blevet optimeret gennem flere års driftserfaring. Det har ikke været muligt af finde renheds-analyser af KOD behandlet med en skruepresse, men ifølge et svensk biogasanlæg, der anvendte pulp behandlet med SYSAVs skruepresse, er renhedsgraden meget høj (Sigurdsson 2015). Til gengæld mistes en stor del af KOD en som frasortes sammen med urenhederne. Slambekendtgørelsens grænseværdier for tungmetaller og miljøfremmede stoffer er overholdt i tre undersøgelser af biopulp forbehandlet med forskellige teknologier. Recirkulering af digestat Indholdet af næringsstoffer pr. ton KOD (vådvægt) er ca., 1,9 kg total kvælstof, 0,3 kg total fosfor og 0,7 kg kalium 11. Der er sandsynligvis ikke noget større tab af næringsstoffer eller organisk stof efter omsætningen, da det transporteres direkte fra biogasanlægget til landmandens modtagertank. Teknologispor 3: Fin neddelt KOD til renseanlæg med rådnetank Procesbeskrivelse: KOD en fin neddeles til en pumpbar biopulp, der blandes med spildevandsslam og omsættes til biogas på et renseanlæg med rådnetank. Derefter afvandes KOD en sammen med slammet og afsættes til landmænd. Der er i dag ingen renseanlæg på Sjælland, der modtager KOD. Det eneste anlæg, der modtager KOD i Danmark, er Billund Biorefinery (tidligere Grindsted Renseanlæg). Energiudnyttelse af biopulp og energiforbrug 11 Disse værdier er fastsat ud fra antagelsen om at TS-indholdet i digestatet er 7 %, hvilket er 70 kg TS pr. ton digestat. Hvor tot. N er 2,7 % af TS, tot. P er 0,4 % af TS, K er 1 % af TS, disse værdier er gennemsnitsværdier af 17 prøver KOD, der kan findes på side 410 i Christensen et. al. (2007). Side 18 af 64

19 Metanproduktionen er sat til ca. 100 Nm 3 CH 4/ton KOD, da det er antaget, at omsætningsprocessen, mere eller mindre, er den samme som ved teknologispor 2. Det kan dog ikke udelukkes, at produktionen i praksis vil blive lavere i en rådnetank, da vådbiogasanlæg har større fokus på og erfaringsgrundlag med produktionen af biogas. Et meget forsigtigt estimat af det totale el- og varmeforbrug ved 1 ton KOD ses nedenfor Hammermølle + renseanlæg [kwh] Valknuser + skruepresser + renseanlæg [kwh] Pulper + reject seperator + renseanlæg [kwh] Elforbrug Varmeforbrug Urenheder og forurenende stoffer i biopulp/slam Der er kun et begrænset erfaringsgrundlag med håndteringen af urenheder på et renseanlæg. Det er derfor ikke muligt at komme med nogle konkrete konklusioner omkring dette. Med hensyn til forurenende stoffer, skal man være opmærksom på, at biopulpen vil blive blandet med spildevandsslammet fra renseanlægget, som kan indeholde forurenende stoffer i en grad, så det samlede gødningsprodukt bliver uegnet til jordbrugsformål. I forhold til slambekendtgørelsens grænseværdier for tungmetaller og miljøfremmede stoffer, har renseanlæggene indført tre forskellige slam-kvaliteter: A-slam, som overholder grænseværdierne, og kan derved anvendes til jordbrugsformål. B-slam, som ikke overholder grænseværdierne for miljøfremmede stoffer, og kan derfor ikke anvendes til jordbrugsformål, med mindre stofferne kan nedbrydes under en komposteringsproces. C-slam, som ikke overholder grænseværdierne for tungmetaller, og kan derfor ikke anvendes til jordbrugsformål. Recirkulering af afvandet slam Det vurderes, at ca. 75 % af det kvælstof, som tilføres rådnetanken med KOD en, ender i rejektvandet efter slutafvanding (EnviDan 2015). Kvælstoffet i rejektvandet skal fjernes biologisk inden udløb til recipienten. Dette defineres som et N-tab, da det ikke recirkuleres med det afvandede slam. Hvis der anvendes jern- eller aluminiumsprodukter til kemisk fældning af fosfor i renseanlægget, vil fosforen i det afvandede slam være mindre plantetilgængelig. Det betyder, at der vil være en højere udvaskningsrisiko, da der kan gå lang tid før fosforen bliver tilgængelig for planterne. N- indholdet i det afvandede slam er typisk 3-5 % af TS. P-indholdet i det afvandede slam er typisk 2,0-4,0 % af TS. Kalium-indholdet i det afvandede slam kendes ikke. Sammenhold af de tre teknologispor i henhold til de fire fokusområder, ses i nedenstående tabel. Side 19 af 64

20 Teknologispor Metanudbytte Urenheder og miljøfremmede stoffer Recirkulering til landbrugsjord Tilgængelighed på Sjælland 1: Groft neddelt KOD til tørbiogasanlæg Urenheder: 0,38 % - 1,7 % af TS-indholdet. 2: Fin neddelt KOD til vådbiogasanlæg 56 Nm 3 CH 4/ton forsorteret KOD 100 Nm 3 CH 4/ton KOD Miljøfremmede stoffer: grænseværdierne er overholdt, dog har tungmetallet cadmium en middelværdi på 0,7 mg/kg TS, hvilket er i nærheden af grænseværdien på 0,8 mg/kg TS. Urenheder: Hammermølle: < 0,4 % af TS-indholdet (indledende analyser), Pulper + rejekt separator gns. < 0,1 % af TS-indholdet. Fremmede stoffer: grænseværdierne er overholdt, dog overskred indholdet af cadmium grænseværdien i en af prøverne. 3: Fin neddelt KOD til renseanlæg med rådnetank 100 Nm 3 CH 4/ton KOD Vides ikke 15,3 kg kvælstof, 1,8 kg ammoniumkvælstof, 4,7 kg fosfor, 1 anlæg, Biovækst A/S 7,7 kg kalium/ton afsætningsklar kompost 7,8 kg tot. N, 1,2 kg tot. P og 2,9 kg K/ton afsætningsklar biopulp N-indhold 3-5 %, P- indhold 2-4 % /afvandet slam (TS) anlæg, Hashøj Biogas AMBA Ingen anlæg på Sjælland Perspektiverende bemærkninger God kildesortering og genanvendelse forudsætter en bred accept af nytteværdien, både i form af god genanvendelse og energinyttiggørelse. Samtidig er der et krav om, at økonomien ser fornuftig ud. Miljøværdien knytter sig til, at Side 20 af 64

21 næringsstoffer kan recirkuleres på en måde, der ikke øger forureningen væsentligt med kemiske eller mekaniske forureninger. Den økonomiske og klimamæssige værdi knytter sig mere til produktionen af biogas. Biogassen kan substituere fossile energikilder. Sjælland er præget af en fælleskommunal affaldssektor (I/S er) med affaldsforbrændingsanlæggene i centrum. Denne struktur må grundlæggende ikke behandle genanvendeligt affald fra erhverv. Det betyder, at hvis der skal opnås en synergi mellem genanvendeligt bioaffald fra husholdninger og erhverv, skal dele af processen lægges i privat regi. Over for dette står det kommunale ansvar for behandlingen af affaldet. Det er nødvendigt med en strategi for en situation, hvor der ikke er et marked, som er interesseret i at modtage affaldet. Ud over en sikring mod spredning af forurening, er det også vigtigt, at kommunerne forholder sig til hygiejniseringskravet, der overholdes ved en varmebehandling ved 70 0 C i en time eller tilsvarende, samt minimering af risikoen for krydsforurening mellem indgående og udgående materialestrømme. Partnerskaber eller kontrakter med kontraktlængder, der tager hensyn til længden af afskrivningerne på de tekniske anlæg, samt indeholder en passende restriktiv kvalitets- og miljøstyring, ligner en attraktiv vej. Der kan være en modsætning mellem mulighederne for en fleksibel økonomisk optimering og behovet for en offentlig kontrol med restriktioner, målinger og analyser. Det fordrer omhyggelighed i systemopbygningen. Ingen af parterne kan være interesseret i, at der skabes grundlag for dårlige historier. Omkostningstunge kontrolbehov peger i retning af stordriftsfordele, hvor kontroludgifterne kan fordeles på større mængder. Store anlæg/organisationer har lettere ved at opretholde fagligheden omkring et velfungerende kontrolsystem. Arbejdet med rapporten peger i retning af en våd teknik baseret på pulpning og efterfølgende behandling i biogasanlæg. Enten behandles den pulpede KOD sammen med andre substrater, som husdyrgødning og slagteriaffald m.m., eller uden sammenblanding med andre substrater, som er en forudsætning for de økologiske landmands anvendelse af biogødning 12. Fordele ved at behandle KOD sammen med andre substrater som husdyrgødning er, at KOD en indgår som et mindre, men økonomisk attraktivt, element i biogasbehandlingen, hvor husdyrgødningen ofte udgøre 75 % på tørstofbasis. Fordelen ved at behandle KOD uden sammenblanding med andre substrater er, at økologerne er meget interesserede i at aftage biogødningen, da de har svært ved at få dækket deres gødningsbehov fra andre kilder. Sporet har, med begrænsede investeringer i forbehandlingsteknikken og biogasteknik med mulighed for anvendelse af andre substrater, en fleksibilitet/robusthed i forhold til fremtidige teknologiske, markedsmæssige og politiske forandringer. Biorefining til andre produkter end biogas og enzymatisk forbehandling af usorteret husholdningsaffald, er for nuværende teknologiske boblere, som evt. kan vise deres værdi på et senere tidspunkt. Endvidere kan der være perspektiver i en metode til koncentrering af biogødningen i forhold til transport og opbevaring. I forhold til kontraktlængen er der en balance mellem langsigtet økonomisk rationalitet og fleksibilitet i forhold til at kunne tilpasse sig nye teknologiske muligheder. 12 De konkrete regler for anvendelsen, fremgår i NaturErhvervsstyrelsens: Vejledning om økologisk jordbrugsproduktion s , : rugsproduktion/okologivejledning_januar_2016.pdf Side 21 af 64

