Rapport D2014:02 ISSN 1103-4092 Förstudie Deponiers bidrag till växthusgasutsläpp i ett nationellt perspektiv och potentiella skyddsåtgärder
FÖRORD Vid nedbrytning av organiskt material i deponier bildas metanhaltig deponigas som bidrar till växthuseffekten. Sveriges huvudsakliga metankällor är jordbrukssektorn och deponier från avfallssektorn. År 1990 var de uppskattade emissionerna från de två sektorerna ungefär lika stora. Fram till år 2010 har de uppskattade emissionerna från deponier halverats medan de från jordbruket ligger på ungefär samma nivå som tidigare. I Sverige har antaganden gjorts att 60 procent av deponigasen samlas upp på deponier med gasuppsamlingsutrustning. Projektets övergripande syfte har varit att undersöka hur osäkerheterna i de antaganden som görs kan inverka på de uppskattade deponigasemissionerna. Med grund i ett examensarbete har Åsa Lindelöf (Kungliga Tekniska högskolan) sammanställt denna rapport. Malmö februari 2014 Carl Odelberg Ordf. Avfall Sveriges Utvecklingssatsning Deponering Weine Wiqvist VD Avfall Sverige
SAMMANFATTNING I Sverige finns uppskattningsvis mellan 4000 och 8000 stycken deponier. De flesta av deponierna är nedlagda och år 2001 fanns det 142 stycken aktiva deponier för hushållsavfall. År 2010 hade antalet minskat till 75 stycken. Vid nedbrytning av organiskt material i deponier bildas metanhaltig deponigas som bidrar till växthuseffekten. Utsläppens omfattning prognostiseras med hjälp av beräkningsmodeller, exempelvis IPCCs. Dessa modeller fordrar att antaganden görs av exempelvis andelen gas som utvinns via gasuppsamlingsutrustningen, det organiska materialets halveringstid och avfallets sammansättning och mängd. I Sverige görs antagandet att 60 procent av deponigasen samlas upp på deponier med gasuppsamlingsutrustning. Rapportens övergripande syfte var att undersöka hur osäkerheterna i de antaganden som görs kan inverka på de uppskattade deponigasemissionerna. Syftet var också att bedöma om metangasutsläpp från deponier utgör ett stort eller försumbart tillskott av växthusgasutsläpp i jämförelse med andra källor. Detta gjordes genom en känslighetsanalys som baserades på en litteraturstudie, IPCC- prognostiserade metanmängder samt genom intervjuer med deponiägare. Prognostiserad metangasproduktion från landets deponier jämfördes med uppskattad metangasproduktion, där det senare baserades på utvunna mängder i landet och en uppskattad utvinningsgrad på 60 procent. Prognostiserad metangasmängd jämfördes med en uppskattad mängd metan, där den senare baserades på utvunna gasmängder i landet och uppskattad utvinningsgrad. Omfattningen av emissionerna gjordes genom känslighetsanalys där utvinningsgrad hos gasuppsamlingssystemets varierades mellan 30 och 80 procent. De utvunna gasmängderna har varit relativt konstanta de senaste tio åren trots att antalet deponier med gasuppsamlingsutrustning minskat från 75 till 57 stycken och att deponeringsförbud har instiftats. Den antagna halveringstiden på 7,5 år torde därför vara för lågt ansatt vilket också styrks av den dåliga nedbrytningen i flera äldre deponier, minskade mängder deponerat avfall samt att inget organiskt material deponeras sedan 2005. Sveriges huvudsakliga metankällor är jordbrukssektorn och deponier från avfallssektorn. År 1990 var de uppskattade utsläppen från de två sektorerna ungefär lika stora. Fram till år 2010 har de uppskattade utsläppen från deponier halverats medan utsläpp från jordbruket ligger på ungefär samma nivå som tidigare. Ur den enskilda deponins perspektiv kan det konstateras att utvinningsgraden hos gasuppsamlingssystemet varierar i både ett kortsiktigt och i ett långsiktigt perspektiv. Beroende på när en mätning utförs kommer en viss variation uppvisas i gasutvinningssystemets utvinningsgrad dvs både emitterade och uppsamlade gasmängder varierar mellan mättillfällena. Det kan konstateras att en stor osäkerhet byggs in i den beräknade årsproduktionen av metangas när metanmängderna beräknas med hjälp av medelvärden från ett fåtal mätningar utförda under korta mätperioder. Statistiska Centralbyrån har gjort beräkningar av den årliga utvinningsgraden. Dessa beräkningar har grundats på faktiska utvunna mängder som jämförts med beräknade totala mängder. För en enskild deponi kan skillnaderna mellan de beräknade och faktiska mängderna vara stora vilket medför att utvinningsgraden eller produktionen är svårbedömd både för den enskilda deponin och på nationell nivå.
Potentialen för gasutvinning i deponier bedöms i det här examensarbetet vara större än vad som har prognostiserats. Perioden för gasuttag sträcker sig längre än vad man trott med anledning av att mycket av det organiska materialet i gamla deponier fortfarande inte har brutits ner, samt att gasproduktion fortfarande sker. Med anledning av de låga driftskostnaderna bör deponigasutvinning fortskrida så länge som det är tekniskt möjligt och ekonomiskt hållbart. Genom provtagningar av avfallet i kombination med mätningar som sträcker sig över längre perioder, skulle bättre kännedom om metangasproduktionen i deponier kunna fås. Nyckelord: deponigas, metan, IPCC, gasutvinning, nedbrytningshastighet
ABSTRACT There are a large number of landfill sites in Sweden. The total number is estimated to be somewhere between 4000 to 8000 landfills. In 2007 there were 142 landfill sites still operating, three years later the number of operating landfills decreased to 76. The municipalities are at present carrying out an inventory of old landfill sites in Sweden. The focus is on the location and risk classification of the landfill sites. There is a substantial uncertainty of the content and the progress of the degradation process unless the landfill is dug out. Methane containing landfill gas is produced when the organic matter in the waste is degraded. Since methane is a potent green house gas the emissions of landfill gas will contribute to the green house effect. The extent of the emissions is usually quantified using the IPCC model or similar. The models require certain estimations to be made such as the amount of gas that is extracted, the half-life of the organic matter and the composition of the waste. The aim of the report was therefore to look into these estimations and how these can effect the landfill gas production. The aim was also to evaluate whether the methane emissions from landfills is a major contributor to the green house gas emissions in comparison to other sources. The master thesis has been carried out through a literature study and interviews with landfill owners that resulted in a sensitivity analysis. The plausibility of the IPCC model was studied by carrying out a sensitivity analysis of the efficiency of the gas