Motion till riksdagen

1988/89:Jo789

av Viola Claesson m.fl. (vpk)

Mot.

Reduktion av kväveutsläppen i avloppsreningsverk 1988/89

Jo789-793

Enligt regeringens planer skall kvävereduktionen vid flera kustförlagda
avloppsreningsverk uppgå till minst 50 procent 1995. Det är en angelägen
uppgift att snabbt minska kvävebelastningen på våra sjöar, vattendrag och
kusthav. Merparten av kvävebelastningen kommer från vägtrafiken och
jordbruket. Av speciellt intresse är att notera, att kvävebelastningen är
särskilt besvärande under den kalla årstiden. Kemiska och biologiska
processer ökar i hastighet vid högre temperaturer, biologiska processer
åtminstone upptill en optimal tempertur. All praktisk erfarenhet visar, attén
temperaturhöjning ger gynnsamma effekter på kvävereduktionen, speciellt
under perioden januari-maj. En temperaturhöjning av avloppsvattnet i
bassängerna kan - förutom att skapa betingelser för en god kvävereduktion också
förväntas ge positiva effekter på nedbrytning av organiskt material.
Genom en uppvärmning av avloppsvattnet med hjälp av det värme som
vattnet innehåller, skapas goda förutsättningar för att kraftigt förbättra
läget.

Såväl värmepumpsteknik som direkt värmeväxling kan utnyttjas, men
stora energimängder behöver tas i anspråk. Om man utnyttjar diesel- eller
andra bränslen för drift av värmepumparna, kommer dessa i sin tur att skapa
kväveoxider. Med hjälp av modern teknik och miljömässigt acceptabla
bränslen, kan dessa konsekvenser elimineras.

Kostnaderna för att utveckla en förbättrad kvävereduktion är omfattande.
Förutsättningarna skulle förbättras avsevärt, om staten genom en särskild
avgift på kväveanvändning deltar i finansieringen av kvävereduktion i
kommunal regi.

Med utgångspunkt från ovanstående redovisas i det följande förutsättningarna
för att förbättra kvävereduktionen med Ryaverket i Göteborg som
exempel. Resonemangen är dock allmängiltiga.

Vid Ryaverket finns ingen teknik för kvävereduktion. Den kvävereduktion
som sker är en del i ett rent fysikaliskt förlopp, där kväve avskiljs med
slam från försedimenteringen. Avskiljningen uppgår till ca 25 procent, jämnt
fördelat över hela året. Kvävebelastningen på verket utgör ca 2 800 ton,
varav ca 700 ton avskiljs i försedimenteringen. Kvävebelastningen på
recipienten ökar genom bräddning av obehandlat avloppsvatten i samband
med kraftig nederbörd.

1

1 Riksdagen 1988/89.3sami. NrJo789-793

Värmebehov för uppvärmning av bassängerna

Enligt uppgift är årsmedeltemperaturen på avloppsvattnet ca 12-14° C. En
höjning av medelvattentemperaturen till 18° C innebär ett uppvärmningsbehov
under ca 8 månader (alternativ 1).

En uppvärmning av vattnet enbart under perioder med starkt fluktuerande
inloppstemperatur reducerar värmebehovet avsevärt. Detta alternativ ger
sämre betingelser för kvävereduktion, men motverkar den kraftiga nedgång i
de biologiska processer som inträffar företrädesvis under vårvintern, och
som resulterat i en utslagning av processerna i bl.a. Norrköping
(alternativ 2).

Beroende på energikostnader, driftserfarenheter etc. finns möjligheten att
optimera driften vid andra minimitemperaturer. Som ett tredje alternativ har
antagits en lägsta drifttemperatur på 12° C (alternativ 3).

Avloppsvattenbassängerna är helt öppna, vilket orsakar värmeförluster i
bassängerna som behöver kompenseras. Den uppmätta temperaturdifferensen
mellan in- och utgående avloppsvatten uppgår till knappt 1° C vintertid.

