Energigjenvinning

Hva er energigjenvinning?

Energigjenvinning er prosessen med å gjenvinne energi fra restavfall. Energien som gjenvinnes er normalt elektrisitet og/eller varme. Energien genereres gjennom direkte forbrenning av avfallet eller gjennom produksjon av et brennbart drivstoff, f.eks. metan, metanol og etanol. 

Denne formen for gjenvinning bidrar til å redusere mengden avfall som ender opp på deponi og kan erstatte fossilt brensel med energi produsert fra avfall, noe som igjen reduserer klimagassutslipp.

I denne sammenheng er det viktig å være klar over at avfallsforbrenning i seg selv ikke er energigjenvinning. For at forbrenningen av avfall skal kunne klassifiseres som energigjenvinning må energien som frigjøres gjennom forbrenningen utnyttes til et nyttig formål. F.eks. i en prosess eller til oppvarming (SNL).

Trinn 4 i avfallshierarkiet

Energigjenvinning er det nest siste steget i avfallshierarkiet. I en sirkulær økonomi betyr dette at vi først fokuserer på å unngå at avfall oppstår (trinn 1). Deretter fokuserer vi på å ombruke og gjenbruke (trinn 2) produktene vi allerede har, slik at vi slipper å lage nye produkter som bruke nye jomfruelige naturressurser. Når det ikke lenger er mulig å gjenbruke produktet må det resirkuleres for å materialgjenvinne materialene (trinn 3) i produktet, slik at vi kan bruke disse resirkulerte materialene i nye produkter istedenfor å måtte hente ut nye jomfruelige ressurser. 

Ikke alt kan resirkuleres og siden materialets kvalitet blir redusert hver gang vi resirkulerer noe kan vi ikke resirkulere et produkt til evig tid. Før eller senere må det brennes (trinn 4) for å gjenvinne energien som ligger innebygd i dette materialet. Inneholder materialet giftige stoffer eller av andre grunner ikke kan forbrennes, må det sendes til deponering (trinn 5). Energigjenvinning er med andre ord siste stoppested for et materiale som kan forbrennes. 

Hvorfor energigjenvinning?

Årsaken til restavfall går til energigjenvinning istedenfor til forbrenning uten energigjenvinning eller deponering skyles:

• Energigjenvinning av restavfall bidrar til fornybar energiproduksjon. Energi som ellers ville gått tapt.
• Energigjenvinning sørger for at miljøfarlige stoffer blir tatt ut av øko-kretsløpet.
• Energigjenvinning gjør materialgjenvinning av metaller mulig gjennom å sorterer ut metallene fra asken (metaller er tunge og et ikke brennbart materiale så de blir liggende igjen i asken).
• Energigjenvinning redusere de samlede utslippene av klimagasser.

Energigjenvinnings prosessen

Energigjenvinning innebærer å utnytte energien som er lagret i avfallsmaterialer. Dette kan gjøres ved bruk av flere ulike metoder. For eksempel:

• Forbrenning med energigjenvinning (Waste-to-Energy): Avfall forbrennes i spesialdesignede anlegg for å generere varme, som kan brukes til å produsere damp for strømproduksjon eller til fjernvarme. Eksempel: Fortum Oslo Varme i Norge.
• Biogassproduksjon: Organisk avfall (matavfall og husdyrgjødsel) brytes ned anaerobt (uten oksygen) til biogassanlegg for å produsere biogass, som kan brukes som drivstoff eller konverteres til elektrisitet og varme. Eksempel: Biogassproduksjon på gårder og kommunale avfallsanlegg.
• Pyrolyse og gassifisering: Avfall brytes ned ved høy temperatur i fravær av oksygen for å produsere syntesegass (syngas), som kan brukes til energi eller som råmateriale i kjemisk industri. Eksempel: Pyrolyseanlegg for plastavfall.

Forbrenning med energigjenvinning går ut på å brenne avfall i en ovn før den varme røykgassen går inn i en kjele, hvor røykgassen kjøles ned for å produsere damp som benyttes til å produsere strøm og varme som kan brukes i hjem, bedrifter, institusjoner og industrien i form av fjernvarme.

