3 Kartläggning av fosforflöden och fosforresurser i samhället
3.3 Fosforflöden i skogssektorn
Det svenska skogsbruket och skogsindustrin är viktiga råvarubaserade sekto- rer där det förekommer stora materialflöden. Det innebär att även om råvaran och produkterna är fosforfattiga så är de årliga fosforflödena på nationell nivå betydande. Den primära källan för den övervägande delen av flödena är den fosfor som vittrar fram ur markens mineraler och sedan tas upp av träden. Relativt små mänger återförs idag genom askåterföring, det vill säga via sprid- ning av aska från eldning av biobränslen i värmekraftverken.
Små mängder tillförs också skogsmarken via atmosfärisk deposition. Någon gödsling med fosforgödselmedel utöver aska förekommer inte i någon större skala i det svenska skogsbruket idag. Till industrin kommer fosforn främst genom skogsråvaran och i mindre grad med processkemikalier och kalk. Utflödet sker med träprodukter, avfall och bränslen, främst export av virke, papper och pappersmassa samt till avfallsfraktionerna förbränningsaska och slam. I askan hamnar också fosfor från andra typer av biobränslen.
Fosforflöden i skogsbruket16
Den fosfor som kommer in i träden tas upp via rötterna från skogens mark- förråd av fosfor som frigörs genom vittring. Såväl skogens tillväxt som avverkningen har successivt ökat i Sverige de senaste 50 åren. Grovt räknat innehåller den avverkade inhemska skogsbiomassan ovan jord 10 000 ton fosfor per år (Staaf 2013). Av den följer 3 100 ton med virket till skogsindu- strin, varav omkring hälften i bark. Ett annat stort fosforflöde från skogen är uttag av grenar och toppar, GROT, för energiändamål. En grov uppskattning av flödet med GROT är 2 300 ton fosfor per år.17
Sammanfattningsvis har man relativt stora fosforflöden inom skogs bruket trots att råvaran är mycket fosforfattig, särskilt veden. Ungefär hälften av fos- forn går direkt till energisektorn som en beståndsdel i oförädlade bränslen. Den andra hälften följer råvaran till industrin där flödena är mer komplice- rade. Här hamnar en del i trävaror men ett betydande flöde går via avfall till bränsle inom industrin och energisektorn.
Fosforflöden inom skogsindustrin
Inflöde och utflöde av fosfor inom skogsindustrin framgår av tabell 3. Massasindustrin och sågverken står för den dominerande förbrukningen av ved, motvarande ett årligt fosforflöde av 1 900 ton fosfor. Veden barkas som regel vid industrin och används till massa och virke. Barken används i stor utsträckning för energiändamål inom industri, men också till fjärr- värme. Massaindustrin får cirka 20 procent av sin totala råvaruförbrukning via biprodukter från sågverksindustrin, 10 procent genom import samt cirka 10 procent returfiber. Förutom till massabruken levererar sågverken smärre mängder sågspån och andra restprodukter till den övriga träindustrin för bland annat tillverkning av spånskivor, träfiberskivor och plywood. Fosforn flödar sedan sekundärt via pappersmassa till pappersbruken, som också för- brukar betydande mängder returpapper.
16 Beräkningen av fosforflödena inom skogsbruket bedöms som relativt säkra, med en osäkerhet på om-
kring +/– 10 %, med undantag för GROT-uttaget som är mer osäkert.
17 I Skogsstyrelsen undersökningar om åtgärder i stor- och småskaligt skogsbruk ingår sedan några år
även uttaget GROT. För perioden 2008–2010 uppskattades uttaget till årligen 5 900 m3 stjälpt mått,
som omräknat till energiinnehåll blir 4–5 TWh, beroende på vilket värmevärde som används. Svenska Träbränsleföreningen redovisar betydligt högre utleveranser av GROT och skogsflis/kross från sina med- lemmar för samma period; mellan 8,5 och 11,8 TWh per år. Här används siffran 10 TWh per år, vilket motsvarar 2,6 miljoner ton TS och 2 300 ton fosfor, om man antar 40 % vattenhalt i bränslet. Dessa siff- ror rymmer en betydande osäkerhet, eftersom de baseras på osäkra antaganden (Staaf 2013).