22 Det tørre spor og forgasning med spildevandsslam i eksisterende rådnetanke, kan være supplerende teknologier til et hovedvalg af spor 2. Arbejdet har givet en tiltro til, at høje miljø- og klimaambitioner kan indfries ved en behandlingspris, der holder sig under den nuværende forbrændingspris inkl. afgifter. Hvis der sker en omhyggelig planlægning. Højt gasudbytte, høj værdi af den resulterende biogødning og overordnet rationel tilrettelæggelse af værdikæderne, trækker også i retning af bedre økonomi. Side 22 af 64

23 2. Hvad er kildesorteret organisk dagrenovation? 2.1 Indledning Kildesorteret organisk dagrenovation (KOD) er en heterogen masse, også kaldet madaffald. Madaffald er alt affald, der stammer fra mad, og kan deles i to: madspild og øvrigt madaffald. Madspild er fødevarer, der kunne være blevet spist, men i stedet er blevet smidt ud eksempelvis gammelt brød, frugt, grønt og middagsrester. Øvrigt madaffald er de dele af fødevarerne, der ikke er egnet til at spise eksempelvis æggeskaller, kartoffelskræller, kaffegrums og kernehuse. Derudover kan der også være en mindre mængde anden organiske materialer i KOD en, såsom afklippede blomster, aftørringspapir og æggebakker. Ikke-organiske materialer såsom plast, metal og glas opfattes som fejlsorteringer, der senere hen i processen vil opfattes som urenheder, så frem de ikke er blevet frasorteret. 2.2 Sammensætningen af kildesorteret organisk dagrenovation Overordnet set, kan man inddele organisk dagrenovation i følgende 4 kategorier: Uorganiske stoffer, organiske stoffer (VS), vand og fejlsorteringer. Nedenstående diagram viser en gennemsnitlig sammensætning af disse fire komponenter. 4% 5% 25% Vand 66% Organisk stoffer (VS) Ikke- organisk stoffer Fejlsorteringer Side 23 af 64

24 Vandindholdet varierer meget mellem animalske- og vegetabilsk madaffald/madspild. Det vil sige, at KOD der udelukkende består af grøntsager, vil indeholde en større mængde vand 13 end diagrammet indikerer Uorganiske og organiske stoffer Uorganiske stoffer stammer fra mineraler og indeholder ikke kulstofforbindelser. Organiske stoffer (VS) indeholder kulstofforbindelser, som bl.a. findes i fedt, proteiner, stivelse, sukker, træstof og andre kulhydrater. I modsætning til uorganiske stoffer, kan disse komponenter, delvist, energiudnyttes, da anaerobe bakterier kan nedbryde og omsætte det organiske stof (VS) til biogas. I biogasproduktion, vil ca % af det organiske stof (VS) ikke blive omsat, men i stedet genanvendes som jordforbedrings- og gødskningsmiddel, sammen med de uorganiske stoffer. Derved genanvendes bl.a. plantenæringsstofferne kvælstof, fosfor og kalium i produktionen af nye afgrøder og understøtter således en ressourceeffektiv og bæredygtig udnyttelse af affaldet, hvorimod NPK-indholdet i KOD mistes i en forbrændingsproces. 13 Ifølge COWI (2012: 35) er vandindholdet gennemsnitligt 80 % for vegetabilske fraktioner. Side 24 af 64

25 3. Kildesorteret organisk dagrenovation og kvalitet 3.1 Indledning Når KOD en indsamles, indeholder den forskellige former for urenheder, forurenende stoffer, sygdomsfremkaldende bakterier og vira. Bearbejdningen af dette uønskede indhold i KOD en fastsættes ved forskellige lov- og markedskrav, der tilsammen definerer den ønskede kvalitet for biogødningen. Overholdelsen af kravene, skal opfattes som grundforudsætninger for recirkuleringen af KOD som biogødning og realiseringen af kommunernes affaldsplaner. 3.2 Lovkrav og kvalitet Som udgangspunkt er det slambekendtgørelsen 14, der regulerer anvendelsen af KOD til jordbrugsformål Forurenende stoffer i KOD og slambekendtgørelsen KOD er i de fleste tilfælde forurenet med miljøfremmede stoffer og tungmetaller, der bl.a. overføres fra ikke-organiske fejlsorteringer. Flere undersøgelser har indikeret, at kontakttiden mellem fejlsorteringer og organisk dagrenovation, har en betydning for indholdet af miljøfremmede stoffer (Jørgensen og Kreilgård, 2015: 14). Kortere tømningsintervaller kan derfor være hensigtsmæssigt, hvis KOD ens renhedsgrad er lav. Forurenende stoffer kan ikke separeres mekanisk fra KOD en, hvilket betyder, at de følger med biogødningen 15. Miljøfremmede stoffer kan dog nedbrydes ved en kompostering. For at beskytte miljøet, når organisk affald anvendes til jordbrugsformål, er der fastsat grænseværdier for en række stoffer i slambekendtgørelsen (bilag 2). 14 Bekendtgørelsen om anvendelsen af affald til jordbrugsformål (slambekendtgørelsen). 15 Miljøfremmede stoffer kan dog delvist nedbrydes i en komposteringsproces. Side 25 af 64

26 Særlige lovkrav for økologiske landmænd Udover slambekendtgørelsens lovkrav, er de økologiske landmænd også underlagt EU's økologiforordning, hvilket fastsætter supplerende krav til anvendelsen af ikke-økologisk gødningsmiddel, såsom skrappere grænseværdier 16 for indholdet af tungmetaller. Derudover skal landmændene bevise, at deres landbrugsareal mangler næringsstoffer, før de må anvende ikke- økologisk gødskningsmiddel, såsom biogødning. Spildevandslam er forbudt at bruge hos økologerne iht. Økologiforordningen, og brugen af konventionel husdyrgødning ønsker de danske økologer at udfase. De økologiske landmænd på Sjælland mangler næringsstoffer (Kyed 2015), og har derfor vist en særlig interesse for anvendelsen af biogødning på deres marker. Specielt de planteavlere, der ikke har direkte adgang til gylle. De konkrete regler for anvendelsen, fremgår i NaturErhvervsstyrelsens: Vejledning om økologisk jordbrugsproduktion s , Prøveudtagning og revideringen af slambekendtgørelsen For at sikre en overholdelse af grænseværdierne i slambekendtgørelsen, skal en kommune løbende analysere en repræsentativ mængde af deres KOD for miljøfremmede stoffer og tungmetaller. Prøveudtagningen skal foregå før der sker en sammenblanding med andet affald, såsom andre kommuners KOD. Dette lovkrav vil højst sandsynligt blive ændret i den reviderede slambekendtgørelse, så prøveudtagningen påkræves senere i processen (se figur) Urenheder og revidering af slambekendtgørelsen Urenheder i KOD en forekommer primært pga. fejlsorteringer hos borgeren og består hovedsageligt af ikke-organiske materialer, såsom plast, metal og glas. Derudover kan selve indsamlingsposen også opfattes som en urenhed - 16 Ift. slambekendtgørelsens grænseværdier. Side 26 af 64

27 specielt hvis den er lavet af plast, der ikke kan komposteres. Mængden af urenheder kan variere meget (se billede), og er i høj grad betinget af indsamlingsordningen og husstandstyperne i den enkelte kommune 17. Billund kommune har eks. opnået en høj renhedsgrad, da de har gennemført en kontinuerlig og flersidet informationskampagne rettet mod borgernes sorteringsadfærd. De udsender bl.a. foldere og indsamlingsposer til borgerne. Derudover tømmer kommunens skraldemænd ikke beholdere, som indeholder synlige urenheder (Jørgensen og Kreilgård, 2015: 13). Informationskampagnen er blevet en integreret del af den kommunale daglige drift. Denne strategi fungerer dog kun i kommuner med et højt antal af enfamilieboliger eller villaer, da KOD fra etageboliger, ikke kan spores tilbage fra fællesbeholderen til den enkelte lejlighed. I den nuværende slambekendtgørelse er der ingen specifikke grænseværdier for indholdet af synlige urenheder i biogødningen. Udbringningsforholdene er kun reguleret af forskellige markedsmekanismer, såsom leverandøraftaler mellem et biogasanlæg og en landmand. I forbindelse med den kommende revision af slambekendtgørelsen, vil der blive indarbejdet krav til synlige urenheder >2 mm. Sverige har i deres certificeringsordning - SPCR 120, en grænseværdi for urenheder (se tabel). SPCR 120 Definition Vægtbaseret grænseværdi Tørstofindholdet i biogødningen må ikke indeholde mere end 0,5 % urenheder. Det vil sige, at der i et ton biogødning, med et TS-indhold på 4,5 %, må være 0,225 kg urenheder. 17 Der er ofte flere urenheder i KOD fra etageboliger, end i enfamilieboliger. Side 27 af 64

