Miljøudvalget 2012-13
MIU Alm.del Bilag 106
Offentligt
IndholdFORORDSAMMENFATNING OG KONKLUSIONER1.1FORMÅL OG AFGRÆNSNING1.2TILGANG OG METODE1.3RESULTATER AF LIVSCYKLUSVURDERINGEN1.3.1Følsomhedsanalyser1.4RESULTATER AF DEN SAMFUNDSØKONOMISKE VURDERING1.4.1Følsomhedsanalyser1.5KONKLUSION1.6PERSPEKTIVERINGSUMMARY AND CONCLUSIONS1.1PURPOSE AND SCOPE1.2APPROACH AND METHODOLOGY1.3RESULTS OF THE LIFE CYCLE ASSESSMENT1.3.1Sensitivity analyses1.4RESULTS OF THE ECONOMIC ASSESSMENT1.4.1Sensitivity analyses1.5CONCLUSION1.6PERSPECTIVE2INDLEDNING2.12.22.32.4BAGGRUNDFORMÅLORGANISERINGDISPOSITION78889111314161920202121232526273031313131323334343435353536363737393941
LIVSCYKLUSVURDERING3AFGRÆNSNING OG UDFORMNING AFLIVSCYKLUSVURDERINGEN3.13.23.33.43.53.63.73.83.93.103.114FORMÅLOVERORDNEDE PRINCIPPERDEN FUNKTIONELLE ENHEDTIDSHORISONTSYSTEMGRÆNSERDATAINDSAMLING OG DATAKVALITETALLOKERINGKRITERIER FOR UDELADELSE AF INPUTS OG OUTPUTSLCA-METODE OG MILJØPÅVIRKNINGSKATEGORIERLCA-MODELLENEASEWASTERAPPORTFORMAT,MÅLGRUPPER OG KRITISK GENNEMGANG AF
RESULTATER
KORTLÆGNING AF LIVSCYKLUS
4.1FYSISKE OG KEMISKE EGENSKABER FOR GIPS414.2AFFALDSMÆNGDER414.2.1Fordeling mellem behandlingsmetoder424.3SAMMENSÆTNING AF GIPSPLADEAFFALD434.4LIVSCYKLUSOPGØRELSE VED ANVENDELSE TIL GIPSPLADEFREMSTILLING434.4.1Indsamling, transport og behandling43
3
4.4.2Substitution454.4.3Behandling af restprodukter464.5LIVSCYKLUSOPGØRELSE VED ANVENDELSE TIL CEMENTFREMSTILLING474.5.1Indsamling, transport og behandling474.5.2Substitution484.5.3Behandling af restprodukter484.6LIVSCYKLUSOPGØRELSE VED ANVENDELSE I KOMPOST494.6.1Indsamling, transport og behandling494.6.2Substitution514.6.3Behandling af restprodukter534.7LIVSCYKLUSOPGØRELSE VED ANVENDELSE SOM54AFDÆKNINGSMATERIALE PÅ SLAGGEBJERGE ITYSKLAND4.7.1Indsamling, transport og behandling544.7.2Substitution564.7.3Behandling af restprodukter564.8OVERSIGT OVER LIVSCYKLUSOPGØRELSE FOR BEHANDLINGSMETODERNE575VURDERING AF POTENTIELLE MILJØPÅVIRKNINGER5.15.2POTENTIELLE NETTOMILJØPÅVIRKNINGERPOTENTIELLE MILJØPÅVIRKNINGER FORDELT PÅ INDSAMLING,596062
TRANSPORT OG BEHANDLING5.3POTENTIELLE MILJØPÅVIRKNINGER FORDELT PÅ SAMTLIGELIVSCYKLUSSTADIER
655.3.1Potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse til gipsplader655.3.2Potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse til cementfremstilling675.3.3Potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse til kompost695.3.4Potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse til afdækning afslaggebjerge715.4SAMMENFATNING AF RESULTATER73FØLSOMHEDSANALYSER766.1BESKRIVELSE AF FØLSOMHEDSSCENARIER776.1.1Anvendelse af gipsaffald til gipsplader776.1.2Anvendelse af gipsaffald til cementfremstilling796.1.3Anvendelse af gipsaffald i kompost806.1.4Anvendelse af gipsaffald til afdækning i Tyskland806.2POTENTIELLE MILJØPÅVIRKNINGER I FØLSOMHEDSANALYSER806.2.1Drivhuseffekt816.2.2Forsuring816.2.3Næringssaltbelastning826.2.4Toksiske miljøpåvirkninger846.2.5”Andre” miljøpåvirkninger866.2.6Kvalitativ vurdering af gips’ indflydelse på komposteringsprocessen876.3SAMMENFATNING AF RESULTATER AF FØLSOMHEDSANALYSER:89
6
78
KONKLUSIONER AF LIVSCYKLUSVURDERINGENREFERENCER
9193969797989898
SAMFUNDSØKONOMISK VURDERING9METODE OG TILGANG9.1SAMFUNDSØKONOMISK METODE9.1.1Ikke-værdisatte effekter9.1.2Usikkerhed9.1.3Fordelingsmæssige konsekvenser
4
9.2
CENTRALE FORUDSÆTNINGER OG ANTAGELSER I DEN989999100100101101102102103104104105105105108109109109110111111112115116116116117118118119121
SAMFUNDSØKONOMISKE ANALYSE
9.2.1Beregningspriser og værdisætning af miljøeffekter9.2.2Diskonteringsfaktoren9.2.3Skatteforvridning og nettoafgiftsfaktor9.2.4Geografisk afgrænsning9.2.5Allerede afholdte investeringer9.2.6Opgørelse af transportafstande og indsamlingsmønstre9.2.7Enhedsomkostninger9.3BUDGETØKONOMISK ANALYSE9.4SCENARIER10BEREGNINGSMÆSSIGE FORUDSÆTNINGER10.1 GENERELLE OMKOSTNINGER10.2 DRIFTSØKONOMI VED ANVENDELSE TIL GIPSPLADER10.2.1Substitution10.2.2Behandling10.2.3Indsamling og transport10.3 DRIFTSØKONOMI VED ANVENDELSE I CEMENT10.3.1Substitution10.3.2Behandling10.3.3Indsamling og transport10.4 DRIFTSØKONOMI VED ANVENDELSE I KOMPOST10.4.1Substitution10.4.2Behandling10.4.3Indsamling og transport10.5 DRIFTSØKONOMI VED ANVENDELSE TIL AFDÆKNING10.5.1Substitution10.5.2Behandling10.5.3Indsamling og transport10.6 VÆRDISÆTNING AF EKSTERNALITETER10.6.1Værdisætning af miljøeffekter10.6.2Værdisætning af eksternaliteter fra transport11SAMFUNDSØKONOMISKE RESULTATER
11.1 BUDGETØKONOMISK ANALYSE12111.2 SAMFUNDSØKONOMISKE RESULTATER FOR BEHANDLINGSFORMERNE12211.2.1Centrale resultater12211.2.2Resultater uden dansk afgrænsning12411.3 FØLSOMHEDSANALYSER12511.4 IKKE-VÆRDISATTE EFFEKTER12911.5 KONKURRENCEMÆSSIGE BETRAGTNINGER13012KONKLUSIONER PÅ DEN SAMFUNDSØKONOMISKEVURDERING12.112.21313.113.214VÆSENTLIGE FORBEHOLDKONKLUSIONSAMLET KONKLUSION OG PERSPEKTIVERINGSAMLET KONKLUSIONPERSPEKTIVERINGREFERENCER131131132133133133135137181
Bilag A Processer benyttet til modellering vha. EASEWASTEBilag B Review af LCA og samfundsøkonomisk analyse
5
6
ForordI denne rapport undersøges de miljø- og samfundsøkonomiske effekter af fireforskellige behandlinger af gipsaffald fra nedrivning og renovering af bygninger.Miljøstyrelsen har besluttet, hvilke konkrete alternativer der skulle modelleres irapporten. Rapportens resultater skal danne baggrund for en politisk beslutning om,hvorvidt der skal fastsættes behandlingskrav for gipsaffald med henblik på at øgeomfanget og kvaliteten af nyttiggørelsen af materialer i affaldet.Rapporten består af en livscyklusvurdering (LCA) og en samfundsøkonomiskvurdering, udført af henholdsvis DTU Miljø og COWI A/S. Projektet blev igangsati august 2010 og afsluttet halvandet år efter, ved udgangen af 2011. For at sikre detafrapporterede arbejdes kvalitet er rapporten undervejs og ved projektets afslutningblevet peer reviewet af to eksterne eksperter. Baseret på deres anbefalinger errapporten blandt andet blevet udvidet med en række følsomhedsanalyser.Da projektet blev igangsat blev en del gipsaffald eksporteret til to lokaliteter iTyskland, hvor det blev benyttet til afdækningsformål. I den mellemliggendeperiode har Miljøstyrelsen forbudt eksport af gipsaffald til de to lokaliteter, og detyske myndigheder har ligeledes indstillet anvendelsen af gipsaffald pålokaliteterne. I denne rapport indgår afdækning imidlertid på lige fod med de andretre behandlingsformer. Diskussionen i rapporten om hvorvidt gipsaffaldet erstatterjord, naturgips eller andre materialer, når det anvendes til afdækning i Sehnde, erderfor ikke længere aktuel, idet Miljøstyrelsen ikke har fundet det godtgjort, atandre materialer ville blive benyttet, hvis ikke gips var til rådighed.Udførelsen af LCA’en såvel som den samfundsøkonomiske vurdering stiller storekrav om data, og projektet havde ikke kunnet gennemføres uden bidrag fraaktørerne på området. De danske aktører omfatter Gypsum Recycling A/S,Danbørs A/S, Freiberg & Jespersen A/S, Vestforbrænding I/S, Combineering A/S,affald danmarkog Renosam. De nævnte aktører har været inddraget via møder ogbilateral dialog om data og resultater. Også de danske gipspladeproducenter,Gyproc A/S og Knauf-Danogips A/S har været inviteret til at deltage. Afkonkurrencemæssige hensyn har de imidlertid ikke ønsket at deltage.Livscyklusvurderingen er udført af Jacob Møller, Stefania Butera, VeronicaMartinez Sanchez og Thomas H. Christensen fra DTU Miljø.Den samfundsøkonomiske vurdering er udført af Mikkel Kromann og EvaWillumsen fra COWI A/S.Peer reviews er gennemført af Henrik Wenzel, Syddansk Universitet, og CathrineHagem, Statistics Norway.Thilde Fruergaard, Robert Heidemann, Linda Bagge og Charlotte Münter,Miljøstyrelsen, har ledet arbejdet med rapporten.
7
Sammenfatning ogkonklusioner
1.1 Formål og afgrænsningGipsaffald stammer fra nedrivning og renovering af bygninger og kan behandles påforskellige måder. I dansk sammenhæng vurderes fire metoder at være devæsentligste.Formålet med nærværende projekt er at få belyst og kvantificeret de potentiellemiljømæssige og samfundsøkonomiske fordele og ulemper afbehandlingsmulighederne for gipsaffald. For at kunne vurdere dette er dergennemført en livscyklusvurdering (LCA) og en samfundsøkonomisk vurdering.I livscyklusvurderingen søges samtlige relevante emissioner og ressourceforbrug igipsaffaldets livscyklus opgjort, og vurderingen omfatter også sparede ressourcerog håndtering af restprodukter fra behandlingsteknologierne.Livscyklusvurderingen danner udgangspunkt for og spiller sammen med densamfundsøkonomiske vurdering. I den samfundsøkonomiske vurdering søgessamtlige fordele og ulemper i gipsaffaldets livscyklus opgjort i kr.Der er opstillet fire scenarier, som indgår i analysen. Hvert af scenarierne omfatterén behandlingsform separat:
•
Gipsplader:Oparbejdning af gipsaffald med henblik på fremstilling afgipspulver til produktion af nye gipsplader.Cement:Anvendelse af gipsaffald til fremstilling af cement.Kompostering:Anvendelse af gipsaffald i kompost som næringsstof ogstrukturmateriale på landbrugsjord.Afdækning:Anvendelse af gipsaffald som afdæknings- og konturgivendemateriale i Tyskland.
••
•
Resultatet af nærværende rapport er et omfattende materiale med aktuel viden ombehandlingsformernes miljøeffekter og omkostninger, der vil kunne bruges som envigtig del af beslutningsgrundlaget for regulering af håndteringen af gipsaffald ifremtiden.1.2 Tilgang og metodeMiljøvurderingen er udført som en konsekvens-livscyklusvurdering (LCA) ifølgeUMIP-metoden på basis af LCA-modellen EASEWASTE. Resultaterneafrapporteres som potentielle miljøpåvirkninger i følgendemiljøpåvirkningskategorier:
8
••••
Ikke-toksiske effekterToksiske effekterØdelagte grundvandsressourcerEffekter på lagret økotoksicitet
Den samfundsøkonomiske analyse er udført i overensstemmelse medMiljøministeriets vejledning i ”Samfundsøkonomiskvurdering af miljøprojekter”.Det betyder, at der er gennemført både en samfundsøkonomisk1ogbudgetøkonomisk analyse af de opstillede scenarier. I den samfundsøkonomiskeanalyse medregnes såvel de direkte økonomiske konsekvenser som demiljømæssige effekter udtrykt i kr.Nogle effekter kan ikke værdisættes, og de indgår derfor ikke i den kvantitative delaf den samfundsøkonomiske vurdering. Det drejer sig primært om emissioner tiljord og vand, hvilke er omfattet af livscyklusvurderingens kategorier toksiskeeffekter, ødelagte grundvandsressourcer og effekter på lagret økotoksicitet.1.3 Resultater af livscyklusvurderingenNedenfor præsenteres resultaterne af de scenarier, som i det følgende refereres tilsom livscyklusvurderingens basisscenarier. Ved basisscenarier forstås de scenarier,der er valgt som udgangspunkt for livscyklusvurderingen, dvs. scenarier udenfølsomhedsanalyser.Figur 0.1viser de potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkningermålt i (milli)personækvivalenter2(mPE) for de fire behandlingsmetoder (et positivtfortegn betyder en nettomiljøbelastning, mens et negativt fortegn angiver ennettomiljøbesparelse).
Figur 0.1Potentielleikke-toksiske miljøpåvirkningerfor de fire metoder tilhåndtering og behandling af gipsaffald målt i millipersonækvivalenter (mPE) per tongipsaffald.
1
Ordet samfundsøkonomisk analyse anvendes her. I Miljøministeriets vejledning benyttes ordetvelfærdsøkonomisk om det samme begreb.21 personækvikvalent betegner en gennemsnitspersons årlige bidrag til miljøbelastninger i denpågældende miljøpåvirkningskategori.
9
Figuren viser, at oparbejdning af gipsaffald til gipspulver med henblik påfremstilling af nye gipsplader og anvendelse i cement i samtligepåvirkningskategorier giver anledning til nettomiljøbesparelser, som skyldessubstitution af mere forurenende teknologier og processer. Anvendelse afgipsaffald i kompost og til afdækning i Sehnde i Tyskland resulterer inettomiljøbelastninger i alle kategorier undtagen drivhuseffekt forkompostløsningen. Der henvises til figur 5.7, 5.9, 5.11 og 5.13 i rapportens kapitel5 for en opsplitning af resultaterne på de væsentligste aktiviteter i gipsaffaldetslivscyklus.Figur 0.2viser de toksiske potentielle miljøpåvirkninger for de fire
behandlingsmetoder.ØkotoksicitetivandØkotoksicitetijordHumantoksicitetvialuft Humantoksicitetviavand Humantoksicitetviajord
Tilafdækning
Tilafdækning
Tilafdækning
Tilafdækning
200
150
mPE/tongipsaffald
100
50
0
‐50
Figur 0.2Potentielletoksiske miljøpåvirkningerfor de fire metoder til håndtering ogbehandling af gipsaffald målt i millipersonækvivalenter (mPE) per ton gipsaffald.
Det fremgår af figuren, at der i disse kategorier i de fleste tilfælde er tale omnettomiljøbelastninger eller små nettobesparelser undtagen for oparbejdning afgipspulver til nye gipsplader i kategorien økotoksicitet i vand, hvor der er en nogetstørre nettomiljøbesparelse.I kategorien humantoksicitet via luft er der ligeledes nogle meget smånettobesparelser for oparbejdning af gipsaffald til gipsplader ogcementfremstilling, mens der i kategorierne humantoksicitet via vand og jord ermeget store potentielle nettomiljøbelastninger ved anvendelse af gipsaffald ikompost. Behandlingsmetoden til oparbejdning af gipspulver til nye gipspladerudviser, som i de ikke-toksiske påvirkningskategorier, den bedste miljøprofil medet flertal af nettomiljøbesparelser.Der henvises til figur 5.8, 5.10, 5.12 og 5.14 i rapportens kapitel 5 for enopsplitning af resultaterne på de væsentligste aktiviteter i gipsaffaldets livscyklus.PåFigur 0.3ses de potentielle miljøpåvirkninger i kategorierne ødelagtegrundvandsressourcer og lagret økotoksicitet i vand og jord.
10
Tilafdækning
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Ikompost
Ikompost
Ikompost
Ikompost
Tilgipsplader
Ikompost
Icement
Icement
Icement
Icement
Icement
Ødelagtegrundvandsressourcer
Lagretøkotoksicitetivand
Lagretøkotoksicitetijord
Tilafdækning
Tilafdækning
700
600
500
mPE/tongipsaffald
400
300
200
100
0
Figur 0.3Potentielle”andre” miljøpåvirkningerfor de fire metoder til håndtering ogbehandling af gipsaffald målt i millipersonækvivalenter (mPE) per ton gipsaffald(samtlige værdier undtagen for ødelagte grundvandsressourcer ved anvendelse ikompost og til afdækning er mindre end 1 mPE/ton).
Det fremgår af figuren, at de potentielle påvirkninger i form af lagret økotoksiciteter helt ubetydelige for samtlige behandlingsmetoder, hvorfor de ikke indgår irangordningen. Derimod er der i kategorien ødelagte grundvandsressourcer storepotentielle miljøbelastninger i forbindelse med kompost- ogafdækningsløsningerne, som skyldes sulfatnedsivning til grundvandet.1.3.1 FølsomhedsanalyserFor at undersøge miljøvurderingens robusthed over for ændringer afforudsætninger er der udført et antal følsomhedsanalyser.Substitutionsforhold og emissioner forbundet med kompostering og afdækning afslaggebjerge er mindre veldokumenterede end de tilsvarende forhold vedoparbejdning af gipsaffald til nye gipsplader og cementfremstilling. Der er derforgennemført følsomhedsanalyser i forbindelse med anvendelse af gipsaffald tilkompost og afdækning af slaggebjerge i Tyskland, som belyser konsekvenser af atændre forudsætningerne for vurdering af disse to behandlingsmetoder. Endvidereer der gennemført følsomhedsanalyser, som viser betydningen for oparbejdning afgipsaffald ved alternativ substitution af naturgips i forhold til basisanalysen, hvorder substitueres naturgips fra Spanien. Endelig er der gennemført enfølsomhedsanalyse, som viser betydningen af den geografiske placering afcementløsningen.De vigtigste resultater af følsomhedsanalyserne er:Det europæiske gipsmarked er sammensat af naturgips, kraftværksgipssamt gipsaffald fra nedrivning og renovering af bygninger. Hvilken typegips, der anvendes til produktion af f.eks. gipsplader afhænger af udbud ogefterspørgsel samt gipskvaliteten. Ifølge tal fra Danmarks Statistik ogoplysninger fra branchen produceredes danske gipsplader indtil 2009 iovervejende grad af naturgips fra Spanien. Finanskrisen har imidlertidændret billedet en del, og der er derfor undersøgt betydningen af, at
Tilafdækning
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Ikompost
Ikompost
Tilgipsplader
Ikompost
Icement
Icement
Icement
11
gipsaffald anvendt til gipsplader i Danmark substituerer kraftværksgips fraTyskland i stedet for som antaget i basisscenariet naturgips fra Spanien (jf.kapitel 6.1.1 for en detaljeret beskrivelse af de ændrede antagelser). Ved enkaskadeeffekt kan dette resultere i, at gipsaffald substituerer tysk naturgips.Dette medfører mindre miljøbesparelser end i basisscenariet pga. mindreundgået skibstransport og resulterer i, at cementfremstilling bliver bedreend gipspladefremstilling mht. forsuring, næringssaltbelastning ogøkotoksicitet i vand.Ved anvendelse af gipsaffald til gipsplader kan substitution af tyskkraftværksgips have en anden kaskadeeffekt afhængig af gipsmarkedet iTyskland. I dette tilfælde substitueres import af naturgips fra Spanien tilHolland. Dette havde kun mindre effekt i forhold til basisscenariet, daforskellen her skyldes forskellen i skibstransportafstand fra Spanien til hhv.Holland og Danmark.For at undersøge betydningen af den geografiske placering afcementfabrikken ved anvendelse af gipsaffald i cement blev der udført enfølsomhedsanalyse med cementfabrikken placeret i Danmark i stedet forSverige. Dette gjorde anvendelse i cement bedre end i basisscenariet pga.mindre transport, men det var stadig marginalt dårligere end anvendelse tilgipsplader. Det skyldes antagelsen om, at sorteringen af gipsaffald kunnebeskrives som et gennemsnit af sorteringen i forbindelse medgipspladefremstilling og anvendelse i kompost (jf. kapitel 6.1.2 for endetaljeret beskrivelse).For at demonstrere effekten afsubstitution af svovlgødningved anvendelseaf gipsaffald i kompost er yderpunkterne, dvs. ingen substitution og fuldsubstitution, beregnet:Ingen substitution resulterer i mindre miljøbesparelser ved drivhuseffekt ogstørre nettomiljøbelastninger for de resterende påvirkningskategorier, menrangordenen i forhold til basisscenarierne ændres ikke.Ved fuld substitution af svovlgødning er der en væsentlig ekstra besparelsepå drivhuseffekten, og de resterende miljøpåvirkningskategorier påvirkesogså i positiv retning, især i påvirkningskategorien ødelagtegrundvandsressourcer, hvor nettobelastningen falder til nul, da der ikke ernogen sulfatudvaskning. Rangordningen i forhold til basisscenarierneændrer sig mht. drivhuseffekt, forsuring og ødelagte grundvandsressourcer.Kompostering er dog stadig miljømæssigt set mindre hensigtsmæssigt endanvendelse til gipsplader i samtlige påvirkningskategorier, men er nu bedreend cementfremstilling i én påvirkningskategori og bedre end afdækning ifire påvirkningskategorier.Fuld substitution af svovlgødning vil kræve tilsætning af en mindremængde gipsaffald per ton kompost eller alternativt udspredning afkomposten på et større landbrugsareal for at nå ned på de anbefaledesvovlgødningsmængder, dvs. maksimalt 50 kg S/ha. I forhold til deanvendte svovlmængder på ca. 255 kg S/ha vil det kræve tilsætning af blot1/5 af denne mængde til komposten eller udspredning af komposten på etfem gange så stort areal. Det har ligget uden for projektets rammer atvurdere, hvorvidt det er realistisk at nå ned på en acceptabel dosis i forholdtil svovlbehov. Det kan konstateres, at det har været almindelig praksis atudsprede de ovennævnte svovlmængder, hvorfor der refereres til dennepraksis som basisscenariet.
12
Da der er en vis usikkerhed om, hvilken type svovlgødning, gipsensubstituerer, er der udført en følsomhedsanalyse under sammeforudsætninger som basisscenariet, men hvor det antages, atsvovlgødskning sker med naturgips. Dette medfører ingenrangforskydninger i forhold til basisscenariet, hvilket skyldes, at desparede nettomiljøpåvirkninger ved substitution af naturgips ogsvovlgødning er i samme størrelsesorden.I forbindelse med afdækningsløsningen i Tyskland er der en teoretiskmulighed for, at der kan dannessvovlbrinte fra gipsaffaldet.Der blevudført en følsomhedsanalyse med omdannelse af 1% af gipsaffaldetssvovlindhold til svovlbrinte. Dette har stor effekt i påvirkningskategorierneforsuring og humantoksicitet via luft, men det ændrer kun rangordenen iførstnævnte kategori.I basisscenariet for afdækning af slaggebjerge i Tyskland er det antaget, atmetalgenanvendelsen er 0,9 % (meget lig de resterende basisscenarier). Forat undersøge konsekvensen af en mindre effektiv udsortering er der udførten følsomhedsanalyse, hvor kun 0,2 % genanvendeligt metalaffaldudsorteres fra gipsaffaldet. Da metalgenanvendelse medfører besparelser ide fleste miljøpåvirkningskategorier resulterer dette i størremiljøpåvirkninger, men rangordenen af scenarierne ændres ikke.I basisscenariet for afdækning af slaggebjerge i Tyskland erforudsætningen, atgipsaffaldet substituerer jord.For at undersøgekonsekvensen af en ændring af denne forudsætning er der udført enfølsomhedsanalyse, hvor det i stedet antages, at naturgips substitueres.Dette giver anledning til store miljøbesparelser, som sidestiller denneløsning med cementfremstilling og oparbejdning af gipsaffald til nyegipsplader.
1.4 Resultater af den samfundsøkonomiske vurderingAnalysens beregnede samfundsøkonomiske enhedsomkostninger per ton gipsaffaldfremgår af Figur 0.4.
13
1.80031.0001.6001.4001.200
kr/tongipsaffald
1.0008006004002000GipspladerCementKomposteringAfdækningSehnde AfdækningThüringen
Figur 0.4 Samfundsøkonomiske omkostninger for behandlingsformerne,kr/ton gipsaffald
Kilde: Beregninger foretaget af COWI.Figuren viser, at de samfundsøkonomiske omkostninger for gipspladeproduktionog afdækningsformål - med usikkerhederne i bestemmelsen heraf - er tæt på atvære ens. Behandling til cementproduktion i Sverige er markant dyrere. Detteskyldes dog udelukkende den lange transportafstand til Sverige. De beregnedebehandlingsomkostninger til kompostering er uden for skala. Dette skyldes, at derer indregnet omkostninger til omfattende læsbaserede3prøvetagninger afgipsaffaldet, som er skønnet nødvendige i forhold til efterlevelse af Miljøstyrelsensregler herom.1.4.1 FølsomhedsanalyserEn række forudsætninger er bestemt med usikkerhed, og der er gennemførtfølsomhedsanalyser, som belyser resultaterne under alternative forudsætninger.Resultatet af de gennemførte følsomhedsanalyser fremgår af nedenstående figur.
3
Hermed menes, at der er beregnet prøvetagningsomkostning hver gang en erhvervsdrivende læssergipsaffald af på en genbrugsstation.
14
1.80031.0001.6001.4001.2001.0008006004002000GipspladerCementKompostering AfdækningSehndeAfdækningThüringen
CentraltskønMinimumsskønMaksimumsskøn2containereAlt.transportprisLavgipsprisKvartalsprøveLastbilprøveContainerprøveGns.transportH2SemissionDanskcementUdenlandskejer
Figur 0.5 Resultat af de udførte følsomhedsanalyser, kr/ton gipsaffald
Figuren viser, at de valgte følsomhedsanalyser i store træk ikke synes at ændre påden indbyrdes rangordning af samfundsøkonomien i behandlingsformerne.Undtaget herfra er:Fravær af læs- og containerbaseredeprøvetagningsomkostningertilkompostering, hvilket vil bevirke, at denne løsning samfundsøkonomisk erpå niveau med gipsplade- og afdækningsløsningerne.Landsgennemsnitlige frem for faktiske (regionale)transportomkostningergør kompostering og cement 100-200 kr/ton dyrere, fordi disse løsningermed de centrale antagelser er placeret forholdsvis tæt på deresefterspørgsel. Skulle disse løsninger være landsdækkende, villeomkostningerne stige markant. For kompostering gælder dog, attilsvarende anlæg ville kunne placeres andre steder i landet, hvorvedtransportomkostningerne ville kunne blive mindre.Indsamlingmed to containere frem for en giver omkring 100 kr/ton bedreøkonomi for alle andre løsninger end gipsplader. Det vil formentlig kunvære i meget tætbefolkede områder (København, måske Aarhus) at der kanindsamles to containere.Hvis en eventuelprofit hos gipspladeproducenterneoverføres fuldstændigttil udenlandske økonomiske aktører, tæller den som ensamfundsøkonomisk omkostning for Danmark. Værdien heraf er 250kr/ton gipsaffald til ulempe for gipspladeproduktion.
Vurderingen af de samfundsøkonomiske omkostninger ved de forskelligebehandlinger af gipsaffald giver således et lidt blandet billede, hvorfor det ervanskeligt at anbefale én metode som den bedste begrundet i samfundsøkonomiskefordele.Det blandede billede skyldes flere forhold:For det første har det ikke været muligt at indhente præcise og dækkendeøkonomiske datafor selve behandlingsomkostningerne på de enkelte
15
anlæg, da anlægsejerne har ønsket at hemmeligholde disse oplysninger afkonkurrencemæssige årsager. En række af oplysningerne er derforskønnede eller antaget ud fra f.eks. listepriser for behandling.For det andet erbehandlingsformerne vanskeligt sammenlignelige,da de erplaceret geografisk forskellige steder. Nogle af behandlingsformerne kantænkes flyttet eller repliceret andre steder i Danmark (kompost og cement),mens andre er bundet til en givet geografisk lokalitet (afdækning).For det tredje ermarkedet for afsætning af affaldsgipspulver præget afoligopol og lokale geografiske monopoler.Det betyder, atbehandlingsformernes omkostninger er påvirket af gipspulveraftagernesmarkedsmagt. Med andre ord prissættes affaldsgips formentlig efteraffaldsproducenternes betalingsmuligheder samt konkurrerendebehandlingsformer. For udenlandsk ejede aftagere kan denne markedsmagtogså tænkes at påvirke det samfundsøkonomiske resultat. Det har ikkeligget inden for rammerne af denne opgave at undersøge disse forhold tilbunds.For det fjerdeeksisterer der ikke miljømæssige enhedsomkostningerforudledning af svovlforbindelser til overflade- og grundvand, samttungmetaller til jord. Derfor kan disse miljøulemper ikke værdisættes, ogindgår således ikke i den samfundsøkonomiske vurdering af kompost- ogafdækningsløsningerne.For det femte er kravene til prøvetagning af gipsaffald til brug for kompostmeget afhængig af gipsaffaldets ensartethed. Dette har stor indflydelse påberegningen af de samfundsøkonomiske omkostninger for kompost. Mankan forestille sig læs af gipsaffald (f.eks. rent gipsafskær i store mængderfra samme kilde), hvor prøvetagningsomkostningerne vil blive markantmindre end beregningernes centrale antagelser.
1.5 KonklusionMiljøpåvirkningerne i forbindelse med håndtering af gipsaffald er for allebehandlingsmetoder i flertallet af påvirkningskategorierne små, mindre end 20mPE/ton gipsaffald. Dette resulterer i, at indsamling og transport samt udnyttelse afrestfraktioner fra gipsaffaldet har relativ stor betydning for resultaterne. Dennebetydning er større for genanvendelse af gips end for andre genanvendeligematerialer, såsom metal og papir, idet miljøpåvirkningen fra oparbejdning afaffaldsgips og fra udvinding af naturgips er meget små. I begge tilfælde er der taleom enkle mekaniske processer såsom gravning og knusning, og der er ingenkemiske processer involveret.Det er derfor vigtigt at være opmærksom på, at stedspecifikke forhold, såsomtransportafstande og behandling af restprodukter, kan være afgørende formiljøvurderingen.Ud fra en ren miljømæssig betragtning kan det konkluderes at:De valgte scenarier for oparbejdning af gipsaffald med henblik påfremstilling af gipspulver til produktion af nye gipsplader og anvendelse tilcementfremstilling er jævnbyrdige løsninger, omend produktion afgipsplader fremstår lidt bedre end cementløsningen. Begge løsningerudviser de samme miljøbesparelser som i stor udstrækning kommer frasubstitution af naturgips og derved undgået transport af naturgips til
16
Danmark. Disse effekter er begge direkte knyttet til teknologierne, idet detantages, at gipsaffaldet erstatter naturgips i forholdet én til én vedfremstilling af gipspulver og ved cementfremstilling. Det er således ikkegipspladefremstilling og cementfremstilling som teknologier betragtet, deradskiller de to løsninger, men de miljømæssige påvirkninger knyttet tilindsamling, transport og oparbejdning af gipsaffaldet samt disponering afrestprodukter bestående af udsorteret metal og en papirfraktion. Af disseparametre spiller transport den største rolle, idet cementfremstillingantages at foregå i Sverige.Anvendelse af gipsaffald som næringsstof og strukturmateriale i kompostog anvendelse som afdækningsmateriale på slaggebjerge i Tyskland erbegge miljømæssigt set mindre gode end de to ovennævntebehandlingsmetoder. Årsagen hertil er for kompostløsningensvedkommende, at det i modelleringen er forudsat, at en stor del af gipsenssvovlindhold udvaskes som sulfat som følge af, at der udbringes meresvovl, end planterne kan optage. Sulfatudvaskningen resulterer i en stornettobelastning i kategorien ødelagte grundvandsressourcer. Desudenbidrager kompostløsningen relativt meget til kategorierne humantoksicitetvia jord og vand som følge af, at det er den eneste behandlingsmetode,hvor gipsaffaldet kommer i kontakt med landbrugsjord og dermedindirekte med mennesker. Her skal det dog nævnes, at en eventuel positiveffekt af gips på selve komposteringsprocessen i form af mindredrivhusgasemission og ammoniakfordampning ikke er medregnet, idet detikke var muligt at kvantificere og heller ikke verificere en sådan muligeffekt. Anvendelse som afdækningsmateriale belaster især miljøet pga.transporten til Tyskland og miljøpåvirkningerne knyttet hertil samtudvaskning af sulfat fra gipsen, som potentielt kan ende i grundvandet ogdermed skade dette. Samtidig er der ikke miljøbesparelser forbundet medsubstitution af naturgips ved anvendelse som afdækningsmateriale, ogdette adskiller ligeledes denne løsning fra anvendelse til gipsplader ogcementfremstilling. Brug af gipsaffald i kompost og til afdækning ersåledes under de givne forudsætninger som teknologier betragtetmiljømæssige ringere løsninger end de to andre behandlingsmetoder.I en række følsomhedsanalyser blev miljøvurderingens robusthed testet iforhold til ændringer af de grundlæggende forudsætninger. Der blev udførtni følsomhedsanalyser heriblandt ændrede substitutionsforhold iforbindelse med anvendelse af gipsaffald til gipsplader, ændret geografiskbeliggenhed af cementfabrikken, andre substitutionsforhold forsvovlgødning ved anvendelse i kompost, samt antagelse af udsivning afsvovlbrinte og substitution af naturgips ved anvendelse til afdækning iTyskland. Ud af disse følsomhedsanalyser var de mest markante resultater,at antagelsen om 100 % substitution af svovlgødning af gips i kompostforbedrede kompostløsningen væsentligt samt at antagelsen om, atgipsaffaldet substituerede naturgips ved afdækning af slaggebjerge iTyskland, gjorde denne løsning miljømæssigt konkurrencedygtig medanvendelse af gipsaffald til gipsplader og i cementfremstilling. Fra etøkonomisk perspektiv vurderes dette imidlertid ikke at være realistisk.
Den samfundsøkonomiske vurdering bygger ovenpå livscyklusvurderingensresultater og værdisætter livscyklusvurderingens emissioner til luft, menværdisætter ikke emissioner til jord og vand. De overordnede konklusioner af densamfundsøkonomiske vurdering er:
17
De samfundsøkonomiske omkostninger synes at være forholdsvis ens forbrug til gipsplader og afdækningsformål. For afsætning tilcementproduktion i Sverige er transportafstanden så lang, attransportomkostningerne bliver væsentlige. Hvis afsætning tilcementproduktion kunne foregå i Danmark, ville forskellen mellem denneløsning og anvendelse til produktion af gipsplader indsnævre sig tilforskellen i indsamlingsomkostningerne. Endelig er desamfundsøkonomiske omkostninger ved kompostering væsentligt højere,fordi gipsaffaldets karakter skønnes at kræve omfattende prøvetagninger.Uden disse prøver ville behandlingsomkostningerne ligge på niveau medde øvrige behandlinger.Oparbejdning til gipsplader er således en samfundsøkonomiskkonkurrencedygtig behandlingsform, på trods af at listepriserne for dennebehandlingsform er væsentligt højere end kompost og afdækning.De kvantificerede miljøeffekter er samfundsøkonomisk set af behersketbetydning, dvs. op til 15 % af den samlede samfundsøkonomiskeomkostning. De betydeligste miljøeffekter opstår fra afværgetsvovludledning fra skibstransport af naturgips, samt CO2besparelser fragenanvendelse af metal. Disse effekter optræder dog uden for Danmarksgrænser, og kræver således en global afgrænsning for at skulle medregnessom en samfundsøkonomisk fordel. Følsomhedsanalyser med andreantagelser om substitution af naturgips har således en vis betydning forresultatet, men ikke nok til at ændre rangordningen afbehandlingsløsningerne.I den samfundsøkonomiske analyse inkluderes miljøpåvirkningerne fralivscyklusvurderingen i det omfang, at de kan værdisættes. Da emissionertil jord og vand ikke kan værdisættes betyder det, at effekterne ikategorierne toksiske effekter, ødelagte grundvandsressourcer og effekterpå lagret økotoksicitet ikke er værdisat i den samfundsøkonomiske analyse.Det betyder, at ovennævnte konklusioner skal sammenholdes med detforhold, at kompostering potentielt er forbundet med miljøeffekter påhumantoksicitet og ødelagte grundvandsressourcer, som gør denne løsninguattraktiv miljømæssigt. Endvidere er afdækningsløsningen forbundet medpotentiel sulfatnedsivning, som vil kunne ødelæggegrundvandsressourcerne. Disse forhold er til fordel for gipsplade- ogcementløsningen, mens det trækker ned i vurderingen afafdækningsløsningen. Endvidere forstærker det konklusionen om, atkomposteringsløsningen er samfundsøkonomisk ufordelagtig.
Den samlede centrale vurdering af de fire alternative behandlingsformer eropsummeret i nedenstående tabel. Det bør bemærkes, at tabellen ikke kan stå alene,men bør læses i sammenhæng med ovenstående tekst og de usikkerheder, somanalysen er forbundet med.
18
Tabel 0.1 Rangordning af behandlingsformer ved basisantagelser
Behandlingsform
Samfundsøkonomisk analyse,værdisatteeffekter
Ikke-værdisatteeffekter (del afLCA-effekter)
Samlet
Gipsplader11Cement21Kompostering3*2Afdækning121: Bedst, 2: Næstbedst, osv.* Under forudsætning af høje prøvetagningsomkostninger.
12?3*2?
Det fremgår af tabellen, at produktion af gipsplader samlet set fremstår som denmest fordelagtige behandlingsform. Cementproduktion i Sverige og afdækningfremstår som næstbedst. Den indbyrdes rangorden af disse to løsninger afhængeraf, hvilken vægt miljøeffekterne fra afdækning tillægges. Kompostering fremstårsom den mindst fordelagtige løsning, men det skal bemærkes, at denne konklusionafhænger af de centrale forudsætninger om høje omkostninger til prøvetagning.1.6 PerspektiveringDet danske marked for behandling af gipsaffald er præget af få aktører ogbehandlingsformer. Affaldsproducenterne søger efter stadigt billigere alternativer,og umiddelbart synes konkurrencen begrænset.Denne analyse har imidlertid vist, at oparbejdning af gipsaffald til genanvendeligtgipspulver er et marked, som synes at have potentiale til en betydelig grad afkonkurrence: Der findes i hvert fald 3 aktører (Gypsum Recycling, Freiberg &Jespersen og PR Slam), som har hver deres teknologi til oparbejdning tilgipspulver, og alle tre synes at være i stand til at oparbejde pulveret til en kvalitet,som er anvendelig til krævende formål, såsom cement- og gipspladeproduktion.De økonomiske vanskeligheder ved afsætning af affaldsgipspulver liggertilsyneladende i, at pulveret afsættes til en dårlig pris set i forhold til prisen pånaturgips inkl. skibstransport. Den dårlige pris må formodes at være betinget af denmeget begrænsede konkurrence blandt aftagerne af affaldsgipspulver.En af de få ting, der giver gipspladeproducenterne incitament til ikke at krævebetaling (eller kræve højere betaling) for gipspulveret, er, at gipsaffaldet i stigendegrad afsættes til kompostering og afdækningsformål. Uden disse tobehandlingsformer ville gipspladeproducenterne have mulighed for at sætte højerepriser, fordi de i praksis ville have et lokalt monopol på køb af gipspulver tilgenanvendelse.Nogle af gipsaffaldsbehandlerne arbejder dog på at udvide markedet for afsætningaf affaldsgipspulver til andre producenter, der benytter sig af gips. Det har liggetuden for rammerne af denne analyse at vurdere dette potentiale.Størrelsen af markedet for afsætning af gipspulver er vurderet at ligge i omegnen af50.000 tons. Hvis gipspladeproducenter f.eks. formår at tage 200 kr/ton iovernormal profit, beløber dette sig samlet til 10 mio. kr. om året. Af dette beløb erdet kun den del, som ender i udenlandske borgeres lommer, der kan betragtes somet samfundsøkonomisk tab.
19
Summary and conclusions
1.1 Purpose and scopeGypsum waste originates from demolition and renovation of buildings and it can betreated in different ways. In Denmark, four treatment methods are considered to bethe most important.The purpose of the present project is to analyse and quantify the potentialenvironmental and economic costs and benefits of different treatment methods forgypsum waste. To achieve this purpose, a life cycle assessment (LCA) and aneconomic assessment have been carried out.In the life cycle assessment all relevant emissions and resource usage throughoutthe life cycle of the gypsum waste are assessed along with saved resources andhandling of the residual products from the treatment methods. The life cycleassessment forms the basis for - and plays together with - the economic assessment.In the economic assessment, all costs and benefits in the life cycle of the gypsumwaste are valued in monetary terms.The analysis comprises four scenarios. Each of the scenarios covers one treatmentmethod:
•
Plasterboard:Use of gypsum waste to produce gypsum powder used forproduction of new plasterboards.Cement:Use of gypsum waste to production of cement.Compost:Use of gypsum waste in compost as nutrient and structural materialin agricultural soil.Slag heap cover:Use of gypsum waste as covering and profile material forslag heaps in Germany.
••
•
The result of the present report comprises a comprehensive material with actualknowledge and data on the environmental impacts and economic costs of thetreatment methods. This material can be used as an important part of the basis for adecision regarding the future regulation of the treatment of gypsum waste.
20
1.2 Approach and methodologyThe environmental assessment is carried out with the LCA model EASEWASTEas a consequential life cycle assessment according to the UMIP methodology. Theresults are reported as the potential environmental impacts in the followingcategories:
••••
Non toxic impactsToxic impactsSpoiled ground water resourcesImpacts on stored eco-toxicity
The economic analysis is carried out in accordance with the guidelines of theDanish Ministry of Environment ”Samfundsøkonomiskvurdering afmiljøprojekter”.This implies that both an economic cost-benefit analysis and abudget analysis have been carried out for each of the four scenarios. In theeconomic cost-benefit analysis, both the direct financial consequences and theexternal effects are quantified in monetary terms.Some impacts cannot be quantified in monetary terms, and they are therefore notpart of the economic analysis. This is primarily the case for emissions to soil andwater (part of the toxic impacts of the LCA) and spoiled ground water resources.1.3 Results of the life cycle assessmentThe results of the life cycle assessment are presented below for the scenariosreferred to as the base analysis. The base analyses cover all scenarios but thesensitivity analyses. Figure 0.1 shows the potential non-toxic environmentalimpacts measured in (milli) person equivalents (mPE) for the four treatmentmethods (a positive sign indicates a net environmentalburden,while a negativesign indicates a net environmentalbenefit).GlobalWarmingForslagheapcoverForplasterboardForplasterboard
AcidificationForslagheapcoverForplasterboard
NutrientEnrichmentForslagheapcover
FotochemicalOzonDepletionForplasterboardForslagheapcover
Incompost
Incompost
Incompost
642
mPE/tonnegypsumwaste
0‐2‐4‐6‐8‐10‐12‐14‐16
Figure 0.1 Potentialnon-toxic environmental impactsfor the four treatment methodsmeasured in milli person equivalents (mPE) per tonne gypsum waste
Incompost
Incement
Incement
Incement
Incement
21
The figure shows that production of gypsum powder used for production of newplasterboards and the use of gypsum waste in production of cement give netenvironmental benefits in all four categories due to the substitution of morepolluting technologies and processes. The use of gypsum waste in compost and forslag heap cover results in net environmental burden in all categories, except for thegreenhouse effect for the compost solution. Figure 5.7, 5.9, 5.11 and 5.13 show theresults in more details.Figure 0.2 shows the potential toxic environmental impacts for the four treatmentmethods.EcotoxicityinWaterEcotoxicityinSoilHumanToxicityviaAir HumanToxicityviaWater HumanToxicityviaSoil
Forslagheapcover
Forslagheapcover
Forslagheapcover
Forslagheapcover
Forplasterboard
Forplasterboard
Forplasterboard
Forplasterboard
Forplasterboard
Incompost
Incompost
Incompost
Incompost
200
150
mPE/tonnegypsumwaste
100
50
0
‐50
Figure 0.2 Potentialtoxic environmental impactsfor the four treatment methods forgypsum waste measured in milli person equivalents (mPE) per tonne gypsum waste.
The figure shows that in most cases these categories reveal net environmentalburdens or small net reductions, except for the production of gypsum powder usedfor production of new plasterboards in the category eco toxicity in water, wherethere is a net reduction. In the category human toxicity through air, there issimilarly small net reductions for the plasterboard solution, while the categorieshuman toxicity through water and soil reveal relatively large potentialenvironmental burdens for the compost solution. The plasterboard solution alsoreveals the best environmental profile in the toxic environmental impacts categorywith the most net savings in environmental impacts.Figure 5.8, 5.10, 5.12 and 5.14 show the results in more details.Figure 0.3 shows potential environmental impacts in the categories spoiledgroundwater resources and stored eco-toxicity in water and soil.
22
Forslagheapcover
Incompost
Incement
Incement
Incement
Incement
Incement
SpoiledGroundwaterResourcesForslagheapcoverForplasterboardForplasterboard
StoredEcotoxocityinWaterForslagheapcoverForplasterboard
StoredEcotoxocityinSoilForslagheapcover
Incompost
Incompost
600
500
mPE/tonnegypsumwaste
400
300
200
100
0
Figure 0.3 Potential”other” environmental impactsfor the four treatment methodsmeasured in milli person equivalents (mPE) per tonne gypsum waste (all valuesexcept for spoiled ground water resources in the compost solution and for the use ascovering material are less than 1 mPE/tonne).
