Potensialet for produksjon og bruk av biogass som drivstoff i Trondheim

Transkript

1 Potensialet for produksjon og bruk av biogass som drivstoff i Trondheim Prosjektrapport Eksperter i Team, NTNU Våren 2009 Landsby 35; Biodrivstoff fakta/fiksjon. Gruppe 3

2

3 Forord Denne prosjektrapporten et av tre skriftlige produkter fra gruppe tre i landsby nummer 35: Biodrivstoff: Fakta / Fiksjon, Eksperter i Team våren Det siste skriftelige produktet: kronikken ligger vedlagt (vedlegg 5). I perioden fra 14. januar til 6. mai har vi utforsket hva slags potensial biogass kan ha i Trondheimsregionen, resultatene av dette arbeidet kan leses om i denne rapporten. Vedleggene 1-5 er å anse som bakgrunnsstoff/bakgrunnskunnskap som ikke er essensielle for rapporten. Vi vil benytte anledningen til å takke Trondheim kommune v/knut Bakkejord og Sør- Trøndelag Fylkeskommune v/torstein Finstad og Asbjørn Rønning, for nyttige møter og tilsendt stoff. Vi ønsker leserne av denne rapporten god fornøyelse! Trondheim, Ingrid Hjorth Erland Sveipe Mette Silihagen Jaran Wasrud Gunnstein Thomas Frøseth

4 Sammendrag Biogass kan produseres fra organisk materiale, som erstatning for fossilt drivstoff vil det gi positive miljøeffekter ved reduserte utslipp av CO 2, NO x, partikler og støy. Det er imidlertid usikkerhet om det er fordelaktig å produsere biogass fra våtorganisk avfall eller å utnytte energien ved forbrenning. En har forsøkt å vurdere potensialet for biometanproduksjon i Trondheimsregionen ved å sammenfatte resultater fra tidligere utredninger. En håper med det å gi et helhetlig bilde av biogass-situasjonen i regionen. Samfunnsnytten av dette er klar; kommunen er i ferd med å ta beslutninger om hvordan matavfall fra kommunen skal behandles. Det vurderes enten fortsatt forbrenning til fjernvarme, eller biologisk behandling for produksjon av biogass. Vi ønsker å skape debatt rundt temaet, og mener det er viktig å sette spørsmål ved kommunens beslutningsgrunnlag i denne saken. Med kronikken vil vi opplyse leserne om biogasspotensialet i Trondheim, og kommunens bestemmelsesgrunnlag for om matavfallet skal utsorteres eller ikke. Kommunen og Trondheim Energiverk bør videreføre arbeidet ved å foreta en grundigere vurdering av effekten utsortering av matavfall gir. Må utsortert matavfall substitueres med fossile energikilder ved forbrenningsanlegget på Heimdal? Dette har vært en forutsetning når løsinger for matavfallet i Trondheim har blitt vurdert. Vi mener derimot at det er sannsynlig at utsortert matavfall kan erstattes med annet avfall. Dette vil tale positivt for miljøeffektene ved biogassproduksjon.

5 Innholdsfortegnelse Innledning Metode Intervju Skriftlige kilder Teori Klimagasser Biologisk prosess biogassproduksjon Biologisk metandannelse i industri og avfallshåndtering Rensing og komprimering Distribusjon og infrastruktur Gass i rør Gass i komprimert form CBG / CNG Gass i flytende form LBG / LNG Tilpasning av kjøretøy Faktiske forhold i Trondheimsregionen Avfall Søppelsorteringen i Trondheim i dag Husholdningsavfall Avfall fra industri Avfall fra landbruk Avløpsvann og kloakkslam Trondheim Renholdsverk AS Heggstadmoen... 13

6 3.1.8 Fjernvarmeanlegget i Trondheim Utredninger utført for kommune og fylkeskommune Eksisterende og planlagte biogassanlegg i Trøndelag Ecopro AS Malvik Biogass AS Biogassanlegg på Heggstadmoen Biogass på Ørlandet Ladehammeren og Høvringen avløpsrenseanlegg Marked Kollektivtransport Andre markeder Biogass sammen med naturgass Forbud mot deponering Biogass i Oslo Biogass i Fredrikstad Diskusjon Matavfall; biogassproduksjon eller forbrenning? Størrelse på biogassanlegg Marked for produsert biometan Økonomiske aspekter ved busser på biometan Andre aktører Supplering med LNG og distribusjon Konklusjon... 29

