SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE

Transkript

1 MILJØSTYRELSEN SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE NOTAT 1. NOVEMBER 2012

2 2/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE INDHOLD 1 Indledning 3 2 Baggrund og formål 3 3 Systembeskrivelse Affaldsmængder og sammensætning Indsamlingsordninger og -effektiviteter Transport Behandling af affaldet og dets strømme Behandlingsteknologier og substitution 6 4 Budgetøkonomisk vurdering, forudsætninger REnescience Behandling af "biovæsken" Behandling af øvrige rejekter Genanvendelse 15 5 Samfundsøkonomisk vurdering, resultater Velfærdsøkonomi Budgetøkonomiske forhold for slutkøberen/forbrugeren og afgifter 18 6 Miljøvurdering: Afgrænsning, udformning og forudsætninger 19 7 Miljøvurdering, resultater Miljøforhold overordnet Metanudbytte Næringssalte Materialegenanvendelse Anvendelse af biogas 22 8 Konklusioner 23 9 Referenceliste 24

3 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 3/24 1 Indledning Dette notat er udarbejdet af COWI for Miljøstyrelsen i perioden marts - oktober 2012 og beskriver en begrænset samfundsøkonomisk analyse og en foreløbig miljømæssig vurdering af REnescience teknologien. Den miljømæssige vurdering i kapitel 6 og 7 er foretaget af DTU Miljø. 2 Baggrund og formål REnescience er en relativt ny teknologi baseret på enzym behandling af dagrenovation (her kaldet restaffald ). Dette resulterer i en organisk flydende fraktion ("biovæske") til biologisk behandling (pt. regnes med biogasforgasning) og faste fraktioner til genanvendelse (metal og muligvis plast), forbrænding og deponering. På nuværende tidspunkt findes et REnescience pilotskala anlæg i København (Amagerforbrænding) med en kapacitet på 800 kg/time. Planer om et større anlæg (10 t/time) på Amagerforbrænding drøftes i øjeblikket, ligesom der er tanker om at opføre et anlæg i Trekantsområdet (Fredericia). REnescience teknologien udvikles af DONG Energy i samarbejde med Amagerforbrænding, DTU, Aarhus Universitet, Trekantsområdets Affaldsselskab (TAS) og Københavns Universitet. Denne rapport har til formål at belyse REnescience teknologien indenfor de samme rammer som er anvendt på øvrige affaldsbehandlingsteknologier i projektet Miljøog samfundsøkonomisk vurdering af muligheder for øget genanvendelse af papir, pap, plast, metal og organisk affald i dagrenovation (i det følgende benævnt Hovedrapporten 1 ). Da REnescience-teknologien er mindre moden end de øvrige teknologier beskrevet i Hovedrapporten, og da datagrundlaget er mere spinkelt, er det valgt at afrapportere vurderingerne af REnescience-teknologien separat. På grund af usikkerhederne i datagrundlaget anvendes der endvidere en best/worst case betragtning for de økonomiske analyser. Den samfundsøkonomiske vurdering er som udgangspunkt foretaget efter samme metode og hvor muligt med samme forudsætninger som vurderingerne i Hovedrapporten. Basis for den samfundsøkonomiske vurdering af selve REnescience teknologien er primært informationer fra DONG Energy A/S, mens de øvrige dele af systemet er opbygget som i Hovedrapporten. Systembeskrivelsen for den samfundsøkonomiske vurdering fremgår af Afsnit 2, mens de anvendte forudsætninger fremgår af Afsnit 3. Den samfundsøkonomiske vurdering er gennemført at COWI. Miljøvurderingen af REnescience teknologien i notatet er en kvalitativ vurdering af miljøparametre baseret på andre miljøvurderinger af teknologien for bl.a. Amagerforbrænding og TAS. 1 Publiceres af Miljøstyrelsen som et Miljøprojekt (forventet november 2012).

4 4/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE Notatet har været udsendt til kommentering i følgegruppen for Hovedprojektet inden det afsluttende møde i gruppen den 29. august Her blev hovedresultaterne fra notatet fremlagt. Notatet er efterfølgende blevet justeret, så det er i overensstemmelse med de sidst foretagne opdateringer af de økonomiske beregninger i Hovedrapporten. Notat inkluderer som udgangspunkt ikke følgende aspekter, som alle kan have stor betydning for konkrete valg af løsninger: Affaldsløsningers tilpasning til og synergi med f.eks. energisektoren eller landbrugssektoren, Energiformernes (f.eks. biogas ) forskellige anvendelsesmuligheder og fleksibelt energisystem, Ressourceknaphed som særlig prioritering, Service overfor borgerne, Teknisk fleksibilitet af valgte teknologier/udstyr til indsamling og behandling, Mulighed for at benytte eksisterende behandlingsanlæg, Systemfleksibilitet med f.eks. en etapevis udbygning, Stordriftsfordelenes konkrete realisering på effektiv økonomisk måde eller antal arbejdspladser i scenarierne. Notatet må læses og dens konklusioner fortolkes ud fra disse afgrænsninger og forudsætninger.