The figure shows that the potential impacts on stored ecotoxicity are negligible forall treatment methods. On the other hand, spoiled groundwater resources havepotential environmental impacts for the compost and the slag heap cover solution.This is due to sulphate percolate to groundwater.1.3.1 Sensitivity analysesA number of sensitivity analyses have been carried out to assess the robustness ofthe results of the life cycle assessment.Substitution and emissions for the compost and the slag heap cover solutions areless well documented than is the case for the plasterboard and the cement solutions.Therefore, sensitivity analyses have been carried out that show the consequenceswith changed assumptions for these two treatment methods.Moreover, sensitivity analyses have been carried out that show the impact on theplasterboard solution on alternative substitution of natural gypsum than the baseanalysis where natural gypsum from Spain is substituted. Finally, a sensitivityanalysis has been carried out that shows the impact of the geographical location ofthe cement solution.The most important results of the sensitivity analyses are as follows:The European market for gypsum waste is composed of natural gypsum,gypsum from power plants and gypsum waste from demolition andrenovation of buildings. The origin of gypsum used for production ofplasterboard depends on supply and demand and the quality of gypsum.According to data from Statistics Denmark and information from industry,until 2009 Danish plasterboards were mainly produced of natural gypsumfrom Spain. The financial crisis has to some degree changed this, andtherefore the consequences of substituting gypsum from power plants fromGermany instead of natural gypsum from Spain (as assumed in the baseanalysis) have been assessed (cf. Chapter 6.1.1 for more details). This
Incompost
Incement
Incement
Incement
23
could ultimately result in the fact that gypsum waste substitutes Germannatural gypsum. This assumption results in smaller environmental savingsthan in the base analysis of the plasterboard solution due to less avoidedship transport and the cement solution becomes better regardingacidification, nutrient enrichment and eco-toxicity in water.Substitution of gypsum from power plants can have a different cascadeeffect for the plasterboard solution depending on the gypsum market inGermany. In this case import of natural gypsum from Spain to Holland issubstituted. This has only a minor effect compared to the base analysis, asthe difference is only caused by the shipping distance from Spain toHolland and Denmark, respectively.To analyse the effect of the geographical location of the cement factory inthe cement solution, a sensitivity analysis has been carried out in which thecement factory is assumed placed in Denmark instead of Sweden. Thismade the cement solution better compared to the base analysis due to lesstransportation, it was still, however, marginally worse than production ofplasterboards. This was due to the assumption that sorting of gypsum wastecould be describes as an average of sorting in connection with plasterboardproduction and use in compost (see Chapter 6.1.2 for more details).To demonstrate the effect of substitution of sulphurous fertilizer whenusing the gypsum waste for compost, two extremes: "no substitution" and"complete substitution" have been analysed:No substitution results in smaller environmental reductions for thegreenhouse effect and an increase in environmental burdens in theremaining categories, but the ranking of the treatment methods does notchange.Complete substitution of sulphurous fertilizer results in a substantial extrareduction in greenhouse effects and the remaining environmentalcategories are also positively affected (especially spoiled groundwaterresources, where the net effect is reduced to zero as there is no sulphurpercolate). The ranking of the treatment methods changes regarding globalwarming, acidification and spoiled groundwater resources. Compostingwas still environmentally inferior to production of plasterboard in allimpact categories, but was better than cement production in one impactcategory and better than slag heap cover in four impact categories..Complete substitution of sulphurous fertilizers would depend uponapplication of less gypsum waste per tonne of compost or - as analternative - spreading of the compost on a larger farmland area in order toreach the suggested amount of sulphurous fertilizer, i.e. 50 kg S/ha.Compared to the applied amount of sulphurous fertilizer of approx. 255kg/ha only 1/5 of this amount should be applied to the compost or thecompost should be spread on a five time as large farmland area. It has notbeen within the scope of the project to assess whether it is feasible to reachan acceptable dosing of sulphur compared to the need for sulphur. It maybe established that it is standard practice to spread the amounts referred toabove, and accordingly this standard is referred to as the base analysis.There is some uncertainty as to which type of sulphurous fertilizer thegypsum waste substitutes. Therefore, one sensitivity analysis has beencarried out in which natural gypsum is assumed used as fertilizer. This
24
sensitivity analysis does not change the ranking of the treatment methodsbecause the environmental impacts are of the same order of magnitude.For the slag heap cover solution there is a theoretical possibility thathydrogen sulphide is generated. A sensitivity analysis has been carried outin which 1% of the sulphur of the gypsum waste is assumed to generatehydrogen sulphide. This has a large impact on the categories acidificationand human toxicity through air but it only changes the ranking of thetreatment methods for the former category.In the base analysis it is assumed that the recovery of metal is 0.9% in theslag heap cover solution. To analyse the sensitivity of the results to thisassumption, a less effective metal recovery of 0.2% has been analysed. Asrecovery of metal gives environmental benefits, the 0.2% assumptionresults in increase in environmental burdens. Nevertheless, the ranking ofthe scenarios does not change.In the base analysis it is assumed that gypsum waste substitutes soil in theslag heap cover solution. To analyse the sensitivity of the results to thisassumption, a sensitivity analysis has been carried out in which it isassumed that gypsum waste substitutes natural gypsum. In this case, largeenvironmental benefits are obtained that makes the slag heap coversolution comparable to the plasterboard and the cement solutions.
1.4 Results of the economic assessmentThe economic unit costs per tonne gypsum waste are shown in Figure 0.4.1.80031.0001.6001.400
DKK/tonnegypsumwaste
1.2001.0008006004002000ForplasterboardIncementIncompostForslagheapcover ForslagheapcoverSehndeThüringen
waste
Figure 0.4Economic costs for the treatment methods, DKK/tonne gypsum
Source: Calculations carried out by COWI.The figure shows that the economic costs of the plasterboard and the slag heapcover solutions - given the uncertainties - are close to the same. The cementsolution has substantially higher costs. This is purely due to the long transportdistance to Sweden. The costs of the compost solution are extremely high due to
25
the costs of sampling of the gypsum waste that are assessed necessary in order tocomply with the rules of the Danish Environmental Agency.1.4.1 Sensitivity analysesA number of conditions are determined with uncertainty. Therefore, sensitivityanalyses have been carried out in order to illustrate the uncertainty of the results.The results of the sensitivity analyses are shown in the figure below.1.80031.0001.6001.4001.2001.0008006004002000ForplasterboardIncementIncompostForslagheapcoverSehndeForslagheapcoverThüringen
BasevalueMinimumvalueMaximumvalue2containersAlt.transportpriceLowgypsumpriceQuarterlysamplingTrucksamplingContaintersamplingAveragetransportH2SemissionDanishcementForeignowner
Figure 0.5Result of the sensitivity analyses
The figure shows that the sensitivity analyses do not alter the economic ranking ofthe treatment methods, except for:No samplingof the gypsum waste will imply that the costs of the compostsolution are at the same level as the plasterboard and the slag heap coversolutions.National average transport costsinstead of actual (regional) costs increasethe costs of the compost and the cement solutions by 100-200 DKK/tonne.The reason is that these two treatment methods are physically placed closeto the demand. If these treatment methods were to be nationwide theircosts would increase significantly. However, for the compost solutionsimilar plants could be placed other places in Denmark, which woulddecrease the transport costs.Collectionin two containers rather than one reduces the costs byapproximately 100 DKK/tonne for all treatment methods except for theplasterboard solution. Most likely, collection in two containers can only beused in densely populated areas (Copenhagen, possibly Aarhus).If a possibleprofit for the plasterboard producersis transferred completelyto foreign players it counts as a cost for Denmark. The cost hereof isassessed to be 250 DKK/tonne gypsum waste.
26
The economic assessment of the four treatment methods hence gives a somewhatmixed picture and it is therefore difficult to recommend one treatment method overthe other.The mixed picture is caused by several factors:First of all, it has not been possible to obtain precise and adequateeconomic datafor the treatment costs of the specific plants, because theplant owners do not want to make these data publically available due tocompetition. Some of the data are therefore estimated based on e.g.publically available list prices.Secondly, thetreatment methods are difficult to compareas they aregeographically placed on different locations in Denmark, Sweden andGermany. Some of the treatment methods can be moved or replicated inother locations in Denmark (compost and cement), while others are tied totheir present geographical location (slag heap cover).Thirdly, the market for gypsum waste powder is characterised byoligopolyand local geographical monopolies.Therefore, the treatment costs areaffected by the market power of the buyers of the gypsum powder. In otherwords, the treatment price of the gypsum waste is most likely set accordingto the affordability of the waste producers and the competing treatmentmethods. For foreignly owned buyers this market power may influence theresult of the economic assessment. It has not been within the scope of thepresent assignment to investigate these conditions further.Moreover,environmental unit costsof sulphur to surface water andgroundwater as well as heavy metal percolate to the soildo not exist.Therefore, these environmental costs cannot be valued and they aretherefore not part of the quantitative economic assessment of the compostand slag heap cover solutions.Finally, the requirement related to sampling of gypsum waste used ascompost is very dependent on the homogeneity of the gypsum waste. Thisfact influences the economic costs of the compost solution. Some types ofgypsum waste (e.g. pure plasterboard scrap from same source) will havemuch lower sampling costs than assumed in the base analysis.
1.5 ConclusionThe environmental impacts of the four treatment methods are small for the majorityof impact categories, less than 20 mPE/tonne of gypsum waste. As a consequence,collection and transportation as well as use of residues from the gypsum waste aresignificant for the results. This influence is larger for recycling of gypsum wastecompared with other recyclable materials, such as metals and paper, as theenvironmental impacts of processing gypsum waste and extracting natural gypsumare small. Both activities involve simple mechanical processes such as excavationand crushing, and no chemical processes are involved.Consequently, site specific conditions such as transportation distances andtreatment of the residues may be crucial for the assessment.From a purely environmental view it can be concluded that:
27
The chosen scenarios for use of gypsum waste to produce gypsum powderused for production of new plasterboards and production of cements isenvironmentally equal, with a small favour to plasterboard production.Both solutions show the same environmental savings mainly due tosubstitution of natural gypsum, and accordingly avoided transport ofnatural gypsum to Denmark. These effects are linked directly to thetechnologies, as for production of gypsum powder as well as cementproduction it is assumed that gypsum waste substitutes natural gypsum inthe ratio one to one. Hence, it is not the plasterboard production andcement production as technologies that differs the two solutions, butinstead the environmental impacts linked to collection, transportation,processing of the gypsum waste and management of the residues (metaland paper). Transportation is in this case the most significant as cementproduction is assumed to take place in Sweden.The use of gypsum waste in compost as nutrient and structural material inagricultural soil and the use of gypsum waste as slag heap cover andprofile material in Germany are both environmentally less attractive thanthe two other solutions. In case of the compost solution this is due to theassumption that a large part of the sulphur content in gypsum is released assulphate as the dosing of sulphur exceeds the sulphur need of the plants.The release of sulphate cause a large environmental burden in the categoryspoiled groundwater resources. Additionally, use in compost has arelatively large impact on the categories human toxicity via soil and wateras this treatment method is the only one where gypsum waste is in contactwith agricultural soil and thereby indirectly with humans. It should bementioned that a potentially positive effect of gypsum on the compostingprocess (such as less greenhouse gas emissions and reduced ammoniaevaporation) is not included, as it has not been possible to quantify norverify this potential effect. The slag heap cover solution is anenvironmentally burden especially due to transportation to Germany andthe environmental impacts associated to this, as well as release of sulphatefrom the gypsum which eventually may reach the groundwater and harmthis. There are no environmental benefits associated with natural gypsumsubstitution when gypsum waste is for slag heap cover, differentiating thissolution from plasterboard and cement production. Use of gypsum waste incompost and for slag heap cover is therefore – under the given assumptions– less environmental beneficial compared to the plasterboard and cementproduction.
The robustness of the environmental assessment has been tested in differentsensitivity analyses. Nine sensitivity analyses were performed, among otherschanged substitution conditions related to use of gypsum waste for plasterboardproduction, changed location of the cement factory, different substitution ratio forsulphur in the compost solution and for the slag heap cover solution an assumptionof release of hydrogen sulphide and substitution of natural gypsum. The mostsignificant results were that the assumption of 100% substitution of sulphurfertilizer in the compost solution improved this solution significantly, and that theassumption of substitution of natural gypsum in the slag heap cover solution madethis solution environmentally equal to use of gypsum for plasterboard and cement.From an economic perspective it is, however, not considered realistic that thegypsum waste will substitute natural gypsum.The economic assessment is among others based on the results of the life cycleassessment and values the emissions to air, but does not value the emissions to soiland water. The overall conclusions of the economic assessment are:
28
The economic net costs seem to be at the same level for the plasterboardand the slag heap cover solution. The Swedish cement solution involveslong transport distances and therefore the transport costs of this method aresubstantial. If the cement solution could be located in Denmark, thedifference between this solution and the plasterboard solution wouldnarrow down to the difference in the collection costs. Finally, theeconomic net costs of the compost solution are substantially beyond thecosts of the other solutions because it is assessed that the gypsum wasterequires extensive sampling. Without the sampling costs, the net unit costsof the compost solution would be at the same level as the plasterboard andthe slag heap cover solution.The use of gypsum waste to produce gypsum powder used for productionof new plasterboards is hence a competitive treatment method despite thefact that the list prices for this treatment method are substantially higherthan for the compost and the slag heap cover methods.The environmental impacts valued in monetary terms constitute up to 15pct. of the net costs in the economic analysis. The most importantenvironmental impacts come from prevented sulphur emissions from shiptransport of natural gypsum as well as savings in CO2emissions due torecovery of metal. These effects, however, appear outside Denmark and tobe included as a benefit in the economic assessment an internationaldelimitation of the analysis is required. Sensitivity analyses with otherassumptions on the substitution of natural gypsum have some impact onthe results, bur not enough to change the ranking of the treatment methods.The economic analysis includes environmental impacts from the life cycleassessment to the extent that they can be quantified in monetary terms.Since emissions to soil and water cannot be assigned a monetary value, theimpacts in the categories spoiled groundwater resources and impacts onstored eco-toxicity are not monetarised on the economic analysis. Thisimplies that the above conclusions should be read along with the fact thatcomposting has environmental impacts in terms of human toxicity andspoiled groundwater resources which make this solution environmentallyunattractive. Moreover, the slag heap cover solution has potential sulphurleakage that may destroy groundwater resources. These issues giveadvantages to the plasterboard and disadvantages to the covering solution.Moreover, they underline the conclusion that the compost solution iseconomically unattractive.
The overall assessment of the four alternative treatment solutions is summarised inthe table below. It should be noted that the table cannot be read independently ofthe text above and the uncertainties of the present assessment.
29
Table 0.1 Ranking of the treatment methods in the base analysis
Treatmentmethod
Economicassessment,effects valuedin DKK123*1
Non valued(DKK) effects(part of LCAeffects)1122
Total
PlasterboardsCementCompostingSlag heap cover1: Best, 2: Second best, etc.* With high sampling costs.
12?3*2?
The table shows that production of plasterboards is overall the most attractivesolution. Cement production and the covering solution appear to be second best.Their internal ranking depends on the weight assigned to the environmental effectsthat are not monetarised. The compost solution is the least attractive solution, but itshould be noted that this conclusion depends heavily on the high sampling costs.1.6 PerspectiveThe Danish market for treatment of gypsum waste has few players. The wasteproducers want the cheapest solutions, but at present the competition in this marketseems to be limited.The present analysis has however shown that the market for make of gypsumpowder seems to have potential for more competition. At present at least threeplayers exist (Gypsum Recycling, Freiberg & Jespersen and PR Slam) who haseach their technology to make of gypsum powder in a quality that is useable for thepurpose such as cement or plasterboard production.The economic difficulties in selling the gypsum powder seemingly lie in the factthat the gypsum powder is sold to a low price compared to the price of naturalgypsum including ship transport. The low price is most likely caused by the limitedcompetition among the buyers of the gypsum powder.One of the few things that will give the plasterboard producers incentive not todemand money for the gypsum powder is that gypsum waste is increasingly beingsold to compost production or as slag heap cover material. Without these twotreatment methods the plasterboard producers can demand higher prices becausethey will in practice have a local monopoly in buying gypsum powder for recovery.Some of the owners of the treatment methods however try to increase the marketfor gypsum powder to other producers that use gypsum. It has been beyond thescope of the present report to assess this potential.The order of magnitude of the market for gypsum powder is assessed to be around50,000 tonnes. If the plasterboard producers are e.g. able to demand 200DKK/tonne in abnormal profit, this totals 10 million DKK per year. Of this amountit is only the part that ends up abroad that can be regarded as an economic loss.
30
2 Indledning
2.1 BaggrundDer findes i dag forskellige måder at behandle gipsaffald på. Gipsaffald stammerfra nedrivning og renovering af bygninger og kan behandles på forskellige måder. Idansk sammenhæng vurderes følgende fire metoder at være de væsentligste:
•
Oparbejdning af gipsaffald med henblik på fremstilling af gipspulver tilproduktion af nye gipsplader.Anvendelse af gipsaffald til fremstilling af cement.Anvendelse af gipsaffald i kompost som næringsstof og strukturmateriale pålandbrugsjord.Anvendelse af gipsaffald som afdæknings- og konturgivende materiale iTyskland.
••
•
For at kunne vurdere de miljømæssige og samfundsøkonomiske fordele og ulemperved de forskellige behandlingsmetoder er der gennemført to analyser: Enlivscyklusvurdering og en samfundsøkonomisk vurdering.I livscyklusvurderingen søges samtlige relevante emissioner og ressourceforbrug igipsaffaldets livscyklus opgjort. Den omfatter ligeledes sparede ressourcer oghåndtering af restprodukter fra behandlingsteknologierne. Livscyklusvurderingendanner udgangspunkt for og spiller sammen med den samfundsøkonomiskevurdering.I den samfundsøkonomiske vurdering søges samtlige fordele og ulemper igipsaffaldets livscyklus opgjort i kr.2.2 FormålFormålet med projektet er at få belyst og kvantificeret de potentielle miljømæssigepåvirkninger af de forskellige behandlingsmuligheder for gipsaffald. Endvidere erformålet at foretage en samfundsøkonomisk vurdering af de selvsammebehandlingsalternativer.Resultatet er et solidt og velgennemarbejdet materiale med aktuel viden omomkostningerne til affaldsbehandling samt viden om miljøeffekter ogomkostningerne herved, der vil kunne bruges som en vigtig del af beslutnings-grundlaget for regulering af håndteringen af gipsaffald i fremtiden.2.3 OrganiseringOpdragsgiver for projektet er Miljøstyrelsens enhed for Jord og Affald.
31
Projektet er udarbejdet af DTU Miljø, som har været ansvarlig forlivscyklusvurderingen, og COWI A/S, som har været ansvarlig for densamfundsøkonomiske vurdering.Data til projektet er indsamlet blandt aktørerne på området. De danske aktøreromfatter Gypsum Recycling A/S, Danbørs A/S, Freiberg & Jespersen A/S,Vestforbrænding I/S, Combineering A/S,affald danmarkog Renosam. De nævnteparter har været inddraget via møder og bilateral dialog om data og resultater.Gennem Miljøstyrelsen er der desuden indhentet oplysninger fra Cementa A/B iSverige og bl.a. Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie i Tyskland ombehandlingsmetoderne i Sehnde og Thüringen.2.4 DispositionRapporten er opdelt i to dele: Første del omhandler livscyklusvurderingen og andendel den samfundsøkonomiske vurdering, der tager udgangspunkt ilivcyklusvurderingen.Indholdet af den første del af rapporten er som følger: I kapitel 3 beskriveslivscyklusvurderingens afgrænsning og udformning. I kapitel 4 beskriveskortlægningen af livscyklus for de forskellige behandlingsmetoder, dvs.indsamling, transport og behandling, substitution af andre produkter og håndteringaf eventuelle restprodukter fra oparbejdning af gipsaffaldet. Resultaterne i form afen vurdering af de potentielle miljøpåvirkninger præsenteres i kapitel 5, og diversefølsomhedsanalyser beskrives i kapitel 6. Kapitel 7 indeholderlivscyklusvurderingens konklusioner, og endelig er de benyttede referencer listet ikapitel 8. En liste over samtlige processer anvendt ved modellering vha.EASEWASTE fremgår af bilag A.Indholdet af den anden del af rapporten er som følger: I kapitel 9 beskrives denanvendte metode og tilgang til den samfundsøkonomiske vurdering. I kapitel 10beskrives de beregningsmæssige forudsætninger og data. Resultaterne, herunderfølsomhedsanalyser, af den samfundsøkonomiske vurdering fremgår af kapitel 11,mens kapitel 12 indeholder konklusioner på den samfundsøkonomiske vurdering,Kapitel 13 indeholder en samlet konklusion og perspektivering for hele rapporten.De anvendte referencer til anden del af rapporten fremgår af kapitel 14.
32
Livscyklusvurdering
Livscyklusvurdering (LCA) af forskellige alternativer forhåndtering og behandling af gipsaffald
Jacob Møller, Stefania Butera, Veronica Martinez Sanchez og Thomas H.ChristensenDTU MiljøDanmarks Tekniske Universitet
33
3 Afgrænsning og udformningaf livscyklusvurderingen
3.1 FormålFormålet med livscyklusvurderingen var at vurdere de miljømæssige fordele ogulemper af fire forskellige alternativer for håndtering og behandling af gipsaffald:
•
Oparbejdning af gipsaffald med henblik på fremstilling af gipspulver tilproduktion af nye gipsplader.Anvendelse af gipsaffald til fremstilling af cement.Anvendelse af gipsaffald i kompost som næringsstof og strukturmateriale pålandbrugsjord.Anvendelse af gipsaffald som afdæknings- og konturgivende materiale iTyskland.
••
•
Resultaterne afrapporteres som potentielle miljøpåvirkninger i en rækkemiljøpåvirkningskategorier og kan anvendes til at rangordnebehandlingsalternativerne inden for disse miljøpåvirkningskategorier. Der benyttesikke vægtning. Derfor er det kun i det tilfælde, at én af behandlingsmetoderne erbedre i samtlige miljøpåvirkningskategorier, at denne behandlingsmetode kan sigesat være den bedste løsning miljømæssigt set.Miljøvurderingen er udført på basis af oplysninger fra danske firmaer oginteressenter, som på nuværende tidspunkt står for hovedparten af håndteringen afgipsaffald i Danmark. Ved benyttelse af resultaterne i andre sammenhænge børman derfor tage hensyn til eventuelle geografisk og teknologisk baserede forskelle,der må forekomme.3.2 Overordnede principperLivscyklusvurderingen blev udført som en såkaldt konsekvens-LCA, hvormiljøkonsekvenser af at ændre systemet, i dette tilfælde implementering afalternative behandlingsmetoder til håndtering af gipsaffald, blev opgjort. Vigtigtfor konsekvens-LCA er benyttelse af marginale procesdata, dvs. data for deprocesser, som reelt påvirkes af systemet i stedet for gennemsnitsværdier. Der erderfor i nærværende projekt benyttet marginale procesdata, hvor det har væretmuligt.
34
3.3 Den funktionelle enhedDen funktionelle enhed defineres som:Genanvendelse/nyttiggørelse af 1 ton gipsaffald inkl. indsamling, transportog håndtering/opbearbejdning samt slutdisponering af eventuellerestprodukter fra oparbejdningsprocessen.
3.4 TidshorisontReferenceåret blev sat til 2009 i forhold til gipsaffaldsmængder ogbehandlingsmetoder. I det omfang det ikke var muligt at skaffe data fra 2009, blevder benyttet data fra de nærmest forudgående år.Livscyklusvurderingens resultater antages at være gældende mindst ti år frem itiden. Dog kan udvikling i forbindelse med nye behandlingsteknologier forgipsaffald samt ændringer af bagvedliggende systemer, herunder transport,forbrænding og energisystemer have indflydelse på livscyklusvurderingensholdbarhed.Den benyttede LCA-metode integrerer samtlige miljøpåvirkninger inkl.drivhuseffekt over de første 100 år; dette er den tidsperiode, som miljøvurderingeraf affaldssystemer normalt dækker (Gentil et al., 2010). Denne tidsramme gælderogså for udvaskning af kemiske stoffer fra gips.3.5 SystemgrænserDe modellerede systemer starter ved affaldsgenereringen, hvor gipsprodukterbliver til affald, dvs. miljøpåvirkninger fra produktionssystemet indgår ikke.Derefter sker indsamling, transport og bearbejdning af gipsaffaldet. Slutdeponeringaf eventuelle restprodukter fra behandlingen samt affaldssystemets udveksling afmaterialer og energi med det omliggende produktionssystem indgår også isystemet.Det gøres opmærksom på, at miljøpåvirkninger i forbindelse med den videre brugaf det oparbejdede produkt ikke indgår i miljøvurderingen, idet gipsaffaldet antagesat substituere fuldstændigt for dette. Det gælder for anvendelse af gipsaffald tilfremstilling af gipsplader samt til cementfremstilling, hvor det antages, at detoparbejdede gipsaffald giver anledning til de samme emissioner, som det materialedet erstatter i produktionsprocessen for hhv. nye gipsplader og cement. Foranvendelse af oparbejdet gipspladeaffald i kompost antages det, at svovlet igipsaffaldet er af samme kvalitet som svovlet i handelsgødning. Desuden antagesdet, at komposteringsprocessen ikke påvirkes af tilstedeværelse af gipsaffald,hvorved emissioner fra komposteringsprocessen kan udelades af miljøvurderingen.I forbindelse med benyttelse af gipsaffald til afdækningsmateriale på tyskeslaggebjerge antages det, at emissioner fra håndtering af materialet er de sammeved anvendelse af gipsaffaldet som ved anvendelse af jord til dette formål.Energi- og ressourceforbrug til at drive samtlige behandlingsteknologier erinkluderet, og det samme er emissioner fra teknologierne. Indsamling og transporter ligeledes inkluderet både fra indsamlingssteder til behandlingsanlæg og forrestprodukternes videre transport til diverse genvindingsanlæg. Desuden er
35
transport inkluderet i en række af de eksterne processer, dvs. processer som leverermaterialer eller energi til affaldssystemet, men som ikke udgør en egentlig del afaffaldssystemet. Der er ikke inkluderet emissioner fra opførelse og nedrivning afanlæg, idet disse parametre vurderes at være mindre væsentlige for LCA’ensresultater. Behandling af restprodukter fra affaldsforbrænding er inkluderet imiljøvurderingen. Røggasrensningsprodukter fra affaldsforbrænding, som indgår imodellering af affaldssystemet for gipsaffald, bliver i modsætning tilkraftværksgips deponeret (det gælder også for gips fra SO2-rensning), og slaggenbenyttes i de fleste tilfælde til vejbygning. Dette modelleres som hhv. behandlingog deponi på Langøya anlægget i Norge for røggasrensningsprodukter og deponipå en slaggelosseplads for slaggen. Det sidste skal simulere benyttelse af slaggentil vejbygningsformål, idet dette ikke kan modelleres direkte vha. EASEWASTE.3.6 Dataindsamling og datakvalitetIndsamling af data til livscyklusopgørelserne for de forskellige behandlingsmetoderskete ved udsendelse af et skema til de af Miljøstyrelsen udpegede interessenter.Disse var Gips Recycling A/S, Freiberg & Jespersen A/S og Danbørs A/S. Desudenbidrogaffald danmark,Renosam A/S, Vestforbrænding I/S, Combineering A/Ssamt Cementa A/B fra Sverige og bl.a. Landesamt für Bergbau, Energie undGeologie og Thüringer Ministerium für Landwirtschaft i Tyskland medoplysninger. Gipspladeproducenterne Knauf Danogips og Gyproc A/S,repræsenteret ved Nordisk Gipspladeforening, var også inviteret til at deltage iprojektet, men af konkurrencegrunde ønskede de ikke at bidrage med oplysninger.På baggrund af besvarelserne af dataskemaerne samt et antal telefonsamtaler medinteressenterne udarbejdedes livscyklusopgørelser for de enkeltebehandlingsmetoder som beskrevet i kapitel 5. De første udkast tillivscyklusopgørelserne blev sendt til de respektive interessenter, således at derkunne tages hensyn til kommentarer og rettelsesforslag.Datakvaliteten vurderes generelt at være høj, da der er tale om data indhentetdirekte fra de virksomheder, der er involveret i behandling af gipsaffald. Deindsamlede data blev, i det omfang det var muligt, holdt op mod oplysninger fundeti litteraturen samt DTU Miljø’s generelle viden om affaldssystemer og på denmåde yderligere kvalitetssikret.3.7 AllokeringAllokering kan benyttes ved opgørelse af emissioner og energi- ogressourceforbrug for processer, der har flere outputs. Det eneste eksempel i dennerapport er produktion af handelsgødning, som både indeholder svovl og kvælstof.Da det ikke var muligt at finde en livscyklusopgørelse for en ren svovlgødning,blev der benyttet en kvælstofgødning med svovlindhold, i dette tilfældeammoniumsulfat. Det var derfor nødvendigt at allokere emissioner ved produktionaf en handelsgødning (ammoniumsulfat) til svovldelen, og det blev gjort pågrundlag af en massebetragtning.Det blev valgt at benytte en livscyklusopgørelse fra LCA-databasen Ecoinventangående produktion af ammoniumsulfat. Denne proces beskriver fremstilling afammoniumsulfat ud fra restprodukter fra fremstilling af caprolactam (kemisk stof,der anvendes til produktion af blandt andet polymerer). Sammen med fremstillingud fra rensning af naturgas og andre olieprodukter er det den mest almindeligekilde til ammoniumsulfatgødning (Kongshaug, 1998).
36
For at estimere livscyklusopgørelsen for svovldelen var det nødvendigt at allokereemissioner etc. på hhv. ammonium- og sulfatindholdet. En alternativ mulighedhavde været at subtrahere livscyklusopgørelsen for ammoniak (produceret fra fritkvælstof) fra ammoniumsulfat produceret ud fra restprodukter fracaprolactamfremstilling, men dette vil ikke føre til det ønskede resultat, daproduktionsprocessen fra frit kvælstof er mere energiforbrugende end den samledeproduktion af ammoniumsulfat på baggrund af restprodukter. Derfor blev det valgtat allokere på baggrund af den relative masse af ammonium og sulfat ilivscyklusopgørelsen for ammoniumsulfatgødning3.8 Kriterier for udeladelse af inputs og outputsAlle relevante oplysninger fra interessenter m.fl.er inkluderet i datagrundlaget. Vedimport af data fra eksterne databaser til EASEWASTE-databasen blev grænsen forinkludering af enkeltstoffer sat til 1 % af den samlede miljøpåvirkning i hver af deundersøgte miljøpåvirkningskategorier.3.9 LCA-metode og miljøpåvirkningskategorierDet overordnede princip bag en livscyklusvurdering er, at man tænker heleservicens livscyklus - i nærværende rapport håndtering af gipsaffald - ind iopgørelsen af potentielle miljøpåvirkninger. På den måde kan de væsentligstestadier i processen identificeres. Det viser sig ofte ved livscyklusvurderinger afaffaldssystemer, at de væsentligste miljøpåvirkninger ligger udenfor de egentligebehandlingsanlæg – i sådanne tilfælde er det afgørende at benyttelivscyklustilgangen for at kunne sammenligne behandlingsmetoder på en rimeligmåde.Livscyklusvurderingen blev udført ifølge UMIP-metoden (Wenzel et al., 1997)med opdaterede normaliseringsreferencer for EU-15 lande, som beskrevet afStranddorf et al. (2005). UMIP-metoden er en dansk metode, som oprindeligt blevudviklet til livscyklusvurderinger af industrielle produkter, men som i dag ogsåanvendes på blandt andet affaldssystemer.Emissionerne samles i potentielle miljøpåvirkningskategorier: Drivhuseffekt,ozonlagsnedbrydning, forsuring, næringsstofbelastning og fotokemisk ozon-dannelse, samt en række toksiske påvirkningskategorier i form af økotoksicitet tiljord og vand og humantoksicitet via jord, vand og luft. Desuden anvendeskategorierne lagret økotoksicitet i vand og jord samt ødelagtegrundvandsressourcer. Alle emissioner, der bidrager til en påvirkningskategori,adderes vægtet i forhold til deres belastning og emissionens størrelse og givessamme enhed, som vist i tabel 3.1, anden kolonne.De potentielle toksiske effekter fordeles til jord-, vand- og luftmiljøet, således atder tages hensyn til forureningskomponentens endelige destination. På den mådekan en luftemission, udover potentiel humantoksicitet via luft, give ophav tilpotentielle effekter via jord og vand ved deposition fra luften. På tilsvarende mådekan en emission til jordmiljøet, hvis fordampningshastigheden er stor nok, giveanledning til potentielle toksiske effekter via luft.De potentielle miljøpåvirkninger kan endvidere omregnes for hver afpåvirkningskategorierne til en fælles enhed i form af en personækvivalent (PE),idet de faktiske belastninger divideres med den gennemsnitlige årlige belastning fra
37
én person – dette kaldes normalisering. Tabel 3.1 viser de anvendtenormaliseringsreferencer for omregning til personækvivalenter.Ved normalisering tages der ikke stilling til de enkelte kategoriers relativebetydning mht. miljøpåvirkning. Dette kan i stedet gøres ved envægtningsprocedure, hvor politisk opstillede mål for reduktion af bidrag til denpågældende påvirkningskategori afgør emissionens vigtighed – jo mindreemissionsreduktion, der er opnået i forhold til de politiske mål, desto vigtigereanses emissionen for at være. I denne rapport benyttes karakterisering ognormalisering, men ikke vægtning, da denne procedure er forbundet med storusikkerhed, og i henhold til ISO 14040 standarderne ikke må udføres i ensammenlignende LCA-rapport, der er offentligt tilgængelig.For det andet bør påvirkningskategorierne ikke tillægges samme vægt. De ikke-toksiske påvirkningskategorier, som der internationalt er konsensus om – både mht.beregningsmetode og størrelsen af normaliseringsreferencen - bør vægtes højereend de toksiske påvirkningskategorier, som igen bør have forrang for de ”andre”kategorier, hvis udbredelse blandt LCA-praktikere pt. er mere begrænset. Detteafspejler sig i nærværende rapport bl.a. i, at resultaterne for ikke-toksisk, toksiskeog ”andre” påvirkningskategorier vises i forskellige figurer med de ikke-toksiskepotentielle miljøpåvirkninger placeret først i teksten.Tabel 3.1 Normaliseringsreferencer for de inkluderede miljøpåvirkningskategorier
Potentiellemiljøeffekter
Enhed
Vigtige stoffer,som bidrager tilmiljøeffektCO2,CH4,N2O,COSO2,NOx,NH3NO3,NOx,NH3,PO4VOCCFC-gasserVOCTungmetaller,DioxinTungmetaller,VOCPAH,TungmetallerTungmetaller,VOCTungmetallerTungmetallerNO3, Cl
#Personækvivalent-enhed/person per år(normaliseringsreference)870074119250,1036,09 * 10105,22* 1041273,52* 1059,64* 1055061,14* 1072,9* 103
DrivhuseffektForsuringNæringssaltbelastningFotokemiskozondannelse (smog)OzonnedbrydningHuman toksicitet vialuftHuman toksicitet viavandHuman toksicitet viajordØkotoksicitet vandkroniskØkotoksicitet jordLagret toksicitet tiljordLagret toksicitet tilvandØdelagtgrundvandsressource
kg CO2-ækv.kg SO2-ækv.kg NO3-ækv.kg C2H4-ækv.kg CFC11-ækv.m3luftm3vandm3jordm3vandm3jordm3jordm3vandm3vand
#Normaliseringsreferencer for EU-15 landene er anvendt, som beskrevet afStranddorf et al. (2005), eksklusiv normaliseringsreferencerne for ødelagtgrundvandsressource, som er beregnet af DTU Miljø og lagret toksicitet til jord ogvand beregnet af DTU Management.
38
Som supplement til UMIP-metodens miljøvurderingskategorier medtages tokategorier, der er væsentlige i forhold til de miljømæssige aspekter omkring affald.”Ødelagt grundvandsressource” kvantificerer hvor meget grundvand en udsivningfra et deponi eller en materialeudnyttelse, for eksempel anvendelse af kompost pålandbrugsjord, potentielt kunne ødelægge på grund af udvaskningen af salte,organisk stof og tungmetaller. ”Lagret toksicitet” opgør i toksicitetstermer denmængde tungmetaller, der er tilbage i deponier og konstruktioner indeholdendeaffald efter den tidsperiode, som indgår i miljøvurderingen. Det vil sige, attungmetaller, der er tilbage efter for eksempel 100 år, vil blive husket og opgjortsom ”lagret toksicitet”.Opgørelse af ressourceforbruget er også omfattet af UMIP-metoden. For alleressourcer gælder det, at massen af de rene materialer opgøres. Ressourceforbrugomregnes til en fælles enhed i form af en personækvivalent, hvor det faktiskeforbrug divideres med en persons årlige forbrug af den pågældende ressource. Derkan derfor foretages en vægtning, hvor forbruget sættes i forhold tilforsyningshorisonten af de enkelte ressourcer. Ressourceforbrug indgår dog ikkesom en selvstændig påvirkningskategori i nærværende livscyklusvurdering (i detomfang ressourceforbrug giver anledning til potentielle miljøpåvirkninger i andrepåvirkningskategorier er det naturligvis implicit medtaget).3.10 LCA-modellen EASEWASTELCA-modelleringen er gennemført med LCA-modellen EASEWASTE(Environmental Assessment of Solid Waste Systems and Technologies), der erudviklet ved Danmarks Tekniske Universitet. Med udgangspunkt i en detaljeretkemisk sammensætning af op til 48 materialefraktioner i affaldet beregnerEASEWASTE masse-flow, ressourceforbrug og emissioner fra affaldssystemer,som defineres af brugeren. EASEWASTE omfatter kildesortering, indsamling ogtransport af affald, materialeoparbejdningsfaciliteter, forbrændingsanlæg,komposteringsanlæg, biogasanlæg, kombinerede biogas- og komposteringsanlæg,deponeringsanlæg, anvendelse af organisk affald i jordbruget, genanvendelse afmaterialer, energiudnyttelse samt materialeudnyttelse.Modellen indeholder data for udvalgte anlæg og processer, men tillader også atspecifikke anlæg opstilles og gemmes i modellen. Scenarier med flere strenge kanopstilles for et givet system startende med affaldsgenereringen og afsluttende medslutdisponeringen i et deponi, ved industriel materialegenanvendelse, udspredt pålandbrugsjord, udnyttelse i energianlæg eller ved materialeudnyttelse. Hvor dersker materialegenanvendelse, energiudnyttelse eller materialeudnyttelse, krediteresaffaldssystemer for de ressourcemæssige og miljømæssige besparelser, der opnåsved, at den tilsvarende produktion baseret på jomfruelige materialer undgås.EASEWASTE integrerer miljøpåvirkninger over de første 100 år, og dette ersåledes den tidsperiode, som miljøvurderingen dækker. EASEWASTE indeholderdatabaser for en række centrale processer, for eksempel for transport, elektricitets-og varmefremstilling. EASEWASTE-modellen er nærmere beskrevet i Kirkeby etal. (2006).3.11 Rapportformat, målgrupper og kritisk gennemgang af resultaterRapporten beskriver en sammenlignende livscyklusvurdering beregnet påoffentliggørelse. Rapporten følger så vidt muligt principperne i ISO 14040standarderne uden dog at være udført i fuld overensstemmelse hermed. F.eks. harrapporten ikke, som krævet i ISO-standarden når det drejer sig om
39
sammenlignende livscyklusvurderinger beregnet på offentliggørelse, væretgenstand for evaluering af et eksternt panel af interessenter.Rapportens målgruppe er primært Miljøstyrelsen, kommunernes tekniskeforvaltning samt andre aktører i affaldsbranchen.Livscyklusvurderingen er blevet eksternt evalueret af professor Henrik Wenzel fraSyddansk Universitet. Hans evalueringsrapport kan findes i Bilag B, hvor ogsåDTU Miljøs svar på evalueringsrapporten findes.
40
4 Kortlægning af livscyklus
4.1 Fysiske og kemiske egenskaber for gipsGips, dvs. kalciumsulfatdihydrat (Ca2SO4¶2 H2O) er et mineral, som finder storanvendelse i byggeindustrien. Som det ses af den kemiske formel, indeholder étgipsmolekyle to molekyler strukturelt vand. Strukturelt vand bidrager ikke tilmaterialets eventuelle fugtighed, og forsvinder derfor heller ikke ved almindeligtørring.Gips, som anvendes til byggeri, stammer fra flere forskellige kilder. Devæsentligste er naturgips, som brydes i miner overvejende beliggende i Europa ogUSA, og kraftværksgips, som er et restprodukt fra røggasrensning af svovldioxidfra kulfyrede kraftværker.Gips er et mineral, som pga. sine fysiske og kemiske egenskaber er velegnet tilfremstilling af plader til byggeri. Dette skyldes, at gips (kalciumsulfatdihydrat) vedopvarmning til 100-170�Cmister en del af sit strukturelle vandindhold, således atder dannes kalciumsulfathemihydrat (Ca2SO4¶0,5 H2O). Denne form for gips kaldesstøbegips. Ved blanding af vand og støbegips - ved stuetemperatur - gendannesdihydratformen, og materialet stivner til en fast masse, der kan anvendes til plader ibyggeri etc.På grund af gips’ fysiske og kemiske egenskaber er det særligt egnet sombyggemateriale med brandhæmmende effekt, idet forhøjede temperaturer resultereri, at det strukturelle vand frigøres. Først derefter begynder pladerne at lede varme.Gipsplader kan til en vis grad også benyttes i vådrum, da gips er meget tungtopløseligt i vand, hvor opløseligheden er 0,2 % (May & Sweeney, 1984).Produktionsprocessen for gipsplader består i nedknusning/homogenisering afgipsmaterialet (kalciumsulfatdihydrat), der derefter opvarmes til det dannerstøbegips (kaliumsulfathemihydrat). Gipspladerne støbes i baner, hvor støbegipsenholdes på plads vha. papir eller karton. Der iblandes vand, hvorefter gipsen stivner.Gipsplader består således af kalciumsulfatdihydrat samt papir/kartonmateriale, somer en nødvendig del af produktionsprocessen.Gipsaffald fra gipsplader består ligeledes af kalciumsulfatdihydrat, der f.eks. kangennemgå opvarmning til støbegips og på den måde danne grundlag for produktionaf nye plader. I alternative affaldshåndteringsmetoder som cementfremstilling,tilslagsmateriale til kompost og afdækning af slagggebjerge benyttes gipsaffaldetuden opvarmning, altså på dihydratform, som ikke har nogen specielle, strukturelleegenskaber.4.2 AffaldsmængderSelvom miljøvurderingen har ét ton gipsaffald som funktionel enhed, er det afinteresse at opgøre de samlede mængder gipsaffald i Danmark samt affaldetsfordeling på behandlingsmetoder for på denne måde at få et billede af markedet.
41
Der findes ingen officiel statistik for mængderne af gipsaffald fra nedrivning ogrenovering af bygninger i Danmark. Det var derfor nødvendigt at estimeremængderne på baggrund af oplysninger fra aktører i affaldsbranchen. To kilderblev benyttet: Gips Recycling A/S ogaffald danmark.Mængden af gipsaffald4fra nedrivning og renovering estimeredes af GipsRecycling A/S til ca. 60.000 ton i 2008. Gips Recycling A/S vurderede endvidere,at heraf udgør gipsaffald, der ender på genbrugsstationer, ca. 70 % svarende til42.000 ton/år. De resterende 30 %, dvs. ca. 18.000 ton/år, kommer direkte frabyggepladser, nedrivninger og kommercielle sorteringsanlæg.affald danmarkoplyste, at Vestforbrænding i 2009 udbød 5.500 ton gipsaffald fragenbrugsstationer til behandling (affalddanmark,2010). Befolkningsgrundlagetfor denne affaldsmængde er omkring 850.000 borgere, og ved opskalering i forholdtil den samlede danske befolkning på 5,54 mill. svarer det på landsbasis til ca.36.000 ton gipsaffald fra genbrugsstationer per år. Det blev valgt at baseremængden af gipsaffald fra genbrugsstationer påaffald danmark(2010), dvs.36.000 ton/år. Mht. gipsaffald fra andre kilder er Gips Recycling A/S’ skøn fra2008 det eneste tilgængelige, hvorfor det benyttes. De samledeaffaldsgipsmængder udgjorde dermed ca. 54.000 ton i 2009.4.2.1 Fordeling mellem behandlingsmetoderDet var vanskeligt at bestemme de mængder, der tilgik de forskelligebehandlingsmetoder i 2009, idet markedet for afsætning af gipsaffald er dynamisk.Fordelingen er derfor baseret på skøn og konkrete oplysninger fra nogle afaktørerne. Mængderne af gipsaffald, der i 2009 benyttedes som tilslagsmateriale tilcementfremstilling og kompost, var hhv. 5.500 ton og 6.000 tons som oplyst afVestforbrænding I/S og Frejberg & Jespersen A/S. Det har ikke været muligt at fåoplyst behandlingsmængderne i 2009 fra de resterende aktører.Fordelingen af gipsaffald på behandlingsmetoder må derfor beregnes indirekte.Ved at antage at mængderne, som benyttedes som tilslagsmateriale tilcementfremstilling og kompost, var de samme i 2008 som i 2009, må GipsRecycling have behandlet ca. 42.500 ton i 2008, idet eksport af gipsaffald tilafdækning af slaggebjerge i Tyskland ikke fandt sted på daværende tidspunkt.Ifølge oplysninger fra Gips Recycling faldt deres omsætning med 60 % i 2009svarende til en omsætning på 17.000 ton/år. De resterende 25.500 ton må antages atvære overgået til anden behandlingsform, i dette tilfælde anvendelse til afdækning iTyskland.På baggrund af ovenstående kan mængden af gipsaffald og fordeling påbehandlingsmetoder i 2009 opgøres som vist på figur 4.1.
Dette gipsaffald udgør kun en mindre del af den samlede mængde gipsaffald i Danmark, idetgipsaffald fra røggasrensning på kraftværker (kraftværksgips, industrigips) udgør omkring 200.000ton/år. Behandling af kraftværksgips indgår ikke i denne rapport.
4
42
36.000ton
Genbrugs‐stationer
Entreprenører,privateindsaml.
18.000ton
Samledemængder
54.000ton
Tilgipspulver
Icement
Ikompost
AfdækningiTyskland25.500ton
17.000ton
5.500ton
6000ton
Figur 4.1. Gipsaffaldsmængder fra byggeri, nedrivning og renovation af bygninger iDanmark i 2009. Data stammer fra div. opgørelser og skøn foretaget af aktører iaffaldsbranchen.
4.3 Sammensætning af gipspladeaffaldGipsaffald fra nedrivning og renovering af bygninger består af en gipskerne medkarton som støttemateriale. Der kan desuden indgå en del forureninger frabyggeprocessen, som det ses af tabel 4.1. Papir/karton med rester afvægbehandlingsmateriale anslås til at udgøre mellem 5 og 8 % af affaldsmængden.Rester af konstruktions- og byggematerialer udgør mellem 2 og 6 %; den rene gipsvil således udgøre mellem 86 og 93 % af gipsaffaldet.Tabel 4.1. Sammensætning af gipsaffald.
Fordeling (% påvådvægtbasis)Gipskerne 86-931902Karton5-8362Andet2-63421Beregnet
Fraktion
BestanddeleGipsPap med rester af tapet, maling og andre typervægbehandlingsmaterialeSkruer, søm, rester fra trækonstruktioner,metalskinner, glasuld, flamingoplader,dampspærre og plastmembraner
ud fra32Oplysninger fraaffald danmark3Oplysninger fra Gips Recycling A/S
4.4 Livscyklusopgørelse ved anvendelse til gipspladefremstilling4.4.1 Indsamling, transport og behandlingOparbejdning af gipsaffald med henblik på fremstilling af gipspulver til produktionaf nye gipsplader sker hos Gips Recycling A/S. Behandlingsmetoden inkluderer enindsamlingsfase, hvor gipsaffald afhentes fra genbrugsstationer, entreprenører o.l.
43
og transporteres til Gips Recyclings produktionsfaciliteter, der ligger i umiddelbarnærhed af gipspladeproducenterne Danogips og Gyproc. Mobile behandlingsanlægankommer jævnligt til produktionsfaciliteterne og processerer gipsaffaldet tilgipspulver, som leveres til gipspladeproducenterne. Restprodukterne bortskaffesved forbrænding og genanvendelse. Figur 4.2 viser processen ved oparbejdning afgipsaffald til gipspladefremstilling.
Indsamling(25tonstræk,mindstEuro4motor)
200kmUdsorteringafmetal(1 %)Udsorteringafpapir/kartonmedmindredelplastfolier,træogisoleringsmaterialer(9%)Genanvendelse
Energiforbrug:0,3ldieselog3kWh/ton
Manuelforsortering ogmekaniskbehandlingbeståendeafknusningogsigtning
Forbrændingpålokaltforbrændingsanlæg
Gipspulver(90%beståendeaf99%gipskerneog1%papirfibre)2km(mindstEuro4motor)Gipspladefremstilling
Figur 4.2. Oparbejdning af gipsaffald til fremstilling af gipsplader. Data fra GipsRecycling A/S.
Gipsaffald indsamles vha. en lastvogn med grab, og der sker en sortering afaffaldet allerede ved afhentning, hvorved større urenheder kan frasorteres. Vedsuccessivt at fylde lastvognstrækket (25 tons lastekapacitet inkl. hænger) fracontainere placeret på genbrugsstationer etc. gøres indsamlingen mere effektiv, daman undgår at transportere opsamlingscontainerne, og der ikke er risiko for atlastvognen skal køre tom ud til hvert opsamlingssted. Gips Recycling A/S oplysteindledningsvist, at en (gennemsnits)indsamlingsrute består af en 75 km tom udtur,derefter 40 km med fire stop for pålæsning af gipsaffald efterfulgt af 65 kmhjemtur med fuldt læs. Gips Recycling har efterfølgende oplyst, at den samledelængde på indsamlingsruten er 200 km i gennemsnit. Indsamlingsruten er derformodelleret som 80 km tom udtur, 40 km indsamling (modelleres som halvt lastetover alle 40 km) og 80 km fuld hjemtur. Der køres med mindst Euro 4 motorer.Ved modellering af indsamlings- og transportprocesser (i forbindelse med dennebehandlingsmetode, såvel som de nedenstående) benyttedes processer fraEASEWASTE-databasen. I det omfang der ikke fandtes relevante processer, blevde i stedet modelleret vha. pc-programmet TEMA2000 (Trafikministeriet, 2000),som kan benyttes til at beregne energiforbrug og emissioner fra forskelligetransportteknologier, inklusiv lastbiler med varierende belastning. På baggrund afdette oprettedes nye indsamlings- og transportprocesser i EASEWASTE-databasen.Det angivne lastvognstræk med 25 tons lastekapacitet inkl. hænger, som anvendestil indsamling og transport af gipsaffald, findes ikke i TEMA2000-programmet. Idette tilfælde interpoleredes ud fra data for en 25 t lastbil uden hænger og et 48 tvogntog. På samme måde ekstrapoleredes energiforbrug ved tom kørsel ud frasammenhængen mellem energiforbrug ved forskellige belastninger, daenergiforbrug ved tom kørsel ikke direkte kan beregnes vha. TEMA2000.