7 Kilder Figurer Tabeller Vedlegg Vedleggsliste 1. Biogassproduksjon 2. Oppgradering av biogass til biometan 3. Referat fra møte med Sør-Trøndelag Fylkeskommune 4. Referat fra møte med Trondheim Kommune 5. Kronikk

8 Innledning Dette prosjektet ble utført som en del av emnet Eksperter i Team (EiT) ved NTNU. Prosjektet hører under EiT-landsbyen Biodrivstoff: fakta/fiksjon. Den økende konsentrasjonen av klimagasser i atmosfæren er et omdiskutert tema og de fleste er enige om at en bør redusere forbruket av fossile energikilder for å bremse klimaendringene. Biodrivstoff er ofte presentert som en del av løsningen. Problemet med bruk av dagens førstegenerasjons biodrivstoff er at produksjonen kommer i klimamessig og/eller i etisk konflikt med andre interesser, som hogst av regnskog eller bruk av jordbruksareal. Ved å begynne i den andre enden og benytte avfall som kilde for produksjon av biodrivstoff vil dette gi en dobbel miljøgevinst. Biogass produseres av organisk avfall og kan benyttes som biodrivstoff hvis gassen oppgraderes til biometan. Men ved biogassproduksjon fra avfall blir en også kvitt et avfallsproblem. Biometan er imidlertid en energibærer som det er vanskelig å transportere, samtidig som det ikke finnes nevneverdige distribusjonsnett for gass i dag. Derfor kan det lønne seg med en lokal tilnærming, både når det gjelder produksjon og forbruk av biogassen. Gruppens tverrfaglighet dekker mange aspekter ved problemstillingen. Erland har bakgrunn fra bygg og miljøteknikk, og dette gir ham kunnskaper på ressurssiden, spesielt om avfallshåndteringen i Trondheim. Mette og Ingrid har kunnskaper om det biologiske bak selve prosessen for biogassdannelse. Mette studerer ved mastergradsprogrammet cellebiologi for medisinsk teknisk personell. Hun har overførbare kunnskaper innen medisinsk mikrobiologi, og har ellers evnen til å sette seg inn i den biokjemiske delen av prosessen. Ingrid studerer bioteknologi og har kunnskaper om de biologiske prosessene i reaktorene. Gunnstein går på sivilingeniørstudiet energi og miljø, og har derfor kunnskaper om prosessering av gassen for å oppnå nødvendig renhet. Jaran studerer naturgeografi. Det var derfor en utfordring å kople temaet biogass direkte mot Jarans spisskompetanse, men de generelle samfunnsvitenskapelige kunnskapene har kommet godt med i prosjektarbeidet. Med disse forutsetningene kom gruppa frem til en problemstilling som er forankret både i landsbyens tema, gruppas tverrfaglighet og personlige miljøengasjement. Gruppa skal vurdere potensialet for produksjon og bruk av biogass som drivstoff i Trondheimsregionen. Dette innebærer å vurdere ulike kilder for biogassproduksjon i og utenfor kommunen med hensyn på mengde, tilgang og miljøgevinst fra biogassproduksjon av disse. Markedet for oppgradert 1

9 biogass, biometan, i Trondheim ble vurdert spesielt med tanke på kollektivtransport. Det ble også viktig å få oversikt over eksisterende og planlagte biogassanlegg i regionen, og ut i fra disse er mulige scenarioer for biogassproduksjon fra matavfall i Trondheim vurdert. Rapporten bygger i stor grad på møter med Trondheim kommune og fylkeskommunen, og utredninger utført for disse og andre instanser. Det har vist seg at temaet biogass har vært mye omdiskutert det siste året ( ). Kommunen er i ferd med å vurdere fremtidige planer for avfallshåndteringen i Trondheim, spesielt er planer for behandling av matavfall fra husholdninger svært aktuelt. Gruppa skal skrive en kronikk med prosjektrapporten som kunnskapsplattform. Mye tyder på at kronikken vil komme i rett tid. 2

