|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 01/2009
Efektywne spalanie odpadów
|
|
Dla poczuwających się do odpowiedzialności za poprawę gospodarki odpadami organicznymi stoją do dyspozycji różnorakie procesy ich termicznego przetwarzania i to w pełnej harmonii z otaczającym nas środowiskiem. Charakteryzuje je maksymalizacja wykorzystania tkwiącej w nich energii oraz jednoczesna redukcja szkodzących przyrodzie składników.
|
Europejczycy mniemają o sobie, że myślą i postępują na podstawie naukowych rozeznań określonych problemów, wymagających przez nich rozwiązań. Gdyby jednak było tak faktycznie, to mielibyśmy w Europie jednolitą politykę gospodarki odpadami, gdyż bazując na naukowym rozeznaniu stojącego do rozwiązania zagadnienia, wybrano by najefektywniejszą z możliwych technologię. Niestety, w omawianej problematyce tak właśnie nie jest. W gospodarce odpadami wciąż jeszcze różnorakie decyzje podejmuje się często na podstawie poglądów społeczno-politycznych decydentów.
Stąd konieczność wyspecyfikowania głównych elementów gospodarki odpadami:
- Jako odpad określa się materiały:
• - których posiadacz zamierza się pozbyć,
• - które nie dają się zastosować w określonym przedsiębiorstwie,
• - które nadają się do transportu.
Tym aspektom doskonale odpowiadają liście na drzewach w okresie jesieni. Jest to jednak przykład z przyrody, w której zapewniony bywa pełny recykling odpadów.
- Odpady są produktami z życia, niezależnie od tego czy z cywilizacji, czy ze środowiska. Jako same w sobie nie są czymś negatywnym. Natomiast sposób obchodzenia się z nimi może być racjonalny, lub szkodliwy dla środowiska.
- W warunkach Europy różne kraje rozmaicie postępują z odpadami u siebie. Przykładowo w Szwajcarii obowiązują od 20. lat następujące zasady: „Odpady należy w możliwie maksymalnym stopniu przetwarzać zawsze wtedy, kiedy przez to działanie mniej obciąży się środowisko, niż przez ich deponowanie, względnie nową produkcję. Palne odpady – których nie udaje się zużytkować – należy spalić.” Ta zasada z oporami zaczyna obowiązywać w kolejnych krajach Europy. Sensowną jest zawsze taka obróbka odpadów, która w możliwie najmniejszym stopniu obciąża środowisko.
W niniejszej publikacji wyraźnie odróżnia się termiczne przetwarzanie odpadów od ich spalania (M.Brunner; Aufbereitungs Technik – Mineral Processing, 24, 1-2, 49, 2008 r.). Celem termicznego przetwarzania odpadów jest nie tylko możliwie najwyższa redukcja substancji szkodliwych, ale jednoczesny uzysk energii użytkowej z równoczesną obniżką objętości zneutralizowanej pozostałości, tj. popiołów.
W tym miejscu należy zaprezentować trendy w termicznej obróbce odpadów w Europie oraz USA. Jak już wcześniej wspomniano, wymagania w obszarze termicznego przetwarzania odpadów w krajach europejskich są znacznie zróżnicowane. Przykładowo we Francji już przed wieloma laty wydano zakaz deponowania odpadów, które nie były poddane selekcji oraz określonej obróbce.
W krajach skandynawskich natomiast największy nacisk stawia się na termiczne ich przetwarzanie z celem maksymalnego uzysku energii elektrycznej oraz ciepła użytkowego dla scentralizowanej sieci grzewczej danego osiedla, czy miasta.
W Holandii na pierwszym planie jest selekcja odpadów w sprzężeniu z obróbką termiczną dla maksymalnej wytwórczości energii elektrycznej.
W Niemczech od 1 czerwca 2005 roku obowiązuje termiczne przetwarzanie odpadów z maksymalizacją uzysku energii elektrycznej oraz ciepła użytkowego.
W tym obszarze ogromny rozwój obserwuje się w przemyśle rolno-spożywczym w ramach nowo wznoszonych biogazowni. Sporo czyni się również w tym kraju w utylizacji biogazu z wysypisk odpadów komunalnych.
O wysokim poziomie wielokierunkowego przetwarzania odpadów w Szwajcarii była mowa wcześniej.
Przeciwbiegunem tego kraju w zakresie przetwarzania odpadów jest USA. Dopiero od kilku lat są w tym obszarze realizowane ogromne działania inwestycyjne. Do 2012 roku ma się tu wybudować około 20 instalacji termicznego przetwarzania odpadów w ilości prawie 5 mln ton/rok.
Opracowując koncepcję budowy instalacji termicznej obróbki określonych odpadów, trzeba koniecznie uwzględnić różnorakie aspekty, spełniające te uwarunkowania polityczne, gospodarcze, jak i związane z efektywnością eksploatacyjną planowanej do budowy elektrociepłowni. Do tych aspektów należą:
- moce instalacji tak w zakresie produkcji energii elektrycznej, jak i ciepła użytkowego,
- wymagania w zakresie dopuszczalnych emisji uciążliwych dla środowiska składników spalin,
- sposoby zagospodarowania popiołów,
- oczekiwania w obszarze redundancji dla określonych elementów instalacji.