44
Alt transportarbejde udføres med lastbiler udstyret med mindst Euro 4 motorer,dvs. lastbiler som følger de europæiske Euro 4 emissionsstandarder forudstødningsgasser for biler solgt i EU, som defineret i EU direktiv 98/69/EC ellerEuro 5 og 6 emissionsstandarder, som defineret i EC No 715/2007. Da det ikke eroplyst, i hvor høj grad lastbiler forsynet med Euro 5 motorer er anvendt, benyttedesdog Euro 4 standarden til modellering af denne behandlingsmetode.Ved ankomst til behandlingsanlægget sorteres gipsaffaldet manuelt. Ved denneproces udsorteres eventuelle forureninger, der skyldes fejlsortering på affaldetsoprindelsessted. Den mængde, der fjernes ved manuel udsortering, kan reelt varierekraftigt. Affaldet gennemgår mekanisk behandling, hvor gipsen knuses og øvrigeforureninger udsorteres. Resultatet er 90 % gipspulver indeholdende ca. 1 %papirfibre og to restfraktioner bestående af hhv. 9 % karton/papir med div.forureninger samt en metalfraktion, som udgør ca. 1 %. Energiforbruget påanlægget angives til 0,3 l diesel/ton indkommet affald til kørsel på anlægget samt 3kWh/ton affald, som knuses i den mekaniske proces.Det mobile behandlingsanlæg er som tidligere nævnt placeret i umiddelbar nærhedaf gipsproducenten, således at transportstrækningen for det færdigegipspulverprodukt kun udgør ca. 2 km i gennemsnit (det antages, at tilbagekørselsker tom). Mht. restprodukter transporteres papir/karton-fraktionen til forbrændingpå regionale forbrændingsanlæg. Metalfraktionen transporteres til en lokalprodukthandler, hvorfra den går videre til metalgenanvendelse.4.4.2 SubstitutionGipsplader produceres i Danmark af naturgips, kraftværksgips ogaffaldsgipspulver. Der produceres årligt omkring 200.000 tons kraftværksgips, somstammer fra kraftværkernes røggasrensning. Både kraftværksgips ogaffaldsgipspulver erstatter således naturgips, men det er også relevant at overveje,om affaldsgipspulver kan fortrænge kraftværksgips. Det er i rapporten antaget, atdette ikke tilfældet, dvs. at affaldsgipspulver udelukkende erstatter naturgips. Dagipspladeproducenterne ikke har ønsket at oplyse om ovenstående, bygger denneantagelse på følgende:Hovedparten af det danske kraftværksgips genanvendes, enten viaafsætning til gipspladeindustrien eller til cementproduktion på AalborgPortland. Kun en meget lille del deponeres (36.125 tons i alt i perioden1993-2008 iflg. grønt regnskab 2008 for DONG’s depot vedKruusesminde). I de tilfælde, hvor gipsaffaldet deponeres, er der tale omenkelte batches af gipsaffald, som ikke lever op til kvalitetskravene fragipsproducenterne. Kraftværkerne kan således komme af med al deresgips, og har også kunnet det i de år, hvor der blev produceret mestgipspulver fra Gips Recycling. Det underbygges af, atgipspladeproducenterne de seneste ti år har måttet importere naturgips.Det må forventes, at mængden af kraftværksgips falder i fremtiden somfølge af, at kul vil blive udfaset med biomasse eller anden vedvarendeenergi, som ikke giver anledning til svovlforurening i samme grad som kul.Det betyder, at behovet for naturgips vil stige.
På baggrund af ovenstående findes det derfor rimeligt at antage, at det ikke eranvendelsen af kraftværksgips, men i stedet naturgips, der påvirkes, hvis mængdenaf affaldsgipspulver stiger eller falder.
45
Det har ikke været muligt at få oplyst, i hvilket forhold affaldsgipspulver erstatternaturgips, da gipspladeproducenterne af konkurrencemæssige årsager ikke harønsket at deltage i projektet. På trods af, at naturgips kan indeholde forureninger afandre stenarter, er det antaget, at affaldsgips substituerer naturgips i vægtforholdet1:1. Denne forudsætning lægges til grund for substitution af naturgips i samtligebehandlingsteknologier.Da det ikke var muligt at få oplysninger om oprindelsessted og transport afnaturgips til Danmark fra gipspladeproducenterne, måtte dataindsamlingen i stedetbygge på generel viden om naturgipsproduktion i Europa. Ifølge flere kilder, f.eks.Gibbons & Moreno (2002), er Spanien Europas største eksportør af naturgips.Spaniens største gipsmine, Sorbas, ligger i provinsen Almeria nærMiddelhavskysten, hvor udskibning sker fra havnene i Garrucha og Carboneras.Det er derfor valgt at modellere import af naturgips til Danmark som skibstransportfra disse to havne i Spanien til Ålborg og Kalundborg, idet en mere præcisberegning baseret på gennemsnitsafstande fra europæiske naturgipsminer lå udenfor dette projekts rammer.Ved kontakt til havnepersonalet i Carboneras samt en af de danske gipsproducenterblev det oplyst, at naturgipstransport oftest sker med bulk carrier på 15.000 til30.000 tons lasteevne. Ifølge samme kilder foregår hjemsejladsen i de allerflestetilfælde fuldlastet via andre havne og med andre godstyper. Skibstransport afnaturgips til danske gipspladeproducenter blev derfor modelleret som 4091 kmsejlads (gennemsnitsafstand5fra de to havne i Spanien til Ålborg og Kalundborg)med en 22.500 ton fuldtlastet bulk carrier. Denne afstand er sammenlignelig medafstande benyttet i en rapport om genanvendelse af gipsaffald til nye gipsplader iStorbritannien (WRAP, 2008). Emissioner i forbindelse med skibstransporten blev– som for lastbiltransport - beregnet vha. Trafikministeriets pc-baserede værktøjTEMA2000.4.4.3 Behandling af restprodukterPapirfraktionen med indhold af div. forureninger sendes til forbrænding på etaffaldsforbrændingsanlæg, der i denne rapport modelleres som Vestforbrænding i2005 (se Bilag A). Dette anlæg, som findes i EASEWASTE-databasenrepræsenterer et state-of-the-art forbrændingsanlæg med lave emissioner og højenergigenvinding. Det er ønskeligt at kende den fysisk/kemiske sammensætning afpapirfraktionen for at kunne beregne energiudnyttelse og derved besparelser affossile brændsler, mængden af slagge og røggasrensningsprodukter samtemissioner forbundet med forbrændingsprocessen. Da der ikke foreliggeroplysninger om papirfraktionens sammensætning fra de forskelligebehandlingsteknologier, som indgår i projektet, benyttedes i stedet tal fra enrapport om papirfraktionsaffald på Overgaard Gods (Rambøll, 2010).I denne rapport beskrives en repræsentativ prøve bestående af en samleprøve af 10nedstik i en papirfraktionsbunke på Overgaard Gods (tabel 4.2). Overordnet bestodprøven af ca. 75 % papir/pap og ca. 10 % gipsklumper samt resterende mængder afandre fraktioner, som er typiske for papirrest fra genanvendelse af gipspladeaffald.
5
Beregnet på grundlag af data om længden af skibsruter til disse destinationer venligst stillet tilrådighed af rederiet Torm.
46
Tabel 4.2. Fysiske/kemiske parametre i gipsaffald fra Overgaard Gods.
Fysisk/kemisk parameter*Tørstofindhold (TS)KviksølvBlyNikkelKromZinkKobber**Nedre brændværdi
59 %0,44 mg/kg TS55 mg/kg TS4,1 mg/kg TS8,2 mg/kg TS119 mg/kg TS18 mg/kg TS18 GJ/ton TS
*Cd var under detektionsgrænsen, og fremgår derfor ikke af tabellen.**Denne værdi er ikke fra Overgaard Gods, men baseret på materialefraktionen”snavset papir” i EASEWASTE-databasen.
Det forekommer derfor sandsynligt, at dette materiale kan repræsenterepapirfraktionen i samtlige behandlingsteknologier med det forbehold, at mængdenaf tilbageværende gips i papirfraktionen kan være forskellig frabehandlingsteknologi til behandlingsteknologi.Mht. metalfraktionen transporteres den til en lokal produkthandler og derfra videretil genanvendelse. Der benyttes samme genanvendelsesproces og substitution afprimærmetal i samtlige behandlingsteknologier.4.5 Livscyklusopgørelse ved anvendelse til cementfremstilling4.5.1 Indsamling, transport og behandlingEksport af gipsaffald til Sverige til anvendelse som tilslagsmateriale vedcementfremstilling skete i 2009 og årene før i Vestforbrænding I/S regi. Selvomden eneste danske cementfremstillingsvirksomhed, Aalborg Portland, anvenderrelativt store mængder gips i cementfremstillingen, dækkes dette behov afkraftværksgips fra det nærtliggende Nordjyllandsværk. I Sverige, hvor der ikke ersamme adgang til kraftværksgips, er der derimod et behov for gipsaffald tilcementfremstilling som erstatning for naturgips.Vestforbrænding oplyser, at gipsaffald indsamles vha. containere, dergennemsnitligt transporteres 27,5 km fra Vestforbrændings genbrugspladser til etomlastningsanlæg i Frederikssund. Det antages, at lastbilen kører tom ud tilgenbrugspladsen og fuldtlastet videre til omlastningsanlægget. Indsamlingen ermodelleret på baggrund af beregning vha. TEMA2000 af energiforbrug ogemissioner for en 10 ton Euro4 lastbil med fuld lasteevne på 5,2 ton.Efter omlastning på anlægget i Frederikssund transporteres gipsaffaldet tilvirksomheden PR-Slamsugning AB i Falköping til oparbejdning. Transporten ogkontakt til den svenske virksomhed formidledes af Combineering A/S. Afstandenfra Frederikssund til PR-slamsugning er 376 km, og det antages, at lastbilen kører40 km tom, før der findes et fuldt læs til hjemturen. Transporten foregår medlastbiler med lasteevne mellem 23 og 29 tons. Dette er modelleret som et 48 ton(32 ton lasteevne) Euro 4 vogntog vha. TEMA2000. Fra Falköping transporteresdet oparbejdede gipsaffald ca. 20 km til Cementa AB i Skövde. Det antages, at deranvendes den samme type lastbil til denne transport, som ved anvendelse afgipsaffald til nye gipsplader, dvs. en Euro4 lastvogn med 25 tons kapacitet.Lastvognen antages at køre tom fra Cementa tilbage til PR-Slamsugning iFalköping.
47
På PR-Slamsugnings sorteringsanlæg i Falköping oparbejdes gipsaffaldet til brugfor cementfremstilling. Ifølge procesbeskrivelsen foretages der en manuel sorteringaf større fremmedlegemer hvorefter metal, træ og papir/kartonfraktioner sorteresfra vha. magnet og mekaniske sorteringsanordninger. På figur 4.3 ses håndteringenaf gipsaffaldet i sin helhed.
GipsaffaldpåVestforbrændingsgenbrugspladser55kminkl.tomudturOpsamlingpåsorteringsanlægiFrederikssund376km(48ton,Euro4)Energiforbrug: Sortering:PR‐slam,0,3ldieselog3 Stenstorp (90%gipspulver)kWh/ton20km(25ton,Euro4)TilslagsmaterialetilcementproduktioniSkövdeUdsorteringafmetal(1 %)Udsorteringafpapir/kartonmedmindredelplastfolier,træogisoleringsmaterialer(9%)Genanvendelse
Forbrændingpålokaltforbrændingsanlæg
Figur 4.3. Anvendelse af gipsaffald til cementfremstilling i Sverige.
De forskellige produkter fra sorteringsprocessen fordelte sig som 90 % gipsaffaldtil cementfremstilling, 9 % papir/kartonrest samt træ og ca. 1 % metalaffald. Da derikke fandtes data om energiforbrug på sorteringsanlægget, benyttedes der i stedetdata fra Ecoinvent-databasen (se Bilag A) om energiforbrug ved håndtering ogsortering af byggeaffald herunder gipsaffald.4.5.2 SubstitutionDa cementfabrikker i Sverige som nævnt ikke har adgang til kraftværksgips isamme omfang som Danmark, antages det, at gipsaffald erstatter naturgips, somellers skal importeres fra udlandet. Som det var tilfældet ved fremstilling af nyegipsplader, antages gipsaffaldet at substituere naturgips i forholdet 1:1.Da det ikke fandtes oplysninger om, hvorfra naturgips til cementfremstillingudskibes, og til hvilken havn i Sverige det ankommer, blev transport af naturgips tilcementfremstilling modelleret på samme måde som i forbindelse med produktionaf nye gipsplader. Skibstransport af naturgips til svensk cementfremstilling blevderfor modelleret som 4091 km sejlads med en 22.500 ton fuldtlastet bulk carrier.4.5.3 Behandling af restprodukterRestprodukterne fra sorteringsanlægget bestod af en papir/kartonfraktion samtaffaldstræ og desuden en metalfraktion. Papir/kartonfraktionen angives at gå tilforbrænding på et lokalt varmeværk, men kompostering angives ligeledes somalternativ behandling af denne fraktion. I nærværende rapport modelleres kunforbrændingsalternativet, og der benyttes det samme forbrændingsanlæg som iforbindelse med de andre behandlingsmetoder. Det kan ikke udelukkes, atforbrænding under svenske forhold giver anledning til en anden miljøprofil end ved
48
anvendelse af et danske modelanlæg fra EASEWASTE-databasen, menmodellering af et svensk forbrændingsanlæg ligger uden for rammerne af detteprojekt.Metalaffaldet sendes til et lokalt genvindingsanlæg. De potentiellemiljøpåvirkninger modelleres på samme måde som for de andrebehandlingsmetoder for gipsaffald.4.6 Livscyklusopgørelse ved anvendelse i kompost4.6.1 Indsamling, transport og behandlingOparbejdning af gipsaffald med henblik på anvendelse som tilslagsmateriale ikompost sker på Freiberg & Jespersens komposteringsanlæg i Agerskov vedTønder. Behandlingsmetoden inkluderer en indsamlingsfase, hvor gipsaffaldafhentes fra genbrugsstation, entreprenører o.l. og transporteres til Agerskov. Påkomposteringsanlægget udsorteres urenheder og gipsen knuses, inden den tilsætteskompostmaterialet i afslutningsfasen af komposteringsprocessen. Restprodukternefra sorteringsprocessen bortskaffes ved forbrænding og genanvendelse. Figur 4.3viser processen ved oparbejdning af gipsaffald til anvendelse i kompost.
Indsamlingafgipsaffald55kminkl.tomudkørselGipsaffald150km,Euro4Energiforbrug:7ldiesel/tonKomposteringsanlægiAgerskov20‐30km30kmGipsaffaldikompostudbragtpåmarkerForbrændingUdsorteringpåkomposterings‐anlægMetal(1%)Papir(14%)heraf3%gipsLeverestillokalprodukthandler
Figur 4.3. Anvendelse af gipsaffald som næringsstoftilsætning i kompost.
Gipsaffald indsamles fra genbrugsstationer, entreprenører o.l. til forskelligeomlastningsstationer spredt ud over Danmark. Freiberg & Jespersen er ikkeinvolveret i indsamlingsfasen og kan derfor ikke levere detaljerede data om denne.Det er i stedet antaget, at den indsamling, der blev modelleret i scenariet, hvorgipsaffald blev anvendt til cementproduktion, også er repræsentativ for indsamlingaf gipsaffald til kompost. Samme antagelse er gjort for modellering afindsamlingsdelen ved anvendelse af gipsaffald til afdækning af saltbjerge iTyskland.Fra omlastningsstationerne transporteres gipsaffaldet i gennemsnit ca. 150 km medlastvogn med anhænger (33-48 tons med mindst Euro 4 motorer, dog modelleretoveralt som netop Euro 4 motorer) til Freiberg & Jespersens komposteringsanlæg i
49
Agerskov (det antages, at lastbilerne kører 40 km tomme ud inden de finder en nylast). Her sorteres og knuses gipsaffaldet på et mobilt anlæg, der drives vha. diesel.Anlægget knuser først gipsaffaldet, hvorefter en magnet fjerner metaldele. Til slutsigtes gipsaffaldet i en tromlesigte. Denne behandlingsmetode efterlader enrestmængde, der skønnedes af Freiberg & Jespersen at udgøre ca. 15 % af detindkomne gipsaffald, bestående af 12-14 % papir/pap og 1-3 % metalaffald.Papirfraktionen fordeler sig på papir/pap og desuden 3 % restgips ifølge en analyseforetaget af Marstrup forbrændingsanlæg ved Haderslev. Da genanvendelse afmetal viste sig at have en vis betydning for miljøvurderingen, blev det valgt atanvende det laveste skøn for udsortering af metal, som var i overensstemmelse medgenanvendelsen i andre behandlingsmetoder. Derved måtte der være ca. 14 %papir/kartonaffald, som blev ført til forbrænding. Da denne fraktion kun udgjordeca. 9 % ved anvendelse af gipsaffald til nye gipsplader – den behandlingsmetodesom skønnes at have den mest grundige sortering – blev denne fraktion modelleretindeholdende en inert fraktion af ikke nærmere defineret materiale, således atkompostløsningen ikke blev tilskrevet ekstra miljøbesparelser ved forbrænding afrestprodukter.Brændstofforbruget på anlægget er 7 l diesel/ton indkommet gipsaffald. Detrensede gipspulver benyttes som tilslagsmateriale til kompost produceret ud fraspildevandsslam og have- parkaffald med tilsætning af bundaske frabiomassefyrede kraftvarmeanlæg samt støberisand. Ifølge en deklaration af denfærdige kompost indeholder den 17 kg svovl per ton. Komposten udbringes påmarker, der i gennemsnit ligger 25 km fra komposteringsanlægget i Agerskov.Da der er tale om udbringning af materiale til jordmiljøet, indgår der imiljøvurderingen potentielle miljøpåvirkninger fra kompostens indhold af kemiskestoffer med oprindelse i gipsaffaldet. Freiberg & Jespersen har ladet udføre enrække kemiske analyser af gipsaffaldet, før det tilsættes komposten.Tabel 4.3. Fysiske/kemiske parametre for sorteret og renset gipsaffald som anvendesi kompost
*Fysisk/kemiskparameterTørstofindhold (%)Glødetab (%)Cadmium (mg/kgTS)Kviksølv (mg/kgTS)Bly (mg/kg TS)Nikkel (mg/kg TS)Krom (mg/kg TS)Zink (mg/kg TS)Kobber (mg/kg TS)Tot-N (mg/kg TS)Tot-P (mg/kg TS)PAH (mg/kg TS)
Gennem-snit79,02,910,0470,1162,837,552,8621,82,8894,9152<0,2
Standard-afvigelse5,372,640,0120,0631,3672,8330,5589,5430,99747,524,9
Relativ Standard-afvigelse (%)6,890255448382044355050
Grænse-værdi/
0,80,81203010040001000
3
50
*Fysisk/kemiskparameterNPE (mg/kg TS)DEHP (mg/kg TS)LAS (mg/kg TS)
Gennem-snit<0,63,3<50
Standard-afvigelse
Relativ Standard-afvigelse (%)
Grænse-værdi/10
2,57
501300
*Gengivet med tilladelse fra Freiberg & Jespersen. Tabellen visergennemsnitsværdier fra 14 enkeltanalyser af gipspladeaffald anvendt somtilslagsmateriale i kompost.
Gennemsnitsværdier fra disse analyser ses i tabel 4.3, som bliver benyttet til atopgøre potentielle toksiske miljøeffekter fra gipsaffaldet. Standardafvigelsen(n=14) og den relative standardafvigelse som procent af gennemsnittet er medtageti tabellen for at give et indtryk af usikkerhederne forbundet med de kemiskeanalyser af gipsaffaldet. Desuden ar angivet grænseværdier, hvor det bemærkes, atalle prøvegennemsnit ligger væsentligt under disse.Ifølge Miljøstyrelsen skal både spildevand og gipsaffald inden sammenblandingmed have-parkaffaldet6, prøvetages og analyseres. Dette skal ske, for at sikre ataffaldet til enhver tid overholder grænseværdierne for de tungmetaller ogmiljøfremmede stoffer, der er angivet i bilag 2 til bekendtgørelse nr. 1650 af 13.december 2006 om anvendelse af affald til jordbrugsformål(”slambekendtgørelsen”). Da den færdige kompost bl.a. består af gipsaffald, somikke er optaget på slambekendtgørelsens bilag 1, skal der meddeles en tilladelse tiludbringning af komposten efter § 19 i miljøbeskyttelsesloven, jf. § 29 islambekendtgørelsen.4.6.2 SubstitutionKompost benyttes på landbrugsjord som gødningsprodukt ellerjordforbedringsmiddel. Udover kvælstof og fosfor har afgrøder brug for svovl. Pågrund af mere effektiv røggasrensning på kraftvarmeværker er depositionen afsvovl, dvs. nedfalden svovl, faldet til ca. 5 kg/ha per år, hvilket har ledt til generelsvovlmangel på danske marker. Det er derfor nødvendigt at svovlgødske medmængder op til 50 kg/ha per år afhængigt af afgrøde (Dansk Landbrugsrådgivning,2010).Ifølge et notat udarbejdet for Freiberg & Jespersen (Hindrichsen, 2010) udbringesder omkring 15 tons kompost per hektar. Heraf udgør gips 1,2 tons, hvilket giveren svovldosering på 255 kg/ha, som skal ses i forhold til de ca. 50 kg/ha, der er denmaksimale udbyttemæssigt baserede dosering. Der er i det følgende regnet med endosering på 10-15 tons kompost per ha.4.6.2.1 Tilgængelighed af svovl – forskellige undersøgelserSvovl i form af gips (hvor det findes som sulfat) er lige så brugbart for planter somsvovl i kunstgødning, idet svovl under alle omstændigheder skal findes påsulfatform for at være plantetilgængeligt. I handelsgødning findes svovl påforskellig kemisk form, f.eks. som meget letopløseligt ammoniumsulfat ellernatriumsulfat, men også på elementarform som rent svovl (TSI, 2011). Rent svovlskal dog først oxideres for at blive til sulfat, som kan optages af planterne.6
Komposteret såvel som ukomposteret have-og parkaffald kan uden forudgående tilladelse anvendestil jordbrugsformål og er i øvrigt ikke omfattet af slambekendtgørelsens regler
51
I forhold til ammoniumsulfat er gips langt mindre opløseligt i vand. Hindrichsen(2010) angiver opløseligheden til 0,21 % under optimale forhold, dvs. i pulverformog under omrøring. Det uopløste svovl vil udgøre en reserve, der frigives i sammevækstsæson eller senere.Opløsning af gips og udvaskning af sulfat vil over tid være afhængig af dehydrologiske forhold det pågældende sted. Netto-nedbøren, dvs. nedbør minusfordampning, var i Bjerndrup i Sønderjylland i gennemsnit 580 mm/år i perioden1987-1996 (GEUS, 2000). Netto-nedbøren fordeler sig på overfladeafstrømning oggrundvandsdannelse. På sønderjyske sandjorde vil overfladeafstrømning være afmindre betydning, og grundvandsdannelsen vil dominere. Der strømmer således optil 5800 m3/ha regnvand gennem jorden per år. Den maksimale gipsmængde, somkan opløses i denne vandmængde, beløber sig til ca. 12 ton, hvilket overstiger dendoserede gipsmængde mere end ti gange. Selv om kun en mindre del af regnvandetopnår fuld gipsmætning pga. kort opholdstid og præferencestrømninger i jorden, ogder tages hensyn til en vis overfladeafstrømning, er der alligevel risiko for, at storedele eller alt sulfatet fra gips udvaskes i løbet af kort tid.Dette er i overensstemmelse med Eriksen (1996), som i forbindelse med et flerårigteksperiment med svovlgødskning under danske forhold konkluderede, at svovl ioverskud fra tidligere års gødskning nedsivede til mere end 80 cm dybde pga.nedbør uden for vækstsæsonen. Her skal det dog bemærkes, at svovlet blev udbragtsom bl.a. ammoniumsulfat, der er langt mere vandopløseligt end gips.Også Kowalenko (2009) har undersøgt plantetilgængeligheden af forskelligesvovlgødninger, heriblandt gips, ved én årlig udbringning i en treårig periode pågræsmarker beliggende i British Columbia. Gips udviste den højesteplantetilgængelighed til trods for gips’ lave opløselighed i vand. Samtidig var derstadig tilgængeligt svovl i den følgende vækstsæson på trods af relativ høj nedbør,sandsynligvis pga. den pågældende jords evne til at binde sulfat.Boswell (1997) beskriver et eksperiment med svovlgødskning med gips og svovlpå elementarform under tørre klimatiske forhold på New Zealand. Vedengangsudbringning af store gipsmængder udviste afgrøden ingen svovlmangelselv efter 5 år; dette fortolkedes som jordens evne til at binde sulfat muligvis vedmikrobiel immobilisering og følgende mineralisering af svovl. Det skal herunderstreges, at der var tale om meget forskellige klima- og landbrugsforholdsammenlignet med Danmark.4.6.2.2 SammenfatningSammenfattende viser disse undersøgelser, at svovl fra gips er relativt letplantetilgængelig, dvs. går i opløsning som sulfat, og at der derfor er risiko forudvaskning uden for vækstsæsonen. Selvom der i udenlandske undersøgelser ervisse tegn på, at gødningsvirkningen af én gipsudbringning kan strække sig overflere år, så vil der under danske klima- og jordbundsforhold med storsandsynlighed ske udvaskning af det meste af det sulfat, som overskriderplanternes behov.På den baggrund vurderes det, at gipsudbringning i de mængder, som angives afFreiberg & Jespersen, under optimale forhold vil resultere i en gødningseffektsvarende til planternes maksimale svovlbehov i én vækstsæson dvs. 50 kg/ha,hvorved resten af sulfatet vil blive udvasket. Dette synspunkt støttes af JørgenEriksen, Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø, Aarhus Universitet, som DTUhar konsulteret.
52
Ud over gødningsværdien er der en række positive effekter af at anvende gips ikompost, herunder bedre jordstruktur, men også en forbedret komposteringsprocessom angivet af Freiberg & Jespersen. Det er imidlertid vanskeligt at kvantificereeffekterne på jordstrukturen, og på nuværende tidspunkt er dette ikke en del afLCA-metoden. Derfor indgår forbedret jordstruktur ikke som en selvstændigkategori i miljøvurderingen, men kan kun medregnes kvalitativt.
4.6.2.3 FølsomhedsanalyserDer blev udført to følsomhedsanalyser for at vurdere betydningen af de valgteforudsætninger:1. ingen sulfatudvaskning + al gipsens svovl erstatter svovlholdigtkunstgødning (dvs. 100% udnyttelse af gipsens svovl)2. alt svovl udvaskes som sulfat, og der erstattes ingen svovlholdigkunstgødningDen første følsomhedsanalyse repræsenterer en situation, hvor der bringesvæsentligt mindre kompost ud per ha. Doseringen er her tilpasset planternesmaksimale svovlbehov, dog uden at der er taget stilling til, om dette er realistisk udfra en økonomisk eller praktisk betragtning. Der modelleres altså en situation, hvordet antages, at alt gipsens svovl bliver optaget af planterne.Den anden følsomhedsanalyse repræsenterer en situation, hvor landmanden ikkeændrer gødningspraksis med hensyn til svovlgødskning, men fortsætter somuændret på trods af at der tilføres svovl til markerne via komposten. Som beskrevetovenfor antages en del af svovlindholdet i komposten at substituere svovlholdigkunstgødning, men der er en række forhold, som kan formindske denne effekt. Ihvor høj grad organisk gødning i form af kompost kan suppleres med uorganiskhandelsgødning reguleres af slambekendtgørelsen. Da komposten er fremstillet afmaterialer indeholdende en stor del spildevandsslam, vil det være fosforindholdet,som begrænser doseringen. Ifølge en deklaration for Freiberg & Jespersenskompostprodukt (Biosense, 2010) indeholder komposten 3,2 kg P per ton, hvilketsvarer til en maksimal dosering iflg. slambekendtgørelsen på ca. 9 t kompost per ha(her skal det bemærkes, at fosfortildelingen kan beregnes som et gennemsnit overtre år, således at tildelingen i et enkelt år kan være højere). Komposten indeholderifølge deklarationen 3,7 kg kvælstof per ton. Udbringning af 9 ton kompost per havil derfor medføre udbringning af ca. 33 kg N, men kun 45 % svarende til ca. 16 kgN skal ifølge Plantedirektoratet (2010) indregnes i gødningsregnskabet. Resultateter, at landmanden stadig kan anvende kvælstofgødning (med svovl) i mængder, derer relativt upåvirket af udbringning af kompost.Det kan således ikke udelukkes, at landmænd, som benytter komposten ogkorrigerer i forhold til bestemmelserne i slambekendtgørelsen angående N og P, ipraksis fortsætter uændret med deres almindelige gødskningsregime bestående afN-gødning med indhold af svovl, hvorved der ikke vil ske nogen substitution.4.6.3 Behandling af restprodukterPapirfraktionen med indhold af div. forureninger bliver transporteret tilforbrændingsanlægget i Marstrup ved Haderslev (der gøres opmærksom på, atforbrænding i dette projekt blev modelleret som på Vestforbrænding uansetbehandlingsmetode). Da der ikke foreligger oplysninger om papirfraktionenskemiske sammensætning fra de forskellige behandlingsteknologier (ud over dennævnte analyse af gipsindhold udført af Marstrup forbrændingsanlæg) benyttes istedet tal fra en rapport om gipspladeaffald på Overgaard Gods (Rambøll, 2010), setabel 4.2.
53
Metalfraktionen transporteres til en lokal produkthandler og derfra videre tilgenanvendelse. Der benyttes samme genanvendelsesproces og substitution afprimærmetal i samtlige behandlingsteknologier.4.7 Livscyklusopgørelse ved anvendelse som afdækningsmaterialepå slaggebjerge i Tyskland4.7.1 Indsamling, transport og behandlingGipsaffald indsamlet i Danmark benyttes til afdækning af slaggebjerge - desåkaldte ”Kalihalden” - i Tyskland. Slaggebjerge findes forskellige steder iTyskland og består af restprodukter fra minedrift. I Sehnde i Niedersachsen drejerdet sig om potaske (KCl). For at forhindre utilsigtet ud- og nedsivning af salte medregnvand slutafdækkes slaggebjerget med jord, gipsaffald og andre restprodukter.Gipsen anvendes som tilsætning til et konturgivende lag af jord. Desuden kangipsaffaldet i mindre mængder iblandes det øverste afdækkende kulturlag, som skalbære bevoksning, for bl.a. at forbedre jordlagets vandtilbageholdende egenskaber.Der finder eksport af gipsaffald sted fra Danmark til Sehnde, og der har, indtilMST forbød det i november 2010, fundet en tilsvarende eksport sted til Thüringen iTyskland. I det følgende beskrives kun eksporten til Sehnde, idet den væsentligsteforskel ved Thüringen-løsningen vil være transportafstanden. Derfor vil Thüringen-løsningen være miljømæssigt set dårligere end Sehnde-løsningen proportionalt medden ekstra transportafstand. Derudover vil der muligvis være en forøget risiko forsvovlbrinteemission fra afdækning i Thüringen, hvor man tilladerafdækningsmateriale med højere organisk indhold end i Sehnde. Den reelle effektaf dette forhold er imidlertid usikker.Slaggebjerget i Sehnde består af store mængder restprodukter fra brydning afkaliumklorid, som strakte sig fra 1905 til 1982. Slaggebjerget indeholder ud overrester af kaliumklorid andre salte, deriblandt natriumklorid og magnesiumsulfat.Oplysninger vedrørende håndtering af gipsaffald med henblik på anvendelse somafdækning af slaggebjerg i Sehnde er givet af Danbørs A/S. Behandlingsmetodenforudsætter en indsamlingsfase, hvor gipsaffald afhentes fra genbrugsstationer,entreprenører o.l. og transporteres til opsamlingsstationer spredt ud over landet. DaDanbørs ikke er involveret i indsamlingsfasen og desuden modtager gipsaffaldetforsorteret, inddrages data om indsamling og sortering fra andrebehandlingsmetoder.Mht. indsamlingsfasen, benyttes data fraaffald danmarkog Vestforbrænding omanvendelse af gipsaffald til cementfremstilling (affalddanmark,2010). Detantages, at denne indsamlingsmetode også er repræsentativ for indsamling afgipsaffald til afdækning i Tyskland.Der foregår en sortering af gipsaffaldet på omlastningsstationerne, således ataffaldet kan opfylde tyske kvalitetskrav. Ifølge kvalitetsbeskrivelse (Danbørs,2010) må det sorterede gipsaffald kun indeholde små mængder forureningerbestående af bl.a. tapet, søm, skruer etc. Gipsaffald, som visuelt bedømmes atindeholde mere end 1 % (volumen) forureninger, returneres eller sorteres påleverandørens regning. Sortering på omlastningsstationer foregår både manuelt ogmekanisk vha. en grab, men der er ikke involveret knusemaskiner, tromlesigtereller magneter i sorteringsprocessen. Gipsaffaldet neddeles dog som et resultat afhåndtering, sortering og omlastning. Da gipsaffaldet ikke knuses og sigtes,
54
frasorteres heller ikke den karakteristiske papir/karton-affaldsfraktion. Denneindgår i gipsaffaldet, der anvendes til afdækning. Udsorteringen af metalmodelleres som marginalt mindre end i de andre behandlingsmetoder: 0,9 % imodsætning til 1 %.Efter omlastning på sorteringspladserne transporteres gipsaffaldet medeksportvogntog (40 tons, Euro 4) til behandlingsanlægget K+S BaustoffrecyclingGmbH i Sehnde. Afstande fra centralt placerede opsamlings/sorteringspladser iSønderjylland, Nord- og Midtjylland og på Sjælland til Sehnde er hhv. 363, 425 og483 km. Da den største mængde af gipsaffald antages at afsendes fra København,benyttes denne afstand for transport af gipsaffaldet fra opsamlingsstationerne tildestinationen i Tyskland. På figur 4.4 ses den samlede proces.
Indsamlingafgipsaffald55kminkl.tomudkørselStørreforureningerafmetal(0,9%),træ,sanitetsting,etc.udsorteresGenanvendelseafmetal
Omlastning‐/sortering
Gipsaffaldinkl.papirfraktion (99,1%)
425kmigennemsnit(48toneksportvogntog,Euro4)
Slaggebjerg(Kalihalden)iSehnde,Tyskland
Figur 4.4. Anvendelse af gpsaffald til afdækning af slaggebjerge (Kalihalden) iSehnde, Tyskland.
Arbejdsgangen på behandlingsanlægget i Sehnde involverer udlægning og blandingaf gipsaffaldet med jord med gravemaskine og efterfølgende komprimering afblandingen vha. dozer på afdækningsstedet. Der iblandes ca. 1/3 gips i forhold tiljordvolumenet. Det antages, at håndtering af gipsaffaldet giver anledning til detsamme energiforbrug, som vil være tilfældet ved anvendelse af et alternativprodukt. Under denne forudsætning indgår energiforbrug på anlægget i Sehndeikke i miljøvurderingen.Som det er tilfældet i forbindelse med kompostløsningen, er der ved brug afgipsaffald til afdækning risiko for sulfatudvaskning til grundvand. I modsætning tilkompostløsningen er der ikke taget i betragtning, at tungmetaller i gipsaffaldet kanforårsage potentiel humantoksicitet. Dette skyldes hovedsagelig, at slaggebjergetikke vil blive benyttet som landbrugsjord, og derfor heller ikke give ophav tilfortærbare afgrøder, som det er tilfældet i kompostløsningen.Over en 100-års periode må den samlede svovlmængde i gipsaffaldet formodes atblive opløst i jordvæsken og derved kunne udvaskes fra slaggebjerget, selvominfiltrationen må formodes at være væsentligt mindre end i landbrugsjord. Somudgangspunkt modelleres udvaskning derfor som 100 % udvaskning afsulfatindholdet i gipsaffaldet til grundvandet på trods af, at der erperkolatopsamling fra slaggebjerget. Da det imidlertid er usikkert, hvor stor en
55
andel, der vil blive opsamlet og med hvilken tidshorisont, er der valgt dennekonservative betragtning for sulfatudvaskning. Ifald der i fremtiden vil bliveopsamlet sulfat, vil det selvfølgelig have positiv indflydelse pågrundvandskvaliteten.Man kunne hævde, at hvis grundvandet allerede var forurenet, således at det ikkekan benyttes som drikkevand, vil det ikke betyde noget at forurene det yderligeremed sulfat. Dermed ville påvirkningskategorien ”ødelagte grundvandsressourcer”ikke være relevant for anvendelse af gipsaffald som afdækningsmateriale. Det erdog valgt ikke at drive konsekvenstankegangen så vidt, men i stedet anlægge detsynspunkt, at enhver yderligere forurening bør kvantificeres og indgå imiljøvurderingen. Dette er den vedtagne tilgang i forbindelse med de toksiskemiljøpåvirkningskategorier, og det er valgt at overføre den til erpåvirkningskategorien ”ødelagte grundvandsressourcer”. Et andet argument for atmedtage og kvantificere emissioner til grundvandet er, hvis man i fremtiden ønskerat benytte grundvandet som drikkevand, er det essentielt, at grundvandet ikkeforurenes yderligere.Ved tilstedeværelse af organisk materiale og sulfat, f.eks. fra gips, er der underanaerobe forhold risiko for mikrobiel sulfatreduktion til sulfit. Sulfit vil være iligevægt med svovlbrinte (H2S) – en meget giftig luftart, der således vil kunnediffundere ud af slaggebjerget ved pH mindre end 7 (Hjelmar, 2010). Der stilleskrav fra de tyske myndigheders side om at undgå opblanding af organisk affald iafdækningen, men gipsaffaldet indeholder i sig selv organisk materiale i form afpapir/karton-fraktionen. Denne fraktion, som overvejende består af cellulose, erlangsomt nedbrydelig, hvilket kan medføre, at sulfatreducerende forhold kun opståri begrænset omfang. På den anden side kan det ikke udelukkes, at tilstedeværelse afpapir/karton i gipsaffaldslaget i forbindelse med nedsivning af opløst organiskkulstof fra de øvre lag kan lede til sulfatreducerende forhold, og dermed risiko fordannelse og udsivning af H2S.4.7.2 SubstitutionGipsaffaldet benyttes som afdækningsmateriale i et konturgivende lag, hvor detblandes med jord. Det er vanskeligt at fastlægge i hvilken grad gipsaffaldeterstatter andre materialer og hvilke materialer, det drejer sig om. Gipsaffaldetssubstitutionseffekt har væsentlig betydning for miljøvurderingens resultater.Yderpunkterne repræsenteres af cement, betonit, naturgips og jord på den ene sideog restprodukter som forurenet jord og neddelt byggeaffald på den anden side. I detførste tilfælde sparer anvendelse af gipsaffaldet et produkt, og dermedproduktionsomkostninger forbundet med dets fremstilling, i det andet tilfældeskubber gipsaffaldet anvendelse af et restprodukt ud og skal derfor tilskrivesomkostningerne ved alternativ disponering af restproduktet.Hvis gipsaffald er det mest velegnede afdækningsmateriale, vil det være naturligt atanse gipsaffaldet for at erstatte naturgips, men dette er ikke dokumenteret itilstrækkelig grad. Modelleringen vil derfor tage udgangspunkt i substitution afjord, men vil derudover inkludere substitution af naturgips i form af enfølsomhedsanalyse.4.7.3 Behandling af restprodukterSom nævnt er Danbørs ikke involveret i indsamling og sortering af gipsaffaldet, ogdermed heller ikke i bortskaffelse af restprodukter fra sorteringsprocessen, menmiljøpåvirkninger fra disse aktiviteter bør alligevel indgå i miljøvurderingen. Somnævnt ovenfor er der tale om en genanvendelig metalfraktion, som antages at
56
udgøre 0,9 %, samt en mindre fraktion af irregulært fejlsorteret materiale, der gårtil forbrænding. Dette bliver modelleret på samme måde som for de andrebehandlingsmetoder.4.8 Oversigt over livscyklusopgørelse for behandlingsmetoderneI tabel 4.4 er de væsentligste oplysninger om de forskellige behandlingsmetodersamlet. Indsamling og transport er angivet med transportstrækninger oglastbilstørrelse. For sorteringsanlæg er energiforbrug angivet. Desuden specificeresdet, hvilke produkter gipsaffaldet formodes at substituere, og i hvilken udstrækningdet sker. Endelig angives behandling af restprodukter fraoparbejdningsprocesserne.Tabel 4.4. Samlet oversigt over behandlingsmetoderne.
BehandlingsmetoderIndsamling
Gipsplader
Transport tilbehandlingsanlæg
Videre transport
37,5t(lastkapacitet25 t) lastvogn,EU4, 0,0286l/t km - 200km (inkl.Indsamling)37,5t lastvogn,EU4, 0,0286l/t km - 2 km
Cement10tlastvogn,EU4 – 55km48tlastvogn,EU4,0,019 l/tkm - 376km37,5tlastvogn,EU4,0,0286 l/tkm - 20km3,7 kWhEL+ 0,145kgDIESELNaturgips(100%)-
Kompost10t lastvogn,EU4– 55 km
Afdækning10t lastvogn,EU4– 55 km
37,5tlastvogn,EU4, 0,0216l/t km - 150km
-
37,5tlastvogn,EU4, 0,0216l/t km - 25 km
48t lastvogn,EU4, 0,0188l/t km - 483km
BehandlingSortering(per ton gipsaffald)
3 kWhEL+0,252 kgDIESEL
5,88 kgDIESEL
0,1 kgDIESEL
Substitution
Naturgips(100%)-
Emissioner
Svovlgødning(23,5%substitution)SO4(alt somikke optagesaf planterne14 % tilforbrænding1 % tilgenanven-delse0%substitution
Jord (100%)
SO4(heleindholdet igipsen)-
RestprodukterPapir/karton
9,5 % tilforbrænding1 % tilgenanven-delse-
Metal
Følsomhedsanalyser
9 % tilforbræn-ding1% tilgenanven-delse-
0,9 % tilgenanven-delseSubstitution afnaturgips
57
-
-
-
-
svovlgødning100%substitution afsvovlgødningSubstitution afsvovlgødningmed naturgips
H2S-emission(1 % af S)0,2% metal tilgenanvendelse
1Valg
af lastvognstyper er forklaret i afsnit 4.4.1. En lastvogn med 25 tons maksimaltlæs modeleredes vha. TEMA2000 som en ”37,5” tons lastvogn.
58
5 Vurdering af potentiellemiljøpåvirkningerPå baggrund af livscyklusopgørelserne, som beskrevet i kap. 4, blev de forskelligebehandlingsmetoder modelleret vha. LCA-modellen EASEWASTE og depotentielle miljøpåvirkninger opgjort ifølge UMIP-metoden.De potentielle miljøpåvirkninger i scenarierne er angivet i millipersonækvivalenter(mPE), idet de faktiske belastninger divideres med den gennemsnitlige årligebelastning fra én person – dette kaldes normalisering. For påvirkningskategoriendrivhuseffekt er der desuden som supplement i teksten angivet den potentiellemiljøpåvirkning målt i tons CO2. Graferne indeholder tre delgrafer med hver derestype miljøpåvirkningskategorier:Ikke-toksiske kategorier7: drivhuseffekt, forsuring, næringssaltbelastningog fotokemisk smogdannelseToksiske kategorier: human toksicitet via luft, human toksicitet via jord,human toksicitet via vand og økotoksicitet i vand og jord”Andre” kategorier, som inkluderer lagret økotoksicitet og ødelagtegrundvandsressourcer.
Numerisk negative værdier betegner undgåede miljøpåvirkninger, mens numeriskpositive værdier betegner nettobelastninger af miljøet.Der gøres opmærksom på, at resultater i de ikke-toksiske påvirkningskategoriertraditionelt betragtes som mere velunderbyggede, og derfor bør tillægges merevægt end de toksiske påvirkningskategorier. Dette skyldes til dels generelkonsensus om beregningsmetoder for drivhuseffekt, forsuring etc., samt detforhold, at datagrundlaget for at vurdere toksicitet er væsentligt mere usikkert. Mht.ødelagte grundvandsressourcer bør det nævnes, at denne påvirkningskategori ikkeer en del af UMIP-metoden, men er konstrueret af DTU Miljø. Lagret økotoksicitetvar heller ikke en del af den oprindelige UMIP-metode.Afrapporteringen af resultater er opdelt på tre afsnit: I det første afsnit vises desamlede nettoresultater for de alternative behandlingsmetoder, hvorvedrangordenen for behandlingsmetoderne kan bestemmes. I næste afsnit visesresultaterne opdelt på indsamling, transport og behandling. I det sidste afsnit er dergået i dybden med de enkelte behandlingsmetoder, idet potentiellemiljøpåvirkninger blev yderligere opdelt på en række livscyklusstadier, som varsærlig relevante for de forskellige behandlingsmetoder.
Stratosfærisk ozonnedbrydning hører også med til de ikke-toksiske kategorier, men påvirkningerneer så små, at denne påvirkningskategori udelades i figurerne.
7
59
5.1 Potentielle nettomiljøpåvirkningerDer er i figurerne benyttet følgende korte betegnelser for de firebehandlingsmetoder:”Til gipsplader”: Oparbejdning af gipsaffald til gipspulver med henblik påfremstilling af nye gipsplader.”I cement”: Anvendelse af gipsaffald til fremstilling af cement.”I kompost”: Anvendelse af gipsaffald i kompost som næringsstof ogstrukturmateriale på landbrugsjord.”Til afdækning”: Anvendelse som afdæknings- og konturgivende materialei Tyskland.
Figur 5.1 viser de potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkninger målt i(milli)personækvivalenter for de fire behandlingsmetoder, som blev vurderet idenne rapport. Det fremgår af figur 5.1, at oparbejdning af gipsaffald til gipspulvermed henblik på fremstilling af nye gipsplader og anvendelse i cement i samtligepåvirkningskategorier giver anledning til numerisk negative værdier, dvs.nettomiljøbesparelser, som skyldes substitution af mere forurenende teknologier ogprocesser. Anvendelse af gipsaffald i kompost og til afdækning i Tysklandresulterede i numerisk positive værdier, dvs. nettomiljøbelastninger, i allekategorier undtagen drivhuseffekt for kompostløsningen.
Figur 5.1. Potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkninger for de fire metoder til håndteringog behandling af gipsaffald målt i millipersonækvivalenter (mPE) per ton gipsaffald.
Nettobesparelserne angivet i personækvivalenter i Figur 5.1 for oparbejdning afgipsaffald til gipspulver med henblik på fremstilling af nye gipsplader, anvendelse icement og anvendelse i kompost svarede til hhv. -86, -59 og -35 kg CO2-ækvivalenter/ton gipsaffald. For afdækningsløsningen svarede det til ennettomiljøbelastning på 6 kg CO2-ækvivalenter/ton gipsaffald. Det bør bemærkes,at disse tal er relativt små sammenlignet med andre typer af affald. For eksempelgiver genanvendelse af papiraffald og jern- og metalaffald meget højere besparelser- op til flere tusinde kg CO2-ækvivalenter/ton.I Figur 5.2 vises de toksiske potentielle miljøpåvirkninger for de firebehandlingsmetoder. Det bemærkes, at der i disse kategorier i de fleste tilfælde er
60
tale om nettomiljøbelastninger eller små nettobesparelser undtagen foroparbejdning af gipspulver til nye gipsplader i kategorien økotoksicitet i vand, hvorder er en relativ stor nettomiljøbesparelse. I kategorien humantoksicitet via vand erder ligeledes nogle meget små nettobesparelser for oparbejdning af gipsaffald ogcementfremstilling, men en meget stor potentiel nettomiljøpåvirkning vedanvendelse af gipsaffald i kompost. Behandlingsmetoden til oparbejdning afgipspulver til nye gipsplader udviser, som i de ikke-toksiske påvirkningskategorier,den bedste miljøprofil med et flertal af nettomiljøbesparelser.
