Förutsättningar för energiutvinning ur avfall med geoenergisystem

Sammanfattning: Människan har genom alla tider givit upphov till avfall. I takt med att utvecklingen fortskridit har även mängden avfall ökat vilket ställt krav på en effektiv avfallshantering. Deponering och kompostering är några av de metoder som används för omhändertagandet av avfall där mängden organiskt avfall som deponeras har minskat till följd av de förbud som införts. Mängden organiskt material som omhändertas via kompostering kan därav komma att öka. Organiskt material genomgår en nedbrytning som involverar både biologiska och kemiska processer vilka ger upphov till att bland annat lakvatten, metan, koldioxid och värme bildas. Det har under en längre tid varit känt att det sker en temperatur- och värmeutveckling i deponier och komposthögar men inte i vilken utsträckning. Tanken på att använda deponier och komposthögar som en alternativ energikälla har under senare tid utvecklats. I detta examensarbete redogörs förutsättningarna för utvinning av denna energi med hjälp av en litteraturstudie, fältstudie och en modell. Utifrån litteraturstudien framkommer det att det sker en temperatur- och värmeutveckling i deponier och komposthögar med temperaturer mellan 35℃ och 70℃ respektive 25℃ och 78℃. Vertikala system för deponier anses vara mest lämpade för äldre nedlagda deponier i Sverige, med en möjlig värmeutveckling på ungefär 72,4 MJ/m3, på grund av avsaknaden av organiskt material i framtida deponier. Nuvarande deponier som innehar ett uppsamlingssystem för deponigas kan erhålla en optimerad gasproduktion genom utvinning av värme. System som innefattar spiralformade slangar som cirkulerar en värmebärare inuti komposthögar och system som fångar den uppvärmda luften samt vattenångan som avgår från komposthögar anses vara effektiva för utvinning av värme. Dessa system har under försök givit upphov till värmeeffekter på 11,9 kW respektive 9,8 kW. I en fältstudie testades värmeutvinning ur en komposthög på Rönneholms avfallsanläggning. I studien placerades en slang underst varpå en värmebärare cirkulerade för att transportera den uppkomna värmen. Denna placering visades inte medföra en värmeeffekt motsvarande den som uppgivits i litteraturen. Värmeeffekten uppgick i medel till 351 W. Med hjälp av temperaturmätningar under fältstudien validerades en enklare modell som utvecklats med hjälp av simulerings- och beräkningsprogrammet COMSOL Multiphysics. Modellen simulerade en temperaturutveckling som stämde väl överens med den uppmätta temperaturen förutom för förhöjda temperaturer som uppkommit under komposthögens tidigare stadie. Genom detta examensarbete har det uppdagats att det finns en stor möjlighet för energiutvinning ur avfall och att denna kan ses som en alternativ förnybar energikälla.