extraction system and how this will influence the total emissions of landfill gas. An overview of the connection between the land fill gas production and the decomposition of the organic matter could be realized by analyzing the material in the landfill through tests on different depths in the landfill when drilling new gas wells. The extracted amounts of landfill gas are also contradictive to the estimation of the half-life of 7,5 years that is assumption regularly made within the IPCC- model. This theory is supported by the inadequate decomposition of organic material in old landfill sites. The reduced amounts of waste that is landfilled and the prohibition of landfilling of organic and combustible waste in 2005 are also supporting this theory. The main methane sources in Sweden are ruminants from the agricultural sector and landfills. In 1990 the forecast of the methane emissions of the two sectors were equal. The forecast of today shows that the agricultural emissions are more or less the same but the emissions from landfill are halved. Another conclusion was that the efficiency of the gas extraction is varying in a short- term and in a long-term perspective. Depending on when a measurement is carried out there will be a variation of the efficiency of the gas extraction system. Anyhow annual values of the extracted amounts are calculated based on a few occasional measurements over very short time periods. Moreover, the yearly efficiency is determined based on real extracted values of methane and calculated total values of methane production that are non-comparable. The potential of gas extraction is probably larger than what has been predicted and the period of gas extraction is probably longer than expected. Supported by the low operation costs for the gas extraction the extraction should be carried out as long as it is technically possible and economically reasonable. Analyzing the material in the landfill site will increase the understanding of the gas production and the degradation of the waste in the landfill. Keywords: landfill gas, methane, IPCC, gas extraction, degradation rate
TILLKÄNNAGIVANDEN Jag vill börja med att tacka Ecoloop för att jag har fått möjligheten att göra mitt examensarbete hos er. Jag vill särskilt tacka min handledare Josef Mácsik på Ecoloop för mycket bra vägledning och givande diskussioner under arbetets gång. Vidare vill jag också tacka Monika Olsson, min handledare på Industriell Ekologi, KTH, för kloka råd och värdefulla tips. Jag vill också tacka Michael Kempi, Ann- Christin Persson och Johan Fahlström för er medverkan i den enkätbaserade intervju som jag utförde i samband med examensarbetet. Jag vill också passa på at tacka Anders Lagerkvist och Magnus Lindsjö för blixtsnabb e-postkorrespondens och värdefull hjälp. Avfall Sverige, och i synnerhet Peter Flyhammar, vill jag tacka för ni gjorde detta arbete möjligt. Ett speciellt tack vill jag rikta till min opponent och tillika studiekamrat sedan dag ett på KTH, Sofhia Josborg. Slutligen vill jag tacka familj och vänner för att ni alltid har funnits där under arbetets gång.
INNEHÅLL 1. Inledning 1 1.1 Bakgrund 1 1.3 Syfte och mål 2 1.4 Metod 2 1.5 Tillvägagångssätt 2 1.6 Avgränsningar 2 2. Teori 3 2.1 Lagar och förordningar gällande deponier 3 2.2 Utveckling av deponiernas utformning 3 2.2.2 Geologisk barriär 4 2.2.3 Bottentätning 4 2.2.4 Täckning 4 2.2.5 Äldre deponier 4 2.3 Deponins fysikaliska tillstånd 5 2.4 Avfallet 5 2.4.1 Avfallets sammansättning 5 2.4.2 Avfallsmängder 6 2.5 Nedbrytningsprocessen 6 2.5.1. Aerob nedbrytning 6 2.5.2 Anaerob nedbrytning 7 2.6 Faktorer som påverkar nedbrytningen 7 2.7 Optimering av fysikaliska parametrar 8 2.8 Deponigas 8 2.9 Modeller för beräkning av metangasemissioner 10 2.9.1 IPCCs modell 10 2.9.2 Antaganden och osäkerheter i IPCC-modellen 11 2.10 Metangaspotential 14 2.11 Inventering 14 2.12 Situationen idag 15 3. Verklighet, modell och antaganden 17 3.1 Sammafattning av intervjuer med deponiägarna 17 3.2 Tillämpningar av IPCC-modellen 17 3.2.1 Kopplingar mellan IPCC-modellen, fältmätningar och årliga utvunna metanmängder 18 3.3 Den antagna halveringstidens rimlighet 22 3.4 Känslighetsanalys av gasuppsamlingssystemet 23 3.4.1 Ett konkret exempel 26 3.5 Underhåll av gasutvinningssystemet 26 3.6 Jämförelse med andra källor 27
4. Diskussion 30 4.1 Bakgrunden till de antaganden som görs i IPCC-modellen 30 4.2 Osäkerheterna i modellen 30 4.3 Deponiers klimatpåverkan i jämförelse med andra källor 30 4.4 Miljön i deponin och faktorer som påverkar metangasbildningen 31 4.5 Utvinningsgradens betydelse för den uppskattade metanproduktionen 31 4.6 Möjliga kontroll- och skyddsåtgärder 32 5. Slutsatser 33 Referenser 34 Bilagor Bilaga 1 Utvunna energimängder 36 Bilaga 2 Enkät till deponiägare 37 Bilaga 3 Sammanställning av intervjuerna med deponiägarna 39 3.1.1 Atleverket, Örebro 39 3.1.2 Blåberget, Sundsvall Energi, Sundsvall 40 3.1.3 Flishults avfallsanläggning, Vetab, Vetlanda 40 Bilaga 4 Fördelning mellan utvunna mängder och uppsamlad gas 42 Bilaga 5 Konceptuell beräkningsmodell 43
1. INLEDNING Denna rapport behandlar osäkerheterna i de antaganden som görs i samband med modellberäkningar av metangasutsläpp på svenska deponier. En jämförelse har gjorts av metangasutsläpp från deponier och andra metanproducerande källor i Sverige. Studien har utförts i form av ett examensarbete som är den avslutande delen i civilingenjörsprogrammet i kemi och kemiteknik på Kungliga Tekniska Högskolan, KTH, i Stockholm. Examensarbetet har finansierats av Avfall Sverige och det har utförts under sommaren och hösten 2011 i ett samarbete mellan Industriell Ekologi, KTH och Ecoloop. 1.1 Bakgrund Deponering betraktas som det sista steget i materialhanteringen i det svenska samhället. I den bästa av världar ska materialutbytet mellan samhälle och natur ske utan belastning av den sistnämnda. I dagens samhälle ligger dock verkligheten långt ifrån idealet då det deponerade avfallet kapslas in och isoleras vilket mer eller mindre leder till att avfallet konserveras istället för att brytas ned. I deponin råder syrefattiga förhållanden och i samband med den anaeroba nedbrytningen bildas metangas som avgår till atmosfären via punktutsläpp och diffusa utsläpp vilka är svåra att kvantifiera. På flertalet deponier tas deponigas ut via gasuppsamlingsutrustning vilket möjliggör mätning av både sammansättning och mängd. Med anledning av komplexiteten i utsläppssituationen ligger svårigheten i att med säkerhet kunna fastslå hur mycket metan som egentligen släpps ut till atmosfären. Uppskattningen som görs idag är att 60 procent av metangasen samlas upp på de deponier som har gasuppsamlingsutrustning. (Naturvårdsverket, 