I filteret renses røykgassen for forurensinger som støvpartikler, tungmetaller, dioksiner, svovel og saltsyre. Like før filteret tilsettes kalk og aktivt karbon for økt effekt. Den rensede røykgassen sendes så til slutt ut av pipen. Utslippene måles kontinuerlig for å sikre at de fastsatte utslippsverdiene ikke overstiges.

Nye forbrenningsanlegg for energigjenvinning i OECD land må i dag oppfylle strenge regler og utslippsstandarder. Disse inkluderer bl.a. utslippstandarder for utslipp av  nitrogenoksider (NO_x ), svoveldioksid (SO₂ ), tungmetaller og dioksiner. Dagens moderne forbrenningsanlegg er derfor svært forskjellige fra de gamle forbrenningsanleggene, hvor verken energi eller materiale ble gjenvunnet (Wikipedia).

Effekt

Forbrenningsovner har en elektrisk virkningsgrad på 14-28 %. For å unngå tap av resten av energien kan den brukes til f.eks fjernvarme ( kraftvarme ). Den totale virkningsgraden til kraftvarmeforbrenningsanlegg er normalt høyere enn 80 % (Wikipedia).

Moderne forbrenningsanlegg reduserer volumet av det opprinnelige avfallet med 95-96 prosent, avhengig av avfallets sammensetning og hvor stor andel av asken som inneholder metaller (Wikipedia).

Elektrisitet og fjernvarme

Sluttproduktet til forbrenningsanleggene er elektrisitet og/eller fjernvarme. Moderne forbrenningsanlegg skaper først elektrisitet fra damp (den nedkjølte røykgassen) gjennom en strømgenerator, før det oppvarmede vannet leveres til husstander, bedrifter, institusjoner og industrien som fjernvarme.

I et fjernvarmeanlegg blir det varme vannet føres ut i rørnett til kundene før det går gjennom en varmeveksler i hvert bygg inne i kundens eget anlegg. Her vil vannet gi komfortabel og effektiv varme i alle etasjer gjennom rør i gulvene eller radiator. Det avkjølte returvannet føres tilbake til forbrenningsanlegget, hvor det blir oppvarmet igjen forr å skape ny strøm og fjernvarme.

Fordeler med energigjenvinning

De største fordelene med energigjenvinning er:

• Reduksjon av avfall: Reduserer mengden avfall som sendes til deponi, og dermed sparer plass og reduserer potensielle miljøproblemer knyttet til deponier.
• Energiproduksjon: Genererer elektrisitet, varme eller drivstoff fra avfallsmaterialer, noe som reduserer avhengigheten av fossilt brensel.
• Reduserte klimagassutslipp: Energigjenvinning kan bidra til å redusere klimagassutslipp ved å erstatte fossile brensler og redusere metanutslipp fra deponier.
• Økonomiske fordeler: Gir en kilde til inntekt gjennom salg av energi og kan redusere kostnadene for avfallshåndtering.

Ulemper ved energigjenvinning

Potensielle helseproblemer

Kritikere mener at forbrenningsanlegg med energigjenvinning reduserer insentivet for resirkulering. Andre påpeker at selv om de moderne forbrenningsanleggene har et lavt utslipp av fine partikler, tungmetaller, spordioksin og sur gass, slipper de fortsatt ut noen skadelige stoffer. Forbrenningsanleggene genererer også rester i form av giftig flyveaske som må håndteres riktig i selve anlegget for å unngå helseskader.

Hvor stort dette helseproblemet er kan diskuteres. I følge New York Times er moderne forbrenningsanlegg så rene at “mange ganger mer dioksin frigjøres nå fra hjemmepeiser og bakgårdsgriller enn fra forbrenning.” Et syn det tyske miljødepartementet er enig i. De sier at på grunn av de strenge kravene til dagens forbrenningsanlegg så utgjør disse anleggene ikke lenge en signifikant helserisiko når det gjelder utslipp av dioksiner, støv og tungmetaller (Wikipedia).

Karbondioksid (CO 2)

En annen ulempe er ved forbrenning er at nesten alt karboninnholdet i avfallet blir sluppet ut som karbondioksid (CO ₂) til atmosfæren. Behandling av 1 metrisk tonn (1,1 korte tonn) kommunalt fast avfall produserer omtrent 1 metrisk tonn (1,1 korte tonn) CO ₂.