10 1 Metode Metodene som er brukt for innhenting av informasjon til denne rapporten er i hovedsak tekstog dokumentanalyse, samt intervjuer. Innhenting av de skriftlige kildene er i hovedsak gjennom lokale aktører i Trøndelag, i tillegg til mer generell litteratursøking. Det har til tider vært vanskelig å få tilgang til rapporter og dokumenter, da den interne utredningen om biogassproduksjon og utnyttelse ikke er avsluttet i alle ledd. 1.1 Intervju Det ble avtalt og gjennomført intervjuer med både Sør-Trøndelag fylkeskommune og Trondheim kommune. Dette var nyttig både for å avdekke informantenes egne erfaringer og holdninger til emnet [Thagaard, 2003], samt for å få tilskudd av aktuelle kilder. Noe av det en må være kritisk til i en intervjusituasjon, er at informantene kan ha motstridende informasjon og holdninger innenfor samme sak. Dette var noe som ble erfart under møtet med fylkeskommunen, der de to informantene kom med ulike synspunkter og faktisk også momenter som var nye for den andre. Dette viser intervjuenes styrke i forhold til de skriftlige kildene. Intervjuene ble gjennomført som halvstrukturerte intervju, med en rekke spørsmål formulert på forhånd [Thagaard, 2003]. Disse ble også sendt til informanten i Trondheim kommune på forhånd, slik at han kunne forbrede seg best mulig til intervjuet. Hos kommunen var det én informant, og det ble naturlig å bygge opp intervjuet med oppfølgingsspørsmål undersveis. På møtet hos fylkeskommunen var det to informanter til stede. Det ble ikke sendt spørsmål på forhånd, da et seminar med tema biogass i regionen ble arrangert rett før jul, og intensjonen med møtet var å få perspektiv på temaet. Intervjuet fløt helt av seg selv kun ved et par anledninger var vi nødt til å komme med oppfølgingsspørsmål for å komme videre. Det ble skrevet referat fra begge intervjuene. 1.2 Skriftlige kilder Møtet med fylkeskommunen og kommunen var også nyttige for innhenting av skriftlige kilder. Flere prosjekter, både på landsbasis og for kommunen, er blitt gjennomført, og det er rapportene fra disse som i størst grad har dannet grunnlaget for dette prosjektet. I tillegg har materiale fra presentasjoner om biogass på møter i kommune og fylkeskommune blitt brukt som kilder. I flere tilfeller fikk vi tilgang på rapporter som enten var unntatt offentlighet, eller 3

11 som det av andre grunner hadde vært vanskelig å få tak i på egenhånd. De fleste rapportene var fra prosjekter utført av ulike konsulentfirma, på oppdrag fra ulike biogassaktører eller kommune og fylkeskommune. Disse var enten rene kartleggingsprosjekt, eller prosjekter for kvantitativt å vurdere miljøpåvirkning fra ulike avfallsbehandlinger. Underveis ble det klart hvor viktig det var å vurdere disse kildene kritisk, spesielt prosjektene der miljøeffekter ble kvantifisert, fordi slike analyser legger til grunn ulike forutsetninger som kan være mer eller mindre realistiske. 4

12 2 Teori Teorikapittelet omhandler bakgrunn for bruk av biogass, hvordan biogass dannes, samt oppgradering av gassen til biometan og utfordringer ved distribusjon. 2.1 Klimagasser CO 2 er en klimagass. En klimagass slipper sollys gjennom atmosfæren, men absorberer den reflekterte varmestrålingen fra jorda. Dette er en konsekvens av fysiske egenskaper ved klimagassens evne til å absorbere stråling ved bestemte bølgelengder. På denne måten forsinker klimagassene utstrålingen av varme noe som fører til at jordas varmebalanse etableres ved en høyere temperatur. Dette fenomenet kalles drivhuseffekt og er en forutsetning for livet på jorda som vi kjenner det i dag. Uten klimagassene ville temperaturen på jorda ligge rundt -18 C. CO 2 -konsentrasjonen i atmosfæren har økt med mer enn 30 % etter den industrielle revolusjon [Bjerknessenteret, 2007]. Det råder en enighet i forskningsmiljøene om at utslipp av CO 2 fra fossilt brennstoff bidrar til global oppvarming. Derfor er det et mål for det internasjonale samfunnet at utslippene av CO 2 skal reduseres. I Kyoto-avtalen er en rekke land, inkludert Norge, kommet til enighet om å redusere sine totalutslipp av klimagasser omregnet til karbondioksidekvivalenter med 5 % innen 2012 i forhold til utslipp de hadde i 1990 [FN, 1998]. For å kunne nå disse målene vil en del av løsningen være å erstatte fossilt drivstoff med fornybare energikilder som for eksempel biogass. Når en skal vurdere om aktuelle miljøtiltak bidrar til en reduksjon av totale CO 2 -utslipp, må det tas hensyn til alle utslipp og utslippsbesparelser over et livsløpsperspektiv. For biogass betyr dette å ta høyde for utslipp som genereres ved innsamling av avfall, produksjon og distribusjon, i forhold til miljøgevinsten som kommer av at drivstoffet erstatter fossilt brensel. Når det gjelder biogass fra avfall får en da en dobbel miljøeffekt siden en kvitter seg med et avfallsproblem samtidig som en erstatter fossile brennstoff. Metan er en klimagass som har over 20 ganger høyere effekt på drivhuseffekten enn CO 2 [Oksholen, 2007]. Metan dannes i anaerobt miljø, blant annet i deponier. Når effekten av metanutslipp og andre klimagassutslipp skal vurderes er det vanlig at de regnes om til CO 2 - ekvivalenter. Slik blir det enklere å sammenlikne ulike klimagassutslipp. 5

