sou · H8B33 · 2020-01-17 00:00:00 — Svårigheterna gäller såväl mer traditionell slamspridning, där förutsättningarna kan förändras, som nya tekniska lös- ningar. En rad studier beaktar den potential som olika pilotanlägg- ningar indikerar, vilket sammantaget ändå ger viss grund för bedöm- ningar. Utredningen har i samverkan med IVL Svenska Miljöinsti- tutet även sökt beräkna kostnader för alternativa teknikkedjor utifrån aktuella uppgifter från leverantörer inom området. Sådana uppskatt- ningar framgår av kapitel 14. Några svenska studier och sammanställningar har publicerats som tar upp kostnader för fosforåtervinning med olika metoder. Kost- nader för kommersiellt använda fosforåtervinningstekniker rappor- terade –2013 sammanställdes av IVL 2014.21 Skill- naden i produktionskostnader visade sig avsevärda med en variation per kilo fosfor med 2,2–46,. Den största skillnaden represen- terades i dessa fall av jämförelse mellan en process för utvinning av fosfor ur aska, respektive en struvitprocess som sker som en delpro- cess inne i reningsanläggningen. Det konstaterades i sammanhanget att askbaserade processer förutsatte storskalighet för att kunna ekonomisera anläggningskostnader och rökgasrening. Metoder för lakning av fosfor med syra eller bas till fosforsyra utvärderades särskilt. Det konstaterades vidare att priset för saluförda fosfatmineral varie- rade påtagligt och med avseende på kvalitet, vilket påverkar 21Levlin, E., Tjus, K., Fortkamp, U. m.fl. (2014). Metoder för fosforåtervinning ur avlopps- slam. de jämförelser som görs. Många gödningsmedel innehåller även kväve och kalium vilket gör det komplicerat att jämföra återvunnen fosfor med fosfor på marknaden i övrigt. Fraktkostnader kan också vara betydelsefulla och det kan vara stor skillnad mellan produk- tionskostnad och pris för konsument.22 En avslutande och i vissa studier förbisedd kostnad gäller det omhändertagande som måste ske av restprodukter efter fosforåtervinning ur slam. Dessa restpro- dukter kan t.ex. innehålla höga halter tungmetaller. lämnade i sin utredning om hållbar återföring av fosfor 2013 vissa kostnadsunderlag i anslutning till den konse- kvensutredning som gjordes kring förslagen. Det konstaterades som tidigare framgått bland annat att det krävdes investeringar i stor- leksordningen i de anläggningar som klarade angivna gränsvärden för spridning på jordbruksmark. Tillkommande driftskostnader uppskattades till . Detta innebar en väsentlig fördyring med 20–räknat per pe och år, jämfört med då gällande kostnader för spridning på , 8– per pe och år. En viktig uppgift, som även innebär kost- nader, är det förebyggande uppströmsarbetet. Det noterades att Revaq-certifierade verk redan bedrev sådant förebyggande arbete. Förebyggande arbete i anslutning till övriga reningsanläggningar beräknades till mellan 5–per pe och år, även detta med skalfördelar för stora anläggningar. Totalkostnaden för förebyggande arbete vid landets avloppsreningsverk uppskattades till 100–180 mil- joner kronor per år.23 beräkningar av kostnader för avvattning och förbränning av avloppsslam och utvinning av fosfor byggde på sam- ordning, eftersom det inte bedömdes som ekonomiskt lämpligt att göra detta vid varje anläggning. Sju anläggningar för förbränning beräk- nades täcka behoven för landet som helhet, beräkningarna utgick från monoförbränning och den s.k. ASHDEC-metoden för utvin- ning. Hänvisning gjordes till kostnader beräknade inom tidigare uppdrag från . För landet som helhet beräknades investerings- och driftskostnaderna motsvara 186 respektive 81 mil- joner kronor . Den totala kostnaden för detta motsvarade 128– per kilo utvunnen fosfor.24 23Naturvårdsverket (2013). Hållbar återföring av fosfor. redovisning av ett uppdrag från regeringen. Rapport 6580, s. 189 ff. Beräkningarna utgick från en årlig förbränning av sammanlagt ts. Bland äldre svenska översikter kan nämnas den teknikgenomgång som skedde i samband med regeringsuppdrag . Då jämfördes tre scenarier som