Skulle avfallet blitt deponert, ville 1 metrisk tonn (1,1 korte tonn) kommunalt fast avfall produsere omtrent 62 kubikkmeter (2200 cu ft) metan via anaerob nedbrytning av den biologisk nedbrytbare delen av avfallet. Denne mengden metan har mer enn det dobbelte av det globale oppvarmingspotensialet av det 1 metriske tonnet (1,1 korte tonn) CO ₂, som ville blitt produsert ved forbrenning. I enkelte land samles det opp store mengder deponigass. Imidlertid er det fortsatt det globale oppvarmingspotensialet til deponigassen som slippes ut til atmosfæren (Wikipedia).

For å redusere forbrenningsanleggenes utslipp av karbondioksid (CO ₂) er det nå blitt vanlig at større forbrenningsanlegg installerer et anlegg for avkarbonisering før røyken slippes ut av pipa. Forbrenningsanlegget på Klemmensrud i Oslo har f.eks. fått installert et slikt karbonfangstanlegg for å redusere karbondioksid utslippet.

Utfordringer ved energigjenvinning

De største utfordringene ved energigjenvinning er antagelig:

• Miljøpåvirkning: Forbrenning av avfall kan føre til utslipp av forurensende stoffer hvis det ikke gjøres riktig. Strenge reguleringer og avansert renseteknologi er nødvendig for å minimere denne påvirkningen.
• Kostnader: Bygging og drift av energigjenvinningsanlegg krever betydelige investeringer. Finansiering og økonomisk levedyktighet kan være utfordrende.
• Teknologiske begrensninger: Ulike typer avfall krever spesifikke teknologier for effektiv energigjenvinning. Ikke alt avfall er egnet for alle typer energigjenvinningsteknologier.
• Sosial aksept: Lokalsamfunn kan være motvillige til å akseptere energigjenvinningsanlegg på grunn av bekymringer om helse- og miljøpåvirkning.

Tiltak for å fremme energigjenvinning

• Regulering og politikk: Utvikle og implementere lover og forskrifter som støtter energigjenvinning, inkludert insentiver for investeringer i teknologier og anlegg.
• Økonomiske insentiver: Gi økonomiske insentiver, som subsidier eller skattefordeler, for selskaper og kommuner som investerer i energigjenvinning.
• Teknologisk utvikling: Investere i forskning og utvikling av nye og mer effektive teknologier for energigjenvinning.
• Offentlige kampanjer: Øke bevisstheten om fordelene med energigjenvinning gjennom informasjonskampanjer og utdanningsprogrammer.
• Integrasjon i avfallshåndtering: Integrere energigjenvinning som en del av en helhetlig avfallshåndteringsstrategi som inkluderer reduksjon, gjenbruk og materialgjenvinning.

En næring i rask vekst

Ettersom mengden avfall i verden øker og stadig flere får opp øyne for at vi må legge opp til en mer bærekraftig utvikling i følge 3E-modellen for å ikke ødelegge vårt eget livsgrunnlag er energigjenvinning gjennom forbrenning blitt en rakt voksende næring. En utvikling som bare kommer til å bli forsterket ettersom vi legger om til en sirkulær økonomi.

Fremtidige trender

• Avanserte forbrenningsteknologier: Utvikling av mer effektive og miljøvennlige forbrenningsteknologier som produserer mindre utslipp.
• Utvidet bruk av biogass: Økt produksjon og bruk av biogass som et alternativ til fossile brensler.
• Innovative prosesser: Nye teknologier for pyrolyse og gassifisering som kan håndtere en bredere rekke avfallsmaterialer.
• Integrert energiproduksjon: Kombinasjon av energigjenvinning med andre former for fornybar energi for å skape mer robuste og bærekraftige energisystemer.

Energigjenvinning spiller en viktig rolle i bærekraftig avfallshåndtering og energiproduksjon. Ved å utnytte energien i avfallsmaterialer kan samfunn redusere miljøpåvirkningen, spare ressurser og bidra til en mer bærekraftig fremtid.

Kilder:

• Store Norske Leksikon – “Energigjenvinning”. Hentet 27.09.23: https://snl.no/energigjenvinning
• Wikipedia – “Wast-to-energy”. Hentet 28.09.23: https://en.wikipedia.org/wiki/Waste-to-energy