13 2.2 Biologisk prosess biogassproduksjon Biologisk metandannelse er en kompleks prosess der metangass (CH 4 ) dannes fra organisk materiale. Prosessen er utbredt i naturen, for eksempel i ferskvannssedimenter, magetarmsystemet til dyr og i deponier [Stams, 1997]. Den biologiske prosessen bak metandannelse stiller høye krav til miljøforhold og involverer et mangfold av mikrobepopulasjoner [Lastella m.fl., 2000]. Disse organismene bryter ned organisk materiale og danner til slutt en biogass som kan inneholde ulik ratio av CH 4 /CO 2. Ratioen er avhengig av blant annet råmateriale og mikrobenes vekstbetingelser. Forråtnelsesprosessen kan deles inn i 4 reaksjoner; hydrolyse, syredannelse, eddiksyredannelse og metanproduksjon [Lastella m.fl., 2000]. Hydrolyse og syredannelse I tradisjonell kjemi defineres hydrolyse som innføring av et vannmolekyl til en kjemisk forbindelse, slik at forbindelsen spaltes. Hydrolyse i denne sammenhengen omfatter også andre degraderingsreaksjoner som bryter opp større, organiske molekyler [Stams, 1997]. I dette første trinnet må organiske makromolekyler, som for eksempel karbohydrater, proteiner og fett, brytes ned til enklere forbindelser som aminosyrer, enkle sukkerforbindelser og fettsyrer (vannløslige monomere) [Lastella m.fl., 2000; Stams, 1997]. Hydrolysen er en energikrevende prosess som er nødvendig for at materialet skal kunne brytes ned videre. Etter hydrolysen vil aminosyrer, sukker og fettsyrer brytes ned til det som med en fellesbetegnelse kalles volatile fatty acids (VFA), eller flyktige fettsyrer. VFA omfatter blant annet små alkoholer og karboksylsyrer. Hydrolysen er tett koplet med syredannelsen, da dette er en energidannende reaksjon. I så måte blir hydrolysen bare et energikrevende forbehandlingstrinn, som utføres av de syredannende organismene. Disse organsimene kalles acidogene (syredannere), og omfatter en stor gruppe av ulike bakteriepopulasjoner [Stams, 1997]. Eddiksyredannelse og metandannelse De flyktige fettsyrene brytes videre ned til eddiksyre, hydrogen og karbondioksid av en liten gruppe av høyt spesialiserte, acetogene bakterier (eddiksyredannere). Forbindelsene som er dannet i syredannelsen og eddiksyredannelsen kan brytes ned til sluttproduktene metangass og 6