5 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 5/24 3 Systembeskrivelse 3.1 Affaldsmængder og sammensætning I den samfundsøkonomiske beregning for REnescience anvendes der samme affaldsmængder og sammensætning som i Hovedrapporten. Imidlertid er DONGs beregningen af biogaspotentialet for REnescience baseret på et 11 % indhold af papir og pap i restfraktionen, mens de øvrige økonomiske beregninger (herunder i Hovedprojektet) anvender en affaldssammensætning med 8 % papir og pap i restfraktionen. Dette giver således anledning til en lille overvurdering af biogaspotentialet fra REnescience i den samfundsøkonomiske beregning. Denne vurderes dog at være i størrelsesordenen nogle få kroner per indsamlet ton, og har derfor ikke væsentlig betydning for resultaterne. 3.2 Indsamlingsordninger og -effektiviteter REnescience anvendes i vurderingerne i dette notat til den mængde restaffald, der er tilbage efter udsortering af genanvendelige materialer. Der tages udgangspunkt i, at restaffaldet svarer til restaffaldet i Scenarie 7 i Hovedrapporten. Dette betyder, at der på forhånd er udsorteret papir, pap, plast og metal ved husstanden og glas i kuber, og at der ikke kildesorteres organisk dagrenovation. REnescience er et supplement til Scenarie 7 Indsamlingseffektiviteter og beholdere til indsamling og øvrige detaljer for Scenarie 7 fremgår af Hovedrapporten. 3.3 Transport Transportbehov til indsamling af både restaffald og genanvendelige materialer er de samme som i Scenarie 7 i Hovedrapporten. De eneste forskelle består i en transport af afgasset biovæske til enten slamforbrænding eller udbringning på landbrugsjord. Såfremt den afgassede biomasse forbrændes, antages det at slamforbrændingsanlægget samme sted som REnescience-anlægget (transport: 0 km). Samme antagelse er gjort for forbrændingsanlægget til rejektet. Udbringning af biovæsken på landbrugsjord sker efter en transport på 50 km. Kørsel til deponi eller genanvendelse af inert rejekt er ansat til 25 km. I begge tilfælde foretages afvanding. For forbrænding sker afvandingen for at forbedre forbrændingsprocessen, mens den for udbringning på landbrugsjord sker for at mindske transportomkostningen. 3.4 Behandling af affaldet og dets strømme Den indsamlede mængde restaffald føres til REnescienceanlægget.

6 6/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE De øvrige affaldsstrømme er uændrede i forhold til beskrivelsen af Scenarie 7 i Hovedrapporten. 3.5 Behandlingsteknologier og substitution Nedenfor beskrives de teknologier, der er specifikke for REnescience systemet. De øvrige teknologier (genanvendelse og forbrænding) afviger ikke fra Hovedrapporten. Således afviger de forskellige materiale- og energisubstitutioner ikke fra Hovedrapporten (dvs. af metal, el, varme, og for anvendelse af biovæsken til jordbrugsformål også plantenæringsstoffer, kulstofbinding og sparet brændstof til jordbehandling) REnescience Beskrivelsen nedenfor baserer sig på oplysninger modtaget juni Evt. ændringer i det tekniske koncept efter denne dato er ikke medtaget i nærværende analyse. På REnescienceanlægget opvarmes affaldet til 50 grader C, og der tilsættes vand og enzymer. Ved denne behandling opløses stort set alt organisk affald i restaffaldet (inklusiv en stor del af pap og papir) til en flydende "biovæske", der er velegnet til behandling på f.eks. et biogasanlæg. Resten af affaldet består af genanvendelige materialer, en inert fraktion til deponi (men som DONG forventer med tiden vil kunne genanvendes) og restfraktion til forbrænding. Indtil videre har det hovedsageligt været muligt at genanvende metaller, men der arbejdes på at forbedre kvaliteten af udsorteret plast fra restfraktionerne således, at genanvendelse bliver muligt. REnescience teknologien består af to selvstændigt roterende tromler. I den første opvarmes affaldet, mens der tilsættes enzymer i den næste. Derudover findes forskellige separeringsmekanismer (skruepresser og ballistisk separering) og vaskeprocesser til de adskilte materialer. Dette er illustreret i Figur 1. Figuren illustrerer, at affaldet tilføres anlæggets indløbstragt ved hjælp af en automatisk grabkran fra en affaldsbunker. Affaldet doseres fra indløbstragten ind i det første procestrin for en termisk behandling, hvori affaldet tilføres vand fra vaskeprocessen og opvarmes. Efter den termiske behandling doseres affaldet ind i to seriekoblede reaktorer for en ca. 20 timers behandling med enzymer. Betegnelsen 2D fraktion refererer til 2-dimensionelle objekter, dvs. primært plastfolier. Betegnelsen 3D fraktion i figurerne refererer til 3-dimensionelle objekter, f.eks. plastflasker og anden emballage i hård plast. Træstykker, tekstiler, fodtøj mv. findes fortrinsvis i 3D fraktionen, men delvist også i 2D fraktionen. Efter den enzymatiske proces separeres den dannede biovæske fra den faste affaldsfraktion i en ballistisk separator i en 2-D hhv. i en 3-D fraktion (dette er en videreudvikling af pilotanlægget på Amagerværket). Den fraseparerede biovæske ledes til en opsamlingsbeholder i det efterkoblede biogasanlæg. 2-D fraktion tilføres en mekanisk skruepresse for afvanding før den tilføres en flertrins tromlevaskemaskine for vask. Til vaskeprocessen benyttes teknisk vand (renset spildevand) og vand fra afvandingsprocessen. Vandet fra vaskeprocessen tilføres den termiske forbehandling og enzymtrinet. Den vaskede 2-D fraktion afvandes efterfølgende i endnu en mekanisk skruepresse, hvorefter fraktionen er klar til anvendelse som brændsel eller input til efterfølgende sorteringsanlæg. Fra samme vaskemaskine udtages endvidere inert materiale til deponering eller genanvendelse.