Tabell 3. Fosforflöden inom skogsindustrin
Ton P/ år Inflöde
Massaindustrin ved + kalk 2 400
Pappersindustrin, returpapper 20
Sågverken 1 200
Övrig träindustri 100
Bark 1 600
Summa inflöde 5 320
Utflöde (produkter och avfall)
Produkter massa/papper 500
Produkter sågverk/övrig industri 600
Aska 2 100
Grönlutsslam 325
Mesakalk 900
Summa utflöde 4 425
Skillnad inflöde/utflöde som ska renas ur vatten 895 Tillförsel av fosfat för vattenreningen 1 500 Utsläpp till vattenrecipient 270
Fosfor i bioslam 2 125
(Källa: Staaf 2013)
MASSAINDUSTRIN
Fosforinflödet till massaindustrin kommer till cirka 80 procent från ved och bark.18 Cirka hälften av den fosformängd som kommer med massaveden finns i barken.19 Fosforflödet via virke från skog, inklusive bark, till den svenska massaindustrin uppgick till cirka 1 520 ton P/år under perioden 2008–2010. Fosfor tillförs även genom den kalk som används inom massaindustrin. Det totala fosforflödet via kalk till sulfat- och sulfitmassabruken uppskattas till drygt 400 ton fosfor per år.20 Vidare tillförs fosfor till massaindustrin genom import av virke (cirka 210 ton P/år), flis från sågverk (cirka 290 ton P/år) och returfibrer (cirka 100 ton P/år). Innehållet av fosfor i den producerade pap- persmassan utgör cirka 400 ton fosfor per år. Utöver pappersmassa produ- ceras bland annat tallolja och terpentin, men dessa produkters fosforinnehåll bedöms som litet.
18 Den största användningen (ca 80 %) av ved inom massaindustrin sker vid ett tjugotal sulfatmassabruk,
några sulfitbruk samt producenter av halvkemisk massa. De övriga massabruken tillverkar olika typer av mekanisk massa.
19 Innan veden flisas och kokas avlägsnas barken och används som bränsle. Här antas att all fosfor i
barken slutligen hamnar i förbränningsaskan. Detta är en förenklad beskrivning eftersom en del fosfor utlakas när massaveden tvättas och barkas samt när överflödigt vatten pressas ur barken. Å andra sidan återförs en del fosfor genom att fiberslam från sedimentationsdammarna blandas och förbränns tillsam- mans med barken, men dessa fosforflöden går inte att beräkna. Förlusterna av fosforföreningarna till atmosfären kan dock anses som försumbara.
20 Fosforinnehållet i de råvaror som förutom ved används inom tillverkningen av mekanisk massa har inte
PAPPERSBRUK
Pappersbruken producerar årligen cirka 11 miljoner ton papper, som till 85 procent kommer från pappersmassa och 15 procent från returpapper. Fosforinflödet kommer via pappersmassa och returpapper, och beräknas till 350 respektive 20 ton fosfor per år. Omkring 300 ton fosfor per år lämnar bruken i form av pappersprodukter.21 En mindre mängd förloras till vatten- recipienten (Staaf 2013).
SÅGVERKEN
Sågverken producerar årligen 17 miljoner kubikmeter sågat virke, varav cirka 12 miljoner kubikmeter går på export (Skogsindustrierna 2012). Fosfor- inflödet kommer med rundveden och beräknas till cirka 1 500 ton fosfor per år, varav 700 ton fosfor per år hamnar i barken som förbränns. Cirka 300 ton fosfor per år hamnar i flis och spån som går till massabruken och till övrig träindustri. Det sågade virket beräknas innehålla 500 ton fosfor per år (Staaf 2013).