28 Arealbaseret grænseværdi Hvis der er et indhold af synlige urenheder på > 40 cm 2 pr. kg biogødning (vådvægt), beregnet ud fra middelværdien af tre prøver, overskrides grænseværdien. Hvis TS-indholdet i biogødningen er > 20 % (typisk for kompost), er grænseværdien for urenheder 120 cm 2 pr. kg biogødning (Avfall Sverige 2016: 17). Denne måleenhed er specielt anvendelige overfor urenheder med en lav massefylde, såsom plast - der vejer lidt, men fylder meget Frasortering af urenheder Overholdelsen af lignende grænseværdier i den danske lovgivning, vil primært være betinget af forbehandlingsanlæggets mekaniske kapacitet til at frasortere urenheder, såsom plast, metal, sand, glas. Dette defineres som en forsortering af ikke-organisk rejekt 18. I separeringsprocessen mister man også en del af den organiske dagrenovation, enten fordi det sætter sig fast på urenheder, eller fordi det ikke neddeles tilstrækkeligt. Dette tab defineres som organisk rejekt, og varierer mellem de forskellige forbehandlingsteknologier (Ljunggren 2015: 2). Det kan ofte være svært at afdække mængden af den organiske rejekt, enten fordi de eksisterende forbehandlingsanlæg ikke vil, eller kan, oplyse det. Synlige urenheder, som ikke er blevet sorteret fra under forbehandlingen, kan delvist fjernes med en sigte efter biogasproduktionen. Hvis der ikke er etableret en sigte, vil urenhederne enten ophobes i en landmands modtagertank eller på landbrugsjorden. Mikroplast et fremtidigt problem? Mikroplast er et miljøfremmed stof, der kan betegnes som en dark horse indenfor affalds- og biogassektoren (Wagner 2015). Med dette menes, at man ikke ved særligt meget om mikroplastens tilstedeværelse i KOD, men at det potentielt kan blive en alvorlig problemstilling, hvis det forekommer i biogødningen. Forureningsrisici forbundet med mikroplast, har dog fået øget opmærksomhed indenfor de seneste år. Det er derfor ikke usandsynligt, at de miljømæssige konsekvenser vil undersøges nærmere i fremtiden (Werther 2015). I forlængelse af dette, har et svensk studie af mikroplastindholdet i biopulp (<2 mm plast), konkluderet at: 1. der teoretisk set, kan være et indhold af mikroplast, som ikke fjernes under forbehandlingen og 2. at der ikke er lavet nogle 18 Ikke organisk rejekt er materialer, der ikke kan nedbrydes indenfor en kort periode eller omsættes til biogas. Side 28 af 64

29 kvantificerbare undersøgelser om indholdet af mikroplast i biogødningen. Hvis man vil læse den svenske rapport hedder den: Avfall Sverige 2014: Mikroplaster i biogasprocessen forstudie. Rapport U2014: Hygiejnisering af KOD og slambekendtgørelsen For at sikre, at biogødningen ikke spreder bakterier og vira over til fødevaresektoren, skal KOD en hygiejniseres ved 70 C i en time jf. slambekendtgørelsens bilag 3. Opvarmningen skal enten forgå inden den sammenblandes med andre organiske materialer, eller før den udbringes på landbrugsjord 19. For at overholde hygiejnekravet, skal der etableres en hygiejniseringstank, hvori den forbehandlede KOD opbevares ved den krævede hygiejniseringstemperatur i et garanteret tidsinterval, f.eks. 70 C / 1 time. Placeringen af enheden kan enten være ved et forbehandlings-, biogas- eller renseanlæg. 3.3 Markedskrav og kvalitet Markedskrav fastsættes af aktører indenfor biogas- og landbrugssektoren, såsom driftsledere og landmænd. Disse aktører er aftagerne af hhv. den forbehandlede KOD og biogødningen. Det er således ikke tilstrækkeligt, at kommunen kun forholder sig til de ovennævnte lovkrav. Der skal også tages højde for de markedskrav, der sikrer afsætningskanalerne for KOD en. Jacob Wagner Jensen, biomassechef fra Bigadan, adresserer bl.a. dette i et blogindlæg på genanvend.mst.dk (miljøstyrelsens hjemmeside): Selvom der laves et nationalt regelsæt omkring en tilladt mængde af urenheder i affaldet [KOD en], som tilgår biogasanlæg og senere landbrugsjorder, så må biogasanlægget stadigvæk gerne stille strammere [kvalitets] krav Krav til sammensætningen af KOD Hvis en kommune vil anvende et af de etablerede biogas- eller renseanlæg på Sjælland, kan sammensætningen af KOD en have en betydning for afsætningsmulighederne. For eksempel ville Hashøj biogasanlæg i 2015 ikke modtage biopulp 20 med haveaffald fra Frederiksberg kommune, da energiindholdet i den bløde del, var for lav. Derudover kan mængden og sammensætningen af fejlsorteringer forårsage forskellige proces-problemer for et biogas- eller renseanlæg, hvis de ikke er blevet fjernet under forbehandlingen. Fra et planlægningsperspektiv, er det således hensigtsmæssigt, at en kommune inddrager relevante anlæg i udformningen af sorteringsvejledningen og indsamlingsordningen, da det potentielt kan løse mange problemer senere i forløbet. Derudover kan biogas- og renseanlæg også tilpasse deres teknologi til modtagelsen af nye former for materialer, såsom KOD, bare så længe kommunen inkluderer dem tidligt i planlægningsprocessen. 19 I bekendtgørelsen fremgår de konkrete behandlingsforhold forbundet med hygiejniseringen. 20 Finneddelt KOD se begrebsafklaring for uddybning. Side 29 af 64

30 3.3.2 Mejeriforeningens krav til kvalitet Et andet eksempel - der går udover lovkravene - er mejeriforeningens kvalitetskrav. Forenings branchepolitik fastslår, at anvendelsen af organisk gødning til dyrkning af malkekvægs-foder, skal kunne spores tilbage til kilden. Landmænd, der leverer mejeriprodukter til foreningens medlemmer, måtte indtil i år derfor ikke anvende foder, der er dyrket med KOD-biogødning, da det ikke er sporbart. Dette skabte således en afsætningsproblematik for kommunerne, da vådbiogasanlæg - som afleverede gylle til disse landmænd - ikke kan anvende KOD en 21. I et notat, udarbejdet af Affaldskontoret og Planenergi, beskrives den bagvedliggende problemstilling som en manglende dokumentation på indholdet af miljøfremmede stoffer og urenheder: Foreningen er endnu ikke blevet præsenteret for en dokumentation eller et indsamlingssystem, som sikrer at biopulpen [forbehandlet KOD] er ren. Derfor skal foreningen, for at kunne starte en dialog op, præsenteres for en løsning, som sikrer en ren kvalitet og renhed af biopulpen i forhold til indhold af miljøfremmede stoffer og urenheder, for at kunne indlede et arbejde med henblik på at justere politikken, således at organisk affald fra husholdninger kan accepteres på biogasanlæg, som afsætter digestat til Mejeriforeningens medlemmer (Jørgensen og Kreilgård 2015: 2). Projektet Kildesorteret organisk dagrenovation til biogasfællesanlæg har nu fastlagt den ønskede praksis og dokumentation så mejeriforeningens medlemmer må anvende foder fra marker gødet med KOD-biogødning Da den sammenblandes med gyllen i reaktortanken. 22 Læs mere her: Side 30 af 64

31 4. Teknologisporene og fokusområder Som kapitel 2 indikerer, er der en del forhold man skal overveje i forhold til urenheder, energiudnyttelse og recirkuleringen af KOD. Kapitel 3 vil derfor introducere læseren for de fokusområde, der er centrale at forholde sig til, samt hvilke teknologispor, der er tilgængelige eller under udvikling på Sjælland. De enkelte teknologispor vil blive uddybet i kapitel 4, 5 og Indledning Et teknologispor er en sammenkobling af teknologier, der behandler KOD med det formål at omsætte det til biogas og recirkulere resten på sjællandsk landbrugsjord. På denne måde understøtter teknologisporene målet i regeringens Ressourcestrategi om 50 % genanvendelse af husholdningsaffaldet, samt de energipolitiske mål om et fossilfrit Danmark. I løbet af projektperioden er der blevet identificeret tre mulige teknologispor på Sjælland: 1. En grov neddeling og omsætning af KOD på et tørbiogasanlæg (teknologispor 1). 2. En fin neddeling af KOD til en biopulp, der omsættes på et vådbiogasanlæg (teknologispor 2). 3. En fin neddeling af KOD til en biopulp, der omsættes på et renseanlæg med rådnetank (teknologispor 3). 4.2 Fokusområder I dataindsamlingen og redegørelsen af teknologisporene er der lagt vægt på fire fokusområder. De anvendte talværdier skal kun opfattes som vejledende gennemsnitsværdier og estimater. Det vil altid være mere hensigtsmæssigt at anvende talværdier, der afspejler en kommunes specifikke forhold, såsom KODsammensætningen og mængden af urenheder Fokusområde 1: Energiudnyttelse af KOD en Energiudnyttelse af Volatile Solids (VS) i KOD en varierer mellem teknologisporene, da forbehandlings- og/eller biogasteknologierne er forskellige. Den totale mængde VS omsættes sjældent på et biogas- eller renseanlæg, da det tager for lang tid og derved ikke er driftsøkonomisk rentabelt. Det handler derfor om at producere så meget biogas som muligt, på så kort tid som muligt Under antagelsen af at det altid kan afsættes på et marked, og ikke bare flares på biogasanlægget. Side 31 af 64