7 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 7/24 3-D fraktionen vaskes ligeledes i et separat vasketrin, før fraktionen er klar til ekstern anvendelse. Figur 1 Procesoverblik for REnescience På basis af oplysninger fra DONG (2012) er opstillet massebalancer for processen. Figurerne 2 og 3 viser massebalancen for REnescience teknologien for henholdsvis. ét år for behandling af tons restaffald og behandling af 1 tons restaffald. Idet restaffaldet efter kildesortering i Scenarie 7 udgør ca tons (jf. Hovedrapporten med et opland med i alt enfamilieboliger og etageboliger), antages REnescienceanlægget tilført ca tons sammenligneligt restaffald fra andre oplande eller fra andre affaldsproducenter i oplandet end husholdninger. I behandlingsprocessen anvendes vand, el, varme og enzymer som det fremgår af figurerne 2 og 3. DONG Energy har ikke ønsket at oplyse enzymforbruget, idet der løbende optimeres på dette. DONG Energy har dog oplyst, at enzymomkostningerne til processen er faldet fra ca kr./ton affald i 2009 til knapt 500 kr./ton affald i 2011, både som følge af faldende forbrug og faldende priser. Den seneste måling af enzymforbruget (sommer 2012) giver en enzymomkostning på 178 kr./ton restaffald (DONG 2012). På sigt forventer DONG Energy at enzymomkostningerne vil ligge omkring 75 kr./ton affald. Dette fald skyldes både optimering af behandlingen og forventninger om faldende enzympriser.

8 8/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE Biovæske Biogas tons Biogasanlæg Nm3 CH4 20,7% TS Restprodukt 2D fraktion tons Dagrenovation (rest) tons 26,5% TS tons REnescience 73,00% TS Forbrændingsanlæg El 3D fraktion tons Varme tons 75% TS Slagge/aske Andre indput 80% TS 17,7 MJ/kg (LHV) Vand tons El MWh Genanvendelse, metal Varme MJ tons Enzymer kg 80% TS Inert (deponi/genanv.?) tons 50% TS Figur 2 Massebalance for REnescience anlæg, tons/år. Biovæske Biogas kg Biogasanlæg 94 Nm3 CH4 20,7% TS Restprodukt 2D fraktion 277 kg Dagrenovation (rest) 198 kg 26,5% TS kg REnescience 73,00% TS Forbrændingsanlæg El 3D fraktion 277 kg Varme 79 kg 75% TS Slagge/aske Andre indput 80% TS 17,7 MJ/kg (LHV) Vand 990 kg El 20 kwh Genanvendelse, metal Varme 0,5 MJ 27 kg Enzymer kg 80% TS Inert (deponi/genanv.?) 95 kg 50% TS Figur 3 Massebalance for behandling af 1 ton restaffald på REnescience anlæg (kapacitet tons/år) Enzymomkostningen udgør en betydelig del af de samlede behandlingsomkostninger, og siden der er tale om endnu ikke påviste omkostningsreduktioner, benyttes 178 kr/ton affald som worst-case og 75 kr/ton som best-case. Som det ses af figur 3, medfører behandling af 1 tons restaffald i REnescience en produktion af ca. 94 Nm3 metan, 277 kg restprodukt til anvendelse i landbruget (efter afvanding fra 10 til 26,5 % TS), 277 kg rest til forbrænding (med deraf følgende produktion af el og varme), 27 kg metal til genanvendelse og 95 kg fin inertfraktion, der deponeres (dette indgår i de økonomiske beregninger). På sigt kan inert-fraktionen muligvis anvendes til vejbygning eller lignende. DONG oplyser, at de sammen med diverse partnere arbejder på at finde sorteringsteknik og aftagere, således at de genanvendelige fraktioner i henholdsvis 3- D og 2- D fraktionen kan udsorteres og genanvendes.