2004) Deponering är en bortskaffningsmetod för avfall som har använts sedan långt tillbaka i tiden. En rad lagar och ekonomiska styrmedel har drivit utvecklingen mot att reducera mängden deponerat avfall. Implementeringen av lagarna har dessutom bidragit till bättre kontroll över det avfall som deponeras. Dokumentationen om vad och hur mycket som egentligen har deponerats i äldre avfallsupplag är ofta dålig eller i vissa fall obefintlig. År 2010 fanns det 78 avfallsanläggningar för kommunalt avfall som deponerade avfall. Av dessa deponier hade totalt 40 stycken gasuppsamlingsutrustning. (Avfall Sverige 2011) Deponiytorna är stora och det finns skillnader inom själva deponiområdet vilket gör det svårt att bedöma utsläppens egentliga omfattning. Olika modeller har utformats för att beräkna metanavgången från deponier där vissa parametrar måste uppskattas till följd av osäkerheter i indata. I dagsläget bygger statistiken därför på en rad antaganden som i många fall saknar förankring och transparens. Exempelvis antas en konstant nedbrytningshastighet av det organiska materialet och somliga rapporter redovisar varken indata eller motiverar gjorda antaganden i tillräcklig omfattning. En längre halveringstid skulle exempelvis innebära att det finns potential att utvinna deponigas längre än vad som antas idag. Enligt de prognoser som tagits fram av Naturvårdsverket (2001) med hjälp av IPCC-modellen skulle metanemissionerna från landets deponier halveras mellan år 2001 och 2010. Ytterligare minskningar förutspåddes ske fram till år 2020 då utsläppen skulle reduceras med 80 procent i jämförelse med år 2000. Både utvunna mängder gas, men framför allt de emitterade mängderna metangas förväntades minska kraftigt. Idag har de utvunna mängderna metangas förvisso minskat, men samtidigt har antalet anläggningar för gasutvinning också har minskat. 1
I IPCCs beräkningsmodell som anpassats för svenska förhållanden uppskattas att halveringstiden av det organiska materialet uppgår till 7,5 år (Naturvårdsverket, 2001). Utgrävningar av gamla avfallsupplag har dock visat att mycket av materialet fortfarande inte är nedbrutet efter flera decennier (Tyréns, 2011). Den ofullständiga nedbrytningen i deponierna beror på att förhållandena för anaerob nedbrytning ofta inte är ideala. Följden blir att nedbrytningshastigheten försämras och halveringstiden för det organiska materialet därmed blir längre än vad som antagits. Eftersom det inte finns några långtidsobservationer av deponier är det svårt att veta hur lång tid det tar innan metangasproduktionen helt har upphört (Avfall Sverige, 2009). 1.3 Syfte och mål Många antaganden ligger till grund för de beräkningar av deponigasproduktion och metangasutsläpp från deponier, som görs med IPCC-modellen. Rapportens övergripande syfte är därför att undersöka osäkerheterna i dessa antaganden (uppsamlade gasmängder och det organiska materialets halveringstid). Syftet är även att bedöma om metangasutsläpp från deponier utgör ett stort eller försumbart tillskott av växthusgasutsläpp i jämförelse med andra källor. Följande målformuleringar har satts upp för att uppnå syftet: Identifiera de parametrar som påverkar metangasbildningen. Undersöka hur emissionerna av metangas från deponier sker. Identifiera vilka antaganden som görs i IPCC-modellen och vad som ligger till grund för dessa. Beräkna hur metanemissionerna kan variera beroende på vilka antaganden som görs gällande gasuppsamlingsutrusningens utvinningsgrad. Inventera antalet deponier med och utan gasuppsamlingsutrustning i Sverige och identifiera eventuell potential för vidare utvinning. Undersöka vilka metanproducerande källor som finns i Sverige och uppskatta om deponier utgör en stor eller liten metangaskälla. 1.4 Metod Examensarbetet initierades med en litteraturstudie över vad som tidigare gjorts inom området för att på så sätt skapa en bild och referensram. Rapporter från bland annat Naturvårdsverket, Avfall Sverige, doktorsavhandlingar och examensarbeten har varit en viktig informationskälla samtidigt som annan litteratur och vetenskapliga artiklar har ökat förståelsen för den teoretiska bakgrunden. Avslutningsvis gjordes en enkät, vilken återfinns i Bilaga 2, som följdes upp med en intervju med tre deponiägare. Enkäten skickades ut per e-post och en uppföljande intervju gjordes därefter. 1.5 Tillvägagångssätt I arbetets initialskede studerades deponiers uppbyggnad samt hur den tekniska utformningen har varierat med tiden. Därefter studerades nedbrytningsprocesserna i en deponi och de faktorer som påverkar nedbrytningshastigheten identifierades. IPCCs beräkningsmodell undersöktes, vilken typ av system den är avsedd för samt vilka indata som krävs. Efter att en tydlig bakgrundsbild erhållits utformades en enkät som skickades till ett antal deponiägare i syfte att erhålla mer detaljerad information för att undersöka om modellantagandena är rimliga. Slutligen kopplades den teoretiska modellen till empiri genom en jämförelse av modellen med nedbrytningsförloppet i deponierna och deponiägarnas erfarenheter. 1.6 Avgränsningar Studien har inriktat sig på svenska förhållanden vilket innefattar faktorer som klimat, avfallets sammansättning och deponikonstruktion. Endast sju deponier har studerats närmare, samtliga med gasuppsamlingsutrustning. Inga egna mätningar har gjorts, all data och information är hämtade ur befintlig litteratur. Information är huvudsakligen hämtad från litteratur från 2000-talet och framåt. 2
2. TEORI I detta kapitel beskrivs de lagar och förordningar som reglerar en deponis utformning. Deponins uppbyggnad beskrivs liksom avfallets sammansättning och deponerade mängder. Kapitlet innefattar också en översiktlig beskrivning av nedbrytningen av det organiska materialet. Viktiga fysikaliska parametrar som styr nedbrytningen och hur dessa kan optimeras behandlas också. Därefter beskrivs IPCC-modellen, dess ingående parametrar och de antaganden som görs i denna. Slutligen beskrivs förändringen av antalet deponier i Sverige de sedan början av 200-talet. 