14 CO 2 ; biogass. Selve metandannelsen gjøres av metanogene Archaea, som er encellede mikrober og ikke bakterier. Disse mikrobene har strenge krav til næring, og kvantitativt sett er det eddiksyre som er det viktigste substratet for metandannelsen. Videre er temperatur og ph i omgivelsene viktige faktorer. Metandannelse skjer kun under anaerobe forhold, det vil si uten tilgang på oksygen. Dersom oksygen er til stede vil organisk materiale heller brytes ned fullstendig til CO 2, fordi dette er en mer energigivende prosess [Stams, 1997]. 2.3 Biologisk metandannelse i industri og avfallshåndtering Anaerobe prosesser for behandling av avfall har blitt benyttet til menneskets fordel siden attenhundretallet, da på mindre komplekst avfall fra landbruk og avløpsvann. I de senere årene har det vært stor utvikling på dette feltet, ikke minst for optimalisering av utbyttet, og for anaerob behandling av flere avfallstyper. I prinsippet kan alle typer organisk avfall behandles anaerobt, men lett nedbrytbart avfall er mer aktuelt fordi degraderingen da går fortere. Fordelene med anaerob behandling av organisk avfall er bl.a. at volumet av avfallet reduseres mer enn ved aerob behandling (energiutbyttet til mikroorgansimene er lavere, dermed er det mindre tilgjengelig energi for dannelse av ny biomasse). I tillegg har ofte anaerobe anlegg lavere driftskostnader, og det dannes biogass som kan benyttes som energikilde til ulike formål. Det dannes også en biorest som kan brukes som gjødsel i landbruket [Parawira, 2004]. Det har blitt vist at det ofte er en positiv synergistisk effekt ved sambehandling av flere typer avfall, biogassutbyttet blir større. Grunner til dette kan være at flere typer avfall sikrer at nødvendige næringsstoffer er tilstede. Det har for eksempel blitt vist at utråtningen av karbohydratrike avfall kan forbedres ved sambehandling med proteinrikt avfall, for eksempel slakteriavfall. Dette gir et mer optimalt forhold mellom karbon og nitrogen i det blandede avfallet, slik at biogass produseres mer effektivt enn om avfallstypene skulle behandles hver for seg [Parawira, 2004]. Se vedlegg 1 for mer informasjon om anleggstyper og optimalisering av prosessen. 7

15 2.4 Rensing og komprimering Metan er den energibærende komponenten i biogass. For å senke transportkostnadene av gassen, og øke ytelsen og rekkevidden til kjøretøyet, er det ønskelig at innholdet av metan er størst mulig. Dette innfris ved å redusere andelen av CO 2 i biogassen. I tillegg inneholder ubehandlet biogass små mengder vann, partikler og H 2 S som er skadelig for prosessutstyr og kjøretøy. Disse fjernes og resultatet er oppgradert biogass, kalt biometan. Norge har ingen egen standard for biometan. Biometan er biogass som oppfyller kravene til drivstoff. Ved biogassanlegget i Fredrikstad brukes den svenske standarden SS som grunnlag for produksjonen av biometan. Den rensede biogassen skal inneholde minst 97 mol % metan. Standarden inneholder også øvre grenser for vann, H 2 S, svovel, ammoniakk, karbondioksid og oksygen [Redubar, 2008]. Se vedlegg 2 for utfyllende informasjon om oppgraderingsteknikker for biogass. 2.5 Distribusjon og infrastruktur En av de store utfordringene med distribusjon av gass til drivstoff-formål er at den har lav energitetthet i forhold til de flytende alternativene. Dette gjør det nødvendig med gode løsninger for komprimering og/eller godt utbygget infrastruktur. Både naturgass og biometan kan distribueres på samme måte, da de i prinsippet har samme egenskaper. Gassen kan enten fraktes i gassform i rør, nedkjølt i flytende form på store tanker, eller i komprimert gassform på trykkflasker/tanker [Norsk Gassenter, 2009a] Gass i rør For distribusjon av gass i rør, skiller man mellom lavtrykksnett (trykk = < 4 bar) og høytrykksnett (trykk = > 4 bar). For kortere distanser og mindre volumer gass er det mest aktuelt med lavtrykksnett, der kostnadene ved etablering samt faremomentene vedrørende driften er minst [Norsk Gassenter, 2009a] Gass i komprimert form CBG / CNG Gassen kan også fraktes i komprimert form, dvs. på trykktanker i form av CBG (compressed bio gas) eller CNG (compressed nature gas). Gassen blir i dette tilfellet komprimert til et trykk på 200 bar, eller mer, på stålbeholdere. Dette øker energitettheten betraktelig, og 8

