Kildesortering av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune

Transkript

1 Forfatter(e): Silje Arnøy og Ingunn Saur Modahl Rapportnr.: ISBN: / ISBN: Kildesortering av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune Klimaregnskap for avfallsbehandling

2 Rapportnr.: OR ISBN nr.: Rapporttype: ISBN nr.: Oppdragsrapport ISSN nr.: Rapporttittel: Kildesortering av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune Klimaregnskap for ulike avfallsbehandling Forfattere: Silje Arnøy og Ingunn Saur Modahl Prosjektnummer: 1650 Prosjekttittel: Kildesortering av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune Oppdragsgivere: Fredrikstad Kommune Oppdragsgivers referanse: Knut Gedde Emneord: Tilgjengelighet: Antall sider inkl. bilag: Klimaregnskap Avfallshåndtering Biogass Energiutnytting LCA Åpen 22 Godkjent: Dato: Prosjektleder Forskningsleder 3

3 Sammendrag Østfoldforskning har på oppdrag fra Fredrikstad kommune utredet hvilken miljøeffekt det vil ha å innføre kildesortering og innsamling av våtorganisk avfall fra husholdningnene i kommunenen og bruke dette som råstoff til biogassproduksjon ved FREVAR, sammenlignet med dagens løsning der avfallet blir energigjenvunnet sammen med det øvrige restavfallet i kommunen. Arbeidet har vært utført med basis modellene som Østfoldforskning har utviklet for beregning av netto klimagassutslipp og andre miljøfaktorer for håndtering av ulike avfallstyper gjennom prosjektene «Klimaregnskap for Avfallshåndtering» for Avfall Norge (2009), og «Modell for klimanytte og verdikjedeøkonomi for biogass», fase I og II (2011 og 2013). Modellene er basert på livsløpsmetodikk i henhold til ISO14044, og har blitt benyttet for å analysere effekten av å utsortere våtorganisk avfall for Fredrikstad kommune ved å tilpasse modellens basisverdier til spesifikke forhold i Fredrikstad kommune. Resultatene fra analysen viser at våtorganisk avfall (med sikterest) som blir kildesortert for biogassproduksjon medfører netto klimagevinst. Årsaken til dette er at de sparte utslippene som oppstår vet at biogass erstatter transportdiesel og at biorest erstatter torv, overstiger miljøbelastningene fra transport og produksjons av biogass. Energiutnyttelse av det våtorganiske avfallet (med sikterest) sammen med restavfallet gir netto klimabelastning fordi de sparte utslippene som oppstår som følge av at avfallsenergien erstatter naturgass er mindre utslippene fra transport og forbrenning av avfallet. Det antas at 9,4 % av det våtorganiske avfallet hjemmekomposteres i dagens scenario, og at 4,6 % av det våtorganiske avfallet hjemmekomposteres i kildesorteringsscenarioet. Med utgangspunkt i innbyggertallet i Fredrikstad kommune (78 000), antatt mengde oppstått våtorganisk avfall per innbygger per år (78,3 kg) og en utsorteringsgrad på 55,3 % er forskjellen i klimapåvirkninger fra de to analyserte scenariene beregnet. Resultatene er oppsummert i Tabell 1 som viser at innføring av kildesortering vil medøre en årlig reduksjon i klimagassutslipp på 333 tonn CO 2- ekvivalenter årlig, sammenlignet med dagens løsning der nesten alt våtorganisk avfall går til energiutnyttelse sammen med restavfallet. Dette er litt mindre enn den årlige innsparingen Fredrikstad kommune har ved kildesortering av plast (430 tonn CO 2-ekv./år), og tilsvarer sparte direkteutslipp fra ca 160 biler. Økt kildesorteringsgrad i husholdningene vil gi økt årlig klimagevinst. Tabell 1 Årlige netto klimagassutslipp for de to ulike scenariene for avfallshåndtering av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune Scenario Biogassproduksjon Energiutnyttelse sammen med restavfall Hjemmekompostering Sum Dagens løsning Tonn CO 2 -ekvivalenter Kildesorteringsscenario Tonn CO 2 -ekvivalenter Forskjell 333 Tonn CO 2 -ekvivalenter Østfoldforskning antar at resultatene for biogassprosessen ved FREVAR gir et relativt konservativt bilde, siden datagrunnlaget ble samlet inn mens anlegget fremdeles var i en oppstartsfase. 4