2.1 Lagar och förordningar gällande deponier Sedan början av 2000-talet har ett antal lagar och förordningar instiftats för att få bättre kontroll över vad och hur mycket som deponeras. Deponiskatten introducerades år 2000 i syfte att reducera den mängd avfall som deponeras. Deponeringsförordningen (2001:512) trädde i kraft år 2001 i syfte att minska deponiernas negativa effekter på miljön och på människors hälsa. Strängare krav ställdes på deponiernas tekniska utformning såsom geologisk barriär, täckning och lakvattenuppsamling. För att ha möjlighet att uppfylla alla krav och rutiner hade verksamhetsutövarna en anpassningsperiod som sträckte sig fram till slutet av 2008. De deponier som vid detta datum inte uppfyllde kraven kunde ansöka om avsteg för fortsatt verksamhet. Många deponier var dock tvungna att stänga eftersom de inte uppfyllde ställda krav (Naturvårdsverket, 2010). Deponeringsförbud mot brännbart avfall infördes 2002 vilket indirekt har bidragit till minskade mängder deponerat avfall. År 2005 förbjöds även deponering av organiskt avfall (Naturvårdsverket, 2010). Eftersom det är det organiska materialet som bildar metangas innebär förbudet även en minskning av den potentiella mängd metangas som kan bildas per ton avfall. Idag får det avfall som läggs på deponi innehålla maximalt tio viktsprocent organiskt avfall (Naturvårdsverket, 2004). Enligt Deponeringsförordningen (2001:512) ställs krav på att de deponier som tar emot biologiskt nedbrytbart avfall ska samla upp den bildade deponigasen. 2.2 Utveckling av deponiernas utformning Fram till mitten av 1940-talet hade inte kommunerna någon skyldighet att tillhandahålla avstjälpningsplatser för avfall åt allmänheten. I vissa fall kördes avfallet till gårdar där det användes för utfyllnad av gropar eller att det deponerades på obrukbar mark (SÖRAB, 2011). Förr anlades deponierna vanligtvis i utkanten av städer. I takt med befolkningsökningen planeras i allt större utsträckning bebyggelse på eller i närheten av gamla avfallsupplag. Exploatering på gamla deponiområden kräver både en bedömning av eventuell fortsatt metangasbildning och risker med denna men även omfattande vattenprovtagningar är nödvändiga (Tyréns, 2011). För att minimera lakvattenbildning och gasemissioner från avfallsupplag gick utvecklingen till en början mot att kapsla in upplagen och därmed minimera materialutbyte med omgivningen. Att isolera avfallet från sin omgivning stävjar det positiva i materialutbytet mellan deponi och samhälle. Idag drivs utvecklingen istället mot behandling av avfallet istället för isolering. I deponeringsförordningen (2001:512) specificeras de krav som måste uppfyllas och tillika rapporteras till reglerande myndighet. De fysiska skyddsskikten är uppdelade i geologisk barriär, bottentätning och täckning. 3
2.2.2 Geologisk barriär Den geologiska barriären återfinns underst i deponin och kan antingen vara naturlig lera eller konstrueras artificiellt. Barriärens syfte är att hindra lakvattenspridning och därmed minimera föroreningarnas åverkan och spridning i närmiljön. I Sverige används ofta artificiella barriärer eftersom naturliga geologiska barriärer som uppfyller kraven är svåra att hitta (Avfall Sverige, 2006). 2.2.3 Bottentätning Ovan den geologiska barriären återfinns en bottentätning. Som tätningsmaterial används leror, bentonitmattor eller geomembran. Genomsläppligheten för vatten i deponins bottentätning måste vara minimal. För optimal funktion behövs ett ordentligt dräneringslager ovan bottentätningen för att säkerställa att vattentrycket mot botten inte ska bli för högt. Mellan dräneringsskiktet och bottentätningen måste det dessutom finnas ett skyddsskikt som hindrar det grova materialet i dräneringsskiktet från att skada tätskiktet. Dräneringsskiktet har högst belastning innan sluttäckning av deponin har gjorts eftersom regnvatten dessförinnan kan tränga igenom avfallsmassorna. Grövre inert avfall läggs på dräneringsskiktet för att hindra slam och finkorniga massor från att sätta igen detta. (Avfall Sverige, 2006). 2.2.4 Täckning Begreppet sluttäckning innebär att deponins drifttid nått sitt slut och inga fler åtgärder vidtas efter att sluttäckning skett. Täckningen består av flera olika skikt vars huvudsakliga syfte är att hindra vatten från att tränga ner i avfallet och därmed minska risken att laka ut och sprida föroreningar till närliggande omgivning (Naturvårdsverket, 2007). De minskade mängderna lakvatten innebär reducerade kostnader för lakvattenrening för deponiägarna. Täckningen minskar tillika gastransporten in och ut ur deponin och reducerar därmed också störande luktemissioner till omgivningen. Temperaturen i deponin blir högre när deponin täcks eftersom täckskiktet verkar isolerande. Sluttäckningen minskar också läckaget av metan till atmosfären. Luttäckningen gör det möjligt att använda ett större undertryck vilket kan öka gasutvinningen (Lagerkvist, 2012). Täckskiktet består av följande lager nerifrån sett (Avfall Sverige, 2006): Utjämningsskikt: Säkerställer rätt lutning för optimal vattenavrinning och utjämning av sättningar. Skiktet får inte vara för tätt om organiskt material finns i deponin eftersom deponigasen ska kunna passera genom lagret. Gasdräneringsskikt: Möjliggör uppsamling av deponigasen. Tätskikt: Förhindrar vatten och syre från att tränga in i avfallsmassorna. Tätskiktet ska dessutom fungera som ett skydd mot mekanisk åverkan exempelvis frost. Dräneringsskikt: Avleder regnvatten och liknande från att tränga ner genom täckningen. Materialet som används är vanligtvis makadam eller grovt grus Skyddsskikt: Skyddar tätskiktet mot olika mekaniska påfrestningar såsom rotpenetration och uttorkning. Materialet som används är vanligtvis schaktmassor eller morän med inblandning av slam för att förbättra förutsättningarna för växtetablering. 2.2.5 Äldre deponier Deponier som är sluttäckta senast den 16 juli 2001 eller tidigare kan betraktas som äldre deponier. Kraven på sluttäckningen var innan denna tidpunkt inte desamma som de som beskrivs i kapitel 2.2.4. I äldre deponier är det större risk för infiltrering av regnvatten vilket innebär att förutsättningarna för nedbrytning av det organiska materialet är bättre än i nyare deponier där det finns risk att avfallet blir torrt. De tidigare deponikonstruktionerna har inte heller samma bottentätning eller krav på geologisk barriär. 4
2.3 Deponins fysikaliska tillstånd Deponier är ofta inhomogena i sin uppbyggnad och avfallets sammansättning varierar på olika platser i deponin. Allt organiskt material har ofta inte brutits ner när sluttäckning sker. I takt med att avfallet bryts ned minskar dess volym och det bildas sättningar. Förekomsten av sättningar ökar risken att topptätningen ska förlora sin isolerande förmåga (Persson, 2005). Med anledning av detta ökar risken för sprickbildning och att syrerikt regnvatten tränger ner i deponin. Om torra områden i deponin plötsligt blir blöta blir förutsättningarna för nedbrytning av organiskt material bättre och metangasproduktionen kan därmed ta fart igen. Deponins vatteninnehåll skiljer sig mellan olika platser i deponin vilket beror på att olika avfall innehåller olika mängd vatten men även på att det bildas kanaler som kan transportera vatten och därmed påverka vattenflödet inne i deponin. Fukthalten ändras också med deponins djup, mätningar på Högbytorps deponi visade att avfallet innehåller 25-30 procent vatten i de översta 10 metrarna och 47-65 procent på djup större än 10 meter (Östman, 2008). Temperaturen ökar också med deponins djup. (Williams, 2005) Med ökande djup finns mer kvarvarande organiskt material, högre metallhalter och högre svavelinnehåll. Med anledning av variationerna i både avfallssammansättning, fukthalt och temperatur har nedbrytningsprocessen fortskridit olika långt på olika platser i deponin. Det är därför svårt att ta representativa prover på det fasta materialet i deponin, istället tas ofta prover på lakvattnet (Östman, 2008). 