16 metoden egner seg godt for mindre mengder gass som skal fraktes over store avstander. Det er også utviklet en egen metode for frakting av komprimert gass om bord på skip, PNG (pressurised nature gas). Prosessen er lik som for CNG, men tilpasset større mengder i skipstanker [Norsk Gassenter, 2009a]. Gassen blir vanligvis lagret som CBG / CNG i kjøretøyet, enten det gjelder bil eller båt [Norsk Gassenter, 2009b] Gass i flytende form LBG / LNG Den mest volumeffektive måten å frakte gassen på, er å kjøle den ned til væskeform. Dette skjer ved -162 C. Gassvolumet reduseres 600 ganger ved nedkjøling til LBG (liquid bio gas) eller LNG (liquid nature gas). Denne prosessen er energikrevende og svært kostbar, og vil kun være lønnsom på anlegg der det produseres store mengder gass. Den store fordelen ved å frakte gassen i flytende form, er at store mengder gass kan fraktes uten å bygge ut et permanent distribusjonsnett [Norsk Gassenter, 2009a]. Dette gir fleksibilitet Tilpasning av kjøretøy Siden både biometan og naturgass i det store og hele er metan, vil kjøretøy laget for å gå på naturgass gå like bra på biogass. De fleste bensindrevede biler kan konverteres til å gå på komprimert gass. Det installeres et drivstoffanlegg for gass parallelt med bensinanlegget. I bagasjerommet eller under bilen installeres en beholder for gassen, deretter blir rør trukket til en fordamper der gassen varmes opp. Etter fordamperen går gassen til en regulator der trykket senkes for å oppfylle bilens spesifikasjoner. Tilslutt sprøytes gassen inn i motoren ved hjelp av dyser. Tilførselen av gass kontrolleres elektronisk. På noen modeller må det monteres luftmåler for å sikre at blandingsforholdet mellom gass og luft blir optimalt. Tilspasning av personbiler til å gå på gass koster mellom og norske kroner, avhengig av antall sylindre, størrelse og bilprodusent [Gas Tech, 2003]. For busser vil naturligvis konverteringen til gassdrift bli noe dyrere, også fordi at disse i utgangspunktet har dieselmotorer som har en noe annen oppbygging. Det er derfor mest aktuelt å kjøpe inn nye gassbusser i en naturlig utskiftningstakt i stedet for å konvertere gamle dieselbusser. 9

17 3 Faktiske forhold i Trondheimsregionen Dette kapittelet omhandler hva som finnes av ressurser til biogassproduksjon i Trøndelag, foretak som allerede produserer biogass, eller planlagte anlegg for biogassproduksjon, samt andre momenter som er relevante i så måte. 3.1 Avfall Husholdningene genererer en del avfall som det er aktuelt å behandle anaerobt for biogassproduksjon. Det er først og fremst matavfall som er aktuelt, fordi dette er den lett nedbrytbare fraksjonen av husholdningsavfallet. Hageavfall o.l. er i utgangspunktet interessant, men har lavere energitetthet og finnes i mindre kvanta Søppelsorteringen i Trondheim i dag I Trondheim finnes det hovedsakelig seks avfallsfraksjoner som sorteres og hentes; restavfall, plast, papp og papir, glass og metall, tekstiler og farlig avfall. Det er altså ingen egen sorteringslinje for matavfall i Trondheim. Matavfallet inngår i restavfallet, som kjøres til forbrenning på Heimdal Varmesentral (HVS), der energien fra forbenningen brukes til fjernvarme. Trondheim Kommune har lav materialgjenvinningsgrad i forhold til andre kommuner og har derfor et mål i sin avfallsplan om å øke andelen avfall som materialgjenvinnes. Dette innebærer en vurdering om det er miljømessig og økonomisk gunstig å materialgjenvinne matavfall, hovedsakelig ved biogassproduksjon. [Bratt, 2007] Husholdningsavfall Mengden av avfall fra husholdninger var i 2007 oppgitt til tonn restavfall hvorav tonn matavfall. Utsortert matavfall vil ikke være rensortert og må derfor sorteres grundigere før det kan gå inn i et biogassanlegg. En regner derfor med at 10 % av matavfallet går tilbake til restavfallet og til forbrenning [COWI og Norsas, 2008]. Ressursgrunnlaget fra matavfall for et biogassanlegg blir derfor i størrelsesorden tonn. 10