Økotoksicitetivand
Økotoksicitetijord
Humantoksicitetvialuft Humantoksicitetviavand Humantoksicitetviajord
Tilafdækning
Tilafdækning
Tilafdækning
Tilafdækning
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Tilgipsplader
180160140120100806040200‐20
Figur 5.2. Potentielle toksiske miljøpåvirkninger for de fire metoder til håndtering ogbehandling af gipsaffald målt i millipersonækvivalenter (mPE) per ton gipsaffald.
Figur 5.3 viser de potentielle miljøpåvirkninger i kategorierne ødelagtegrundvandsressourcer og lagret økotoksicitet i vand og jord. Som det fremgår, er depotentielle påvirkninger i form af lagret økotoksicitet helt ubetydelige for samtligebehandlingsmetoder, hvorfor de ikke indgår i rangordningen. Derimod er der ikategorien ødelagte grundvandsressourcer store potentielle miljøpåvirkninger iforbindelse med kompost- og afdækningsløsningerne, som skyldessulfatnedsivning til grundvandet8. Dette er beskrevet i detaljer i afsnit 5.3.
8
Det bør bemærkes, at normaliseringsreferencen for ”ødelagte grundvandsressourcer” er beregnet pågrundlag af danske forhold. Det ikke er klart i hvor høj grad, det er repræsentativt forgrundvandsforhold i Tyskland.
mPE/tongipsaffald
Tilafdækning
Ikompost
Ikompost
Ikompost
Ikompost
Ikompost
Icement
Icement
Icement
Icement
Icement
61
Ødelagtegrundvandsressourcer
Lagretøkotoksicitetivand
Lagretøkotoksicitetijord
Tilafdækning
Tilafdækning
600
500
mPE/tongipsaffald
400
300
200
100
0
Figur 5.3. Potentielle ”andre” miljøpåvirkninger for de fire metoder til håndtering ogbehandling af gipsaffald målt i millipersonækvivalenter (mPE) per ton gipsaffald(samtlige værdier undtagen for ødelagte grundvandsressourcer ved anvendelse ikompost og til afdækning er mindre end 1 mPE/ton).
På basis af figur 5.1-3 kan behandlingsmetoderne rangordnes inden for deforskellige miljøpåvirkningskategorier: Det kan konkluderes, atbehandlingsmetoden til oparbejdning af gipsaffald til gipspulver med henblik påfremstilling af nye gipsplader var miljømæssigt bedst i samtligemiljøpåvirkningskategorier, dvs. udviste største nettobesparelser eller mindstenettobelastninger. Lige efter fulgte anvendelse af gipsaffald til fremstilling afcement, som var miljømæssigt set bedre end anvendelse af gipsaffald i kompost ogafdækning af slaggebjerge i Tyskland. En entydig rangordning af de to sidsteløsninger var ikke mulig, idet anvendelse af gipsaffald i kompost var at foretrækkei tre af påvirkningskategorierne, hvorimod afdækning af slaggebjerge i Tysklandvar miljømæssigt bedre i fem andre miljøpåvirkningskategorier.5.2 Potentielle miljøpåvirkninger fordelt på indsamling, transport ogbehandlingI figur 5.4-6 vises de potentielle miljøpåvirkninger fordelt på tre livscyklusstadier -indsamling, transport og behandling – som ofte er relevante i forbindelse medlivscyklusvurderinger af affaldssystemer. ”Behandling” omfatter aktiviteter knyttettil oparbejdning af gipsaffald samt afledte effekter heraf, herunder substitution afandre materialer.Det gøres opmærksom på, at nettoværdier (totalværdier) er de samme som vist påfigurerne i afsnit 5.1 blot med bruttoværdier for de forskellige livscyklusstadierinkluderet.Indsamling og transport bidrager altid med miljøpåvirkninger, og behandlingsdelener derfor afgørende for, om affaldssystemet bidrager med nettobesparelser ellernettobelastninger. De ikke-toksiske potentielle miljøpåvirkninger er vist i figur 5.4,hvoraf det fremgår, at indsamling og transport er numerisk set betydelig mindreend miljøbesparelserne fra behandlingsfasen i forbindelse med oparbejdning afgipspulver til nye gipsplader samt anvendelse af gipsaffald til cementfremstilling.
62
Tilafdækning
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Ikompost
Ikompost
Tilgipsplader
Ikompost
Icement
Icement
Icement
For de to andre behandlingsteknologier er nettobesparelserne ved behandlingsfaseni de fleste tilfælde mindre end nettopåvirkningerne ved indsamling og transport.
Figur 5.4. Potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkninger for de fire metoder til håndteringog behandling af gipsaffald fordelt på indsamling, transport og behandlingsfasen.
Det bemærkes, at miljøbelastningerne ved indsamling generelt er små; foranvendelse af gipsaffald til nye gipsplader er de desuden mindre end for de treandre behandlingsmetoder. Dette skyldes den principielle forskel mellemindsamlingsmetoderne, idet der i det første tilfælde køres fra containerplads tilcontainerplads, hvorved lastbilen successivt fyldes, og der i de resterendeindsamlinger antages, at der køres med tom lastbil ud til de respektivecontainerpladser. Nettomiljøbelastningerne ved transport er ligefrem proportionalemed dieselforbruget, som igen er proportionalt med transportstrækningerne.Desuden er det af betydning, om der køres delstrækninger med tom lastbil imellemde egentlige transportstrækninger. Pga. de lange transportafstande har afdækning afslaggebjerge i Tysklands og anvendelse af gipsaffald i cement i Sverige derfor destørste bidrag i dette livscyklusstadie.Figur 5.5 viser de potentielle toksiske miljøpåvirkninger. Med hensyn tiløkotoksicitet i vand spiller indsamling og transport en stor rolle, idet detovervejende skyldes toksiske effekter fra forbrænding af dieselolie. I kategoriernehumantoksicitet via vand og humantoksicitet via jord er det derimod udelukkendebehandlingsfasen, som bidrager med meget store nettomiljøbelastninger iforbindelse med komposteringsløsningen.
63
Økotoksicitetivand
Økotoksicitetijord
Humantoksicitetvialuft Humantoksicitetviavand Humantoksicitetviajord
Tilafdækning
Tilafdækning
Tilafdækning
Tilafdækning
180160140120
mPE/tongipsaffald
100806040200‐20‐40IndsamlingTransportBehandlingTOTAL
Figur 5.5. Potentielle toksiske miljøpåvirkninger for de fire metoder til håndtering ogbehandling af gipsaffald fordelt på indsamling, transport og behandlingsfasen.
Miljøpåvirkningerne i kategorierne ødelagte grundvandsressourcer og lagretøkotoksicitet i vand og jord er vist i figur 5.6. Lagret økotoksicitet i vand og jord erpraktisk taget ikke-eksisterende i forbindelse med håndtering af gipsaffald. Detskyldes, at disse miljøpåvirkningskategorier er forbundet med tungmetalindhold islagge, der anvendes til vejbygning, og at der er tale om små mængder slagge, somstammer fra forbrænding af papir/papresten fra sortering af gipsaffald. Der erderimod store potentielle miljøpåvirkninger i kategorien ødelagtegrundvandsressourcer, men de skyldes udelukkende behandlingsdelen.
Ødelagtegrundvandsressourcer
Lagretøkotoksicitetivand
Lagretøkotoksicitetijord
Tilafdækning
Tilafdækning
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Tilgipsplader
600
500
mPE/tongipsaffald
400
300
200
100
0IndsamlingTransportBehandlingTOTAL
Figur 5.6. Potentielle ”andre” miljøpåvirkninger for de fire metoder til håndtering ogbehandling af gipsaffald fordelt på indsamling, transport og behandlingsfasen.
Det kan således konkluderes, at potentielle miljøpåvirkninger – bådenettobesparelser og nettobelastninger - fra behandlingsfasen i de flestemiljøpåvirkningskategorier er mere betydelige end den samlede nettobelastning fraindsamling og transport. Her gøres det opmærksom på, at behandlingsfasen er
64
Tilafdækning
Ikompost
Ikompost
Icement
Icement
Icement
Ikompost
Tilafdækning
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Tilgipsplader
Ikompost
Ikompost
Ikompost
Ikompost
Tilgipsplader
Ikompost
Icement
Icement
Icement
Icement
Icement
defineret som aktiviteter knyttet til oparbejdning af gipsaffaldet med afledteeffekter heraf, herunder substitution af andre aktiviteter og resulterende undgåettransport. Dette gælder dog ikke for afdækningsløsningen, hvor indsamling ogtransport i de fleste påvirkningskategorier er mere betydelig end behandlingsfasen5.3 Potentielle miljøpåvirkninger fordelt på samtlige livscyklusstadierI dette afsnit gennemgås de potentielle miljøpåvirkninger for hver enkeltbehandlingsmetode fordelt på samtlige relevante livscyklusstadier. Der er tale omen udvidelse af resultaterne præsenteret i foregående afsnit, idet behandlingsfasenvises opdelt i de livscyklusfaser, der indgår i den. Dette inkluderer behandling afgipsaffald på sorteringsanlæg og forbrænding af papir/kartonrest. Substitutionerneaf naturgips, svovlgødning og primær metalproduktion indgår også som adskiltelivscyklusstadier i behandlingsfasen. Da de potentielle miljøpåvirkninger ødelagtegrundvandsressourcer og lagret økotoksicitet i vand og jord næsten udelukkendeskyldes ét enkelt livscyklusstadie, er figurer med disse miljøpåvirkningskategorierudeladt. NB: skalaen på figurerne varierer.5.3.1 Potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse til gipspladerFigur 5.7 viser de ikke-toksiske potentielle miljøpåvirkninger ved oparbejdning afgipsaffald til anvendelse til nye gipsplader. Som det ses, spiller substitution afnaturgips en vigtig rolle, idet der er store miljøbesparelser forbundet hermed.Gipsaffaldet substituerer, dvs. erstatter, naturgips, som antages at være importeretfra Spanien, hvor det udvindes og knuses, og derefter sejles til Danmark fraspanske havne ved Middelhavet. Der er tale om transport vha. en bulk carrier, somantages at være fuldt lastet på tilbageturen. Processerne er beskrevet i afsnit 4.4.2.
Figur 5.7. Potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkninger ved anvendelse til gipspladerfordelt på livscyklusstadier.
Substitution af naturgips giver besparelser på samtlige ikke-toksiske kategorier,især forsuring, drivhuseffekt og næringssaltbelastning, mens fotokemiskozondannelse (smog) dog er meget tæt på 0. Dette skyldes især undgået transport afnaturgips fra Spanien til Danmark, mens de undgåede miljøpåvirkninger ved
65
udvinding og knusning af naturgips giver en meget lille bidrag (ofte mindre end 5-10%).Nettobesparelserne i de respektive påvirkningskategorier skyldes undgåede CO2-emissioner for drivhuseffekt, undgåede emissioner af svovldioxid ognitrogenoxider for forsuring og næringssaltbelastning samt undgåede emissioner afflygtige organiske forbindelser for fotokemisk ozondannelse (smog).Genanvendelse af stål- og jernfraktioner gav også anledning til relevantebesparelser i alle ikke-toksiske påvirkningskategorier, især mht. drivhuseffekt, somfølge af undgåede CO2-emissioner, og forsuring (undgået svovldioxidudledning).Energiudnyttelse fra forbrænding af papirfraktionen, som udsorteres fragipsaffaldet, er ansvarlig for relativt store besparelser af drivhusgasemission.Fotokemisk ozondannelse udviser også en forholdsvis stor besparelse vedforbrænding, som følge af undgåede luftemissioner af flygtige organiskeforbindelser. Fordelene er væsentligt mindre mht. forsuring (pga. undgået emissionaf SO2, men der er også nettoemissioner af N-forbindelser, såsom kvælstofoxiderfra forbrændingsanlægget). De udgør en nettobelastning for miljøet mht.næringsstofbelastning, idet nettobelastningen fra NOx-emissionerne er større endbesparelser som følge af undgåede emissioner af kvælstof til vand.Som allerede omtalt udgør indsamling og transport nettomiljøbelastninger. Devigtigste kemiske stoffer og stofgrupper, som udledes til miljøet fra transport,stammer fra produktion og forbrænding af dieselolie. Det drejer sig om kuldioxidfor drivhuseffekt, kvælstofoxider og svovldioxid for forsuring, nitrogenoxider fornæringsstofbelastning, og NMVOC (flygtige organiske kulstofforbindelser udovermetan) for fotokemisk ozondannelse. Hvad angår indsamlingsfasen, er deansvarlige stoffer de samme som ved transport. Sorteringsanlægget, hvor affaldetsorteres i gipspulver, papir/kartonaffald samt en metalfraktion, udgør også ennettobelastning, især mht. drivhuseffekt, som følge af brugen af dieselolie ogelektricitet.Med hensyn til de toksiske påvirkningskategorier (figur 5.8), bemærkes det, at derkun er tale om nettomiljøbesparelser. Der er en relativt stor nettomiljøbesparelseforbundet med økotoksicitet i vand, hvorimod de resterende påvirkningskategorierudviser små miljømæssige påvirkninger.
66
Økotoksicitetivand12840
Økotoksicitetijord
Humantoksicitetvialuft Humantoksicitetviavand Humantoksicitetviajord
mPE/tongipsaffald
‐4‐8‐12‐16‐20‐24‐28IndsamlingTransportSorteringsanlægSubstitutionafnaturgipsForbrændingMetalgenanvendelseTOTAL
Figur 5.8. Potentielle toksiske miljøpåvirkninger ved anvendelse til gipsplader fordeltpå livscyklusstadier.
Går man mere i detaljer, ses det, at de livscyklusstadier, der indeholder ennettomiljøbelastning, især er transport og til en mindre grad indsamling: beggeprocesser indebærer emissioner af PAH og strontium til vand fra dieselforbrug ogproduktion. Der er også nettomiljøpåvirkninger ved forbrænding, hovedsageligtmht. økotoksicitet i vand på grund af udledningen af kobber og andre metaller.Hvad angår miljøbesparelserne, skyldes de i næsten lige så høj grad substitution afnaturgips som metalgenanvendelse. Substitution af naturgips medfører undgåetskibstransport, som bl.a. resulterer i nedsat emission af brændselsrelaterede stoffersom NOxsamt tungmetaller. Udvinding og knusning af naturgips tegner sig kun foren lille procentdel af besparelserne. Besparelser i påvirkningskategorienøkotoksicitet i vand skyldes undgået udledning af metaller til vand, hovedsageligtjern og strontium, for humantoksicitet via luft undgåede emissioner afnitrogenoxider, for humantoksicitet via vand undgåede emissioner af metaller ogkviksølv til vand. Undgåede emissioner af benzen til luft og vand spiller ind, hvadangår humantoksicitet via jord.Metalgenanvendelse medfører et mindre energiforbrug samtidig med, at manundgår relativt forurenende processer til primærproduktion. Besparelserne vedmetalgenanvendelse i de toksiske miljøpåvirkningskategorier stammerhovedsagelig fra undgåede jernemissioner til vand (økotoksicitet i vand), undgåedeemissioner af mangan og hydrogensulfid til luft (humantoksicitet via luft) ogundgåede emissioner af fluor til vand og vanadium til luft (humantoksicitet viajord).5.3.2 Potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse tilcementfremstillingFigur 5.9 viser potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse af gipsaffald tilproduktionen af cement. Som ved anvendelse til nye gipsplader sker der en 100 %substitution af naturgips, der udvindes i Spanien og sendes til Sverige med en bulkcarrier, som derefter sejler fuldlastet tilbage til Spanien. Dette resulterer i relativtbetydelige nettomiljøbesparelser på de ikke-toksiske påvirkningskategorier.
67
Figur 5.9. Potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkninger ved anvendelse i cement fordeltpå livscyklusstadier.
Substitution af naturgips bidrager væsentligt til de miljømæssige besparelsernavnlig for forsuring og næringssaltbelastning; henholdsvis på grund af undgåedeemissioner af svovldioxid og nitrogenoxider og af kvælstofoxider og ammoniak. Ibegge tilfælde er det undgået skibstransport, der bidrager mest til denne besparelse,snarere end undgået minedrift, som bidrager med mindre end 10 % til de samledebesparelser.I kategorierne drivhuseffekt og fotokemisk ozondannelse skal nettobesparelserne inæsten lige høj grad tilskrives naturgipssubstitution, forbrænding ogmetalgenanvendelse. I disse tre processer er kuldioxid det ansvarlige stof mht.drivhuseffekt, henholdsvis på grund af undgået transport, undgået energiproduktionfra kul og undgået primærproduktion af stål. Metalgenanvendelse giver også vissebesparelser i kategorierne forsuring og næringssaltbelastning (svovl- ogkvælstofoxidbesparelser som følge af undgået primærproduktion af stål), mensforbrænding giver en nettobelastning mht. næringssaltbelastning på grund afemissionen af kvælstofoxider.Miljøbelastningerne stammer hovedsagelig fra indsamling og transport afgipsaffald. De vigtigste kemiske stoffer og stofgrupper, som udledes til miljøet,kommer fra produktion og forbrænding af dieselolie, og er kuldioxid,kvælstofoxider, svovldioxid, nitrogenoxider og NMVOC (flygtige organiskekulstofforbindelser udover metan). Sorteringsanlægget i Sverige giver noglenettomiljøpåvirkninger til drivhuseffekt og forsuring hovedsagelig på grund afforbrug af dieselolie og elektricitet.Figur 5.10 viser de toksiske potentielle miljøpåvirkningskategorier ved anvendelseaf gipsaffald til cement.
68
Økotoksicitetivand
Økotoksicitetijord
Humantoksicitetvialuft
Humantoksicitetviavand
Humantoksicitetviajord
30
20
10
mPE/tongipsaffald
0
‐10
‐20
‐30IndsamlingTransportSorteringsanlæg SubstitutionafnaturgipsForbrænding Metalgenanvendelse TOTAL
Figur 5.10. Potentielle toksiske miljøpåvirkninger ved anvendelse i cement fordelt pålivscyklusstadier.
Transport- og indsamling er de vigtigste livscyklusfaser fornettomiljøbelastningerne mht. økotoksicitet i vand (emissioner til vand af PAH ogstrontium). Forbrænding giver også nogle små nettobelastninger for de sammekategorier pga. henholdsvis emissioner af kobber og andre metaller til vand.Hvad angår miljøbesparelserne, skyldes de i høj grad substitution af naturgips ogmetalgenanvendelse. Angående substitution af naturgips skyldes besparelser mht.økotoksicitet i vand undgået udledning af metaller til vand (hovedsagelig jern ogstrontium fra produktion af dieselolie til skibstransport), mht. humantoksicitet vialuft undgået udledning af nitrogenoxider, og mht. humantoksicitet via jordundgåede benzenemissioner fra den undgåede transport af naturgips fra Spanien.Metalgenanvendelse bidrog med undgåede jernemissioner til vand (økotoksicitet ivand), sparede mangan- og hydrogensulfidemissioner til luft (humantoksicitet vialuft), og i mindre omfang undgået udledning af fluor til vand og vanadium til luft(humantoksicitet via jord).5.3.3 Potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse til kompostPå figur 5.11 ses de ikke-toksiske potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse afgipsaffald i kompost.
69
Figur 5.11. Potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkninger ved anvendelse i kompostfordelt på livscyklusstadier.
Hvad angår de ikke-toksiske påvirkningskategorier er der kun nettobesparelser fordrivhuseffekt; i de andre kategorier er der nettomiljøbelastninger. Processen, somgiver størst nettomiljøbelastning, er sortering på sorteringsanlægget, som følge afbrug af en betydelig mængde dieselolie. Indsamling og transport giver ogsåanledning til nettomiljøbelastninger. I alle tilfælde skyldes virkningernehovedsagelig kuldioxid mht. drivhuseffekt, kvælstofoxider og svovldioxid forforsuring, nitrogenoxider for næringsstofbelastning og VOC for fotokemiskozondannelse.Forbrænding giver ligeledes nogle forholdsvis små nettobelastninger. Forsuring ognæringssaltbelastning skyldes røggasemission af nitrogenoxider til luft, men på denanden side resulterer forbrænding af papirfraktionen i relevante besparelser mht.drivhuseffekt og, i mindre grad, også mht. ozondannelse. I begge tilfælde skalbesparelser henføres til produktionen af energi, som erstatter konventionelleenergikilder (især kul), der fører til undgået udledningen af kuldioxid (fordrivhuseffekt) og VOC (for fotokemisk smog).Genanvendelse af metal giver også relevante besparelser i alle ikke-toksiskekategorier, især drivhuseffekt (undgåede CO2-emissioner) og forsuring (undgåetsvovldioxidudledning) fra den mere forurenende primære stålproduktion.Selve delprocessen med anvendelse af kompost indeholdende gipsaffald, somsubstituerer svovlgødning, giver anledning til relativt små miljøbesparelser. Størster miljøbesparelsen for drivhuseffekt og forsuring, men de er stadig betydeligtmindre end besparelserne ved forbrænding af papir/papresten ogmetalgenanvendelse. I de andre påvirkningskategorier kan de miljømæssigefordele, som skyldes undgået produktion af konventionel uorganisk svovlgødning,ikke opveje miljøbelastningerne fra de resterende livscyklusstadier, hvor isærdieselforbrug på sorteringsanlægget bidrager med miljøbelastninger.De toksiske miljøpåvirkningskategorier (figur 5.12) er alle nettomiljøbelastninger,bortset fra økotoksicitet i jord. Humantoksicitet via vand og via jord udviser dehøjeste miljømæssige nettobelastninger, og de kan næsten udelukkende tilskrivesanvendelsen af kompost på landbrugsjord. I begge tilfælde er tungmetaller i
70
gipsaffaldet, som tilføres jorden med komposten, ansvarlige for disse påvirkninger,som i høj grad overgår nettobesparelserne som følge af undgået produktion afsvovlgødning.
180160140120
Økotoksicitetivand
Økotoksicitetijord
Humantoksicitetvialuft
HumantoksicitetHumantoksicitetviajordviavand
mPE/tongipsaffald
100806040200‐20IndsamlingTransportSorteringsanlægSubstitutionafsvovlgødningForbrændingMetalgenanvendelseTOTAL
Figur 5.12. Potentielle toksiske miljøpåvirkninger ved anvendelse i kompost fordelt pålivscyklusstadier.
Indsamling og transport påvirker økotoksicitet i vand (på grund af udledningen afPAH og strontium til vand) og humantoksicitet via luft (som følge af luftemissionaf VOC fra dieselmotorer).Forbrænding giver en meget lille nettomiljøbelastning mht. økotoksicitet til vand(på grund af vandemission af kobber), mht. humantoksicitet via luft(kvælstofoxider i røggassen) og humantoksicitet via vand (kviksølvemissionergennem røggassen som ved nedfald ender i vandmiljøet).Den eneste nettomiljøbesparelser stammer fra metalgenanvendelse, og de er megetsmå. For økotoksicitet til vand kan de tilskrives undgåede jernemissioner til vandfra primær stålproduktion, mens der mht. humantoksicitet via luft er tale omundgåede udledninger af mangan og hydrogensulfid til luft.Endelig bemærkes det, at der er en meget stor nettomiljøbelastning med hensyn tilødelagte grundvandsressourcer - 312 mPE/ton gipsaffald, jf. figur 5.6. Detteskyldes nedsivning af sulfat til grundvandet fra uudnyttet svovl i gipsaffaldet, dvs.den brøkdel, som ikke er blevet optaget af planterne i vækstsæsonen.5.3.4 Potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse til afdækning afslaggebjergeFigur 5.13 viser de ikke-toksiske potentielle miljøpåvirkninger ved anvendelse afgipsaffald til afdækning af slaggebjerge i Sehnde i Tyskland. Det antages, sombeskrevet i kapitel 4, at gipsaffaldet erstatter jord som afdækningsmateriale.
71
Figur 5.13. Potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkninger ved anvendelse til afdækning afslaggebjerge i Tyskland fordelt på livscyklusstadier.
Denne behandling af gipsaffaldet medfører nettobelastninger for alle de ikke-toksiske miljøpåvirkningskategorier. Indsamling og transport udgør tilsammennæsten alle nettomiljøpåvirkningerne, især den lange transportstrækning til Sehndei Tyskland (483 km med antagelse af 40 km tom hjemkørsel inden lastbilen kanlastes igen), har betydning.I denne behandlingsmetode sker der ikke udsortering og forbrænding medenergiudnyttelse af papir/kartonfraktionen, og der er derfor ikke potentiellebesparelser bortset fra metalgenanvendelse og substitution af jord somafdækningsmateriale. Substitution af jord bidrager kun med meget smånettobesparelser mht. drivhuseffekt (kuldioxidbesparelser) og mht. forsuring ognæringssaltbelastning ved undgåede emissioner til luften af kvælstofoxider.For så vidt angår de toksiske potentielle miljøpåvirkningskategorier (figur 5.14),ses det, at der er store nettomiljøbelastninger for økotoksicitet i vand.
72
30
Økotoksicitetivand
Økotoksicitetijord
Humantoksicitetvialuft
HumantoksicitetviaHumantoksicitetviajordvand
24
18
mPE/tongipsaffald
12
6
0
‐6IndsamlingTransportSorteringsanlægSubstitutionafjordMetalgenanvendelseTOTAL
Figur 5.14. Potentielle toksiske miljøpåvirkninger ved anvendelse til afdækning afslaggebjerge i Tyskland fordelt på livscyklusstadier.
Indsamling og transport er ansvarlig for store miljømæssige nettobelastninger.Nettopåvirkningerne mht. økotoksicitet til vand domineres af emissioner af PAHog strontium til vand, mens humantoksicitet via luft er bestemt af luftemissioner afVOC.De små nettomiljøbesparelser kan tilskrives metalgenanvendelse og substitution afjord. Den førstnævnte proces bidrager med undgåede vandemissioner af jern(økotoksicitet til vand), og med undgåede udledninger af mangan oghydrogensulfid til luft (humantoksicitet via luft). Sidstnævnte proces bidrog medundgåede vandemissioner af cadmium og luftemissioner af VOC.Endelig er der en stor nettobelastning i kategorien ødelagte grundvandsressourcer -581 mPE/ton gipsafffald, jf. figur 5.6, som skyldes udvaskning af sulfat fragipsaffaldet til grundvandet ved anvendelse som afdækning af slaggebjerge.5.4 Sammenfatning af resultater
Oparbejdning af gipsaffald med henblik på produktion af nye gipspladerudviste nettomiljøbesparelser i de ikke-toksiske kategorier samtøkotoksicitet i vand. I de resterende kategorier var bidragene praktisk tagetnul. Miljøbesparelserne skyldes overvejende substitution af naturgips.Anvendelse af gipsaffald i cementproduktion gav nettomiljøbesparelser ide ikke-toksiske kategorier. I de resterende kategorier var bidragenepraktisk taget nul. Miljøbesparelserne skyldes overvejende substitution afnaturgips. Årsagen til, at denne løsning var dårligere end anvendelse til nyegipsplader, skyldtes overvejende cementfabrikkens geografiske placering iSverige, og dermed den ekstra transport. Også den svenske sortering afgipsaffald gav anledning til mindre miljøbesparelser ved forbrænding afpapirresten end i forbindelse med anvendelse af gipsaffald til nyegipsplader.
73
Anvendelse af gipsaffald i kompost resulterede i nettomiljøbesparelsermht. drivhuseffekt pga. substitution af svovlgødning, mennettomiljøbelastninger i de resterende påvirkningskategorier; isærnettobelastningerne i humantoksicitet via vand og jord og ødelagtegrundvandsressourcer, som skyldtes hhv. tungmetaller i gipsaffald ogsulfatudvaskning, var betydeligeAnvendelse af gipsaffald til afdækning af slaggebjerge i Sehnde i Tysklandresulterede i nettomiljøbelastninger i de fleste påvirkningskategorier, herafen meget stor potentiel miljøpåvirkning i kategorien ødelagtegrundvandsressourcer. I de resterende kategorier var påvirkningernepraktisk taget nul. Effekterne skyldtes den begrænsede substitutionseffektaf jord til afdækning samt udvaskning af sulfat og emission af svovlbrinteVed opdeling af de potentielle miljøpåvirkninger på livscyklusstadier, bl.a.indsamling, transport, behandling på sorteringsanlæg ogsubstitutionsprocesser, kunne de processer, som bidrog mest til potentiellenettomiljøpåvirkninger og nettobesparelser, identificeres.Potentielle nettomiljøbelastninger fra indsamlingsfasen var mindst iforbindelse med oparbejdning af gipsaffald til nye gipsplader; dette skyldesindsamlingssystemet med en lastbil med grab, hvorved transport af tommecontainere tilbage til indsamlingsstedet undgås.Transportfasen, defineret som transport fra indsamlingsstedet til det førstebehandlingssted, gav anledning til nettomiljøbelastninger i samtligepåvirkningskategorier, som var proportionale med transportstrækningen.Cementfremstilling i Sverige og Tysklandsløsningen havde derfor destørste potentielle miljøpåvirkninger i transportfasen.Sortering på behandlingsanlæggene var en mindre kilde tilmiljøpåvirkninger end indsamling og transport undtagen i forbindelse medanvendelse af gipsaffald i kompost.For alle behandlingsalternativer gav genanvendelse af metal udsorteret fragipsaffaldet anledning til nettobesparelser i samtligemiljøpåvirkningskategorier, hvilket understreger vigtigheden af en effektivsortering af gipsaffaldet.I alle behandlingsmetoder undtagen afdækning af slaggebjerge i Tysklandindgik udsortering og forbrænding (på et forbrændingsanlæg medenergiudnyttelse) af en papir/kartonrest fra gipsaffaldet; dette havde positivindflydelse på drivhuseffekten, men var ubetydelig i de resterendemiljøpåvirkningskategorier.Substitution af naturgips i forbindelse med oparbejdning af gipsaffald tilnye gipsplader og cementfremstilling, resulterede i de størstemiljøbesparelser, hvilket i langt overvejende grad skyldes undgåetskibstransport fra gipsminer (antaget at være beliggende i Spanien) og imindre grad fra selve mineoperationen.Substitution af svovlgødning i komposteringsløsningen beregnedes underforudsætning af, at gipsens svovlindhold erstatter højst 50 kg svovl/ha år,og at det resterende svovlindhold blev udvasket som sulfat. Dette resultereri en betydelig mindre substitutionseffekt end ved substitution af naturgips
74
samtidig med, at sulfatudvaskningen resulterer i en stor nettobelastning ikategorien ødelagte grundvandsressourcer.Kompostløsningen var den eneste behandlingsmetode, hvor gipsaffaldetkom i kontakt med landbrugsjord og dermed indirekte med mennesker.Dette resulterede i, at gipsaffaldets indhold af tungmetaller gav etbetydeligt nettobelastninger i kategorierne humantoksicitet via jord ogvand.
75
6 FølsomhedsanalyserSom beskrevet i kapitel 4, var der en del usikkerheder forbundet medlivscyklusopgørelserne, især mht. anvendelse af gipsaffald i kompost oganvendelse af gipsaffald til afdækning af slaggebjerge i Tyskland.For anvendelse af gipsaffald i kompost drejede det sig hovedsageligt om hvormeget samt hvilken type handelsgødning, der blev substitueret. Det må ogsåbetragtes som usikkert, hvor meget sulfat der udvaskes til grundvandet som følgeaf, at der udbringes mere svovl, end planterne kan optage.For afdækning af slaggebjerge i Tyskland var spørgsmålet, om der var risiko fordannelse og udsivning af H2S, hvor meget metal til genanvendelse, der kanudsorteres af gipsaffaldet, samt hvilket materiale, gipsaffaldet reelt substituerede.På samme måde som det kan diskuteres, hvilken type materiale gipsaffaldet ivirkeligheden substituerer ved anvendelse til afdækning i Tyskland, kan der vedanvendelse af gipsaffald til oparbejdning af gipspulver være tale om alternativer tilden i basisscenariet anvendte substitution af naturgips fra Spanien.Med hensyn til anvendelse af gipsaffald i cement beskrev basisscenariet ensituation, hvor cementfremstillingen foregik i Sverige. Dette medfører naturligvisstørre transportafstande for gipsaffaldet, end hvis gipsen var brugt i Danmark tilsamme formål (i øvrigt må anvendelse af gipsaffald til cementfremstilling antagesat medføre de samme emissioner i Sverige som i Danmark).Der blev derfor modelleret en række scenarier med ændrede forudsætninger for atundersøge miljøvurderingens robusthed på disse punkter. En liste over defølsomhedsanalyser, der blev udført i forbindelse med hver behandlingsmetode,kan ses i Tabel 6.1.Endelig blev der udført en kvalitativ vurdering af gips’ indflydelse på selvekomposteringsprocessen. Det var en forudsætning for basisscenarierne, atemissioner ved kompostering ikke påvirkedes af tilstedeværelsen af gips, men detkan ikke udelukkes, at der kan være en effekt på især kvælstofemissioner i form afammoniak. Under alle omstændigheder er data om dette emne begrænset, så detvurderedes uhensigtsmæssigt at opstille scenarier, som inkluderer denne effekt. Istedet blev muligheden for forskellige positive effekter på komposteringsprocessenvurderet kvalitativt på baggrund af et antal videnskabelige publikationer, det varmuligt at finde om emnet.
76
Tabel 6.1. Følsomhedsanalyser.
Behandlingsmetode FølsomhedsanalyserTil gipspladerGipsaffald i Danmark substituerer kraftværksgips fraTyskland (basisscenarie: substitution af naturgips fraSpanien):1. Kaskadeeffekt: substitution af tysk naturgips2. Kaskadeeffekt: substitution af naturgips importeret fraSpanien til HollandGipsaffald anvendes på cementfabrik i Danmark(basisscenarie: anvendes på cementfabrik i Sverige).Kompostens svovlindhold substituerer forskellige mængdersvovlgødning og naturgips (basisscenarie: 23,5 %substitution af svovlgødning)1. 100 % substitution af svovlgødning2. Ingen substitution af svovlgødning3. Substitution (23,5 %) af naturgips(4. Kvalitativ vurdering af gips indflydelse påkomposteringsprocessen)Gipsaffald giver anledning til luftemission, mindremetaludsortering samt anden substitution: (basisscenarie:ingen luftemission, 0,9 % metal, gipsaffald substituererjord):1. Der dannes 1 % H2S og 99 % S udvaskes2. Udsortering af metal falder fra 0,9 til 0,2 %3. Gipsaffaldet substituerer naturgips
I cementI kompost
Til afdækning
6.1 Beskrivelse af følsomhedsscenarier6.1.1 Anvendelse af gipsaffald til gipspladerI basisscenarierne, der inkluderer brug af oparbejdet gipsaffald til produktion afnye gipsplader (og cementfremstilling), blev det antaget, at dette resulterede imindre import af naturgips fra Spanien. Den valgte lokalitet underbygges af tal fraDanmarks Statistik, som viser, at Spanien var det dominerende oprindelsesland iperioden indtil 2009 (Tabel 6.2). I 2009 dykkede importen af gips til Danmark pågrund af finanskrisen, som ramte byggebranchen hårdt. Tyskland, som før havdeværet en forholdsvis ubetydelig eksportør, blev nu dominerende, men mængderneer ubetydelige i forhold til perioden før 2009.
77
Tabel 6.2. Import af gipssten/anhydrit (tons) til Danmark fordelt på oprindelsesland
Oprindelsesland 2000-2007(totalt forperioden)Spanien1.644.949Tyskland145.898Frankrig213.614Canada203.897Norge64.007Marokko12.623
2008
2009
2010
Totalt 2000-20101.992.825369.905213.614203.89764.03549.588
310.818119.83900019.435
31.41154.912002517.530
5.64649.2580030
Fra Statistikbanken (www.statistikbanken.dk).
Basisscenarierne afspejler projektets tidsramme, som strækker sig forbi 2020, ogdet antages derfor i disse scenarier, at naturgips fra Spanien igen vil dominereimporten, når byggebranchen fungerer normalt efter finanskrisen. Der er dog fraMiljøstyrelsens side udtrykt ønske om at undersøge konsekvenserne af envedvarende import af gips fra Tyskland vha. en følsomhedsanalyse.Det bemærkes indledningsvis, at det ikke er muligt at skelne mellem import afnaturgips og kraftværksgips vha. tallene fra Statistikbanken, selvom det formodes,at alt importeret gips fra Spanien er naturgips. Spanien er Europas største eksportøraf naturgips, og samtidig er produktionen af kraftværksgips i Spanien lav somkonsekvens af, at kun en lille del af elektricitetsforbruget kommer frakulkraftværker (Spain – Energy Mix Fact Sheet, 2007). Mht. import af gips fraTyskland stiller sagen sig anderledes, idet Tyskland har en meget stor produktionaf kraftværksgips: 7,1 mil. tons (DERA Deutsche Rohstoffagentur, 2010) i forholdtil en produktion af naturgips på 1,79 mil. tons i 2009 (Bundesministerium fürWirtschaft und Technologie, 2010).Gipsbrudene ligger spredt ud over Tyskland, dog med hovedvægt i hhv.Niedersachen og Sydtyskland. Der ligger f.eks. 20 brud i Niedersachenområdet udaf i alt 67 angivne gipsbrud (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe,2011). Ifølge DERA Deutsche Rohstoffagentur (2010) går 50 % af den tyskegipsproduktion til eksport, hovedsagelig til andre europæiske lande (her sigtes tilbl.a. naturgipsproduktion og ”andre gipsprodukter”). Importen er betydelig mindre,således at Tyskland fremstår som nettoeksportør af naturgips og andregipsprodukter. Det har ikke været muligt at finde data om eksport af kraftværksgipsfra Tyskland. Ikke desto mindre anses det for sandsynligt (understøttet af aktører igipsbranchen), at en eventuel eksport af gips fra Tyskland til Danmark vil bestå afkraftværksgips.I scenarie 1 (Tabel 6.1), hvor oparbejdet gipsaffald erstatter importeretkraftværksgips fra Tyskland, antages konsekvenserne for gipsmarkedet i Tysklandat blive, at det frigjorte tyske kraftværksgips i stedet anvendes tilgipspladefremstilling og således erstatter tysk naturgips. Den danske oparbejdningaf gipsaffald skal derfor godskrives undgået transport af kraftværksgips fraTyskland til gipspladefabrik i Danmark samt undgået udvinding og transport afnaturgips fra det tyske gipsbrud til den tyske gipspladefabrik, men tilskrivestransport af kraftværksgips til gipspladefabrik i Tyskland.I scenarie 2 antages konsekvenserne at blive anderledes: I det tilfælde, at der ikkeer tysk efterspørgsel efter kraftværksgips, kan dette produkt blive eksporteret tiltilgrænsende lande, f.eks. Holland, som er hjemsted for flere storegipspladefabrikker. I Holland kan kraftværksgipsen, på samme måde som iDanmark, substituere import af naturgips fra Spanien. I dette scenarie godskrivesdansk oparbejdet gipsaffald den undgåede transport af kraftværksgips fra Tyskland
78
til gipspladefabrik i Danmark samt undgået udvinding og transport af naturgips fradet spanske gipsbrud til den hollandske gipspladefabrik, men tilskrives transport afkraftværksgips fra Tyskland til gipspladeproducent i Holland.Som en konsekvens af den spekulative karakter af disse scenarier er der ikke valgttransportafstande mellem konkrete kraftværker, gipspladeproducenter etc., men istedet benyttet gennemsnitsafstande fra relevante områder i Tyskland til Danmarkog Holland. Således antages den tyske kraftværksgips at blive produceret iØstersøområdet (der ligger store kulfyrede kraftværker i Rostock og vedHamburg), og der er beregnet en gennemsnitsafstand til de danskegipspladeproducenter baseret på skibstransport med bulk carrier over Østersøeneller gennem Kielerkanalen. De resterende transportafstande er anslået på sammemåde, som det ses af Tabel 6.3.Tabel 6.3. Transportstrækninger og transportmidler ved substitution af tyskkraftværksgips i forbindelse med oparbejdning af gipsaffald til gipsplader.
ScenarierScenarie 1
Transport150 km med 48 tonlastvognstog fra kraftværk tilgipspladeproducent i Tyskland
Scenarie 2
550 km med 22.500 ton bulkcarrier fra kraftværk tilhollandsk gipspladeproducent
Undgået transport400 km med 22.500 tons bulkcarrier fra kraftværk til danskgipspladeproducent50 km med 48 tons lastvognstogfra gipsbrud til tyskgipspladeproducent400 km med 22.500 tons bulkcarrier fra kraftværk til danskgipspladeproducent3100 km med 22.500 bulk carrierfra spansk gipsbrud til hollandskegipspladeproducent
Afstande anslået vha. Google Maps (www.maps.google.dk )
6.1.2 Anvendelse af gipsaffald til cementfremstillingI basisscenariet blev der beskrevet en situation, hvor gipsaffald blev transporterettil oparbejdning i Falköping i Sverige og derefter benyttet som tilslagsmaterialeved cementfremstilling på Cementa AB’s fabrik i Skövde. Det fremgår afresultaterne præsenteret i Kap. 5, at den geografiske placering af cementfabrikkenhar betydning for behandlingsmetodens rangordning i forhold til de andrebehandlingsmetoder, som således skyldes transportforhold og ikke anvendelse afaffaldsgips i cementproduktion som sådan.For at give et mere retvisende billede af potentielle miljøeffekter ved dennebehandlingsmetode blev der derfor udført en følsomhedsanalyse, hvor gipsaffaldetantoges at blive anvendt i dansk cementproduktion hos Aalborg Portland (der gøresopmærksom på, at dette er et hypotetisk scenarie – der foreligger ingentilkendegivelse fra Aalborg Portland om noget sådant). Transportafstande blevderfor sammenlignelige med transportafstandene ved anvendelse af gipsaffald tilgipsplader og i kompost. Indsamling og transport ved disse behandlingsmetoderkunne meget vel tænkes at udstrækkes til at omfatte indsamling og transport afgipsaffald til cementfremstilling. Derfor blev indsamling og transport tilcementfabrikken modelleret som gennemsnit af værdier benyttet ved modelleringaf hhv. oparbejdning af gipsaffald til gipsplader og tilslagsmateriale i kompost (seBilag A for detaljer). På tilsvarende måde blev sortering af gipsaffaldet modelleretsom et gennemsnit af de to førnævnte behandlingsmetoder.
79
6.1.3 Anvendelse af gipsaffald i kompostVed anvendelse af gipsaffald i kompost blev det som udgangspunkt antaget, at derblev substitueret 50 kg S/ha per år. Dette svarer ved den anvendte dosering afkompost til, at 23,5 % af svovlindholdet i gipsaffaldet substituerede svovlgødning.Dette tal baseredes på afgrødernes svovlbehov, antagelser om dosering afkomposten og den antagelse, at sulfat hurtigt vil udvaskes uden for planternesvækstsæson (se afsnit 4.6.2). For at undersøge betydningen af disse forudsætningerblev der konstrueret to følsomhedsscenarier: et med 100 % substitution afsvovlgødning og et, hvor gipsens svovl intet substituerer (jf. afsnit 4.6.2 foruddybende forklaring). Ved 100 % substitution sker der ingen sulfatudvaskning,idet al gipsens svovl antages optaget af planterne. Ved ingen substitution antagesdet, at alt tilført svovl i stedet udvaskes som sulfat.Disse to følsomhedsscenarier blev opstillet under forudsætning af, at svovletsubstituerede handelsgødning med ammoniumsulfat, men det kunne tænkes, at detvar handelsgødning med tilskud af naturgips, som blev erstattet. Der blev derforudført en følsomhedsanalyse, hvor gipsaffaldet erstattede naturgips, dog stadig kuni størrelsesordenen 23,5 % som i basisscenariet.6.1.4 Anvendelse af gipsaffald til afdækning i TysklandVed modellering af anvendelse af gipsaffald til afdækning af slaggebjerge iTyskland blev det som udgangspunkt antaget, at gipsaffaldet erstattede jord, ogdesuden at alt svovl i gipsen omdannedes til sulfat og blev udvasket i løbet af de100 år, som er livscyklusmetodens tidshorisont. Der skete således ikke nogendannelse af H2S under eventuelt sulfatreducerende forhold. Betydningen af disse toforudsætninger blev undersøgt vha. to følsomhedsanalyser, hvor det blev antaget,at gipsaffaldet substituerede naturgips, og at der dannedes H2S af 1 % afsvovlindholdet i gipsaffaldet. Der gøres opmærksom på, at der ikke findes konkreteoplysninger om størrelsen af en eventuel svovlbrintedannelse ved anvendelse afgipsaffald til afdækning. Valget af 1 % svovlbrinteemission er derfor arbitrært,men skal afspejle det forhold, at selv en relativ begrænset omdannelse af gipsenssvovlindhold til svovlbrinte kan have væsentlige konsekvenser.Da emissionen af H2S som nævnt er arbitrært valgt, står det læseren åbent atestimere potentielle miljøpåvirkninger for andre størrelser af denne parameter.H2S-emission har kun betydning i påvirkningskategorierne forsuring,humantoksicitet via luft og ødelagte grundvandsressourcer. Da de potentiellemiljøpåvirkninger i kategorien forsuring og humantoksicitet via luft er ligefremproportionale med H2S-emissionen, hvorimod de potentielle miljøpåvirkninger ikategorien ødelagte grundvandsressourcer er omvendt proportionale med H2S-emissionen, kan de potentielle miljøpåvirkninger beregnes for enhver værdi afdenne parameter vha. resultaterne præsenteret i Figur 6.1 til 6.3.6.2 Potentielle miljøpåvirkninger i følsomhedsanalyserResultaterne af følsomhedsanalyserne for de ikke-toksiske påvirkningskategorier9fremgår af figur 6.1, hvor resultaterne for basisscenarierne er medtaget forsammenligningens skyld.
Miljøpåvirkningskategorien ”Fotokemisk ozondannelse” er vist på figur 6.1, men ikke omtalt iteksten, da størrelsen af de potentielle miljøpåvirkninger er ubetydelig.