Wszystkie te aspekty – z wyjątkiem mocy – podwyższają koszty eksploatacyjne planowanej do budowy instalacji. Wzrost kosztów inwestycyjnych (odniesionych do tony przetwarzanego paliwa) nie oznacza jednak równoczesnego pogorszenia sprawności (efektywności) instalacji w czasie jej eksploatacji, co dokumentują poniższe przykłady. Wymienione aspekty można ująć w sposób podobny do obrazu radarowego (rys. 1). Im wyższa jest ranga danego aspektu, tym większe pole zostaje zakreślone na określonym diagramie sieciowym – tu o skali 1 – 6. Im wyższa wartość danego aspektu w tej skali, tym większe koszty inwestycyjne danej instalacji termicznej obróbki odpadów.
Poniższe trzy przykłady budowy instalacji uwzględniają różne stopnie znaczenia problemów: gospodarczych, społecznych, politycznych oraz ekologicznych. Wynikające stąd udziały różnorakich aspektów ujęto w siatce diagramów każdego z rysunków 2 – 4.
W instalacji termicznego przetwarzania odpadów wg rys. 2 w miejscowości Trondheim w Holandii, skoncentrowano się na maksymalnej wytwórczości ciepła użytkowego oraz na minimalizacji emisji: NOx, SO2, HF, HCl, metali ciężkich oraz dioksyn. Omawiana elektrociepłownia przetwarza godzinowo 20 ton odpadów. Podłączono ją do miejskiej sieci grzewczej dla 40 000 mieszkań. Bliskość tej elektrociepłowni do otaczających osiedli mieszkaniowych wymuszała minimalizację emisji zanieczyszczeń do atmosfery, co rozwiązano poprzez wielostopniowe oczyszczanie spalin.
Natomiast w elektrociepłowni w Erfurcie w Niemczech za główny aspekt uznano komponowanie paliwa zastępczego poprzez mieszanie różnorakich odpadów, które poddaje się obróbce mechaniczno-biologicznej, co ilustruje rys. 3. W wyniku wymienionych procesów otrzymuje się wysoce zhomogenizowane paliwo, zapewniające stabilną w czasie wytwórczość energii elektrycznej oraz ciepła użytkowego. To wszystko składa się na wysoki stopień niezawodności ruchu elektrociepłowni wraz z bardzo niską emisją zanieczyszczeń do atmosfery.
Przed zupełnie innymi aspektami stanęła budowa francuskiej instalacji termicznej przeróbki odpadów w miejscowości Isséane w pobliżu Paryża (rys. 4). Postawiono ją w obszarze widnokręgu wieży Eiffla, co automatycznie wyeksponowało aspekt architektury. Mimo, że jest to relatywnie wielka elektrociepłownia, przerabiająca 460 000 t/r odpadów, trzeba było ją harmonijnie wkomponować w krajobraz – co się doskonale udało. Najwyższe jej elementy konstrukcyjne nie przewyższają 21 metrów nad ziemią, ale za to sięgają na głębokość aż 30 metrów pod jej powierzchnię. Wielostopniowa oczyszczalnia spalin zapewnia, że z komina nie uchodzą żadne widoczne obłoki. Szczelnie obudowane zostały nie tylko oczyszczalnia ścieków, ale głęboko pod ziemią zlokalizowano stację rozładunku środków transportu z odpadami jako paliwem, jak i załadunek oraz wywóz popiołów. Dzięki tego typu konstrukcjom omawiana elektrociepłownia nie emituje żadnego hałasu, a w dodatku kosztami eksploatacyjnymi konkuruje z okolicznymi obiektami tego typu, ale zasilanymi standardowymi, nieodnawialnymi paliwami.
Chociaż trzy powyżej zaprezentowane instalacje termicznego przetwarzania odpadów uwzględniają różnorakie aspekty, to jednak każda z nich charakteryzuje się wysoką gospodarnością. Elektrociepłownia w Trondheim osiąga wysoki wskaźnik wytwarzanej energii elektrycznej wraz z ciepłem użytkowym. Tę, zbudowaną w Erfurcie wyróżnia wysoki stopień niezawodności ruchu urządzeń, zapewniający dotrzymanie wymogów norm ochrony środowiska. Doskonałe architektoniczne wkomponowanie instalacji termicznego przetwarzania odpadów w Isséane w krajobraz Paryża jest unikalnym osiągnięciem nie tylko w Europie.
Analizując ogromne różnice w koncepcjach budowy zaprezentowanych elektrociepłowni na bazie odpadów nasuwa się pytanie, czy oraz w jakim stopniu zaważyły na nich względy: społeczne, polityczne, naukowe i technologiczne?
Generalnie trzeba stwierdzić, że problem uzyskania jak najwyższej gospodarności poprzez osiąganie wysokiej sprawności instalacji w czasie eksploatacji jest decydujący w uwzględnianiu jakiegokolwiek aspektu, uzasadniającego budowę omawianego typu elektrociepłowni, zasilanej odpadami. Po prostu optymalna koncepcja jej budowy winna jednoznacznie zapewnić przestrzeganie zasady, że wyższe koszty inwestycyjne będą rekompensowane minimalizacją wydatków eksploatacyjnych omawianej instalacji. Na to składają się następujące czynniki:
- optymalne zużycie nośników energii,
- podwyższona dyspozycyjność,
- wysoka różnorodność przetwarzanych paliw.
To są podstawowe czynniki decydujące o wyborze określonej technologii dla każdej nowo wznoszonej instalacji termicznego przetwarzania odpadów i one są również obowiązujące dla naszego kraju. Należy ubolewać nad tym, że wciąż jeszcze tego typu elektrociepłownie nie znajdują u nas szerszego zainteresowania i to przy szybko rosnących cenach nieodnawialnych nośników energii.
|
|
|
|