9 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 9/ Biogasanlæg og anvendelse af restprodukt Det antages, at "biovæsken" efter REnescience-behandlingen behandles i en separat biogastank (termofil våd biogasteknologi med middelopholdstid på 16 dage) med efterfølgende hygiejnisering (70 grader C i en time). Tørstofindholdet (TS) i biovæsken ligger omkring 21 % (VS 2 17 %). Dette reduceres til 10 % tørstof (VS 5 %) i restproduktet, idet DONG Energy (juni 2012) angiver, at der sker en nedbrydning af ca. 68 % af tørstoffet i "biovæsken" ved biogasprocessen (se også figur 3). I henhold til Bekendtgørelse nr af 13. december 2006 om anvendelse af affald til jordbrugsformål (Slambekendtgørelsen) antages i de økonomiske beregninger, at restproduktet fra biogasprocessen forbrændes på et slamforbrændingsanlæg. Dette skyldes, at der er tale om bioforgasning af restaffald, som ikke er optaget på listen i Bekendtgørelsens Bilag 1, Derfor vil der skulle opnås en 19 tilladelse fra hver af de kommuner, hvor digestat evt. vil blive udspredt til jordbrugsmæssig anvendelse. Tilladelsen vil gælde et år ad gangen, Tilladelse til anvendelse af affald til jordbrugsformål, som ikke er optaget på listen i Slambekendtgørelsens Bilag 1, skal meddeles af kommunalbestyrelsen i den kommune, hvor udbringningen skal finde sted. Tilladelsen kan gives i medfør af Miljøbeskyttelseslovens 19, jf. Slambekendtgørelsens 29. DONG Energy arbejder på at eftervise, at der ikke er væsentlige risici ved anvendelse af restprodukter fra bioforgasset biovæske fra REnescience på landbrugsjord, og at restproduktet på sigt kan blive optaget på listen i Slambekendtgørelsens bilag 1. Der arbejdes på følgende områder: Siden 2010 er der foretaget systematiske målinger af tungmetaller og miljøfremmede stoffer (jf. Slambekendtgørelsens bilag 2) i den biovæske, der produceres i pilot-anlægget på Amagerforbrænding, og de fleste prøver har generelt overholdt grænseværdierne dog med DEHP som en undtagelse. Der er foretaget målinger af ugemiddelværdier for alle perioder, hvor anlægget har været i drift. Middelværdien for DEHP for hele perioden overskrider grænseværdien med 12 %, men enkeltmålinger har langt højere overskridelser (op til 100 %). Der arbejdes med forskellige tiltag til at begrænse DEHP problemet. Der er endvidere målt for PCB og dioxin i 6 ugeprøver, og alle resultaterne var under detektionsgrænsen. Videncenter for Landbrug har igangsat markskalaforsøg på to lokaliteter i Danmark for at undersøge effekten af næringsstofferne i restproduktet fra den bioforgassede biovæske. KU LIFE har igangsat forsøg for at belyse udvaskning af næringsstoffer ved anvendelse af restproduktet fra bioforgasning af biovæsken på landbrugsjord. 2 Volatile solid, også kaldet glødetab. Det er det organiske indhold af tørstoffet, der forsvinder ved forbrænding (glødetabsbestemmelse).

10 10/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE Der planlægges at måle for 15 nye prioriterede stoffer fra EU's forslag 3 til vandrammedirektiv (muligvis flere, hvis listen udvides). Disse stoffer er følgende: Stoffer, der anvendes i plantebeskyttelsesmidler: aclonifen, bifenox, cypermethrin, dicofol, heptachlor/heptachlorepoxid og quinoxyfen. Stoffer, der anvendes i biocidholdige produkter: cybutryn, dichlorvos og terbutryn. Industrikemikalier: perfluoroktansulfonsyre og derivater heraf (PFOS) og hexabromcyclododekaner (HBCDD). Biprodukter ved forbrænding: dioxin og dioxinlignende forbindelser (PCB'er).Farmaceutiske præparater: 17-alfa-ethinylestradiol (EE2), 17- beta-østradiol (E2) og diclofenac. Der er nedsat en taskforce til afdækning og løsning af problemer i forhold til nyttiggørelse af slutprodukterne fra REnescience processen, herunder restproduktet fra bioforgasning 4. Såfremt det bioforgassede materiale ikke kan anvendes til jordbrugsformål, skal det - set ud fra et økonomisk synspunkt - i stedet bortskaffes ved i værste fald slamforbrænding eller i bedste fald på almindelige forbrændingsanlæg (ud fra økonomiske betragtninger 5 ). Dette har væsentlige negative implikationer for økonomien i projektet, og slamforbrænding bruges derfor som en worst-case forudsætning i den samfundsøkonomiske beregning. Tilsvarende bruges udbringning på landbrugsjord som best-case 6. Ekstraomkostningen ved bortskaffelse på almindelige affaldsforbrændingsanlæg vil ligge midt mellem disse to yderpunkter. 3 Kommissionen skal derudover udarbejde en observationsliste over 25 stoffer, som skal overvåges med henblik på, at de i fremtiden måske bliver udpeget som prioriterede stoffer, hvis overvågningen og den tilgængelige viden indikerer, at de udgør en væsentlig risiko for vandmiljøet. 4 Ifølge Miljøstyrelsen bør Taskforcen også arbejde med at gennemføre en risikovurdering for anvendelse af biovæsken til jordbrugsformål. 5 Evt. separat afbrænding og indvinding af fosfor fra asken er ikke vurderet. 6 Fosfor kunne også udvindes fra aske, hvis det bioforgassede materiale blev forbrændt på et dedikeret anlæg. Denne mulighed er dog ikke tilstede p.t.

