BilagsnotatProjektKundeEmne957001Aaffald danmarkBilag til 834-090813 ”Notat vedr. omlægning afaffaldsforbrændingsafgiften”:Forslag til operationelt formelsæt for”Dokumentationsmetoden”Rambøllaffald danmarkRambøll Danmark A/STeknikerbyen 31DK-2830 VirumDanmarkTelefon +45 4598 6000Direkte +45 4598 8923Fax +45 4598 6700[email protected]www.ramboll.dk

IndledningDette notat skal ses i sammenhæng med Rambøll’s notat 834-090813, som kommenterer på forslag til omlægning af lovgiv-ning om affaldsafgifter jf. følgende dokumenter:••Lovforslaget om omlægning af affaldsforbrændingsafgiften,J.nr.2008-231-0017, dateret 22. september 2008Skitse til lempelse for røggaskondensatorer,J.nr. 2008-101-0045, dateret 16. december 2008DatoRef2009-03-10957001A/834-090237

Lovforslaget indeholder ikke en tilskyndelse til energioptimeringaf affaldsforbrændingsanlæg. Tværtimod tilskyndes anlæggeneindirekte til ikke at energioptimere anlæggene, fordi mangeenergioptimeringstiltag ikke længere vil være økonomisk for-svarlige.Rambøll foreslår på denne baggrund, en model for afgiftslem-pelse, hvor affaldsfyrede anlæg opnår afgiftslempelse, såfremtderes energivirkningsgrad overstiger 85%.Formålet med modellen er at sikre, at affaldsfyrede anlæg til-skyndes til at udnytte affaldets energiindhold bedst muligt tilproduktion af el og varme i overensstemmelse med grundlæg-gende principper om renere teknologi og begrænsning af CO2-udledning.

Der er fra SKAT udtryk ønske om en operationel og håndgribelig formel for ud-regning af virkningsgraden, og dermed en eventuel afgiftslempelse.Rambøll har allerede foreslået den tyske norm DIN1942 som grundlag for bereg-ning af en eventuel afgiftslempelse. Denne metode er meget udførlig, og brugesved garantimålinger af kedler, men har den ulempe af den afhænger af en langrække målinger (bl.a. luftmængde/temperatur, fødevand/friskdamp, bortkøletenergi med fjernvarme ECO, etc.). Dette ville derfor kræve en beregningsmeto-de, et formelsæt samt supplerende måleudstyr, som tilpasses de konkrete for-hold med deraf følgende godkendelsesprocedure for det enkelte anlæg.I dette notat fremføres et alternativ til DIN1942 normen i form af en relativ sim-pel metode til beregning af energieffektiviteten, som kun afhænger af ganske fåmålinger. Metoden er givetvis ikke ligeså præcis som en egentlig DIN1942 efter-visning, men nøjagtigheden vurderes tilstrækkelig til at fange de væsentligsteeffekter på virkningsgraden. Nedenfor beskrives metoden.

Metode for en operationel udgave af dokumentationsme-todenDer foreslås følgende formel for afgiftslempelse i form af reduktion af CO2-afgiftog tillægsafgift (”dokumentationsmetoden”):(1)Reduktion % = (ηmålt/ 85% -1 ) x FFormlen tilgodeser eksisterende anlæg med høj virkningsgrad og vil give incita-ment til etablering af anlæg med høj virkningsgrad (røggaskondensering, avan-cerede økonomisere, røglufo, etc.).(2) Faktoren ”F” fastsættes således, at røggaskondensering og andre energiop-timeringstiltag bliver nogenlunde afgiftsneutrale, for eksempel F=1,5.(3)ηmålt= (GJ el,brutto + GJ varme,solgt ) / GJ indfyretRambøll foreslår, at der anvendes en tilnærmet metode til beregning af GJ indfy-ret ved at gøre brug af, at der for langt de fleste brændsler er proportionalitetmellem indfyret energi og røggasmængde omregnet til 0% O2og 0% H20 (dvs.svarende til støkiometrisk forbrænding og tør røggas).Følgende tabel viser denne proportional (den tørre specifikke røggasmængde)for en række forskellige typer brændsler og affaldstyper:BrændselTypisk brænd-værdi GJ/tonTør røggasmængde pr. MJ brændsel vedO% O2(baseret på nedre brændværdi)[Nm3/MJ]Typisk værdiNormalt bånd