18 3.1.3 Avfall fra industri Et eventuelt nytt biogassanlegg vil være avhengig av både husholdningsavfall og industriavfall for at avfallsmengdene skal bli store nok til at det blir lønnsomt. Avfall fra næringsmiddelindustrien er spesielt aktuelt. Det finnes forskjellig industrivirksomhet rundt Trondheim som kan være aktuelle. I Trondheim har en eksempelvis både Nortura Slakteri og TINE meieri som genererer biologisk avfall. Annen aktuell industri i området er Ringnes bryggeri eller Trondheim kornsilo der det produseres kraftfôr Avfall fra landbruk Landbrukets bidrag til klimagassutslipp er blitt diskutert en del i det siste. Problemet er at lagring av husdyrgjødsel, spesielt gjødsel fra storfe, resulterer i store utslipp av klimagassen metan. Det er derfor en dobbel miljøgevinst i å benytte husdyrgjødsel i et biogassanlegg, siden en unngår utslipp av metan fra gjødsellagring, og reduserer utslipp av CO 2 fra fossile drivstoff. Det som kan være utfordringen ved bruk av denne ressursen er transportavstander. Dette må derfor vurderes i de aktuelle tilfellene. For at landbruksenheter skal være interessert i å levere til et slikt anlegg vil de være interessert i å få igjen biorest som jordbearbeidningsmiddel. Trondheim hadde 722 melkekyr i 2008 [Ness, 2009] og har et beregnet biogasspotensial fra husdyrgjødsel (ikke bare storfe) på 5,3 GWh [Lånke, 2008]. Deler av dette potensialet er interessant å få med i et biogassanlegg. Husdyrgjødsel har noe mindre energiinnhold enn matavfall, men sammen med andre avfall er det påstått at iblanding kan være gunstig for prosessen i et biogassanlegg [Jensen m.fl., 2007]. 11

19 3.1.5 Avløpsvann og kloakkslam Slam fra rensing av avløpsvann kan med en tommelfingerregel deles inn i følgende bestanddeler; 2/5 lett nedbrytbart biologisk materiale, 2/5 biologisk hydrolyserbart materiale, og en resterende del (1/5) med inert masse [Østgaard, 1995]. Den biologiske andelen av slammet (4/5) benyttes til produksjon av biogassen. På landsbasis er det teoretiske energipotensialet fra avløpsslam totalt beregnet til å være ca 266 GWh/år. Dette vises i en potensialstudie for biogass av Raadal m. fl, I figuren nedenfor vises det årlige biogasspotensialet fra avløpsslam fordelt på ulike fylker i Norge, med Sør-Trøndelag som fylke nr. 16. Biogasspotensialet fra avløpsslam er i underkant av Nm 3 CH 4 [Raadal m. fl, 2008]. Figur 1. Årlig biogasspotensialet i en rekke norske fylker [Raadal m. fl, 2008] Trondheim Renholdsverk AS Trondheim Renholdsverk er et foretak som eies av Trondheim Kommune. Virksomheten er knyttet til håndtering av både husholdningsavfall og næringsavfall. Trondheim Renholdsverk eier datterselskapene Renholdsverket AS og Retura TRV AS [Trondheim Renholdsverk AS, 2009]. Renholdsverket AS utfører diverse tjenester for henting og behandling av husholdningsavfall i Trondheim kommune. Dette innebærer henting av de forskjellige avfallsdunkene, drift av gjenvinningsstasjon og hageavfallsmottak på Heggstadmoen og diverse annet. Renholdsverket har ansvar for drifting, planlegging og utvikling av avfallssystemet i kommunen [Renholdsverket AS, 2009]. Det er altså Renholdsverket som vil få i oppdrag å ta seg av en eventuell ny sorteringslinje for innsamling av matavfall i Trondheim. 12

