Landfill Gas - Methane to Markets
Transkrypt
Landfill Gas - Methane to Markets
Landfill Methane to Markets Workshop Krakow, Polska 9 Lipca 2009 13:00 Przerwa obiadowa Sesja 4 – 14:00 Sponsorowany przez Methane to Markets Partnership za poĞrednictwem Instytutu Nafty i Gazu 14:30 15:00 Projekty dotyczące zagospodarowania gazu składowiskowego 4.1 Planowanie instalacji energetycznego wykorzystania biogazu (gazu składowiskowego), Thomas Frankiewicz, MenedĪer Programu, Agencja Ochrony ĝrodowiska USA. 4.2 Energetyczne wykorzystanie gazu – małe składowiska, Cathleen Hall, SCS Engineers 4.3 Technologie związane z wykorzystaniem gazu składowiskowego, Thomas Frankiewicz, MenedĪer Programu, Agencja Ochrony ĝrodowiska USA. Odzyskiwanie i energetyczne wykorzystanie gazu składowiskowego przyczynia siĊ do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. W wielu przypadkach moĪe stanowiü takĪe dochodową inwestycjĊ. Aktualnie na całym Ğwiecie, na ponad 1 100. składowiskach odpadów komunalnych prowadzony jest odzysk i energetyczne wykorzystanie gazu. Szacuje siĊ, Īe istnieje jeszcze ponad tysiąc składowisk stanowiących potencjalne Ĩródło biogazu, którego wykorzystanie byłoby ekonomicznie uzasadnione. Podstawowym zadaniem warsztatów jest zaprezentowanie podstawowych wiadomoĞci dotyczących pozyskiwania gazu ze składowisk, a takĪe projektowania i finansowania projektów jego energetycznego wykorzystania. Warsztaty umoĪliwią przeprowadzenie dyskusji na temat moĪliwoĞci wykorzystania gazu składowiskowego w Polsce. Wykładowcy, bĊdący pracownikami amerykaĔskich instytucji zajmujących siĊ zagospodarowaniem gazu składowiskowego na terytorium USA przedstawią teoretyczne i praktyczne zagadnienia związane z wykorzystaniem gazu składowiskowego stanowiącego odnawialne Ĩródło energii. 15:30 Przerwa Sesja 516:00 System Certyfikacji Energii w Polsce, Piotr Klimek, Instytut Nafty i Gazu Sesja 6 16:15 pm Aspekty ekonomiczne i finansowe dotyczące realizacji projektów związanych z zagospodarowaniem gazu 6.1 Finansowanie i rozwój przedsiĊwziĊü związanych z wykorzystaniem biogazu, Thomas Frankiewicz, MenedĪer Programu, Agencja Ochrony ĝrodowiska USA. Sesja 7 - Panel dyskusyjny 16:45 – 18:00 Pytania i odpowiedzi PROGRAM WARSZTATÓW 9 Lipca 2009 9:00 Rejestracja/Kawa Miejsce Warsztatów Hotel Europejski ul. Lubicz 5 31-034 Kraków tel.: +48 12 423-25-10 fax.: +48 12 423-25-29 Sesja plenarna– Cel Warsztatów 9:30 Powitanie i wprowadzenie • Thomas Frankiewicz, MenedĪer Programu, Agencja Ochrony ĝrodowiska Stanów Zjednoczonych Ameryki, Landfill Methane Outreach Program • Jerzy Dudek, Kierownik Zakładu Technologii Energii Odnawialnych, Instytut Nafty i Gazu. Przedstawienie uczestników warsztatów 9:45 Sesja 2 -Informacje podstawowe 10:00 2.1 Informacje podstawowe dotyczące składowisk, Cathleen Hall, SCS Engineers 2.2 Organizacja i zarządzanie pracą na składowisku, Cathleen Hall, SCS Engineers 2.3 Warstwy przykrywające, Cathleen Hall, SCS Engineers 2.4 Technologie związane z kontrolą i gospodarką odciekami, Josh Roth, PE, SCS Engineers 11:30 Przerwa Sesja 3 – Energetyczne wykorzystanie gazu składowiskowego 12:00 3.1 Systemy odgazowujące składowiska- budowa, Josh Roth, PE, SCS Engineers 3.2 Modelowanie produktywnoĞci gazowej składowiska odpadów komunalnych, Josh Roth, PE, SCS Engineers 3.3 Kredyty wĊglowe, Josh Roth, PE, SCS Engineers Osoba do kontaktu z ramienia Instytutu Nafty i Gazu: Piotr Klimek ul. Lubicz 25a 31-503 Kraków [email protected] tel.: +48 12 660-36-05 fax.: +48 12 650-77-50 kom.: +48 607 93 88 89 Dworzec główny Landfill Methane to Markets Workshop Krakow, Poland 9 July 2009 Session 4 – 2:00 pm 2:30 pm 3:00 pm Sponsored by Methane to Markets Partnership through the Oil and Gas Institute (INIG) Landfill Biogas Project Planning 4.1 Biogas (LFG) Energy Project Planning, Thomas Frankiewicz, Program Manager, U.S. Environmental Protection Agency, Landfill Methane Outreach Program 4.2 Landfill Biogas Utilization for Smaller Sites, Cathleen Hall, SCS Engineers 4.3 Economics of Landfill Biogas Technology Applications, Thomas Frankiewicz, Program Manager, U.S. Environmental Protection Agency, Landfill Methane Outreach Program 3:30 pm Landfill methane capture and use is good for the global environment by reducing greenhouse gas emissions, and in many cases can be good for business, too. More than 1,100 landfill methane energy projects are operating around the world, and there are thousands more opportunities that have not yet been exploited. This workshop will provide the basics of landfill methane energy project planning, design, and financing, and will discuss opportunities for landfill methane capture and use in Poland. Presenters will provide their experiences with these projects that capture an otherwise wasted source of energy. Whether or not you are a landfill owner or manager, government official, project developer, or potential project financer, you’ll come away with a greater understanding of how landfill methane energy projects are developed. Break Session 54:00pm Energy Certification System in Poland, Piotr Klimek, Oil and Gas Institute Session 6 4:15 pm Landfill Gas Energy Project Economics and Financing 6.1 Landfill Biogas Project Financing and Development, Thomas Frankiewicz, Program Manager, U.S. Environmental Protection Agency, Landfill Methane Outreach Program Session 7 - Landfill Manager Networking Session 4:45 – 6:00 pm Questions and Answers WORKSHOP PROGRAM 9 July 2009 9:00 am Registration Conference Venue and Hotel Information Hotel Europejski ul. Lubicz 5 31-034 Krakow phone: +48 12 423-25-10 fax.: +48 12 423-25-29 Opening Session – Workshop Objectives 9:30 am Welcome and Introductions • Thomas Frankiewicz, Program Manager, U.S. Environmental Protection Agency, Landfill Methane Outreach Program • Jerzy Dudek, Head of Renewable Energy Technologies Department, Oil and Gas Institute Participants introducing 9:45 Workshop Overview Session 2 -Landfill Basics 10:00 am 2.1 Landfill & Landfill Gas Basics, Cathleen Hall, SCS Engineers 2.2 Working Face Management, Cathleen Hall, SCS Engineers 2.3 Cover Material- Daily Cover and Alternative Cover, Cathleen Hall, SCS Engineers 2.4 Leachate Control and Treatment Technologies, Josh Roth, PE, SCS Engineers 11:30 am Session 3 – 12:00 pm 1:00 pm Break Landfill Gas Energy Systems 3.1 Landfill Wellfield and Project Components, Josh Roth, PE, SCS Engineers 3.2 Modeling Landfill Biogas Generation, Josh Roth, PE, SCS Engineers 3.3 Practical challenges in producing emission reduction units from landfills, Josh Roth, PE, SCS Engineers Lunch Break Oil and Gas Institute contact person: Piotr Klimek ul. Lubicz 25a 31-503 Kraków [email protected] phone: +48 12 660-36-05 fax.: +48 12 650-77-50 cell: +48 607 93 88 89 Dworzec główny Tom Frankiewicz Tom Frankiewicz Program Manager Landfill Methane Outreach Program U.S. Environmental Protection Agency Menadżer Programu Landfill Methane Outreach Program Agencja Ochrony Środowiska USA July 9, 2009 9 Lipiec 2009 Overview Zagadnienia Background on Methane Overview of Methane to Markets Approach to Project Development Methane to Markets Work in Poland 3 Metan - charakterystyka Opis Programu Methane to Markets Podejście do realizacji projektów Wydarzenia i projekty realizowane w Polsce w ramach programu Methane to Markets 4 Methane (CH4) Basic information – Metan (CH4) Informacje podstawowe – 100-year GWP = 25 Lifetime = 12 years – Primary component of natural gas. Many natural and anthropogenic sources Wskaźnik GWP wynosi 25 (100letni) Trwałość w atmosferze = 12 years Podstawowy składnik gazu ziemnego. Wiele źródeł pochodzenia zarówno naturalnego jak i antropogenicznego. – energy, agriculture & waste sectors – – Sektory: energetyczny, rolniczy, gospodarki odpadami. – 50 - 70% pochodzenie antropogeniczne 50 - 70% anthropogenic Concentration of methane in the atmosphere has increased by 150% in the last 260 years After about a decade of slow growth – as of 2007 global average methane concentrations have started to increase 5 Methane Emissions Profile Global Anthropogenic GHG Emissions by Gas (2004) Carbon Dioxide (other) 3% Carbon Dioxide (deforestation, decay of biomass, etc) 17% Source: IPCC Assessment Report 4 (2007) Other Agriculture 7% Carbon Dioxide (fossil fuel use) 57% 6 Profil Emisji Metanu Global Anthropogenic Methane Emissions by Source (2005) Rice Cultivation 10% F-gases Nitrous Oxide (CFCs, HFCs, PFCs, SF6) 8% Methane 1% 14% Stężenie metanu w atmosferze wzrosło o 150% w ostatnich 260 latach Po dekadzie niewielkich zmian stężenia w atmosferze, od roku 2007 światowe średnie stężenie metanu zaczęło wzrastać. Oil and Gas 18% Landfills 12% Coal Mining 6% Enteric Fermentation 30% Biomass Combustion 3% Fuel (stationary and mobile) 1% Wastew ater Manure 9% Management 4% Source: U.S. EPA Report (2006) Źródło: IPCC Assessment Report 4 (2007) 7 Źródło: U.S. EPA Report (2006) 8 Global Landfill Methane Emissions Methane is produced and emitted during the anaerobic decomposition of Other organic material in 37% landfills Globally, landfills are the 3rd largest anthropogenic source, accounting for 13 percent of emissions Światowa emisja metanu ze składowisk Global Methane (CH4) Emissions (MMTCO2e) in 2000 Australia 2% Brazil 2% Canada China 3% 11% Columbia 0% India 1% Italy 1% Japan 1% Mexico 2% Nigeria 1% Poland 2% Russia 5% South Africa 2% United States 26% United Kingdom 2% Ukraine 3% Metan jest produkowany podczas beztlenowego rozkładu substancji organicznej Światowa Emisja Metanu (CH4) (MMTCO2e) in 2000 Składowiska są trzecim co do wielkości, antropogenicznym źródłem emisji; stanowi 13 procent emisji światowej Światowa antropogeniczna emisja gazów cieplarnianych z wyłączeniem CO2 1990-2020, U.S. EPA, June 2006 Global Anthropogenic Emissions of Non-CO2 Greenhouse Gases 1990-2020, U.S. EPA, June 2006 9 What is Methane to Markets? Czym jest program Methane to Markets? •Międzynarodowe partnerstwo publiczno-prywatne zawiązane w celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych poprzez zwiększenie ilości wychwyconego i zutylizowanego metanu. •International public-private partnership to reduce greenhouse gas emissions by increasing the capture and use of methane. •Szacuje się osiągnięcie corocznej redukcji na poziomie 180 MMTCO2 do roku 2015. •Estimated to reach 180 MMTCO2 reductions annually by 2015. OBJECTIVES Advance the recovery and use of methane while: – Enhancing economic growth – Promoting energy security – Improving local air quality and public health. 