32 Omsætteligheden af KOD Omsætteligheden af KOD definerer hvor meget VS, der kan omsættes til biogas indenfor et tidsinterval. Der er flere forhold som påvirker omsætteligheden. Bl.a. neddelingen af KOD en under forbehandlingen, samt opholdstiden og temperaturen i reaktor- eller rådnetanken. For hvert teknologispor vil metanproduktionen pr. ton KOD fremhæves. Den efterfølgende anvendelse af biogassen vil ikke blive vurderet. Dette er en begrænsning i projektet, da der er et energitab forbundet med produktionen af el og varme, som ikke er blevet fraregnet fra den producerede biogas. I forlængelse af dette, fremhæves energiforbruget forbundet med forbehandlingen og omsætningen af 1 ton KOD, da det indikerer teknologisporets energieffektivitet Fokusområde 2: urenheder og forurenende stoffer Som en grundforudsætning skal KOD en kunne overholde grænseværdierne for miljøfremmede stoffer og tungmetaller i slambekendtgørelsen, hvilket er ens for alle teknologisporene. Derudover skal teknologisporene kunne sikre en hensigtsmæssig frasortering af urenheder, inden KOD en afsættes til en landmand som hhv. kompost, digestat eller afvandet slam. I forlængelse heraf, indikeres det om teknologisporene kan overholde en grænseværdi på 0,5 % urenheder i TS-indholdet, efter forbehandlingen eller komposteringen Fokusområde 3: Recirkulering på landbrugsjord Værdien af (et rent) gødskningsmiddel fastsættes primært ud fra NPK-indholdet og landmandens gødskningsbehov. Herunder også om NPK-gødningen er direkte plantetilgængelig, eller om det først skal nedbrydes og omdannes i landbrugsjorden 24. Det vurderes derfor om NPK-indholdet og det ikke-omsatte organiske stof (VS) potentielt ville tabes, inden det når at blive recirkuleret i afgrøder eller jord. Udbringningen af biogødning betyder således kun, at det er blevet afsat til en landmand (ikke recirkuleret) Fokusområde 4: Tilgængelighed på Sjælland Et teknologispor opfattes som tilgængeligt, hvis både et forbehandlingsanlæg og biogas- eller renseanlæg kan modtage og behandle kommunernes KOD. På Sjælland skal teknologisporene enten udbygges, tilpasses eller etableres, før de kan defineres som tilgængelige behandlingsløsninger for sjællandske kommuner 25. Der er således en manglende behandlingskapacitet i Ved dette fokuspunkt, er der derfor lagt vægt på de enkelte teknologispors tilstedeværelse på Sjælland, herunder hvor meget KOD der kan håndteres. Derefter redegøres der for nye anlæg, der er under etablering, samt anlæg der ikke har en interesse i at behandle KOD, men som teknisk set ville kunne modtage det (under mindre justeringer). 24 Dette har en betydning for landmanden, da plantetilgængelige næringsstoffer hurtigere kan optages af afgrøderne, hvilket derved reducerer udvaskningsrisikoen. 25 Kommuner skal i denne sammenhæng opfattes som dem, der ikke har valgt en behandlingsløsning endnu. Side 32 af 64

33 5. Groft neddelt KOD til biogasanlæg (Teknologispor 1) Biovækst A/S anvendes som anlægs-eksempel for dette teknologispor. Anlægget ligger på Hagesholmvej 7, 4520 Svinninge, i nærheden af Holbæk og ejes af Solum A/S, Vestforbrænding og KARA/Noveren. Solum A/S driver anlægget (januar 2016) og har patent på teknologien. 5.1 Procesbeskrivelse Den organiske del af dagrenovationen kildesorteres og transporteres til et dedikeret forbehandlings- og biogasanlæg, der er sammenkoblet i en integreret proces. Dedikeret betyder, i denne sammenhæng, at man kun omsætter KOD og derved ikke sammenblander det med andet organisk materiale (undtagen haveaffald) Forbehandling En poseåbner opsprætter indsamlingsposerne (Niras 2013), hvorefter KOD en tilføres en roterende tromle med 80 mm soldhuller. Heri slynges KOD en rundt, neddeles groft og falder delvist igennem hullerne. Urenheder (inkl. poserne) der er større end 80 mm i diameter, separeres fra i bunden af tromlen. Urenheder der er mindre end 80 mm i diameter, følger primært med den neddelte KOD. Sand og grus opfattes ikke som urenheder i dette teknologispor, da de ikke forsager proces problemer for anlægget, og uproblematisk kan udbringes på landbrugsjord. Side 33 af 64

34 DET ØVERSTE BILLEDE VISER HVORDAN GROFT NEDDELT KOD SER UD. DET NEDERSTE BILLED VISER DOBBSTADT SM 518A MASKINEN, SOM BIOVÆKST ANVEDER TIL AT GROV NEDDELE OG SEPARERE STØRRE URENHEDER. BUNKEN UNDER MASKINEN, ER DEN GROFT NEDDELTE KOD, DER OMSÆTTES I PROCESSMODULET. Bunken under tromlen opsamles af en gummiged og tilføres til en foderblander, hvor den forsorterede KOD sammenblandes med haveaffald. Sammenblandingen overføres til flere sammenkoblede procesmoduler (Møller 2012) Biogasproduktion og eftersortering Modulerne aflukkes og omdannes til et iltfrit miljø, så biogasproduktionen kan påbegyndes. I denne proces, overrisles den forsorterede KOD med perkolat fra reaktortanken, som siver ned igennem bunken 26, imens den nedbryder og opfange de let omsættelige dele af VS-indholdet. Perkolaten opsamles i bunden af bunken og pumpes derefter fra procesmodulerne tilbage til reaktortanken, hvor omsætningen forgår. Denne proces gentages flere gange indenfor hvert batchforløb (Brøgger 2015). Efter ca. 7 dage tilføres der iltholdigt luft til modulerne, så den resterne mængde kan komposteres. Under komposteringen, stiger temperaturen i hele bunken til over 70 C i flere timer, hvilket betyder, at slambekendtgørelsen krav om hygiejnisering overholdes. Temperaturen blev verificeret i forbindelse med et 26 Haveaffaldet anvendes som strukturmateriale i bunken, så man sikrer, at perkolaten kan komme ned igennem bunken til gulvet, hvor den kan pumpes fra procesmodulet over til reaktortanken. Side 34 af 64

35 midlertidigt miljøprojekt, hvor 8 temperaturloggere blev fordelt forskellige steder i modulet. I forlængelse af dette, konkluderede de, at anlæggets eksisterende målemetode hvor temperaturen kun måles i procesluften - ikke gav en retvisende indikation på temperaturen i alle dele af bunken 27 (Aikan agri 2014: 26. Miljøprojekt nr. 1586). Til sidst eftermodnes komposten i åbne siloer, hvorefter den eftersorteres for synlige urenheder i en vindsigte med 10 mm soldhuller. 5.2 Energiudnyttelse af groft neddelt KOD Ifølge driftslederen Morten Brøgger er den gennemsnitlige metanproduktion i reaktortanken ca. 56 Nm 3 CH 4/ton forsorteret KOD 28, hvilket stemmer overens med en undersøgelse DTU Miljø lavede i 2012 (Møller 2012). Der er en del af det faste VS-indhold, som ikke omsættes til biogas, da det ikke når at blive nedbrudt til en flydende masse og opsamlet indenfor opholdstiden i procesmodulet Energiforbrug Anlægget har et samlet varmeforbrug på 20 kwh varme/ton KOD, hvor der ikke er noget varmeforbrug forbundet med hygiejniseringen af bunken, da komposteringsprocessen frigiver varmeenergi af sig selv. Elforbruget er på 11 kwh el/ton KOD og et dieselforbrug på 3,6 liter/ton KOD (Møller 2012). Disse talværdier er blevet verificeret af Morten Brøgger. 5.3 Urenheder og forurenende stoffer i komposten Urenheder i KOD en skal enten frasorteres i tromlen før biogasproduktionen eller i vindsigten efter biogasproduktionen og komposteringsprocessen, da den ellers følger med den afsætningsklare kompost (se figur). 27 Hvis man vil vide mere om denne usikkerhed, foreslås det at man læser: Miljøprojekt nr. 1586, 2014, side Hvis metanproduktionen blev opgjort i forhold til et ton KOD før forsorteringen, ville den, højst sandsynligt være en smule lavere, da det antages, at der tabes en del af det organiske stof i tromlen. Side 35 af 64