4 Det presiseres at klimagassutslipp bare representerer én miljøindikator. Det betyr at andre livsløpstrinn kan være viktige å fokusere på selv om de ikke nødvendigvis peker seg ut når man undersøker klimagassutslipp. Systemgrensene i prosjektet inkluderer alle aktiviteter fra avfallet oppstår hos husholdninger i Fredrikstad til avfallet er ferdig behandlet og utnyttet som en ny ressurs. Det betyr at klimaeffekter fra produksjonen av matvarene som ender opp som kildesortert våtorganisk avfall hos FREVAR ikke er inkludert, noe som medfører at biogassproduksjon av våtorganisk avfall gir en netto klimagevinst. Det er derfor viktig å påpeke at den beste «behandlingsløsningen», sett i et klimaperspektiv, er å hindre at våtorganisk avfall oppstår. 5

5 Innhold 1 Innledning Metodikk og lokale forutsetninger Metodikk Forutsetninger for energiutnyttelse av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune Forutsetninger for hjemmekompostering av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune Forutsetninger for biogassproduksjon av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune Beregning av klimagassutslipp for avfallsbehandling av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune klimagassutslipp per kilo Resultater for avfallsbehandling av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune - årlige klimagassutslipp Konklusjon Referanser

6 1 Innledning Østfoldforskning har på oppdrag fra Fredrikstad kommune utredet hvilken miljøeffekt det vil ha å innføre kildesortering og innsamling av våtorganisk avfall fra husholdningnene i kommunenen og bruke dette som råstoff til biogassproduksjon ved FREVAR. Kildesortering og innsamling av våtorganisk avfall er sammenlignet med dagens løsning der det våtorganiske avfallet blir energigjenvunnet sammen med det øvrige restavfallet i kommunen. Østfoldforskning har gjennom prosjektet «Klimaregnskap for Avfallshåndtering» for Avfall Norge (2009), utviklet en modell for beregning av netto klimagassutslipp ved avfallshåndtering av ulike avfallstyper. Østfoldforskning har også utviklet en modell for beregning av klimagassutslipp og andre miljøfaktorer som følge av biogassproduksjon i prosjektene «Modell for klimanytte og verdikjedeøkonomi for biogass», fase I og II (2011 og 2013). Begge modellene er basert på livsløpsmetodikk i henhold til ISO Disse modellene har blitt benyttet for å analysere effekten av å utsortere våtorganisk avfall for Frekdrikstad kommune, ved å tilpasse modellens basisverdier til spesifikke forhold i Fredrikstad kommune. I kapittel 2 beskrives metodikken og de bakenforliggende forutsetningene, samt beregning av klimagassutslipp per kilo våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune. Dette er gjort både for direkte energiutnyttelse og biologisk behandling (biogassproduksjon og hjemmekompostering) av det våtorganiske avfallet. Videre presenteres resultater for årlige klimagassutslipp for behandling av våtorganisk avfall i kapittel 3. Her synliggjøres resultater for dagens løsning der noe våtorganisk blir hjemmekompostert og resten går til energiutnyttelse, og et scenario der det fremdeles er litt våtorganisk som hjemmekomposteres, men der en andel av det resterende våtorganiske avfallet kildesorteres og går til materialgjenvinning. Det som ikke kildesorteres går til energiutnyttelse som tidligere. I kapittel 4 oppsummeres konklusjonene fra analysen. 7

7 2 Metodikk og lokale forutsetninger Hensikten med analysen har vært å utrede hvilken klimaeffekt det vil ha for Fredrikstad kommune å kildesorte og materialgjenvinne det våtorganiske avfallet som oppstår i Fredrikstad kommune, og sammenligne dette med dagens løsning der det våtorganiske avfallet går til energiutnyttelse sammen med restavfallet. 2.1 Metodikk Analysen tar utgangspunkt i «Avfall-Norge»-modellen og «Biogassmodellen» (BioValueChain) som er basert på livsløpsmetodikk i henhold til standarden ISO For detaljerte beskrivelser av modellene og kildebruk refereres det til rapportene «Klimaregnskap for avfallshåndtering» (Raadal et al., 2009) og «Miljønytte og verdikjedeøkonomi ved biogassproduksjon, fase II (Møller et al., 2013). Systemet er delt opp i tre ulike livsløpsfaser med følgende avgrensninger: Transport: utslipp knyttet til transport av avfallet. Behandling: utslipp fra forbrenning og biologisk behandling av avfallet. Erstatning av energi/materiale: Gevinsten (utslipp som unngås) ved at avfallet ved forbrenning genererer energi som erstatter andre energibærere, eller ved at avfallet ved biologisk behandling genererer biogass, biorest og kompost som erstatter andre energibærere og materiale. I en livsløpsanalyse kartlegges miljøpåvirkninger som følger av at et systems funksjon oppfylles, ogalle inn- og utstrømmer kan relateres til en referansestrøm. Denne referansestrømmen kalles «funksjonell enhet», og for analysen av de to alternativene for våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune er den funksjonelle enheten satt til: innsamling, transport, avfallsbehandling og erstatning av energi og materiale som genereres fra det våtorganiske avfallet når det behandles. Ved kildesortering er det antatt at en liten andel (7%) annet avfall havner sammen med det våtorganiske avfallet (Møller et al., 2009). Dette blir sortert ut før biogassanlegget og kalles «sikterest». For å få samme funksjonell enhet ved alle behandlingsmåtene (direkte energiutnyttelse, biogassproduksjon og hjemmekompostering) er derfor resultatene basert på 1 kg avfall som består av 93% våtorganisk avfall og 7% sikterest, der det er antatt at sikteresten har samme sammensetting som restavfall (Møller et al., 2012). De to scenariene som er analysert (dagens løsning og kildesorteringsscenariet) består begge av to eller tre systemer, fordi det analyserte avfallet ikke blir behandlet på bare èn måte. Oppbyggingen av scenariene er vist i figur 1. 8