också inkluderade slamför- bränning. Kostnader för investering och drift av anläggning med askdeponering, torkning och förbränning av slam bedömdes då kost- nadsmässigt ligga i storleksordningen per ton slam. Den jämförelsekostnad som angavs för att anlita slamentreprenör för spridning av slammet på var då per ton.25 En företags- och samhällsekonomisk analys genomfördes också 2002, i anslutning till det dåvarande regeringsuppdraget kring fos- forutvinning till . Flera olika tekniker jämfördes, bland annat utvinning av fosfor från aska, utvinning ur avloppsslam samt direktspridning av slam på . En rad osäkerheter präglade de jämförelser som gjordes, inte minst skillnader i teknik- mognad för olika system. En slutsats var indikationen att fosfor inte nödvändigtvis ur knapphetssynpunkt var viktigare än andra växt- näringsämnen. Kostnadsanalysen påverkades också beroende på om enbart fosfor skulle återvinnas, eller om fler växtnäringsämnen togs med i kalkylen. Myndigheten varnade för suboptimering av ett fram- tida system om man ensidigt fokuserade på återföring av fosfor.26 Svenskt Vatten har löpande betonat behovet av framförhållning och planarbete då det gäller slamhanteringen. Beräkningar har gjorts då det gäller va-taxans utveckling om nya tekniska lösningar införs. I en analys gjordes bedömningen att va-taxan för ett hushåll grovt uppskattat skulle öka med i genomsnitt 150–250 kro- nor vid övergång till förbränning av avloppsslam, dock utan att inkludera återvinning av fosfor ur askan. Det kunde jämföras med den dåvarande genomsnittliga kostnaden för ett hushåll på 3 000– per år.27 Det bedömdes då att förbränningen kunde genomföras utan någon väsentlig miljöpåverkan förutom CO2- utsläpp från ett eventuellt stödbränsle. data visar dock att det även finns en tydlig risk för lustgas- och metanutsläpp.28 Ett inte 25Naturvårdsverket (2009). Fosforutvinning ur avloppsslam. Teknik, miljö-, hälso- och klimat- effekter. Kostnadsuppgifterna för slambehandling, transporter, gödsling m.m. baseras på VA-Forskrapport och 5221. 26Naturvårdsverket (2002). Samhällsekonomisk analys av system för återanvändning av fosfor ur avlopp. 27Svenskt Vatten (2013). Slamanvändning och strategier för slamanvändning. 28Tumlin, S. m.fl. (2014). Klimatpåverkan från avloppsreningsverk. Svensk Vatten Utveck- ling, rapport , s. 33 ff. obetydligt transportbehov kan också genereras om det mesta slam- met behöver transporteras till en regional anläggning. En aktuell sammanställning från Umwelt Bundesamt i redovisar bland annat kostnader för fosforåtervinning med en rad nya metoder och tekniklösningar. En fråga som särskilt lyfts fram gäller vikten av att värdera efterfrågan på marknaden för de fosfor- produkter som genereras.29 Vissa övriga slutsatser dras från den tyska situationen för teknik som utgår från avloppsslam som behand- las nedströms avloppsreningsverket. De ekonomiska förutsättn- ingarna varierar mellan olika tekniklösningar, där t.ex. askutvin- ningsprocesser kan producera andra värdeskapande nyttigheter som aluminium och järn som fällningskemikalier i avloppsreningen. Det finns vidare tekniklösningar som producerar en aska avsedd för direkt spridning på . Detta förutsätter att förbränning och efterföljande behandling av askan gör att halten av oönskade ämnen blir tillräckligt låg. Energi- och kemikaliekostnader bedöms svara för cirka hälften av driftkostnaderna för större fosforutvinningsindustrier, för mindre produktionsenheter sjunker driftkostnadernas andel. Tillgång till kostnadseffektiv energi, t.ex. i form av ånga, är avgörande för att uppnå rimlig ekonomi. Produktionsanläggningens skala utgör också en avgörande parameter, där kapitalkostnaderna effektiviseras vid mer storskalig drift. Vid fosforåtervinning ur aska utgör innehållet av fosfor en avgörande faktor i ekonomiskt hänseende. Det innebär att slammet inte bör förbrännas tillsammans med mindre fosfor- haltiga bränslen så att koncentrationen minskar.30 I en tidigare studie baserad på främst tyska förhållanden visar beräkningar att kostnader för fosforåtervinning, räknat per person- ekvivalent (pe), som högst bedöms omfatta av avlopps- anläggningarnas reningskostnader, oavsett vald teknik.31 Det innebär att implementering av teknik för fosforåtervinning inte på avgörande 29Umwelt Bundesamt (2019). aus dem abwasserstrom mit der düngemittelproduktion aus rohphosphaten unter einbeziehung von umweltfolgeschäden und deren vermeidung. 