11 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 11/24 4 Budgetøkonomisk vurdering, forudsætninger I dette afsnit beskrives de forudsætninger for budgetøkonomien, der specifikt vedkommer REnescience teknologien. Da der ikke laves en specifik LCA på REnescience scenariet, kan de miljømæssige eksternaliteter fra selve REnescience processen ikke estimeres. I stedet er brugt en tilnærmelse fra de øvrige scenarier i Hovedrapporten, se afsnit 5.1. Øvrige forudsætninger svarer til de, som er beskrevet i Hovedrapporten. Alle omkostninger er præsenteret ekskl. afgifter, med mindre andet er nævnt. Efterfølgende opregning med nettoafgiftsfaktor præsenteres sammen med de velfærdsøkonomiske resultater i afsnit REnescience Anlægget antages at have en kapacitet på tons restaffald/år fordelt på to reaktorer á tons/år. Behandlingen vil resultere i ca tons "biovæske" per år (ca. 1,5 t biovæske per ton restaffald pga. tilsætning af vand) og 15 mio. m 3 metan. Processen for hele REnescienceanlægget har et elforbrug på MWh/år og et varmeforbrug på MJ/år (DONG Energy, juni 2012). De forskellige budgetøkonomiske omkostninger er i opstillet i tabel 1. For så vidt angår Bygninger (50 mio. kr.) er der inkluderet affaldssilo, aflæssehal og bygninger til procesudstyr inkl. udstyr til bioforgasning (f.eks. afvanding og gasmotor). Biogasreaktoren er en udendørs facilitet. "Maskiner" (260 mio. kr.) inkluderer følgende: Udstyr til håndtering af modtaget affald Roterende kar for varmebehandling Roterende kar for enzymbehandling Udstyr for separation af biovæske og fast fraktion (vaskemaskine og presse) Transportører Rørforbindelser Elforsyning SRO "Vedligehold" (12,5 mio. kr./år) består primært af vedligehold/renovering af det nævnte udstyr og bygninger indenfor den økonomiske tidshorisont. Omkostninger til enzymforbruget er værdisat til 75 kr/ton affald i best case og 178 kr/ton affald i worst case. For købere af teknologien (f.eks. et affaldsselskab) må der også forventes at blive tale om en royalty-betaling for benyttelse af teknologien, se bemærkninger under tabel 1.

12 12/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE Tabel 1 Budgetøkonomiske omkostninger til REnescience behandling af restaffald på et t/år anlæg. Behandling af output fraktioner fra anlægget er ikke inkluderet. Kilde: DONG Energy (juni 2012). Total Enhedsomkostninger (kr./ton behandlet) mio kr Best Case Worst Case Investeringer (samlet sum) Bygninger (levetid 25 år ) Maskiner (levetid 15 år) Faste omkostninger (pr. år) Vedligehold 12, Medarbejdere (6 faglærte + 1 leder) 2, Var. Omkostninger* (pr. år) Enzymer 12, Elforbrug 1,4 9 9 Varmeforbrug 5, Total, REnescience *) Uden royalities fra køber til Dong Energy 4.2 Behandling af "biovæsken" Det antages, at "biovæsken" fra REnescience anlægget behandles i en biogasreaktor (våd proces) i forlængelse (og fysisk ved siden) af selve REnescienceanlægget. Det er forudsat at biogassen bruges i en gasmotor til produktion af el og varme i lighed med øvrige biogasteknologier i Hovedrapporten, hvor el- og varmevirkningsgraden er sat til henholdsvis 40,6 og 49,9 %. El- og varmepriser for 2020 sat til 123 kr/gj el og 43 kr/gj varme i overensstemmelse med antagelserne (baseret på priserne i Energistyrelsen (2011) fremskrevet til 2012 prisniveau) gjort for de øvrige anlæg som beskrevet i Hovedrapporten. Restproduktet fra biogasreaktoren ligger omkring 10 % TS (DONG, juni 2012). Det antages, at dette restprodukt afvandes til ca. 26,5 % TS og herefter enten slamforbrænde eller udbringe på landbrugsjord. 7 Dette betyder, at der vil være ca. 277 kg. slam (26,5 % TS) til forbrænding fra 1 ton restaffald, der går ind i REnescience. Omkostningerne til afvanding af slammet er antaget til 467 kr./ton TS (dvs. 47 kr/ton for 10% TS slam). Denne omkostning er baseret på følgende antagelser, som stammer fra det billigste afvandingsanlæg blandt to interviewede spildvandsrensningsanlæg jf. Miljøstyrelsen (2012): Kapacitet på ton TS for 11 mio. kr. svarende til kapitalomkostninger på 1 mio kr/år eller 193 kr/ton TS 7 Med den givne transportomkostning er afvanding omtrent lige så omkostningskrævende som transport af tre gange så store mængder slam. Fordi anlægget antages at ligge i et byområde, vælges afvandingen pga. fordelen ved mindre et mindre antal lastbilkørsler.