8 70 g rest-avfall 70 g rest-avfall 70 g rest-avfall Energiutnytting Hjemmekompostering Biogassproduksjon System 930 g våtorganisk 930 g våtorganisk 930 g våtorganisk Transport med restavfall, 42,5 km Transport med restavfall Transport som kjeldesortert avfall, 49,3 km Transport Biologisk behandling - hjemmekompostering Energiutnytting Energiutnytting Energiutnytting Biologisk behandling - biogassproduksjon Behandling Erstatta energi (LNG) Erstatta energi (LNG) Erstatta materiale Erstatta energi (LNG) Erstatta energi og materiale Erstatta energi- og materiale Dagens løsning Kildesorteringsscenario Scenario Figur 1 Systemer, livsløpsfaser og scenarier basert på Avfall Norge-modellen. 9

9 2.2 Forutsetninger for energiutnyttelse av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune Figur 2 viser en prinsippskisse for livsløpet til våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune og som går til energiutnyttelse på FREVAR. Substrat 1 kg 0% Brennverdi (MJ/kg) Varmeproduksjon. Levert mengde: 85% * 96,7% 100% Erstatter LNG Transport Innsamling og transport til FREVAR Behandling Forbrenning (utslipp er avhengig av sammensetting). Virkningsgrad: 85% Energiutnyttelsesgrad FREVAR 96,7% Levert mengde energi: 85% x 96,7% = 82,2 % Erstatta energi/materiale Produsert varme erstatter varmeproduksjon basert på LNG. Figur 2 Livsløp for våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune til energiutnyttelse ved FREVAR. Det forutsettes at det våtorganiske avfallet samles inn sammen med restavfallet, som i dag (på ukesbasis). Analysen benytter en transportavstand for avfallet på gjennomsnittlig 42,5 km fra husholdning til forbrenningsanlegg. Datagrunnlaget for transport er basert på informasjon oppgitt av Knut Gedde i renovasjonsavdelingen til Fredrikstad kommune (Gedde, 2014). I behandlingsfasen er utslipp beregnet på grunnlag av virkningsgrad og utnyttelsesgrad oppgitt av FREVAR (2014). Modellen for energiutnyttelse bruker en effektiv brennverdi på 2,3 MJ/kg våtorganisk avfall og 10,4 MJ/kg for sikterest (restavfall). Det forutsettes at 100 % av den produserte energien fra forbrenningsanlegget til FREVAR erstatter naturgass (LNG). 2.3 Forutsetninger for hjemmekompostering av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune Figur 3 viser en prinsippskisse for livsløpet til våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune og som blir hjemmekompostert etter avtale for dette med Fredrikstad kommune. 10

10 Substrat 1 kg 0% Kompostering Kompost 0,149 kg 0,4 kg C og 0,01 kg N (nyttbar N) per kg kompost Erstatting av gjødsel og torv + karbonlagring. Sikterest Transport Behandling Erstatta energi/materiale Innsamling og transport til FREVAR Kompostering av våtorganisk avfall. Sikterest til forbrenning. Erstatting av torv og kunstgjødsel i tillegg til at noe av karbonet blir lagret i jord. Figur 3 Livsløp for våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune og som blir hjemmekompostert. Innbyggererne i Fredrikstad kommune har mulighet til å hjemmekompostere våtorganisk avfall mot redusert renovasjonsavgift. Per 1. januar 2014 hadde hustander avtale om hjemmekompostering, altså ca 9 % av alle hustandene i kommunen (Gedde, 2014). Da det er vanskelig å anslå hvor høy utsorteringgrad husstander med hjemmekompostering har, ble det avtalt med Fredrikstad kommune å sette utsorteringsgraden ved hjemmekompostering lik utsorteringsgraden ved kildesortering. Det antas derfor at husstandene med hjemmekomposteringsavtale har en utsorteringsrad på 55,3 %, basert på Hanssen et.al. (2014). 55,3 % er muligens et underestimat da det kan antas at husstander med egen kompost er over gjennomsnittlig opptatt av kildesortering. Videre antas det at 50 % av husstandene med hjemmekomposteringsavtale sier denne opp ved innføring av kildesortering. Data for hjemmekompostering er hentet fra «Avfall-Norge-modellen» (Raadal et, al., 2009). Kompostmodellen er i utgangspunktet laget for et stort anlegg med ranker og vending med traktor. Dette tilsier at dataene for kompostering ikke nødvendigvis representerer en hjemmekomposteringsprosess veldig godt, men da disse dataene er de beste Østfoldforskning besitter, og hjemmekompostering utgjør en relativt liten andel av total behandling av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune, ble det likevel vurdert at dataene er gode nok for bruk i analysen. 11