13/2019. 31Nättorp, A. m.fl. (2017). Cost assessment of different routes for phosphotus recovery from wastewater using data from pilot and production plants. 76.2, s. 413–424. sätt ökar va-kollektivets kostnader. Några av de studerade proces- serna befanns generera nettovinster eller balansera kostnader och intäkter. Normalt sett innebar dock återvinning en nettokostnad. Slammets fosforhalt var avgörande men även skalan på produktions- anläggningen, där större anläggningar var mer kostnadseffektiva. Till de samlade kostnaderna bidrar såväl investeringskostnader som materialkostnader, energiförbrukning och bemanning. Kostnaderna kan ses som hanterbara av samhället och va-kollektiven, givet att traditionell spridning till motsvarar en kostnad om per ton. Avgörande är i vilken utsträckning fosfor ses som en kritisk resurs och om sådana alternativa metoder för återvinning saknas eller bedöms som oönskade. En reservation utgör emellertid den fosfortillgänglighet som slutprodukterna genererar, vilket kan göra jämförelsen med kommersiell handelsgödsel ofördelaktig för vissa val av tekniklösningar. Lönsamhet för fosforåtervinning ur slam uppnås endast om det finns en policydriven process, t.ex. lagstift- ning, som skapar förutsättningar där alternativ hantering antingen inte är tillåten eller blir alltför kostsam. Produktion av fosforpro- dukter med biprodukter från förbränning eller återvinning kan bidra till förbättrad kostnadstäckning. En tidigare studie från baserad på ett flertal olika åter- vinningstekniker visar att de för- och nackdelar som olika processer innebär också ger svårigheter att entydigt tolka vilka vägar som kan ge högst kostnadseffektivitet.32 I studien uppskattades såväl teknik- fördelar som ekonomiska aspekter och miljöpåverkan. Ytterliga parametrar gällde de fosforprodukter som genereras, deras kvalitet, föroreningsgrad och kostnadsutbyte. En ideal teknik för återvinning ska maximera andelen återvunnen fosfor, med god marginal reducera skadliga ämnen i råvaran, ge en process med låg negativ miljöpå- verkan, god gödslingseffekt och hög kostnadseffektivitet. Det kon- stateras att den ideala tekniken vid det tillfället ännu lät vänta på sig. Betydande svårigheter angavs för att avgränsa kalkylen. Återska- pandet av naturliga kretslopp och oberoendet av att importera ny råvara från geopolitiskt instabila områden utgjorde liksom obero- endet från fluktuerande marknadspriser faktorer att förhålla sig till. 32Egle, L. m.fl. (2016). Phosphorus recovery from municipal wastewater: An integrated comparative technological, environmental and economic assessment of P recovery tech- nologies. 2016(571)522–542. Klimateffekter, försurningsrisker och ackumulerat energibehov pekades ut som ytterligare variabler att beakta.33 Kostnader enligt utredningens underlagsrapport från Utredningens teknikgenomgång och tidigare rapporterade studier visar att viss form av återvinning av fosfor direkt ur avloppsrenings- verkens vattenfas i form av struvit är lönsam ur ett systemperspektiv. Potentiella intäkter finns också om struviten accepteras som göd- ningsmedel, vilket ännu visat sig svårt att uppnå. Teknikerna lämpar sig i regel inte för svenska reningsanläggningar, ytterligare uppgifter kring detta och de kostnader som beräknas för fosforproduktionen framgår av kapitel 6.34 Då det gäller utvinning av fosfor ur slamaska beskrivs i utredningens teknikgenomgång från två processer som kommit långt i utveck- lingen, Ash2Phos och TetraPhos. En sannolik affärsmodell för åter- vinningen innebär