36 Mængden af synlige urenheder i komposten blev undersøgt i Andelen af urenheder i den afsætningsklare kompost var mellem 0,38 % og 1,7 % af TS-indholdet og bestod primært af glas og plast (Aikan Agri 2014: 25). Hvis en grænseværdi på 0,5 % af TS vedtages i slambekendtgørelsen, ville komposten, i nogle tilfælde, derved ikke kunne anvendes som jordbrugs- og gødskningsmiddel, uden en yderligere eftersortering. Problemstillingen er, at sigten ikke kan frasortere urenheder < 10 mm i diameter, hvilket betyder, at der kommer synlige urenheder i den afsætningsklare kompost 30, såsom vatpinde (se billede). Fra tidligere undersøgelser, har det vist sig, at mængden af urenheder i strukturmaterialet, har en betydning for mængden af urenheder i den afsætningsklare kompost. Problemstillingen opstår når genanvendeligt strukturmateriale tilbageføres til foderblanderen. Derved overføres urenheder fra den tidligere batch til den næste batch osv. Urenhederne i strukturmaterialet kan således reduceres, hvis man sigter det flere gange, før det genanvendes. Hvis man gerne vil vide mere om dette, kan man læse miljøprojekt nr. 1586, side 25. Det opfattes ikke hensigtsmæssigt, at den afsætningsklare kompost (1) udbringes med urenheder og (2) at der er landmænd eller andre aftagere som vil modtage det. Mængden af urenheder i den forbehandlede KOD er dog faldende, hvilket primært kan tilskrives en højere renhedsgrad i den indsamlede KOD (Brøgger 2015). Slambekendtgørelsens grænseværdier for indholdet af miljøfremmede stoffer og tungmetaller i komposten er overholdt. Tungmetallet cadmium har dog en middelværdi på 0,7 mg/kg TS, hvilket er i nærheden af grænseværdien på 0,8 mg/kg TS. De andre forurenende stoffer er langt under grænseværdien (Kompostdeklaration 2015). 29 Selve prøveudtagningen og analysen blev udført af et uvildigt laboratorium jf. slambekendtgørelsens regler og standardiseret produktblad for kompost. 30 Sand og grus skal ikke opfattes som urenheder i dette spor, da anlægget er robust nok til at kunne håndtere det. Derudover ville det godt kunne udbringes på landbrugsjorden uden at skabe en synlig forurening. Side 36 af 64

37 5.4 Recirkulering af NPK og organisk stof Mængden af næringsstoffer og organisk stof, der recirkuleres med komposten, er betinget af komposteringsprocessen. På grund af beluftningen i procesmodulet omdannes kvælstof (N) på ammonium form til ammoniak. I en DTU undersøgelse fra 2012 fremgik det, at N-tabet var 55 % 31, hvor størstedelen af tabet kunne tilskrives ammoniak-emissioner fra komposteringen i procesmodulet. Tabet af N til atmosfæren i eftermodningsfasen kendes ikke. N på ammonium form er direkte plantetilgængeligt. Landmænd har derfor en særlig interesse i at modtage det, da deres afgrøder hurtigt kan optage kvælstoffet, hvilket reducerer udvaskningsrisikoen. Hvis man vil vide mere om de konkrete udregninger og forudsætninger, kan man læse s i følgende rapport: Jacob Møller (2012): LCA af Biovækst. DTU Miljø. I eftermodningsfasen nedbrydes en del af det (ikke-omsatte) organiske stof (VS) også, hvilket betyder, at der er mindre, der recirkuleres som jordforbedringsmiddel. Mængden der nedbrydes kendes ikke. Indholdet af næringsstoffer i et ton afsætningsklart kompost (vådvægt) er hhv. 15,3 kg total kvælstof, 1,8 kg ammonium-kvælstof, 4, 7 kg fosfor, 7,7 kg kalium. Dette er et højt næringsindhold pr. ton, hvilket kan tilskrives fordampningen af vand i eftermodningsfasen 32 (Kompostdeklaration 2015). 5.5 Teknologisporets tilgængelighed på Sjælland BioVækst er det eneste anlæg, der modtager og behandler KOD og udgør derfor den samlede sjællandske behandlingskapacitet på ca tons om året. Fordelingen er tons KOD fra kommunerne og tons organisk affald fra servicesektoren. Anlægget kan, på nuværende tidspunkt, ikke modtage mere KOD, med mindre affaldets opholdstid i procesmodulet reduceres. Der er en manglende kapacitet til den sjællandske KOD. Også for ejerkommunerne i de to ovennævnte selskaber 33. Etableringen af nye behandlingsmuligheder, er således en nødvendighed for at kunne realisere ressourcestrategiens målsætning om genanvendelse af husholdningsaffaldet. 31 I forhold til N- indholdet i den forbehandlede KOD. 32 Det vil sige, jo mindre vand jo højere TS-indhold pr. ton. Da NPK-indholdet er en del af TS, vil det alt andet lige, således også resultere i et højere NPK-indhold pr. ton. 33 Hvis ejerekommunerne sorterer 50 % af deres organiske dagrenovation, vil Vestforbrænding have en produktion af KOD på mindst tons. KARA/Noveren vil have en produktion på mindst tons. Det vil sige en total KOD mængde på ca tons.,hvilket er tons mere end et udvidet biovækst-anlæg ville kunne behandle. Side 37 af 64

38 6. Fin neddelt KOD/biopulp til biogasanlæg (Teknologispor 2) Nedenstående procesbeskrivelse skal kun anvendes vejledende. Der eksisterer mange forskellige kommercielle forbehandlings- og biogasteknologier på markedet, som ikke nævnes her. Biogasanlæg i Danmark udbringer typisk deres biogødning efter husdyrbekendtgørelsen, hvilket indebærer et krav om, at der anvendes mere end 75 % husdyrgødning på tørstofbasis som inputmateriale. Derudover er teknologisporet kun beskrevet overordnet 34. I beskrivelsen af forbehandlingsteknologierne er der primært lagt vægt på neddelings- og separeringsprocessen. 6.1 Procesbeskrivelse Forbehandling Den organiske del af dagrenovationen kildesorteres og transporteres til et mekanisk forbehandlingsanlæg. Poserne opsprættes eller åbnes så KOD en er tilgængelig. Hvis anlægget er følsomt overfor metalstykker, kan der etableres en metalseparator efter poseåbneren. Man kan skelne mellem tre teknologier ud fra deres mekaniske bevægelse: 1. En hammermølle består af en horisontal akse med hurtigt roterende hamrer, der banker KOD en i stykker (Ljunggren 2015). 2. En skruepresse skubber KOD en ind i et kammer, hvorefter den letflydende del af madaffaldet presses igennem nogle huller (Niras 2013: 29, Hansson 2015). 34 Der eksisterer for eksempel andre sammenkoblingsmuligheder for teknologierne (Ljundgreen 2015). Side 38 af 64

39 3. En pulper opriver KOD en med en centralt placeret rotor, der roterer hurtigt rundt og derved river materialet op (Niras 2013: 28-29). Disse tre teknologier kan sammenkobles til et proces-koncept, men kan også bibeholdes adskilt (Ljunggren 2015: 1). Under neddelingsprocessen tilføres der væske til KOD en, så den omdannes til en pumpbar biopulp (se billede), der kan pumpes ind i biogasanlæg. Derefter presses biopulpen igennem nogle små huller, så urenhederne separeres fra. Soldstørrelsen på hullerne har betydning for mængden af urenheder i den forsorterede biopulp. Hvis hullerne er meget små, vil man opnå en høj renhedsgrad i biopulpen, da størstedelen af urenheder ikke kan komme igennem. Man vil dog også miste mere biopulp, da det organiske stof (VS) kan klistre sig fast og delvist tilstoppe hullerne. Dette er specielt et problem med fedtholdige materialer (Wagner 2015). Efter separeringsprocessen skal biopulpen hygiejniseres. Denne proces foregår i en tank, hvor pulpen pumpes ind og holdes i minimum 1 time, med en temperatur på over 70 C. Hygiejniseringsenheden bør placeres ved biogasanlægget, da man derved kan anvende overskudsvarme i reaktortanken (Wagner 2015). Det er også muligt at gennemføre hygiejniseringsforløbet direkte i reaktortanken eller i kombination med en hygiejniseringsenhed. Tidsintervaller og minimumstemperaturer for disse behandlingsformer fremgår i slambekendtgørelsens bilag 3. Efter hygiejniseringen, kan den opvarmede biopulp tilføres en centrifuge for at fjerne materialer med en høj massefylde, såsom sand, grus og glas. Ifølge Jacob Wagner (2015), vil man kunne fjerne en større mængde af disse urenheder, hvis pulpen er opvarmet, fordi den derved er mere tyndtflydende 35. Sand, grus og glas der ikke fjernes under centrifugeringen, kan være ødelæggende for rør og pumper på et biogasanlæg. Derudover kan det også 35 Det er derfor hensigtsmæssigt at placere den efter hygiejniseringen, som har varmet pulpen op til 70 C eller ved en anden varmekilde med overskudsvarme. Side 39 af 64