11 2.4 Forutsetninger for biogassproduksjon av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune Figur 4 viser en prinsippskisse for livsløpet til våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune dersom det går til biogassproduksjon ved FREVAR. Drivstoff Biogass (CH4) Erstatter dieselproduksjon og forbrenning Substrat 1 kg Utråtning Flytende biorest Avvanning Våt fase til renseanlegg Avvannet biorest erstatter torv Sikterest 0,07 kg Transport Behandling Erstatta energi/materiale Innsamling og transport til FREVAR Biogassanlegg med utråtning av våtorganisk avfall og produksjon av avvannet biorest. Sikterest til forbrenning. Produksjon av biogass oppgradert til drivstoff. Produsert biogass erstatter diesel. Avvannet biorest erstatter torv. Figur 4 Livsløp for våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune som går til biogassproduksjon ved FREVAR. Ved eventuell innføring av kildesortering for våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune vil det være behov for noen flere renovasjonsbiler og omstrukturering av ruter og kjøremønster ved innsamling. For utregning av tilhørende kjøredistanser har Østfoldforskning benyttet datamateriale oppgitt av Knut Gedde i renovasjonsavdelingen til Fredrikstad kommune (Gedde, 2014). Overslagene er basert på fortsatt ukesinnsamling og viser at transportavstanden for våtorganisk avfall vil øke fra 42,5 km i dag (innsamling sammen med restavfall) til 49,3 km for våtorganisk avfall som kildesorteres. Dette er noe konservativt, siden noen kommuner bruker 2-ukersintervall ved innsamling av både våtorganisk avfall og restavfall. Det er i tillegg antatt at innsamling av våtorganisk avfall vil foretas i egne plastdunker. Det ble antatt at en plastdunk på 140 liter er representativ for plastdunker som vil bli brukt ved innsamling av kildesortert våtorganisk avfall, og at en slik plastdunk har 10 års levetid. Data for plastdunker er basert på Rives et, al. (2010). I behandlingsfasen er utslipp beregnet ut fra data oppgitt av FREVAR (2014). Det er antatt at det våtorganiske avfallet blir utråtnet i det nye biogassanlegget ved FREVAR som startet opp sommeren Dette biogassanlegget bruker elektrisitet fra vanlig nett i tillegg til damp fra 12

12 avfallsforbrenningsanlegget vegg i vegg. Klimabelastninger fra forbrenning av avfall er fordelt på all damp som produseres slik at også biogassanlegget får sin andel av disse belastningene. Den flytende bioresten fra det nye utråtningsanlegget blir blandet med biorest fra utråtningsanlegget for slam og deretter avvannet. I analysen er kun våtorganisk avfall analysert, og det er derfor antatt at bioresten fra utråtning av våtorganisk avfall blir avvannet alene. Vannfasen fra avvanningen går til renseanlegget og får belastninger for driften her. Sikteresten fra forbehandlingen i utråtningsprosessen anslås å være restavfall, og denne delen (7 %) går til forbrenning. Det forutsettes at den produserte biogassen i biogassanlegget til FREVAR blir oppgradert og erstatter diesel, og at bioresten blir avvannet og erstatter torv. Det er brukt spesifikke data for biogassutbyttet fra anlegget som tilsvarer et biogasspotensial på 12,0 MJ/kg TS i våtorganisk avfall. Siden biogassanlegget til FREVAR fremdeles var i en oppstartsfase da datagrunnlaget ble samlet inn, vi vi anta at energibruken til anlegget kan gå noe ned etter hvert. 2.5 Beregning av klimagassutslipp for avfallsbehandling av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune klimagassutslipp per kilo Som grunnlag for beregning av årlige klimagassutslipp for dagens løsning (energiutnyttelse + hjemmekompostering) og framtidscenarioet med kildesortering av det våtorganiske avfallet, er klimagassutslipp fra avfallshåndtering av 1 kg våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad beregnet for både energiutnyttelse, biogassproduksjon og kompostering hver for seg. Prinsippskissene for de tre analyserte systemene vises i Figur 2, Figur 3 og Figur 4. Figur 5 viser klimagassutslipp per kilo for de tre ulike behandlingsmåtene for våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune: hjemmekompostering, energiutnyttelse (i forbrenningsanlegg hos FREVAR) og biogassproduksjon (i biogassanlegg hos FREVAR). Resultatene presenteres som klimagassutslipp (vist som positive tall) og sparte utslipp (vist som negative tall), fordelt på de ulike livsløpsfasene transport, avfallshåndtering og erstattet materiale/energi. Livsløpsfasene er presentert med følgende farger på stolpene: Transport: Mørk blå, rød og grønn Behandling: Lilla Erstattet material/energi: Turkis På denne måten kommer det frem hvilke aktiviteter som bidrar til hvilke klimagassutslipp eller sparte utslipp, samt størrelsesorden på utslippene. 13

