Gospodarka w Obiegu Zamkniętym

II POLSKO-FRANCUSKIE SEMINARIUM KONSULTACYJNE
30 stycznia 2015 r., Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Wprowadznie do Circular Economy
Obniżać koszty i ograniczać ryzyka
Centrum Inżynierii Minerałów
Antropogenicznych (CIMA)
Instytut Badań Stosowanych (IBS)
Politechniki Warszawskiej (PW)
Tomasz Szczygielski
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Centrum Inżynierii
Minerałów Antropogenicznych
Instytutu Badań Stosowanych
Politechniki Warszawskiej to:
• Centrum Kompetencji
• Integrator BAT
w gospodarce
minerałami
antropogenicznymi.
Badania
i rozwój
Normalizacja
i wdrożenia
A. ZAKRES
DZIAŁANIA:
Prawo
i środowisko
Współpraca
między-między
narodowa
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
B. OBSZARY INTEGRACJI:
Minerały
antropogeniczne
Ograniczanie
emisji i ochrona
zasobów
naturalnych
Redukcja
kosztów
wytwarzania
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Zarys gospodarki o obiegu zamkniętym
Source: Own representation, P ten Brink, P Razzini, S. Withana and E. van Dijl (IEEP), 2014
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Instrumenty i narzędzia wsparcia dla Circular Economy w Unii Europejskiej
Źródło: IEEP, building on Figure 2 from Ellen MacArthur Foundation (2012)
Key: Regulation – yellow, Market based instruments – orange, Information tools – blue, Principles – purple, Strategies – light green
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Extraction
Legal
• Product
standards
• Prevention
targets
• Green public
procurement
• Technology
standards
• Product
standards
• Prevention
targets
• Positive/
negative
financial
stimuli
• Extended
producer
responsibility
Technical
Communication / other
Design
Economic
Strategie zapobiegania powstawania odpadów w relacji do łańcucha dostaw
Production
Distribution
Consumption
Waste
• Technology
standards
• Product
standards
• Prevention
targets
• Prevention
targets
• Market
entries
Prevention
targets
• Prevention
targets
• Technology
standards
Positive/
negative
financial
stimuli
Positive/
negative financial
stimuli
• Extended
producer
responsibility
• Positive/
negative
financial
stimuli
Positive/
negative
financial stimuli
• Extended
producer
responsibility
• Positive/
negative
financial
stimuli
• Labelling
• Awareness
raising/
education
• Voluntary
agreements
• Awareness
raising/
education
• Voluntary
agreements
•Awareness
raising/
education
• Voluntary
agreements
•Awareness
raising/
education
• Voluntary
agreements
• Labelling
• Awareness
raising/
education
• Marketing
• Voluntary
agreements
• Green public
procurement
•Awareness
raising/
education
• Voluntary
agreements
Ecodesign
Technology
standards
• Reuse
(through
remanufacturing)
• Technology
Standards
Reuse
(of packaging)
Reuse
(reuse shops
etc.)
Reuse (of
parts)
End-of waste
Product
standards
(end-ofwaste
criteria)
• Awareness
raising/
education
• Green
public
procurement
• Marketing
• Voluntary
agreements
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Źródła minerałów antropogenicznych:
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Rozwój terminologii …
• Odpady z procesów energetycznego spalania węgla
• Popioły lotne, żużle, popioły denne, (MPŻ)
• Uboczny produkt spalania węgla (UPS)
• Produkty spalania węgla (PSW)
• Minerały antropogeniczne (MA)
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
A1.
Przyczynki dla Bezodpadowej Energetyki
Węglowej (BEW) w samej energetyce:
•
Energetyka węglowa z natury jest bezodpadowa. Nie ma
odpadu w węglu i nie powstaje on w procesie spalania;
•
Odpad to termin prawny, a nie wskazanie czym jest
substancja. Ma zastosowanie tylko wtedy, kiedy nie
wykorzystujemy minerału jako ubocznego produktu
w gospodarce i trafia on na składowisko;
•
To co powstaje w procesie energetycznego spalaniu węgla,
to minerał antropogeniczny o cennych własnościach
wiążących. Badania w systemie REACH potwierdziło
jednoznacznie, że jest to bezpieczny dla środowiska.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
A2. Przyczynki dla BEW w samej energetyce:
• Konieczność stałego obniżania kosztów
wytwarzania energii elektrycznej
•
Koszty gospodarki UPS kończące się na
składowisku, są za wysokie: szacowane średnio na
ok. 50 zł/tonę a dla popiołów z biomasy 150 zł/t ?
• Energetyka rozumie szanse jakie dają odbiory UPS
przez podmioty zdolne wykorzystywać je
na rynku do produkcji materiałów budowlanych.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
B1. Przyczynki zewnętrzne dla BEW:
• Konkurencja na rynku energii i presja na obniżanie cen prądu
• Dyrektywa odpadowa UE i Ustawa o Odpadach wskazuje na
konieczność unikania wytwarzania odpadów oraz zobowiązuje
wszystkich; wytwórców oraz organy administracji wszystkich
szczebli do aktywności w tym zakresie.
• Normalizacja techniczna i powszechna praktyka gospodarcza
w zakresie wytwarzania i dostarczania na rynek budowlany
produktów na bazie UPS.
• Zdolność oszczędzania emisji przez UPS zademonstrowana przez
projekt TEFRA w standardach Konwencji Klimatycznej ONZ.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
B2. Przyczynki zewnętrzne dla BEW:
• Niskoemisyjna, zielona gospodarka i poszukiwania
materiałów o niskim śladzie węglowym.
• Przemysł cementowy jako dobry przykład
szerokiego stosowania UPS i czerpania pożytków
z ich właściwości.