ÖVRIG TRÄINDUSTRI
Produktionen av spånskivor, träskivor och plywood förbrukar förhållandevis små virkesmängder och fosforinnehållet beräknas till cirka 100 ton fosfor per år, varav 20 ton fosfor per år kommer som flis och spån från sågverken.
Skogsindustrins avfallsflöden
Skogsindustrin producerar biprodukter i form av bark, sågspån, flis och tall- oljebeck som utnyttjas som bränslen och ger upphov till stora mängder aska, både inom industrin och inom energisektorn. Fosforinflödet i dessa produkter beräknas till 1 600 ton fosfor per år (Staaf 2013).
Box 1. Skogindustrins biprodukter
Vid den kemiska massaproduktionen kokar man veden i s.k. vitlut för att frilägga cellulosa fibrerna. Därvid får man en restprodukt kallad svartlut som består av förbru- kade kemikalier och lignin från veden. Svartluten innehåller mycket organisk substans som efter att ha indunstats bränns i en sodapanna för att återvinna kemikalierna och få energi för ångproduktion. Kemikalierna i svartluten koncentreras till en smälta som löses i vatten till grönlut. Denna behandlas med bränd kalk och blir ny vitlut, dessutom bildas rest- produkten grönlutslam. Kalken omvandlas till mesa (som till största delen består kalcium karbonat) som bränns om till ny kalk. En viss del av kalken måste ersättas efter- som en del förloras i form av rest-produkten mesakalk. Alla dessa avfallskategorier inne- håller en viss mängd fosfor.
ASKA
Askan kommer från förbränning av bark, fiberslam, flis, spån och i viss mån annat slam (Svenska Energiaskor 2012a). Fosforinnehållet i barken beräknas till 1 600 ton fosfor per år (Staaf 2013). Grenar och toppar (GROT) som leve- reras från skogsbruket som biobränsle beräknas innehålla 3 200 ton fosfor per år. Spån och annat träavfall samt slam beräknas innehålla 500 ton fosfor per år. Fosforinnehållet i askan från förbränningen av biobränslen från skogssek- torn skulle således innehålla 5 300 ton fosfor per år. Totalt beräknas biobräns- leaskan innehålla cirka 7 500 ton fosfor per år (Svenska Energiaskor 2012b). Resterande 2 200 ton fosfor per år kommer från importerade biobränslen, energiskog (Salix), återvunnet trä, parkavfall, halm. 900 ton fosfor per år beräknas också ingå i askan från förbränningen av slakterirester i produkten Biomal, som sker vid ett antal värmeverk i västra Sverige. Den totala mängden aska som producerades 2010 var cirka 1,5 miljoner ton varav cirka 70 pro- cent används som konstruktionsmaterial främst till sluttäckning av deponier (Svenska Energiaskor 2012a).
GRÖNLUTSLAM
Fosforhalten i grönlutslam (se box 1) är relativt låg, cirka 0,25 procent, och fosforflödet beräknas till 325 ton fosfor per år. Största delen av slammet läggs på deponi eller används till deponitäckning på grund av sina alkaliska egen- skaper.
MESAKALK
Fosforinnehållet i mesakalk (se box 1) varierar mellan 0,3 och 1,4 procent. Om man räknar med en fosforhalt på 0,7 procent blir fosforflödet 900 ton fosfor per år. Mesakalk används delvis som kalkningsmedel i jordbruket och delvis för deponitäckning. En mindre del deponeras.
AVLOPPSSLAM
Vid industrins rening av processvatten uppstår ett så kallat bioslam som inne- håller fosfor. Eftersom avloppsvattnet är mycket fosforfattigt tillsätts cirka 1 500 ton fosfor per år för att få en tillfredställande nedbrytning av biologiskt material (Linderholm och Mattsson 2013). Bioslammet förbränns till stor del och askan deponeras. Fosforinnehållet i slammet beräknas till cirka 2 000 ton fosfor per år (Staaf 2013).