9
80
6.2.1 DrivhuseffektVed anvendelse af gipsaffald til gipsplader blev miljøgevinsten idrivhuseffekkategorien mindre ved substitution af tysk naturgips end ibasisscenariet, men der var stadig en nettobesparelse ved behandlingsmetoden. Ifølsomhedsscenarie 2 (Tabel 6.3) var nettobesparelsen kun lidt mindre end ibasisscenariet. Som vist i Kap. 5, afsnit 5.3.1 skyldes miljøgevinsterne i dennemiljøpåvirkningskategori i lige så høj grad forbrænding af udsorterede papirrestersamt genvinding af metal som substitution af naturgips. Da mængden afudsorterede papirrester og metal til genvinding er den samme ifølsomhedsscenarierne som i basisscennariet, bliver effekten af ændredesubstitutionsforhold begrænset.I scenarierne med cementfremstilling gav placering af cementfabrikken i Danmarken smule større miljøbesparelse end placeringen i Sverige. Det skyldeshovedsagelig den mindre transportlængde for gipsaffaldet.Mht. anvendelse af gipsaffald i kompost havde større og mindre substitution afhandelsgødning den forventede effekt, idet de potentielle miljøpåvirkninger ipåvirkningskategorien drivhuseffekt steg og faldt tilsvarende i forhold tilbasisscenariet. Ved 100 % substitution af handelsgødning var anvendelse ikompost lidt bedre end anvendelse til cementfremstilling i dennemiljøpåvirkningskategori. Substitution af ammoniumsulfat i forhold til naturgipsviste sig ikke at have stor betydning.I afdækningsløsningen bevirkede antagelsen om, at gipsaffaldet substituerernaturgips en forbedring mht. drivhuseffekt, som hovedsagelig skyldes undgåedeemissioner fra transport og udvinding af naturgips (det bemærkes, at transport ogudvinding af naturgips er inkluderet i livscyklusfasen ”Behandling” i Figur 6.1 til6.3. ”Transport” betegner transport af gipsaffald), som er større end undgåedeemissioner ved lokal opgravning af jord til afdækning.Mht. drivhuseffekt kan behandlingsmetoderne under hensyntagen til de udførtefølsomhedsanalyser derfor rangordnes som følger: Anvendelse til gipspladerkommer bedst ud tæt fulgt af cementfremstilling. Anvendelse i kompost er ensmule dårligere end de foregående metoder dog med undtagelse af énfølsomhedsanalyse, hvor det antages, at svovlet i komposten substituererkunstgødning 100 %. Afdækningsløsningen resulter i de mindste miljøbesparelserfor basisscenariet såvel som for flertallet af følsomhedsscenarier.6.2.2 ForsuringI kategorien potentiel forsuring blev miljøbesparelsen ved oparbejdning afgipsaffald til gipsplader væsentligt reduceret i forhold til basisscenariet vedantagelsen om, at gipsaffaldet substituerer tysk naturgips. I dennemiljøpåvirkningskategori har substitution af naturgips afgørende betydning,hvorfor den meget kortere undgåede transport ved substitution af tysk naturgipsspiller ind. I scenariet, hvor kaskadeeffekten resulterer i substitution af naturgipsfra Spanien til Holland, er det hovedsagelig forskellen i transportstrækning mellemhenholdsvis Spanien og Holland og Spanien og Danmark, som gør, atbasisscenariet udviser lidt større miljøbesparelser i denne kategori.Mht. cementfremstilling gør de samme forhold sig gældende som for anvendelse tilgipsplader: Det er undgået udvinding og transport af naturgips, som er dendominerende livscyklusfase. Da oprindelsessted og transportstrækning fornaturgipsen antages at være de samme uafhængigt af, om gipsafaldet anvendes i
81
cementfremstilling i Sverige eller Danmark, bliver de potentielle miljøpåvirkningermeget ens, selvom transporten af gipsaffaldet er betydelig længere i basisscenariet.Ved anvendelse af gipsaffald i kompost er der nettomiljøpåvirkninger forbasisscenariet såvel som for samtlige følsomhedsanalyser. Der er dog tale ommeget små potentielle påvirkninger, der er mindre end 3 mPE/ton gipsaffald. Veden antagelse om at gipsindholdet i komposten erstatter naturgips faldernettopåvirkningen noget, men det resulterer ikke i en nettobesparelse, da der kun ertale om, at en del af gipsen erstatter naturgips.Dannelse af H2S ved anvendelse af gipsaffald til afækning vil have en væsentligbetydning for potentiel forsuring, da H2S reagerer i luft og bliver til SO2.Omdannelse af 1 % af svovlet i gipsaffaldet til H2S resulterede i potentiellenettomiljøpåvirkninger mht. forsuring på ca. 40 mPE/ton gipsaffald, hvilket varvæsentlig større end ved de andre behandlingsmetoder. Til gengæld resulteredesubstitution af naturgips uden dannelse af H2S i væsentlige nettomiljøbesparelserved anvendelse af gipsaffald til afdækning.Resultaterne for forsuring for de forskellige behandlingsmetoder indikerer, atanvendelse til gipsplader og cementfremstilling er ligeværdige i dennemiljøpåvirkningskategori, dog er anvendelse af gipsaffald til gipsplader mindrefordelagtigt end cementfremstilling, hvis man antager, at gipsaffaldet ultimativterstatter naturgips i Tyskland. Anvendelse af gipsaffald i kompost giver ikkeanledning til lige så store miljøbesparelser som de to andre behandlingsmetoder.Mht. afdækningsløsningen er resultaterne for forsuring meget afhængige afforudsætningerne, idet følsomhedsanalyserne her udviser både den størstenettopåvirkning og den største nettobesparelse af samtlige behandlingsmetoder.6.2.3 NæringssaltbelastningMønstret ved anvendelse af gipsaffald til gipsplader og i cement var fornæringssaltbelastning som for forsuring, dvs. at miljøbesparelserne var meget ensfor de to behandlingsmetoder undtagen ved antagelse af, at det var tysk naturgips,som blev erstattet ved anvendelse til gipsplader. Anvendelse i kompost resulteredei små nettomiljøbelastninger for samtlige følsomhedsanalyser, dog blevnettopåvirkningerne mindre ved øget substitution af svovlgødning og naturgips.Effekterne for næringssaltbelastning ved anvendelse til afdækning af slaggebjerge iTyskland var ligeledes små nettomiljøbelastninger undtagen under antagelse af, atgipsaffaldet substituerer naturgips. Her var der tale om nettomiljøbesparelser påstørrelse med besparelserne ved anvendelse til nye gipsplader og i cement.Overordnet set var anvendelse til gipsplader og cementfremstilling bedre endanvendelse til kompost og afdækning mht. potentiel næringssaltbelastning. Dogviste den følsomhedsanalyse hvor det antoges, at gipsaffald til afdækning erstattedenaturgips, et niveau svarende til niveauet ved anvendelse til gipsplader og tilcementfremstilling.
82
Figur 6.1. Potentielle ikke-toksiske miljøpåvirkninger fordelt på indsamling, transportog behandling ved ændring af beregningsforudsætninger. Signaturforklaring for deforskellige behandlingsmetoder:Til gipsplader:Basissce.:substitution af spansknaturgips.Subs. tysk naturgips:Substitution af tysk kraftværksgips – kaskadeeffekt er
83
substitution af tysk naturgips.Subs. spansk naturgips:Substitution af tyskkraftværksgips – kaskadeeffekt er substitution af spansk naturgips.I cement:Basissce.:Cementfabrik i Sverige.I Kompost:100 % S-sub.:Svovlindholdet igipsaffaldet substituerer 100 % handelsgødning.23,5 % S-sub. (naturgips):23,5 % af S igipsaffaldet substituerer svovl i naturgips.23,5 % S-sub. (basissce.):23,5 % af S igipsaffaldet substituerer S i handelsgødning.0 % subs.:Svovlet i gipsaffaldetsubstituerer ikke svovlindholdet i handelsgødning.Til afdækning:100 % substitution afnaturgips:Gipsaffaldet substituerer 100 % naturgips, ikke jord.Mindre metaludsort.:0.2 % metal udsorteres til genvinding i stedet for 0,9 %.99 % SO4-neds.+1 % H2S:99 %af S nedsiver til grundvand. 1 % omdannes til H2S.100 % SO4-neds. (basissce.):100 %af svovlet nedsiver til grundvandet som sulfat.
6.2.4 Toksiske miljøpåvirkningerFigur 6.2 viser resultaterne af følsomhedsanalyserne i de toksiskemiljøpåvirkningskategorier.I miljøpåvirkningskategorien ”Økotoksicitet i vand” spiller lastvognstransport enbetydelig rolle, hvorfor Tysklandsløsningen samt anvendelse til cementfremstillingi Sverige udviser de største potentielle miljøbelastninger. Dette gælder forbasisscenarierne såvel som for følsomhedsanalyserne.Det ses, at der er en meget betydelig potentiel nettomiljøbelastning i kategorienhumantoksicitet via luft ved anvendelse til afdækning, hvis der dannes H2S. Da deter uklart, om det sker, og i så fald i hvor store mængder, er der her en væsentligusikkerhed forbundet med miljøvurderingen.I miljøpåvirkningskategorien humantoksicitet via vand er det praktisk taget kunanvendelse af gipsaffald i kompost, som resulterer i nettomiljøbelastninger.Påvirkningerne skyldes tilstedeværelse af tungmetaller i gipsaffaldet, sommodvirkes i mindre grad af undgåede emissioner ved substitution afhandelsgødning (jordemissioner bidrager til denne påvirkningskategori, da en delaf de tungmetaller, der tilføres jordmiljøet med gipsaffaldet, iflg. UMIP-metodenantages at ende i vandmiljøet).For humantoksicitet i jord er det de samme mekanismer, som gør sig gældende,blot har undgåede emissioner ved substitution af handelsgødning større betydning.Mht. de toksiske påvirkningskategorier er der således væsentlige potentiellemiljøpåvirkninger forbundet med komposteringsløsningen, som er langt større endfor de andre behandlingsmetoder. Dette gælder for basisscenarierne såvel som forfølsomhedsanalyserne. Der er dog en undtagelse i det tilfælde, at anvendelse afgipsaffald til afdækning i Tyskland giver anledning til dannelse af H2S – dettemedfører en meget stor potentiel miljøpåvirkning i kategorien ”Humantoksicitetvia luft”.
84
IndsamlingTilafdækning
Transport
Behandling
TOTAL
100%subs.afnaturgipsmindremetaludsort.99%SO4‐ neds.+1%H2S100%S04‐ neds.(basissce.)100%S‐ subs.23.5%S‐ subs.(naturgips)23.5%S‐ subs.(basissce.)0%S‐ subs.Cementfabrik iDanmarkBasissce.Subs.spansknaturgipsSubs.tysk naturgipsBasissce.100%subs.afnaturgipsmindremetaludsort.99%SO4‐ neds.+1%H2S100%S04‐ neds.(basissce.)100%S‐ subs.23.5%S‐ subs.(naturgips)23.5%S‐ subs.(basissce.)0%S‐ subs.Cementfabrik iDanmarkBasissce.Subs.spansknaturgipsSubs.tysk naturgipsBasissce.100%subs.afnaturgipsmindremetaludsort.99%SO4‐ neds.+1%H2S100%S04‐ neds.(basissce.)100%S‐ subs.23.5%S‐ subs.(naturgips)23.5%S‐ subs.(basissce.)0%S‐ subs.Cementfabrik iDanmarkBasissce.Subs.spansknaturgipsSubs.tysk naturgipsBasissce.100%subs.afnaturgipsmindremetaludsort.99%SO4‐ neds.+1%H2S100%S04‐ neds.(basissce.)100%S‐ subs.23.5%S‐ subs.(naturgips)23.5%S‐ subs.(basissce.)0%S‐ subs.Cementfabrik iDanmarkBasissce.Subs.spansknaturgipsSubs.tysk naturgipsBasissce.
Humantoksicitet via jord
Humantoksicitet via vand
Humantoksicitet via luft
Økotoksicitet ivand
TilIgipsplader cement
Ikompost
TilITilafdækning gipsplader cement
Ikompost
TilITilafdækning gipsplader cement
Ikompost
TilITilafdækning gipsplader cement
Ikompost
‐50mPE/tongipsaffald
0
50
100
150
550200
Figur 6.2. Potentielle toksiske miljøpåvirkninger fordelt på indsamling, transport ogbehandling ved ændring af beregningsforudsætninger. Signaturforklaring som i Fig.6.1.
85
6.2.5 ”Andre” miljøpåvirkningerFigur 6.3 viser resultaterne af følsomhedsanalyserne i de ”andre”miljøpåvirkningskategorierIndsamlingTilafdækning
Transport
Behandling
TOTAL
100%subs.afnaturgipsmindremetaludsort.99%SO4‐ neds.+1%H2S100%S04‐ neds.(basissce.)100%S‐ subs.
Lagretøkotoksicitet i jord
Ikompost
23.5%S‐ subs.(naturgips)23.5%S‐ subs.(basissce.)0%S‐ subs.
Tilgipsplader Icement
Cementfabrik iDanmarkBasissce.Subs.spansknaturgipsSubs.tysk naturgipsBasissce.100%subs.afnaturgipsmindremetaludsort.99%SO4‐ neds.+1%H2S100%S04‐ neds.(basissce.)100%S‐ subs.
Lagretøkotoksicitet i vand
Ikompost
Tilafdækning
23.5%S‐ subs.(naturgips)23.5%S‐ subs.(basissce.)0%S‐ subs.
Tilgipsplader Icement
Cementfabrik iDanmarkBasissce.Subs.spansknaturgipsSubs.tysk naturgipsBasissce.100%subs.afnaturgipsmindremetaludsort.99%SO4‐ neds.+1%H2S100%S04‐ neds.(basissce.)100%S‐ subs.
Ødelagtegrundvandsressourcer
Ikompost
Tilafdækning
23.5%S‐ subs.(naturgips)23.5%S‐ subs.(basissce.)0%S‐ subs.
Tilgipsplader Icement
Cementfabrik iDanmarkBasissce.Subs.spansknaturgipsSubs.tysk naturgipsBasissce.
mPE/tongipsaffald
0
100
200
300
400
500
600
Figur 6.3. Potentielle ”andre” miljøpåvirkninger fordelt på indsamling, transport ogbehandling ved ændring af beregningsforudsætninger for behandlingsmetodernegipsaffald i kompost og anvendelse til afdækning i Tyskland. Signaturforklaring som iFig. 6.1.
86
Lagret økotoksicitet i vand og jord spiller ingen rolle, da der udelukkende skerpåvirkning fra de meget små mængder slagge fra forbrænding af papirrester fraoparbejdningen af gipsaffaldet, som anvendes til vejkonstruktion.Mht. ødelagte grundvandsressourcer skyldes påvirkningerne her udelukkendenedsivning af sulfat fra gipsaffaldet. Derfor ses der ingen effekter i dennemiljøpåvirkningskategori ved anvendelse af gipsaffald til gipsplader ogcementfremstilling. Mht. anvendelse i kompost spiller det ingen rolle, om gipsen ikomposten substituerer svovl i svovlgødning eller naturgips. Til gengæld sker dernedsivning af en yderligere mængde sulfat i det tilfælde, at svovlet slet ikkesubstituerer svovlgødning.Ved anvendelse af gipsaffald til afdækning har H2S-emissioner og forringetudsortering af metal kun ringe betydning for mængden af ødelagtegrundvandsressourcer. Derimod har antagelsen om, at gipsaffaldet substituerernaturgips afgørende betydning. Det skyldes, at der ved antagelse af, at gipsaffaldetsubstituerer naturgips, ikke vil ske nogen yderligere nedsivning af sulfat fragipsaffaldet, hvorved påvirkningen i denne miljøpåvirkningskategori forsvinder.6.2.6 Kvalitativ vurdering af gips’ indflydelse påkomposteringsprocessenTilsætning af strukturmateriale til kompost af organisk affald, f.eks. i form af greneog andet have-parkaffald, er en udbredt praksis, som i de fleste tilfælde ernødvendig for at sikre at komposten ikke falder sammen med anaerobe forhold tilfølge. Yderligere bidrager tilsætning af have-parkaffald med højt C:N-forhold til atopnå optimale forhold mht. denne procesparameter. Mindre velundersøgt ereffekten af at tilsætte andre tilslagsmaterialer, herunder gips, i forhold til atforbedre komposteringsprocessen.Der findes dog en artikel af Saludes et al. (2008), som netop beskriverkompostering af kvæggylle ved anvendelse af gipspladeaffald inklusiv papirrestersom strukturmateriale. Da hovedformålet med forsøget var at dokumentere, atgipspladeaffald kan benyttes som strukturmateriale, var der ikke nogetkontrolforsøg til at dokumentere den specifikke effekt af gips i forhold til andremulige strukturmaterialer. De overordnede resultater var, at gipsaffald er velegnetsom strukturmateriale, idet det tillod god beluftning af kvæggyllen med entilfredsstillende komposteringsproces til følge. Uanset tilstedeværelesen af gipsfandt der en intens ammoniakfordamning sted under komposteringens førstetermofile fase. Et andet forhold, der bør nævnes, er, at der detekteredes H2S-emissioner fra komposten, som forfatterne tilskriver anaerobe lommer ikompostmaterialet samt tilstedeværelsen af gips. Selvom komposteringsprocessenoverordnet set foregår under aerobe forhold, i modsætning til behandling afgipsaffald til afdækning af slaggebjerge, hvor anaerobe forhold må antages at væreudbredt, er der tilsyneladende alligevel en risiko for H2S-udsivning vedkompostering.I miljøvurderingssammenhæng vil især en eventuel formindskende effekt påemissioner af metan, lattergas og ammoniak have betydning. Adskillige artikleromhandler gips’ indvirkning på ammoniakfordampning underkomposteringsprocessen, men oplysninger om effekten på drivhusgasemissioner erfå. Lindau et al. (1998) og Pangala et al. (2010) undersøgte effekten påmetanemission af tilsætning af gips til hhv. rismarker og kunstige vådområder ogfandt, at metanemissionen nedsattes væsentligt ved denne praksis. Ifølgeforfatterne skyldes effekterne komplicerede interaktioner i jordmiljøet, herundermuligvis sulfatreducerende bakteriers hæmmende effekt på den
87
metanproducerende mikrobielle fauna. Det er dog ikke lykkedes at findedokumentation for en tilsvarende effekt, som kunne tænkes at foregå i anaerobelommer i materialet under kompostering.Det er velkendt, at anaerobe forhold under komposteringsprocessen fremmeremission af drivhusgasser som metan og lattergas, og almindeligvis forebyggesdette ved brug af strukturmaterialer, som tillader diffusion af ilt ind ikompostmaterialet. Der er dog i nærværende rapport tale om kompostering aforganisk affald, som allerede inkluderer strukturmateriale i form af have-parkaffald, og der er ikke klart om gipstilsætning yderligere vil bidrage tilforbedrede iltforhold. Det må derfor konkluderes, at de data, der er til rådighed,ikke er tilstrækkelige til at kvantificere en eventuel positiv effekt af gipstilsætningpå drivhusgasemission ved kompostering, selvom det ikke kan udelukkes, at derfinder en sådan effekt sted.Med hensyn til gipstilsætnings effekt på kvælstofemissioner underkomposteringsprocessen stiller sagen sig lidt anderledes, idet der er flerevidenskabelige publikationer, som berører dette emne, og som viser en positiveffekt. Zvomuya et al. (2005) undersøgte effekten af samkompostering affosforholdig gips – et biprodukt fra fremstilling af kunstgødning – og kvæggylle påbl.a. N-tab i form af ammoniakfordampning og fandt en omvendt proportionalitetmellem mængden af gips og ammoniaktabet. I det konkrete tilfælde formindskedesN-tabet med 0,11 % per kg fosforholdig gips, der blev tilsat, men effekten skyldessandsynligvis hovedsageligt den pH-nedsættende effekt af fosforsyreindholdet og imindre grad tilstedeværelsen af gips. Termeer & Warman (1992) og Mahimairajaet al. (1994) anfører gips’ forsurende effekt som mulig årsag til formindsketammoniakfordampning ved hhv. opbevaring af kvæggylle og kompostering aforganisk affald. Andre (Tubail et al., 2008) fandt ligeledes en udpræget positiveffekt på ammoniakfordampningen ved tilsætning af gips til kompost medkvæggylle. Effekten var dog betydelig mindre ved kompostering af bioaffald fra etrensningsanlæg – i dette tilfælde faldt ammoniakfordampningen med ca. 13 %.I et forsøg omfattende en række forskellige tilsætningsstoffers (heriblandt gips)indvirkning på ammoniakfordampning ved kompostering af hønsemøg (Koenig etal., 2005) viste gips sig som relativt effektiv til at nedbringeammoniakfordampningen. Ved laboratorieinkubationer af 12 dages varighednedsattes ammoniakfordampningen med ca. 30 % ved tilsætning af 140 g gips perkg hønsemøg (beregnet af nærværende rapports forfattere på baggrund af en figur iartiklen)..Af mere specifikke positive effekter af at tilsætte gips, f.eks. nedsat emission afdrivhusgasser, er de ikke påvist i forbindelse med komposteringsprocessen, men eneffekt sås dog ved tilsætning af gips til andre biologiske systemer (rismarker ogkunstige vådområder). Mht. nedsat ammoniakfordampning er der belæg for at ansegipstilsætning for at have en positiv effekt, men effektens størrelse er afhængig afkomposteringsforholdene, komposteringsmaterialernes art samt doseringen afgipsmængden. For at kunne indregne denne effekt i en miljøvurdering bør derderfor foretages komposteringsforsøg med den konkrete kompostblanding oggipsaffaldsdosering. Herved kunne en eventuel positiv effekt dokumenteres ved atmåle kvælstofindholdet i kompost tilsat gips sammenlignet med en kontrol udengipstilsætning.Det kan på baggrund af ovenstående konkluderes, at gipsaffald kan fungere somstrukturmateriale i kompost til at fremme aerobe forhold. Overslagsberegningerantyder, at hvis gipsaffaldet tilskrives en positiv effekt på komposteringsprocessen,som resulterer i en fuldstændig nedbringning af drivhusgasemission og
88
ammoniakfordampning, vil det medføre meget betydelige miljøbesparelser i flereaf de ikke-toksiske miljøpåvirkningskategorier, som ville være langt større endmiljøbesparelserne i forbindelse med de andre behandlingsmetoder.Denne effekt vil dog måske i lige så høj grad kunne opnås ved brug af andrestrukturmaterialer. Fra et konsekvens-LCA synspunkt kan man derfor ansesubstitution af et andet strukturmateriale, som den egentlige ændring, hvis(undgåede) livscyklusopgørelse skal tilskrives gipsaffaldet og ikke de (teoretiskmulige) undgåede emissioner fra komposteringsprocessen. Det er i det konkretetilfælde ikke kendt om en sådan substitution foregår, og hvis det er tilfældet, ihvilket forhold gips substituerer andre strukturmaterialer. Det vurderes derfor, atdet på nuværende tidspunkt ikke er muligt at kvantificere en eventuel effekt.,ligesom det stadig må betragtes som højst usikkert, hvilken effekt gips reelt har.6.3 Sammenfatning af resultater af følsomhedsanalyser:
Det europæiske gipsmarked er sammensat af naturgips, kraftværksgipssamt gipsaffald fra nedrivning og renovering af bygninger. Hvilken typegips, der anvendes til produktion af f.eks. gipsplader afhænger af udbud ogefterspørgsel samt gipskvaliteten. Ifølge tal fra Danmarks Statistik ogoplysninger fra branchen produceredes danske gipsplader indtil 2009 iovervejende grad af naturgips fra Spanien. Finanskrisen har imidlertidændret billedet en del, og der er derfor undersøgt betydningen af, ,atgipsaffald anvendt til gipsplader i Danmark substituerer kraftværksgips fraTyskland i stedet for som antaget i basisscenariet naturgips fra Spanien (jf.kapitel 6.1.1 for en detaljeret beskrivelse af de ændrede antagelser). Ved enkaskadeeffekt kan dette resultere i, at gipsaffald substituerer tysk naturgips.Dette medfører mindre miljøbesparelser end i basisscenariet pga. mindreundgået skibstransport og resulterer i, at cementfremstilling bliver bedreend gipspladefremstilling mht. forsuring, næringssaltbelastning ogøkotoksicitet i vand.Ved anvendelse af gipsaffald til gipsplader kan substitution af tyskkraftværksgips have en anden kaskadeeffekt afhængig af gipsmarkedet iTyskland. I dette tilfælde substitueres import af naturgips fra Spanien tilHolland. Dette havde kun mindre effekt i forhold til basisscenariet, daforskellen her skyldes forskellen i skibstransportafstand fra Spanien til hhv.Holland og Danmark.For at undersøge betydningen af den geografiske placering afcementfabrikken ved anvendelse af gipsaffald i cement blev der udført enfølsomhedsanalyse med cementfabrikken placeret i Danmark i stedet forSverige. Dette gjorde anvendelse i cement bedre end i basisscenariet pga.mindre transport, men det var stadig marginalt dårligere end anvendelse tilgipsplader. Det skyldes antagelsen om, at sorteringen af gipsaffald kunnebeskrives som et gennemsnit af sorteringen i forbindelse medgipspladefremstilling og anvendelse i kompostFor at demonstrere effekten af graden af substitution af svovlgødning vedanvendelse af gipsaffald i kompost blev yderpunkterne, dvs. ingensubstitution og fuld substitution beregnet. Ingen substitution resulterede imindre miljøbesparelser ved drivhuseffekt og større nettomiljøpåvirkningermht. de resterende påvirkningskategorier, men rangordenen i forhold tilbasisscenarierne ændredes ikke.
89
Ved fuld substitution af svovlgødning var der en væsentlig ekstrabesparelse på drivhuseffekten, og de resterende miljøpåvirkningskategorierpåvirkedes også i positiv retning, især i påvirkningskategorien ødelagtegrundvandsressourcer, hvor nettopåvirkningen faldt til nul, da der ikkeskete nogen sulfatudvaskning. Rangordningen i forhold til basisscenarierneændrede sig mht. drivhuseffekt, forsuring og ødelagtegrundvandsressourcer. Kompostering er dog stadig miljømæssigt setmindre hensigtsmæssigt end anvendelse til gipsplader i samtligepåvirkningskategorier, men er nu bedre end cementfremstilling i énpåvirkningskategori og bedre end afdækning i fire påvirkningskategorier.Fuld substitution af svovlgødning vil kræve tilsætning af en mindremængde gipsaffald per ton kompost eller alternativt udspredning afkomposten på et større landbrugsareal for at nå ned på de anbefaledesvovlgødningsmængder, dvs. maksimalt 50 kg S/ha. I forhold til deanvende svovlmængder på ca. 255 kg S/ha vil det kræve tilsætning af blot1/5 af denne mængde til komposten eller udspredning af komposten på etfem gange så stort areal.
Da der var en vis usikkerhed om hvilken type svovlgødning, gipsensubstituerede, blev der udført en følsomhedsanalyse under sammeforudsætninger som basisscenariet, men hvor det antoges, atsvovlgødskning skete med naturgips. Dette medførte ingenrangforskydninger i forhold til basisscenariet, hvilket skyldtes, at desparede nettomiljøpåvirkninger ved substitution af naturgips ogsvovlgødning viste sig at være i samme størrelsesorden.I forbindelse med afdækningsløsningen i Tyskland er der en teoretiskmulighed for, at der kan dannes svovlbrinte fra gipsaffaldet. Der blevudført en følsomhedsanalyse med omdannelse af 1 % af gipsaffaldetssvovlindhold til svovlbrinte. Dette havde stor effekt ipåvirkningskategorierne forsuring og humantoksicitet via luft, men detændrede kun rangordenen i førstnævnte kategori.I basisscenariet for afdækning af slaggebjerge i Tyskland blev der antagetat metalgenanvendelsen var 0,9 % (meget lig de resterende basisscenarier).For at undersøge konsekvensen af en mindre effektiv udsortering blev derudført en følsomhedsanalyse, hvor kun 0,2 % genanvendeligt metalaffaldblev udsorteret fra gipsaffaldet. Da metalgenanvendelse medførtebesparelser i de fleste miljøpåvirkningskategorier resulterede dette i størremiljøpåvirkninger men rangordenen af scenarierne ændredes ikke.I basisscenariet for afdækning af slaggebjerge i Tyskland varforudsætningen, at gipsaffaldet substituerede jord. For at undersøgekonsekvensen af en ændring af denne forudsætning blev der udført enfølsomhedsanalyse, hvor man antog at naturgips blev substitueret i stedetfor. Dette gav anledning til store miljøbesparelser, som sidestillede denneløsning med cementfremstilling og oparbejdning af gipsaffald til nyegipsplader.
90
7 Konklusioner aflivscyklusvurderingenDer blev udført en livscyklusvurdering af forskellige metoder til at behandlegipsaffald fra nedrivning og konstruktion af bygninger. Metoderne omfatteroparbejdning af gipsaffald til brug for nye gipsplader, anvendelse icementfremstilling, tilsætning til kompost samt afdækning af slaggebjerge iTyskland. Miljøpåvirkningerne i forbindelse med håndtering af gipsaffald er foralle behandlingsmetoder i flertallet af påvirkningskategorierne små, mindre end 20mPE/ton gipsaffald. Dette resulterer i, at indsamling og transport samt udnyttelse afrestfraktioner fra gipsaffaldet har relativ stor betydning for resultaterne. Dennebetydning er større for genanvendelse af gips end for andre genanvendeligematerialer, såsom metal og papir, idet miljøpåvirkningen fra oparbejdning afaffaldsgips og fra udvinding af naturgips er meget små. I begge tilfælde er der taleom enkle mekaniske processer såsom gravning og knusning, og der er ingenkemiske processer involveret.Det er derfor vigtigt at være opmærksom på, at stedspecifikke forhold, såsomtransportafstande og behandling af restprodukter, kan være afgørende formiljøvurderingen.
Ud fra en ren miljømæssig betragtning kan det konkluderes at:De valgte scenarier for pparbejdning af gipsaffald med henblik påfremstilling af gipspulver til produktion af nye gipsplader og anvendelse tilcementfremstilling er jævnbyrdige løsninger, omend produktion afgipsplader fremstår lidt bedre end cementløsningen. Begge løsningerudviser de samme miljøbesparelser som i stor udstrækning kommer frasubstitution af naturgips og derved undgået transport af naturgips tilDanmark. Disse effekter er begge direkte knyttet til teknologierne, idet detantages, at gipsaffaldet erstatter naturgips i forholdet én til én vedfremstilling af gipspulver og ved cementfremstilling. Det er således ikkegipspladefremstilling og cementfremstilling som teknologier betragtet, deradskiller de to løsninger, men de miljømæssige påvirkninger knyttet tilindsamling, transport og oparbejdning af gipsaffaldet samt disponering afrestprodukter bestående af udsorteret metal og en papirfraktion. Af disseparametre spiller transport den største rolle, idet cementfremstillingantages at foregå i Sverige.Anvendelse af gipsaffald som næringsstof og strukturmateriale i kompostog anvendelse som afdækningsmateriale på slaggebjerge i Tyskland erbegge miljømæssigt set mindre gode end de to ovennævntebehandlingsmetoder. Årsagen hertil er for kompostløsningensvedkommende, at det i modelleringen er forudsat, at en stor del af gipsenssvovlindhold udvaskes som sulfat som følge af, at der udbringes meresvovl, end planterne kan optage. Sulfatudvaskningen resulterer i en stornettobelastning i kategorien ødelagte grundvandsressourcer. Desudenbidrager kompostløsningen relativt meget til kategorierne humantoksicitetvia jord og vand som følge af, at det er den eneste behandlingsmetode,
91
hvor gipsaffaldet kommer i kontakt med landbrugsjord og dermedindirekte med mennesker. Her skal det dog nævnes, at en eventuel positiveffekt af gips på selve komposteringsprocessen i form af mindredrivhusgasemission og ammoniakfordampning ikke er medregnet, idet detikke var muligt at kvantificere og ej heller verificere en sådan mulig effekt.Anvendelse som afdækningsmateriale belaster især miljøet pga.transporten til Tyskland og miljøpåvirkningerne knyttet hertil samtudvaskning af sulfat fra gipsen, som potentielt kan ende i grundvandet ogdermed skade dette. Samtidig er der ikke miljøbesparelser forbundet medsubstitution af naturgips ved anvendelse som afdækningsmateriale, ogdette adskiller ligeledes denne løsning fra anvendelse til gipsplader ogcementfremstilling. Brug af gipsaffald i kompost og til afdækning ersåledes som teknologier betragtet miljømæssige ringere løsninger end de toandre behandlingsmetoder.I en række følsomhedsanalyser blev miljøvurderingens robusthed testet iforhold til ændringer af de grundlæggende forudsætninger. Der blev udførtni følsomhedsanalyser heriblandt ændrede substitutionsforhold iforbindelse med anvendelse af gipsaffald til gipsplader, ændret geografiskbeliggenhed af cementfabrikken, andre substitutionsforhold forsvovlgødning ved anvendelse i kompost, samt antagelse af udsivning afsvovlbrinte og substitution af naturgips ved anvendelse til afdækning iTyskland. Ud af disse følsomhedsanalyser var de mest markante resultater,at antagelsen om 100 % substitution af svovlgødning af gips i kompostforbedrede kompostløsningen væsentligt, samt at antagelsen om, atgipsaffaldet substituerede naturgips ved afdækning af slaggebjerge iTyskland gjorde denne løsning miljømæssigt konkurrencedygtig medanvendelse af gipsaffald til gipsplader og i cementfremstilling.
92
8 Referenceraffald danmark(2010) Håndteringen af gipsaffald fra genbrugspladser i regi afaffald danmark.Notat af 14. september 2010 til Miljøstyrelsen.Biosense (2010) Deklaration af kompost fra komposteringsanlægget i Agerskov.Boswell, C.C. (1997) Dryland lucerne responses to elemental sulphur of differentparticle sizes applied at different rates and frequencies in North Otago, NewZealand. New Zealand Journal of Agricultural Research 40: 283-295.Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. 2011. Steine und Erden in derBundesreplublik Deutschland (udkast). Schweizerbarth´sche Verlagsbuchandlung,Johannesstraße 3A, 70176 Stuttgart.Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. 2010. Dokumentation Nr. 592.Der Bergbau in der Bundesrepublik Deutschland 2009. Bergwirtschaft und Statistik– 61. Jahrgang 2010.DERA Deutsche Rohstoffagentur. 2010. Rohstoffwirtschaftliche Länderstudien,Heft xxxix: Bundesrepublik Deutschland Rohstoffsituation 2009. Hannover,November 2010.Danbørs (2010) Kvalitetsbeskrivelse af gipspladeaffald til nyttiggørelse i Tyskland.Dansk landbrugsrådgivning (2010)http://app4.landscentret.dk/DyrkVejl/Forms/Main.aspx?page=Vejledning&cropID=104 (set 17/12 2010)Eriksen, J. (1996) Incorporation of S into soil organic matter in the field asdetermined by the natural abundance of stable S isotopes. Biol. Fertil. Soils 22:149-155.Gentil, E., Christensen, T.H. & Aoustin, E. (2010) Greenhouse gas accounting andwaste management. Waste Management & Research 27: 696-706.GEUS (2000). Grundvandsovervågning.http://www.geus.dk/publications/grundvandsovervaagning/g-o-2000-kap6.pdf (set26/11 2010).Gibbons, W. & Moreno, T. (2002) The Geology of Spain. Udgivet af det SpanskeGeologiske Selskab.Hindrichsen, F. (2010) Notat om svovl udarbejdet for Freiberg & Jespersen.Hjelmar, O. (2010) Eksport af gipspladeaffald fra Danmark til anvendelse tiloverdækning af stensaltsdeponier fra potaskeproduktion i Tyskland. Notatudarbejdet for Gypsum Recycling.
93
Kirkeby, J.T., Birgisdóttir, H., Hansen, T.L., Christensen, T.H., Bhander, G.S. &Hauschild, M.Z. (2006): Environmental assessment of solid waste systems andtechnologies: EASEWASTE. Waste Management and Research 24: 3-15.Koenig, R.T., Palmer, M.D., Miner, F.D., Miller, B.E. & Harrison, J.D. (2005)Chemical Amendments and Process Controls To Reduce Ammonia VolatilizationDuring In-House Composting. Compost Science & Utilization 13: 141-149.Kongshaug, G. (1998) Energy consumption and greenhouse gas emissions infertilizer production. Conference contribution at IFA Technical Conference,Marrakesh, Morocco 1998.Kowalenko, C.G. (2009) Availability of single spring applications of three sulphursources to grass under humid weather conditions. Can. J. Soil Sci. 89: 511-519.Lindau, C.W., Wickersham, P., DeLaune, R.D., Collins, J.W., Bollick, P.K., Scott,L.M. & Lambremont, E.N. (1998) methane and nitrous oxide evolution and15Nand226R uptake as affected by application of gypsum and phosphogypsum toLouisiana rice. Agriculture Systems and Environment 68: 165-173.Mahimairaja, S., Bolan,N.S., Hedley, M.J. & Macgregor, A.N. (1994) Losses andtransformation of nitrogen during composting of poultry manure with differentamendments: an incubation experiment. Bioresource Technology 47: 265-273.May, A. & Sweeney, J.W. (1984) Evaluation of Radium and toxic elementsleaching charecteristics of Florida phosphogypsum stockpiles. In: Kuntze, R.A.(ed.) The Chemistry and Technology of Gypsum. ASTM special technicalpublication 861, ASTM 1916 Race Street, Philadelphia, PA.Pangala, S.R., Reay, D.S. & Heal, K.V. (2010) Mitigation of methane emissionsfrom constructed farm wetlands. Chemosphere 78: 493–499.Plantedirektoratet (2010) Vejledning om gødsknings- og harmoniregler.Planperioden 1. august 2010 til 31. juli 2011. Ministeriet for Fødevarer, Landbrugog Fiskeri.Rambøll (2010) Overgaard Gods. Undersøgelse og risikovurdering afaffaldsprodukter.Saludes, R.B., Iwabuchi, K., Miyatake, F., Abe, Y. & Honda, Y. (2008)Characterization of dairy cattle manure/wallboard paper compost mixture.Bioresource Technology 99: 7285–7290.Spain – Energy Mix Fact Sheet (2007).http://ec.europa.eu/energy/energy_policy/doc/factsheets/mix/mix_es_en.pdf(setoktober, 2011).Stranddorf, H.K., Hoffmann, L. & Schmidt, A. (2005): Impact categories,normalisation and weighting in LCA. Environmental News No. 78. Miljø- ogEnergiministeriet, Miljøstyrelsen.Termeer, W.C. & Warman, P.R. (1993) Use of mineral amendments to reduceammonia losses from dairy-cattle and chicken-manure slurries. BioresourceTechnology 44: 217-222.
94
Trafikministeriet (2000) TEMA2000 – Et værktøj til at beregne transportersenergiforbrug og emissioner i Danmark. Teknisk rapport.TSI - The Sulphur Institute www.sulphurinstitute.org (set 25. januar 2011).Tubail, K., Chen, L., Michel, F.C, Keener, H.M., Rigot, J.F., Klingman, M., Kost,D. & Dick, W.A. (2008) Gypsum Additions Reduce Ammonia Nitrogen LossesDuring Composting of Dairy Manure and Biosolids. Compost Science &Utilization 16: 285-293.Wenzel, H; Hauschild, M. & Alting, L. (1997) Environmental Assessment ofProducts. Volume 1: Methodology, tools and case studies in product development.Kluwer Academic Publishers.WRAP (2008) Life cycle assessment of plasterboard. Publiceret af Waste &Resources Action Programe, Oxon, UK.Zvomuya, F., Larney,F.J., Nichol, C.K., Olson, A.F., Miller, J.J. & DeMaere, P.R.(2005) Chemical and Physical Changes Following Co-Composting of Beef CattleFeedlot Manure with Phosphogypsum. J. Environ. Qual. 34: 2318–2327.
95
Samfundsøkonomisk vurderingSamfundsøkonomisk vurdering af forskellige alternativerfor håndtering og behandling af gipsaffald
Mikkel Kromann og Eva Willumsen
COWI A/S
96
9 Metode og tilgangI dette kapitel beskrives den anvendte metode og tilgang til densamfundsøkonomiske analyse.Analysen er udført i overensstemmelse med Miljøministeriets vejledning i”Samfundsøkonomiskvurdering af miljøprojekter”.Det betyder, at der ergennemført både en samfundsøkonomisk10og budgetøkonomisk analyse af deopstillede scenarier. De væsentligste aspekter og antagelser ved de to analyser erkort beskrevet i det følgende. Desuden er et afsnit dedikeret til centraleforudsætninger og antagelser i den samfundsøkonomiske analyse.Den samfundsøkonomiske vurdering er blevet eksternt evalueret af seniorforskerCathrine Hagem fra Statistics Norway. Evalueringsrapporten kan findes i Bilag B.9.1 Samfundsøkonomisk metodeI grundlaget for en politisk beslutning indgår en række forskellige aspekter, hvorafen samfundsøkonomisk vurdering kun er ét blandt flere. Den samfundsøkonomiskevurderings bidrag er en økonomisk analyse, hvor der foretages en konsistentafvejning af projekternes gevinster og omkostninger.Det samfundsøkonomiske resultat udtrykker summen af fordele og ulemper vedprojektets konsekvenser for samfundet som helhed. Resultatet opgøres inutidsværdi ved hjælp af diskontering af fremtidige effekter, eller ved omregningaf effekter over tid til en årlig værdi ud fra diskonteringsfaktoren som er tilfældet inærværende analyse. I den samfundsøkonomiske analyse medregnes såvel dedirekte økonomiske konsekvenser som de miljømæssige effekter udtrykt i kr.Vurderingen af et projekts samlede lønsomhed baseres på værdien af detsamfundsøkonomiske overskud, hvor en positiv værdi indikerer, at det vil værefordelagtigt for samfundet samlet set at gennemføre projektet.I vurderingen af det samfundsøkonomiske resultat er det vigtigt at holde sig for øje,at der inden for miljøøkonomi som oftest er elementer, der ikke inddrages ianalysen. I praksis er det således vigtigt at tage en række forhold i betragtning, somikke fremgår af en simpel vurdering af analysens nettonutidsværdi.Tre forhold bør og vil blive vurderet i dette projekt:
••
Ikke-værdisatte effekterUsikkerhed
10
Ordet samfundsøkonomisk analyse anvendes her. I Miljøministeriets vejledning benyttes ordetvelfærdsøkonomisk om det samme begreb.
97
•
Fordelingsmæssige konsekvenser
9.1.1 Ikke-værdisatte effekterEn samfundsøkonomisk analyse vil sjældent kunne medtage den økonomiskepåvirkning af samtlige konsekvenser af et givent tiltag. En række miljøeffekter månødvendigvis udelades i praksis, enten fordi der ikke findes pålidelige metoder tilkvantificering af effektens størrelse, eller fordi der ikke findes brugbarværdisætning (enhedspris) for miljøeffekten. Endelig udelades effekter, som påforhånd og med god sikkerhed vurderes at være uden betydning for resultatet, fordieffekten er meget lille, og hvor en værdisætning vil være ressourcekrævende ellervanskelig.De effekter, som ikke værdisættes i den samfundsøkonomiske analyse,kvantificeres så vidt muligt i livscyklusanalysen, og deres betydning vurderes iforhold til det samlede resultat.9.1.2 UsikkerhedFor en del af de effekter, der medtages i analysen, er både kvantificeringen afeffekten og værdisætningen usikker. Følsomhedsanalyser er derfor en væsentlig delaf den samfundsøkonomiske analyse, idet de sikrer, at betydningen af disseusikkerheder afdækkes.En væsentlig del af konklusionen på en samfundsøkonomisk analyse er derfor atbeskrive kritiske forudsætninger, der har afgørende betydning for størrelsen ellerfortegnet af nettonutidsværdien.Følsomhedsanalyserne i dette projekt fremgår af afsnit 11.3.9.1.3 Fordelingsmæssige konsekvenserDen samfundsøkonomiske vurdering vil aldrig kunne udgøre helevurderingsgrundlaget, uanset om alle relevante effekter kunne værdisættes. For denpolitiske beslutningstager vil der desuden være fordelingsmæssige hensyn, det vilsige, hvordan gevinster og omkostninger rammer forskellige befolkningsgrupperfordelt på f.eks. geografi (bl.a. om en given teknologi har gavnlige effekter forudkantsområder), indkomst, alder, forbrugere/producenter, skatteborgere osv.De fordelingsmæssige konsekvenser af direkte økonomiske påvirkninger afdækkesi analysen i den budgetøkonomiske analyse, hvor der fokuseres påaffaldsproducenter og behandlingsvirksomheder.9.2 Centrale forudsætninger og antagelser i densamfundsøkonomiske analyseDer indgår en række centrale beregningsmæssige forudsætninger i densamfundsøkonomiske analyse. Disse er summeret i nedenstående tabel, og der er idet følgende redegjort for de anvendte forudsætninger.
98
Tabel 9.1 Beregningsmæssige forudsætninger
ParameterGrundlæggendemetodeBeregningsårDiskonteringsfaktorNettoafgiftsfaktorSkatteforvridningsfaktorGeografiskafgrænsningPrisniveau, resultaterPrisniveau,forudsætningerResultatopgørelse
Værdi/forudsætningMarkedsprismetode baseret påvelfærdsøkonomiske principper20105%35%20%Både dansk og international2010-priser, markedspriser2010-priser, faktorpriserEnhedspriser, kr/ton gipsaffald
9.2.1 Beregningspriser og værdisætning af miljøeffekterGenerelt er beregningspriserne for resultaterne i analysen så vidt muligt oghensigtsmæssigt opgjort i markedspriser, mens forudsætninger generelt erpræsenteret i faktorpriser. Alle værdier er opgjort i 2010-priser.Generelt er de samfundsøkonomiske konsekvenser fra tidligere led iproduktionsprocessen eller fra fortrængt produktion implicit medregnet i deanvendte enhedspriser på input og produkter for de betragtede processer.Et særligt aspekt knytter sig til miljøeffekterne fra de tidligere led og fortrængtproduktion. Kun i det omfang disse er fuldt internaliserede via afgifter på depågældende markeder, kan de også betragtes som medregnet i de ovennævntepriser. Sparede miljøeffekter fra den fortrængte produktion af processernesprodukter er medregnet på basis af resultaterne af livscyklusvurderingen.For de miljøeffekter, hvor værdisætning har været mulig, er der anvendtberegningspriser udtrykt per fysisk enhed. Alle priser er opgjort i dagensprisniveau. Det er redegjort nærmere for de anvendte priser i afsnit 10.6.9.2.2 DiskonteringsfaktorenFor at kunne omregne effekter, der falder over tid, til en årlig værdi, anvendes endiskonteringsfaktor. Diskonteringsfaktoren bør afspejle samfundets forventedefremtidige afkast på investeringer. Det er i dag praksis i Danmark at anvende endiskonteringsfaktor på 5 %.I denne analyse er alle værdier opgjort som årlige værdier i 2010. Da det ikke harværet muligt at indhente data om investeringer, er diskonteringsfaktoren ikkebenyttet til at omregne investeringer til årlige omkostninger. I stedet anvendesprisdata.
99
9.2.3 Skatteforvridning og nettoafgiftsfaktorI overensstemmelse med anbefalingerne i Miljøministeriet (2010) medregnes der etskatteforvridningstab. Forvridningsfaktoren skal fastsættes i overensstemmelsemed Finansministeriets vejledning, dvs. til 20%.Der regnes i markedspriser i analysen. For at udtrykke produktionsgodersmarginale værdiproduktivitet i et prisniveau, der afspejler markedsprisen ogdermed betalingsvilligheden for de resulterende produkter, skalproduktionsgodernes købspriser forhøjes med en gennemsnitlig nettoafgiftsfaktor.Nettoafgiftsfaktoren udtrykker det afgiftstryk, der i gennemsnit findes påforbrugsvarer.Ifølge Miljøministeriet (2010) skal anvendes den af Finansministeriet fastsattenettoafgiftsfaktor. Der anvendes derfor en nettoafgiftsfaktor på 35% svarende tilden aktuelle anbefaling fra Finansministeriet.9.2.4 Geografisk afgrænsningIfølge Miljøministeriet (2010) skal man som udgangspunkt anvende en nationalafgrænsning i den samfundsøkonomiske vurdering.Den nationale afgræsning anvendes ud fra en betragtning om, at det erkonsekvenserne for det danske samfund, som skal afspejles i etbeslutningsgrundlag, og at vurderingen af konsekvenserne skal ske på grundlag afden danske befolknings præferencer målt ved den på markedet udtrykte eller denindirekte afslørede betalingsvilje for goderne.Ifølge denne definition er det altså uden betydning for resultatet, om behandlingenforetages af dansk eller udenlandsk ejede virksomheder. Undtaget herfra er dogtilfælde, hvor behandleren er i stand til at få overnormal profit af behandlingen.Her vil det være afgørende, om den overnormale profit tilbageføres til det danskesamfund eller til udenlandske aktører. Overnormal profit, som tilfalder danskeaktører, tæller som en transferering mellem danske aktører, og er således ikke ensamfundsøkonomisk omkostning. Overnormal profit til udenlandske aktører vilderimod tælle som en omkostning for danske aktører, og er dermed ensamfundsøkonomisk omkostning.En national afgrænsning medfører imidlertid, at man ikke skal medtagemiljøkonsekvenserne i andre lande, og det kan problematiseres, om afgrænsningener hensigtsmæssig i forbindelse med vurderingen af projekter med miljøeffekter iudlandet, hvilket er tilfældet for håndtering af gipsaffald.Det fremgår af Miljøministeriets vejledning side 70, at ”Ifølgedet nytteetiskevurderingsgrundlag bør den velfærdsøkonomiske vurdering omfatte projektetskonsekvenser for alle berørte personer i ind- og udland. Nytteetikken tilsiger altså,at der under alle omstændigheder bør anlægges et globalt perspektiv i forbindelsemed den velfærdsøkonomiske vurdering, og at der derfor bør benyttes en globalafgrænsning ved konsekvensbeskrivelsen. … I de senere år er der imidlertid selvved vurdering af indenlandske miljøprojekter en tendens til at forlade den snævrenationale afgrænsning af konsekvensbeskrivelsen. ”Blandt andet inden for affaldssektoren har valget af afgrænsning en vis betydningfor vurdering af miljøeffekter, siden affald i stigende grad er en internationalhandelsvare. Væsentlige miljøpåvirkninger - positive såvel som negative - kansåledes tænkes at ske i udlandet.