13 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 13/24 Polymerforbrug på 5,9 kg/ton TS a 40 kr/kg polymer dvs. 233 kr/ton TS Elforbrug på 53 kwh per ton TS a 0,44 kr/kwh, dvs. 23 kr/ton TS Vedligehold 18 kr/ton TS, dvs kr/år Bygninger og mandskab deles med de øvrige proceselementer Når det billigste afvandingsanlæg er valgt, skyldes det at DONGs anlæg ikke koncentrerer slammet helt så meget som de to interviewede anlæg gør. Endvidere er man i følge DONG (juni 2012) i gang med at undersøge, om der kan ske væsentlige reduktioner i polymerforbruget. Slamforbrænding skønnes at ligge omkring 700 kr./ton slam ved 30 % TS (COWI skøn). DONG forventer, at spildevandsslam afvandet til 26,5 % også vil kunne forbrændes på et almindeligt forbrændingsanlæg til en omkostning på 300 kr/ton slam (26,5 % TS). Økonomien i afbrænding af slam på et almindeligt affaldsforbrændingsanlæg afhænger af en lang række faktorer, bl.a. det øvrige affalds sammensætning, dimensionering af kedel, blæsere, turbine og røggasrensning. Worst case beregnes derfor som slamforbrænding. Transportomkostningen for restprodukt til landbrugsjord er baseret på en afstand på 50 km og en læsstørrelse på 18 ton. Dette giver anledning til transportomkostninger på 23,8 kr/ton restprodukt. 8 I scenariet med slamforbrænding antages at REnescience anlægget placeres ved siden af slamforbrændingsanlægget, så der ikke er nogen transportomkostning. Ligeledes antages det, at REnescience anlægget er placeret i umiddelbar nærhed af et affaldsforbrændingsanlæg. Disse antagelser er på linje med de øvrige scenarier i Hovedrapporten. Ifald slammet kan forbrændes på almindeligt affaldsforbrændingsanlæg til 300 kr/ton slam (26,5 % TS) frem for på slamforbrændingsanlæg vil dette svare til 148 kr/ton restaffald i stedet for 345 kr/ton restaffald i worst-case. Omkostninger til maskiner til biogasanlægget (reaktor og gasmotor mv.) andrager ca. 90 mio. kroner. Økonomien for den samlede behandling af restfraktionen er skønnet i tabel 2. Som det fremgår af tabellerne 1 og 2 er de væsentligste økonomiske risici ved REnescience projektet forbundet til enzymomkostningen og til forholdet om den bioforgassede biovæske kan anvendes til jordbrugsformål eller den skal forbrændes på slamforbrændingsanlæg (best eller worst case). 8 Den dobbelte transportafstand ville resultere i den dobbelte transportomkostning, dvs. ekstra 12 kr./ton restaffald. For Københavnsområdet kunne det blive relevant med 100 km transport, men på grund af den lille størrelsesorden er der ikke foretaget en samlet beregning for dette.

14 14/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE Tabel 2 Budgetøkonomiske omkostninger til behandling af biovæsken efter behandling i REnescience anlægget (kr/ton affald efter et årstons REnesciencanlæg, COWI skøn). Investeringer (samlet sum) Bygninger (levetid 25 år) Maskiner (levetid 15 år) Faste omkostninger (pr. år) Vedligehold Medarbejdere Diverse Variable omkostninger (pr. år) Total Enhedsomk. (kr./ton behandlet) Mio. kr Bedste Værste , , ,9 5 5 Elforbrug 0,4 3 3 Varmeforbrug 1, Energisalg -45, Afvanding af ton pulp (10% TS) 5, Total for udrådning og afvanding (pr. år) Slamforbrænding af ton (26,5 % TS) 55, Indtægt fra forbrænding af 2D og 3D fraktion, tons - uden afgifter -4, Salg af tons metal -4, Deponering af tons ekskl. afgift 3, km transport af ton afvandet digestat* 1, REnescience behandlingen Total for REnescience inkl. udrådning og slamforbrænding, deponering og forbrænding (pr. år) Memo: Deponeringsafgift 475 kr/ton 55, *: her indgår ikke evt. ekstra analyseomkostninger ved evt. krav om nye analyseparametre (ud over de nuværende i Slambekendtgørelsen) 4.3 Behandling af øvrige rejekter Der frasorteres metal til genanvendelse og en inert fraktion til deponering (DONG forventer at inert fraktionen på sigt at kan genanvendes), mens den resterende rejektmængde (2D og 3D) sendes til forbrænding. Dette skyldes, at udsorteret plast af 2D- og 3D fraktionerne på nuværende tidspunkt ikke har en kvalitet, der muliggør afsætning af dette til genanvendelse. De budgetomkostninger til forbrænding af 2D og 3D-restaffaldet (som har en gennemsnitlig nedre brændværdi på 17,7 GJ/ton) er som et rimeligt skøn fastsat via IDA-SOFIA modellens omkostningsberegning for papir (gennemsnitlig nedre brændværdi 18 GJ/ton) og udgør 288 kr/ton ekskl. afgifter. Dette afspejler at indtægterne ved energisalg overstiger kapital- og driftsomkostningerne som kan tillægges denne fraktion. Der er i denne beregning ikke korrigeret for energiafgifter, da afgifter ved affaldsforbrænding og kraftværker i grove træk udligner hinanden. Disse tal forudsætter at den fulde energiværdi af denne fraktion godskrives denne REnescience restfraktion.

15 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 15/24 Hvis den inerte restfraktion deponeres, sker dette til en omkostning på 239 kr./ton affald input (deponi-pris jf. affald danmark m.fl., 2010), mens fraktionen ved evt. salg er forudsat at indbringe 0 kr./ton. 4.4 Genanvendelse I Hovedrapporten gøres der for de øvrige scenarier rede for Indsamlet til genanvendelse og Faktisk genanvendt (beregningen er foretaget på systemniveau for al indsamlet affald, se nærmere metodeforklaring i Hovedrapporten). Med Renescience opnås en indsamling til genanvendelse på henholdsvis 29 og 69 % af al indsamlet husholdningsaffald i de to scenarier (henholdsvis slamforbrænding og udbringning på landbrugsjord). Disse procenter inkluderer 29 % materialegenanvendelse og 40 % organisk dagrenovation til genanvendelse (per definition indsamles hele den organiske fraktion til genanvendelse, når restproduktet udbringes på landbrugsjord). Den faktisk genanvendte mængde ligger på henholdsvis 26 og 66 %, hvilket skyldes et tab på 3 %-point for de genanvendelige materialer, mens det antages, at hele den organiske fraktion udvindes til genanvendelse i REnescience processen. Forskellen mellem de to REnescience scenarier udgøres dermed udelukkende af de 40 % af dagrenovationen, som tilhører den organiske fraktion.