2.4 Avfallet Avfall kan kategoriseras beroende på innehåll eller ursprung och sammansättning. De vanligast förekommande avfallsslagen som har deponerats är industriavfall, rötslam, hushållsavfall, gallerrens, bygg- och rivningsavfall. Olika avfallstyper är olika lättnedbrytbara vilket leder till olika halveringstid i nedbrytningsprocessen. DOC-innehållet varierar för de olika avfallsfraktionerna. Hushållsavfall genererar mest metangas av alla avfallsslag (Lagerkvist, 1995). Med anledning av detta beskrivs dess sammansättning mer utförligt än de andra deponerade avfallsfraktionerna. 2.4.1 Avfallets sammansättning I början av förra seklet var andelen organiskt nedbrytbart material i avfallet större än vad det är idag. Varor inhandlades ofta i lösvikt och förpackningar användes inte i samma utsträckning som de gör idag. Det materiella kretsloppet kunde nästan betraktas som slutet med anledning av att den ätbara delen av avfallet användes som föda till grisar, latrin och annat organiskt avfall maldes ner och användes som gödsel och metaller och glas togs omhand (Östman, 2008) Efter andra världskriget har andelen förpackningar i avfallsfraktionen ökat. I och med att andelen material som inte kunde komposteras ökade sjönk komposteringsvärdet i avfallet. Den uppåtgående konsumtionstrenden under 1960- och 1970 talet förändrade avfallets sammansättning och avfallsmängderna ökade. Idag tillförs nya komplexa material men även restprodukter från olika reningsprocesser vilket bidrar till inhomogeniteten i avfallsströmmen. Den utökade kontrollen om vad och hur mycket som deponeras samt deponeringsförbuden mot organiskt och brännbart avfall har ändrat det deponerade avfallets sammansättning. Hushållsavfall innefattar sopor, grovsopor såsom uttjänta möbler och dylikt, använda batterier, målarfärgs- och oljerester, slam, köksavfall och latrin. Till hushållsavfall räknas avfall från hushåll men även avfall med liknande sammansättning men som härstammar från andra verksamheter (Naturvårdsverket, 2008). Hushållsavfall innehåller 86-90 procent organiskt material. Den organiska delen består huvudsakligen av papper, plast, trädgårdsavfall, trä, mat, textil och övrigt organiskt material. Hushållsavfall har ett vatteninnehåll mellan 30-45 procent (Återvinningscentralen, 2007). 5
2.4.2 Avfallsmängder 2.4.2 Avfallsmängder Sverige tillhör Sverige idag tillhör de idag länder länder som som deponerar deponerar minst minst hushållsavfall i hela Europa. I Sverige I Sverige deponerades deponerades år 1995 år knappt 1995 40 knappt procent 40 av procent allt avfall, av tolv allt år avfall, senare, tolv 2007, år deponerades senare, 2007, endast deponerades 5 procent av de totala endast 5 procent av de totala avfallsmängderna (EEA, 2009). Mängden hushållsavfall som avfallsmängderna (EEA, 2009). Mängden hushållsavfall som deponeras har minskat från ungefär 1380 deponeras har minskat från ungefär 1380 kton år 1994, till endast 205 kton kton år 1994, till endast 205 kton 2005(Börjesson, 2009). Idag deponeras en nästintill obefintlig mängd 2005(Börjesson, 2009). Idag deponeras en nästintill obefintlig mängd hushållsavfall (Avfall hushållsavfall (Avfall Sverige, 2010). Sverige, 2010). 600 500 400 Hushållsavfall i Sverige 300 200 kg/person,år 100 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Figur 1: Hushållsavfall per person och år i Sverige (Avfall Sverige, 2011) Figur 1: Hushållsavfall per person och år i Sverige (Avfall Sverige, 2011) Mängden hushållsavfall i Sverige har generellt sett ökat men en avtagande trend har kunnat observeras Mängden hushållsavfall i Sverige har generellt sett ökat men en avtagande trend har kunnat observeras de de senaste senaste åren åren vilket vilket illustreras illustreras i Figur i Figur 1. Minskningen 1. Minskningen beror på beror att källsorterar på att källsorterar sitt hushållsavfall sitt hushållsavfall vilket innebär vilket att innebär både materialåtervinning att både materialåtervinning och biologisk behandling och biologisk ökar. behandling Idag går den ökar. största delen av Idag går den hushållsavfallet största delen till avfallsförbränning, hushållsavfallet och till endast avfallsförbränning, 1,4 procent deponeras och (Avfall endast Sverige, 1,4 procent 2010), samtidigt deponeras som (Avfall avfallsmängderna Sverige, 2010), har minskat samtidigt har återvinningen som avfallsmängderna ökat. Återvinningen har kan minskat medföra ett har effektivare återvinningen materialutnyttjande ökat. Återvinningen men i vissa kan fall medföra innebär ett återvinning effektivare en större materialutnyttjande miljöbelastning till men följd i av långa vissa fall transportsträckor innebär återvinning av materialet en större som miljöbelastning ska återvinnas (Lagerqvist, till följd av 1995). långa transportsträckor av materialet som ska återvinnas (Lagerqvist, 1995). 2.5 Nedbrytningsprocessen Nedbrytningen av organiskt material kan delas in i en aerob och en anaerob fas. Det första skedet i 2.5 Nedbrytningsprocessen Nedbrytningen av organiskt material kan delas in i en aerob och en anaerob fas. Det första skedet i nedbrytningen är aerobt, denna fas är betydligt kortare än den följande anaeroba fasen. I en deponi fortgår alla faser samtidigt beroende på inhomogeniteterna i deponin. Sammansättningen av den bildade deponigasen och lakvattnet förändras i takt med att de kemiska och biologiska processerna i deponin varierar. Populationerna av mikroorganismer förändras med deponidjup men påverkas även av temperaturvariationer, vattentillgång, ph, oxidationsmedel och tillgång på substrat. (Rihm, 2011). nedbrytningen är aerobt, denna fas är betydligt kortare än den följande anaeroba fasen. I en deponi fortgår alla faser samtidigt beroende på inhomogeniteterna i deponin. Sammansättningen av den bildade deponigasen och lakvattnet förändras i takt med att de kemiska och biologiska processerna i deponin varierar. Populationerna av mikroorganismer förändras med deponidjup men påverkas även av temperaturvariationer, vattentillgång, ph, oxidationsmedel och tillgång på substrat. (Rihm, 2011). 2.5.1. Aerob nedbrytning För att den aeroba nedbrytningen ska kunna ske måste syre finnas tillgängligt i avfallsmassorna. 