100
Et problem ved at belyse udenlandske påvirkninger er, at værdisætningen afmiljøpåvirkninger er forskellig fra land til land. Det skyldes at, værdien afmiljøeffekter ofte hænger sammen med bl.a. landets forbrugerpræferencer,indkomstforhold og generelle sundhedstilstand. For sammenligneligenordeuropæiske lande er dette et forholdsvist behersket problem, men der kan værebetydelige forskelle mellem industrialiserede lande og udviklingslande.I denne analyse er det valgt at anlægge både en dansk afgrænsning og etinternationalt perspektiv, dog kun angående miljøeffekterne og ikke overnormalprofit. På denne måde synliggøres størrelsesordenen af den miljøbelastning, derforekommer i udlandet. Grunden til, at der ikke skelnes mellem hvor denpotentielle overnormale profit forekommer, er, at der ikke har været oplysninger ogdata til at understøtte en sådan beregning.En egentlig modellering af hvilke emissioner i udlandet, der rammer Danmark, oghvilke emissioner i Danmark, der rammer udlandet, har ikke ligget inden foropgavens rammer. Derfor er det simplificerende antaget, at emissioner fra kilder iudlandet giver disnytte i udlandet og emissioner fra kilder i Danmark giver disnyttei Danmark.Værdisætningen af emissioner i det internationale perspektiv er foretaget meddanske emissionsværdier. Det har ikke ligget inden for opgavens rammer atberegne i hvilke lande, de forskellige udledningsændringer vil ske, samt atfremskaffe et datasæt for emissionsværdisættelse for de pågældende lande. Der ersåledes tale om et vejledende bud på miljøomkostninger i udlandet.9.2.5 Allerede afholdte investeringerOpgørelsen af de samlede anlægsinvesteringer for en behandlingsform afhænger af,hvordan man opgør værdien af eksisterende kapitalapparat. Der er her toalternativer:
•
"Bar mark"-antagelsen, hvor alle dele af produktionsanlægget medregnes tilde omkostninger, det koster at producere dem."Alternativomkostnings"-antagelsen, hvor eksisterende dele af anlæggetopgøres til den værdi, som det vil have under bedste alternative anvendelse.
•
Denne analyse omhandler en teknikvalgsproblemstilling. Det vil sige, at det skalafdækkes, hvilken af forskellige metoder til håndtering af gipsaffald, som er mestrentabel for samfundet på langt sigt. I forbindelse med analyser af denne typeanbefales det i Miljøministeriet (2010), at man ikke medtager allerede afholdteinvesteringer ud fra en begrundelse af, at man ikke skal være låst af alleredeforetagne valg, når man skal beslutte, hvilken teknik der er den bedste. "Bar mark"-antagelsen benyttes derfor i analysen, hvilket betyder at de fulde investeringer vedde forskellige metoder til håndtering af gipsaffald medregnes gennem anvendelseaf de løbende prisdata, uanset om de allerede er afholdt eller ej.9.2.6 Opgørelse af transportafstande og indsamlingsmønstreAnalysen er gennemført med udgangspunkt i de eksisterende transportafstande ogindsamlingsmønstre. Det betyder, at behandlingsformernes nuværendeaffaldsopland danner udgangspunkt for den samfundsøkonomiske vurdering.
101
Som en følsomhedsanalyse er de samfundsøkonomiske omkostninger opgjort medsamme affaldsopland for alle behandlingsformer. Denne analyse illustrerer således,hvordan omkostninger ved de enkelte behandlingsformer vil være, hvis hver afbehandlingsformerne med deres nuværende anlæg og udstyr skulle behandle affaldfra hele Danmark.9.2.7 EnhedsomkostningerAnalysen er opbygget, så der tages udgangspunkt i ét ton gipsaffald. Denne tilganger dels valgt, fordi det er nemmere at fortolke dette resultat end de samledesamfundsøkonomiske omkostninger, og dels fordi den samfundsøkonomiskeanalyse dermed bedre kan sammenlignes med livscyklusvurderingen, hvorresultaterne ligeledes opgøres per ton gipsaffald.9.3 Budgetøkonomisk analyseOpgørelse af den direkte økonomiske påvirkning af de enkelte berørte parterbetegnes en budgetøkonomisk analyse. Den budgetøkonomiske analyse omfatterudelukkende de direkte finansielle omkostninger/gevinster, der pålæggesforskellige dele af samfundet i forbindelse med affaldshåndteringen, og belysersåledes de direkte fordelingsmæssige konsekvenser.De budgetøkonomiske konsekvenser bør opgøres for de forskelligesamfundsgrupper, som påvirkes mest markant. I denne analyse omfatter dissepotentielt:
••••
Kommunerne/affaldsselskaberneAffaldsproducenter (husholdninger og erhverv)BehandlingsvirksomhederneStatsfinanserne
Udover ovenstående interessenter vil en række øvrige aktører blive påvirketøkonomisk, eksempelvis vognmænd. Påvirkningen af disse aktører er imidlertid afmindre omfang.Den budgetøkonomiske analyse afdækker de økonomiske konsekvenser for hverenkelt type aktør, som påvirkes af de belyste alternativer.Med udgangspunkt i den eksisterende danske hvile-i-sig-selv regulering vilomkostningerne ende hos affaldsproducenterne. Den pris, som husholdninger ogerhverv betaler for at få behandlet deres gipsaffald, skal nemlig afspejleomkostningerne. Derved vil evt. forøgede omkostninger til indsamling, transport,omlastning og behandling af gipsaffald afholdt af kommune, affaldsselskab ellerbehandlingsvirksomhed i sidste ende skulle afholdes af affaldsproducenterne(husholdninger og erhverv).Den budgetøkonomiske analyse koncentrerer sig derfor om at klarlægge, hvordanbehandlingsvirksomhederne og affaldsproducenterne påvirkes.
102
9.4 ScenarierDer er opstillet fire scenarier, som indgår i analysen. Hvert af scenarierne omfatteren behandlingsform separat:
•
Gipsplader:Oparbejdning af gipsaffald med henblik på fremstilling afgipspulver til produktion af nye gipsplader.Cement:Anvendelse af gipsaffald til fremstilling af cement.Kompostering:Anvendelse af gipsaffald i kompost som næringsstof ogstrukturmateriale på landbrugsjord.Afdækning:Anvendelse af gipsaffald som afdæknings- og konturgivendemateriale i Tyskland.
••
•
103
10 BeregningsmæssigeforudsætningerI dette kapitel beskrives de beregningsmæssige forudsætninger for densamfundsøkonomiske vurdering. Forudsætningerne er opgjort i faktorpriser, dvs.ekskl. moms og evt. afgifter. Først gennemgås forudsætninger som er forskelligemellem teknologierne (f.eks. transport, restprodukter og teknologi). Dernæstgennemgås forudsætninger, som er ens for teknologierne, f.eks. værdisætning afmiljøpåvirkninger samt enhedsomkostninger ved transport, omlastning mv.10.1 Generelle omkostningerFor at gøre behandlingsformerne så sammenlignelige og standardiserede sommuligt benyttes et fælles datagrundlag for transportomkostninger, nemlig DTUTransports "Transportøkonomiske enhedspriser", jf. DTU Transport (2010). Disseangiver afstands- og tidsafhængige enhedsomkostninger for sættevogne og lastbilermed hængere. Virksomhederne har oplyst gennemsnitlige afstande for indsamlingog transport. Ved hjælp af disse afstande og enhedsomkostningerne udregnes enstandardiseret omkostning for transport for hver enkelt teknologi. Virksomhedernehar dog også oplyst deres behandlingsomkostninger med og uden transport.Forskellen herimellem anvendes til kvalitetssikring af den beregnedestandardiserede transportomkostning.Transporten af gipsaffaldet til behandlingsstedet foregår ikke på samme måde foralle behandlingsmetoder. For tre af metoderne indsamles affaldet tilomlastningsstationer, hvorefter det omlastes og køres til behandlingsstedet (dettekaldes her transport). For en behandlingsform foregår indsamling og transport medsamme køretøj uden omlastning.COWIs affaldseksperter har skønnet, at omlastningsomkostningerne for gipsaffalder 42 kr/ton baseret på brug af en modtageplads på 1.000 m2samt en mindregrabmaskine eller gummiged. På omlastestationen bruges ½ årsværk på håndteringog sortering (svarende til cirka 13 ton/mandtime).Derudover vil der være en restfraktion af øvrige materialer fra gipsaffaldet, somskal slutdisponeres, f.eks. papirrester, træ, plastic og metal samtisoleringsmateriale. Slutdisponeringen sker typisk ved forbrænding, undtagen forfrasorteret metal. For alle teknologier gælder, at der sker en forsortering, hvor enstor del af restfraktionen sorteres fra. Omkostninger til håndtering og transporten afdisse restfraktioner medregnes også.Restfraktionen af papir kan indeholde en varierende mængde affaldsgips, somafhænger af hvor meget gips, der kan udsorteres med behandlingsmetoden. Dennemængde gipspulver vil blive omsat i forholdet 2:1 til røggasrensningsprodukt(RGP) på forbrændingsanlægget11og skal specialdeponeres. Omkostningen tilPå forbrændingsanlæg renses gipsens svovl ud af røgen ved hjælp af kalk som tilsammen binder sigtil ny gips. Det betyder, athalvdelen af gipsen omsættes til røggasrensningsprodukt, mens den andenhalvdel omsættes til slagger.11
104
håndtering af røggasrensningsprodukter er fastsat til 370 kr/ton RGP på basis afCOWI (2004).10.2 Driftsøkonomi ved anvendelse til gipspladerI dette afsnit beskrives omkostningerne til behandling, indsamling og transport afgipsaffald til fremstilling af affaldsgipspulver til anvendelse i produktion afgipsplader. Indledningsvis beskrives substitutionsforholdene for affaldsgipspulver.Ved beregningen af de samfundsøkonomiske omkostninger ved anvendelse tilgipsplader er taget udgangspunkt i Gips Recycling A/S (GR) proces, både hvadangår indsamling og behandling.10.2.1 SubstitutionDen danske produktion af kraftværksgips er ikke stor nok til at imødekomme dendanske efterspørgsel efter gips og har været og vil fortsat være i kraftig tilbagegangi takt med, at værkerne omstilles fra at fyre med kul til at fyre med gas og biofuels.Derudover har kraftværksgips en meget ensartet kvalitet i forhold til naturgips oghar traditionelt altid være billigere i anskaffelse end naturgips. Hviskraftværksgipsen ikke kunne afsættes til genanvendelse, ville den skulle deponeres,hvilket ikke er forekommet i mange år. Når gipsaffald oparbejdes tilaffaldsgipspulver, er det derfor oplagt, at affaldsgipsen substituerer import afnaturgips, og ikke kraftværksgips produceret regionalt. Se i øvrigt beskrivelsen afsubstitution i kapitel 4 om kortlægning af livscyklus.10.2.2 BehandlingGR har af hensyn til deres konkurrencesituation ikke ønsket at give detaljeredeoplysninger om omkostningsstrukturen i deres proces. Til gengæld er danskelistepriser med og uden transport for 2010 stillet til rådighed, samt tal for dendanske prisudvikling siden 2001.Omkostningerne til GRs proces omfatter energiforbrug, arbejdskraft ogafskrivninger på maskinel og bygninger i forbindelse med neddelingsprocessen,flytning af mobile neddelingsanlæg, samt bortskaffelse af restfraktioner ogafsætning af oparbejdet gipspulver.For de udenlandske afdelinger af GR er det oplyst, at de laveste priser, der gives tilstorkunder ekskl. transport, ligger på 45 €/ton og 40£/tonekskl. moms, svarendetil 335 kr/ton. Den danske listepris ekskl. transport er 635 kr/ton, med mulighed forrabat på 60 kr/ton for treårige aftaler Hertil fragår eventuelle yderligere rabatter(hvis der skal sammenlignes med de laveste udenlandske kundepriser), som GRikke har villet oplyse om. GR oplyser, at prisforskellene mellem dansk ogudenlandsk produktion bl.a. kan henføres til forskellige afsætningspriser foraffaldsgipsen samt forskelle i transportomkostninger. De danske behandlingspriserfor gipsaffald fra 2001 til i dag er gengivet i Figur 10.1.
105
900800700600
kr/tongipsaffald
50040030020010002001Afleveret
2002
2003
2004
Afhentet‐ Sjælland
2005
2006
2007
Afhentet‐ Jylland
2008
2009
2010
2011
Afleveret(3årsaft.)
Afhentet‐ Sjælland(3årsaft.)
Afhentet‐ Jylland(3årsaft.)
Figur 10.1 Listepriser hos Gips Recycling, 2001-2011 (kr/ton gipsaffald)
Kilde: Oplysninger fra Gips Recycling
GR's behandling består i, at de indsamlede gipsplader frigøres for eventuelle størrefremmedelementer såsom store metallister og trækonstruktioner. Dette gøres meden grab. Herefter placeres pladerne i den elektrisk drevne fuldautomatiseredeneddelingsmaskine. Denne neddeler pladerne i:En ren gipsfraktion i form af tørt pulver, der afsættes tilgipspladefabrikker. Denne fraktion udgør 90 % vægt af gipsaffaldet.En fraktion bestående af metal, der afsættes til en metalprodukthandler.En fraktion af papirrester, gipsrester, tapet, maling og plasticrester mv. derforbrændes på forbrændingsanlæg. Papirresterne udgør ca. 8 % afgipsaffaldet, mens den tilbageværende gips udgør ca. 2 % af gipsaffaldet.
Det oparbejdede gipspulver erstatter naturgips. Samfundsøkonomisk børgipspulveret derfor værdisættes til omkostningen ved naturgipsen, der kan brydesog transporteres fra Spanien til de danske gipspladefabrikker for omkring 240kr/ton. Herfra skal trækkes eventuelle ekstra håndteringsomkostninger pågipspladefabrikkerne.Grunden til, at der kan forekomme ekstra håndteringsomkostninger, er, at det tørregipspulver ikke har samme struktur som naturgips (en blød stenart) ellerkraftværksgips (vådt pulver). Hermed vil det i visse trin af håndteringsprocessenskulle behandles anderledes, og det installerede udstyr vil ikke være gearet til athåndtere affaldsgips optimalt. Dog vil der også kunne forekomme besparelser ihåndteringen, da affaldsgips (i modsætning til særligt kraftværksgips) indeholdermeget lidt frit vand. Dette vand skal "tørres" væk ved natur- og kraftværksgips.Affaldsgips og kraftværksgips leveret til aftageren skal således værdisættes tilprisen på leveret naturgips fraregnet/tillagt en eventuel forskel ihåndteringsomkostninger og korrektion for materialekvalitet Hvisgipspladeproducenterne, som modtager genbrugs- og kraftværksgips, betalermindre (eller modtager penge for at aftage) end håndteringsomkostninger ogkvalitetsforskelle berettiger til, er der tale om enten at kraftværker oggipsaffaldsproducenter subsidierer forbrugere af gipsplader, eller at
106
gipspladeproducenterne modtager en overnormal profit som kompensation for, atde har været villige til at prøve at tilrette deres produktion til den nye råvaretype.Det har ikke været muligt at skaffe sikre oplysninger om gipspladefabrikkerneshåndteringsomkostninger eller betaling for affaldsgipspulver. Det er dog et indtryk(bl.a. fra samtaler med aktører i branchen, men også på baggrund af f.eks.Konkurrencestyrelsen (2001)), at gipspladefabrikkerne har mulighed for at tagebetaling for at bruge affaldsgips, frem for at betale for det, som tilfældet er mednaturgips. Dette er en konsekvens af, at gipspladefabrikkerne har et såkaldtgeografisk baseret lokalt monopol12på at aftage affalds- og kraftværksgips, forditransportomkostningerne til alternativ afsætning til f.eks. cementproducenter oggipspladeproducenter i udlandet er relativt store. Desuden findes der kun 3 danskeaftagere af affalds- og kraftværksgips (Gyproc, Knauf-Danogips og AalborgPortland13), hvilket giver yderligere anledning til brug af markedsmagt iprissætningen (oligopol) på kraftværks- og affaldsgips.Den samfundsøkonomiske værdi af naturgips leveret hos gipspladeproducenterneer 240 kr/ton, og de ekstra håndteringsomkostninger på gipspladefabrikkerne ervurderet til 50 kr/ton, dvs. nettoværdien er 190 kr/ton affaldsgipspulver. Med enrestfraktion på 10 % vægt svarer dette til 171 kr/ton gipsaffald, som senere kanfratrækkes de samfundsøkonomiske omkostninger. Hvis gipspladeproducenternesgevinst overføres til udenlandske aktører (begge danske gipspladefabrikker er ejetaf udenlandske selskaber), kan de 171 kr/ton ikke fratrækkes desamfundsøkonomiske omkostninger, da de ikke længere udgør en transferering tildanske aktører. Dette undersøges i en følsomhedsanalyse.På basis af ovenstående oplysninger er det valgt at anvende nedenstående værdierfor den budgetøkonomiske omkostning ved behandling af gipsaffald til fremstillingaf affaldsgipspulver.Tabel 10.1 Anvendte behandlingsomkostninger for gipsaffald til fremstilling afaffaldsgipspulver, faktorpris kr/ton, 2010-priser
Minimum MaksimumCentralBehandlingsomkostning506633575Kilde: Egne skøn på baggrund af oplysninger fra Gips Recycling A/S.Note: Det centrale skøn, hvis gipspladeproducenterne overfører eventuelovernormal profit til udenlandske ejere, svarer til 746 kr/ton.Behandlingsomkostningen er defineret som den pris, som GR tager forbehandlingen, men omfatter ikke salg af affaldsgipspulver, der opgøres særskilt.Det centrale skøn for behandlingsomkostning ekskl. indtægter fra salg afgipspulver fremkommer ud fra en formodning om, at GR ikke modtager penge foraffaldsgipsen fra gipspladeproducenterne, hvorfor dagens listepris (635 kr/ton)inkl. rabat (60 kr/ton) kan anvendes direkte.Minimumsskønnet for behandlingsomkostningerne ekskl. salg af gipspulver erberegnet ud fra en tilbudspris for europæiske storkunder på 45 €/ton ekskl. momsTeknisk set kaldes monopol på aftagning af varer for et monopsoni. Årsagen til monopsoniet er, atdet danske marked kun levner plads til et begrænset antal gipspladeproducenter, og at de dervedfremkomne leveringsafstande for råmaterialer er store nok til at de kan udnyttes igipspladefabrikkernes forhandlingsposition om priser på genbrugs- og kraftværksgips.13Aalborg Portland aftager ikke affaldsgips (muligvis pga. en eksisterende aftale med en leverandøraf kraftværksgips), men kunne principielt set gøre det. Derfor bør tælles Aalborg Portland tælles medsom potentiel aftager af affaldsgips.12
107
svarende til 335 kr/ton. Dette beløb svarer i princippet til nettoomkostningerne(inkl. ”normal profit”), dvs. behandlingsomkostninger minus indtægter. Her er detantaget, at gipspulveret kan sælges til 190 kr/ton. Med 90 % gipspulver afgipsaffaldet bliver selve behandlingsomkostningen 171 kr/ton større, dvs. 506kr/ton gipsaffald.Maksimumsskønnet er pga. manglende viden om usikkerheden sat skønsmæssigt til+10% af det centrale skøn.Det er tænkeligt, at GR benytter sin konkurrencesituation på det danske marked tilat opnå en overnormal profit. Af regnskabsoplysningerne fremgår det da også, atoverskuddet i det danske moderselskab anvendes til opbygning af forretningen iudlandet, samt forrentning af selskabets udviklingsaktiviteter forbehandlingsmetoden. Overskuddet i moderselskabet hidrører dog også fra salg aflicenser og teknologi. Samlet set er det vanskeligt at danne sig et overblik over dedanske behandlingsomkostninger ud fra regnskabstallene.GR's eventuelle overnormale profit skal ikke tælles med i de samfundsøkonomiskeomkostninger, men bør i dette tilfælde ses som en belønning til investorer (tekniskkaldet en transferering), som har udviklet ny miljøteknologi. At danske forbrugerebetaler højere priser for nyudviklede løsninger med en mere attraktiv miljøprofilhar mange fortilfælde, f.eks. vindmøller.10.2.3 Indsamling og transportIndsamling og transport foregår hos Gips Recycling A/S (GR) ved, at en lastbilmed grab kører en såkaldt "mælkerute" mellem en række indsamlingssteder, f.eks.genbrugsstationer eller private kunder. Lastbilen kører også med hænger, så denssamlede læssekapacitet er 25 tons/læs. Rutens længde er i gennemsnit 200 km frastart til slut. Det vil sige, at for hver gang der indsamles 25 tons gipsaffald, kørerdenne lastbil 200 km. Omkostningerne for de 200 km kørsel fordeles ligeligt ud påde 25 ton.GR benytter sig af mobile neddelingsanlæg i fragtcontainerstørrelse, som kan kørespå en almindelig containerlastbil. Disse anlæg er meget dyre i anskaffelse.For atopnå den bedst mulige kapacitetsudnyttelse transporteres de derhen, hvorgipsaffaldet befinder sig, frem for at transportere store mængder gipsaffald overlængere afstande til fast placerede anlæg. GR har tre af disse anlæg i Europa,dækkende over drift i Danmark, Norge, Sverige, Holland, Storbritannien og Irland.Til produktion af gipspulver (her benævnt slutprodukt) i Danmark bruges et mobiltanlæg, som producerer i enten Kalundborg eller Hobro. I Hobro produceres ligeved siden af gipspladefabrikken DanoGips, mens der er 4 km mellemgipspladefabrikken Gyproc og GR's neddelingssted i Kalundborg. Dengennemsnitlige afstand for transport af slutprodukt er således 2 km, som køres med25 ton per læs.Den største mængde restprodukt består af karton fra gipspladerne. Denne køres tilforbrænding. Den gennemsnitlige afstand er 100 km, og læsstørrelsen er 20 tons(papirfraktionen har en lidt lavere massefylde). De forholdsvis små restfraktioneraf metal afsættes til nærliggende metalproduktvirksomheder.Det har ikke været muligt at indhente information om returkørsel af rest- ogslutprodukter. De angivne oplysninger indeholder ikke omkostninger til returkørseli det tilfælde, at returkørslen er med tom lastbil.
108
Forudsætningerne om indsamling og transport ved fremstilling af gipspulver eropsummeret i Tabel 10.2.Tabel 10.2 Forudsætninger om transport ved produktion af gipspulver, faktorpriskr/ton, 2010-priser
IndsamlingTransportFrastedGenbrugs-stationer-mv.TilstedKalundborg eller-Hobro250Læsstørrelse (kapacitet) ton/læs2000Rutelængdekm/læs3000Tidsforbrugmin./læs940Omkostningkr/tonKilde: Oplysninger fra Gips Recycling A/S.Note: Omkostningerne er beregnet ud fra de angivne transportafstande ogenhedsomkostninger fra DTU Transports "Transportøkonomiske enhedspriser".De ovenfor nævnte omkostninger til transport af restprodukt og slutprodukt erallerede indregnet i behandlingsprisen og skal derfor ikke indgå. Det kanbemærkes, at omkostningen til transport fra genbrugsstationerne er beregnet til atvære lavere med de benyttede samfundsøkonomiske nøgletal, end hvad der fremgåraf forskellen mellem virksomhedens listepris med og uden afhentning.10.3 Driftsøkonomi ved anvendelse i cementI dette afsnit beskrives omkostningerne til behandling, indsamling og transport afgipsaffald ved anvendelse i cement. Indledningsvis beskrivessubstitutionsforholdene for affaldsgipspulver. Ved beregningen af desamfundsøkonomiske omkostninger ved produktion af gipspulver tilcementproduktion er der taget udgangspunkt i oplysninger fra Vestforbrænding ogCombineering A/S om transport og listepriser fra PR-Slamsugning (PRS) i Sverige,som har et neddelingsanlæg for gipsplader i det sydlige Sverige.10.3.1 SubstitutionI Sverige fyres der næsten ikke med kul, og derfor er der kun meget lidtkraftværksgips til rådighed. Gips er en nødvendig ingrediens i cementproduktionsom regulerer betonens størkningsegenskaber. Det er valgt, at affaldsgips hersubstituerer naturgips. Se i øvrigt beskrivelsen af substitution i kapitel 4 omkortlægning af livscyklus.10.3.2 BehandlingOmkostningerne til anvendelse i cementproduktion omfatter forsortering,neddeling og eftersortering af gipsen, herunder arbejdskraft og energi, samt slid,reparationer og afskrivning på maskiner. Derudover medregnes omkostninger tilbortskaffelse af papirrester og metalskrot.PRS' behandlingsform resulterer i de samme fraktioner som GR's, men metoden erikke lige så automatiseret som GR's. Det betyder et højere indhold af manuelarbejdskraft. Det er antaget, at restindholdet af gips er det samme som i GR'sproces, dvs. 2 %, og papirindholdet er 8 %, dvs. samlet 10 % restfraktion. En andenvæsentlig forskel er, at PRS' anlæg er stationært og beliggende 300 km fra den
109
danske grænse. Ifølge oplysninger fra Combineering A/S er PRS' behandlingsprisekskl. transport 610 SEK/ton ekskl. moms svarende til 488 kr/ton.Endelig afsættes affaldsgipsen til en nærliggende cementfabrik, hvor den bruges icementproduktionen. I Sverige bruger kraftværkerne typisk brændsler med megetlavt svovlindhold (vandkraft, A-kraft, naturgas og biobrændsler), så derfor er dernæsten intet kraftværksgips til rådighed for cementproduktion. Det er derforsandsynligt, at affaldsgipsen har en mere attraktiv pris i Sverige end i Danmark.På basis af ovenstående oplysninger er det valgt at anvende nedenstående værdierfor den samfundsøkonomiske omkostning ved behandling af gipsaffald tilfremstilling af affaldsgipspulver.Tabel 10.3 Anvendte behandlingsomkostninger for gipsaffald til anvendelse icement, faktorpris kr/ton, 2010-priser
Minimum MaksimumBehandlingsomkostning439537Kilde: Oplysninger fra Combineering A/S og egne skøn.
Central488
Den centrale omkostning til anvendelse i cementproduktionen er den pris, som detsvenske anlæg tager for at modtage gipsaffaldet. Dette afspejler densamfundsøkonomiske omkostning med en dansk afgrænsning. Der har ikke væretoplysninger til rådighed, som indikerer usikkerheden på afsætningsprisen, og det erderfor valgt at anvende -/+ 10% for hhv. lavt og højt skøn.10.3.3 Indsamling og transportVestforbrænding varetager indsamlingen af gipsaffald fra en rækkegenbrugsstationer i hovedstadsområdet. Affaldet køres fra genbrugsstationerne tilen omlastestation i Frederikssund. Det er skønnet, at den gennemsnitligelæsstørrelse herved er 4 ton/læs og den gennemsnitlige kørselsafstand er 55km/læs, samt at tidsforbruget hertil er 65 minutter/læs. Omkostningen tilomlastning er af COWI skønnet til 42 kr/ton.Fra omlastestationen i Frederikssund køres til Stenstorp i Sverige, omkring 300 kmnord for Helsingborg. Her ligger et immobilt neddelingsanlæg ejet af PRS, som kanoparbejde gipsaffaldet til gipspulver.Herfra afsættes gipspulveret (slutprodukt) til CEMENTA, en cementfabrikbeliggende i Skövde knap 20 km. derfra.Restfraktionen af papir og træ afsættes også i Skövde til forbrænding påforbrændingsanlægget Värmekällen under Skövde Värmeverk. De forholdsvis smårestfraktioner af metal afsættes til nærliggende metalproduktvirksomheder.Forudsætninger om transport i forbindelse med anvendelse af gipsaffald tilcementproduktion er opsummeret i Tabel 10.4.
110
Tabel 10.4 Forudsætninger om transport ved anvendelse til cementproduktion,faktorpris kr/ton, 2010-priser
IndsamlingTransportFrastedGenbrugsstationerFrederikssundmv.TilstedOmlastestationerStenstorp429Læsstørrelse (gennemsnit) ton/læs55376Rutelængdekm/læs65300Tidsforbrugmin./læs144150OmkostningKr/tonKilde: Oplysninger fra Vestforbrænding og Combineering A/S. Oplysninger omfærgetakster for Helsingør-Helsingborg fra Scandlines hjemmeside.Note: Omkostningerne er beregnet ud fra de angivne transportafstande ogenhedsomkostninger fra DTU Transports "Transportøkonomiske enhedspriser".De ovenfor nævnte omkostninger til transport af restprodukt og slutprodukt erallerede indregnet i behandlingsprisen og skal derfor ikke indgå.10.4 Driftsøkonomi ved anvendelse i kompostI dette afsnit beskrives omkostningerne til behandling, indsamling og transport afgipsaffald til anvendelse i kompost. Indledningsvis beskrivessubstitutionsforholdene for affaldsgipspulver. Ved beregningen af desamfundsøkonomiske omkostninger ved brug af gipsaffald til kompost er der tagetudgangspunkt i oplysninger fra Freiberg & Jespersen A/S (F&J) samt øvrigeoplysninger om indsamlingsomkostninger.10.4.1 SubstitutionF&J oplyser, at man hverken ville anvende naturgips eller kraftværksgips tilkompostbrug i stedet for affaldsgips, idet naturgips er for dyrt til formålet, ogkraftværksgips har et for højt indhold af svovl. Se i øvrigt beskrivelsen afsubstitution i kapitel 4 om kortlægning af livscyklus.Den anbefalede mængde er maksimalt 50 kg/ha, og generelt anslås det, at danskejorde har et behov for tilførsel af svovl. Generelt gælder det, at landmændene kanhave et yderligere behov for gødskning med andre gødningsstoffer end kompost forat få balanceret de enkelte næringsstoffers mængdeforhold.
F&J oplyser derudover at:Tilsætning af gipsrester giver en bedre jordstruktur.Gipsholdig gødning kan være gavnlig på jorde, som har væretoversvømmet med saltvand.Gipsresterne har en positiv effekt på de biologiske effekter ikomposteringsprocessen.Man skønner, at svovlnedfald på danske marker er faldet fra 40 til 10 kg/hasom følge af svovlrensning på kraftværker.
111
Der udbringes 10-15 tons kompost per hektar. Med det oplystesvovlindhold på 17 kg/ton kompost giver udspredningen 170-255 kgsvovl/ha.14Det umiddelbart plantetilgængelige svovl er betinget af gipsensopløselighed i vand, som under ideelle forhold er 0,21%.Dette nedbringer det umiddelbart plantetilgængelige svovl til 2,1 kg/ha15,mens yderligere svovl vil blive tilgængeligt over tid.
Der synes således at være tale om, at der tilføres op til 5 gange mere svovl endumiddelbart nødvendigt for et års plantevækst. Dette resterende svovl bliver til enreserve, som over tid enten vil blive plantetilgængelig eller udvasket tilgrundvandet afhængigt af, hvor hurtigt den vil blive tilgængelig i forhold tilplanternes vækst. Dette afhænger af de konkrete jord- og vækstforhold. Envurdering heraf har ikke ligget inden for rammerne af nærværende opgave. Hvisdette forhold anses som problematisk, bør der foretages yderligere undersøgelserheraf, som eventuelt vil kunne bruges til officielle anbefalinger om gipsindhold ikompost.På denne baggrund konkluderes det, at brugen af gips i kompostsamfundsøkonomisk set muligvis kan substituere svovlkomponenten ihandelsgødning, men at der også kan være et problem med udvaskning af sulfatertil grund- og overfladevandet.På grund af usikkerhederne om optagelsen af svovl og den manglende betaling forkompost er det valgt at værdisætte en eventuel substitution til 0 kr/ton gips. Der erendvidere anført andre nyttige effekter af at tilsætte gips til kompost. Disse har ikkekunnet værdisættes på grund af manglende viden om de konkrete effekter. Endeliger en eventuel udvaskning af sulfat til grundvandet heller ikke værdisat som følgemangel på viden om den konkrete udvaskning såvel som mangel på ensamfundsøkonomisk enhedsomkostning for udvaskning af sulfat til grundvandet.10.4.2 BehandlingF&J har af hensyn til deres konkurrencesituation ikke ønsket at give detaljeredeoplysninger om omkostningsstrukturen i deres proces. F&J oplyser, atbehandlingsprisen for gipsaffald afleveret på deres anlæg er 300 kr/ton ekskl.moms. Hvis affaldet skal afhentes på en omlastestation, er afhentningsprisen 365kr/ton ekskl. moms.Omkostningerne til F&J's proces omfatter forsortering, neddeling og eftersorteringaf gipsen, herunder arbejdskraft og energi, samt slid, reparationer og afskrivning påmaskiner og bygninger. Derudover er processen forbundet med omkostninger tilbortskaffelse af papirrester og metalskrot. Endelig sker der en iblanding med øvrigeDette kan ses i forhold til en anbefalet udbringning på op til 50 kg S/ha for almindelige marker, jfafsnit 4.6.2. Svovlbehov er meget lokalt betinget på enkeltmarker eller dele af marker og er ogsåbestemt af afgrødevalget.15Komposten indeholder 17 kg svovl/ton, bestemt som S, bundet i gips. Dette svarer til at kompostenindeholder 91 kg gips/ton. (17/32*172=91). Heraf er 0,21 % vandopløseligt, det svarer til, 0,19 kggips/ton kompost, hvoraf sulfatdelen umiddelbart er plantetilgængeligt. Sulfatandelen udgør ca. 71 %af den opløste gips. (96*100/136=70,6) Det betyder, at 1 ton kompost bidrager med 0,14 kgplantetilgængeligt sulfat. Ved en kompostdosering på 15 ton/ha medfører det, at der i alt doseres ca.2,1 kg sulfat, som umiddelbart er plantetilgængeligt. Den resterende gipsmængde udgør ensvovlreserve i jorden og den vil over tid ligeledes blive plantetilgængeligt, både i indeværende og ikommende dyrkningsperioder.14
112
kompostelementer, en kort efterkompostering, transport og spredning pålandbrugsjord.Ud fra de angivne oplysninger kan man ikke udregne en entydigsamfundsøkonomisk omkostning ved anvendelse af gipsaffald i kompost. Detskyldes at komposten er sammensat af flere affaldstyper til genanvendelse, somf.eks. haveaffald, bundaske fra biobrændselfyrede kraftvarmeværker og slam frarensningsanlæg. Disse affaldstyper modtages også mod betaling, og derfor er detikke muligt entydigt at fordele omkostninger på disse forskellige typer.F&J's behandlingsform resulterer i de samme fraktioner som GR's, men metoden erikke lige så automatiseret som GR's. Det betyder et større forbrug af manuelarbejdskraft og et højere indhold af gipsrester i papirfraktionen. Restindholdet afgips i papirfraktionen ligger ifølge en analyse fra Haderslev Forbrændingsanlæg iMarstrup på 3 % vægt.En anden væsentlig forskel er, at F&J's anlæg er stationært. Selvom hverken F&Jeller GR har ønsket at fremlægge detaljerede oplysninger omproduktionsomkostningerne, synes det rimeligt at antage, at F&J's anlæg harmindre kapitalomkostninger end GR's, mens omkostninger til manuel håndteringsandsynligvis er højere.F&J's neddelingsmetode resulterer i en gipspulverfraktion, der ifølge F&J generelter ren nok til, at den kan afsættes til gipspladeproducenter. Dette er sket ved enenkelt lejlighed.F&J tager prøver af alle kompostproduktioner og sikrer, at de overholdergrænseværdierne forbundet med udspredning på markarealer. Gipspulveretprøvetages på kvartalsmæssig basis før sammenblanding med de øvrigekompostfraktioner. Det kontrolleres ikke, om gipsaffaldet er prøvetaget vedindsamling på f.eks. genbrugsstationer.Det fremgår af reglerne i slambekendtgørelsen, at affaldsproducenten16skal sikre,at affaldet – i dette tilfælde gipsaffald – bliver prøvetaget og analyseret indensammenblanding eller anvendelse. Indsamlingen af gipsaffald kan ske fragenbrugsstationerne og private affaldsproducenter til omlastestationer.Genbrugsstationerne bliver affaldsproducent, hvilket betyder, at gipsaffaldet indensammenblanding med andet gipsaffald, skal prøvetages og analyseres, Påomlastestationer kan der ske en sammenblanding af gipsaffald med andetgipsaffald, hvilket betyder, at omlastestationerne bliver affaldsproducent, ogdermed skal gipsaffaldet prøvetages og analyseres inden sammenblandingen. HosF&J tilsættes gipsaffaldet til andre affaldstyper, hvilket medfører, at F&J bliveraffaldsproducent, og at gipsaffaldet skal prøvetages og analyseres indensammenblanding/tilsætning.Der skal tages en repræsentativ prøve for leverede læs fra erhvervsdrivende pågenbrugsstationerne. Antagelsesvist kunne man forestille sig, at der skulle tages 5prøver for hver gang en række erhvervsdrivende samlet afleverede et ton17(dvs.
En affaldsproducent er defineret som enten den oprindelige producent af affaldet (f.eks. enhåndværker, der afleverer gips på en genbrugsplads), genbrugspladsen selv (fordi affald fraforskellige affaldsproducenter sammenblandes), en transportør af affald, som sammenblander affaldfra flere kilder, eller en aftager af affald, som også sammenblander affaldet.17Dette ville formentlig være et underkantsskøn hvis der udelukkende var tale om levering pågenbrugspladser. Da der også leveres større læs fra erhvervsdrivende direkte til genbrugsstationer,
16
113
17.500 kr/ton) samt for hver container af 4 ton affald (0,25 prøve per ton dvs. 875kr/ton) svarende til 18.375 kr/ton. Sammen med prøven af 33 ton læsset (dvs. 106kr/ton ved 3.500 kr/prøve) ville den samlede prøvetagningsomkostning såledesløbe op i 18.481 kr/ton.I nogle tilfælde vil der således være tale om, at affaldsmængderne skal prøvetagesaf de enkelte affaldsproducenter. I andre tilfælde vil man med henvisning tilaffaldets ensartethed kunne nøjes med færre prøver. Afhængigt af affaldetsbeskaffenhed vil man i bedste fald kunne nøjes med en kvartalsvis prøvetagning afaffaldet (sådan som det foregår hos F&J i dag). Under andre omstændigheder vilman skulle prøvetage hvert læs, der ankommer til F&J 's behandlingsanlæg, dvs. enprøve for hver 33 ton. I værste fald vil man skulle prøvetage læs, somerhvervsdrivende afhænder på genbrugsstationen, samt enkeltcontainere før desammenblandes, samt de enkelte læs, der køres til F&J. Det har ikke ligget indenfor opgaven at vurdere, om F&J lever op til prøvetagningskravene.En prøvetagning af gipsaffald i henhold til slambekendtgørelsens bilag 5 koster5.000 kr/prøve, men med mulighed for stordriftsrabat ned til 3.500 kr/prøve18. Hvisder skal prøvetages for hvert læs på 33 tons, vil prøvetagningsomkostningen være152 kr/ton.Modsat afsætning til gipspladefabrikker kan F&J vælge at afsætte til mangeforskellige landmænd. Det betyder, at der ikke kan være tale ommonopolprissætning fra landmændenes side. Det forhold, at F&J må betalelandmændene for at modtage komposten, taler for, at landmændene finder, atkomposten er behæftet med ulemper så store, at de mindst svarer til prisen påkunstgødning med samme næringsindhold. Derfor vurderes det, at selvomkomposten har samme næringsmæssige værdi som kunstgødning, værdisættesrestriktionerne ved anvendelse af kompost indeholdende spildevandsslam, jf.slambekendtgørelsen, af landmændene til at være så stor en ulempe, at kompostenmå siges at have en samfundsøkonomisk erstatningsværdi for kunstgødningen pånul kroner per ton. Det har ikke været muligt at værdisætte denne størrelsesordenog dermed afgøre om landmanden tjener penge på kompostudbringningen.På basis af ovenstående oplysninger er det valgt at anvende nedenstående værdierfor den samfundsøkonomiske omkostning ved anvendelse af gipsaffald i kompost.Tabel 10.5 Anvendte behandlingsomkostninger for gipsaffald til anvendelse ikompost, faktorpris, 2010-priser
BehandlingsomkostningKilde: Egne beregninger.Note: Den central værdi på 18.781 kr/ton fremkommer som summen afprøvetagningsomkostningen på 18.481 kr/ton og behandlingsprisen på 300 kr/ton.
Minimum300
Maksimum18.811
Central18.781
Minimumsskønnet afspejler omkostningerne ved produktionen, som den er i dag. Idet centrale skøn medregnes omkostningerne til prøvetagning jf.slambekendtgørelsens krav som fortolket af Miljøstyrelsen. Der har ikke væretoplysninger til rådighed, som indikerer usikkerheden på denne værdi, og det erderfor valgt at anvende +10% på behandlingsomkostningerne eksklusiv
antages dette at være repræsentativt for den gennemsnitlige afleveringsmængde. Der er i alle tilfældetale om et illustrativt skøn.18Kilde: Eurofins Miljø. F&J oplyser, at deres prøveomkostninger er 10.000 kr/prøve.
114
prøvetagning for det høje skøn. Derudover er F&J's listepris bedste bud på deøvrige samfundsøkonomiske omkostninger ved kompostering.10.4.3 Indsamling og transportIndsamlingen af gipsaffald sker fra en række genbrugsstationer og privateaffaldsproducenter i Danmark til omlastestationer placeret forskellige steder ilandet.F&J er ikke involveret i indsamlingen af affald til omlastestationerne. I lighed medde øvrige behandlingsmetoder, hvor indsamling og transport er adskilt, er detantaget, at den gennemsnitlige læsstørrelse ved indsamlingen er 4 ton/læs. Dengennemsnitlige kørselsafstand er 55 km/læs (inkl. tom returkørsel), samt ettidsforbrug på 65 minutter/læs inkl. på- og aflæsning. Omkostningen tilforsortering og omlastning er som nævnt skønnet af COWI til 42 kr/ton. Somalternativ vil der også blive vurderet indsamling med en hænger påcontainerlastbilen, dvs. 2 containere. Denne indsamlingsmåde er kun attraktiv i tætbefolkede områder, hvor der er mulighed for at afhente to containere på sammeeller tætliggende afhentningssteder.F&J oplyser, at transport af affald fra omlastestationen til deres anlæg i Agerskov iSønderjylland sker med lastbil med 33 tons kapacitet. Den gennemsnitlige afstandfor transporten er opgivet til 150 km/læs.Slutproduktet af F&Js behandlingsform er kompost. Denne udbringes også medlastbiler med en kapacitet på 33 tons. Ydermere står F&J for udspredningen afkomposten på markerne.F&J's oparbejdningsproces giver også anledning til produktion af restprodukter,nemlig en metalfraktion som afsættes til en lokal metalprodukthandler, samt enfraktion af papir, plast og andet, der sendes til forbrænding i Marstrup nærHaderslev.Forudsætningerne om transport til kompostering er opsummeret i tabel 10.6. Detfremgår, at omkostninger til indsamling (som ikke er oplyst af F&J, men baseret påoplysningerne om indsamlet om cement) er skønnet af COWI til 144 kr/ton. Heri erikke indregnet omlastningsomkostningerne på 42 kr/ton, som der redegøres forseparat.Tabel 10.6 Forudsætninger om transport ved anvendelse til kompostering, faktorpriskr/ton, 2010-priser
IndsamlingTransportFraStedGenbrugsstationer mv.MidtjyllandTilStedOmlastestationerAgerskov433Læsstørrelseton/læs55100Rutelængdekm/læs65120Tidsforbrugmin./læs14445Omkostningkr/tonKilde: Freiberg & Jespersen A/S og DTU Miljø (indsamling).Note: Omkostningerne er beregnet ud fra de angivne transportafstande ogenhedsomkostninger fra DTU Transports "Transportøkonomiske enhedspriser".De ovenfor nævnte omkostninger til transport af restprodukt og slutprodukt erallerede indregnet i behandlingsprisen og skal derfor ikke indgå. Omkostningen tiltransport fra omlastning er skønnet lavere med de benyttede samfundsøkonomiske
115
nøgletal, end hvad der fremgår af forskellen mellem virksomhedens listepris medog uden afhentning.10.5 Driftsøkonomi ved anvendelse til afdækningI dette afsnit beskrives omkostningerne til behandling, indsamling og transport afgipsaffald til anvendelse til afdækning på slaggebjerget i Sehnde, syd for Hannoveri Tyskland. Det har ikke været muligt at indhente oplysninger om omkostninger tilslaggebjergene i Thüringen.Indledningsvis beskrives substitutionsforholdene for affaldsgipspulver. Vedberegningen af de samfundsøkonomiske omkostninger ved brug af gipsaffald tilafdækning er der taget udgangspunkt i oplysninger fra DanBørs A/S (DB) samtøvrige oplysninger om indsamlingsomkostninger.10.5.1 SubstitutionFirmaet, der står for afdækningen i Sehnde, oplyser, at eksperimenter har vist, atgipsplader er mest effektive til formålet i forhold til stabilisering af afdækningen.Eksperimenterne er imidlertid hemmelige, så påstanden kan ikke dokumenteres.Fra andre virksomheder, der afdækker slaggebjerge, er det oplyst, at gipsensubstituerer jord og byggeaffald. Det er således uklart, hvilke materialer dersubstitueres ved brug af gipsplader til afdækningsformål på slaggebjergene. Se iøvrigt beskrivelsen af substitution i kapitel 4 om kortlægning af livscyklus.Uden yderligere dokumentation vil det ikke kunne afgøres, hvilke materialer gipssubstituerer. To oplagte kandidater er dog jord/byggeaffald eller naturgips. Pågrund af denne usikkerhed er det valgt ikke at værdisætte en eventuel substitution. Istedet udgør behandlingsomkostningen den samfundsøkonomiske omkostning fordanske affaldsproducenter.10.5.2 BehandlingDer pålægges gipspladerne et administrationsgebyr og gatefee på 123 kr/ton ekskl.moms. Med transport fra en omlastestation angiver DanBørs, at afhentningsprisener 298 kr/ton ekskl. moms.Behandlingsomkostningerne er sammensat af arbejdskraft, brændstof ogafskrivninger til jordarbejdsmaskiner. Det har ikke været muligt at skaffeoplysninger om den præcise sammensætning af omkostningerne.Der kan også tænkes at være et element af prissætning i det oplyste gatefee, sådanat den ikke afspejler behandlingsomkostningerne, men i stedet er indrettet efteraffaldskundernes betalingsvillighed for at komme af med affald. På detforeliggende informationsgrundlag kan dette element dog ikke vurderes. Idetbehandlingen foregår i Tyskland, vil det med en dansk afgrænsning alene væreprisen, som er afgørende for den samfundsøkonomiske omkostning.På basis af ovenstående oplysninger er det valgt at anvende nedenstående værdierfor den samfundsøkonomiske omkostning ved behandling af gipsaffald tilafdækning.Den centrale omkostning til anvendelse i afdækning er den pris, som det tyskeanlæg tager for at modtage gipsaffaldet. Der har ikke været oplysninger til
116
rådighed, som indikerer usikkerheden på afsætningsprisen, og det er derfor valgt atanvende -/+ 10% for hhv. lavt og højt skøn.Tabel 10.7 Anvendte behandlingsomkostninger for gipsaffald til anvendelse tilafdækning, faktorpris, 2010-priser
MinimumBehandlingsomkostning111Kilde: Oplysninger fra DanBørs og egne skøn.10.5.3 Indsamling og transport
Maksimum135
Central123
Indsamlingen af gipsaffald sker fra en række genbrugsstationer og privateaffaldsproducenter i Danmark til omlastestationer placeret forskellige steder ilandet. DB er ikke involveret i indsamlingen af affald til omlastestationerne, og dengennemsnitlige læsstørrelse ved indsamlingen er derfor sat til 4 ton/læs og dengennemsnitlige kørselsafstand er 55 km/læs ligesom for cementproduktion.Derudover er det vurderet, at tidsforbruget hertil er 65 minutter/læs. Omkostningentil omlastning er af COWI skønnet til 42 kr/ton.DB oplyser, at transport af affald fra omlastestationen til slaggebjerget i Sehndesker med lastbil med 25 tons kapacitet. Den gennemsnitlige afstand for transportener opgivet til 483 km fra København. Herfra skal der dog lægges 1.895 kr/tur tilfærgeoverfart mellem Rødby og Puttgarten.DanBørs kører ikke og har ikke kørt gipsaffald til slaggebjergene i Thüringen, ogkan derfor ikke oplyse om gatefees. Det er antaget, at gatefee ogindsamlingsomkostninger omkostninger er de samme som i Sehnde. Afstande ogtidsforbrug til Thüringen er indsamlet af COWI.Ved brugen af gipsplader til afdækningsformål forekommer der ikke restprodukter,ud over hvad der er fjernet under forsorteringen. Der er heller ikke nogetslutprodukt, som skal transporteres væk. Der er således ikke nogen transport efterbehandlingen forbundet med slutprodukt eller restprodukt.Tabel 10.8 Forudsætninger om transport ved anvendelse til afdækning, faktorpriskr/ton, 2010-priser
IndsamlingSehndeThüringenFrastedGenbrugsstationerKbh-Kbh-mv.RødbyRødbyTilstedOmlastestationerSehndeThüringen424,624,6LæsstørrelseTon/læs55483650Rutelængde Km/læs65357480Tidsforbrugmin./læs144238288Omkostningkr/tonKilde: DanBørs og DTU Miljø (indsamling).Note: Omkostningerne er beregnet ud fra de angivne transportafstande ogenhedsomkostninger fra DTU Transports "Transportøkonomiske enhedspriser"samt de nævnte omkostninger til færgeoverfart.