16 16/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 5 Samfundsøkonomisk vurdering, resultater Den samfundsøkonomiske vurdering af REnescience er gennemført ud fra de samme metoder og affaldsopland som anvendt i Hovedrapporten. Det skal her bemærkes at det anvendte REnescience anlæg har en kapacitet på ton/år, mens restaffaldsmængden i oplandet kun er ton/år. Det er således forudsat at oplandet årligt tilføres ton restaffald. Tilsvarende antagelser er gjort for både forbrændingsanlæg og sorteringsanlæg. 5.1 Velfærdsøkonomi Nedenfor vises de velfærdsøkonomiske resultater for scenariet med REnescience behandling af restaffaldet med de bedst og værst tænkelige forudsætninger. De velfærdsøkonomiske omkostninger fra miljøeksternaliteterne er ikke beregnet med EASEWASTE for dette scenarie, da dette ikke har været muligt at udføre inden for projektets rammer. I stedet er eksternalitetsomkostningerne hentet fra Hovedrapportens scenarie 7, sådan at REnescience er sidestillet med forbrænding 9. 9 Alternativt kunne være brugt scenarie 6A eller 6F. Forskellen i eksternaliteter mellem disse scenarier begrænser sig dog til 4 kr/ton, så dette valg er uden betydning for resultatet.

17 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 17/24 Tabel 3 Velfærdsøkonomiske resultater for REnescience-scenarier, kr/ton indsamlet affald Værste Bedste Indsamling (fra Scenarie 7 i Hovedrapporten) Afskrivninger og vedligehold på spande Tømningsomkostninger Poseomkostning Transport efter indsamling Informationsindsats Sortering (fra Scenarie 7 i Hovedrapporten) Afskrivninger på bygninger, maskiner og mobile Driftsomkostninger Transportomkostninger Indtægter fra salg af råvarer REnescienceanlægget og efterfølgende udrådning 1 REnescience, afskrivninger REnescience, drift Indtægter fra salg af energi Indtægter fra afsætning af digestat 0 0 Forbrænding 3 Afskrivninger på bygninger, maskiner og mobile 6 6 Driftsomkostninger 1 1 Indtægter fra salg af energi -8-8 Indtægter fra salg af slagger og metal -1-1 Total uden afgifter Skatteforvridning 8 24 Opskrivning med NAF Eksternaliteter Velfærdsøkonomi Fodnote 1: Beregningerne i denne tabel dækker de totale omkostninger i forhold til total indsamlet mængde. Specifikt for REnescienceanlægget: totaler fra Tabel 2 gange den behandlede mængde (120ktons) delt med den totale affaldsmængde i scenarie 7 (169k tons). Fodnote 2: her indgår ikke evt. ekstra analyseomkostninger ved evt. krav om nye analyseparametre (ud over de nuværende i slambekendtgørelsen) Fodnote 3: Forbrændingsomkostningerne hidrører fra forbrænding af frasorterede materialer i central sortering. Alle omkostninger til håndtering af de forskellige REnescience fraktioner er inkluderet i REnescience drift- og kapitalomkostninger, og er nøjere beskrevet i tabel 1 og 2.

18 18/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 5.2 Budgetøkonomiske forhold for slutkøberen/forbrugeren og afgifter Forbrugeren betaler 891 kr/ton indsamlet affald i best case og kr/ton indsamlet affald i worst case jf. tabel 4. Tabel 4 Forbrugerbetaling (uden evt. royalities), kr/ton indsamlet Værste Bedste 1) Forbruger betaling Afgifter og subsidier Forbruger betaling inkl. afgifter og subsidier 2) ) her indgår ikke evt. ekstra analyse omkostninger ved evt. krav om nye analyseparametre (ud over de nuværende i Slambekendtgørelsen). 2) I den samfundsøkonomiske vurdering er det forudsat 2D/3D fraktion afsat til forbrænding har en samfundsøkonomisk værdi på godt 100 kr/ton. Forudsættes det i den budgetøkonomiske analyse i stedet, at anlægget skal betale 100 kr/ton for at komme af med 2D/3D fraktionen svarer dette til ekstra forbruger-betaling på cirka 55 kr/ton behandlet dagrenovation eller cirka 40 kr/ton indsamlet affald. De budgetøkonomiske konsekvenser for statskassen er opstillet i Tabel 5. REnescience bioforgasning bruger biologisk brændsel som ikke er belagt med affaldsvarme-, tillægs- og CO2-afgift. Det gør til gengæld 2D/3D fraktionen, som behandles på forbrændingsanlæg. Disse afgiftsindtægter kompenserer ikke fuldstændigt for de tabte afgifter fra de kraftvarmeværker som varmen fra REnescience fortrænger (til sammen 43,9 mio. kr. mod de 53,5 mio. kr.). Der er en 7,2 mio. kr. provenugevinst fra deponeringsafgift i værste fald. Ligeledes udgør momsindtægterne også en stor forskel mellem de to scenarier. PSO støtte til biogas fra et REnescience anlæg til tons restaffald vil andrage 19,8 mio. kr./år. Da støtten betales af elkunderne og ikke af statskassen, beregnes ikke skatteforvridningstab heraf. Tabel 5 Afgifternes sammensætning, mio. kr. provenueffekt Værste Bedste Affaldsvarmeafgift 18,4 18,4 Tillægsafgift 21,2 21,2 CO2 afgift 4,3 4,3 Ændret afgift varme -53,5-53,5 Deponeringsafgift 7,2 0,0 Moms 55,1 41,3 Afgifter i alt 52,7 31,7 PSO i alt -21,7-19,8 - Biogas GJ støtte -10,9-10,9 - Biogas mindstepris el -8,9-8,9 Note: De statsfinansielle effekter er ikke fuldt sammenlignelige med scenarierne i hovedrapporten, da energibalancerne i dette notat afviger fra hovedrapportens, pga. at DONG Energys tal for REnescience er bygget på en anderledes affaldssammensætning.