40 sedimentere og ophobe sig i reaktortanken, så den skal tømmes hyppigere for urenheder 36 (Wagner 2015). I denne periode kan der ikke produceres biogas i tanken, hvilket resultere i et driftsøkonomisk tab Biogasproduktion og eftersortering Urenheder i biopulpen er nu fjernet, hvilket betyder, at den kan tilføres biogasanlæggets modtagertank. I tanken sammenblandes pulpen med andre organiske materialer, som f.eks. gylle. Sammenblandingen pumpes over i en reaktortank, hvor der foregår en kontinuerlig omsætning af materialet. Derefter pumpes digestatet ud af tanken og afsættes til en landmand Massebalance Følgende massebalance indikerer hhv. hvor meget biopulp og digestat der produceres pr. ton KOD. Massebalancen skal kun anvendes vejledende, da mængden af rejekt, vand der tilføres samt biogasproduktion varierer mellem de enkelte forbehandlings- og biogasanlæg kg KOD tilføres et forbehandlingsanlæg. KOD en har et TS-indhold på 34 % eller 340 kg TS 37, hvor det antages at ca. 15 % (51 kg TS) separeres fra som rejekt. I pulpningsprocessen tilføres der også vand, så biopulpens TSindhold falder til 16 %, hvilket betyder, at der skal tilføres 806 kg vand 38. Efter forbehandlingen, er der således kg biopulp pr. ton KOD, med et TS-indhold på 16 % hvor VS-indholdet er ca. 85 %. De kg biopulp tilføres et biogasanlæg, hvor 85 % af VS-indholdet i biopulpen omsættes til biogas, eller hvad der svarer til 208 kg VS 39. Efterfølgende er der således kg digestat tilbage, hvor TS indholdet er faldet fra 16 % til 4,5 %. Det vil sige, at der produceres ca kg digestat pr. ton KOD. 6.2 Energiudnyttelse af biopulp En central forskel mellem omsætningen af groft neddelt KOD og biopulp er, at en større mængde af VS-indholdet i biopulp omsættes til biogas. Der er primært to grunde til dette: (1) Det totale VS indhold pumpes over i en reaktortank 36 Omrøreren og tankens udformning kan reducere sedimenteringen af urenheder, ved at holde den i cirkulation med den organiske pulp, så det ikke kan nå at bundfælde (Fey 2016) kg KOD * 0,34 = 340 kg TS kg TS 51 kg rejekt = 289 kg TS / 0,16 = kg Biopulp (Vådvægt). 39 (289 kg TS * 0,85vs i TS) * 0,85 omsætningsprocenten = 208 kg VS omsat til biogas. Side 40 af 64

41 og (2) jo finere et materiale er neddelt, jo større mængde organisk stof bliver lettilgængeligt for de gasproducerende bakterier. For at kunne definere hvor meget biogas, der kan produceres på biopulp, er det antaget at (EnviDan 2015; Kjær 2015; Christensen et. al. 2006, Miljøstyrelsen, 2003): TS-indholdet i kg biopulp har en gennemsnitsværdi på 16 %. VS-indholdet er 85 % af TS-indholdet. 85 % af VS-indholdet omsættes til metan. Metanpotentialet for KOD er ca. 497 Nm3 CH 4/ton VS ind. På baggrund af dette kan man estimere, at teknologisporet kan producere ca Nm 3 CH 4/ton KOD. Metanproduktionen er således ca. 44 Nm 3 højere end for teknologispor 1. Talværdierne er dog ikke direkte sammenlignelige, da de analyserede materialesammensætninger i teknologispor 1 og teknologispor 2 er forskellige Energiforbrug Med udgangspunkt i massebalancen, kan man regne el- og varmeforbruget ud for hele teknologisporet Forbehandlingsanlæggenes varme- og elforbrug Ifølge Ljunggren (2015), fremgår det, at en hammermølle forbruger ca. 8 kwh el/ton KOD, en valsknuser 41 + skruepresser forbruger ca. 22 kwh el/ton KOD og en pulper + rejekt separator 42 forbruger ca. 26 kwh el/ton KOD. Hammermøllens (lave) energiforbrug ville dog stige, såfremt der tilkobles en rejekt separator 43 til processen, hvilket ikke er usandsynligt. I forlængelse af dette, er det således vigtigt, at elforbruget for de enkelte teknologier repræsenterer de samme behandlingsprocesser, så en sammenligning ikke bliver misvisende. Det er antaget, at der ikke er noget varmeforbrug forbundet med forbehandlingen af KOD Biogasanlæggets varme- og elforbrug Som tidligere nævnt, repræsenterer de kg biopulp kg indsamlet KOD. Envidan (2015) estimerer, at elforbruget på et biogasanlæg er ca. 0,009 kwh/kg inputmateriale, hvilket er 16 kwh el/ton KOD 44 (eller 9 kwh el/ton Biopulp 45 ). Varmeforbruget er estimeret til 0,02 kwh varme/kg inputmateriale, hvilket er 36 kwh varme/ton KOD 46 eller (20 kwh varme/ton Biopulp 47 ) kg biopulp * 0,16 = 289 kg TS 289 kg TS * 0,85 (indhold af VS i TS) = 245 kg VS (organisk stof) 245 kg VS * 0,85 (omsætningen til CH4) = 208 kg VS omsat 0,497 Nm3 CH4/kg VSind * 208 kg VS omsat = 100 Nm3 CH4/ton KOD. 41 En valsknuser knuser madaffaldet før det tilføres en skruepresser. 42 En rejekt separator fjerner urenheder efter pulperen har oprevet KOD en. 43 Eller anden separationsteknologi. 44 0,009 kwhel/kg inputmateriale * kg biopulp = 16 kwhel/ton KOD. 45 0,009 kwhel/kg inputmateriale * 1000 kg biopulp = 9 kwhel/ton biopulp. 46 0,02 kwhvarme/kg inputmateriale * kg biopulp = 36 kwhvarme/ton KOD. 47 0,02 kwhvarme/kg inputmateriale * 1000 kg biopulp = 20 kwhvarme/ton biopulp. Side 41 af 64

42 Side 42 af 64

43 Det totale el- og varmeforbrug ved 1 ton KOD for teknologispor Hammermølle + Biogasanlæg [kwh] Valknuser + Skruepresser + Biogasanlæg [kwh] Pulper + Rejekt seperator + Biogasanlæg [kwh] Elforbrug [kwh] Varmeforbrug [kwh] 6.3 Urenheder og forurenende stoffer i digestat Urenheder i KOD en skal frasorteres af forbehandlingsteknologien før biogasproduktionen Neddelte urenheder i biopulp og forbehandlingen Afhængigt af den valgte forbehandlingsteknologi og KOD-sammensætningen, kan der forekomme en mindre mængde neddelte stykker synlige urenheder (primært plast og let metal), som følger med biopulpen efter separeringsprocesserne. På nuværende tidspunkt forlægger der ikke nogle nyere offentligt tilgængelig analyser af renhedsgraden af KODbiopulp forbehandlet med en hammermølle. Der findes forskellige former for hammermølle-teknologier, hvilket også har en indflydelse på renhedsgraden af biopulp fra KOD. Hammermøller kan være designet til at håndtere forskellige inputmaterialer. I en ældre analyse (2014) med en type hammermølleteknologi, foreligger der testforsøg hvor indholdet at urenheder var højt (> 0,5 % af TS). Dette indhold af urenheder kan dog reduceres, hvis der tilkobles en Side 43 af 64

44 separeringsteknologi til denne hammermølletype ( en rejekt separator). Ragn-Sells har gennemført flere testforløb med dette proceskoncept, hvor mængden af urenheder i biopulpen blev reduceret til under 0,5 % af TS (Forti 2016). Derudover er der ved nyere (foreløbige) analyser af KOD-biopulp - med en anden hammermølleteknologi - blevet indikeret en markant reduktion af urenheder, hvor indholdet er et stykke under grænseværdien. Ud fra dette, kan man således konkludere følgende: Renhedsgraden af KOD-biopulp er betinget af den valgte hammermølleteknologi Den nuværende renhedsgrad af KOD behandlet med en hammermølle, er højere end tidligere analyser har indikeret. Med dette menes at indholdet af urenheder er mindre end 0,5 % af TS. Der er behov for flere analyser af akkrediterede laboratorier, for KOD behandlet med den nuværende hammermølle-teknologi. De indledende analyser ser dog lovende ud. I KOD-biopulp behandlet med en pulper og reject separator, er det gennemsnitlige indhold af urenheder lavt i Danmark (< 0,1 %). Dette er dels fordi teknologien er udviklet til at håndtere KOD over flere år, og fordi processen er blevet optimeret gennem flere års driftserfaring. Det har ikke været muligt at finde renheds-analyser af KOD behandlet med en skruepresse, men ifølge et svensk biogasanlæg, der anvendte pulp behandlet med SYSAVs skruepresse, er renhedsgraden meget høj (Sigurdsson 2015). Til gengæld mistes en stor del af KOD en, som frasortes sammen med urenhederne Flydelag i reaktortanken og synlige urenheder Hvis der er synlige urenheder i pulpen, kan det danne et flydelag i reaktortanken, hvilket skaber proces problemer, så frem biogassen ikke kan komme ud af tanken (Wagner 2015). Derudover vil det også opfattes som en sikkerhedsmæssig risiko, da biogassen vil begynde at bevæge sig tilbage igennem anlægget. Denne problemstilling kan dog håndteres ved en tilpasning af anlægget. Nedenstående billede viser en ældre sigteanalyse ved stik-prøve, hvor indholdet af urenheder var højt. Dette skal ikke opfattes som repræsentativt, men mere indikere, hvordan urenheder kan se ud, hvis forbehandlingen ikke har været tilstrækkelig. Side 44 af 64