2.5.1. Aerob Syrehalten nedbrytning i deponin varierar beroende på hur väl kompakterat och täckt avfallet är (Williams, 2005). För att Under den aeroba den aeroba nedbrytningen oxideras ska kunna det organiska ske måste materialet syre under finnas kraftig tillgängligt värmeutveckling i vilket avfallsmassorna. medför att Syrehalten temperaturen i i deponin varierar höjs. Värmeutvecklingen beroende på hur medför väl kompakterat att det vatten och som täckt finns i avfallet avfallet är förångas (Williams, och avfallet 2005). torkar, Under därmed den blir aeroba lakvattenmängden nedbrytningen ofta liten. oxideras När avfallet det är organiska torrt transporteras luft lättare genom avfallets porer, men i 7 ett alltför torrt avfall stävjas den mikrobiella aktiviteten. Avfallet kan också innehålla metaller som har katalytisk verkan som gör att risk finns att avfallet självantänds i och med temperaturökningen. För att undvika självantändning måste avfallet täckas ordentligt och 6
kompakteras. Den aeroba nedbrytningen ger en god stabilisering av avfallet samt relativt rena lakvatten. (Lagerkvist, 1995) En nackdel med den aeroba nedbrytningen är att den producerade värmen inte kan nyttiggöras på samma sätt som det energiinnehåll som kan tas tillvara i uppsamlad deponigas. Den aeroba fasen karaktäriseras av hög mikrobiologisk aktivitet (Östman, 2008). Koldioxid som bildas i samband med nedbrytningen löser sig delvis i vattnet och bildar kolsyra vilket leder till att ph sjunker. De parametrar som reglerar den aeroba nedbrytningen är syretillgång och nitrat. Deponigasen som bildas i denna fas innehåller i huvudsak bara kvävgas (N 2 ) och koldioxid (CO 2 ) men även lustgas. 2.5.2 Anaerob nedbrytning Eftersom syre förbrukas i den aeroba delen av nedbrytningsprocessen fortgår resterande del av nedbrytningen under syrefria förhållanden. I svenska deponier sjunker temperaturen till 20-30 C. Den anaeroba delen av nedbrytningsprocessen kan liknas vid en näringskedja där olika typer av mikroorganismer livnär sig på varandras nedbrytningsprodukter (Lagerkvist, 1995). Till skillnad från den kortvariga aeroba delen av nedbrytningen sträcker sig den anaeroba fasen sig närmare hundra år (Östman, 2008). Syrabildande fas I den anaeroba nedbrytningens första fas bildas lättflyktiga fettsyror ur sockerarter och aminosyror. Somliga av de bildade fettsyrorna, exempelvis smörsyra, har karaktäristiska lukter. ph sjunker med anledning av de bildade syrorna och lakvattnet i denna fas karaktäriseras av ett högt BOD-innehåll och kvoten av BOD/COD är också hög. Ättiksyrabildande fas I den ättiksyrabildande fasen bildas från högre fettsyror, huvudsakligen ättiksyra, vätgas och koldioxid vilka utgör substratet för de metanogena bakerierna i den anaeroba fasens tredje steg. Metanbildande fas Den metanbildande fasen påbörjas först en tid efter det att nedbrytningen initierats. Det kan innebära att det dröjer mellan 6 månader till några år innan metangas börjar bildas. Den metanbildandefasen kan fortgå upp till hundra år beroende på vattentillgången i deponin. I denna fas bildas förutom metan, även koldioxid och vatten ur föreningar innehållande en till två kolatomer (Lagerqvist, 1999). ph stiger och stabiliseras till ungefär 8 och lakvattnet innehåller låga halter av BOD och COD (Rihm, 2011) Humusfas I humusfasen återstår i princip enbart svårnedbrytbart organiskt material. Humusfasen utgör den sista fasen i nedbrytningsprocessen som uppskattas fortlöpa under ungefär 1000 år. Det bildas mer komplexa och framför allt stabila organiska föreningar. (Östman, 2008) 2.6 Faktorer som påverkar nedbrytningen Nedbrytningsprocesserna i en deponi påverkas av den mikrobiologiska aktiviteten. Temperaturen är en faktor som har mycket stark inverkan på alla biologiska processer. Högre temperaturer ökar nedbrytningshastigheten men leder också till att lakvattnets COD- och ammoniuminnehåll ökar vilket kräver en mer omfattande lakvattenbehandling (Wang & Pelkonen, 2009). Temperaturen påverkar också metanoxidationen där syre och metan omvandlas till koldioxid. Metanoxidationen sker huvudsakligen i deponins ytskikt. Den optimala temperaturen för metanoxidationen ligger kring 25-35 C men viss oxidation kan ske ner till temperaturer kring 1-2 C Mätningar har visat att metanavgången genom diffusa utsläpp och punktutsläpp är betydligt högre under vinterhalvåret eftersom metanoxidationen är låg eller obefintlig (Scheutz et al, 2009). 7
Vattentillgång är också en viktig faktor som påverkar mikroorganismernas aktivitet men som även fungerar som transportmedium för näringsämnen och nedbrytningsprodukter i deponin (Scheutz et al, 2009). Lagerkvist (2011) påpekar att vattenfördelningen i deponin kan vara ojämn vilket innebär att vattenfördelningen kan ändras i samband med att deponin sätter sig, Därmed kan nya delar av deponin fuktas och nedbrytningen kan ta ny fart. Olika sorters avfall bryts ner olika lätt, exempelvis bryts matavfall ned betydligt fortare än vad textil, läder och trä gör vilket återspeglas i materialens halveringstid. Avfallets storlek är också av betydelse för nedbrytningen, malt eller sönderdelat avfall bryts snabbare ned (Lagerkvist, 1995). 2.7 Optimering av fysikaliska parametrar Vid återcirkulering av vatten genom avfallet kan nedbrytningshastigheten öka. Detta har exempelvis gjorts på SÖRABs anläggning i Hagby där recirkulation av uppvärmt lakvatten bidrog till att metangasproduktionen ökade (Lagerkvist, 1995). Avfallet kan också malas ner i syfte att öka kontaktytan och därigenom öka angreppsytan för mikroorganismerna vilket främjar nedbrytningen. I samband med att produktionen av deponigas ökar ställs högre krav på gasuppsamlingssystemet samt ett lakvattenreningssystem som klarar av att rena större mängder lakvatten. Den optimala temperaturen för gasproduktion ligger mellan 30-45 C (Williams, 2005). Temperaturen i deponin hålls högre och mer konstant med hjälp av isolering och täckning. (Lagerkvist, 2012) De kvantitativa förhållandena gällande hur omvandlingsprocesserna samt gasemissionerna påverkas av temperatur och fuktinnehåll är inte helt kända (Wang & Pelkonen, 2009) Genom att kompaktera avfallet minskar risken för sättningar. Olika material sätter sig olika mycket men generellt sett sker merparten av sättningarna initialt och avklingar med tiden. (Lagerkvist, 2012) Avfallet får inte kompakteras för mycket eftersom visst syreinnehåll är nödvändigt för den aeroba delen av nedbrytningen, vilket är en förutsättning för den fortsatta anaeroba nedbrytningen. 