19 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 19/24 6 Miljøvurdering: Afgrænsning, udformning og forudsætninger Miljøvurderingen i denne rapport giver en overordnet gennemgang af miljøforholdene ved REnescience baseret på igangværende undersøgelser, da det ikke har været mulighed for at gennemføre en egentlig livscyklusvurdering af REnescience som det er tilfældet med de øvrige scenarier i Hovedrapporten. DTU har gennemført beregninger af en lang række forskellige LCA scenarier i forbindelse med udviklingsprojekter i samarbejde med DONG Energy, Amagerforbrænding og TAS. Scenarieberegninger har senest været gennemført i forbindelse med et større projekt støttet af EUDP (Energistyrelsen 2010). Dette projekt har omfattet LCA beregninger på scenarier som repræsenterer Amagerforbrænding og TAS, herunder relevante affaldssammensætninger, energisubstitution, effektiviteter osv. EUDP projektet forventes afrapporteret i starten af DTU Miljø har tidligere offentliggjort en livscyklusvurdering af REnescience teknologien (Tonini og Astrup, 2012) baseret på procesdata fra et indledende trin i udviklingen af processen primært baseret på de første målinger fra anlægget på Amagerforbrænding samt laboratorieforsøg. Beskrivelsen af miljøforholdene ved REnescience i denne rapport er baseret på disse hidtidige scenarieberegninger (primært det igangværende EUDP udviklingsprojekt). Beskrivelsen er derfor ikke direkte sammenlignelig hverken med de samfundsøkonomiske beregninger i dette notat eller livscyklusvurderingen af de scenarier, der er gennemført i Hovedrapporten. De data, der ligger til grund for scenarieberegningerne er indsamlet og vurderet af DTU Miljø som værende det bedst tilgængelige grundlag på tidspunktet for beregningerne. Data er i væsentlig grad baseret på driftserfaringer fra det eksisterende REnescience pilotanlæg. REnescience teknologien udvikles løbende, hvorved datagrundlaget forbedres og justeres. Da teknologien ikke er på samme udviklingstrin som andre etablerede teknologier, f.eks. forbrænding og flere processer til biologisk behandling, må det også forventes, at procesdata m.v. fremover kan ændre sig i højere grad end for de øvrige behandlingsteknologier nævnt i Hovedrapporten.

20 20/24 SAMFUNDSØKONOMI OG MILJØFORHOLD FOR RENESCIENCE 7 Miljøvurdering, resultater 7.1 Miljøforhold overordnet De væsentligste miljømæssige fordele ved REnescience set ud fra et systemperspektiv er potentialet for: Mere effektiv separering af biomassen i blandet restaffald i forhold til kildesortering af organisk dagrenovation, og derved potentielt en bedre udnyttelse af det organiske materiale Øget udnyttelse af fosfor i blandet restaffald (forudsat anvendelse på landbrugsjord) i forhold til kildesortering af organisk dagrenovation Omdannelse af det organiske affald til gasformige og potentielt flydende brændsler i forhold til forbrænding. Fremstilling af faste brændsler, som er mere lagerbare end blandet affald ved almindelig håndtering (dvs. forbrænding) af dagrenovation med et væsentligt indhold af organisk affald. Øget udsortering og genanvendelse af metal fra blandet restaffald (i forhold til "kun" kildesortering) på sigt muligvis også af plast. På længere sigt eventuel fremstilling af organiske kemikalier på basis af det blandede plastaffald (udsorteret fra 2D- og 3D-fraktionerne). De væsentligste miljøbelastninger ved selve processen er relateret til fremstillingen af energi og af de enzymer, der anvendes til behandlingen af affaldet. Dette gør sig primært gældende for drivhuseffekt. Overordnet set er REnescience med hensyn til drivhuseffekt sammenlignelig med forbrænding, og i visse tilfælde bedre end forbrænding. Dette afhænger dog primært af forbrændingsanlæggets effektivitet, røggasrensning, antagelser om energisubstitution 10, og det lokale varmeopland. Effektkategorien forsuring følger typisk resultaterne for drivhuseffekt, dog kan genanvendelse, primært af metaller (og i mindre grad plast), bidrage med sparede emissioner og dermed en forbedret miljøprofil for forsuring. Sammenlignet med affaldsforbrænding afhænger denne miljøgevinst primært af effektiviteten af metaludsortering fra slaggerne efter forbrænding. 10 I Hovedrapporten er forudsat. at der fortrænges "marginal el" og "gennemsnitlig varme", som begge har et højt forbrug af fossile energikilder (kul ved marginalt el og især naturgas ved varme). For en diskussion af de metodemæssige implikationer og problemstillinger, se Hovedrapportens afsnit 5.4.