att fristående aktörer tar ut fastställda avgifter för omhändertagande av aska samt säljer utgående fosforprodukter. aska erhålls per ton avvattnat slam vid förbränning.35 för fosforåtervinning ur slamaska i Helsing- borg i enlighet med Ash2Phos-metoden bedöms kunna hantera aska , vilket motsvarar knappt halva den svenska produktionen av avloppsslam. Den totala mängden avloppsslam i utgör drygt torrsubstans, ts. Det gene- rerar med 35 procents askhalt aska.36 Enligt bedömning kommer mottagningsavgiften att ligga i storleksordningen 800–per ton avvattnat slam. har senare även angett ett förväntat prisläge i storleks- ordningen per ton slam för omhändertagande inklusive fosforåtervinning i samband med att uppgifter lämnats för en under- lagsrapport som IVL utarbetat för utred- ningens räkning. De ovan nämnda bedömningarna av framtida kost- nader för reningsanläggningarna utgår enligt bolaget från en marknad som har hunnit komma i balans. Till en början, och beroende av hur 34von Bahr, B. och Kärrman, E. (2019), Tekniska processer för fosforåtervinning ur avlopps- slam. en eventuell lagstiftning inklusive införandeperiod utformas, kan obalanser mellan utbud och efterfrågan ge högre eller lägre priser. uppger att marknadspriset för omhändertagande av slam måste spegla kostnaden av att behandla slammet i stor skala, vilket är det prisläge som återspeglas ovan, med hänsyn tagen till den teknikutveckling som pågår. Små och/eller geografiskt isolerade reningsanläggningar kan enligt bolaget komma att få betala högre priser som speglar den högre kostnaden för småskalig behandling eller logistikkostnaden för att transportera slammet till mer storska- lig behandling. Även andra lokala förutsättningar kan påverka priset uppåt eller nedåt. Ovanstående prisbedömningar är baserade på en behandlingskedja som innefattar att slammet förbränns varpå fosfor återvinns ur askan. Andelen aska från avvattnat slam är cirka 7–10 pro- cent. Priset för askbehandling och eventuella transporter av askan till behandling har enligt därmed en begränsad påverkan på reningsanläggningarnas kostnad för omhändertagande av slammet, oavsett var och med vilken metod fosforåtervinningen utförs.37 Ovanstående prisuppgifter kan jämföras med en schabloniserad alternativkostnad på 400–per ton vid traditionell spridning. Mer samlade bedömningar innebär att struvitutvinning av fosfor från rejektvatten innebär lägst kostnader. Installationer kan där vara lönsamma sett i ett längre perspektiv, eftersom tekniken genererar lägre driftskostnader för anläggningen. Det bör dock observeras att dessa tekniker främst avser anläggningar med biologisk fosforrening. Fosforåtervinning ur slamaskor genererar enligt utredningens teknik- genomgång högst kostnader. Det är dock inte säkert att sådana kost- nader kommer att stiga jämfört med de kostnader som avlopps- reningsverken har för slamhantering. Kostnadsunderlag är främst tillgängliga då det gäller etablerade metoder för struvit- utvinning, vilket gör övriga bedömningar osäkra. Exempel på ytterligare kostnadsuppgifter från leverantörer Utredningen har tagit del av vissa direktuppgifter om kostnader från leverantörer av utrustning och tjänster. Uppgifterna ska ses som exempel på kalkyler som tagits fram av olika företag i marknads- 37Wibom, J. (2019). Underlag till utredningen, pm, , . Se även , J. och , J. (2019). Återvinning av avloppsslam. , ppt, , , . föringssyfte kring tekniska lösningar för slamhantering och fosfor- återvinning. De tekniska lösningar som erbjuds på detta sätt saknar normalt grund i etablerade anläggningar och system, lösningarna kan dock ha testats i pilotanläggningar. Uppgifterna kan jämföras med kostnadsuppskattningar för hela tekniklinor. Sådana uppskattningar görs av IVL inom ramen för det särskilda uppdrag som kopplats till utredningens konsekvensutredning. Beräk- ningar görs för tekniktillämpningar för avloppsreningsanläggningar i storleksklassen 100 000–200 000 pe. De teknikkedjor som jämförs är ännu