10 10 BENEFITS ZADANIA Zwiększenie odzysku i rozwój technologii wykorzystania metanu mające na celu: Stabilization/Decline in Methane Concentrations will result in: – Poprawę rozwoju ekonomicznego – Promocje bezpieczeństwa energetycznego – Lokalnie - poprawę jakości powietrza oraz zdrowia publicznego – Sustainability – Energy security – Health and safety – Profitability 11 KORZYŚCI Stabilizacja/Zmniejszenie zawartości metanu spowoduje zwiększenie: – Zrównoważonego rozwoju – Bezpieczeństwa energetycznego – Zdrowia i bezpieczeństwa – Zysków 12 Cost-Effective Projects Recover and Use Methane Opłacalne inwestycje odzysku i wykorzystania metanu Sources of Renewable Energy Landfills Coal Mines Źródła energii odnawialnej Składowiska Livestock Waste Kopalnie węgla Oil and Gas Systems Odpady z hodowli zwierząt Sieci przesyłowe gazu ziemnego i ropy naftowej 13 13 14 14 M2M Partners Partnerzy programu M2M Nastąpił wzrost ilości krajów które przystąpiły do programu (z 14 do 29) Reprezentują ponad 62% światowej antropogenicznej emisji metanu 9 z 10 krajów odpowiedzialnych za największą emisję metanu Grown from 14 to 29 Partner governments Represent more than 62% global anthropogenic methane emissions 9 of the 10 top methane emitting countries Argentina Australia Brazil Bulgaria Canada Colombia Chile China European Comm. Ecuador Finland Germany India Italy Japan Korea Kazakhstan Mexico Mongolia Nigeria Pakistan Philippines Poland Russia Thailand Ukraine United Kingdom United States Vietnam 15 Argentyna Australia Brazylia Bułgaria Kanada Kolumbia Chile Chiny Unia Europejska Ekwador Finlandia Niemcy Indie Włochy Japonia Korea Kazakhstan Meksyk Mongolia Nigeria Pakistan Filipiny Polska Rosja Tajlandia Ukraina Wlk. Brytania USA Wietnam 16 M2M Project Network Sieć programu M2M Brings necessary actors together to implement reduction projects Over 850 organizations Project Network members can: – – – – – – Expand business and increase profits Distinguish themselves in the marketplace Identify financial and technical support for potential projects Build capacity Fulfill strategic goals Mitigate climate change Skupia organizacje, które poprzez współdziałanie realizują projekty związane z redukcja emisji metanu Ponad 850 organizacji Uczestnicy programu maja możliwość: – Rozwijać działalność i osiągać większe zyski – Wyróżnienia swojej organizacji na lokalnym rynku – Zidentyfikowania technicznego i finansowego wsparcia dla realizacji potencjalnych projektów – Poszerzenia wiedzy – Wypełnienia strategicznych celów programu – Wpływu na złagodzenie zmian klimatycznych 800 800 700 700 600 600 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 2005 2006 2007 2008 0 17 2005 Key Accomplishments – 2007 2008 18 Kluczowe osiągnięcia Brought high-level focus specifically on methane – 2006 Raising awareness within governments of the multiple benefits of methane recovery Demonstrate importance of achieving near-term climate benefits at low cost Skupienie szczególnej uwagi na metanie: – – Directly involving the private sector and financing organizations – over 800 in M2M – Good complement to Kyoto – provides technical assistance and capacity building necessary to ensure long-term project success Achieving real reductions – over 91 projects featured at the 2007 M2M Expo in Beijing – potential reductions of 11.5 MMTCO2e 19 Wzrost świadomości (instytucji rządowych) związanej z uzyskaniem wielokierunkowych korzyści pochodzących z odzysku metanu Zademonstrowanie nisko-kosztowych możliwości uzyskania korzyści klimatycznych w krótkim czasie Bezpośrednie zaangażowanie sektora prywatnego oraz instytucji finansowych – ponad 800 Dobre uzupełnienie protokoły z Kioto – Zapewnia doradztwo techniczne i rozwój wiedzy koniecznej do zapewnienia długotrwałego sukcesu programu. Osiągniecie rzeczywistych redukcji – ponad 91 projektów zaprezentowanych na M2M Expo w Pekinie w 2007 . Potencjalna redukcja 11.5 MMTCO2e 20 Strategic Approach to Project Development Strategia związana z realizacją projektów Strategiczne skupienie uwagi na: Strategic Focus – Celowym wsparciem technicznym i świadczeniem usług dla krajów o największym potencjale związanym z realizacją projektów – Zainicjowaniu procesu budowy świadomości wykorzystania metanu w krajach partnerskich M2M – Target technical assistance and services to countries with greatest project potential – Initiate capacity building and outreach efforts w/ all M2M countries – Leverage relationship with PN to advance projects (World Bank, ADB, ISWA) Key Activities – Technical Assistance and Project Identification • Data collection, assessment reports, pre-feasibility studies – Tool Development and Technology Transfer • LFG generation model, CMM and Landfill database – Training and Capacity Building • Clearing houses, training workshops, study tours, peer matching 21 Significant Benefits of Methane Recovery and Use Projects Działania kluczowe – Doradztwo techniczne i identyfikacja potencjalnych projektów • Zbieranie danych, raporty oceny obiektów, studia wykonalności – Rozwój narzędzi i transfer technologii • Modele służące szacowaniu produktywności gazowej, Baza danych dotycząca gazu składowiskowego i gazu kopalnianego – Szkolenia • warsztaty, wizyty studialne, 22 Korzyści płynące z projektów mających na celu odzysk i wykorzystanie metanu BENEFITS OF METHANE PROJECTS Reduced waste of a valuable fuel and important local energy source and Improved air quality, water quality and reduced odors Reduced greenhouse gas emissions Progress toward sustainable development goals Economic growth and energy security KORZYŚCI Lepsze wykorzystanie cennego paliwa i ważnego lokalnego źródła energii Poprawa jakości powietrza, wody oraz redukcja odorów Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych Zbliżenie do celów zrównoważonego rozwoju Rozwój ekonomiczny i bezpieczeństwa energetycznego ALE SĄ TEŻ BARIERY… Brak informacji na temat poziomu emisji oraz wartości utraconego paliwa Brak informacji i szkoleń o dostępnych technologiach oraz praktycznych doświadczeń Zwyczajowe rozwiązania w przemyśle Regulacje i zagadnienia prawne Ograniczony rynek metanu i infrastruktura Wątpliwe nastawienie inwestorów BUT BARRIERS EXIST… Lack of awareness of emission levels and value of lost fuel Lack of information on and training in available technologies and management practices Traditional industry practices Regulatory and legal issues Limited methane markets and infrastructure Uncertain investment climate 23 23 24 24 Preliminary Results: From 40 LMOP Landfill Assessments Rezultaty wstępne: z 40 składowisk objętych programem LMOP Number of Landfill Project Sites Project Life (years) Estimated Average Annual Potential Emission Reductions in Metric Tonnes CO2E Estimated Total Potential Emission Reductions in Metric Tonnes CO2E Argentina 3 15 115,588 1,733,819 Brazil 11 14 987,429 13,824,000 China 4 15 179,010 Colombia 4 15 1,701,261 Ecuador 5 15 692,904 India 3 15 196,696 Mexico 2 15 Ukraine 6 15 Russia 2 15 TOTALS 40 Country Liczba składowisk objętych programem Czas trwania projektu (lata) Szacowana średnia roczna redukcja emisji Ekwiwalent CO2 (ton) Argentyna 3 15 115,588 1,733,819 Brazylia 11 14 987,429 13,824,000 2,685,156 Chiny 4 15 179,010 2,685,156 25,518,921 Kolumbia 4 15 1,701,261 25,518,921 10,393,562 Ekwador 5 15 692,904 10,393,562 2,950,440 Indie 3 15 196,696 2,950,440 78,880 1,183,204 Meksyk 2 15 78,880 1,183,204 311,354 4,670,305 Ukraina 6 15 311,354 4,670,305 346,496 5,197,439 Rosja 2 15 4,609,618 68,156,846 Ogółem 40 Kraj Szacowana całkowita redukcja emisji Ekwiwalent CO2 (ton) 346,496 5,197,439 4,609,618 68,156,846 25 26 Wydarzenia i projekty realizowane w Polsce w ramach programu Methane to Markets M2M Work In Poland Inventory development – to delineate sites and potential project opportunities Grant Support –Instytut Nafty i Gazu (INIG) to develop inventory, study and assess landfill gas energy in U.S., develop handbook and trainings of best practices for LFGE Technical Assistance – currently assessing landfills to identify project opportunities for 2010 Project Expo Capacity Building – have held two Landfill Gas Energy and Operations and Management Training Workshops in Poland (November 08 and July 09) Meeting with federal officials, local and regional banks, and regional project developers to build interest and capacity to develop LFGE projects in Poland 27 Inwentaryzacja składowisk – w celu zidentyfikowania składowisk na których możliwa jest realizacja projektu energetycznego wykorzystania gazu. Wsparcie finansowe –Instytut Nafty i Gazu (INIG) otrzymał wsparcie na projekty związane z inwentaryzacją składowisk, wizyty na wybranych obiektach energetycznego zagospodarowania gazu w USA i na tej podstawie opracowania podręcznika zawierającego opis najlepszych praktyk związanych z energetycznym zagospodarowaniem gazu Doradztwo techniczne – obecnie trwa ocena składowisk pod kątem możliwości energetycznego wykorzystania gazu. Wytypowane obiekty będą przedstawione na Project Expo w 2010 r. Szkolenia – W Polsce przeprowadzono dwa warsztaty dotyczące możliwości energetycznego wykorzystania gazu składowiskowego (Listopad 2008 and Lipiec 2009) Spotkania organizowane w Polsce z: Instytucjami rządowymi, bankami, i inwestorami posiadającymi wiedzę na temat budowy instalacji wykorzystującej gaz składowiskowy do celów energetycznych. 28 • Premier international forum for promoting methane recovery and use project opportunities and technologies. • Provides participants with opportunities to: • Główne międzynarodowe forum promocji technologii i metod odzysku i wykorzystania metanu. • Stwarza uczestnikom możliwości: o Prezentacji i zapoznania się z technologiami i projektami ukierunkowanymi na zmniejszenie emisji metanu Meet with potential project partners and financiers. o Spotkania potencjalnych partnerów projektowych i instytucji finansujących. o Explore key technical, financial, and policy issues. o Poznania kluczowych zagadnień technicznych, finansowych i politycznych. o Interact with high-level government agencies from 30 countries. o Współpracy z agencjami rządowymi wysokiego szczebla z ponad 30 krajów. o Showcase and learn about methane mitigation projects and technologies. o W celu uzyskania dodatkowych informacji … For More Information . . . www.methanetomarkets.org www.methanetomarkets.org Tom Frankiewicz (U.S.EPA) Tom Frankiewicz (U.S.EPA) – [email protected] – +1.202.343.2302 – [email protected] – +1.202.343.2302 31 31 32 32 Landfill Basics Informacje podstawowe 2.1: Landfill and Landfill Gas Basics 2.1: Informacje podstawowe dotyczące składowisk Nowoczesne składowisko odpadów komunalnych The Modern Sanitary Landfill Landfills are a Method of Disposing of Solid Wastes on Land Without Creating Nuisances or Hazards to Human Health of the Environment. Zorganizowane składowanie odpadów jest bezpieczną dla ludzi i środowiska metodą ich utylizacji. 3 4 Landfill Basics Informacje podstawowe Protection of Human Health and the Environment Ochrona środowiska i zdrowia ludzi. – Poprawa jakości powietrza – Ochrona wód podziemnych – Better air quality – Groundwater protection Działania wpływające pozytywnie na produktywność gazową składowiska Operations that Affect Landfill Gas Generation – Zagęszczanie (kompaktowanie) – Warstwy przekrywające (warstwy inertne) – Kontrola odcieków – Compaction – Daily cover – Leachate control 5 6 Nowoczesne składowisko odpadów komunalnych Modern Sanitary Landfill 7 8 Warstwy zabezpieczające składowisko Landfill Liners Liners provides containment of contaminants. Warstwy zabezpieczające zapewniają ograniczenie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń. Reduces groundwater contamination. Redukują zanieczyszczanie wód gruntowych. Reduces landfill gas migration. Zmniejszają możliwość migracji gazu składowiskowego. 9 10 Warstwy zabezpieczające z gliny Clay Liners Easiest to install. Łatwe w budowie. Readily available. Łatwo dostępne. Generally 60 cm thick. Warstwy o grubości 60 cm. Compacted in 15cm lifts. Zagęszczane do warstw 15 cm. Strive for permeability of less than 10-6 cm/sec. Powinny posiadać przepuszczalność niższą niż 10-6 cm/s. 11 12 Warstwa zabezpieczająca z gliny Landfill Clay Liner 13 14 Warstwy zabezpieczające złożone Composite Liners Uses clay liner as the base. Wykorzystują warstwę gliny jako podkład. Add geomembrane above clay. Nad warstwą gliny montuje się geomembranę. Provides greater protection of the environment. Zastosowanie warstw zabezpieczających złożonych zapewnia lepszą ochronę środowiska. 