Energiverken i Göteborg har en värmepumpsanläggning med fyra maskiner,
lokaliserade bara något hundratal meter från bassängerna. Värmepumparna
utnyttjar värmen i det utgående avloppsvattnet, och levererar detta till
fjärrvärmesystemet i Göteborg. Under 1987 levererades ca 640 GWh.

Vid Energiverken i Göteborg gör man bedömningen, att en ökad
produktion av kraftvärme kommer att leda till ett minskat utnyttjande av
värmepumpsanläggningen vintertid.

Värmeåterföring genom direkt värmeväxling

Vintertid kommer temperaturdifferensen mellan in- och utgående vatten att
vara ca 10° C efter uppvärmning. Då finns det förutsättningar för att
åstadkomma en direkt värmeöverföring från utgående till inkommande
avloppsvatten. Detta sänker kravet på värmepumpskapacitet med ca 20 %
under den kallaste årstiden, men förutsätter en ombyggnad av in- och
utloppen till avloppsreningsverket.

Direkt värmeväxling kan utnyttjas genom en motströms arrangerad
värmeväxlare. Erfarenheter från fjärrvärmesystem visar, att en måttligt
dimensionerad värmeväxlare kan överföra värme ner till en lägsta temperaturdifferens
över värmeväxlaren på ca 5° C. Genom kraftigare dimensionerade
värmeväxlare kan denna temperaturdifferens minskas. Götaverken Miljö
AB uppger ca 2° C som bästa praktiskt möjliga resultat.

Det kan finnas praktiska problem som minskar möjligheterna till direkt
värmeväxling: påväxt, partikelbemängt vatten etc. Praktiska försök får visa
om direkt värmeväxling är tillämplig.

Olika åtgärder på avloppsreningsverket som övertäckning av bassängerna
för att minska värmestrålning och konvektionsförluster skulle kunna sänka
energibehovet ytterligare. Relativt enkla åtgärder kan bringa ned förlusterna
till åtminstone 25 %, vilket följaktligen sänker energibehoven med ca 100
GWh i alla alternativen. Detta ger följande översiktliga energibalanser:

Mot. 1988/89
Jo789

2

	Alt. 1	Alt. 2	Alt. 3
Värmeåterföring för uppvärmning Kompensation för förluster Direkt värmeväxling vid ut/inlopp Energibesparande åtgärder	840 GWh 140 GWh - 300 GWh - 100 GWh	630 GWh 140 GWh - 200 GWh - UK) GWh	420 GWh 140 GWh - 50 GWh - 100 GWh
Resulterande värme via värmepump	580 GWh	470 GWh	410 GWh

Drifts- och investeringskostnader

Om de befintliga värmepumparna kan utnyttjas kommer investeringskostnaderna
att bli relativt små. Det kommer att krävas en ny värmeväxlare på
avloppsreningsverkets inlopp. Rördragning och anslutningar samt förändringar
på pumparna i övrigt tillkommer. Sammantaget bör investeringarna i
värmepumparna understiga 30 Mkr.

En direkt värmeväxling mellan ut/inloppsvatten innebär ytterligare investeringskostnader.
Det ekonomiska utrymmet för detta bestäms av kostnaden
för den minskade värmeleveransen från värmepumparna. Vid ett energipris
på 45 öre KWh blir investeringsutrymmet ca 22,5 Mkr i alternativ 1 och 3,7
Mkr i alternativ 3 i årliga kostnader. Med en avskrivningstid på tio år och en
räntenivå på 12 procent, motsvarar detta en möjlig investering på ca 125 Mkr
i alterntiv 1 och ca 20 Mkr i alternativ 3.