2.8 Deponigas Deponigasen består huvudsakligen av metan och koldioxid. Metan är en luktfri gas men deponigasens innehåll av både svavelväte och merkaptaner ger gasen en karaktäristisk lukt (Östman, 2008). Gasens energiinnehåll beror på metanet varvid en hög metanhalt är önskvärd. På anläggningar som har gasuppsamlingsutrustning görs det mätningar av gasens sammansättning regelbundet. Metanhalten i deponigasen ligger vanligtvis mellan 50 och 60 procent. Vanligtvis används en metanhalt på 50 procent som ett schablonerat värde i beräkningar. Metanhalten är relativt konstant men en långsam förändring kan ske i takt med att deponin åldras. Om gasuttaget ökar (tar ut mer gas) kan metanhalten sjunka i den utvunna gasen till följd av att mer syre har sugits in i deponin och deponigasen därmed späds ut. Vid gasutvinning är det ofta metanhalten som ligger till grund för inställningarna av hur mycket gas som ska sugas ut med hjälp av gasutvinningsutrustningen (Lindsjö, 2012). Metanproduktionen varierar mellan olika brunnar i deponin. Detta kan bero på att brunnarna sitter i eller i närheten av avfall som producerar eller genomleder deponigas. Variationer kan även bero på att brunnen sitter i områden med täta jord- och avfallslager. Årstid och väderförhållanden inverkar också på deponigasproduktionen. Den momentana variationen av gasrörelserna i en deponi har exempelvis visats genom mätningar av resistiviteten på Filbornadeponin där 12 mätningar per dygn visade stora oregelbundenheter i gasrörelserna på ett avgränsat område (Rosqvist et al, 2011). Variationerna innebär att metangasproduktionen är svårberäknad för en längre tidsperiod eftersom mätningarna endast ger en ögonblicksbild. Att göra beräkningar som baseras på enstaka mättillfällen ger därför inte representativa resultat för en hel deponi. 8
eftersom mätningarna endast ger en ögonblicksbild. Att göra beräkningar som baseras på enstaka mättillfällen ger därför inte representativa resultat för en hel deponi. Deponigasen avgår till atmosfären genom punktutsläpp, diffusa utsläpp samt lateral migration genom marken vilket illustreras i Figur 2. En del av deponigasen lagras inne i Deponigasen avgår till atmosfären genom punktutsläpp, diffusa utsläpp samt lateral själva deponin och i deponins ytskikt sker oxidation av delar av det bildade metanet varpå Deponigasen migration genom avgår marken till atmosfären vilket illustreras genom punktutsläpp, i Figur 2. En diffusa del utsläpp av deponigasen samt lateral lagras migration inne i koldioxid bildas. I deponier med gasuppsamlingsutrustning tas viss del av gasen upp med genom själva deponin marken vilket och i illustreras deponins i ytskikt Figur 2. sker En del oxidation av deponigasen av delar lagras av det inne bildade i själva metanet deponin varpå och i hjälp av gasuppsamlingsutrustning (Avfall Sverige, 2009). Massbalans för den metan som deponins koldioxid ytskikt bildas. sker I oxidation deponier av med delar gasuppsamlingsutrustning av det bildade metanet varpå tas koldioxid viss del bildas. av gasen I deponier upp med bildas i en deponin ges enligt följande: gasuppsamlingsutrustning hjälp av gasuppsamlingsutrustning tas viss del av (Avfall gasen Sverige, upp med 2009). hjälp av Massbalans gasuppsamlingsutrustning för den metan (Avfall som bildas i en deponin ges enligt följande: Sverige, CH 4 producerad 2009). = Massbalans CH uppsamlad för 4 +CHden emitterad metan 4 +CH som oxiderad bildas 4 i +CH en deponin lateral 4 + CH ges enligt lagrad 4 följande: [1] CH 4 producerad = CH uppsamlad 4 +CH emitterad 4 +CH oxiderad 4 +CH lateral 4 + CH lagrad 4 [1] Där emissionerna innefattar punktutsläpp och diffusa utsläpp. Ekvation [1] förenklas ofta Där till Där emissionerna emissionerna innefattar innefattar punktutsläpp punktutsläpp och diffusa och diffusa utsläpp. utsläpp. Ekvation Ekvation [1] förenklas [1] ofta förenklas till ofta till CH 4 producerad = CH uppsamlad 4 +CH emitterad 4 +CH oxiderad 4 = P = U + E + M [2] CH 4 producerad = CH uppsamlad 4 +CH emitterad 4 +CH oxiderad 4 = P = U + E + M [2] Figur 2: Massbalans för metan i en deponi. Förenklad 10 bild efter Scheutz et al (2010). Figur 2: Massbalans för metan i en deponi. Förenklad bild efter Scheutz et al (2010). Läckage av deponigas till atmosfären påverkas mycket 10 av väderförhållanden, atmosfäriskt tryck samt Läckage tryckförhållanden av deponigas till inom atmosfären själva deponin påverkas (Lindsjö, mycket 2012). av Scanning väderförhållanden, över deponiytorna atmosfäriskt har visat hur läckage tryck samt kan öka, tryckförhållanden minska eller till och inom med upphöra själva under deponin obestämd (Lindsjö, tid. De områden 2012). på Scanning en deponi över där deponigas deponiytorna ofta kan har detekteras visat hur är i slänter, läckage släntkrön kan öka, och minska släntfot. eller Gas emitteras till och också med i skarvar upphöra mellan under olika pallar obestämd tid. De områden på en deponi där deponigas ofta kan detekteras är i slänter, och via gasuttagssystemet orsakad av eventuella defekter i detta. Kombinationen av mätningar med laser släntkrön och släntfot. Gas emitteras också i skarvar mellan olika pallar och via och IR har visat att de diffusa utsläppen är större än punktutsläppen. (Avfall Sverige, 2009) gasuttagssystemet orsakad av eventuella defekter i detta. Kombinationen av mätningar med laser och IR har visat att de diffusa utsläppen är större än punktutsläppen. (Avfall Sverige, 2009) Deponigas började utvinnas i början av 1980-talet. Först med anledning av energiinnehållet i deponigasen och därefter beroende på ökad medvetenhet om gasens klimatpåverkan (Avfall Sverige, Deponigas 2010) började Gasuppsamlingsutrustningen utvinnas i början av 1980- talet. utgörs av borrade Först med gasbrunnar anledning och/eller av energiinnehållet horisontella dräner som i deponigasen är kopplade och till därefter en reglerstation. beroende Ett på kompressorsystem ökad medvetenhet eller fläktsystem om gasens skapar klimatpåverkan ett undertryck vilket (Avfall Sverige, möjliggör 2010) uppsugning Gasuppsamlingsutrustningen av deponigasen. För att gasutvinningen utgörs av borrade ska fungera gasbrunnar på bästa och/eller möjliga sätt måste horisontella gasuppsamlingsutrustningen dräner som är kopplade bytas ut till och en underhållas reglerstation. med jämna Ett kompressorsystem mellanrum. Problemen eller uppstår till fläktsystem skapar ett undertryck vilket möjliggör uppsugning av deponigasen. För att följd av igensättningar och vattenlås som försvårar gasutvinningen och gasen tar efter en tid nya vägar gasutvinningen ska fungera på bästa möjliga sätt måste gasuppsamlingsutrustningen bytas (Thedéen, 2007). Utvinningsgraden hos gasuppsamlingssystemet uppskattas vanligtvis vara kring 50-60 ut och underhållas med jämna mellanrum. Problemen uppstår till följd av igensättningar och vattenlås procent som (Börjesson, försvårar gasutvinningen 2009). och gasen tar efter en tid nya vägar (Thedéen, 2007). Utvinningsgraden hos gasuppsamlingssystemet uppskattas vanligtvis vara kring 50-60 procent Deponigasen (Börjesson, kan 2009). användas till uppvärmning för anläggningen och eller för närliggande lokaler. Viss del av gasen används för att producera elektricitet (Energimyndigheten, 2010). Gasen kan i vissa fall facklas Deponigasen av vilket kan innebär användas att metan till uppvärmning oxideras till koldioxid för anläggningen som har mindre och klimatpåverkan eller för närliggande och som dessutom lokaler. Viss del av gasen används för att producera elektricitet (Energimyndigheten, 2010). Gasen kan i vissa fall facklas av vilket innebär att metan 9 oxideras till koldioxid som har mindre klimatpåverkan och som dessutom räknas som klimatneutral. För att kunna använda gasen som fordonsbränsle krävs att gasen renas i syfte att avlägsna exempelvis