15 16 Landfill Composite Liner Warstwy złożone 17 Development of a Landfill 18 Budowa składowiska Kolektory zbiorcze odcieków Warstwa zabezpieczająca 19 Instalacja monitoringu 20 Składowisko w trakcie eksploatacji Landfill During Operations Kolektory zbiorcze gazu - poziome Typowa kwatera odpadów 21 22 Completed Landfill Składowisko po rekultywacji Kształtowanie warstwy rekultywacyjnej Warstwa rekultywacyjna Typowa kwatera odpadów Kolektory zbiorcze gazu - poziome Warstwa zabezpieczająca 23 Kolektory zbiorcze odcieków 24 Final Cover Warstwa rekultywacyjna Zapewnia ochronę środowiska i zdrowia ludzi Tworzy barierę przed intensywnym opadem deszczu (burza) Zapewnia ochronę przeciwpożarową Redukuje infiltrację wód opadowych Poprawia produktywność gazową składowiska Daje możliwość wykonania prawidłowej instalacji degazacyjnej Redukuje odory Zapewnia kontrolę rozprzestrzeniania się drobnoustrojów chorobotwórczych Provides protection for human health and environment Provides barrier for stormwater runoff Provides protection against fire Reduces stormwater infiltration Improves landfill gas generation Improves ability to collect landfill gas Reduces odors Provides vector control 25 26 Składniki warstwy rekultywacyjnej Final Cover Components Warstwa rekultywacyjne wykonana z ziemi Constructed Soil Cover – Glina lub gleba o niskiej przepuszczalności (60 cm) – Gleba żyzna (15 to 30 cm) – Clay or low permeable soil (60 cm) – Vegetative layer – soil to support vegetation (15 to 30 cm) Geomembrana – Może być wykorzystana w celu zredukowania infiltracji wody opadowej. – Jeżeli jest używana to powinna być przykryta warstwą gliny. – Powinna być w bezpośrednim kontakcie z gliną. Geomembrane – Can be used to further reduce infiltration. – If used should be above clay cap. – Should be in direct contact with clay. 27 28 Składniki warstw rekultywacyjnych Final Cover Components Kontrola wody opadowej Stormwater controls – Należy usunąć wodę opadową zanim przeistoczy się w odcieki – Należy chronić warstwę rekultywacyjną przed erozją – Należy wykonać stopnie na stromych zboczach – W miejscach narażonych na erozję należy wykonać umocnienia z zastosowaniem stalowych koszy wypełnionych kamieniami. – Wierzchnia część składowiska powinna być ukształtowana w sposób umożliwiający odpływ wody (np. w kształcie kopuły) – Object is to remove stormwater before it becomes leachate – Should prevent erosion of final cover – Benches can be used on steep slopes – Rip rap and gabions can be used in high erosion areas – Top of landfill should be graded to promote runoff (i.e., dome shape) 29 30 Konserwacja warstwy rekultywacyjnej Final Cover Maintenance Inspect cover monthly Przeprowadzać inspekcję raz na miesiąc – Fill cracks with soil – Repair erosion – Mow vegetation during growing season – Re-grade low areas to prevent ponding – Add soil 60 cm deep to areas with visible smoke – – – – Wypełniać pęknięcia ziemią Naprawiać ubytki erozyjne Kosić trawę w sezonie letnim Wypełniać zagłębienia terenu – zabezpieczenie powstawaniu stawów wodnych – Zasypywać ziemią miejsca gdzie jest widoczny dym (60cm w głąb) 31 32 Landfill Gas Gaz składowiskowy Produced with solid waste decomposition in anaerobic conditions Amount & composition dependent on solid waste characteristics Increase in organics equals an increase in gas generation Can be used to create energy Gas production ends with end of decomposition Wytwarzany w trakcie rozkładu materii organicznej w warunkach beztlenowych Ilość i jakość gazu zależy od składu odpadów zdeponowanych na składowisku Wzrost zawartości związków organicznych powoduje wzrost produktywności gazowej Może być wykorzystany do wytwarzania energii Produktywność gazowa wygasa wraz z wyczerpaniem materii organicznej zdeponowanej na składowisku 33 Landfill Gas: Typical Composition 34 Gaz składowiskowy: typowy skład. Methane (CH4) Metan (CH4) – 50% to 60% – 50% to 60% Carbon Dioxide (CO2) Dwutlenek węgla (CO2) – 40% to 50% – 40% to 50% Non Methane Organic Compounds (NMOCs) - Trace Heating Value Pozostałe związki organiczne (NMOCs) – Ilości śladowe Wartość opałowa – 500 Btu/standard cubic foot (scf) – 18,5 MJ/m3 Moisture Content Zawartość wilgoci – Saturated – Nasycony 35 36 Methane (CH4) Metan (CH4) Colorless Odorless and tasteless Lighter than air Relatively insoluble in water Highly explosive – LEL = 5% in Air – UEL = 15% in Air Bezbarwny Bezwonny Lżejszy od powietrza Nie rozpuszczalny w wodzie Silnie wybuchowy – DGW = 5% w powietrzu – GGW = 15% w powietrzu 37 Landfill Gas 38 Gaz składowiskowy Dlaczego metan jest zaliczany do gazów cieplarnianych? Why is methane a greenhouse gas? – Methane absorbs terrestrial infrared radiation (heat) that would otherwise escape to space (GHG characteristic) – Metan absorbuje promieniowanie podczerwone emitowane z kuli ziemskiej (ciepło) które powinno zostać wyemitowane w przestrzeń kosmiczną (charakterystyka gazów cieplarnianych) Methane as GHG is over 20x more potent by weight than CO2 Methane is more abundant in the atmosphere now than anytime in the past 400,000 years and 150% higher than in the year 1750 Metan posiada 20 – krotnie większy współczynnik GWP niż CO2 Stężenie metanu w atmosferze znajduje się obecnie na wysokim poziomie. Stężenie jest o 150% wyższe niż w roku 1750. 39 40 Summary Podsumowanie Modern sanitary landfills have measures/programs in place to protect the environment and public health. Landfill liners can be either synthetic or clay based. Installing final cover on a landfill is critical to managing waste. Landfill gas is a natural byproduct of the decomposition of solid waste and needs to be managed appropriately. 41 Współczesne składowiska komunalne mają wprowadzane programy mające na celu ochronę środowiska i zdrowia publicznego. Warstwy uszczelniające składowisk mogą być syntetyczne lub oparte na glinie. Wykorzystanie warstwy rekultywacyjnej na składowisku jest bardzo ważne z punktu widzenia zarządzania odpadami. Gaz składowiskowy jest naturalnym produktem rozkładu odpadów stałych i musi być prawidłowo utylizowany. 42 Informacje podstawowe Landfill Basics 2.2: Working Face Management 2.2: Organizacja i zarządzanie pracą na składowisku Working Face Management Zarządzanie pracą na składowisku 33 4 Working Face Management Zarządzanie pracą na składowisku Zarządzanie pracą na składowisku odnosi się do skutecznego postępowania z odpadami deponowanymi na składowisku Working face management refers to the efficient handling of waste as it is dumped into the landfill. Good management relies on controlled operations, communications between staff and drivers, and a well thought out plan on disposal. Dobre zarządzanie polega na nadzorowaniu pracy personelu i komunikacji z kierowcami oraz dobrze założonym planie składowania odpadów. 55 Controlled Working Area 6 Nadzór nad pracą składowiska Spotters should direct traffic to the area on the tipping pad for waste unloading. Obserwatorzy powinni kierować ruchem na terenie składowiska w celu właściwego rozładunku. 77 8 Nadzór nad pracą składowiska Controlled Working Area Communication between the operators and spotters is crucial for a smooth and safe operation Komunikacja pomiędzy operatorami a obserwatorami jest kluczowa dla płynnych i bezpiecznych działań. 99 10 Nadzór nad praca składowiska Controlled Working Area Limit traffic on the tipping area to allow the safe and efficient unloading operations 11 11 Należy ograniczyć ruch na obszarze składowania w celu bezpiecznego i skutecznego rozładunku odpadów. 12 Nadzór nad praca składowiska Controlled Working Area Sorted by types of waste for proper placement“good” and “bad” waste. Sortowanie wg typu odpadu. Deponowanie odpadów w odpowiednich miejscach. Osobno „dobry” a osobno „zły” odpad. 13 13 14 Nadzór nad praca na składowisku Controlled Working Area „Dobry” odpad “Good” Waste Jednorodny. Homogeneous. Łatwy do transportu. Easy to handle. Poses little threat to equipment. Stanowi niewielkie zagrożenie dla sprzętu. 15 15 16 Nadzór nad pracą składowiska Controlled Working Area „Dobry” odpad “Good” Waste Arrives in packer trucks and transfer trailers. Dostarczany w ciężarówkach i przyczepach. Placed on the outside and near to the surface of the cell. Umieszczany na zewnątrz i w pobliżu powierzchni kwater. 17 17 18 Nadzór nad Controlled Working Area „Zły” odpad “Bad” Waste Bulky. Masywny. Difficult to grade. Trudny do sklasyfikowania. Normally does not compact well. Zazwyczaj trudny do zagęszczenia. 19 19 20 Nadzór nad pracą składowiska Controlled Working Area „Zły” odpad “Bad” Waste Comes in rolloff trucks and/or self haul vehicles. Utrudnia poruszanie się pojazdów na składowisku. Should be placed toward the bottom of fill. Powinien być składowany na dnie kwatery. 21 21 22 Dostęp do miejsca pracy Access to Working Face Nie możesz wyrzucać śmieci poza miejsce składowania! You can’t dump if you don’t reach the working face! 23 23 24 Access to Working Face Dostęp do składowiska Access roads need to Drogi dojazdowe powinny być drogami przejezdnymi w każdych warunkach atmosferycznych. be all-weather roads. Proper drainage is important. Odpowiednie odwodnienie jest ważne. 25 25 Access to Working Face 26 Dostęp do miejsca składowania Tipping pads need to be accessible during wet weather operations. Keep pushes to cell as short as possible. Have a contingency plan. Miejsca składowania odpadów powinny być dostępne w deszczową pogodę. Rozładunek odpadów powinien być jak najkrótszy. Należy posiadać plan awaryjny. 27 27 28 Working Face Miejsce składowania It all starts on the tipping area! Wszystko zaczyna się na obszarze składowania! 29 29 Working Face 30 Miejsce składowania Śmieci deponowane na składowiskukierowane są na otwartą powierzchnię. Trash dumped in tipping areapushed to open face. Podłoże składowiska może być wykonane ze żwiru, rozdrobnionego asfaltu, betonu, gliny. Tipping pad can be made of gravel, crushed asphalt, concrete, clay, or fill dirt. 31 31 32 Working Face Miejsce składowania Keep vehicles off the working face, minimizing damage and increasing unloading time. Built to accommodate several vehicles at once. Divert water away from the working face. Pojazdy nie powinny dojeżdżać zbyt blisko do działki roboczej, co pozwala na zmniejszenie szkód ale zwiększa czas rozładunku. Drogi powinny być tak zbudowane aby zmieściły jak najwięcej pojazdów na raz. Woda powinna być odprowadzana od składowiska. 33 33 Working Face 34 Miejsce składowania Śmieci są rozprowadzane przez spychacze na powierzchni składowiska- im bliżej tym lepiej! Trash is pushed by a dozer to the working facecloser is better! Two Basic Types of Cell Construction methods-build from the top or from the bottom. Istnieją dwa typy budowy kwater- od góry lub od dołu. 35 35 36 Working Face Miejsce składowania Building from the bottom allows for vertical or sloping lifts. Budowanie od dołu pozwala na pionowe lub ukośne podnoszenia. 37 37 Working Face Building from the Bottom 38 Miejsce składowania Budowanie od dołu Należy spychać śmieci od dołu zbocza i układać coraz wyżej w kierunku szczytu. Push trash from the bottom of the slope and work it up the face towards the top. Provides greater compacting effort when using a track-type equipment. Lepsze zagęszczanie odpadów uzyskujemy przy użyciu kompaktora. 39 39 40 Working Face Building from the Bottom Miejsce składowania Budowanie od dołu Łatwiejszy do utrzymania Easier to maintain Zlikwidowane jest zjawisko samoistnego spadania odpadów “Waterfalling” garbage is eliminated Sprzęt musi pracować ciężej Equipment must work harder All garbage has to be pushed uphill Wszystkie śmieci powinny być pchnięte w górę 41 41 42 Miejsce składowania Working Face Budowanie od dołu Building from the Bottom Poor compaction density when using a track type piece of equipment. Przy użyciu innego sprzętu niż kompaktor występuje słabe zagęszczanie. 