Driftsekonomiska beräkningar

Energikostnaderna utgör den största posten bland kostnaderna för uppvärmning
av avloppsvatten i bassängerna. De framtida energiavgifterna kommer
att stiga kraftigt. Med dessa antaganden blir elkostnaden för värmen i de
olika alternativen på årsbasis:

Alternativ 1 51 Mkr

Alternativ 2 43 Mkr

Alternativ 3 38 Mkr

Driftskostnaderna i detta exempel blir följande:

	Alt. 1	Alt. 2	Alt. 3
Energikostnader	51 Mkr	43 Mkr	38 Mkr
Energibesparingar	- 8 Mkr	- 8 Mkr	- 8 Mkr
Löner o övrigt	1 Mkr	1 Mkr	1 Mkr
Kapitaltjänst (se nedan)	12 Mkr	12 Mkr	12 Mkr
Summa driftskostnader	58 Mkr	48 Mkr	43 Mkr

Utrustning för direkt värmeväxling kan levereras från Götaverken MiljöAB,
och kostnaden för utrustningen beror på effekt och verkningsgrad.
Uppskattningsvis kostar dessa värmeväxlare 20 Mkr. Ombyggnaden av
bassängernas in- och utlopp och energibesparande åtgärder kan uppskattas
till lika mycket, ca 20 Mkr. Den totala investeringsvolymen uppgår då till
70 Mkr:

Mot. 1988/89
Jo789

3

Mot. 1988/89

Konvertering av värmcpumpsanläggning 30 Mkr __

Utrustning för direkt viirmeviixling 20 Mkr JO/89

Energisparande åtgärder m.m. 20 Mkr

Summa investeringsvolym 70 Mkr

Den årliga kapitalkostnaden kommer då att bli ca 12 Mkr (annuitet).

För att genomföra kvävereduktion i Ryaverket kommer ytterligare insatser
att behöva göras. Men genom den föreslagna temperaturhöjningen av
avloppsvattnet under vistelsen i bassängerna, kommer förutsättningarna för
detta att vara utomordentligt goda. Förslaget om temperaturoptimering ger
förutsättningar för en kvävereduktion på upp till 90 procent. Ryaverket är ett
av landets större reningsverk, och har kanske bättre förutsättningar än
många andra avloppsreningsverk att värma vattnet, med tanke på Energiverkens
värmepumpsinstallation.

I gengäld är som nämnts flertalet övriga verk mindre, och kräver därför
betydligt lägre installerad effekt än Ryaverket.

Några olika kostnadsbegrepp

Driftskostnaderna skall relateras till antingen den behandlade avloppsvattenmängden
eller mängden avskilt kväve, för att kunna bedömas meningsfullt.
Avloppsvattenvolymerna vid Ryaverket i Göteborg uppgår i dag till 120
milj m3 år, och kostnaden blir således 36-48 öre per m3.

Kostnaden per kg avskilt kväve blir beroende av vilken nivå på kväveavskiljning
som blir aktuell. Uppvärmningen av vattnet gör 90 procents
avskiljning helt möjlig. Av tabellen nedan framgår kostnaden per kg avskilt
kväve vid några olika nivåer.

Avskiljningsgrad Kostnad per kg kväve

Alt. I Alt. 2 Alt. 3

90 %	23,02 kr.	19.05 kr.	17.06 kr.
80 %	25.42 kr.	21.43 kr.	19.20 kr.
70 %	29.59 kr.	24,49 kr.	21,93 kr.
60 %	34,52 kr.	28.57 kr.	25.60 kr.
50 %	41.43 kr.	34.29 kr.	30.72 kr.

Hemställan

Med stöd av ovanstående hemställs

1. att riksdagen begär hos regeringen att naturvårdsverket ges i
uppdrag att framlägga en plan för reduktion av kväveutsläppen från
avloppsreningsverk, vars ambitionsnivå är minst 80 procents reduktion
av samtliga utsläpp från landets avloppsreningsverk.

4

2. att riksdagen begär hos regeringen att utarbeta förslag till Mot. 1988/89

statsbidragsregler för ett statligt stöd till projekt avsedda att minska Jo789

kväveutsläppen från avloppsreningsverk.

Stockholm den 24 januari 1989
Viola Claesson (vpk)
Gudrun Schyman (vpk)
Maggi Mikaelsson (vpk)

Annika Åhnberg (vpk)
Jan Strömdahl (vpk)

5