Den tørre specifikke røggasmængde kan udregnes efter gængse, grundlæggendeforbrændingstekniske formelsæt [fx Steinmüller Taschenbuch, Dampferzeuger-technik, zusammengestellt von Dr. Ing. U. Witte, Vulkan Verlag, 25. Auflage,1992], og beror kun på brændslet kemiske sammensætning samt fysiske kon-stanter. Tilsvarende er der en nær sammenhæng mellem brændslets brændvær-di og kemisk sammensætning.

Det interessante er, at en række forskellige brændsler giver nogenlunde sammespecifikke røggasmængde. Det skyldes dog at mange brændsler har nogenlundesamme biologisk/geologisk oprindelse og sammensætning (hemicellulose, cellu-lose, etc.) men blot med forskelligt indhold af aske og frit vand. Omvendt kanrøggasmængden anvendes til bestemmelse af indfyret energi, når brændsels-sammensætningen ikke kendes nøjagtigt, som for blandet affald.Af praktisk årsager – og for at muliggøre en overkommelig implementering –foreslås derfor at benytte ét tal for affald, der beskriver forholdet mellem indfy-ret energi og mængden af røggas. Der forslås følgende:(4) GJ indfyret = Nm3tør røggas ved 0%O2/260[Nm3/GJ]Man får brug for følgende målinger for det enkelte anlæg:Vrøggas,våd,målt%H2O%O2[Nm3/timen målt i skorsten][% målt i skorsten][% på tør basis målt i skorsten]

Disse målinger vil typisk allerede være tilgængelige på affaldsfyrede anlæg.Vrøggas,våd,målter det våde røggasmængde omregnet til normaltilstanden (stan-dard temperatur og tryk, 0 �C and 1013 mbar, 101.325 Pa). Omregningen kræ-ver tillige måling af tryk og temperatur. Røggasmængde, temperatur og trykmåles normalt kontinuerligt på forbrændingsanlæg af hensyn til dels grønt regn-skab og dels omregning af emissioner til standardbetingelser.Ilt (O2) måles ligeledes kontinuerlig på alle anlæg for at kunne omregne emissi-oner til referencebetingelser i henhold til gældende krav til dokumentation afdriften som beskrevet i miljøgodkendelsen af anlægget (jf. forbrændingsbe-kendtgørelsen, Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 162 af 11/03/2003, ”Be-kendtgørelse om anlæg, der forbrænder affald”). På langt de fleste anlæg målesogså indholdet af vanddamp (H2O) af samme hensyn.Omregning af røggasmængden mellem tør og våd, samt korrektion til 0% iltforetages med følgende formel:

Test af dokumentationsmodellen på Vestforbrændingslinie 5 (med/uden røg kondensering)Der er indhentet driftsdata fra januar og februar 2009 for Vestforbrændings linie5, for at undersøge om den fremførte formel (6) til beregning af virkningsgradgiver troværdige tal. En oversigt over el og varmeproduktion for linie 5 ses i Fi-gur 1. Det bemærkes, at der er anført værdier både med og uden drift af var-mepumpe dvs. kondensering.EFFEKT EL, MWVARMEPUMPE 1 +2 netto MJ/sFJERNVARME MJ/s (fra kondensator)

Figur 1: El og varme (fordelt på kondensatore og varmepumper)Figur 2 viser dernæst den beregnede virkningsgrad for linie 5 udført med formel(6), på basis af det målte røggasmængde, ilt% og vand%.I perioder uden brug af røggaskondensering (fx i starten februar) er virknings-graden beregnet til 82-84%, og i perioder med tændt røggaskondensering (17-27 januar) er virkningsgraden på omkring 100-104%.