43 43 44 Working Face Miejsce składowania Building from the top allows for horizontal lifts. Budowanie od góry pozwala na poziome podnoszenia. 45 45 Working Face Building from the Top 46 Miejsce składowania Budowanie od góry Garbage can be pushed downhill. Śmieci mogą zostać zepchnięte na dół. Much easier for dozers, less wear on machines. Zastosowanie tej metody zmniejsza zużycie maszyn. 47 47 48 Working Face Building from the Top Miejsce składowania Budowanie od góry Increased potential for “waterfalling” garbage. Zwiększona możliwość samoistnego spadania śmieci. Less compaction density when using track type equipment. Przy użyciu sprzętu innego niż kompaktorymniejsze zagęszczanie. 49 49 Working Face Building from the Top 50 Miejsce składowiska Budowanie od góry Difficult to make grade compared to bottom up building. Trudno dokonać porównania z budowaniem od dna. May create more litter. Może powodować trudności z uporządkowaniem miejsca składowania. 51 51 52 Waste Compaction Zagęszczanie odpadów 53 53 Waste Compaction 54 Zagęszczanie odpadów Most important aspect of operating a landfill. Bardzo ważny aspekt działania składowiska. Płaskie zbocza są lepsze do zagęszczania (budować z góry w dół). Flatter slopes are better for compaction (build from the top down). 55 55 56 Waste Compaction Zagęszczanie odpadów More work with less effort. Więcej pracy z mniejszym wysiłkiem . Greater density. Większa gęstość. 57 57 Waste Compaction 58 Zagęszczanie odpadów Cztery czynniki wpływające na zagęszczanie: • Ciężar sprzętu • Prędkość przemieszczania się kompaktora • Grubość warstwy • Konstrukcja sprzętu Four factors affecting compaction • Weight of Equipment • Speed of equipment • Lift thickness • Design of equipment 59 59 60 Waste Compaction Zagęszczanie odpadów Weight of equipment -Heavier is better, the Ciężar sprzętu -Im cięższy sprzęt, tym lepszy. greater the load. -Im więcej nacisku na podłoże tym lepiej. -More ground pressure is ideal. -Geometria kół, kształt zębów będą wpływać na kompaktowanie -If compaction equipment has wheels, the design of the teeth, diameter of the wheel, and wheel width will all affect compaction 61 61 Waste Compaction 62 Zagęszczanie odpadów Design of Equipment Konstrukcja sprzętu Track equipment best used for pushing waste uphill. The center of mass will be transferred to rear of machine. Decreases surface area of tracks. 63 63 Do popychania odpadów w górę służy najlepiej kompaktor. Środek ciężkości będzie przeniesiony w tył maszyny. Zmniejsza powierzchnię ścieżki. 64 Waste Compaction Kompaktowanie odpadów Speed of Equipment Predkość Faster equipment passes create greater compaction. Szybszy sprzęt powoduje lepsze kompaktowanie. Faster speed does not necessarily mean unsafe. Większa prędkość nie koniecznie oznacza że jest niebezpieczna. 65 65 Waste Compaction 66 Zagęszczanie odpadów Speed of Equipment Szybkość The hammer and the box scenario. Sytuacja młotka i skrzyni. Faster the hammer is swung, the more compaction is achieved. Większe zagęszczenie otrzymuje się przy szybszym poruszaniu się młotka. 67 67 68 Waste Compaction Zagęszczanie odpadów Lift Thickness Grubość warstwy Thicker is not always better. Thin lifts of trash compact easier. 30 cm to 60 cm thick is ideal. Grubiej to nie zawsze lepiej. Małe ilości kompaktują się lepiej. Idealna grubość to od 30 cm do 60 cm. 69 69 Summary 70 Podsumowanie Staranne zarządzanie miejscem składowania jest elementem kluczowym dla bezpiecznej i płynnej pracy. Miejsce składowania może być wykorzystane w celu identyfikacji: – Rodzajów odpadów – Rodzajów pojazdów przybywających na składowisko Zarządzanie odpadami w miejscu składowania pozwala na prawidłową budowę kwater – można zabudowywać od góry do dołu. Zagęszczanie odpadów jest istotne dla efektywnego zarządzania składowiskiem i umożliwia kontrolę kosztów i wydłużenie czasu eksploatacji składowiska. A carefully managed landfill working face is key to smooth and safe operations. The working face may be managed to segregate: – Different types of waste – Types of vehicles coming to the site Managing waste at the face is the foundation for cell formation – can be build from top or bottom Waste compaction is critical managing your site effectively by controlling costs and extending landfill life 71 72 Landfill Basics Informacje podstawowe 2.3: Cover Materials - Daily Cover and Alternative Cover Cover Materials 2.3: Warstwy przykrywające Warstwy przykrywające 33 44 Daily Cover Cel stosowania warstw przykrywających Purposes Typowa warstwa rekultywacyjna - gleba; Redukuje odory; Zapewnia kontrolę nad szkodnikami i gryzoniami; Pomaga porządkować prace na składowisku i zmniejsza ryzyko pożarów. „Zbieracze” Typical cover material – soil; Reduces odors; Provides rodent/pest control; Controls litter and reduces the risk of fire. Waste scavengers & recyclers – Controls access – Increases safety – Kontrola dostępu – Wzrost bezpieczeństwa. 55 66 Daily Cover Warstwy przykrywające odpady Application Założenia Większość rodzajów gleb może zostać wykorzystana do przykrycia odpadów. Most soil material is suitable for cover. Source should be close to site. Źródło gleby powinno być blisko składowiska. Spread cover material in 15 cm lifts to achieve even, consistent layers. 77 Materiał powinien być rozmieszczany na warstwie odpadów zapewniając ciągłość pokrycia. Grubość warstwy 15 cm. 88 „Tymczasowe” warstwy przykrywające odpady - Założenia Daily Cover Application Daily cover material is usually stripped off each morning. Leave cover material close to working face for reuse. Miejsce deponowania odpadów powinno być przykrywane po zakończeniu deponowania w danym dniu. Warstwa przekrywająca powinna być zdejmowana w dniu następnym w celu umożliwienia dalszego składowania odpadów. Recovery of material allows for reclamation air space . Materiał na warstwy przykrywające powinien znajdować się w pobliżu miejsca deponowania odpadów. 99 10 10 Alternatywne „tymczasowe” warstwy przykrywające Alternative Daily Cover Other inert materials can be used for daily cover: Jako „tymczasowe” warstwy przykrywające mogą być stosowane inne inertne materiały: – Shredded tires – Ash and residues – Stormwater system residues and sediment – Compost mulch – Shredded C&D (not gypsum wallboard) – Tarps – Pocięte opony – Popioły – Osady sedymentacyjne z systemów oczyszczania wody opadowej – Kompost – Plandeki 11 11 12 12 Alternatywne „tymczasowe” warstwy przykrywające Alternative Daily Cover Advantages: – Use of cover material that would require disposal anyway. – Save on expense of excavating soil. – Covers such as tarps save on landfill air space. Zalety: – Wykorzystanie materiału który trafia na składowisko. – Oszczędność finansowa w porównaniu z kosztami pozyskania gleby. – Warstwy przekrywające z plandek oszczędzają miejsce na składowisku. 13 13 Summary Podsumowanie Covering waste daily is important for minimizing landfill nuisances, including: Przykrywanie odpadów po zakończeniu deponowania w danym dniu jest ważne z uwagi na minimalizację szkodliwości składowiska, w tym: – Odory – Śmieci – Szkodniki Należy minimalizować przenoszenie materiałów pokrywających w obrębie składowiska – stanowi to znaczny koszt! Dzienna pokrywa może być zdejmowana co rano w celu zaoszczędzenia powierzchni składowiska. Jako przykrycie można stosować różne rodzaje materiałów: – Gleba – Poszatkowane opony – Popioły – Szlamy burzowe – Odor – Litter – Pests Minimize moving cover material around site – this can be expense! Daily cover can be stripped off each morning in order to conserve landfill airspace. Many different types of materials are suitable for cover: – – – – 14 14 Soil Shredded tires Ash Stormwater residue 15 16 Informacje podstawowe Landfill Basics 2.4 Leachate Control & Treatment Technologies 2.4: 33 Technologie związane z kontrolą i gospodarką odciekami 44 Overview Zagadnienia Leachate Characteristics Leachate Sources Leachate Collection Leachate Treatment Charakterystyka odcieków Źródła odcieków Odbiór odcieków Oczyszczanie odcieków 55 Leachate 66 Odcieki Created by Liquids Źródłem są ciecze -Precipitation, run-on -Moisture in waste Dissolved and Suspended Solids -Inorganics -Organics -Micro-organisms Characteristics Depend -Types of Waste -Age of Waste Major Cost Associated with Landfills -Opady atmosferyczne, dopływ -Wilgoć w odpadach Składnikami części rozpuszczone i zawieszone -Nieorganiczne -Organiczne -Mikroorganizmy Właściwości zależą od -Typu odpadów -Wieku odpadów Stanowią znaczące koszty w eksploatacji 88 składowisk 77 “Typical” Leachate “Typowe” odcieki BOD = 10,000 mg/l COD = 18,000 mg/l pH = 6 Total Hardness = 3,500 mg/l Chloride (Cl) = 500 mg/l Sulfate (SO4) = 300 mg/l Iron (Fe) = 60 mg/l BZT = 10,000 mg/l ChZT = 18,000 mg/l pH = 6 Twardość całk.= 3,500 mg/l Chlorki (Cl) = 500 mg/l Siarczany (SO4) = 300 mg/l Żelazo (Fe) = 60 mg/l 9 10 Czynniki wpływające na powstawanie odcieków Leachate Generation Factors Geographical Area Storm Frequency Season of Year Cover Over Waste Operational Methods – Stormwater run-on and run-off – Rain Tarps Waste Composition Położenie geograficzne Częstotliwość opadów Pora roku Warstwa przykrywająca odpady Metody postępowania – odpływy burzowe – plandeki przeciwdeszczowe Skład odpadów – Moisture and organic content 11 – wilgotność i zawartość substancji organicznych 12 Staw odciekowy- zagłębienie terenu Leachate Ponding – Low Areas 13 Surface Water Infiltration 14 Infiltracja wody powierzchniowej 15 16 Controlling Water Kontrolowanie wody Keep Liquids Out Avoid Groundwater Run-on and Run-off Controls Impervious Cover Trzymaj ciecz na zewnątrz Unikaj wód podziemnych Kontroluj spływy i dopływy wody Stosuj nieprzepuszczalne zabezpieczenia 17 17 Surface Discharges 18 18 Zagrożenia Odors - Unsightly Odrażające odory Surface Water Contamination Zanieczyszczenie wód powierzchniowych May Reach Groundwater Vegetation Distress Możliwość zanieczyszczenia wód podziemnych Usually a Dark, Rusty Color Zaburzenia wegetacji Zazwyczaj ciemny, rdzawy kolor 19 19 20 20 Leachate Surface Discharges Barely Perceptible Zanieczyszczenia powierzchni odciekami Ledwo dostrzegalne 21 21 Leachate Surface Discharges Small Beginnings 22 22 Zanieczyszczenia powierzchni odciekami Początki 23 23 24 24 Leachate Surface Discharges More Flow Zanieczyszczenia powierzchni odciekami Większy strumień 25 25 Leachate Surface Discharges Side Slope Seeps 26 26 Zanieczyszczenia powierzchni odciekami Spływy stokowe 27 27 28 28 Zanieczyszczenia powierzchni odciekami wypływ powierzchniowy (przy przekroczonej pojemności infiltracyjnej gruntu) Leachate Surface Discharges Overland Flow 29 Leachate Surface Discharges Creating Odors 30 Zanieczyszczenia powierzchni odciekami Powstawanie odorów 31 32 Leachate Surface Discharges Obvious Visual Impact Zanieczyszczenia powierzchni odciekami Efekt wizualny 33 33 34 34 Projektowanie systemów uszczelniających dno składowisk Bottom Liner System Design Low Permeability (clay) Liner Niska przepuszczalność warstwy zabezpieczającej (glina) – Natural (in place) – Re-compacted Liner – Naturalna (na miejscu) – Wyłożenie obcym gruntem zagęszczonym Geosynthetics Geosyntetyczna – Single geosynthetic Layer – Synthetic/Clay Double Liner – Pojedyncza warstwa geosyntetyczna – Syntetyczna/glina podwójna warstwa zabezpieczająca Composite Liner Wielowarstwowe zabezpieczenia – Double Composite Liner – With or without Leak Detection – Podwójna warstwa zabezpieczająca – Z lub bez wykrywania przecieków 35 36 Ujmowanie odcieków Rura odbioru ponad warstwą zabezpieczającą Leachate Collection Collection Pipe Above Liner 37 38 Przykład systemu uszczelnień Podwójne uszczelnienie Example Liner System Double Liner with Composite 