• Potrzeba spoiw i kruszyw w gospodarce o ilości
znacznie
większej
niż
wytwarzane
UPS
w energetyce.
• Konieczność ochrony zasobów naturalnych.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Projekt TEFRA: 1 tona UPS ma zdolność oszczędzania ok. 0,5 t. emisji CO2
http://ji.unfccc.int/JIITLProject/DB/NP2M39PA4LLBN9BPEQD93530EGFO7S/details
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
C1. Warunki konieczne, aby energetyka węglowa mogła być
bezodpadowa:
•
Energetyka uzna, że wytwarza nie tylko energię elektryczną
i gorącą wodę ale także minerały antropogeniczne jako
surowce lub gotowe produkty – popiół lotny do betonu,
spoiwa czy kruszywa i wskutek tego:
• dokona zmian w strategii i zakresie swojej działalności,
• zauważy minerał antropogeniczny i możliwość jego
uzdatniania na etapie przygotowania paliwa, procesów
spalania, usuwania z kotła, wychwytywania w filtrach,
magazynowania i logistyki surowca,
• zaangażuje się we współpracę z rządem w celu tworzenia
i wdrażania dobrego prawa: Pierwszeństwa dla Wtórnych;
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
C1. Warunki konieczne, aby energetyka węglowa mogła być
bezodpadowa:
•
Rząd i jego resorty, szczególnie MG i MŚ, a także
instytucje zależne jak GDDKiA czy JBR, zrozumieją że
skoro przyjęto politykę energetyczną, w której węgiel jest
i będzie dominującym paliwem, to należy tworzyć
warunki spolegliwe dla zagospodarowania minerałów
z energetyki.
•
Nauka i badacze zintegrują wysiłki w celu dopracowania
technologii uzdatniania UPS i ich wdrażania.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
D1. Działania w kierunku BEW:
1. Uznanie, że takie podejście jest właściwe, ponieważ:
a) obniży koszty gospodarki UPS w energetyce,
b) mniejsza ilości składowanych UPS,
c) ochroni część zasobów naturalnych,
d) zwiększy podaż niskoemisyjnych materiałów
do budownictwa,
e) wskutek powyższego obniży koszty naszej gospodarki.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
D2. Działania w kierunku BEW:
2.
Integracja badań w zakresie technologii uzdatniania UPS
w energetyce na etapie:
a) przygotowania i podawania paliwa,
b) spalania paliwa w kotłach energetycznych,
c) usuwania UPS z komory spalania,
d) magazynowania i logistyki UPS.
3.
Integracja działań w zakresie normalizacji i upowszechniania
dobrych praktyk technologicznych w tym zakresie.
4.
Przygotowanie programu wdrażania programu Pierwszeństwa
dla Wtórnych.
5.
Skoordynowane współdziałanie energetyki i agend rządowych
we wdrażaniu programu.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Optymalizacja procesów uzdatniania minerałów
antropogenicznych w energetyce:
I.
Popiołu na etapie:
1. Przygotowania i podawania paliwa:
a. przygotowanie paliwa kopalnego poprzez rozkruszenie
i ujednorodnienie,
b. stosowanie dodatków do paliwa
2. Spalania paliwa w kotłach energetycznych:
a. doprowadzenie do optymalnego rozpływu strumienia paliwa
w komorze poprzez zrównoważenie pracy palników i optymalizację
sterowania powietrzem pierwotnym i wtórnym w funkcji zawartości
części palnych w UPS,
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
3. Odprowadzania UPS z komory spalania do silosów:
a. rozbicie konglomeratów cząstek popiołu,
b. rozbicie cząstek popiołu poprzez kontakt wodą
w temp. ok. 300o C,
c. wstępna hydratacja i suszenie na trasie przemieszania
się cząstki do elektrofiltru i silosu,
d. separacja cząstek popiołu ze względu na ich
granulometrię,
e. Inne.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
4. Magazynowania i załadunku UPS na środki transportu:
a. selektywne magazynowanie popiołów,
b. mieszanie popiołów z dodatkami, w tym z innymi
popiołami,
c. separacja powietrzna popiołów,
d. granulowanie,
e. inne.
5. Przetwarzanie w specjalistycznej instalacji w bezpośredniej
bliskości elektrowni
6. Wykorzystanie właściwości UPS do wychwytu CO2
ze strumienia spalin w dedykowanej instalacji
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
II. Gipsu:
1. Osuszanie gipsu
2. Poprawa własności mleczka wapiennego
3. Granulowanie
4. inne
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
W PODSUMOWANIU:
1. Zasadnym i koniecznym jest dostrzeżenie i uwzględnienie przez PGE GiEK S.A.
w perspektywie 2020 i dalszej Circular Economy (CE) i jej wpływu na koszty
działania/produkcji.
2. Politechnika Warszawska (PW) gotowa jest przygotować dla zainteresowanych
analizy rozwoju i wdrażania zasad Circular Economy.
3. W celu systemowego obniżania kosztów i minimalizacji ryzyk, PW gotowa jest
wspierać merytorycznie podmioty w pracach nad przygotowaniem programów
pozwalających na ograniczanie kosztową wybranych procesów w zakresie gospodarki
ups-ami na bazie dokumentów unijnych i krajowych aby firma mogła optymalnie
skorzystać z Horyzontu 2020.
4. PW może przygotować narzędzia dla Circular Economy podmiotów mające na celu:
a) upowszechnianie myślenia kategoriami CE,
b) wskazywanie barier systemowych we wdrażaniu BAT,
c) dyskusji rozwiązań regulacyjnych na poziomie krajowym i unijnym,
d) popularyzacja dobrych praktyk z obszaru CE.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie • 30 stycznia 2015 r.
Dziękuję za uwagę
i zapraszam do dyskusji ..
T. Szczygielski