117
Omkostningen til transport fra omlastning er skønnet lavere med de benyttedesamfundsøkonomiske nøgletal, end hvad der fremgår af forskellen mellemvirksomhedens listepris med og uden afhentning.I modsætning til de øvrige behandlingsformer stiller afsætning tilafdækningsformål krav om en vis grad af forsortering. DanBørs oplyser, at man påomlaste- og genbrugsstationerne typisk som del af den daglige rutine flytter størrefremmedelementer fra f.eks. en gipspladecontainer til den rette beholder, og atdenne forsortering er tilstrækkelig til at honorere de stillede krav. Der er derforikke indregnet ekstra forsorteringsomkostninger ved afsætning til afdækning. I depriser, DanBørs afregner med, er der endvidere indeholdt en vis sortering iforbindelse med omlastningen. Det skønnes derfor, at den opgivne behandlingsprisogså er dækkende for eventuelle ekstra sorteringsomkostninger, som ikke afholdesved de øvrige behandlingsformer.DanBørs oplyser, at frasorteringen i omlastningen skønsmæssigt formår atudsortere omkring 90 % af metaldelene i gipsfraktionen. Disse sidder i langtovervejende grad på støtte- og ophængskonstruktioner, som kan fjernes med engrab. Metalrester er generelt skønnet til at udgøre 1 % vægt af gipsaffaldet, dvs. atafdækningsmetoden vil levere 10 kg/ton gipsaffald metalskrot til genanvendelsemindre end de øvrige metoder. Med en skønsmæssig metalskrotværdi på 1.000kr/ton vil værdien af denne ikke udsorterede mængde være 10 kr/ton gipsaffald.Det er oplyst, at omkostningen til sortering er indeholdt i DanBørs listepris.10.6 Værdisætning af eksternaliteterI dette afsnit beskrives de anvendte værdier til værdisætning af miljøeffekter.10.6.1 Værdisætning af miljøeffekterLuftemissioner er generelt det område, som er bedst dækket af estimater forenhedsomkostningerne sammenlignet med de øvrige miljøeffekter fraaffaldsbehandling. De anvendte enhedsomkostninger opdelt på stationære kilder(dvs. behandling og fortrængt produktion) og transport fremgår af nedenståendetabel. For transport er anvendt værdier for "land", da transporten primært foregåruden for bynært område. Alle priser er omregnet til 2010-niveau.I forhold til luftemission fra transport foregår luftemissioner fra stationære kildersom oftest fra høje skorstene. Endvidere foregår emissionerne typisk ikke ibymiljø. Disse to faktorer betyder, at enhedsomkostningerne for luftforurening forde to kilder kan variere afhængigt af kilden.
118
Tabel 10.9Anvendte enhedsomkostninger for luftforurening ogklimaændring, 2010 priser
Transport, KildeværdierforlandEnhedCO2kr/ton109109 ENS(2010)Metankr/ton2.2902.290 ENS(2010)N2Okr/ton33.80833.808 ENS(2010)Partiklerkr/kg88212 DMU(2010)NOxkr/kg4774 DMU(2010)SO2kr/kg74254 DMU(2010)COkr/ton88 DTUTransport(2010)HCkr/kg22 DTUTransport(2010)Hgkr/kg1.7331.733 DMU(2007)Blykr/kg10.47110.471 DMU(2007)H2Skr/kg1655 EgenberegningDioxinerkr/g1.500.6001.500.600 COWI(2004)Note:H2Ser beregnet ud fra skadevirkningen vedSO2, samt omsætningsforholdet mellemSO2ogH2Sberegnet ud fra elementernes atomvægte.StationærekilderTallene fra DMU (2010) er hentet fra tabel 3.2.
Udslip afNOXog CO2er reguleret af internationale protokoller med loft over desamlede udslip. Loftet betyder, at den samlede udledning principielt set vil væreuforandret i de beregnede scenarier, og at andre aktører derfor vil udligne deforskellige behandlingsteknologiers netto udledningsforskel for disse gasser.Derfor bør værdien af disse udledninger ansættes som alternativomkostninger. CO2handles på et europæisk marked, og derfor er kvoteprisen brugt som basis forværdisætningen af drivhusgasser.19NOXhandles ikke på et marked, og derforeligger ikke en marginal reduktionskurve forNOX, så her er værdisætningenbaseret på gassens skadelige virkninger.10.6.2 Værdisætning af eksternaliteter fra transportTransport er forbundet med en række eksterne omkostninger i form af gener somfølge af luftforurening, støj, uheld, trængsel og slid på infrastruktur. Disseomkostninger er gengivet i tabellen nedenfor.Tabel 10.10Eksterne omkostninger for transport (øre/km)
Støj,landUheld,MotorvejTrængsel,MotorvejInfrastruktur,motorvejIaltKilde: DTU Transport (2010)
3,252,50,050,0105,7
Omkostningerne for transportemissionerne beregnes direkte fra de samledeemissionsmængder beregnet med EASEWASTE ud fra lastbilstørrelser oglæsvægt. Disse er derfor ikke vist i tabel 10.10. Der kan derfor ikke umiddelbartpræsenteres en direkte oversigt over omkostningerne per km. EASEWASTE19
Metan og N2O er værdisat ud fra kvoteprisen gange disse to gassers Global Warming Potentiale(hhv. 21 og 310).
119
beregningerne bygger dog på oplysninger fra TEMA2000, hvor emissionerne forlastbilerne i langt overvejende grad er NOx, omkring 4 til 12 gram perkøretøjskilometer. Med en samfundsøkonomisk enhedsomkostning på 74 kr/kg erder således tale om en omkostning på mellem 30 og 89 øre/køretøjskm.
120
11 SamfundsøkonomiskeresultaterI dette kapitel beskrives resultaterne af den samfundsøkonomiske vurdering.Kapitlet er inddelt som følger: Først beskrives de budgetøkonomiske konsekvenser,hvorefter de samfundsøkonomiske resultater beskrives. Dette efterfølges affølsomhedsanalyserne og en beskrivelse af de ikke-værdisatte effekter. Til slutberøres konkurrencemæssige betragtninger.11.1 Budgetøkonomisk analyseDe budgetøkonomiske konsekvenser afhænger af, hvordan tiltaget finansieres. Medudgangspunkt i den eksisterende danske hvile-i-sig-selv regulering vilomkostningerne ende hos affaldsproducenterne. Den pris, som husholdninger ogerhverv betaler for at få behandlet deres gipsaffald, skal nemlig afspejleomkostningerne. Derved vil evt. forøgede omkostninger til indsamling, transport,omlastning og behandling af gipsaffald afholdt af kommune, affaldsselskab ellerbehandlingsvirksomhed i sidste ende skulle afholdes af affaldsproducenterne(husholdninger og erhverv).Det er derfor alene relevant at opgøre behandlingsvirksomhederne ogtransportørernes økonomiske påvirkning, idet denne vil påføresaffaldsproducenterne. Virksomhedernes afgiftsbetaling påvirker dog ogsåstatsfinanserne, så tabellen viser også afgiftsbetalingerne udregnet vianettoafgiftsfaktoren.20De budgetøkonomiske konsekvenser fremgår af følgende tabel. Tabellen viserenhedsomkostningen for hver af behandlingsformerne opdelt på transport(indsamling, transport og omlastning) og behandling (prøvetagning, proces,slutprodukt og restprodukt). Omkostninger i alt nederst i tabellen afspejler såledesde omkostninger, som husholdninger og erhverv pålægges i forbindelse medbehandlingsmetoderne.Hvis gipspladefabrikkerne, som nævnt tidligere, har mulighed for at tage betalingfor at bruge affaldsgips, frem for at betale for det, som tilfældet er med naturgips,så vil der ligge en overnormal profit hos gipspladefabrikkerne. Denne transfereringkommer i givet fald fra affaldsproducenterne.
20
På grund af behandlingsvirksomhedernes tilbageholdenhed med at udlevere oplysninger omanlæggenes økonomi har det ikke været muligt at indsamle data, som muliggør en fyldestgørendeanalyse af afgiftsprovenuændringer som følge af ændringer i brugen af behandlingsformer. Det ervalgt, at nettoafgiftsfaktoren er det bedst mulige skøn herfor.
121
Tabel 11.1Budgetøkonomiske omkostninger ved behandling afgipsaffald, kr/ton, faktorpriser
Gipsplader Cement KomposteringAfdækningSehnde ThüringenIndsamling0144144144144Transport9415045238288Omlastning042424242Prøvetagning0018.48100Proces575488300123123Slutprodukt‐1710000Restprodukt771100Ialt50683219.023547597Statsfinansielvirkning1771206.658148166Kilde: Beregninger foretaget af COWI.Note: Omkostningerne er angivet i faktorpriser. Afgifter betalt i udlandet (proces)er ikke medregnet i statsfinansiel virkning.Det fremgår af tabellen, at de budgetøkonomiske omkostninger er højest forbehandling af gipsaffald til anvendelse i kompost. Cement har næsthøjesteomkostninger og endelig har afsætning til afdækning og produktion af gipspladerde laveste omkostninger. Omkostningerne uddybes yderligere i det følgende afsnit.11.2 Samfundsøkonomiske resultater for behandlingsformerneI dette afsnit beskrives resultaterne af den samfundsøkonomiske analyse.11.2.1 Centrale resultaterDe samfundsøkonomiske omkostninger består dels af de budgetøkonomiskeomkostninger og dels af de eksterne omkostninger, dvs. omkostninger der påføressamfundet som helhed uden direkte betaling for disse. Dertil kommerafgiftskorrektioner og skatteforvridning.De samfundsøkonomiske enhedsomkostninger per ton gipsaffald fremgår afnedenstående figur.
122
1.80031.0001.6001.4001.200
kr/tongipsaffald
1.0008006004002000GipspladerCementKomposteringAfdækningSehnde AfdækningThüringen
Figur 11.1 Samfundsøkonomiske omkostninger for behandlingsformerne,kr/ton gipsaffald
Kilde: Beregninger foretaget af COWI.Figuren viser, at de samfundsøkonomiske omkostninger for anvendelse tilgipsplader og afdækning - med usikkerhederne i bestemmelsen heraf - er tæt på atvære ens. Fremstilling af kompost og anvendelse til cementproduktion i Sverige ermarkant dyrere. Det centrale skøn for genanvendelse til gipspladeproduktion liggeri den lavere ende.Nedenfor ses de samfundsøkonomiske omkostninger opdelt på enkeltposter.Tabel 11.2Samfundsøkonomiske omkostninger opdelt på enkeltposter,kr/ton, markedspriser
IndsamlingTransportOmlastningPrøvetagningProcesSlutproduktRestproduktMiljø‐ogtransporteksternaliteterSkatteforvridningTotaleomkostninger,Danmark
Gipsplader012700776‐2311026137845
Cement194203570659010462251.394
KomposteringAfdækningSehnde Thüringen1941941946132138857575724.9490040516616600015005445515.13614816130.8729301.017
Kilde: Beregninger foretaget af COWI. Beregning af skatteforvridningen er alle omkostninger ekskl.eksternaliteter målt i faktorpriser gange skatteforvridningsfaktoren på 20%. Læserens opmærksomhedhenledes også på, at de undersøgte behandlingsformer ikke er afgiftsbelagte (om end restprodukterherfra kan være det), således at skatteforvridningstab pga. tab af afgiftsprovenu (herunder afgiften påen evt. forbrændingsegnet rest) ikke er af væsentlig størrelse. Skatteforvridningen er ligesom deøvrige omkostninger således beregnet i forhold til en hypotetisk situation, hvor affaldet ikkeindsamles og behandles. Som skatteforvridningen er beregnet, er den neutral mht., om omkostningerfinansieres over skatten eller affaldsgebyret.
123
Tabellen viser, at behandlingsformerne er omkostningstunge på hvert deresområde. Oparbejdning til gipsplader, kompost og cement har relativt højeprocesomkostninger. Transportomkostningen er betydelig, når transporten sker tiludlandet, som det er tilfældet med svensk cement og transport til afdækningsformåli Tyskland. For kompostering er prøvetagningen forbundet med meget storeomkostninger. Værdisætningen af de medregnede miljømæssige forhold ogeksternaliteter ved transport er af relativt behersket betydning og er fortrinsvistbundet op på transport i Danmark frem for behandlingsprocesserne.11.2.2 Resultater uden dansk afgrænsningDe centrale resultater er opgjort på basis af en national, dansk afgrænsning. I detteafsnit belyses effekten af at anlægge en international afgrænsning.Den nationale danske afgrænsning medfører, at påvirkninger af udenlandskeborgere og virksomheder ikke skal inddrages i det samfundsøkonomiske resultat.Som nævnt i afsnit 9.2.4 kan dette være problematisk for vurderingen afmiljøeffekterne. I forhold til gipsaffald drejer dette sig særligt om:Metalgenanvendelse: Genanvendelse af metal sparer energi og relativtstore udledninger af afCO2,NOX,SO2og partikler. De sparede emissionersker dog fortrinsvist i udlandet, da både genindvinding og udvinding ogforarbejdning af nye metaller i vid udstrækning sker uden for Danmark.Skibstransport: Transport med skib giver anledning til udledning afCO2ogSO2uden for Danmarks grænser. SærligtSO2-udledningerne giveranledning til økonomiske tab på det globale plan, da skibsbrændstofgenerelt er forholdsvist svovlholdigt. Dette giver fordele for deteknologier, som erstatter naturgips.Vejtransport: For nogle af behandlingsformerne sker en relativt stor del afvejtransporten uden for Danmark. Dette giver anledning til luftemissioner,men også slid på veje, trængsel og uheld.
Som det fremgår afTabel 11.2er miljøeffekterne dog af en behersket størrelse iforhold til de øvrige omkostninger. Derfor må det som udgangspunkt forventes, atforskellen mellem en global og en dansk geografisk afgrænsning vil være lille.Nedenfor ses de samfundsøkonomiske omkostninger ved de to geografiskeafgrænsninger.
124
180031.000160014001200
kr/tongipsaffald
10008006004002000GipspladerCementKomposteringAfdækningSehndeAfdækningThüringenDanmarkGlobalt
Figur 11.2 Samfundsøkonomiske omkostninger for behandlingsformerne,kr/ton gipsaffaldNote: Omkostningen for kompostering er 30.863 kr/ton globalt og 30.872 kr/ton med endansk afgrænsning.
Figuren viser, at forskellene mellem den globale og den danske geografiskeafgrænsning er varierende. For gipsplader og cement er det antaget, ataffaldsgipsen erstatter naturgips, som har et væsentligt element af emissioner afNOXog SO2. Dette er stort nok til at give anledning til en betydelig reduktion i desamfundsøkonomiske omkostninger på globalt plan. For gipsplader, cement ogkompost gælder, at metalgenindvinding giver betydelige miljømæssige fordele,men at fordelene herved fortrinsvist forekommer i udlandet. Medregningen af dissefordele giver anledning til en lidt lavere samfundsøkonomisk omkostning. Forafdækning er genindvindingen af metal antaget mindre end for de øvrige, hvorfortransport- og øvrige eksternaliteter i udlandet giver en lidt størresamfundsøkonomisk omkostning ved den globale afgrænsning. Samlet set må detdog konkluderes, at der ikke er væsentlige forskelle ved de to forskelligegeografiske afgrænsninger.11.3 FølsomhedsanalyserResultatet af den samfundsøkonomiske analyse er behæftet med en rækkeusikkerheder, dels fordi den faktuelle viden om en række parametre er megetbegrænset, og dels fordi det har været nødvendigt at gøre en række forenklendeantagelser for at gennemføre analysen i praksis.For at afdække i hvilket omfang, antagelser og/eller usikre parametre har afgørendebetydning for størrelsen eller udfaldet af resultaterne, er der gennemført en rækkefølsomhedsanalyser. Følsomhedsanalyserne er udvalgt på baggrund af en rækkeforskellige kriterier:
•
Relevans: De analyserede effekter skal potentielt kunne have indflydelse påresultaterne.Realisme: Analyserne bør i videst muligt omfang afspejle en realistiskvariation i de usikre parameterstørrelser.
•
125
•
Illustration: For omdiskuterede parametre med lille indflydelse på resultatetkan vælges en større variation for at understrege den begrænsede indflydelse.Det muliges kunst: Udeladte effekter vil være nærliggende at analysere ifølsomhedsanalyser. Desværre er effekterne i sagens natur typisk heller ikkemulige at inkludere i en følsomhedsanalyse.
•
I følsomhedsanalyserne ændres forudsætningerne en for en. Det betyder, atfølsomhedsanalyserne ikke belyser den situation, hvor forudsætningerne ændrer sigsamtidig. Dette kan belyses ved hjælp af en såkaldt Monte Carlo simulation, menligger uden for opgavens rammer.Følgende tabel giver en oversigt over de gennemførte følsomhedsanalyser, hvor enrække parametre er ændret i forhold til grundantagelser.Tabel 11.3Oversigt over de udførte følsomhedsanalyser
ParameterMinimumsskønMaksimumsskøn2 containere *)Alt. transportprisLav gipsprisAlenekvartalsprøveAlene lastbilprøveAlenecontainerprøveTransportomfang
GrundantagelseCentralt skønCentralt skøn1 containere, 4 t/læs348 kr/t, 3,09 kr/km190 kr/t18.481 kr/t18.481 kr/t18.481 kr/tFaktiske afstandeIngen SO4 emis.Cementprod. i Sverige
FølsomhedsanalyseLaveste gatefeesHøjeste gatefees2 container, 8 t/læs10,50 kr/km150 kr/t0 kr/t152 kr/t981 kr/tLandsgns. Afstande1 % SO4 emis.Cementprod. iDanmark til sammebehandlingsomk. menlavere transportomk. jf.kapitel 6Profit bliver ikke i DKTysk kraftværksgips ejeksporteret tilDanmark erstatter tysknaturgipsTysk kraftværksgips ejeksporteret tilDanmark erstatternaturgips importeretfra Spanien til Holland
H2SemissionDansk cement
Udenlandsk ejerSubstitution afnaturgips **)Substitution afnaturgips **)
Profit bliver i DKImporteret fra Spanientil Danmark
Importeret fra Spanientil Danmark
Noter:*) 2 containere angiver at lastbilen kører med hænger så der er plads til en ekstracontainer. Herved fordobles læsstørrelsen. Lastbilprøve angiver, at gipsaffaldetprøvetages for hver lastbil à 33 t der kører til F&J. Containerprøve angiver at hvercontainer à 4 ton prøvetages.
126
**) Påvirker ikke analysen med en dansk afgrænsning, men alene medinternationalt afgrænsning.Nedenstående figur viser resultatet af følsomhedsanalyserne.1.80031.0001.6001.4001.2001.0008006004002000GipspladerCementKompostering AfdækningSehndeAfdækningThüringen
CentraltskønMinimumsskønMaksimumsskøn2containereAlt.transportprisLavgipsprisKvartalsprøveLastbilprøveContainerprøveGns.transportH2SemissionDanskcementUdenlandskejer
Figur 11.3 Resultat af de udførte følsomhedsanalyser, kr/ton
Figuren viser, at de valgte følsomhedsanalyser i store træk ikke synes at ændre påden indbyrdes rangering af samfundsøkonomien i behandlingsformerne. Undtagetherfra er:De læsbaserede prøvetagningsomkostninger til kompostering, som vil gøredenne løsning helt uøkonomisk. Hvis affaldets karakter kan berettige, atder tages væsentligt færre prøver (f.eks. per lastbil der kører til F&J ellerkvartalsvist), vil de samfundsøkonomiske omkostninger være på linje medeller lidt højere end gipsplader og afdækning. Prøvetagning af hver enkeltcontainer vil gøre kompostløsningen samfundsøkonomisk urentabel.Gennemsnitlige frem for faktiske transportomkostninger gør komposteringog cement 100-200 kr/ton dyrere, fordi disse løsninger med de centraleantagelser er placeret forholdsvis tæt på deres efterspørgsel. Skulle disseløsninger være landsdækkende, ville omkostningerne stige markant. Forkompostering gælder dog, at tilsvarende anlæg ville kunne placeres andresteder i landet, hvorved transportomkostningerne ville kunne blive mindre.Indsamling med 2 containere frem for 1 giver omkring 100 kr/ton bedreøkonomi for alle andre løsninger end gipsplader. Det vil formentlig kunvære i meget tætbefolkede områder (København, måske Aarhus), at derkan indsamles to containere.Hvis en eventuel profit hos gipspladeproducenterne overføres fuldstændigttil udenlandske økonomiske aktører, tæller den som ensamfundsøkonomisk omkostning for Danmark. Værdien heraf er 250kr/ton gipsaffald til ulempe for gipsgenanvendelse.Ved cementproduktion i Danmark forsvinder en væsentlig del aftransportomkostningen. Derudover falder fordelen af billigt
127
genbrugsgipspulver til danske aktører i stedet for svenske. Hermedindsnævres forskellen mellem anvendelse til gipsplader og cement tilforskellen i indsamlingsomkostninger. Med samme indsamlingssystem tilcement, er denne genanvendelsesmåde således på linje med genanvendelsetil gipsplader.En række følsomhedsanalyser giver kun anledning til ganske små forskelle (under5 % af den samlede omkostning) til de centrale antagelser. Det drejer sig særligtom transportomkostninger og værdisætning af udslip afH2S.Derudover er gennemført to følsomhedsanalyser, som ikke kan illustres i figuren,da deres ændrede effekter udelukkende forekommer i udlandet (figuren indeholderkun effekter i Danmark). I de to følsomhedsanalyser er det antaget, at det ikke erdansk import af spansk naturgips, som substitueres af affaldsgips, men i stedetenten tysk naturgips eller import af naturgips til Holland (se uddybende beskrivelsei kapitel 6).Mekanismen for denne substitutionskæde er, at den danske gipspladefabrik brugeraffaldsgips i stedet for importeret tysk kraftværksgips. Denne tyske kraftværksgipsantages så at substituere enten tysk naturgips eller hollandsk import af spansknaturgips. Det er antaget, at de tyske kraftværker prissætter deres gips til lige underprisen for import af spansk naturgips. Derfor erden samfundsøkonomiskeværdisætning af rågipsen inkl. transport uforandret mellem hoved- ogfølsomhedsanalysen. Det betyder, at følsomhedsanalyserne alene viserpåvirkningen af de værdisatte miljøeffekter.Det primære formål med de to følsomhedsanalyser er at belyse effekten afskibstransporten fra Spanien, som giver anledning til betydelige udslip afNOXogSO2. Ved at fjerne (tysk naturgips) eller forkorte skibstransporten (Holland) seseffekten fra skibstransport.Tabel 11.4Resultat af følsomhedsanalyser med ændret substitution afnaturgips, omkostninger i kr/ton for anvendelse i gipsplader
MiljøeffektEksternaliteter,substitutionafspanskgipsimporterettilDanmarkEksternaliteter,substitutionafgipsfratyskmineEksternaliteter,substitutionafspanskgipsimporterettilHollandForskelgipsplader,tysknaturgipsForskelgipsplader,hollandsimportNote: Total er opgjort inkl. effekter i udlandet.
Total
‐75758‐4 ‐54 7182921779
Det fremgår af tabellen, at hvis affaldsgips erstatter tysk naturgips, bortfalder endel af gevinsterne ved affaldsgips, nemlig 71 kr/ton. Hvis skibstransportenforkortes med cirka 25 % ved kun at sejle fra Spanien til Holland, bortfalder 21kr/ton i fordel. Denne fordel ville også bortfalde for cementproduktion, men ikkefor kompost og afdækning, hvor det er antaget at der ikke substitueres naturgips.Sammenlignes disse besparelser med de totale omkostninger iFigur 11.2, kan detkonkluderes, at følsomhedsanalyserne ikke påvirker rangordningen afbehandlingsformerne.
128
11.4 Ikke-værdisatte effekterPrincipielt burde alle effekter værdisættes, men som tidligere beskrevet, er en fuldkvantificering og monetarisering af eksempelvis samtlige miljøeffekter ikke muligi praksis på grund af mangel på viden om værdien af effekterne samt metode ogdata til opgørelse af effekterne.Nedenstående tabel viser en oversigt over miljøeffekterne, og hvordan de erinkluderet i den samfundsøkonomiske analyse.Tabel 11.5Oversigt over eksternaliteter og hvordan de indgår i densamfundsøkonomiske vurdering
Miljøeffekt
Inddragelse
Luftforurening (humantoksicitet, forsuring og fotokemiskozondannelse)- Behandling()- Fortrængning og opstrøm()- Transport()Klimabelastning- Behandling- Fortrængning og opstrøm- TransportUdvaskning til jord og vand (toksicitet)- Behandling¶- Fortrængning og opstrøm¶- TransportIAStøj, uheld og slid på veje- Behandling¶ / IA- Fortrængning¶ / IA- TransportNote:fuldt inddraget, () stort set fuldt inddraget, ¶ ikke inddraget, IA ikkeaktuel.Det fremgår af tabellen, at særligt udvaskning til jord og vand er mindre godtbelyst i den samfundsøkonomiske analyse.Den formentligt vigtigste ikke-værdisatte miljøeffekt her er udvaskning afsvovlforbindelser, som finder sted ved kompost og afdækning. For kompost er detet vanskeligt spørgsmål at vurdere, hvilke mængder svovl der optages i planterneog derved er nyttige, samt hvilke mængder der udvaskes til vandmiljø oggrundvand. Derudover findes der ikke værdisætningsstudier af sådanneudvaskninger. Endelig vil både udvaskningsgrad og eventuelle skadevirkningervære meget afhængige af lokale jordbundsforhold.Det er også vanskeligt at værdisætte svovludvaskningen for afdækning, og ud fraen snæver dansk synsvinkel foregår den potentielle udvaskning i udlandet. Mankan dog med nogen samfundsøkonomisk ret bringe den påstand på banen, at sidender i forvejen udvaskes store mængder mineralsalte fra slaggebjergene, vil etrelativt beskedent bidrag fra svovlforbindelser fra gips kun gøre en marginalforskel. Dette argument forudsætter dog, at man kun ser på nytteværdien af
129
vandressourcen, og ikke på en eventuel oplevet disnytte af en yderligere negativpåvirkning af miljøet.De ikke værdisatte effekter er helt eller delvist medtaget i livscyklusvurderingen.11.5 Konkurrencemæssige betragtningerPå basis af den gennemførte samfundsøkonomiske analyse er det relevant at tilføjenogle betragtninger vedrørende prissætning og konkurrence på markedet forgipsaffald.Som nævnt i afsnit 10.2.2 har gipspladeproducenterne sandsynligvis mulighed forat udnytte markedsmagt i bl.a. prissætningen for gips til genanvendelse. Dennemarkedsmagt betyder, at affaldsproducenternes betaling for behandling tilgipsgenanvendelse er stærkt påvirkelig af gipspladeproducenternes markedsmagt.Hvis kompostering og anvendelse til afdækning ikke var muligt, ville dette øgegipspladeproducenternes markedsmagt. Hermed må man forvente, atbehandlingsprisen for genanvendelse til gipsplader øges yderligere.
130
12 Konklusioner på densamfundsøkonomiske vurderingI dette kapitel beskrives konklusionerne på den samfundsøkonomiske vurdering.12.1 Væsentlige forbeholdVurderingen af de samfundsøkonomiske omkostninger ved de forskelligebehandlinger af gipsaffald giver et forholdsvist blandet billede, hvoraf det ervanskeligt at anbefale en metode frem for andre begrundet i samfundsøkonomiskefordele.Det blandede billede skyldes flere forhold. For det første har det ikke været muligtat indhente præcise og dækkende økonomiske data for selvebehandlingsomkostningerne på de enkelte anlæg, da anlægsejerne har ønsket athemmeligholde disse oplysninger af konkurrencemæssige årsager. En række afoplysningerne er derfor skønnede eller antagede ud fra f.eks. listepriser forbehandling.For det andet er behandlingsformerne vanskeligt sammenlignelige, da de erplaceret geografisk forskellige steder. Nogle af behandlingsformerne kan tænkesflyttet eller repliceret andre steder i Danmark (kompost og cement), mens andre erbundet til en givet geografisk lokalitet (afdækning).For det tredje er markedet for afsætning af affaldsgipspulver præget af oligopol oglokale geografiske monopoler. Det betyder, at behandlingsformernes omkostningerer påvirket af gipspulveraftagernes markedsmagt. Med andre ord prissættesgipsaffald formentlig efter affaldsproducenternes betalingsmuligheder samtkonkurrerende behandlingsformer. For udenlandsk ejede aftagere kan dennemarkedsmagt også tænkes at påvirke det samfundsøkonomiske resultat. Det harikke ligget inden for rammerne af denne opgave at undersøge disse forhold tilbunds.For det fjerde eksisterer der ikke miljømæssige enhedsomkostninger for udledningaf svovlforbindelser til overflade- og grundvand, samt tungmetaller til jord. Derforkan disse miljøulemper ikke værdisættes, og indgår således ikke i densamfundsøkonomiske vurdering af kompost- og afdækningsløsningerne.For det femte er kravene til prøvetagning af gipsaffald til brug for kompost megetafhængige af gipsaffaldets ensartethed. Dette har stor indflydelse på beregningen afde samfundsøkonomiske omkostninger for kompost. Man kan forestille sig læs afgipsaffald (f.eks. rent gipsafskær i store mængder fra samme kilde), hvorprøvetagningsomkostningerne vil blive markant mindre end beregningernescentrale antagelser.
131
12.2 KonklusionResultatet af analysen er, at de samfundsøkonomiske omkostninger synes at væreforholdsvis ens for brug til gipsplader og afdækningsformål. For afsætning tilcementproduktion i Sverige er transportafstanden så lang, attransportomkostningerne bliver væsentlige. Hvis afsætning til cementproduktionkunne foregå i Danmark, ville forskellen mellem denne løsning og anvendelse tilproduktion af gipsplader indsnævre sig til indsamlingsomkostningerne. Endelig erde samfundsøkonomiske omkostninger ved kompostering væsentligt højere, fordigipsaffaldets karakter skønnes at kræve omfattende prøvetagninger.Oparbejdning til gipsplader er således en samfundsøkonomisk konkurrencedygtigbehandlingsform, på trods af at listepriserne for denne behandlingsform ervæsentligt højere end kompost og afdækning.De kvantificerede miljøeffekter er samfundsøkonomisk set af behersket betydning,dvs. op til 15 % af den samlede samfundsøkonomiske omkostning. De betydeligstemiljøeffekter opstår fra afværget svovludledning fra skibstransport af naturgips,samtCO2besparelser fra genanvendelse af metal. Disse effekter optræder doguden for Danmarks grænser, og kræver således en global afgrænsning for at skullemedregnes som en samfundsøkonomisk fordel. Følsomhedsanalyser med andreantagelser om substitution af naturgips har således en vis betydning for resultatet,men ikke nok til at ændre rangordningen af behandlingsløsningerne.I den samfundsøkonomiske analyse inkluderes miljøpåvirkningerne fralivscyklusanalysen i det omfang, at de kan værdisættes. Da emissioner til jord ogvand ikke kan værdisættes betyder det, at effekterne i kategorierne toksiskeeffekter, ødelagte grundvandsressourcer og effekter på lagret økotoksicitet ikke erværdisat i den samfundsøkonomiske analyse.Det betyder, at konklusionerne fra den kvantitative del af densamfundsøkonomiske analyse skal sammenholdes med det forhold, atkompostering potentielt er forbundet med miljøeffekter på humantoksicitet ogødelagte grundvandsressourcer, som gør denne løsning uattraktiv miljømæssigt.Endvidere er afdækningsløsningen forbundet med potentiel sulfatnedsivning, somvil kunne ødelægge grundvandsressourcerne. Disse forhold er til fordel forgipspladeløsningen, mens det trækker ned i vurderingen af afdækningsløsningen.Endvidere forstærker det konklusionen om, at komposteringsløsningen ersamfundsøkonomisk ufordelagtig.
132
13 Samlet konklusion ogperspektivering
13.1 Samlet konklusionDen samlede centrale vurdering af de fire alternative behandlingsformer eropsummeret i nedenstående tabel. Det bør bemærkes, at tabellen ikke kan stå alene,men bør læses i sammenhæng med vurderingen af de usikkerheder, som analysener forbundet med.Tabel 13.1Rangordning af behandlingsformer ved basisantagelser
Behandlingsform
Samfundsøkonomisk analyse,værdisatteeffekter
Ikke-værdisatteeffekter (del afLCA-effekter)
Samlet
Gipsplader11Cement21Kompostering3*2Afdækning121: Bedst, 2: Næstbedst, osv.* Under forudsætning af høje prøvetagningsomkostninger.
12?3*2?
Det fremgår af tabellen, at produktion af gipsplader samlet set fremstår som denmest fordelagtige behandlingsform. Cementproduktion i Sverige og afdækningfremstår som næstbedst. Den indbyrdes rangorden af disse to løsninger afhængeraf, hvilken vægt miljøeffekterne fra afdækning tillægges. Kompostering fremstårsom den mindst fordelagtige løsning, men det skal bemærkes, at denne konklusionafhænger af de centrale forudsætninger om høje omkostninger til prøvetagning.13.2 PerspektiveringDet danske marked for behandling af gipsaffald er præget af få aktører ogbehandlingsformer. Affaldsproducenterne søger efter stadigt billigere alternativer,og umiddelbart synes konkurrencen begrænset.Denne analyse har imidlertid vist, at oparbejdning af gipsaffald til genanvendeligtgipspulver er et marked, som synes at have potentiale til en betydelig grad afkonkurrence: Der findes i hvert fald 3 aktører (Gypsum Recycling, Freiberg &Jespersen og PR Slam), som har hver deres teknologi til oparbejdning tilgipspulver, og alle tre synes at være i stand til at oparbejde pulveret til en kvalitet,som er anvendelig til krævende formål, såsom cement- og gipspladeproduktion.De økonomiske vanskeligheder ved genanvendelse af gipspulver liggertilsyneladende i, at pulveret afsættes til en dårlig pris set i forhold til prisen pånaturgips inkl. skibstransport. Den dårlige pris må formodes at være betinget af denmeget begrænsede konkurrence blandt aftagerne af affaldsgipspulver.
133
En af de få ting, der giver gipspladeproducenterne incitament til ikke at krævebetaling (eller kræve højere betaling) for at modtage det, er at gipsaffaldet istigende grad afsættes til kompostering og afdækningsformål. Uden disse tobehandlingsformer ville gipspladeproducenterne have mulighed for at kræve højerebetaling, fordi de i praksis ville have et affaldsmonopol på gipspulver tilgenanvendelse.Nogle af gipsaffaldsbehandlerne arbejder dog på at udvide markedet for afsætningaf affaldsgipspulver til andre producenter, der benytter sig af gips. Det har liggetuden for rammerne af denne analyse at vurdere dette potentiale.Størrelsen af markedet for afsætning af gipspulver er vurderet at ligge i omegnen af50.000 tons. Hvis gipspladeproducenter f.eks. formår at tage 200 kr/ton iovernormal profit, beløber dette sig samlet til 10 mio. kr. om året. Af dette beløb erdet kun den del, som ender i udenlandske borgeres lommer, der kan betragtes somet samfundsøkonomisk tab.
134
14 ReferencerCOWI (2004):Samfundsøkonomisk analyse af behandlingsmetoder tilrøggasrensningsprodukter.DMU (2010):Miljøøkonomiske beregningspriser for emissionerDMU (2007): Beregningspriser for luftemissioner 2007,http://www2.dmu.dk/Pub/EVA-beregningspriser.pdf
DTU Transport (2010):Transportøkonomiske enhedspriser,http://www.dtu.dk/centre/Modelcenter/Nyheder.aspx?guid=%7BA89F9087-C647-4E17-A393-33CAD053C12C%7D
Energistyrelsen (2010):Vejledning til samfundsøkonomiske analyser påenergiområdet(maj 2010)Eriksen, Kirsten (2010): Mail og telefon korrespondance, [email protected]Finansministeriet (1999):Vejledning i udarbejdelse af samfundsøkonomiskekonsekvensvurderinger,http://www.fm.dk/Publikationer/1999/Vejledning%20i%20udarbejdelse%20af%20samfundsoekonomiske%20konsekvensvurderinger.aspxKonkurrencestyrelsern (2001):Konkurrenceredegørelse 2001,http://www.konkurrencestyrelsen.dk/service-menu/publikationer/konkurrence-redegoerelse/konkurrenceredegoerelse-2001/Miljøministeriet (2010):Samfundsøkonomisk vurdering af miljøprojekter.
135
136
Bilag A: Livscyklusopgørelser forprocesser benyttet til modellering vha.EASEWASTEIndledningDette bilag indeholder dokumentation for processer, som er benyttet til modelleringvha. EASEWASTE af behandling af gipsaffald. Dokumentationen findes i form aflivscyklusopgørelser, dvs. lister over emissioner samt energi- og ressourceforbrugfor samtlige EASEWASTE-processer, der er benyttet til denne LCA. Forprocesser, der er taget fra andre databaser, f.eks. Ecoinvent og EDIP, angives blotprocessernes navn og identifikationsnummer.Beskrivelsen af processerne er arrangeret i niveauer i forhold tilgipsaffaldssystemet dvs. i rækkefølgen: indsamling, transport,sortering/behandling, videre transport af de forskellige fraktioner samtslutdeponering af restprodukter. I en række tilfælde består dokumentationen afscreen-shots fra EASEWASTE-programmet; i andre tilfælde af tabeller medemissioner. Skriftlig dokumentation for allerede eksisterende processer iEASEWASTE-databasen gengives på engelsk. Nye processer konstrueret specielttil dette projekt beskrives på dansk.Bilaget indledes med en detaljeret beskrivelse af, hvordan indsamling og transportblev modelleret. Emissioner og energiforbrug fra lastvogne og skibe blev beregnetvha. Trafikministeriets program til modellering af transportprocesser TEMA2000(Trafikministeriet, 1999). I flere tilfælde fandtes den ønskede lastvognstørrelseikke i TEMA2000, hvorfor det var nødvendigt at interpolere data, og desuden blevder modelleret varierende strækninger med tom udkørsel/hjemkørsel. Disse forholdkomplicerer modelleringen, og vi giver derfor i det følgende en mere detaljeretbeskrivelse af indsamling og transport end den, der findes i hovedrapporten.
137
Modellering af indsamling og transportNedenfor vises lastvognstype mht. lasteevne og Eurostandard, indsamlingsafstandog transportafstand inkl. evt. tom-kørsel samt det beregnede dieselforbrug angivet il/ton km for de fire scenarier. I alle transportprocesser er inkluderet produktion afdieselolie. Hertil benyttes en proces fra EDIP/databasen: “Diesel Oil Production,EU, kg, TERMINATED, 1996 (EDIP, IPU-NF-K2221T99)”.Scenarie 1: GipspladerIndsamlingIndsamling med lastvogn ”37,5t” EU4 (max last 25t) intrapoleret fra TEMA200048t og 25t lastvogn. Indsamlingsruten er 40 km, med stigende belastning fra 0 til100 %: den gennemsnitlige belastning er derfor 50% (12,5 t). Det giver 0,0288 ldiesel/ t • km (fra TEMA 2000), hvilket svarer til 1,15 l / t over 40 kmTransport til behandlingsanlægSamme lastvogn som ved indsamling: 37,5 t EU4 (max last 25t). Transportrute er80 km, men lastbilen går ud tom: 80 km med 100 % belastning (0,019 l / t • km fraTEMA 2000) + 80 km med 0 % belastning (0,24 l / km fra TEMA 2000):gennemsnitlige forbrug er 0,0286 l / t • km over 80 kmVidere transport til gipsproducenterSamme lastvogn som ved indsamling: 37,5 t EU4 (max last 25t). Transportrute er 2km, men lastbilen går tilbage tom: 2 km med 100 % belastning (0,019 l / t • km fraTEMA 2000) + 2 km med 0 % belastning (0,24 l / km fra TEMA 2000):gennemsnitlige forbrug er 0,0286 l / t • km over 2 km.Scenarie 2: CementIndsamlingIndsamling med lastbil 10t EU4 (max last 5.2t). Indsamling rute er 27,5 km, menlastbilen kører ud tom: 27,5 km med 100 % belastning (5,2 t), 0,035 l / t • km fraTEMA 2000, + 27,5 km med 0% belastning (0,13 l / km fra TEMA 2000) :gennemsnitlige forbrug er 0,06 l / t • km, hvilket svarer til 1,65 l / t over 27,5kilometerTransport til behandlingsanlægTransportvogntog 48t EU4 (max last 32t). Transportrute 376 km, men lastbilen gårtilbage 40 km tom inden ny last findes: 376 km med 100 % belastning (0,018 l / t •km fra TEMA 2000) + 40 km med 0% belastning (0,30 l / km fra TEMA 2000):gennemsnitlig Forbruget er 0,019 l / t • km over 376 km.Videre transport til cementfabrikLastvogn ”37,5t” EU4 (max last 25t). Transport rute 20 km, men lastbilen gårtilbage tom: 20 km med 100 % belastning (0,019 l / t • km fra TEMA 2000) + 20km med 0 % belastning (0,24 l / km fra TEMA 2000): gennemsnitlige forbrug er0,0286 l / t • km over 20 km.
138
FølsomhedsanalyseCementproduktion i DanmarkIndsamling og transport er beregnet som gennemsnit mellem de tobehandlingsmetoder “anvendelse til gipsplader” og “anvendelse I kompost”:IndsamlingIndsamling med fiktiv 23,75 t lastvogn (gennemsnitsemissioner fra 37,5 t og 10 tlastvogn). Dieselforbrug er 1,40 l/t (gennemsnit mellem 1,15 og 1,65 l/t).Transport til behandlingsanlægLastvogn ”37,5t” EU4 (max last 25t). Transportrute er 115 km (gennemsnit af 80og 250 km), med dieselforbrug beregnet som et vægtet gennemsnit af de to andrescenarier: 80 km med 0,0286 l / t • km and 150 km med 0,0216 l / t • km giver0,0240 l / t • km.
Scenarie 3: KompostIndsamlingIndsamling med lastbil 10t EU4 (max last 5.2t). Indsamling rute er 27,5 km, menlastbilen kører ud tom: 27,5 km med 100 % belastning (5,2 t), 0,035 l / t • km fraTEMA 2000, + 27,5 km med 0% belastning (0,13 l / km fra TEMA 2000) :gennemsnitlige forbrug er 0,06 l / t • km, hvilket svarer til 1,65 l / t over 27,5kilometer.Transport til behandlingsanlægLastvogn ”37,5t” EU4 (max last 25t). Transportrute er 150 km, men lastbilen gårtilbage 40 km tom inden ny last findes: 150 km med 100 % belastning (0,019 l / t •km fra TEMA 2000) + 40 km med 0% belastning (0,24 l / km fra TEMA 2000):gennemsnitlig Forbruget er 0,0216 l / t • km over 150 kmVidere transport til landbrugLastvogn ”37,5t” EU4 (max last 25t). Transportrute er 25 km, men lastbilen gårtilbage tom: 25 km med 100 % belastning (0,019 l / t • km fra TEMA 2000) + 25km med 0% belastning (0,24 l / km fra TEMA 2000): gennemsnitlige forbrug er0,0286 l / t • km over 25 kmScenarie 4: AfdækningIndsamlingIndsamling med lastbil 10t EU4 (max last 5.2t). Indsamling rute er 27,5 km, menlastbilen kører ud tom: 27,5 km med 100 % belastning (5,2 t), 0,035 l / t • km fraTEMA 2000, + 27,5 km med 0% belastning (0,13 l / km fra TEMA 2000) :gennemsnitlige forbrug er 0,06 l / t • km, hvilket svarer til 1,65 l / t over 27,5kilometerTransport til Sehnde
139
Transportvogntog 48t EU4 (max last 32t). Transportrute 483 km til Sehnde, menlastbilen går tilbage 40 km tom inden ny last kan findes: 483 km med 100%belastning (0,018 l / t • km fra TEMA 2000) + 40 km med 0 % belastning (0,30 l /km fra TEMA 2000): gennemsnitlig forbruget er 0,0188 l / t • km over 483 km.LastvognstyperDe forskellige lastvogne modelleret i TEMA2000 gav anledning til følgendeemissioner og energiforbrug: Dieselforbruget er beregnet paa baggrund afenergiindholdet i dieselolie.Lastvogn ”37,5t” EU4, 50% last (25t). Interpolerede data mellem 48tlastvognstog og 25t lastvogn fra TEMA2000.PM10NOxSO2COHCCO2Energy[GJ]Diesel[l]kg/t∙km2.61E‐064.27E‐042.46E‐065.19E‐052.12E‐057.57E‐021.03E‐032.88E‐02
Lastbil 10t, EU4, 100% last (5.2 t). Data fra TEMA2000.PM10NOxSO2COHCCO2Energy[GJ]Diesel[l]kg/t∙km4.20E‐065.06E‐042.90E‐067.47E‐053.37E‐059.15E‐021.25E‐033.48E‐02
Lastvognstog 48t, EU4, 100% last (32 t). Data fra TEMA2000.PM10NOxSO2COHCCO2Energy[GJ]Diesel[l]kg/t∙km1.40E‐062.69E‐041.50E‐063.00E‐051.16E‐054.71E‐026.42E‐041.79E‐02
140
141
Modellering af behandlings/sorteringsanlæg:I alle scenarier bruges der dieselolie samt marginal elektricitet (produceret på kul)på behandlingsanlæggene. Processerne, som er anvendt, er de samme for allescenarier og taget fra hhv. EDIP og fra EASEWASTE-databasen:oProduction and Combustion of Diesel Oil in Truck, kgTERMINATED (EDIP, E32752);oMarginal Electricity Consumption incl. Fuel Production, Coal,Energy Quality, DK, kWh, TERMINATED, 2007 (EASEWASTE-database, se dokumentation og LCI (Figur A.1) nedenfor:Dokumentation fra EASEWASTE-databasenMarginal Electricity Consumption incl. Fuel Production, Coal,Energy Quality, DK, kWh, TERMINATED, 2007TECHNOLOGY:Production of 1 kWh electricity as an average of sevenDanish power plants (six combined heat and power (CHP) plants, one plantproducing power only). These plants are identified as the ones capable ofadjusting their electricity production to the demands of the market, thus beingthe "marginal" plants.INPUT:Coal (main fuel) and oil.OUTPUT:1 kWh electricity delivered to the consumer. The LCI includes a2% loss in transmission and 5% loss in distribution.PROCESS:Coal and oil are utilized for energy production. Emissions to airare included as well as solid outputs from the combustion process. Extraction,processing and transport of coal and oil are included in the LCI.LOCATION/GEOGRAPHY:DenmarkYEAR:2006DATA ORIGIN:Data originate from a survey prepared by Energinet.dk in co-operation with Dansk Standard (Danish Standards) [1]. The aim of thecollaboration was to produce an environmental label for Danish electricity,not for an average kWh but for the electricity production being influenced bythe demands of the market. The data have later been updated from 2005 to2007. Emissions of heavy metals are an average of three Danish coal-basedCHP plants (Green accounts 2006 for Esbjerg [2], Asnæs (line 2+5) [3] andStigsnæs (line 1+2) [4]. Extraction, processing and transport of coal and oilare based on processes from the EDIP database.DATA QUALITY(DQI = Fair): Data are compiled as an average of sevenDanish CHP plants, but adjusted to make coal the dominant fuel. This is dueto coal being the fuel adjusted when the plants react to the market [1].Emissions of heavy metals are based on three plants and are consideredrelatively certain.REFERENCES:Behnke, K. (2006): Notat om deklaration af fremtidigt elforbrug, (Memorandumon the future electricity consumption, in Danish). Energinet.dk, Denmark.DONG Energy (2007): Esbjergværket. Grønt regnskab 2006 (Esbjerg power plant.Green Account 2006, in Danish), Denmark.DONG Energy (2007): Asnæsværket. Grønt regnskab 2006 (Asnæs power plant.Green Account 2006, in Danish), Denmark.DONG Energy (2007): Stigsnæsværket. Grønt regnskab 2006 (Stigsnæs powerplant. Green Account 2006, in Danish), Denmark.