45 6.3.3 Synlige urenheder, afsætning af digestat og forurenende stoffer Hvis de synlige urenheder ikke er blevet fjernet inden levering til landmand, ender det i landmandens modtagertank (se billede) eller, i værste tilfælde, på marken. Urenheder i digestat har ledt til afmeldelse af tre leverandøraftaler mellem et forbehandlingsanlæg og biogasanlæg på Sjælland (Wagner 2015). Det er derfor vigtigt, at der indføres tilpas stramme krav til indholdet af urenheder i KOD en, så biogasanlægget vil modtage og efterfølgende kan afsætte KOD en. Fra et planlægningsperspektiv, kan disse problemstillinger bedst løses med relevante biogasanlæg før udformning af udbudsbetingelser til potentielle forbehandlingsanlæg/teknologileverandører. Derved muliggøres en harmonisering mellem kommunens forbehandlingsvalg og slutmodtagernes 48 konkrete efterspørgsel/krav. I en undersøgelse af Miljøstyrelsen (2013) konkluderes det, at slambekendtgørelsens grænseværdier for tungmetaller og miljøfremmede stoffer kunne overholdes i tre forskellige biopulp 49. I en af prøverne overskred indholdet af cadmium dog grænseværdien Genanvendelse af NPK og organisk stof NPK-indholdet forsvinder ikke under biogasproduktionen. Den mængde der kommer ind på biogasanlægget, findes efterfølgende også i det omsatte materiale - digestatet (Jørgensen 2009: 29). Det vil sige, at der efter omsætningen 48 Biogasanlægget og landmanden. 49 Der var blevet forbehandlet med forskellige teknologier. Side 45 af 64

46 af 1 ton KOD (finneddelt til en biopulp), ville være 7,8 kg tot. N, 1,2 kg tot. P og 2,9 kg K i digestatet 50. Det er her antaget, at der ikke er gået nogen næringsstoffer tabt under forbehandlingsprocessen af 1 ton KOD. Digestatet gennemgår ikke en aktiv beluftning, hvilket betyder, at der ikke er et N-tab før udbringningen. Det (ikke-omsatte) organisk stof recirkuleres direkte, hvilket gavner jordens indhold af kulstof, som sikrer en god kvalitet og frugtbarhed af jorden. 6.4 Tilgængelighed på Sjælland Afsnit 5.4.1, fokuserer på eksisterende sjællandske forbehandlings- og biogasanlæg, som har vist interesse for at modtage KOD. Afsnit 5.4.2, fokuserer på sjællandske forbehandlingsanlæg som, højst sandsynligt, vil blive etableret indenfor den nærmeste fremtid. 50 Disse værdier er fastsat ud fra antagelsen om, at KOD ens TS-indhold er 29 %, hvor tot. N er 2,7 % af TS, Tot. P er 0,4 % af TS og K er 1 % af TS. Disse værdier er gennemsnitsværdier af 17 prøver KOD, der kan findes på side 410 i Christensen et. al. (2007). Hvis man i stedet vil kende NPK-indholdet, efter omsætningen af 1 ton biopulp, skal man huske, at TS-indholdet således ikke er 29 %, men kun ca. 15 %. Side 46 af 64

47 6.4.1 Eksisterende sjællandske forbehandlings- og biogasanlæg Forbehandlingsanlæg Der er i dag (januar 2016) et forbehandlingsanlæg på Sjælland, der modtager organisk affald/madaffald fra servicesektoren og fødevareindustrien 51. Anlægget ejes af Marius Pedersen A/S og kan modtage ca tons om året, som efterfølgende skal afsættes til forskellige biogasanlæg i Danmark og Sverige. Anlægget modtager i dag ca tons organisk affald 52. Anlægget har på forsøgsbasis modtaget KOD fra Frederiksberg Kommune. Virksomheden HCS A/S i Glostrup Kommune har til at etableret et forbehandlingsanlæg for organisk affald. Anlægget fhar en kapacitet på modtagelse af tons årligt 53, men er forberedt til at kunne udvides med et ekstra forbehandlingsanlæg, så det i en etape 2 får en kapacitet på tons 54 årligt. Anlægget modtager affald både fra servicesektoren, industrivirksomheder og KOD fra kommuner. HCS A/S har en aftale med ejerne af Hashøj Biogas AMBA ved Slagelse, som indebærer, at de modtager KOD på anlægget og recirkulerer digestatet på deres egne marker. Biogasanlæg Der er et anlæg på Sjælland i dag som modtager KOD: Hashøj Biogasanlæg AMBA, Vemmeløsevej 19A, 4261 Dalmose. Der er i dag desuden et biogasanlæg på Sjælland, som har erfaringer med behandlingen af KOD, men som ikke modtager KOD på nuværende tidspunkt.det t er Nysted bioenergi ApS, Fuglegårdsvej 10, 4892 Kettinge, Lolland. Anlægget har siden 2014 været drevet af firmaet Bigadan Sjællandske forbehandlingsanlæg under etablering AffaldPlus 55 har vedtaget en konkret plan om at etablere forbehandlingsanlæg fra Anlægget skal kunne omsætte ejerkommunernes KOD samt deres bløde haveaffald til pulp, som kan afsættes til forskellige biogasanlæg. Anlæggets kapacitet skal modsvare ejerkommunernes affaldsmængder. AffaldPlus regner med, at de får en KOD mængde på tons og tons blødt haveaffald årligt. I AffaldPlus opland er der planer om yderligere 2-3 biogasanlæg udover Hashøj. Ingen af dem har endnu meldt ud, at de vil modtage KOD. 51 Derudover er der Daka ReFood og N.C. Miljø, der behandler madaffald og animalske biprodukter fra servicesektoren på Sjælland. Affaldet forbehandles på Fyn eller i Jylland, hvorefter det afsættes til biogasanlæg. Da anlæggene ikke ligger på Sjælland, indgår de ikke yderligere i denne rapport. 52 Lone Friis, Marius Pedersen A/S, 19. Januar Tillæg til miljøgodkendelse, HCS A/S, Hvissingevej Glostrup, Glostrup Kommune Jens Kerrn, Projektchef i HCS A/S, 21. januar Affaldsselskab for kommunerne Faxe, Ringsted, Slagelse, Sorø, Vordingborg og Næstved. Side 47 af 64

48 7. Fin neddelt KOD til renseanlæg med rådnetank (Teknologispor 3) Dette kapitel vil kun berøre tilførslen af biopulp til rådnetanke på renseanlæg. Information om forbehandling af KOD kan findes i kapitel 5. På nuværende tidspunkt er der et meget begrænset erfaringsgrundlag forbundet med tilførsel af biopulp til rådnetanke på renseanlæg. Billund Vand er den eneste forsyning i Danmark, som har et idriftsat anlæg, der modtager biopulp til biogasproduktion. Anlægget hedder Billund Biorefinery (tidligere Grindsted renseanlæg). Procesbeskrivelsen skal derfor kun opfattes som en vejledende beskrivelse. Ved valg af teknologispor 3, skal det hurtigst muligt afdækkes, hvorvidt rådnetanken har ledig restkapacitet til modtagelse af biopulpen. Den biologiske del af renseanlægget skal være gearet til den ekstra tilførsel af rejektvand fra afvanding af den udrådnede biopulp. Desuden skal kapaciteten af gassystemet være tilstrækkeligt til, at den forventede ekstraproduktion af biogas kan håndteres og udnyttes optimalt. En afgørende faktor er også, at det er besluttet, at slammet skal udbringes på landbrugsjord for at kunne sikre reel genanvendelse af KOD en (EnviDan, 2015). 7.1 Indledende procesbeskrivelse Det vil typisk være nødvendigt med implementering af en række nye tiltag på renseanlægget ved modtagelse af KOD til udrådning. For det første skal der etableres en modtagetank til biopulp for at sikre, at biopulpen kan tilføres over en længere periode og gerne ved kontinuerlig tilsætning. Derudover skal der etableres rørføring mellem modtagetank og rådnetank. På grund af andre krav til hygiejnisering (ift. slam), vil det i de fleste tilfælde også være nødvendigt at etablere en hygiejniseringsenhed på renseanlægget (EnviDan, 2015). Side 48 af 64