13 kg CO 2 -ekv/kg avfall 0,20 Klimagassutslipp per kilo behandlet våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune 0,15 0,10 0,05 0,00-0,05-0,10 Erstattet Behandling Transportetappe 3 Transportetappe 2 Transportetappe 1-0,15-0,20-0,25 Energiutnytting Hjemmekompostering (inkl. sikterest til forbrenning) Biogassproduksjon Figur 5 Klimagassutslipp fra avfallshåndtering av 1 kg våtorganisk avfall (med sikterest) oppstått i Fredrikstad kommune, vist både for energiutnyttelse, hjemmekompostering og biogassproduksjon, fordelt på de ulike livsløpsfasene. Figur 5 viser at behandlingsfasen er den livsløpsfasen som medfører størst utslipp ved energiutnytting av 1 kg våtorganisk avfall hos FREVAR. Utslippene som følger av behandling er likevel lave og utgjør 0,06 kg CO 2-ekvivalenter/kg oppstått våtorganisk avfall, og det er hovedsakelig den lille andelen (7%) restavfall som bidrar til disse utslippene. Transport bidrar med 0,05 kg CO 2-ekvivalenter/kg oppstått våtorganisk avfall. I tillegg gir energiutnyttelse av våtorganisk avfall ved FREVARs anlegg sparte klimagassutslipp på 0,08 kg CO 2-ekvivalenter/kg oppstått våtorganisk avfall som følge av at anlegget har høy utnyttelsesgrad og at den produserte varmen erstatter bruk av naturgass (LNG). Det våtorganiske avfallet som hjemmekomposteres transporteres ikke vekk fra husstanden, og har derfor ikke utslipp i forbindelse med transport. For å få samme funksjonell enhet på alle behandlingsmetodene, ble det valgt å analyseres en blanding av 93% våtorganisk avfall og 7% restavfall (sikterest). Ved hjemmekompostering er det antatt at sorteringen er mer nøyaktig enn ved kildesortering med biogassbehandling, slik at bare våtorganisk avfall havner i komposten. Det er derfor lagt til en andel restavfall som går til forbrenning, og det er belastningen fra denne transporten som framgår under transport i stolpen for hjemmekompostering. Figur 5 viser også at selve behandlingsfasen ved hjemmekompostering av våtorganisk avfall fører til utslipp av 0,06 kg CO 2- ekvivalenter/kg våtorganisk avfall. Mesteparten (60%) av dette utslippet kommer fra forbrenning av den lille (7%) andelen restavfall, og ikke fra selve komposteringsprosessen. Ut fra figuren ser man også at hjemmekompostering fører til at man sparer 0,13 kg CO 2-ekvivalenter/kg våtorganisk avfall. Denne 14

14 kg CO 2 -ekv/kg avfall gevinsten kommer hovedsakelig som følge av at det komposterte avfallet erstatter en blanding av gjødsel og torv, i tillegg til at noe karbon blir lagret i jorden (erstattet energi fra restavfallsandelen bidrar bare 30%). Av figuren kan en også se at den økte transporten som antas ved kildesortering har liten innvirkning på netto klimagassutslipp, der belastningen øker fra 0,05 til 0,06 kg CO 2-ekvivalenter/kg oppstått våtorganisk avfall. Biogassproduksjon av det våtorganiske avfallet medfører høyere klimabelastning i behandlingsfasen enn det energiutnyttelse gjør (0,10 kg CO 2-ekvivalenter/kg våtorganisk avfall mot 0,06 kg CO 2-ekvivalenter/kg), men biogassproduksjon gir nesten tre ganger mer sparte klimagassutslipp (2,3 kg CO 2-ekvivalenter/kg våtorganisk avfall mot 0,08 kg CO 2-ekvivalenter/kg) som følge av at transportdiesel erstattes. Klimabelastningen fra produksjon av en ekstra avfallsdunk per husstand er neglisjerbar. Figur 6 viser netto klimagassutslipp for de samme behandlingsløsningene for våtorganisk avfall som i figur 5. Her er klimagassutslipp og sparte klimagassutslipp for de ulike livsløpsfasene (transport, behandling og erstattet energi/materiale) summert over systemenes livsløp. Klimagassutslipp per kilo behandlet våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune 0,05 0,04 Energiutnytting Hjemmekompostering Biogassproduksjon 0,03 0,02 0,01 0,00-0,01-0,02-0,03-0,04-0,05-0,06-0,07-0,08-0,09 Figur 6 Netto klimagassutslipp for avfallshåndtering av 1 kg våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad 15