De nævnte tal virker troværdige, og i tråd med Vestforbrændings oplysning omat linie 5 har en virkningsgrad på ca. 85%, når røggaskondenseringsanlægget erslukket.Den umiddelbare konklusion er, at beregning af indfyret effekt (og dermed virk-ningsgrad) på basis af røggasmængde omregnet til tør, iltfri basis giver en ud-mærket tilnærmelse til de aktuelle forhold.

8.-dec00em9-frbe-02r002.-j9-anonu-0ar207.0-j9-anma-ua1r202.-09ja-lnø-ua17r20.-0ja9-ntoua-2r2200.-ja9-ntiua-220r7.09--jansøua-021.r00-f9-ebfrru-02ar006.-f9-ebonru-120ar1.0-f9-ebma-ru1ar206.-09fe-lbrø-u21ar20.-09fe-tbro-u26ar.-200febr9-utiar-0203.-09-marsøts-08.-marts2

Den giver med god tilnærmelse et mål for indfyret energimængde forforbrændingsanlæg, som brænder blandet affald og brændsler med til-svarende brændværdi.Den afhænger alene af brændslet og er dermed upåvirket af anlægs- ogdriftsmæssige tiltag på anlægget som fx ændringer i luftoverskud, ind-trængning af falsk luft, tilført fluidiseringsluft i røggasrensning og ind-sprøjtning af vand i fyrrum eller røggasrensning, idet der omregnes tiltør røggasmængde og 0% O2.I praksis kan måling af røggasmængden være behæftet med en vis usik-kerhed, og der bør være krav til kvalitetssikring gennem rutinemæssigkontrol og kalibrering af denne måling. Desuden bør der foretages en lø-bende verifikation af, om den beregnede virkningsgrad er på et sandsyn-ligt niveau.Den omtalte konstant (0,26 Nm3/MJ) er mindre præcis for meget vådebrændsler, såsom slam. Det forslås derfor, at dokumentationsmetodenkun kan anvendes på anlæg, hvor brændslet som gennemsnit har enbrændværdi > 5 GJ/ton. Derfor forslås en ændret tilgang for anlæg, derbehandler affald med meget lav brændværdi, så de også tilskyndes til atudnytte energiindholdet bedst muligt.

Løbende verifikation af anlæg med dokumentationsmetoden

Grundet de usikkerheder som hidrører fra måling af røggasmængde, og indvirk-ningen på virkningsgrad / mulig afgiftslempelse i dokumentationsmetoden, an-befales det at der udføres løbende kontrol/verifikation af røggasmængde samtøvrige parametre, som indgår i beregningen.Detaljerne i denne verifikation samt håndtering af afvigelser kunne evt. præcise-res i en bekendtgørelse, og dermed håndteres i detaljer på et senere tidspunkt.Det er nærliggende at anvende analoge principper, som allerede anvendes tilkvalitetssikring af røggasemissionsmålinger, jf. normen EN14181 om kvalitets-sikring af kontinuerligt målende systemer.Derudover kunne der i det enkelte anlæg løbende og automatisk foretages kon-trolberegninger ud fra andre målinger i styrings- og overvågningssystemet. Veddisse kontrolberegninger sikres, at røggasmængdemålingen giver troværdigeværdier ved at der fastlægges grænser for, hvor stor afvigelse der må væremellem procesværdier beregnet ud fra forskellige målinger.Konsekvensen af at falde udenfor disse grænser kan være, at anlægget faldertilbage til de ellers gældende regler – og anlægget må sørge for at få reetableret/ kalibreret de relevante målinger, såfremt dokumentationsmetoden igen skalvære gældende.