20 3.1.7 Heggstadmoen Ved avfallsmottaket på Heggstadmoen tas avfall fra husholdninger og næringsdrivende imot, sorteres, og viderebehandles eller deponeres. Det gamle deponiet på Heggstadmoen produserer en del deponigass. Dette er biogass som oppstår naturlig i søppelfyllinger. Deponier er i fra lovpålagt å samle opp og brenne denne gassen [Lovdata, 2002]. På Heggstadmoen er det boret vertikale brønner for oppsamling av deponigassen. Brønnene går ned til meters dyp. Den oppsamlede gassen utnyttes ved Trondheim Energiverks fjernvarmeanlegg. [Østgaard, 2004] Ved Heggstadmoen er det imidlertid en del problemer med oppsamlingen av deponigass. Gassen har høyt vanninnhold på grunn av lekkasjer av regnvann. Flere alternativer er vurdert for å løse disse problemene, bl.a. å dekke fyllinga med et tykt jordlag. Dette gjør at biogassen ikke slipper ut i atmosfæren, men brytes ned til CO 2. Et annet alternativ er å bore nye, vertikale brønner for oppsamling av gassen [Bakkejord, 2009] Fjernvarmeanlegget i Trondheim Trondheims fjernvarmeanlegg dekker ca 30 % av byens oppvarmingsbehov. Dette anlegget ble påbygd i 2007 og har i dag kapasitet til å brenne inntil tonn avfall i året [Trondheim Energiverk, 2009]. Her utgjør matavfall en begrenset del, ca 8 %, og har en lavere brennverdi enn det øvrige restavfallet. Derfor blir nedgangen i produsert energimengde kun ca 3 % dersom en sorterer ut matavfallet [Evensen m.fl. 2004]. Forbrenning av avfallet har til nå vært den mest økonomiske måten å bli kvitt matavfallet på. Det har derimot noen negative konsekvenser for miljøet da mineraler går ut av kretsløpet. Mineralene inngår i renseresten fra anlegget, som er spesialavfall som deponeres. Fosfor er en slik begrenset ressurs som kan benyttes innen jordforbedring i landbruket. I et biogassanlegg vil bioresten kunne brukes som jordforbedringsmiddel i landbruket, fosfor vil da holdes i kretsløpet [Evensen m. fl, 2004]. 3.2 Utredninger utført for kommune og fylkeskommune I avfallsplanen til Trondheim kommune fra 2007 er et av hovedmålene at avfallshåndteringen i kommunen skal bidra til god utnyttelse av verdiene i avfallet, og føre til minst mulig utslipp av klimagasser og farlige stoffer. Et delmål innen dette er at 90 % av husholdningsavfallet 13

21 skal gjenvinnes, og at minst 40 % av dette avfallet skal materialgjenvinnes. Dette er en økning i forhold til andelen husholdningsavfall som materialgjenvinnes i dag. Biogassproduksjon fra avfall går under materialgjenvinning, selv om biogassen energiutnyttes. Avfallsplanen fra 2007 sier ikke noe mer spesifikt om våtorganisk avfall, enn at det skal vurderes om det er økonomisk gunstig å materialgjenvinne matavfall fra husholdninger, istedenfor å energigjenvinne det som i dag. Materialgjenvinning innebærer biologisk behandling, enten kompostering eller biogassproduksjon [Bratt, 2007]. Trondheim kommune, Sør-Trøndelag fylkeskommune og andre aktører har engasjert en rekke konsulenter som har vurdert potensialet for biogassproduksjon og miljøeffekten av dette i regionen. De viktigste rapportene innhentet fra Trondheim kommune og Sør-Trøndelag fylkeskommune er listet opp i tabellen under. Det er i stor grad disse som har vært grunnlaget for dette prosjektet. Tabell 1. Prosjektrapporter om biogass innhentet fra Trondheim kommune og Sør-Trøndelag fylkeskommune. Årstall Rapportnavn Oppdragsgiver(e) Rådgiver(e) Kilde 2004 Innsamling og behandling På forespørsel fra Rambøll Norge AS av våtorganisk avfall i Bystyret i Trondheim. og Norsas AS Trondheim Gjennomført av Prosjektrapport Utreding av mulighetene for alternative drivstoffer for bussdrift i Trøndelag Prosjektrapport Miljøvurdering av matavfall i Trondheim Miljøvurdering Biogass i Trøndelag Forprosjekt 2009 Klimaregnskap for avfallshåndtering Prosjektrapport 2009 Trondheim Energiverk Fjernvarme AS, og Trondheim byteknikk Trondheim kommune og Sør-Trøndelag fylkeskommune [Evensen m.fl., 2004] Rambøll [Jensen m. fl, 2007] Trondheim Kommune COWI og Norsas [COWI og og Trondheim NORSAS, Renholdsverk 2008] VRI Trøndelag Norwich [Jøssund, (Virkemidler for Consulting 2009] regional FoU og innovasjon) Avfall Norge Østfoldforskning [Raadal H. L., Modahl I. S., 2009] Prosjektet fra 2004 ble gjennomført i forbindelse med utbyggingen av Heimdal Varmesentral. Det skulle tas stilling til om det ville være gunstig å behandle matavfall fra husholdninger biologisk eller ei. Konklusjonen ble at forbrenning av matavfallet var den beste løsningen, men at biologisk behandling burde vurderes på et senere tidspunkt, da teknologien stadig forbedres. 14