15 Figur 6 viser at når de ulike livsløpsfasene summeres til netto klimagassutslipp per kilo behandlet våtorganisk avfall, er utråtning/biogassproduksjon det gunstigste alternativet med sparte klimagassutslipp på 0,076 kg CO 2-ekvivalenter/kg behandlet våtorganisk avfall. Hjemmekompostering gir nesten like høy klimagassgevinst, 0,068 kg CO 2-ekvivalenter/kg kompostert våtorganisk avfall, men her er datagrunnlaget noe mer usikkert. Energiutnyttelse hos FREVAR medfører klimagassutslipp på 0,039 kg CO 2-ekvivalenter/kg behandlet våtorganisk avfall. 16

16 3 Resultater for avfallsbehandling av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune - årlige klimagassutslipp Med utgangspunkt i forutsetningene beskrevet i kapittel 2 og beregningene som er gjort per kilo våtorganiske avfall oppstått i Fredrikstad kommune, er det beregnet klimagassutslipp for to ulike scenarioer. Dagens situasjon representerer et scenario hvor nesten alt det våtorganiske avfallet blir sendt til energiutnyttelse sammen med restavfallet. I et fremtidsscenario er det antatt at en del av det våtorganiske avfallet blir kildesortert og brukt som råstoff i biogassproduksjon, mens resten blir sendt til energiutnyttelse sammen med restavfallet. I begge scenariene er det i tillegg en liten andel som blir hjemmekompostert. Det er antatt at denne mengden minker ved eventuell innføring av kildesortering. Med basis i funksjonell enhet og informasjon om behandlingsprosessene hos henholdvis forbrenningsanlegget og biogassanlegget ved FREVAR er følgende system satt opp for behandling av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune. Dagens løsning: 6 146,4 tonn våtorganisk avfall (inkludert samme mengde restavfall som sorteres ut som sikterest i kildesorteringsscenariet) hvorav 95 % går til forbrenning ved FREVAR og 5 % hjemmekomposteres. Innsamlingstransport av det våtorganiske avfallet til forbrenning med tømming hos FREVARs forbrenningsanlegg, 42,5 km. Behandling (forbrenning) av våtorganisk avfall sammen med restavfall, og kompostering av våtorganisk avfall i hjemmekompost. Generert varme fra forbrenning erstatter naturgass (LNG), og kompostert våtorganisk avfall erstatter torv og gjødsel i tillegg til at noe karbon lagres permanent. Kildesorteringsscenario: 6 146,4 tonn våtorganisk avfall (inkludert sikterest) hvorav 52 % går til biogassproduksjon ved FREVARs biogassanlegg, 45 % går til forbrenning ved FREVARs forbrenningsanlegg og 2,5 % hjemmekomposteres. Innsamlingstransport av det kildesorterte våtorganiske avfallet med tømming hos FREVARs biogassanlegg, 49,3 km. Innsamlingstransport av det våtorganiske avfallet sammen med restavfall med tømming hos FREVARs forbrenningsanlegg, 49,3 km. Biogassproduksjon av våtorganisk avfall, forbrenning av våtorganisk avfall sammen med restavfall, og kompostering av våtorganisk avfall i hjemmekompost. Generert biogass erstatter drivstoff, avvannet biorest erstatter torv, generert varme erstatter naturgass, og hjemmekompostert våtorganisk avfall erstatter både torv og mineralgjødsel, i tillegg til at noe karbon blir lagret permanent i jorda. Det er i analysene tatt utgangspunkt i at kommunen har innbyggere og at det i gjennomsnitt oppstår 78,8 kg våtorganiskavfall/innbygger/år (Hanssen et, al., 2014). Realistisk kildesorteringsgrad for våtorganisk avfall i husholdningene er antatt å være 55,3 % (Hanssen et, al., 2014). I tillegg har 17