1.2.3.4.
142
Figur A.10 Marginal Electricity Consumption incl. Fuel Production, Coal, Energy Quality,DK, kWh, TERMINATED, 2007 (EASEWASTE database)
143
Figur A.1 fortsat
144
Figur A.1 fortsat
145
Figur A.1 fortsat
146
Figur A.1 fortsat
147
Figur A.1 fortsat
148
Transport af andre materialefraktionerPapir og metal:oAlle scenarier:Transport Vehicle, 25t Euro4, motorway, 1 liter diesel (EASEWASTEdatabase, see Documentation and LCI below, Figur A.2)Transport Vehicle, 25t Euro4,motorway, 1 liter diesel, 2006TECHNOLOGYCombustion of 1 liter diesel oil in a medium-size truck (Gross VehicleWeight: 25 tonnes), e.g. a long haul truck.PROCESSCombustion emissions for a long haul truck (Gross Vehicle Weight: 25tonnes) driving on motorway complying with the Euro4 European EmissionStandard. Production of diesel oil is also included.LOCATION/ GEOGRAPHYDKYEARData created in 2006DATA ORIGINEmissions of carbon dioxide, nitrogen oxides, sulphur dioxide, carbonmonoxide, volatile organic compounds (VOC) and particles (PM10) arecalculated in the software TEMA2000 [1]. The heavy metal content in thefuel is based on average data found in literature [2].DATA QUALITYThe quality of the data is good. The most important emissions fromcombustion and production of diesel oil are included.REFERENCES[1] Trafikministeriet (2000). TEMA2000 - et værktøj til at beregnetransporters energiforbrug og emissioner i Danmark (in Danish).Trafikministeriet.[2] Drivsholm, T., Holm-Petersen, M., Skårup, S, Frees, N. & Olsen, S.(2002). Produkters forbrug af transport. Systemanalyse. Arbejdsrapport fraMiljøstyrelsen nr. 44 2002. Miljøministeriet, Miljøstyrelsen.
149
Figur A.11 Transport Vehicle, 25t Euro4, motorway, 1 liter diesel (EASEWASTE database).
150
Figur A.2 fortsat
151
Substitution af naturgips og undgået skibstransportScenarier: Gipsplader og Cement: (også følsomhedsanalyse i kompostscenariet):Undgået transport ”Bulk carrier 22500 DWT HFO 100% load nyt skib1999”. Data fra TEMA2000 gav anledning til følgende emissioner ogenergiforbrug: Dieselforbruget er beregnet på baggrund afenergiindholdet i dieseloliePM10NOxSO2COHCCO2Energy[GJ]Diesel[l]kg/t∙km1.51E‐051.889E‐041.179E‐041.74E‐055.5E‐065.89E‐037.98E‐052.21E‐03
Fuel Oil (Heavy) Production, EU, kg, TERMINATED, 1996, [EDIP,IPU-NF-K2224T99]Undgået primærprodukion af gips: “Virgin gypsum mining andcrushing” (ECOINVENT Process, "Gypsum mineral, at mine/CH, S”(#526))‐I sensitivitetsanalyser mht. Behandlingsmetoden “anvendelse til gipsplader”anvendes der transport med en 48t lastvogn:” Truck 48t EU4 50% load kgkm, TEMA 2000”. Data fra TEMA2000.kg/t∙kmPM102.6E‐06NOx4.116E‐04SO22.3E‐06CO5.13E‐05HC2.15E‐05CO27.134E‐02Energy[GJ] 9.52E‐04Diesel[l]2.69E‐02Diesel Oil Production, EU, kg, TERMINATED, 1996, [EDIP, IPU-NF-K2221T99]Substitution af svovlholdig gødningScenarie: Kompost:“Composted digestate as fertilizer on farm land (plant farming), DK,2005” (EASEWASTE database, se LCI nedenfor, Figur A.3).Production and Combustion of Diesel Oil in Truck, EU2, lTERMINATED (EDIP Process, E2752)Undgået production af svovl er en process konstrueret tilEASEWASTE-databasen, som allokerer emissioner fra
152
nedenstående Ecoinvent-proces baseret på massefordeling.Emissionerne allokeres baseret på mængden af S iammoniumsulfatgødningen (32gS/mol/(28gN/mol+32gS/mol)=53% afemissionerne allokeres til S, se LCI nedenfor, Figur A.4):Ammonium sulphate fertilizer, as N (ECOINVENTProcess “Ammonium sulphate, as N, at regionalstorehouse”(#38))I følsomhedsanalysen, hvor der benyttes en anden størrelse substitution, benyttesen proces, som er den samme som “Composted digestate as fertilizer on farm land(plant farming), DK, 2005”, hvor substitutionsraten og emissionerne er blevetmodificeret (Figur A.5 og A.6).
153
Figur A.12 Composted digestate as fertilizer on farm land (plant farming), DK, 2005, 23.5%substitution (EASEWASTE database)
154
Figur A.3 fortsat
155
Figur A.3 fortsat
156
Figur A.13 Sulphur fertilizer allocated on a fertilizer mass basis (EASEWASTE process).
157
Figur A.14 Composted digestate as fertilizer on farm land (plant farming), DK, 2005, 0%substitution (EASEWASTE database)
158
Figur A.5 fortsat
159
Figur A.15 Composted digestate as fertilizer on farm land (plant farming), DK, 2005, 100%substitution (EASEWASTE database)
160
Figur A.6 fortsat
161
Scenarie: Gips til afdækning:“Jordsubstitution - 100% SO4and 0% H2S”, proces konstrueret iEASEWASTE (se LCI nedenfor, Figur A.7) baseret på denneEASEWASTE.proces:“HK Grus, Bundsikring/fyldmateriale (se LCI nedenfor, Figur A.8)”.Processen inkluderer kun EDIP-processer.Production and Combustion of Diesel Oil in Truck, EU2, ITERMINATED (EDIP, E2752)Fuel Oil (Heavy) Production, EU, kg, TERMINATED,1996 (EDIP, IPU-NF-K2224T99)Electricity Production, Coal, Energy Quality, DK, kWh,DK, TERMINATED, 2001 (EDIP, E2TW-11)I følsomhedsanalysen, hvor 99 % af svovlet bliver til SO4 og 1 % bliver til H2S, erprocessen der anvendes den samme som “Jordsubstitution - 100% SO4and 0%H2S” med modificerede emissioner (Fig. A.9). Følsomhedsanalysen med forskelligaffaldssammensætning influerer ikke på disse processer.
162
Figur A.16 Jordsubstitution - 100% SO4and 0% H2S (Process created in EASEWASTE)
163
Figur A.17 Avoided excavation of soil ”HK Grus, Bundsikring/fyldmateriale”(EASEWASTEdatabase).
164
Figur A.18 Jordsubstitution - 99% SO4and 1% H2S (Process created in EASEWASTE)
165
Papir til forbrændingsanlæg:I alle scenarier, hvor der udsorteres en papir/papfraktion, forbrændes denne på etstate-of-the-art affaldsforbrændingsanlæg. Dette modelleres vha. af en alleredeeksisterende proces i EASEWASTE-databasen: “Incineration, grate furnace,Vestforbraending, DK, 2005 (wet+WWTP+BA leaching)”. LCI kan ses i Fig.A.10.
166
Figur A.19 “Incineration, grate furnace, Vestforbraending, DK, 2005 (wet+WWTP+BAleaching)” (EASEWASTE database)
167
Figur A.10 fortsat
168
Energigenvinding fra forbrændingsprocessen modelleres som substitution afmarginal elektricitet og varme vha. to EASEWASTE-processer:Marginal Electricity Production incl. Fuel Production, Coal, EnergyQuality, DK, kWh, 2006 (EASEWASTE database, se dokumentationog LCI nedenfor, Figur A.11)District Heating (DK), Average, Energy Quality, kWhTERMINATED, 2001 (EDIP Process, EDIP E2TW-05)Dokumentation for substitueret el.Marginal Electricity Production incl. Fuel Production, Coal,Energy Quality, DK, kWh, 2006TECHNOLOGYProduction of 1 kWh electricity as an average of seven Danish power plants(six combined heat and power (CHP) plants, one plant producing poweronly). These plants are identified as the ones capable of adjusting theirelectricity production to the demands of the market, thus being the"marginal" plants.INPUTCoal (main fuel) and oil.OUTPUT1 kWh electricity produced at the plant. Originally, data in [1] included a 2%loss in transmission and 5% loss in distribution, but data have been adjustedto only include production.PROCESSCoal and oil are utilized for energy production. Emissions to air are includedas well as solid outputs from the combustion process. Extraction, processingand transport of coal and oil are included in the LCI.LOCATION/GEOGRAPHYDenmarkYEAR2006DATA ORIGINData originate from a survey prepared by Energinet.dk in co-operation withDansk Standard (Danish Standards) [1]. The aim of the collaboration was toproduce an environmental label for Danish electricity, not for an averagekWh but for the electricity production being influenced by the demands ofthe market. The data have later been updated from 2005 to 2007.Emissions of heavy metals are an average of three Danish coal-based CHPplants (Green accounts 2006 for Esbjerg [2], Asnæs (line 2+5) [3] andStigsnæs (line 1+2) [4].Extraction, processing and transport of coal and oil are based on processesfrom the EDIP database.DATA QUALITY (DQI = Fair)Data are compiled as an average of seven Danish CHP plants, but adjusted tomake coal the dominant fuel. This is due to coal being the fuel adjusted whenthe plants react to the market [1]. Emissions of heavy metals are based onthree plants and are considered relatively certain.REFERENCES1. Behnke, K. (2006): Notat om deklaration af fremtidigt elforbrug,(Memorandum on the future electricity consumption, in Danish).Energinet.dk, Denmark.2. DONG Energy (2007): Esbjergværket. Grønt regnskab 2006 (Esbjergpower plant. Green Account 2006, in Danish), Denmark.3. DONG Energy (2007): Asnæsværket. Grønt regnskab 2006 (Asnæs powerplant. Green Account 2006, in Danish), Denmark.4. DONG Energy (2007): Stigsnæsværket. Grønt regnskab 2006 (Stigsnæspower plant. Green Account 2006, in Danish), Denmark.NOTES
169
Electricity is at six of the seven plants produced in combination with heat.Consequently, resource consumption, emissions, etc. are to be allocatedbetween the two products. This is in [1] done based on energy quality, amethod that allocates a relatively large share of resource consumption andemissions to electricity. The emissions of heavy metals are allocatedaccordingly.
170
Figur A.20 Marginal Electricity Production incl. Fuel Production, Coal, Energy Quality, DK,kWh, 2006 (EASEWASTE database
171
Figur A.11 fortsat
172
Handtering af slagge og flyveaske modelleres vha. to processer fra EASEWASTE-databasen:Slagge: “Bottom ash (MSWI) - 100 years, generic” (EASEWASTEdatabase, se dokumentation og LCI nedenfor, Figur A.12)Flyveaske: “Utilization for neutralization of waste acid, Norway,2006” (EASEWASTE database, se doumentation og LCI nedenfor,Figur A.13)Denne process indeholder transport af flyveaske til Norgemed skib: “Bulk Carrier 150000t, Fuel Oil, 75% Load,Liter” (EDIP, IPU-NF-O2810)Bottomash(MSWI)‐100years,genericTECHNOLOGY:Mineral waste landfillINPUT:Bottom ash from municipal solid waste incineration (MSWI)OUTPUT:Landfill leachatePROCESS:The Bottom ash landfill receives inert waste fractions fromMSWI. As a consequence, landfill gas generation is a negligibleprocess and at the landfill no gas management scheme is implemented.However, leaching is still a significant process and technical measuresare introduced to control leachate emissions including bottom liner,leachate collection system and leachate treatment (in waste watertreatment plant). The uncollected leachate fraction is assumed to leavethe bottom of the landfill and to reach the groundwater. Naturalattenuation of leachate moving towards the groundwater has beendisregarded for all leachate constituents except ammonia. It wasassumed that half of the ammonia is converted into nitrates, as theredox conditions in the subsurface may become favourable tooxidation. The overall amount of leachate generated reflects the actualinfiltration of rainwater through the landfill surface. In addition to thewaste, the landfill needs material, energy and general inputs. Materialinput is here represented by diesel fuel utilized by the specializedvehicles operating on site. Energy input is considered in the form ofelectricity. General inputs are soil and clay inputs needed to constructtemporary and final covers and bottom liner.LOCATION/GEOGRAPHY:GenericYEAR:UnknownDATA ORIGINThe data utilized come from full scale / pilot scale landfills andlaboratory simulations- Landfill leachate quantity and quality: estimated from literature [1],[2]DATA QUALITY(DQI = Good)The data is compiled from several sources, including leaching tests onMSWI bottom ash.REFERENCES:1. Hyks J., Astrup T. & Christensen T.H. (2009). Leaching fromMSWI bottom ash: effects of non-equilibrium during columnexperiments. Waste Management 29, 522-529
173
Figur A.21 Bottom ash (MSWI) - 100 years, generic (EASEWASTE database)
174
Figur A.22 Utilization for neutralization of waste acid, Norway, 2006 (EASEWASTE database)
175
Utilization for neutralization of waste acid in NorwayTECHNOLOGY:Utilization of APC residues for neutralization ofwaste acid in Langøya, Norway substitution limestone.INPUT:1 tonne of APC residues.OUTPUT:Treated excess water at the deposit is discharged to the sea.The process is assumed to substitute 35 kg of limestone.PROCESS:The APC residues are mixed with water and waste acidgenerating a gypsum-like slurry. The slurry is pumped to an oldlimestone quarry, where the gypsum is used for reconstructing thequarry. Excess lime and buffer capacity in the APC residues areutilized for neutralizing waste acid also treated in the quarry. Noleaching from the disposed residues was assumed to occur the first 100years as the quarry is not hydraulically connected to the surroundingsea. Treated excess water at the deposit is discharged to the sea.LOCATION/GEOGRAPHY:NorwayYEAR:Not stated, but app. 2000-2006DATA ORIGIN:Data originate from a study performed by ISWA,WGTT (Working Group on Thermal Treatment of Waste) [1]providing a systematic overview of alternatives for management ofAPC residues. An LCA was performed on seven treatment alternativesfor management of APC residues [2]. Assumptions, systemboundaries, etc. are described in [2].DATA QUALITY(DQI = Limited): In general, documentation oftreatment alternatives for APC residues is very poor. This is also truefor this process. The assumption regarding no leaching from the quarrywithin a 100 year perspective may be questionable.REFERENCES:1.Astrup, T. (2008): Management of APC residues from W-t-E plants, an2.Fruergaard, T., Hyks, J. & Astrup, T. (2008): Life cycle assessment of
176
Metalgenanvendelse:oAlle scenarierSteel scrap to steel sheets, DK, 1992 (EASEWASTE database, seedocumentation and LCI below, Figur A.14)Denne process indeholder undgaaet production af nyt staal “Fe, SteelPlate (89% Primary Fe), TERMINATED, 1990” (EDIP,M32205T98).Steel scrap to steel sheets, DK, 1992TECHNOLOGYRemelting of steel scrap and rolling into steel sheetsINPUTSteel scrapOUTPUTReprocessed steel in sheetsPROCESSSteel scrap is collected and sorted at a MRF or a shredding plant and sentto the recycling plant where it is melted and rolled into sheets. 0.98 kgsteel scrap is needed for production of 1 kg steel sheet because virgin steelis added in the process. The reprocessed steel substitutes for steelproduced from virgin resources. The loss of material grade for steel isassumed to be to 0%.LOCATION/GEOGRAPHYDenmarkYEAR1992DATA ORIGINData for reprocessing of steel scrap and production of steel sheets fromvirgin resources origin from the external processes used in this dataset.Included processes for reprocessing of steel scrap are: sorting of steelscrap, melting of steel scrap and rolling into sheets. Included processes forthe substitution process are: production of raw steel, hot and cold-rollingof raw steel. Processing of auxiliary materials and combustion of fuels forenergy production are included. See also the explanation in thedocumentation for the external processes.DATA QUALITY (DQI = Good)The same as the external processes
177
Figur A.23 Steel scrap to steel sheets, DK, 1992 (EASEWASTE database)
178
Figur A.14 fortsat
179
Figur A.14 fortsat
180
Bilag B: Review af LCA ogsamfundsøkonomisk analyse
181
Kritisk review af rapportens LCA-delReviewer: Henrik Wenzel
Generelle kommentarerDette review er resultatet af en iterativ review proces og udtrykker status efter 2forudgående iterationer af reviews og rapport. Undervejs er mange af mineindledende kommentarer taget ind i rapporten. Der resterer imidlertid fortsat noglekritikpunkter, som er væsentlige, og som er afgørende for den erkendelse, en læservil stå tilbage med efter at have læst rapporten.Rapporten er en LCA gennemført efter konsekvens-LCA princippet og udført på etgenerelt godt datagrundlag. Men afgrænsningen og valget af konkrete cases bag dealternative anvendelser af gipsaffald er snævert, og det bliver et problem forfortolkningen af studiets resultater. Dette problem forstærkes af måden resultaterog konklusioner er præsenteret og formuleret på.De udførte beregninger vurderes at være troværdige og retvisende inden for derammer og afgrænsninger, der er udført. Men den resulterende opstilling afresultater samt konklusioner er, efter min vurdering, misvisende på afgørendepunkter. Dette vil jeg redegøre for i det følgende, ligesom jeg vil formulere devæsentligste erkendelser og konklusioner fra studiet på den måde, jeg vurderergiver det mest retvisende billede af sammenligningen mellem de undersøgteanvendelser af affaldsgips: til gipsplader, til cement, til kompost og til afdækningaf slaggebjerge.Oparbejdning og genanvendelse af affaldsgips har nogle afgørende karaktertræk,som det er væsentligt at forstå, fordi de betyder alt for sammenligningen mellem dealternative anvendelser af affaldsgipsen. For det første er miljøpåvirkningen fraoparbejdning af affaldsgips og fra udvinding af naturgips meget små. For beggeaktiviteters vedkommende er der tale om enkle mekaniske processer som gravningog knusning, der er fx ingen kemisk proces involveret. For det andet er disseprocesser meget ens, hvad miljøpåvirkning angår. For det tredje er den afgørendegevinst den samme ved genanvendelsen af affaldsgips i både gipsplader og cement,i.e. en substitution af naturgips i forholdet 1:1. At miljøpåvirkningerne både ermeget små og meget ens for oparbejdning af affaldsgips hhv. udvinding afnaturgips (og substitutionsforholdet ens for anvendelse i gipsplader og cement)betyder derfor, at andre forskelle end den centrale substitution af jomfrueligtmateriale afgør miljøforskellen mellem de alternative anvendelser af affaldsgipsen.Det gør sammenligningen mellem alternativerne meget labil for alle andreantagelser, og det betyder reelt, at de konkrete lokaliteter for oparbejdning oganvendelse af affaldsgipsen bliver altafgørende for, hvilket alternativ der er mestmiljøvenligt. Ikke sådan at forstå, at alternativerne er generelt jævnbyrdige, snareretværtimod, idet der kan være meget store relative forskelle mellem alternativernefra situation til situation. Denne helt afgørende afhængighed af konkrete oglokalspecifikke forhold er ikke tilstrækkeligt belyst af studiet og kommer ikke fremi præsentationen af resultater og i konklusionen.
Sammenligning mellem anvendelse af affaldsgips i gipspladerog i cementI sammenligningen mellem anvendelsen af affaldsgipsen i gipsplader og cement,bliver nyttiggørelsen afpapirfraktionenfra affaldsgipsen samttransportmidler ogtransportafstandeved de alternative anvendelser af både papirfraktionen og
182
gipsfraktionen således altafgørende for den miljømæssige forskel og dermed forresultater og konklusion.Studiets basis scenario ser på en konkret anvendelse til gipsplader i danskgipspladefabrik sammenlignet med en konkret anvendelse til cement i svenskcementfabrik. Basisscenariet rummer en uhensigtsmæssig sammenblanding afgenerelle og konkrete lokalspecifikke antagelser, idet det antages at anvendelsen afpapirfraktionen er ens (en afhænding af papirfraktionen til affaldsforbrænding, somden foregår i det danske affaldsforbrændingsanlæg Vestforbrændingen, er antaget),mens transporten til gipspladefabrik hhv. cementfabrik modelleres som de konkreteafstande og transportmidler. Af årsager, som jeg ikke har kunnet finde forklaringpå, er der imidlertid alligevel en helt afgørende forskel på miljøgevinsten frapapirfraktionens forbrænding i de to scenarier – en forskel der er afgørende forsammenligningen, men som ikke forklares eller kan retfærdiggøres med den iøvrigt generelle antagelse om ens skæbne for papirfraktionen. Forskellen itransportafstand bliver den mest afgørende miljøforskel mellem de to alternativer,og papirfraktionens betydning den næstmest afgørende, og tilsammen udgør de tohele forskellen.Vi ved imidlertid, hvor stor forskel der kan være på miljøgevinsten ved atenergigenvinde papir i forskellige affalds- eller energi anlæg. Nogle steder vil manfremstille både el og fjernvarme, og endvidere kunne opnå en miljøgevinst vedbegge energileverancer, mens man andre steder ikke når den store miljøgevinst vedvarmedelen ligesom varme/el bindingen kan medføre miljømæssigtuhensigtsmæssige substitutionsforhold mellem affaldsforbrændingsanlæg ogkraft/varmeværker eller kraftværker på nettet. I andre tilfælde vil anlægget måskevære et rent varmeværk, som det i øvrigt også påpeges at være tilfældet i detkonkrete svenske eksempel for cementanvendelsen. Sådanne lokale forhold vilvære altafgørende for miljøpåvirkningen/gevinsten fra papirfraktionen, som igen eret afgørende miljøaspekt for hele systemet. Det bør beslutningstagere gøre sigklart, og det kommer ikke tilstrækkeligt frem i studiet eller rapporten, som denligger. Endvidere er afstanden fra den lokalitet, hvor gipsaffaldet indsamles til ogoparbejdes og til anvendelsen i cement eller gipspladefabrik afgørende. Studietindeholder et følsomhedsscenario, hvor cementfabrikken antages at ligge i Ålborg,og det viser sig som forventet at være afgørende for sammenligningen. Men dettebør generaliseres yderligere, for der er principielt andre muligheder for afsætningaf gipsaffaldet, som rent miljømæssigt kan være attraktive. Liggerindsamling/oparbejdning fx i nærheden af en havn, vil en transport til cement ellergipspladefabrik i udlandet kunne ske med skib, og det vil fuldstændigt eliminerebetydningen af selve afstanden til gipsplade eller cement fabrikken, idetmiljøbelastningen fra skibstransport er ubetydelig pr. tonkm i forhold til lastbiltransport.De to væsentlige parametre – papirets skæbne og transportens type og afstand –kan være meget forskellige fra sted til sted og situation til situation, og den relativeforskel mellem gipspladeanvendelse og cementanvendelse vil være tilsvarendeforskellig og kan være meget stor relativt. Konklusionen på sammenligningenmellem gipspladeanvendelse er således ikke, at de ’er meget jævnbyrdige, menmed en lille fordel for gipspladeanvendelse’, som en læser nok vil tolke afrapporten, men at forskellen afhænger af omstændighederne for lokalisering afgipsindsamling og oparbejdning og for anvendelse af papirfraktionen, og atomstændighederne både kan betyde meget stor relativ fordel forgipspladeanvendelse og for cement. Studiet belyser en helt konkret sammenligningmed helt konkret lokalisering af indsamling og oparbejdning og konkret placeringaf gipspladefabrik og cement fabrik. Resultaternes og konklusionens afhængighedaf disse konkrete omstændigheder kommer ikke tydeligt nok frem i rapporten. Det
183
er ikke tilstrækkeligt retfærdiggjort, at disse konkrete omstændigheder i basisscenariet, er meget mere sandsynlige end andre fremtidige muligheder, ligesomandre mulige omstændigheder ikke er belyst godt nok. Studiet og rapporten børændre dette og fremhæve den store følsomhed for denne afhængighed af dekonkrete omstændigheder.Jeg vil gerne gøre læseren opmærksom på, at figur 0.1 i resumeet, som indeholderresultaterne fra det såkaldte basisscenario, såledesikkekan ses som udtryk for engenerel sammenligning mellem de alternative anvendelser. Denne figur burde eftermin vurdering ikke vises så isoleret fra diskussionen om betydningen afomstændighederne, som den gør, i stedet burde afhængigheden afomstændighederne trækkes frem.
Anvendelse af gipsaffaldet i kompostAnvendelsen i kompost præsenteres i resume og konklusion – ligesom inde irapporten – som en klar tredje prioritet rent miljømæssigt. Jeg kan ikke findefagligt belæg for denne prioritering af kompostanvendelsen i rapporten.Det er karakteristisk for denne anvendelse, at der er to væsentlige antagelser ogusikkerheder, som er helt afgørende for miljøgevinsten. Disse antagelser er såbetydende og usikkerhederne så store, at kompostanvendelsen er vanskelig atrangere entydigt i forhold til de øvrige i hvert fald hvad angår bidrag tildrivhuseffekt. Afhængigt af antagelser, kan den principielt både rangerelangt merepositivtend de øvrige og lidt mere negativt. Som det fremgår i det følgende,vurderer jeg, at sandsynligheden taler for, at komposteringsanvendelsen ervæsentligt bedre end de øvrige alternativer, hvad drivhuseffektbidraget angår.De to afgørende aspekter for kompostanvendelsens bidrag til drivhuseffekt er 1)graden af fortrængning af svovlgødning og 2) indvirkningen påkomposteringsprocessens udledning af drivhusgasser.Fortrængning af svovlgødning:rapporten sandsynliggør, at der skal opnås en nærfuld nyttiggørelse af det til komposten tilsatte sulfatindhold, hvis den resulterendefortrængning af svovlgødning skal blive så stor, at kompostanvendelsensdrivhuseffektbidrag bliver bedre end alternativerne. Rapporten sandsynliggør også,at med den konkret modellerede dosering af gipsaffald til kompost i det aktuelleeksempel, vil anvendelsen af komposten på marken medføre en overdosering afsvovl, hvilket igen betyder en ringere fortrængning af svovlgødning og udvaskningaf sulfat til grundvandet. Læseren sidder imidlertid tilbage med det indtryk, at enmindre dosering måske kunne være attraktiv, og at dette i givet fald kunne vendebilledet til fordel for kompostanvendelsen. Studiet og rapporten mangler atretfærdiggøre, at en mindre og miljømæssigt mere optimal dosering er urealistisk ifremtiden – fx fordi transportomkostninger måske i så fald bliver for store, fordigipsaffaldet skal fordeles på for meget kompost for langt fra indsamling ogoparbejdning. Læseren kan ikke på baggrund af rapporten, som den fremstår nu,vurdere om en mindre dosering er urealistisk i fremtiden for den konkret vurderedelokalitet, eller for andre mulige fremtidige lokaliteter.Hvis ikke dette på troværdig vis kan afklares i studiet og dokumenteres i rapporten,bør læseren være opmærksom på muligheden for en mindre dosering, og dermedmuligheden for, at kompostanvendelsen hvad drivhuseffekt angår, kan blive detmest attraktive alternativ alene pga. fortrængning af svovlgødning.Forbedring af kompostens struktur og redoxforhold med reduktion af densudledning af drivhusgasser:Det er velkendt, at kompostering kan medføre storudledning af drivhusgasser. Fra data i Christensen (ed., 2011)Solid WasteTechnology & Managementkan udledes følgende intervaller for udledning afmethan og dinitrogenoxid fra kompostering:
184
Methan: 5 – 300 kg CO2-ækvivaleneter/ton kompostDinitrogenoxid: 30 – 120 kg CO2-ækvivalenter/ton kompostI alt: 35 – 420 kg CO2-ækvivalenter/ton kompost
Af studiet/rapporten fremgår, at doseringen af gips til komposten sker til et niveaupå 17 kg S/ton kompost. Heraf kan afledes en dosering på 72 kg gips pr. tonkompost, i og med at vægtforholdet mellem svovl og gips, S/CaSO4, er 32/136 =0,235. Dette betyder igen, at 1 ton gips doseres i 14 tons kompost ((1/72*1000 =14). Kompostens drivhusgasudledning pr. ton gips doseret er 35 – 420 kg CO2-ækvivalenter/ton kompost gange 14 tons kompost/ton gips = 490 – 5880 kg CO2-ækvivalenter/ton gips. Dette svarer til omkring 60 – 600 mPE drivhusgasser/tongips doseret.Studiet/rapporten undlader at kvantificere den potentielle effekt på kompostensudledning af drivhusgasser, som en dosering af gips til komposten kan have.Forskellen mellem kompostanvendelsen og de øvrige alternativer i basisscenariet,jfr. Figur 0.1 i resumeet, ligger uden et potentielt bidrag fra reduceret udledning afdrivhusgasser fra selve komposteringen på omkring 2-4 mPE. Selvekomposteringens udledning af drivhusgasser på 60-600 mPE/ton gips doseret ersåledes 30 – 300 gange større end denne forskel pr. ton gipsaffald. Det betyder medandre ord, at en påvirkning af komposteringen, der fører til blot 1% reduktion afkomposteringens drivhusgasudledning, kan placere kompostanvendelsen afgipsaffaldet som det mest fordelagtige alternativ hvad angår det samlede bidrag tildrivhuseffekt. Denne potentielle påvirkning af komposteringen har med andre ordpotentiale for at være den altdominerende betydning for hele kompost systemetsdrivhuseffekt. I det lys virker det ikke velbegrundet, at det er gjort storebestræbelser på at modellere og beregne udledningen af drivhusgasser fra alle deøvrige processer i kompostsystemet med stor omhu, når denne potentieltaltafgørende påvirkning end ikke er søgt kvantificeret. I rapporten fokuseres på,hvor vanskeligt det er at kvantificere denne betydning, endsige afgøre, omgipstilsætningen vil have en positiv eller negativ effekt på komposteringensudledning af drivhusgasser. Det påpeges, at en positiv effekt ikkekan verificeres.Denne vinkel er imidlertid selektivt til ulempe for vurderingen af komposteringen,idet den tillægger komposteringen en bevisbyrde, dette alternativ ikke somudgangspunkt skal bære. Dette forstærkes af, at resultatpræsentationen ogkonklusionen entydigt placerer komposteringen rangerende som værre endgipspladeanvendelsen og cementanvendelsen, herunder for drivhuseffektenisoleret, jfr. Figur 0.1 med tilhørende tekst. Med så stor en potentiel påvirkning –uanset hvad vej den går – kan man lige så vel konkludere, at manikke kan afvise,atkomposteringsanvendelsen af gipsen giver langt højere reduktion afdrivhusgasudledningerne end de øvrige anvendelser. Pointen er, at påvirkningen afkomposteringens egenudledning er en meget stor og altafgørende joker. Det er etvigtigt element af en LCA at gøre opmærksom på og søge at kvantificere såafgørende en potentiel påvirkning.En positiv effekt på/reduktion af komposteringens udledning af methan ogdinitrogenoxid kan opstå ad to veje, dels via bedre struktur, dvs. bedre tilgang afluft/færre anaerobe zoner, dels via ændring af redoxforholdene fra tilstedeværelsenaf sulfat. Det er velkendt, at sulfat er en energimæssigt mere attraktiv mikrobielelektronacceptor end CO2, og at sulfatreducerende bakterier af samme årsagudkonkurrerer methandannende bakterier ved tilstedeværelsen af sulfat. JunkersIndustrier (forhenværende cellulosefabrik ved Køge) etablerede for et par årtiersiden et stort biogas anlæg til deres spildevand. De kæmpede med at fåudrådningen til at fungere, men var nødt til at indrette processen til svovlfjernelseførst, inden methandannelsen kunne fungere. Rapporten fremhæver ifbm mulig
185
nedsivning til grundvandet, at sulfaten er vandopløselig. Jeg mener ikke, at der kanvære tvivl om, at en fordeling af sulfat i komposten vil påvirke redoxforholdene ikomposten markant og modvirke methanddannelse i anaerobe zoner. Der er i hvertfald langt mere, der peger på, at dette vil være tilfældet, end at der ingen effekt vilvære. I det lys, ligger bevisbyrden i mine øjne hos den, der vil mene, at der ingeneffekt er. I lyset af, at der også kan være en strukturforbedring for lufttilgangen, ogi lyset af proportionerne i en mulig reduktion af drivhusgasudledningen, måusikkerheden komme komposteringen til gode.Givet denne potentielle gevinst for drivhusgasudledningen vedkomposteringsanvendelsen bliver næste spørgsmål, om der aktuelt i praksis finderkompostering sted, hvor et sådant uudnyttet potentiale for forbedring kan høstesved en gipstilsætning og dermed tillægges denne gipstilsætning. I rapportenargumenteres for, at det ikke nødvendigvis er tilfældet, at gipstilsætningenmedfører en sådan effekt, men at den evt. blot fortrænger andet strukturmateriale,som kan være mange andre ting, fx træflis. Dette spørgsmål er kun delvist relevant,for det vedrører det kun den eventuelle struktur forbedrende effekt og ikke effektenvia sulfaten/redoxpåvirkningen. Men selv hvad struktur effekten angår, er detafgørende spørgsmål i et konsekvensperspektiv, hvorvidt der aktuelt i praksisfinder kompostering sted, som ikke allerede har optimal dosering afstrukturforbedrende materiale, således at gipstilsætning kan høste en gevinst.Skulle det i fremtiden vise sig at kunne dokumenteres, at en tilsætning af sulfat haren stor og positiv effekt på drivhusgasudledningen, kunne det måske tænkes, atgipstilsætning til kompost fremover blev et generelt tiltag. Måske oven i købet i etforhold, der tillod en bedre udnyttelse af svovlindholdet som gødning, dvs.dosering i mindre mængder end i det i studiet konkrete eksempel. I så tilfælde vildosering af affaldsgips i en sådan fremtid skulle modelleres som fortrængning afnaturgips – og dette ville placere komposteringsalternativet på samme niveau somgipspladeanvendelsen og cementanvendelsen.Jeg har ingen kommentarer til anvendelsen som afdækning af slaggebjerge.
186
DTU Miljø’s kommentarer til reviewetLCA-delen af rapporten om ”LCA og samfundsøkonomisk vurdering af alternativemetoder til behandling og håndtering af gipsaffald” er blevet reviewet af professorHenrik Wenzel fra Syddansk Universitet. Reviewet kan findes som Bilag B inærværende rapport. Som Henrik Wenzel beskriver i sin rapport, er reviewet blevettil som følge af én iterativ proces, hvor han har forholdt sig kritisk til rapportudkastfra DTU Miljø, hvorefter DTU Miljø har rettet i rapporten i det omfang man varenig.DTU Miljø anser denne proces som meget frugtbar, idet det har været af storbetydning for den endelige udformning af rapporten, at metoder, forudsætninger ogkonklusioner er blevet nøje vurderet af en uafhængig LCA-ekspert. Som detfremgår af reviewet, er der dog stadig punkter af generel, såvel som af merespecifik karakter, hvorom der ikke hersker enighed mellem reviewer og DTUMiljø. Disse punkter er blevet indgående kommenteret af DTU Miljø, skriftligtsåvel som mundtligt, over for såvel reviewer som Miljøstyrelsen. DTU Miljømener i den forbindelse, at det er rimeligt, at læserens ligeledes får indsigt i DTUMiljø’s holdning til de vigtigste af reviewer rejste kritikpunkter, som vi mener, kanhenføres til en diskussion af miljøvurderingens generalitet, samt i hvor høj gradteoretiske muligheder bør indgå i miljøvurderingen på lige fod med mereveldokumenterede effekter.
Miljøvurderingens generalitetAf generelle indvendinger anfører reviwer indledningsvis, at ”…afgrænsningen ogvalget af konkrete cases bag de alternative anvendelser af gipsaffald bliver megetsnævert, og det bliver et problem for fortolkningen af studiets resultater”. Hertilskal anføres, at opgavens natur, dvs. en LCA af fire forskellige behandlingsmetoderaf gipsaffald, som det praktiseredes i Danmark i perioden 2009-2010, i sig selvudgør en begrænsning af opgavens omfang. Dertil kom opdragsgivers –Miljøstyrelsens – ønske om at få vurderet behandlingsmetoderne konkret, og ikkepå generaliseret form, inklusiv de aktuelle indsamlings- og sorteringsmetoder samtde dertil knyttede transportafstande.Reviewer anfører desuden i afsnittet om anvendelse af affaldsgips i gipsplader og icement, at ”Basisscenariet rummer en uhensigtsmæssig sammenblanding afgenerelle og konkrete lokalspecifikke antagelser…”, idet han hentyder til, atLCA’en benytter Vestforbrænding som forbrændingsteknologi i alle scenarier,selvom andre forbrændingsanlæg anvendes i forbindelse med de konkretebehandlingsmetoder. Det er ganske rigtigt en begrænsning ved studiet, men enkortlægning af et forbrændingsanlægs livscyklusopgørelse inklusiv klarlæggelse afforbrændingsanlæggets energisubstitutionsforhold kan være et projekt i sig selv, ogdet lå derfor ressourcemæssigt uden for rammerne af nærværende projekt atindsamle livscyklusopgørelser for samtlige forbrændingsanlæg, der var/kunne væretilknyttet de forskellige behandlingsmetoder.DTU Miljø valgte derfor at modellere forbrænding af papirfraktionen i gipsaffaldetpå samme måde i alle scenarier, dvs. ved hjælp af samme forbrændingsanlæg, forpå den måde at generalisere resultaterne. På trods af dette er der forskelle mellemforbrændingsfasens bidrag til potentiel drivhuseffekt ved genanvendelse tilgipsplader og cementfremstilling. Dette skyldes, at der ifølge data frateknologiejerne udsorteres forskellige mængder papir/pap-fraktion isorteringsanlæggene, der er tilknyttet de to teknologier.
187
En mulighed, som ikke blev undersøgt i rapporten, kunne desuden være at lade deforskellige transportafstande til det miljømæssigt mest fordelagtigeforbrændingsanlæg indgå (hvilket forbrændingsanlæg det så end er). Vi estimereruden at have regnet på det, at forskelle i transportstrækninger for papirfraktionenmiljømæssigt vil være af ringe betydning, pga. af at papirfraktionen vægtmæssigtudgør mindre end 10 % af gipsaffaldet.Det var altså ikke en generaliseret livscyklusvurdering af behandling af gipsaffald,som efterspurgtes, og dette reflekteres selvfølgelig i undersøgelsens resultater. Vihenleder dog opmærksomheden på konklusionerne i ”Sammenfatning ogkonklusioner” afsnit 1.5, hvor det er forsøgt til en vis grad at generalisere deopnåede erfaringerne fra miljøvurderingen af de konkrete behandlingsmetoder.Kort sammenfattet er konklusionerne, at gipspladefremstilling ogcementfremstilling er miljømæssigt ligeværdigeteknologier,som begge dragerfordel af substitution af naturgips, hvorimod kompostering og afdækning, somteknologier betragtet, er mindre fordelagtige pga. risiko for sulfatnedsivning ogeksponering af landbrugsjord for tungmetaller (sidstnævnte gælder kun forkompostering) samt mindre fordelagtige substitutioner end i de to førstnævntebehandlingsmetoder.Vi vil gerne tilføje, at når vi benævner gipspladefremstilling og cementfremstillingsom ligeværdige teknologier, skyldes det, at de overordnet set udviser mangeligheder, specielt ved at affaldsgipsen i begge tilfælde substituerer naturgips.Derved kan individuelle forskelle mht. indsamlingsmetoder ogtransportstrækninger, sorteringseffektivitet af papir/pap-fraktion samt udsorteringaf metal komme til at spille en større rolle. På den måde vil den konkreteindsamlingsmetode samt sorteringsanlæggets effektivitet og geografiske placeringvære afgørende for behandlingsmetodernes rangorden, som det også er tilfældet inærværende rapport. Disse forskelle har dog intet at gøre med anvendelse afgipsaffald til gipspladefremstilling hhv. cementfremstilling som sådan.
Teoretiske muligheder versus mere veldokumenteredeeffekterI afsnittet om ”Forbedring af kompostens struktur og redoxforhold med reduktionaf dens udledning af drivhusgasser” anfører reviewer, at gips muligvis kan havestor indflydelse på kompostens emission af drivhusgas i form af metan. Da der ikkeer udført beregninger i rapporten af den potentielle effekt med den begrundelse, atder ikke foreligger konkrete tal for undgået drivhuseffekt, konkluderer reviewer, atdet er en forkert fremgangsmåde ”… idet den tillægger komposteringen enbevisbyrde, dette alternativ ikke som udgangspunkt skal bære”.Dette afspejler en generel forskel mellem vores og reviwers tilgang til”bevisbyrden” i forhold til at inddrage teoretiske mulige konsekvenser af deforskellige behandlingsmetoder. Vores holdning er, at teoretisk muligekonsekvenser i det mindste bør understøttes af eksempler fra den videnskabeligelitteratur, før det er rimeligt at lade beregninger indgå i LCA’en. Herimod stårreviewers holdning, at det tilsyneladende tilkommer LCA-praktikeren at inkludereteoretiske muligheder, hvis de ikke direkte kan modbevises.Mht. den mulige effekt af gips på komposteringsprocessen er det DTU Miljø’sholdning, at der bør foreligge videnskabeligt dokumenterede data, som påviser denpåståede effekt – dvs. at sulfatreducerende forhold finder sted ved tilsætning afgips til kompost, og at disse sulfatreducerende forhold samtidig hæmmer eneventuel metandannelse - for at denne effekt kan indgå på linje medveldokumenterede forhold såsom risikoen for sulfatudsivning fra gips ved
188
udbringning på landbrugsjord. Her bør det for øvrigt anføres, at de formodedesulfatreducerende forhold med en vis sandsynlighed kunne give anledning til H2S-emission fra komposteringsprocessen, og at dette derfor måske også burde indgå ilivscyklusvurderingen.Efter vores mening leder denne tilgang til meget spekulative scenarier. DTU Miljøhar i stedet valgt at fokusere på de mere sandsynlige og veldokumenterede effekterog mulige konsekvenser af de forskellige behandlingsmetoder for gipsaffald. Decentrale effekter er substitution af naturgips fra Spanien ved anvendelse afgipsaffald til gipsplader og til cementfremstilling (i Sverige), nedsivning af sulfattil grundvand ved den valgte dossering af gips i kompost og ved anvendelse tilafdækning slaggebjerge, samt – som et negativt faktum – at gipsaffald med storsandsynlighed substituerer jord og ikke naturgips ved anvendelse af gipsaffald tilafdækning af slaggebjerge. Som nævnt i forordet til nærværende rapport harMiljøstyrelsen imidlertid ikke fundet det godtgjort, at gipsaffald anvendt påslaggebjerge i det hele taget substituerer andre materialer. Disse effekterforekommer med relativ stor sandsynlighed, og konsekvenserne heraf bør derforefter DTU Miljø’s mening tillægges størst betydning ved rangordning af deforskellige behandlingsmetoder.Vi understreger, at diskussionen drejer sig om, om det er rimeligt at kvantificere enmulig effekt ved et konkret regneeksempel, ikke om at effekten er teoretisk mulig.Der er der gjort opmærksom på i afsnit 6.2.6 ”Kvalitativ vurdering af gips’indflydelse på komposteringsprocessen”, hvor det konkluderes, at ” …de data, derer til rådighed, ikke er tilstrækkelige til at kvantificere en eventuel positiv effekt afgipstilsætning på drivhusgasemission ved kompostering, selvom det ikke kanudelukkes, at der finder en sådan effekt sted”.
KonklusionDTU Miljø har udført en miljøvurdering af behandling af gipsaffald, som er blevetunderkastet et kritisk review. Reviewer har bl.a. stillet spørgsmålstegn vedmiljøvurderingens generalitet samt i særdeleshed kritiseret udeladelse af beregningaf en mulig positiv effekt af tilsætning af gips til kompost.DTU Miljø anerkender, at miljøvurderingen repræsenterer et kompromis mellemanvendelse af lokal- og stedspecifikke data og generelle data-sæt, som overvejendeskyldes opgavens karakter, som defineret i samarbejde med opdragsgiver –Miljøstyrelsen – samt mængden af ressourcer og data til rådighed, som ikke tillodat modellere hele baggrundssystemet, som f.eks. forskellige forbrændingsanlæg, idetaljer. Vi mener dog, at konklusionerne på trods af dette er velunderbyggede ogrimeligt robuste over for ændringer i forudsætningerne for miljøvurderingen somdemonstreret vha. en række følsomhedsanalyser.Mht. modellering af komposteringsprocessen har vi valgt ikke kvantitativt atberegne en eventuel positiv effekt af gipstilsætning, som forudsættersulfatreducerende forhold og resulterende hæmning af metanproduktion.Udeladelsen skyldes, at der ikke eksisterer data, som beskriver og kvantificerer ensådan effekt. Vi har i stedet valgt at holde os til mere veldokumenterede effektersåsom risikoen for sulfatnedsivning fra gipsen i komposten samt eksponering aflandbrugsjord for tungmetaller. Ved denne tilgang bliver miljøvurderingensoverordnede konklusion, at under de givne forudsætninger er anvendelse afgipsaffald til nye gipsplader eller i cementfremstilling de miljømæssigt mesthensigtsmæssige teknologier, efterfulgt af kompostering og afdækning afslaggebjerge.
189
Kritisk review af rapportenssamfundsøkonomiske analyseReviewer: Cathrine HagemDen samfunnsøkonomiske vurderingen omfatter en analyse av desamfunnsøkonomiske kostnadene ved fire ulike behandlingsmetoder for gipsavfall.GipsplaterAnvendelse i sementKomposteringAfdækning (Sikring av slagghauger)
Rapporten redegjør for de budsjettøkonomiske omkostninger, enkeltemiljøkostnader og de samlete, samfunnsøkonomiske kostnadene ved de uliketiltakene. Den samfunnsøkonomiske vurderingen (hvor bare deler avmiljøeffektene er prissatt) tilsier at produksjon av nye gipsplater er den rimeligstealternativet, tett fulgt av afdækning. Anvendelse i sement er noe dyrere, menskompostering er 30 ganger så dyrt som gjenbruk i gipsplater, om kravene tilprøvetaking opprettholdes på dagens nivå.Dersom en også tar i betraktning ikke-verdsatte miljøeffekter, fremtrer, i følgerapporten, produksjon av nye gipsplater som den mest fordelaktigebehandlingsformen.Rapporten omfatter også en følsomhetsanalyse. Her fremkommer det blant annet atdersom det settes betydelig mindre strenge krav til prøvetakninger vedkompostering, kan (produksjon) kostnadene ved denne behandlingsformen bli pålinje med produksjon av nye gipsplater. Men miljøeffekten av kompostering gjørlikevel denne behandlingsmåten uattraktiv.Hovedinntrykket av rapporten er at den presenterer en grundig gjennomgang av defire behandlingsmetodene. Hovedkonklusjonene i rapporten er godt underbygget.Jeg har ved en tidligere anledning kommentert et tidligere utkast. Jeg hadde da endel kommentarer både til metode, forutsetninger, og avgrensninger. De fleste avdisse kommentarene er tilfredsstillende besvart, enten vedmotargumenter/utdypende forklaringer fra forfatterne eller ved endringer i teksten.Det gjenstår imidlertid noen punkter der jeg ikke støtter forfatternesberegningsmetoder. Dette gjelder deres beregning av skatteforvridningstap ogverdien av NOx utslipp. Ingen av disse forholdene har imidlertid innvirkning påhovedkonklusjonene i rapporten.
Nærmere om innvendingene til beregningsmetodene:Skatteforvridningstap:Dersom det er gode grunner til å behandle avfallet (slikforfatteren hevder), så vil kostnadene ved avfallshåndtering innbære et riktigsamfunnsøkonomisk prispåslag på avfall. Denne kostnaden vil i motsetning tilfiskalt betingete skatter og avgifter, ikke bidra til ytterligere avvik mellomsamfunnsøkonomisk og privatøkonomisk optimal tilpassning. Jeg kan derfor ikkese at økte priser på avfall gir et forvridningstap i dette tilfellet.
190
Verdien av NOx utslipp:NOx utslipp er regulert gjennom en internasjonalprotokoll med et nasjonalt tak for de samlete utslippene. Jeg mener derfor atkostnadene ved NOx utslippene burde være satt til alternativkostnaden, dvs.kostnaden av å redusere NOx i andre deler av økonomien og ikke en verdisettingbasert på gassens skadelige virkning.
191