inte fullt praktiskt prövade. Exemplen avser HTC följt av monoförbränning samt därpå följande fosforåtervinning, alternativt en hantering som innebär pyrolysering av slammet till s.k. ”biokol”, som sedan sprids på . Bakomliggande tekniktilllämpningar beskrivs i kapitel 6. För ytterligare uppgifter om IVL:s kostnadsmäs- siga grundantaganden, se tabell 13.2 och kapitel 14. Komplett tjänst – omhändertagande av slam och fosforåtervinning redovisar då det gäller den s.k. Ash2Phos-metoden planer för leverans av en framtida samlad tjänst till landets avloppsreningsanläggningar. Upphandling kommer enligt upp- gift att erbjudas av tjänst som omfattar garanterat omhändertagande av avloppsslam med fosforåtervinning. Flera fördelar anges med koncep- tet tjänsteupphandling. Reningsanläggningarna behöver inte genom- föra egna investeringar, inte heller med nödvändighet någon ombygg- nad, vilket skapar flexibilitet för framtiden. En tjänst som innebär om- händertagande av 10 000 års-ton avvattnat slam bedöms kosta 800– per ton. Det avvattnade slammet genererar enligt företa- gen cirka åtta viktprocent aska. Tjänsten kan upphandlas med krav på fosforåtervinning och förvissning om att reningsanlägg- ningen aldrig behöva riskera en full slamsilo. Va-huvudmannen behöver därför inte utveckla egna system för redundans. Ytterligare indirekta besparingar uppstår enligt företagen, t.ex. minskade krav på huvudman- nens uppströmsarbete.38 Flera leverantörer tillhandahåller utrustning för att torka eller pyro- lysera avvattnat slam. Vid en sammanvägning av drifts- och eko- nomiparametrar kan ångtorken utgöra ett effektivt val i förhållande till el- eller varmvattentorkar under förutsättning att det finns av- sättning för återvunnen energi och att kostnader för hantering av kondensat inte blir för stora. Kan inte återvunnen energi avsättas från en ångtork, blir driftskostnaden betydligt högre. Tillgång till kostnadseffektiv energi kan innebära att en varmvattentork då utgör ett alternativ. Går torkat slam vidare till pyrolys (se nedan) kommer energiöverskottet från pyrolysprocessen att räcka till torkning i en varmvattentork (om ts i slammet ligger ). Det kan ge låga driftskostnader för torkningen. Eltorkar bedöm främst utgöra alternativ för mindre applikationer och/eller vid långsiktigt säkrad tillgång till kostnadseffektiv el, där materialet inte ska gå vidare direkt till pyrolys.39 Pyrolys innebär upphettning i syrefri miljö, vilket ger nedbryt- ning av det organiska materialet utan att förbränning sker. Lösningar erbjuds för torkning och pyrolys med kadmiumavskiljning, där en slutprodukt kan vara s.k. ”biokol”. Ett sådant kol kan med dagens regelverk komma att nyttjas för spridning på jordbruksmark som gödning. Torkning med efterföljande pyrolys bedöms ligga högt i teknisk mognadsgrad (TRL 8–9).40 Företaget erbjuder lösningar för torkning och pyrolys där torkteknik väljs baserat på lokala förhållanden och möjligheter för avsättning av återvunnen energi från torkprocessen. I samarbete med erbjuds t.ex. en lösning där reningsanlägg- ningarna själva står för vissa investeringar. Vid en slamproduktion på erfordras investering i anläggning för samt påföljande driftkostnader. Årliga investeringskostnader för huvudmannen anges till , därtill driftkost- nader om inbegripet personalkostnader, underhåll, support och kvittblivning av kadmiumfraktionen. Före- tagen förbinder sig att köpa, förädla och marknadssätta resulterande ”biokol” för per kilo. Intäkter ges även från den energi- produktion som möjliggörs, där värdet anges till /kWh. (2019). Slamtorkning med varmvatten, el eller ånga. 40Nissinen, P. (2019). Thermal sludge treatment methods – applicability in . Presen- tation på , , . Sammantaget bedömer företagen att anläggningen ger en årlig besparing för huvudmannen på för den angivna slamvolymen.41 HTC, Hydrotermisk karbonisering Ett alternativ till torkning är att tillämpa en HTC-process på det avvattnade slammet, vilket innebär att slammet behandlas