17 tonn CO 2 -ekv/år Fredrikstad kommune en avtale for hjemmekompostering der husholdningene som deltar får redusert renovasjonsavgifter. At kompostavtalen ikke brytes blir sjekket ved stikkprøver hver sommer. Basert på data fra Knut Gedde i renovasjonsavdelingen til Fredrikstad kommune er det antatt at 9,2 % av husholdningene i Fredrikstad kommune har en slik avtale om hjemmekompostering (2 915 av av totalt husstander). Det antas at 50 % av husholdningene med avtale om hjemmekompostering sier denne opp ved innføring av kildesortering av våtorganisk avfall. Figur 7 viser klimagassutslipp for de to scenariene beskrevet over. 250 Scenarier for behandling av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune Hjemmekompostering (transport, behandling og erstattet materiale) Energiutnyttelse (transport, behandling og erstattet energi) Materialgjenvinning (transport, behandling og erstattet materiale/energi) -350 Dagens løsning Kildesorteringsscenario Figur 7 Årlige klimagassutslipp fordelt på behandlingsmåter for to ulike scenarioer for avfallshåndtering av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune. Figur 7 viser at dagens løsning for husholdninger i Fredrikstad, hvor våtorganisk avfall går til energiutnyttelse sammen med restavfallet, medfører årlige klimagassutslipp på 230 tonn CO 2- ekvivalenter, og at den andelen våtorganisk avfall som hjemmekomposteres fører til sparte klimagassutslipp 21 tonn CO 2-ekvivalenter. Ved innføring av kildesortering av våtorganisk avfall og biogassproduksjon, vil biogassbehandlingen føre til sparte klimagassbelastinger på 245 tonn CO 2- ekvivalenter, mens den delen av det våtorganisk avfallet som sendes til energiutnytting sammen med restavfallet vil føre til utslipp av 132 tonn CO 2-ekvivalenter. Andelen som hjemmekomposteres i kildesorteringsscenarioet mødfører sparte klimagassutslipp på 11 tonn CO 2-ekvivalenter. Totalt gir dagens løsning, hvor noe våtorganisk avfall blir hjemmekompostert og resten går til energiutnyttelse sammen med restavfallet, årlige klimagassutslipp på 209 tonn CO 2-ekvivalenter. 18

18 Innføring av kildesortering av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune vil føre til årlige sparte klimagassutslipp på 124 tonn CO 2-ekvivalenter. Disse resultatene oppsummeres i Tabell 2. Tabell 2 Netto klimagassutslipp for de to ulike scenariene for avfallshåndtering av våtorganisk avfall oppstått i Fredrikstad kommune Scenario Biogassproduksjon Energiutnyttelse sammen med restavfall Hjemmekompostering Sum Dagens løsning Tonn CO 2 -ekvivalenter Kildesorteringsscenario Tonn CO 2 -ekvivalenter Forskjell 333 Tonn CO 2 -ekvivalenter Tabell 2 viser at kildesorteringsscenarioet, med innføring av kildesortering og biogassproduksjon av våtorganisk avfall, vil medføre en total reduksjon på 333 tonn CO 2-ekvivalenter årlig i forhold til dagens løsning der nesten alt våtorganisk avfall går til energiutnyttelse sammen med restavfallet. Dersom det oppnås en høyere kildesorteringsgrad i husholdningene enn 55,3 % vil den årlige klimagevinsten øke. Resultatene fra analysen viser at kildesortering av våtorganisk avfall har netto klimagevinst ved biogassproduksjon unngåtte utslipp ved erstatning av drivstoff og torv overstiger belastningene ved transport og biogassproduksjonsprosessen, mens energiutnyttelse av det våtorganiske avfallet sammen med restavfallet gir netto klimabelastning. Systemgrensene til analysen er satt slik at analysen begynner når det våtorganiske avfallet oppstår i husholdningene og ender etter at det kildesorterte våtorganiske avfallet er behandlet ved enten FREVARs forbrenningsanlegg eller FREVARs biogassanlegg. Erstattet energi/materiale er inkludert i analysen, dvs at man unngår produksjon og bruk av naturgass ved dagens løsning og at man unngår produksjon og bruk av diesel og torv fordi man produserer biogass og biorest i kildesorteringsscenarioet. 19