39 40 Projektowanie systemu odprowadzania odcieków Design Leachate Flow Kilka zaprojektowanych przypadków pozwala szacować ilości generowanych odcieków oraz wymiary instalacji do odbioru i usuwania odcieków; Model a few design cases to assess leachate flow generation and to size collection and disposal facilities; – – – – – – – Drainage media Pipes Leachate pumps Discharge force mains Tanker trucks Treatment plant Municipal sewer – – – – – – – system odwodnienia składowiska rurociągi pompy odcieków zrzut do kanalizacji cysterny oczyszczalnia komunalny kolektor ściekowy 41 41 Leachate Modeling 42 42 Modelowanie systemu odcieków Primary Purposes Podstawowe cele – To assist in comparisons of alternative closure cap and bottom designs using water balance calculations and stability evaluations – Tends to over-predict – Applies for open, partially closed, and fully closed sites – Provides daily, monthly, annual, amounts of runoff, evapotransporation, drainage, leachate collection, and liner leakage that may result from the operation of a wide variety of landfill designs – W projektowaniu warstw przykrywających i uszczelnień dna składowisk należy wykonać bilans wodny – Dążenie do przewidywania/prognozowania – Stosowane do składowisk otwartych, częściowo zamkniętych i całkowicie zamkniętych – Dostarcza dziennych, miesięcznych, rocznych danych o ilościach odpływów, ewapotranspiracji, odwodnieniu, odbieranych odciekach i nieszczelnościach, które mogą być wywołane przez rozmaite działania prowadzone na składowisku 43 44 Leachate Modeling Modelowanie odcieków Factors Considered – – – – – – – – Ważne czynniki Size of landfill/cell Cover design Waste thickness Leachate collection system design Liner design Climatic considerations (actual or default) Recirculation or addition of liquids Runoff based on USDA-SCS method (considers texture, vegetation quality, slope, and inclination) – – – – – – – – Wielkość składowiska/ kwater Projekt warstwy przykrywającej Grubość warstwy odpadów System odbioru odcieków Projekt warstw uszczelniających Warunki klimatyczne (rzeczywiste i prognozowane) Recyrkulacja lub dodatkowe ciecze Odpływ oparty na metodzie USDA-SCS (bierze pod uwagę teksturę, jakość wegetacji, nachylenie i spadek) 45 Leachate Modeling 46 Modelowanie odcieków Input Data Dane wejściowe – Climatological – Klimatyczne • Does not consider distribution of rainfall intensity • Nie dotyczą rozkładu intensywności opadów deszczu – Soil types – Landfill layers – Vegetative cover type – Rodzaj ziemi – Warstwy odpadów – Typ pokrywy roślinnej Output Data – – – – – Dane wyjściowe Daily values Monthly totals Annual totals Maximum Head on Liner (30 cm max.) Average and maximum leachate collection – – – – – 47 Wartości dzienne Miesięczne Roczne Wysokość lustra cieczy (30 cm max.) Średni i maksymalny odbiór odcieków 48 Leachate Using HELP Model HELP Model Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP) (Schroeder, etal, 1994) Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP) Model (Schroeder, etal, 1994) – Opracowany przez U.S. Army Corps of Engineers Waterways Experiment Station for EPA (U.S. EPA/600/R94/168a) – Quasi 2-D program komputerowy dla składowisk odpadów dot. obiegu wody/bilansu wody – Developed by U.S. Army Corps of Engineers Waterways Experiment Station for EPA (U.S. EPA/600/R-94/168a) – Quasi 2-D water routing/water balance computer program for landfills • Calculates percolation rates through covers • Simplified empirical and mechanistic equations • Simplified unsaturated flow model with unit gradient • Oblicza tempo przesiąkania wody przez warstwy • Upraszcza empiryczne i mechanistyczne równania • Upraszcza model przepływu nienasyconego – Szeroko uznany i wymagający dostarczenia prostych parametrów – Wymaga ostrożnego rozważenia wprowadzanych parametrów – Nie rozwiązuje przepływu nienasyconego – Najnowsza wersja to wersja 3.07 – Widely accepted and straightforward input parameters required – Careful consideration of input parameters required – Does not solve unsaturated flow – Version 3.07 is most recent revision 49 Modeling Limitations 50 Ograniczenia modelowania Output is only as good as the input Results vary with user and model version Assumptions built into model: Dane wyjściowe zależą tylko od posiadanych danych wejściowych Wyniki zależą od użytkownika i stosowanej wersji modelu Założenia modelu: – Homogenous flow and layer properties – Climate data is only for select areas (use closest) – homogeniczny (jednorodny) - przepływ i właściwości warstwy – dane klimatyczne tylko dla wybranych obszarów (najbliższych) 51 52 Leachate Collection Systems System odbioru odcieków Leachate Collection System (primary) System odbioru odcieków (podstawowy) – Purpose: To efficiently convey leachate off of liner and minimize head over the liner (30 cm max.) – Cel: Skuteczny transport odcieków w celu minimalizacji poziomu lustra cieczy (max. 30 cm nad warstwą uszczelniającą dno) Leachate/Leak Detection System (in double liner systems) Odciek/System wykrywania przecieków (w podwójnym systemie warstw) – Measure relative effectiveness of primary liner – Prone to measuring leakage from unidentified sources – Pomiar skuteczności pierwszej warstwy zabezpieczającej – Przydatny do pomiaru wycieków z niezidentyfikowanych źródeł 53 53 System Components 54 54 Składniki systemu Protective cover: Material between drainage layer and waste Warstwa zabezpieczająca: Materiał pomiędzy warstwą drenażu i odpadami – materiał porowaty (piasek albo żwir) – Geowłóknina – Inne: wióry (kawałki) z opon – Granular media (sand or gravel) – Geotextile – Other: tire chips Drenaż (wysoka przepuszczalność) Drainage media (high permeability) – Piasek albo żwir – Geonet lub wielowarstwowe systemy drenaży (geomembrany) – Inne: kawałki (wióry) opon, rozbite szkło – Sand or Gravel – Geonet or geocomposite drainage net – Other: tire chips, crushed glass Pipe (HDPE) Rury (HDPE) 55 55 56 56 Leachate Collection Layer at Battle Creek Landfill – Cell 8/ System odbioru odcieków na składowisku w Battle CreekKwatera 8 Leachate Surface Discharges Obvious Visual Impact 57 57 System odciekowy: parametry projektowe Drain Media: Design Parameters Hydraulic Conductivity, k (coefficient of Permeability) – – – – Sands: Gravels: Geonets: Chipped Tires 58 Przewodnictwo hydrauliczne, k (wspołczynnik przepuszczalności) 10-4 cm/s ≤ k ≤ 10-2 cm/s 10-2 cm/s ≤ k ≤ 100 cm/s 1 to 34 cm/s 10-2 cm/s ≤ k ≤ 100 cm/s – – – – • Must factor in compressibility under loading Darcy’s law q = kia (Laminar flow) Piasek: Żwir: Geonets: Opony-wióry 10-4 cm/s ≤ k ≤ 10-2 cm/s 10-2 cm/s ≤ k ≤ 100 cm/s 1 do 34 cm/s 10-2 cm/s ≤ k ≤ 100 cm/s • konieczny współczynnik ściśliwości pod obciążeniem Prawo Darcy’ego q = kia (Przepływ laminarny) – Q = rate of flow – i = hydraulic gradient – a = gross cross sectional area through which flow occurs – Flow Velocity v = ki – Velocity through pores, v = ki/n – Q = objętościowe natężenie przepływu – i = potencjał hydrauliczny – a = powierzchnia przekroju przez którą przepływa ciecz – Prędkość przepływu v = ki – Prędkość przepływu przez pory, v = ki/n Transmissivity (T) = k x thickness of layer Przewodność (T) = k x grubość warstwy 59 60 System odciekowy: Parametry projektowe Drain Media: Design Parameters Controlling slopes, (s) Kontrolowanie zboczy, (s) ¯ Warstwa zabezpieczająca dno położona przy ok. 1 - 2% nachyleniu w stosunku do kolektora odcieków ¯ Liner placed at approx. 1% to 2% minimum slope for leachate collection Dopuszczalna maksymalna wysokość poziomu cieczy, (h) Maximum allowable head, (h) – 30 cm (12-inches) – 30 cm Distance between collection pipes, (L), dependent on: – – – – Dystans pomiędzy rurami odbierającymi odcieki, (L) zależy od: Max head Pipe size Slope Leachate flow – – – – Poziomu lustra cieczy Rozmiaru rury Nachylenia Przepływu odcieków 61 Design Steps 62 Etapy Projektu Określić geometrię uszczelnienia Oszacować wstępną geometrię systemu odbioru Oszacować przenikanie do warstwy drenażowej (Model HELP) Określić poziom lustra cieczy Skorygować (jeśli konieczne) geometrię systemu odbioru (korekta rozmieszczenia rur) Określić wymaganą wytrzymałość rur (wielkość rur) Określić wielkość pomp Wyspecyfikować wymagania materiałowe Establish liner geometry Estimate initial collection system geometry Estimate infiltration to drainage layer (HELP Model) Evaluate head over liner Revise collection system geometry as needed (pipe spacing revisions) Determine required pipe strength (pipe sizing) Size pumps Select material specifications 63 64 Projektowanie systemu odciekowego Pipe Design Pipe sizing – – – – Wymiarowanie rur Leachate flow rate Area flowing to pipe Pipe slope Use Manning’s Equation for design – – – – Pipe Strength – – – – Prędkość przepływu odcieków Powierzchnia spływu Nachylenie rur Zastosuj równanie Manninga Wytrzymałość rur Wall Crushing Wall Buckling Ring Deflection Loading based on material over pipe and vehicle traffic (transfer trailer/compactor) – na zgniatanie – na wyginanie – wytrzymałość obciążeniowa 65 Leachate Collection Layer and Piping at Augusta County Regional Authority (April 2009) 66 System odbioru odcieków Augusta County Regional Authority (kwiecień 2009) 67 68 Leachate Recirculation Recyrkulacja odcieków A form of bioreactor Bioreaktor Increases rate of waste decomposition – Recover airspace through waste compression – Accelerate waste settlement – Reduce leachate treatment volume – Limited pre-treatment occurs – Accelerate gas generation rate – Reduce long-term cost of leachate treatment – Leachate System is still required Zwiększenie szybkości/tempa rozkładu odpadów – Usunięcie powietrza z odpadów poprzez skompaktowanie – Przyspieszenie procesu osiadania składowiska – Redukcja ilości odcieków – Ogranicza konieczność podczyszczania odcieków – Przyspieszanie wielkości produkcji gazu – Redukcja kosztów oczyszczania odcieków – Wymagany nadal system oczyszczania odcieków 69 Leachate Recirculation 70 Recyrkulacja odcieków Ilość odcieków Leachate volume – zależy od zawartości wilgoci i pojemności odpadów – dependent on moisture content and field capacity of waste • Jak dużo cieczy mogą pochłonąć odpady? – metoda zawracania odcieków • How much liquid can the waste accept without problems? • Rozmieszczenie, głębokość, etc. – re-introduction method and design – projektowanie systemu odbioru odcieków • Spacing, depth, etc. Warunki ogólne: wysokość odpadów 30 stóp (3 warstwy) – leachate collection system design Generally, 30-ft of waste (3-lifts) is placed before recirculation is initiated – Rowy poziome rozmieszczone w odstępach 50 stóp Należy ograniczyć nasycenie odciekami warstw podpowierzchniowych i ilość odcieków w bypass’ie poprzez odpowiedni rozdział odcieków na poszczególne elementy systemu odciekowego (studnie, etc) – Horizontal trench spacing about 50 feet Rotate leachate reintroduction between groups of wells, pits, or horizontal trenches to reduce saturation of subsurface and by-pass flow 71 72 Leachate Recirculation Recyrkulacja odcieków Leachate re-introduction via: – Vertical wells and/or pits – Drain fields – Horizontal trenches – Spray irrigation Delivery systems include: – Pumper truck – Gravity piping – Pressure piping or forcemain Zawracanie odcieków poprzez: – Studnie i/lub odwierty – Powierzchnie drenażowe – rowy – Zraszanie System doprowadzenia odcieków: – cysterny – Rurociągi grawitacyjne – Rurociągi ciśnieniowe 73 Leachate Recirculation Trench 74 Rów recyrkulacyjny 75 76 Sposoby postępowania z odciekami Leachate Treatment Systems Evaporation Ponds Leachate evaporation using landfill gas Wetland treatment (Passive Treatment) On-Site Treatment