49 Hvis det antages, at ovenstående forudsætninger er opfyldt og renseanlægget er klar til at modtage og hygiejnisere biopulpen, vil biopulpen ved indføring i rådnetanken sammenblandes med slam og omsættes i typisk ca. 20 dage (ved mesofil udrådning, ca C) eller ca. 12 dage (ved termofil udrådning, ca C). Det vurderes, at tilførslen af biopulp vil kunne påvirke den biologiske proces i rådnetanken, idet dens sammensætning er forskellig fra slam. Det kan derfor være nødvendigt at processen moniteres omhyggeligt, især i en opstartsperiode, så det sikres, at der ikke indføres for store mængder biopulp ad gangen og at processen kan kontrolleres. Styring og monitering er især vigtigt hvis biopulpen udgør en stor del af den samlede mængde organiske materiale, der totalt set tilføres til rådnetanken. Efter omsætningen skal den del af slammet, som ikke er omsat, afvandes inden afsætning til landbrugsjord (eller anden afsætning). I forbindelse med afvanding af det udrådnede slam, tilsættes polymerer for at forbedre afvandingsegenskaberne og dermed sikre, at tørstofindholdet bliver så højt som muligt. Den primære grund til at afvande den udrådnede slam er at reducere bortskaffelsesomkostningerne forbundet med transport og håndtering af slam. Typisk ligger disse omkostninger på kr./ton bortkørt slam ved udbringning på landbrugsjord, hvilket dog er betydeligt lavere end hvis den udrådnede slam skal til forbrænding. Ved afvanding af det udrådnede slam, produceres rejektvand, som har et højt indhold af næringsstoffer, især ammonium. Denne ammonium skal fjernes i det biologiske procestrin i renseanlægget eller i særskilt rejektvandsbehandling, således at udlederkravene til recipienten stadig kan overholdes. Dette gøres ved nitrifikation, hvor ammonium omdannes til nitrat ved hjælp af beluftning, samt denitrifikation, hvor nitrat omdannes til frit kvælstof under anoksiske forhold. Fosfor i rejektvandet (og spildevandet ligeledes) kan fjernes biologisk og/eller kemisk. Den biologiske fosforfjernelse forsøges som regel optimeret, så der skal bruges et minimum af kemikalier (jern- eller aluminiumsprodukter) Massebalance Da det er antaget, at forbehandlingen mellem teknologispor 2 og 3 er tilnærmelsesvis ens, vil denne del af massebalancen eller energiforbrug ikke blive beskrevet igen (se kapitel 5 for beskrivelse). De kg. biopulp tilføres renseanlægget. I rådnetanken omsættes der 208 kg VS til biogas, hvorefter de resterende kg slam afvandes. Under afvandingsprocessen er det antaget, at slammets TS-indhold stiger fra ca. Side 49 af 64

50 4,5 % (jf. massebalance for teknologispor 2) til ca. 20 %, hvilket betyder, at der fjernes 248 kg rejektvand 56 fra de kg udrådnet slam. Der produceres således ca kg afvandet slam pr. ton KOD. 7.2 Energiudnyttelse af Biopulp Metanproduktionen er sat til ca. 100 Nm 3 CH 4/ton KOD på baggrund af samme forudsætninger som ved teknologispor 2. Den kan potentielt være lavere, da vådbiogasanlæg har større fokus på biogasproduktionen, samt et bedre erfaringsgrundlag. I forlængelse af dette, skal man huske på, at et renseanlægs primære funktion er at rense spildevand, så recipienten ikke forurenes. Der er dog kommet et øget fokus på udviklingen af energiproducerende renseanlæg indenfor de seneste år Energiforbrug Ifølge EnviDan (2015), kan man inddele elforbruget i to kategorier, som hhv. estimerer energiforbruget ud fra vådvægten og tørstof-indholdet i biopulpen. 1. Energi til pumpning, polymeranlæg, slutafvanding og omrøring, hvilket udgør 0,014 kwh el/kg biopulp Energi til beluftning af kvælstof i proces-afsnittet, hvilket udgør 0,02 0,03 kwh el/kg TS 58. Ud fra disse nøgletal kan man således udregne et forsigtigt estimat af renseanlæggets elforbrug: 1. Energi til pumpning mv.: 25 kwh el/ton KOD Energi til beluftning: 6-9 kwh el/ton KOD 60 Varmeforbruget er ca. 36 kwh varme/ton KOD ligesom ved teknologispor 2, da det er antaget, at der skal tilføres den samme mængde varmeenergi til opvarmning af KOD en. Det skal dog nævnes, at varmetabet potentielt kan være højere på et renseanlæg, end på et biogasanlæg, da der ofte er en dårligere isolering af rørene og rådnetanken % - 4,5 % = 15,5 %. Hvis man antager at massefylden for vand og tørstof er ens, ville tørstofstigningen fra 4,5 % til 20 % være proportionel med mængden af rejektvandet, dvs: kg udrådnet slam * 0,155 = 248 kg rejektvand. 57 Normalt regner renseanlæg med TS-indholdet og ikke KOD (vådvægten). For at få det i et ton KOD, er EnviDans talværdier omregnet fra 1 kg TS til 289 kg TS, hvilket repræsentere et ton KOD med et TS-indhold på ca. 29 %. Talværdierne er således omregnet fra 0,05 kwh/kg TS til 14 kwh/ton KOD, hvilket er 0,014 kwh/kg KOD. 58 De bagvedliggende antagelser for energiforbruget forbundet med beluftningen af 1 ton TS N indhold: 3,1 % af TS = 31 kg N VSS: 94 % VSS reduktion: 85 % 75 % af N ender i rejektvand: 0,75 x 31 kg N = 23 kg For at fjerne dette kvælstof med beluftning, kræves i omegnen af 40 kg O2. Alt efter beluftningsmetode/beluftningsudstyr bruges der kwh kwh/1000 kg TS = 0,020-0,03 kwh/kg TS * 0,014 kwh kg = 25 kwh/ton KOD kg TS * 0,02 kwh/kg TS = ca. 6 kwh. 289 kg TS * 0,03 kwh/kg TS = ca. 9 kwh. Side 50 af 64

51 7.2.2 Det totale el- og varmeforbrug for 1 ton KOD ved teknologispor Hammermølle + renseanlæg [kwh] Valknuser + skruepresser + renseanlæg [kwh] Pulper + reject seperator + renseanlæg [kwh] Elforbrug Varmeforbrug 7.3 Urenheder og forurenende stoffer i afvandet slam Da der kun er et begrænset erfaringsgrundlag for tilførslen af biopulp til rådnetanke, vides det ikke hvordan et renseanlæg bliver påvirket af neddelte synlige urenheder (jf. kapitel 5). Ifølge EnviDan (2016) er det dog teknisk muligt at fjerne synlige urenheder med en sigte placeret efter rådnetanken Slammets kvalitet Renseanlæggene inddeler slam (uden KOD) i tre kvalitets-kategorier, der afgør om slammet kan anvendes til jordbrugsformål: A-slam: Slam, der overholder slambekendtgørelsens grænseværdier. B-slam: Slam, der ikke overholder grænseværdierne for miljøfremmede stoffer. C-slam: Slam, der ikke overholder grænseværdierne for tungmetaller. Hvis KOD en sammenblandes med C-slam, vil det ikke kunne recirkuleres til jordbrugsformål. KOD der sammenblandes med B-slam kan recirkuleres, hvis de miljøfremmede stoffer nedbrydes i en komposteringsproces 61. KOD der sammenblandes med A-slam, kan, uden yderligere krav, recirkuleres som jordbrugs- og gødskningsmiddel (se figur). 61 Det skal dokumenteres, at man har nedbrudt nok miljøfremmede stoffer til at overholde grænseværdierne i slambekendtgørelsens bilag 2. Dette kræver således en ny prøvetagning og analyse af den komposteret slam. Side 51 af 64

52 7.4 Genanvendelse af NPK og organisk stof Det vurderes, at ca. 75 % af det kvælstof, som tilføres rådnetanken med KOD en, ender i rejektvandet efter slutafvanding (EnviDan 2015). Dette defineres således som et N-tab, da det ikke recirkuleres med det afvandede slam. Hvis der anvendes jern- eller aluminiumsprodukter til kemisk fældning af fosfor i renseanlægget, vil det afvandede slam være mindre plantetilgængeligt. Det betyder, at der formeneligt vil være en højere udvaskningsrisiko, da der kan gå lang tid før fosforen bliver tilgængelig for planterne. I det afvandede slam er det tot. N-indhold typisk 3-5 % af TS og P-indholdet er typisk 2,0-4,0 % af TS. K-indholdet i TS kendes ikke. 7.5 Tilgængelighed Der er på nuværende tidspunkt (marts 2016) ikke nogen renseanlæg på Sjælland, der modtager KOD eller har erfaring med det. EnviDan har udført et udviklingsprojekt, hvor alle renseanlæg med rådnetanke i Danmark blev kontaktet. På Sjælland og øerne deltog 11 renseanlæg med rådnetanke (ud af 21 renseanlæg). De 11 anlæg har i alt 18 rådnetanke, der udgør ca. 50 % af det samlede rådnetanksvolumen på Sjælland + øerne. Af de undersøgte renseanlæg, vurderes følgende at have det største potentiale: Spildevandscenter Avedøre, Slagelse, Stavnsholt og Nykøbing F. Rådnetankene omsætter i dag spildevandsslam til biogas. Mange af anlæggene udnytter dog ikke hele kapaciteten i tankene. I den sammenhæng, har EnviDan vurderet, at der er en restkapacitet på ca. 25 % i gennemsnit, baseret på de 11 renseanlæg på Sjælland, som var med i ovenstående analyse. Dette skal dog kun opfattes som et forsigtigt estimat. Side 52 af 64