19 4 Konklusjon Det er gjennomført en vurdering av hvilken miljøeffekt det vil ha å innføre kildesortering og innsamling av våtorganisk avfall fra husholdningnene i Fredrikstad kommunene og bruke dette som råstoff til biogassproduksjon ved FREVAR sammenlignet med dagens løsning der det våtorganiske avfallet blir energigjenvunnet sammen med det øvrige restavfallet i kommunen. Den funksjonelle enheten i analysen er innsamling, transport, avfallsbehandling og erstatning av energi og materiale som genereres fra det våtorganiske avfallet når det behandles. Med basis i den funksjonelle eneheten, innbyggertall i Fredrikstad og antatt mengde oppstått våtorganisk avfall per innbygger per år kan følgende hovedkonklusjon trekkes: Innføring av kildesortering og biogassproduksjon av våtorganisk avfall fra husholdningene i Fredrikstad, og en kildesorteringsgrad på 55,3 %, medfører årlige sparte klimagassutslipp på 333 tonn CO 2-ekvivalenter i forhold til dagens løsning der nesten alt det våtorganiske avfallet fra husholdningene går til energiutnyttelse sammen med restavfallet. Dette er litt mindre enn den årlige innsparingen Fredrikstad kommune har ved kildesortering av plast 1, og tilsvarer sparte direkteutslipp fra ca 160 biler 2. Innføring av kildesortering og biogassproduksjon av våtorganisk avfall fra husholdninger i Fredrikstad kommune er klimamessig bedre enn energiutnytting av det våtorganiske avfallet som oppstår i kommunen. Analysene har dokumentert følgende nøkkeltall for netto klimagassutslipp ved energiutnytting, hjemmekompostering og biogassproduksjon av våtorganisk avfall i Fredrikstad kommune (vist i rangert rekkefølge): Biogassproduksjon av utsortert våtorganisk avfall gir et netto klimagassutslipp på -0,08 kg CO 2- ekv/kg våtorganisk avfall, altså klimagevinst. Kompostering av utsortert våtorganisk avfall gir et netto klimagassutslipp på -0,07 kg CO 2-ekv/kg våtorganisk avfall, altså klimagevinst. Energiutnytting av våtorganisk avfall gir et netto klimagassutslipp på 0,04 kg CO 2-ekv/kg våtorganisk avfall, altså klimabelastning. Det er viktig å presisere at resultatene gjelder for de systemer og tilhørende forutsetninger som inngår i analysene og at resultatene er svært avhengige av forutsetningene som inngår i analysene. Østfoldforskning antar at resultatene for biogassprosessen ved FREVAR gir et relativt konservativt bilde, siden datagrunnlaget ble samlet inn mens anlegget fremdeles var i en oppstartsfase. Det presiseres også at klimagassutslipp bare representerer én miljøindikator. Det betyr at andre livsløpstrinn kan være viktige å fokusere på selv om de ikke nødvendigvis peker seg ut når man undersøker klimagassutslipp. 1 Det blir innsamlet 270 tonn plastemballasje per år, noe som tilsvarer en reduksjon på 430 tonn CO2-ekv./år (Klimaog energiplan for Fredrikstad kommune ). 2 Direkte klimagassutslipp fra en mindre personbil som kjører km årlig er beregnet til 2,06 tonn CO2-ekv./år. Datasettet «Transport, passenger car, small size, diesel, EURO 5 {RER} transport, passenger car, small size, diesel, EURO 5 Alloc Def, S» fra databasen Ecoinvent (2014) er brukt ved analyse av klimagassbelastning for transport. 20

20 Systemgrensene i prosjektet inkluderer alle aktiviteter fra avfallet oppstår hos husholdninger i Fredrikstad til avfallet er ferdig behandlet og utnyttet til en ny ressurs. Det betyr at klimaeffekter fra produksjonen av matvarene som ender opp som kildesortert våtorganisk avfall hos FREVAR ikke er inkludert, noe som medfører at biogassproduksjon av våtorganisk avfall gir en netto klimagevinst. Det er derfor viktig å påpeke at den beste «behandlingsløsningen», sett i et klimaperspektiv, er å hindre at våtorganisk avfall oppstår. 21

21 5 Referanser Ecoinvent, 2014: Ecoinvent versjon 3 fra Ecoinvent Centre Swiss Centre for Life Cycle Inventories. Fredrikstad kommune (2013): Klima- og energiplan for Fredrikstad kommune Vedtatt av bystyret 6.juni Informasjon om plastinnsamling fra s.22 er brukt i rapporten. FREVAR, 2014: Virkningsgrad og utnyttelsesgrad for forbrenningsanlegget samt data for biogassanlegget er oppgitt av Fredrik Hellström i møte med Ingunn Saur Modahl, januar Gedde, K. ( ): personlig kommunikasjon om transport og hjemmekompostering på møter og via e-post høsten 2013 og vinteren E-poster er sendt til Silje Arnøy, Østfoldforskning. Hanssen, O.,J., Skogesal, O., Møller, H., Vinju, E. og Syversen, F.: Kunnskap om matsvinn fra norske husholdninger. Østfoldforskning AS/Miljødirektoratet, Møller, H., Arnøy, S., Modahl, I.S., Morken, J., Briseid, T., Hanssen, O.J. og Sørby, I.: Miljønytte og verdikjedeøkonomi ved biogassproduksjon, fase II Matavfall og husdyrgjødsel. Østfoldforskning AS, OR 34.12, desember Raadal, H., Modahl, I.S. og Lyng, K.-A.: Klimaregnskap for avfallshåndtering, fase I og II. Østfoldforskning AS, OR 18.09, Rives, J., Rieradevall, J. and Gabbarell, X.: LCA comparison of container systems in municipal solid waste management. Waste Management,

22