plant Pump and haul to POTW Discharge to sanitary sewer Stawy do odparowania Odparowanie odcieków przy użyciu gazu składowiskowego Oczyszczalnie hydrofitowe Oczyszczalnie odcieków na składowisku Transport (cysterny) odcieków do oczyszczalni Zrzut do kolektora ściekowego 77 Leachate Evaporation 78 Odparowanie odcieków 79 79 80 80 Odparowanie odcieków przy użyciu gazu składowiskowego Leachate Evaporation with Landfill Gas 81 81 Wetlands Leachate Treatment 82 82 Oczyszczalnie hydrofitowe 83 83 84 84 Oczyszczalnie odcieków na składowisku On-Site Treatment 85 85 Pump and Haul 86 86 Transport odcieków do oczyszczalni 87 87 88 88 Pumps and Sumps Area Teren pompowni i zbiorników Purpose: Provide collection point for pumping leachate Location: Function of design configuration, low point Sizing based on: Cel: umożliwia odbiór i pompowanie odcieków Lokalizacja: w zależności od projektu, najniższy punkt Wielkość zależy od: – Ilości odcieków – Pożądanego cyklu pracy pomp – Leachate flow rate – Desired pump cycle time Typ pomp: zanurzeniowe Pompownia może posiadać system pomp zapasowych Dobór elementów pomocniczych (elektrycznych) zgodnie z mocą największej z pomp Type: Submersible May have redundant pump system or back-up pumps available Sizing ancillary components (electrical) for largest pump anticipated 89 Summary 90 Summary Several factors contribute to the generation of leachate, including: site geography, storm frequency, waste composition, seasons and landfill operations. Modeling can be a useful tool to estimate leachate generation on a site specific basis. Components of leachate collection system require specific design characteristics. Recirculation of leachate increases the rate of waste decomposition and accelerates gas generation. Several technologies exist for leachate treatment, including leachate evaporation fueled by landfill gas. 91 Kilka czynników przyczynia się do powstania odcieków tj.: geograficzne położenie składowiska, częstotliwość odpadów, skład odpadów, pory roku i działania prowadzone na składowisku. Modelowanie może być użytecznym narzędziem do oszacowania ilości powstających na składowisku odcieków. Elementy składowe systemu odbioru odcieków wymagają indywidualnego podejścia do projektu. Recyrkulacja odcieków zwiększa szybkość rozkładu odpadów i przyspiesza powstawanie gazu. Istnieje kilka technologii oczyszczania odcieków w tym m.in. odparowanie odcieków przy użyciu gazu składowiskowego. 92 Landfill Gas Energy Systems Energetyczne wykorzystanie gazu składowiskowego 3.1: Systemy odgazowujące składowiskabudowa 3.1: Landfill Wellfield and Project Components Plan prezentacji Outline Objectives of LFG Collection/Control Cele odbioru/ kontroli gazu składowiskowego Elements of a LFG collection System Elementy systemu odbioru gazu składowiskowego LFG Destruction/ Utilization Options Możliwość wykorzystania/utyli zacji gazu składowiskowego 3 4 Cel budowy instalacji odgazowujących Objectives Odzysk i wykorzystanie gazu składowiskowego Zmniejszanie potencjalnego wpływu na środowisko Kontrola migracji gazu poza obręb składowiska Kontrola emisji odorów Przestrzeganie uwarunkowań prawnych Recover and utilize LFG Minimize potential environmental impacts Control off-site migration Control odors Comply with regulatory requirements 5 Elements of an LFG Collection System 6 Elementy systemu odbioru gazu składowiskowego Network of interconnecting piping Sieć połączonych rurociągów LFG collection points Punkty odbioru gazu ze składowiska: – Vertical extraction wells – Horizontal collectors/trenches – Connection to existing vents, wells, etc. – Pionowe studnie odgazowujące – Poziome kolektory odgazowujące – Istniejące studnie wentylacyjne, etc. 7 8 Elements of an LFG Collection System (continued) Elementy systemu odbioru gazu składowiskowego Elements of condensate management Urządzenia oddzielające kondensat Flow control Kontrola odbioru gazu Dmuchawy, wentylatory LFG blower/combustion device (flare, engine, etc.) Urządzenia spalające (pochodnia, silnik, etc.) 9 10 Pionowe studnie odgazowujące Vertical Extraction Wells Najbardziej powszechne podejście na odzyskanie gazu składowiskowego Most common approach for recovering LFG Install in existing or operational disposal areas Możliwość budowy na eksploatowanym lub zrekultywowanym składowisku Waste depth preferable >10 meters 11 Preferowana głębokość warstwy odpadów >10 metrów 12 Pionowe studnie odgazowujące Vertical Extraction Wells Install approx 2.5 wells per hectare(~ 1 well per 0.4 hectare) Projektując liczbę studni na składowisku należy założyć ok. 2.5 studni na hektar. May lose efficiency or not work in landfills with elevated leachate levels Sprawność odbioru gazu przez poszczególne studnie zależy w dużej mierze od poziomu odcieków. 13 Vertical Extraction Wells Design Features 14 Pionowe studnie odgazowujące Założenia projektowe Wiercenie należy wykonać do 75% głębokości warstwy odpadów Poziom głębokości studni zależy od: In-refuse wells: 75% of the refuse depth Depth of in-soil wells varies – Groundwater level – Bottom of refuse – Depth of gas migration – Poziomu wód gruntowych – Poziomu dna składowiska – Głębokości migracji gazu 15 16 Vertical Extraction Wells - Design Features (continued) Pionowe studnie odgazowujące Założenia projektowe Boreholes typically 60 cm to 90 cm in diameter Średnica wykonywanego odwiertu mieści się w zakresie od 60 cm do 90 cm Casing is generally PVC or HDPE Studnie wykonuje się zazwyczaj z PVC lub HDPE Bottom perforated - start 6 meters below ground surface Perforowana część studni zaczyna się 6 metrów poniżej powierzchni terenu Spacing depends upon “radius of influence” (typical 60 m - 122 m) Rozmieszczenie studni zależy od promienia oddziaływania (typowa odległość 60 m - 122 m) 17 18 Charakterystyczna eksploatacja studni Typical Vertical Extraction Well Bentonite seal prevents air infiltration Warstwa rekultywacyjna Głowica Geomembrana - opcjonalnie Wellhead incorporates: Uszczelnienie z bentonitu zapobiega przenikaniu powietrza Studnia odgazowująca – Flow control valve – Pressure monitoring port – Flow monitoring device (optional) – Thermometer (optional) Gleba Uszczelnienie z bentonitu Odpady Perforowana część studni Wypełnienie – żwir, obsypka Odwiert 19 Elementy wyposażenia głowicy: – Zawór regulujący przepływ – Króciec pomiarowy – Urządzenia monitorujące przepływ (opcjonalnie) – Termometr (opcjonalnie) 20 Vertical Extraction Wells - Examples Auckland, New Zealand Pionowe studnie odgazowujące - przykłady Auckland, Nowa Zelandia Los Angeles, Kalifornia Los Angeles, California 21 22 Theoretical Radius of Influence of a Landfill Gas Well LANDFILL SURFACE COVER LINES OF EQUAL PRESSURE ZERO PRESSURE LINE 0” -2” -5” Teoretyczny promień oddziaływania studni odgazowującej Warstwa COVER rekultywacyjna Radius of influence 2 to 2.5 times well depth Increase vacuum to increase the radius of influence Variations in vacuum are the operator’s only control tool Linie LINES OF EQUAL ciśnienia PRESSURE Poziom terenu LANDFILL SURFACE Linia ciśnienia ZERO PRESSURE równowagi LINE 0” -2” -5” Promień oddziaływania RADIUS OF INFLUENCE RADIUS OF INFLUENCE 23 Promień oddziaływania studni jest 2 do 2.5 raza większy niż głębokość studni Należy zwiększyć podciśnienie aby zwiększyć promień oddziaływania Jedynym narzędziem kontrolnym operatora jest sterowanie podciśnieniem 24 Rzeczywisty promień oddziaływania studni odgazowującej Actual Radius of Influence of a Landfill Gas Well LANDFILL SURFACE COVER A well’s radius of influence is unlikely to be ideal: – Variations in waste characteristics – Interim cover and cell configuration – Presence of leachate LINES OF EQUAL PRESSURE Warstwa COVER rekultywacyjna LANDFILL SURFACE Poziom terenu Mało prawdopodobne jest aby promień oddziaływania studni był idealny i w rzeczywistości zależy od: – Zmienności warstw odpadów – Warstw przykrywających i układu kwatery – Obecność odcieków LINES OF EQUAL Linie PRESSURE ciśnienia Linia ciśnienia ZERO PRESSURE LINE równowagi ZERO PRESSURE LINE 25 26 Kolektory poziome Horizontal Collectors Alternative approach for LFG recovery Alternatywne podejście do odzysku gazu składowiskowego Install in shallow areas Należy je układać na płytkich obszarach składowiska Install in existing or operational disposal areas Należy je układać na eksploatowanym składowisku 27 28 Kolektory poziome (cd.) Horizontal Collectors (continued) Install at a spacing of approx. 30 to 100 meters Należy je układać w odstępach od ok. 30 do 100 metrów Can be used in landfills with elevated leachate levels Mogą być układane na składowiskach z podwyższonymi poziomami odcieków 29 30 Kolektory poziome – założenia projektowe Horizontal Collectors - Design Features Install in trenches or place on grade and cover with gravel and waste Należy je układać w istniejących rowach lub w miejscach o nachylonych zboczach a następnie pokrywać żwirem i odpadami 31 32 Horizontal Collectors - Design Features (continued) Kolektory poziome – założenia projektowe (c.d.) Construct out of approx 100 mm slotted PVC or HDPE pipe Kolektory poziome wykonuje się z rur PVC lub HDPE o średnicy ok. 100 mm Alternatively construct out of “nested” 100 mm an 150 mm pipes 33 Typical Horizontal Collector Arrangement 34 Typowy układ kolektorów poziomych Kolektor zbiorczy Kolektory poziome Istniejące podłoże (grunt) Odpady System odbioru gazu z kolektorów poziomych 35 36 Przykłady Examples Bangkok, Thailand Bangkok, Tajlandia Los Angeles, Kalifornia Los Angeles, California 37 38 Kolektory główne i rurociągi doprowadzające Laterals and Headers Pathway for LFG from wellheads to blowers Transportują gaz składowiskowy od głowicy do stacji zbiorczej Can be above-grade or underground Mogą być układane nadpoziomowo i podpoziomowo Generally HDPE - PVC sometimes used above-grade Wykonane zazwyczaj z HDPE. Jeżeli są wykonane z PVC układane są nadpoziomowo Umożliwiają przepływ odpowiedniego strumienia objętości gazu przy zakładanym spadku ciśnienia Sized on flow rate and pressure drop 39 40 Kolektory główne i rurociągi doprowadzające(cd.) Laterals and Headers (continued) Pipe configuration often “looped” to provide alternative flow paths Kolektor główny budowany jest często jako pętla wokół składowiska, co umożliwia alternatywny i swobodny dopływ gazu z rurociągów doprowadzających. Pipe sloped to promote condensate drainage Kolektory układane są ze spadkiem który umożliwia odpływ kondensatu Unusual drops in vacuum normally due to condensate blockages Wahania podciśnienia w rurociągach spowodowane są zazwyczaj zatorem z kondensatu (zjawisko zasyfonowania) 41 42 System odbioru kondensatu Condensate System Ilość kondensatu zależy od temperatury i przepływu gazu Condensate volume depends on LFG temperature and flow Zakłada się, że wilgotność względna gazu składowiskowego wynosi 100% LFG is assumed to be 100% saturated with water Temperatura gazu składowiskowego mieści się w zakresie od 32 do 54° C LFG temperature is typically 32° to 54° C 43 44 Condensate Removal Design Features Usuwanie kondensatu – założenia projektowe LFG cools in the LFG collection piping and the moisture condenses out into the piping Kondensat wykrapla się z gazu składowiskowego podczas spadku temperatury gazu Piping designed to allow condensate to drain Prawidłowo zaprojektowana sieć pozwala na odpływ kondensatu Odwadniacze pozwalają na grawitacyjny odbiór kondensatu Kondensat zbierany jest w studzienkach odwadniających Traps allow for drainage by gravity Sumps collect condensate 45 46 Utylizacja gazu składowiskowego LFG Destruction Destruction – Open flares (aka: candle-stick flares) – Enclosed flares (aka: ground flares) Utylizacja – Otwarte pochodnie (świeczki) – Zamknięte pochodnie (jako: pochodnie z zamknięta pochodnia spalania) 47 48 Blower/Flare Station Stacja zbiorcza – dmuchawy/pochodnie Combusts methane gas Spala gaz składowiskowy Open or enclosed flame Gaz spalany jest w pochodniach z otwartym lub zamkniętym płomieniem 49 50 Stacja zbiorcza – dmuchawy/pochodnie Blower/Flare Station (continued) May be used in combination with beneficial use system Pochodnia może być wykorzystywana w połączeniu z systemem energetycznego zagospodarowania gazu składowiskowego. Needed during utilization system startup and downtime Pochodnia jest elementem koniecznym podczas postoju systemu energetycznego wykorzystania gazu składowiskowego. 