under högt tryck och hög temperatur.42 En anläggning bestående av prefabricerade moduler för behand- ling av slam är under konstruktion vid pappersbruket i Heinola, . Bakomliggande principer är värmeåtervinning och våt- oxidation av slammet. De slutprodukter som skapas är biogas, varm- vatten och biobränsle. Ett basfall redovisas av leverantören baserat på hantering av slam . Investeringskostnaden upp- går till , personal, underhålls- och andra och årliga driftkostnader utgör . På intäktssidan redovisas möjlig försäljning av produkter för och sluppen kvittblivning av slam på . Nettokostnaden uppges till . Skulle full kapacitet på anläggningen nyttjas (slam ), genom att t.ex. ta in andra reningsanläggningars slam, anges processen bli mycket kostnadseffektiv jämfört med dagens hantering av avlopps- slam.43 Kostnader enligt utredningens underlagsrapport från IVL Utredningens har i uppdrag till IVL bland annat låtit ta fram en LCC-analys för två alternativa teknikkedjor för slamhantering med fosforåtervinning. Kostnadsuppskattningar för dessa bygger på information om dagens spridningsavtal för våtslam och redovisade leverantörsuppgifter för befintlig utrustning (t.ex. torkanläggningar) och framtida erbjudanden om deltjänster eller 41Swedish och Ekobalans (2019). Torkning och pyrolys med kadmiumavskiljning, ppt presenterade vid , , . 42von Bahr, B. och Kärrman, E. (2019), Tekniska processer för fosforåtervinning ur avlopps- slam. 43Axegård, P., (2019). Omvandling av slam till biobränsle med HTC, ppt presenterade vid , , . Summorna inkluderar transporter och delkost- nader för de olika processteg som krävs från avvattnat slam till färdig fosforprodukt/spridning. En utförligare redovisning av dessa tek- nikkedjor ges i kapitel 14, konsekvenser av utredningens förslag. Källa: Grundestam, C. m.fl. (2019). Konsekvensbeskrivning för framtida slamhantering och fosforåtervinning. Livscykelanalys och ekonomiska beräkningar av två utvalda teknikkedjor för fosforåtervinning. Samlade kostnader för dagens omhändertagande av slam beror på de lokala avtal som utformats. För en årsproduktion om drygt slam ts, motsvarande avvattnat slam, innebär det enligt gjorda antaganden om genomsnittliga avtalsnivåer en kostnad om för landets va-kollektiv. En övergång till att pyrolysera slammet till ”biokol” skulle utifrån lämnade leverantörsuppgifter innebära en årlig merkostnad om . Den alternativa teknikkedja som beräknats, HTC med monoförbränning och återvinning av fosfor ur aska, skulle innebära en merkostnad om , , för landets samlade va-kollektiv. Bedömningar från Svenskt Vatten Svenskt Vatten har sökt beräkna kostnader för en möjlig framtida huvudinriktning med monoförbränning av avloppsslam. Beräk- ningarna ska ses som förenklade överslagsberäkningar och bygger på förfrågningar 2015 till va-huvudmännen i de tre storstadsregionerna. Sammantaget beräknas översiktligt 7–i rena investeringskostnader för monoförbränning av slam, fördelat på de tre storstäderna och ytterligare ett antal regionala anläggningar.44 Källa: Svenskt Vatten, , A., 2019. Kostnader för slamhantering och avyttring utgör en väsentlig del av ett avloppsreningsanläggningarnas driftkostnader, men som tidigare framgått inte dominerande jämfört med de totala kostnaderna för vattentjänster inklusive dricksvatten. Driftskostnaderna för mono- förbränning skulle enligt Svenskt Vatten sannolikt innebära en ökning om per ton ts jämfört med , mot- svarande en kostnadsökning på 100–för va-kollektivet per person och år. Till detta tillkommer kostnader för torkning av slam på 20–per person och år, där en väsentlig del av renings- verkens producerade biogas kan behöva användas. Återvinningen av fosfor uppskattas grovt till 30–per person och år. Totalt sett skulle införande av slamförbränning med fosforåtervinning enligt Svenskt Vattens överslagsberäkningar därför i medeltal inne- bära en höjning av landets va-taxor med 10–20 procent.47 44Svenskt Vatten (2019). Underlag till utredningen från A. , .