räknas som klimatneutral. För att kunna använda gasen som fordonsbränsle krävs att gasen renas i syfte att avlägsna exempelvis korrosiva föreningar och minska gasens fukthalt. I Sverige utvinns årligen deponigas motsvarande ungefär 300 000 kwh, se Bilaga 1. De utvunna mängderna har legat på jämn Deponigasen är även förenad med vissa risker eftersom gasen kan vara explosiv även vid nivå låga sedan halter. 2005. Gasen är dessutom lättrörlig och transporteras i marken, exempelvis i husgrunder med god dränering. (Tyréns, 2011) Deponigasen är även förenad med vissa risker eftersom gasen kan vara explosiv även vid låga halter. Gasen är dessutom lättrörlig och transporteras i marken, exempelvis i husgrunder med god dränering. 2.9 Modeller för beräkning av metangasemissioner (Tyréns, 2011) Det finns flera modeller för beräkning av metanavgång från deponier. Schaff & Jacobs (2006) gjorde en jämförelse mellan sex olika modeller av första ordningen. Samma indata 2.9 Modeller för beräkning av metangasemissioner användes men resultatet varierade mellan 40-570 procent. Jämförelsen mellan modellerna Det finns flera modeller beräkning av metanavgång från deponier. Schaff & Jacobs (2006) gjorde visade att det förekommer för och nackdelar med varje modell. I Naturvårdsverkets en jämförelse mellan sex olika modeller av första ordningen. uppskattningar av metanavgång från deponier i Sverige Samma används indata en användes modell framtagen men resultatet av varierade IPCC, Intergovernmental mellan 40-570 procent. Panel Jämförelsen on Climate mellan Change. modellerna Modellen visade har till att viss det del förekommer modifierats för och för nackdelar att bättre med passa varje modell. förhållanden I Naturvårdsverkets som råder uppskattningar i Sverige. I av beräkningarna metanavgång från har deponier uppgifter i Sverige om används deponerade en modell avfallsmängder framtagen av från IPCC, 1952 Intergovernmental och framåt använts. Panel on (Naturvårdsverket, Climate Change. Modellen 2004) har till viss del modifierats för att bättre passa de förhållanden som råder i Sverige. I beräkningarna har uppgifter om deponerade avfallsmängder från 1952 och framåt använts. (Naturvårdsverket, 2004) 2.9.1 IPCCs modell IPCC har utvecklat en modell för att kvantifiera metanavgången från deponier på nationell 2.9.1 nivå. IPCCs Modellen modell har använts av bland annat Naturvårdsverket vid uppskattning av IPCC metanavgången har utvecklat från en modell deponier för att i kvantifiera Sverige. Beräkningarna metanavgången från kan deponier i sin tur på användas nationell nivå. i jämförande Modellen har statistik använts internationellt av bland annat men Naturvårdsverket även vid jämförelse vid uppskattning mellan olika av metanavgången metankällor i Sverige. från deponier Indata i Sverige. som används Beräkningarna kan antingen kan i sin vara tur användas nationella i jämförande data eller statistik defaultvärden internationellt framtagna men av även IPCC. vid jämförelse Genom att mellan ange olika vilket metankällor land beräkningen i Sverige. Indata avser som anpassas används kan IPCCs antingen defaultvärden vara nationella för data den eller aktuella defaultvärden regionen framtagna (IPCC, 2006). av IPCC. Genom att ange vilket land beräkningen avser anpassas IPCCs defaultvärden för den aktuella regionen (IPCC, 2006). Det finns två varianter av IPCC- modellen för uppskattning av metangasbildning i deponier, Standardmetoden (Default) och First Order Decay (FOD). I Standardmetoden förutsätts all Det finns två varianter av IPCC-modellen för uppskattning av metangasbildning i deponier, Standardmetoden metanproduktion äga rum samma år som avfallet deponeras, metoden fungerar vid steady- (Default) state förhållanden och First Order vilket Decay innebär (FOD). att I avfallsmängder Standardmetoden och förutsätts dess sammansättning all metanproduktion ser likadana äga rum samma ut från år som till år. avfallet Enligt deponeras, FOD- metoden metoden antas fungerar metanen vid steady-state bildas enligt förhållanden exponentiellt vilket innebär avtagande att avfallsmängder funktion och det och producerade dess sammansättning metanet ser fördelas likadana mellan ut från deponeringsåret till år. Enligt och FOD-metoden efterföljande antas år. metanen Enligt FOD- bildas metoden enligt en skattas exponentiellt den avtagande producerade funktion mängden och det metangas producerade för metanet året T fördelas från mängder mellan deponeringsåret av n deponerade och avfallsslag efterföljande enligt år. Enligt [3]: FOD- metoden skattas den producerade mängden metangas för året T från mängder av n deponerade avfallsslag enligt [3]: Gasprod T = 16 F DOC 12 f MCF T n t =t =t X =1 0 =1 MSW Xt Xt DOC Xt Xt t t [3] 16/12 Förhållandet mellan molvikterna för metan och kol. 16/12 Förhållandet mellan molvikterna för metan och kol. F Andel av deponigasen som utgörs av metan Andel av deponigasen som utgörs av metan DOC f Andel av upplöst organiskt kol som omvandlas till deponigas DOC f Andel av upplöst organiskt kol som omvandlas till deponigas MCF Metankorrigeringsfaktor som beror på mottagningspraxis vid deponin MCF MSW Xt Xt Deponerad Metankorrigeringsfaktor mängd av avfall som av beror avfallsslag på mottagningspraxis X för år t vid deponin MSW DOC Xt Xt Innehåll Deponerad av lösligt mängd organiskt av avfall av kol avfallsslag för avfallsslag X för år tx för år t DOC Xt Innehåll av lösligt organiskt kol för avfallsslag X för år t ln (t ln 0,5 ln 2 (t 0,5) 0,5 ln 2 t 1/2 Där t 1/2 t ges av e 1/2 t för t=1,2,,t- 1 [4] e 1/2 Halveringstiden t 1/2 är den tid som krävs för att halten av ett visst ämne sjunkit till hälften av dess ursprungliga värde. Halveringstiden definieras enligt 12 [5] där k är hastighetskonstanten. 10