51 52 Blower/Flare Station - Design Features Stacja zbiorcza – dmuchawy/pochodnie Pochodnia powinna znajdować się centralnie w stosunku do systemu odbioru gazu, w pobliżu potencjalnych odbiorców końcowych, z dala od drzew. Location should be central to collection system, close to potential end user or utility service, away from trees Powinna być zaprojektowana w sposób umożliwiający elastyczną regulację ilości spalanego gazu. Design with flexibility to handle future gas flows 53 54 Blower/Flare Station – Typical Elements Stacja zbiorcza - typowe elementy Moisture separator Blowers Flare (open or enclosed) LFG piping and flame arrestor Flow meter Pilot fuel supply Control panel (controls both blower and flare) Auto shutoff valve Separator wilgoci Wentylatory Pochodnia (otwarta lub zamknięta) Gazociągi z zabezpieczeniem przed cofaniem płomienia Gazomierz Panel sterujący (kontrolujący zarówno wentylator jak i pochodnię) Automatyczny zawór odcinający 55 56 Example Przykład 57 58 Pochodnie z zamkniętą komora spalania Enclosed Ground Flares Pochodnia zazwyczaj mierzy od 9 do 12 metrów Gaz składowiskowy spalany blisko ziemi Płomień nie widoczny na zewnątrz Wloty powietrza znajdują się przy podstawie pochodni Flare body usually circular: 9 to 12 meters high LFG combusted close to ground Flame not visible from outside Air louvers near stack base 59 60 Pochodnie z zamkniętą komorą spalania (cd.) Enclosed Ground Flares (continued) Typical operating temperature range: 760 °C to 870 °C Typowy zakres temperatur: 760 °C to 870 °C Typical destruction of 98 to 99 percent (or greater) Sprawność spalania rzędu 98 do 99 % (lub większa) More expensive than candlestick flares Koszt wyższy niż pochodni z widocznym płomieniem (świeczka) 61 Open (Candlestick) Flare Components 62 Elementy pochodni z widocznym płomieniem (świeczka) Pionowa rura Vertical pipe Płomień widoczny na zewnątrz Flare tip at top of pipe - flame visible Pochodnie – świeczki posiadają mniejsze gabaryty niż pochodnie z zamkniętą komorą spalania Smaller than enclosed flare 63 64 Podsumowanie Summary System odbioru gazu składowiskowego uzależniony jest od warunków występujących na składowisku Podstawowe założenia: LFG collection system design - site specific Basic Concept – Provide path for LFG collection – Manage condensate – Burn or utilize the gas – Prowadzić odbiór gazu – Zarządzać kondensatem – Wykorzystywać energetycznie lub spalać gaz Always consider your operating goals Zawsze uwzględniać postawione założenia 65 66 Energetyczne wykorzystanie gazu składowiskowego Landfill Gas Energy Systems 3.2: Modeling Landfill Biogas Generation 3.2: Modelowanie produktywności gazowej składowisk odpadów komunalnych Presentation Topics Temat prezentacji Landfill biogas modeling overview Available international biogas models Przegląd metod modelowania produktywności gazowej Dostępne międzynarodowe modele Wnioski wyciągnięte z projektów modelowania LMOP Wyzwania dla międzynarodowego modelowania Lessons learned from LMOP biogas modeling projects Challenges of international biogas modeling Using biogas modeling to evaluate suitability of landfills for energy projects. Wykorzystanie modelowania do oceny przydatności składowisk do projektów energetycznych. 3 4 Need for International Landfill Biogas Modeling Potrzeba międzynarodowego modelowania produktywności gazowej Ratification of Kyoto Protocol has accelerated pace of international landfill biogas project development Ratyfikacja Protokołu z Kioto przyspieszyła tempo rozwoju międzynarodowego projektu dotyczącego gazu składowiskowego U.S. EPA’s Methane to Markets Partnership will further promote landfill biogas-to-energy projects internationally Partnerstwo Metan dla Rynków (Methane to Markets Partnership) organizacji EPA będzie nadal międzynarodowo promować projekt pozyskiwania energii z biogazu 5 6 Need for International Landfill Biogas Modeling Potrzeba międzynarodowego modelowania produktywności gazowej Accurate estimates of landfill biogas recovery are critical for evaluating project feasibility and economics Dokładne oszacowania możliwości pozyskania gazu składowiskowego są istotne dla oceny wykonalności ekonomicznej projektu – Methane emission reductions are a large source of revenue – International landfill biogas modeling in developmental stage – Redukcja emisji metanu jest dużym źródłem zysków – Międzynarodowe modele • Wyniki modelowania są obarczone błędem • Nierealistyczne założenia w modelach mogą prowadzić do podjęcia decyzji o inwestowaniu w marginalnie opłacalne projekty • Creates large source of error in evaluating project feasibility • Unrealistic model projections can lead to investment in marginal projects 7 8 Przykładowe modele produktywności gazowej Landfill Biogas Models U.S. EPA’s “Landfill Gas Generation Model” (LandGEM) LMOP’s international LFG models: „Model generacji gazu składowiskowego” (“Landfill Gas Generation Model”) (LandGEM) organizacji EPA Międzynarodowe modele LFG organizacji LMOP’s: – Mexico Biogas Model (2003) – Central America Biogas Model (2007) – Model meksykański (Mexico Biogas Model (2003)) – Model środkowoamerykański (Central America Biogas Model (2007)) Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Model (2006) Model Międzyrządowego Panelu dotyczącego Zmian Klimatycznych (Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Model (2006)) 9 10 Model pierwszego rzędu dane wejściowe First-Order Model Inputs Historyczna i projektowana ilość składowanych odpadów k = stała szybkość wytwarzania metanu (rozkładu) (1/rok) Historic and projected future waste disposal rates k = methane generation (decay) rate constant (1/year) – Funkcja rodzaju odpadów organicznych oraz warunków na składowisku, przede wszystkim wilgotności – Function of organic waste type and site conditions, particularly moisture L0 = potencjalna wydajność produkcji metanu (m3/t) L0 = potential methane generation capacity (m3/tonne) – Funkcja procentowej zawartości organiki w suchej masie odpadów – Warunki na składowisku (brak wilgoci) mogą wpływać na L0 – Function of % organic waste (dry weight) – Site conditions (lack of moisture) can affect L0 Collection efficiency Sprawność odzysku 11 12 U.S. EPA LandGEM v. 3.02 U.S. EPA LandGEM v. 3.02 LandGEM: LandGEM: – Landfill gas emissions model (v. 3.02, 2005) – firstorder decay biogas generation equation: – Model emisji gazów składowiskowych (v. 3.02, 2005) – rozkład pierwszego rzędu: About LandGEM: About LandGEM: First-Order Decomposition Rate Equation: First-Order Decomposition Rate Equation: Where, Where, • QCH4 = Methane emission rate • QCH4 = Emisja metanu • M = annual waste disposal (tonnes) • M = roczna ilość odpadów (t) • k = methane generation (decay) rate (1/year) • k = szybkość wytwarzania metanu(1/rok) • Lo = potential methane generation capacity (m3/tonne) – Default k and Lo values developed for U.S. landfills: (wet vs. dry sites) • Lo = potencjalna wydajność produkcji metanu (m3/t) – Standardowe wartości k oraz opracowane dla amerykańskich składowisk: (wilgotnych i suchych) 13 LMOP’s Landfill Biogas Models 14 Modele LMOP Mexico Biogas Model (EPA, 2003) Model meksykański (EPA, 2003) – Model Lo derived from U.S. EPA value based on Mexico’s average waste composition – Wartość Lo oparty na wartości (EPA) bazującej na średnim składzie odpadów Meksyku – Model k values based on precipitation – Wartość k bazujące na odparowaniu • Single k value for all waste types • Jedna wartość k dla wszystkich typów odpadów Central America Biogas Model (EPA, 2007) Model środkowoamerykański (EPA, 2007) – Model Lo derived from Mexico Model value for each country based on waste composition – Wartość Lo pochodzi z Meksykańskiego Modelu i dla każdego kraju bazuje na składzie odpadów – Model k values for wet (0.23/year) vs. dry (0.023/year) organic waste – Wartości k dla mokrych (0.23/rok) i suchych (0.023/rok) odpadów organicznych • Accounts for large differences in decay rates between waste types – more conservative post-closure projections • Bierze pod uwagę znaczne różnice w czasach rozkładu pomiędzy różnymi rodzajami odpadów – bardziej ostrożne przewidywania dla zamkniętych składowisk 15 16 Landfill Biogas Models – IPCC Model - IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change spreadsheet model (IPCC, 2006) Model Międzyrządowego Panelu dotyczącego zmian klimatycznych (IPCC, 2006) – Używany do szacowania emisji metanu całego kraju lub regionu, ale może być zmodyfikowany do modelowania składowisk – Used to estimate country or region-specific methane emissions, but can be modified to model landfills – First order decay model with IPCC equation for methane generation per tonne of waste – Model rozkładu pierwszego rzędu wykorzystujący wzór IPCC na produkcję metanu z tony odpadów – Default waste composition values are available for every region in the world – Domyślne parametry składu odpadów dostępne dla każdego regionu na świecie – Assigns k values based on 4 climate categories (temperate wet and dry; tropical wet and dry) – Przyznaje wartości k oparte na kategoriach klimatu (umiarkowany mokry i suchy; tropikalny mokry i suchy) – Uses different k values for each of 4 organic waste categories – Korzysta z innych wartości k dla każdej z 4 kategorii odpadów organicznych 17 Estimating Biogas Recovery – Collection Efficiency 18 Szacowanie odzysku biogazu - sprawność odbioru Model projects generation, not expected recovery Model pozwala na obliczenie produkcji, nie oczekiwanego odzysku Collection efficiency = Sprawność odbioru = Amount of landfill biogas collected Amount of landfill biogas generated Ilość zebranego gazu składowiskowego Ilość wytworzonego gazu składowiskowego Collection efficiency based on: Sprawność odbioru zależy od: – – – – Facility type (sanitary landfill vs. unmanaged dump) Waste depth, extent of soil cover, liners Waste characteristics and leachate (permeability) Type/design of collection system; extent collection system covers waste volume – Collection system operation – Typu obiektu (składowisko uporządkowane lub nieuporządkowane) – Głębokości zasypu, grubości pokrywy, podkładów – Charakterystyki odpadów i odcieków – Systemu odbioru; stopnia pokrycia składowiska – Sposobu pracy systemu odbioru 19 20 Landfill Biogas Recovery Rates Możliwości odzysku gazu składowiskowego Landfill biogas recovery = model estimate of generation x % collection efficiency Odzysk gazu składowiskowego = modelowy szacunek produkcji x % wydajność odzysku Maksymalne osiągalne wartości odzysku: Maximum achievable collection efficiencies: – Składowiska uporządkowane: ~60-95% – Engineered and sanitary landfills: ~60-95% – Składowiska otwarte i źle zarządzane: ~30-60% – Open and managed dump sites: ~30-60% 21 22 Projekty dotyczące modelowania produktywności gazowej LMOP LMOP Landfill Biogas Modeling Projects Mexico LFG Model (12/2003) Meksykański model LFG (12/2003) Thailand LMOP-World Bank Workshop (4/2004) Tajlandzkie warsztaty LMOP-World Bank (4/2004) Central America Biogas Model (3/2007) Środkowoamerykański model biogazu (3/2007) 23 24 LMOP Landfill Biogas Model for Mexico Model LMOP dla Meksyku Partnership between U.S. Government and Mexico Partnerstwo między rządami USA i Meksyku Model bazuje na LandGEM, modyfikując wartości k i Lo tak, aby pasowały do meksykańskich składowisk Model is based on the LandGEM, with modifications to the k and Lo values to be suitable for Mexico’s landfills Zastosowanie modelu zademonstrowane na warsztatach w Monterrey w grudniu 2003 Model use demonstrated at Monterrey workshop in December 2003 – Przedstawiono model i podręcznik użytkownika – Model and User’s Manual provided 25 Thailand Project Projekt tajlandzki World Bank Landfill Biogas Training Workshop, Bangkok, Thailand – April 29-30, 2004 Evaluated project feasibility through the preparation of landfill biogas models for 56 disposal sites Nonthaburi Open Dump Site Warsztaty szkoleniowe World Bank Landfill Biogas Training Workshop, Bangkok, Tajlandia – 29-30 kwietnia 2004 Oceniono wykonalność projektu poprzez przygotowanie modeli produkcji biogazu dla 56 składowisk Nonthaburi Open Dump Site Phitsanulok Landfill 26 27 Skł Składowisko Phitsanulok Skł Składowisko otwarte Nonthaburi 28 Central America Biogas Model Model środkowoamerykański Evaluated climate, site conditions, and waste characteristics in each of 7 CA countries LMOP workshop in El Salvador, March 29, 2007 Oceniono klimat, warunki składowania i charakterystyki odpadów w każdym z 7 krajów środkowoamerykańskich Warsztaty LMOP w El Salvador, 29 marca 2007 – Prezentacja opracowania modelu i teorii – Przedstawiono model wraz z trzygodzinnym szkoleniem w jego obsłudze – Presentations on model development and theory – Model provided with 3 hour training on model use 29 30 Wyzwania międzynarodowego modelowania produktywności gazowej Challenges of International Landfill Biogas Modeling Wyzwanie 1: Różnice w składzie odpadów Challenge 1: Differences in waste composition – Kraje rozwijające się mają wyższy % odpadów spożywczych (szybki rozkład) i plastiku – Kraje rozwinięte mają więcej papieru i drewna (wolniejszy rozkład) – Uwzględnianie efektów na modelowych parametrach (k i L0) – Uwzględnianie efektu typowego modelu (simple 1k first order decay model) przystosowanego dla amerykańskich składowisk – Developing countries have higher % of food waste (fast decay) and plastics – Developed countries have more paper and wood (slower decay) – Accounting for effects on model parameters (k and L0) – Accounting for effect of model type (simple 1k first order decay model) developed for U.S. landfills 31 32 Solutions to Model Challenge #1 Rozwiązania dla wyzwania nr 1 Obtain site specific waste composition data Use models (IPCC, LMOP Central America) that account for varying waste composition Uzyskać szczegółowe dane składu odpadów danego miejsca Używać modeli (IPCC, LMOP Central America), które uwzględniają zróżnicowany skład odpadów – Adjustments to Lo (or equivalent) to account for moisture content as well as organic – Composite model with 2 or more k values for different waste types (fast decay, slow decay, inert) – Modyfikacje Lo (lub odpowiednika) w celu uwzględnienia zawartości wilgoci i organiki – Złożone modele z 2 lub więcej wartościami k dla różnych typów odpadów (szybki rozkład, wolny rozkład, inertne) • Much more rapid decline in projected recovery after closure than single k model • Large uncertainty exists in model k values – consider evaluating range of k values • Znacznie szybszy spadek projektowanego odzysku niż w przypadku modeli z pojedynczą wartością k • Modelowe wartości k cechują się znaczną niepewnością, należy rozważyć ocenę zakresu wartości k 33 34 Wyzwania międzynarodowego modelowania produktywności gazowej Challenges of International Landfill Biogas Modeling Challenge #2: Differences in landfill design & operations can affect biogas production Wyzwanie nr 2: Różnice w projektach składowisk mogą wpływać na produkcję gazu składowiskowego – Shallow sites, poor compaction, limited soil cover – Excess rainfall infiltration and high leachate accumulation – common cause for poor project performance – Limitations to methane generation and collection efficiency not accounted for – estimates too high – Płytkie składowanie, słabe zagęszczanie, niewielka pokrywa glebowa – Nadmierna infiltracja wód opadowych i wysoka akumulacja odcieków – częsta przyczyna słabych wyników – Nieprzewidziane ograniczenia wytwarzania metanu i odzysku – zbyt wysokie szacunki i założenia 35 36 Solutions to Model Challenge #2 Rozwiązania wyzwania nr 2 Evaluate site conditions to estimate “Methane correction factor” (MCF) adjustment for aerobic conditions at shallow or unmanaged sites Evaluate collection system efficiency based on a checklist of site conditions that maximize recovery: 1. Some degree of managed placement of waste and waste compaction and grading Ocenić warunki na składowisku w celu oszacowania współczynnika korekcyjnego metanu MCF, uwzględniającego warunki aerobowe na płytkich lub nieuporządkowanych składowiskach Ocenić wydajność systemu odbioru bazując na liście warunków na składowiskach pozwalających na maksymalizację odzysku: 1. Uporządkowane rozmieszczanie odpadów, ich zagęszczanie i stopniowanie 2. Grubość warstwy odpadów co najmniej 10m, wskazane > 20m 2. Waste depths of at least 10 m, preferably >20 m 3. Codzienne lub co najmniej cotygodniowe rozprowadzanie gleby na składowanych odpadach 3. Daily or at least weekly soil cover placed on deposited refuse 4. Umieszczenie warstwy rekultywacyjnej w miejscach w których zakończono eksploatację składowiska 4. Final cover placed in areas that have stopped receiving waste 5. Composite bottom liner consisting of plastic layer over 2 feet (0.6 meter) of clay or similar material 5. Dno składowiska wyłożone geomembraną umieszczoną na 60cm warstwie gliny lub podobnego podłoża 6. Leachate levels maintained near bottom of landfill 6. Poziom odcieków utrzymywany w dennej części składowiska Adjust collection efficiency to account for coverage factor – % of waste volume (area) covered with functioning extraction wells Dopasować wydajność odbioru do stopnia pokrycia – % powierzchni odpadów pokrytych siecią studni gazowych 37 More Solutions to Model Challenge #2 38 Rozwiązania wyzwania nr 2 Need to use conservative model collection efficiency assumptions Konieczność założenia ostrożnego współczynnika sprawności odzysku Field investigations (pump test) can indicate extent of leachate problem Wizje lokalne (testy odpompowania) mogą wykazać istnienie problemów z odciekami Modifications to collection system design to address leachate problems: Modyfikacje systemu odbioru gazu w celu usunięcia problemów z odciekami: – Equip vertical wells with leachate pumps – Pionowe studnie z pompami odcieków – Greater reliance on horizontal collectors? – Większy nacisk na rurociągi poziome 39 40 Summary Podsumowanie Models to estimate international landfill biogas generation and recovery are available: Dostępne są modele pozwalające na szacowanie międzynarodowej produkcji gazu składowiskowego i jego odzysku: – LMOP Mexico and Central America Biogas Models – IPCC Model – Models help lower uncertainty in estimating project potential, especially when site-specific data are available – Modele meksykański i środkowoamerykański LMOP – Model IPCC – Modele pomagają obniżyć poziom niepewności przy obliczaniu potencjału, zwłaszcza gdy dostępne są dane na temat konkretnego składowiska 41 Summary 42 Podsumowanie Large uncertainties in international landfill biogas modeling despite growing demand Duże niepewności w kwestii międzynarodowego modelowania produktywności gazowej mimo rosnącego zapotrzebowania – Models need adjustment to account for varying waste composition and site characteristics Uncertainty estimating collection efficiency represents large potential source of error Modele trzeba dostosowywać uwzględniając zmienny skład odpadów i charakterystykę miejsca Niepewność szacunków odbioru gazu stanowi znaczne potencjalne źródło błędów – Collection efficiency estimates need to account for leachate in extraction wells – Site visits, followed up by field testing can provide sitespecific information and lower uncertainties – Wydajność odbioru musi uwzględniać obecność odcieków w studniach gazowych – Wizje lokalne oraz testy pozwalają uzyskać informacje dotyczące konkretnych składowisk i obniżyć poziom niepewności 43 44 Next Steps and for More Information Kolejne kroki i dalsze informacje Complete Assessment Reports Kompletne raporty oceny Decide if Pre-feasibility Study is to be conducted; select site; conduct study Decyzja, czy należy przeprowadzić wstępne studium wykonalności; wybór obiektu, przeprowadzenie studium LMOP continuing to provide training through M2M (www.methanetomarkets.org) LMOP zapewnia szkolenie poprzez M2M (www.methanetomarkets.org) Mexico Landfill Biogas Model currently available, Central America Landfill Biogas Model will be available at: www.epa.gov/lmop/international.htm Modele meksykański i środkowoamerykański LMOP: www.epa.gov/lmop/international.htm Model IPCC: IPCC Model available at: www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol5.htm www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol5.htm 45 46 Landfill Gas Energy Systems Energetyczne wykorzystanie gazu składowiskowego 3.3: Practical Challenges in Producing Emission Reduction Units From Landfills 3.3: Praktyczne wyzwania w produkcji jednostek redukcji emisji (eru) na składowiskach Outline Zarys ogólny Review of the Kyoto Protocol and the Joint Implementation program Challenges encountered Recommendations Przegląd Protokołu z Kioto oraz programu Wspólnych Wdrożeń Wyzwania Rekomendacje 3 4 Review of the Kyoto Protocol and Joint Implementation Przegląd Protokołu z Kioto oraz programu Wspólnych Wdrożeń 1992 – The United Nations adopts the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 1994 – The UNFCCC enters into force 1997 – The Kyoto Protocol adopted 2005 – The Kyoto Protocol enters into force 1992 – ONZ przyjmuje Konwencję Ramową ws. Zmian Klimatycznych (UNFCCC) 1994 – UNFCCC wchodzi w życie 1997 – Protokół z Kioto zostaje przyjęty 2005 – Protokół z Kioto wchodzi w życie 5 Przegląd Protokołu z Kioto oraz programu Wspólnych Wdrożeń Review of the Kyoto Protocol and Joint Implementation UNFCCC – Addresses human-caused impacts on Global Climate Change – Objective is to stabilize Greenhouse Gas (GHG) concentrations in the atmosphere within a time-frame – Puts the lion’s share of the responsibility on the “industrialized” nations – Was ratified by 189 nations, including the United States in 1992 6 UNFCCC – Odnosi się do antropogennych wpływów na zmiany klimatyczne – Celem jest stabilizacja stężeń gazów cieplarnianych (GHG) w atmosferze w danym okresie – Główną odpowiedzialność powierza krajom uprzemysłowionym – Ratyfikowana przez 189 krajów, w tym USA w roku 1992 7 8 Review of the Kyoto Protocol and Joint Implementation Przegląd Protokołu z Kioto oraz programu Wspólnych Wdrożeń Kyoto Protocol – Sets legally binding targets and timetables for developed nations to reduce GHG emissions – Establishes mechanisms, developed nations to achieve the reductions – Was ratified by 164 nations – The United States is not a signatory Protokół z Kioto – Ustala obowiązujące cele redukcji emisji gazów cieplarnianych i terminy ich osiągnięcia dla krajów rozwiniętych – Ustala mechanizmy redukcji emisji przez kraje rozwinięte i rozwijające się – Ratyfikowany przez 164 kraje – USA nie są sygnatariuszem 9 Review of the Kyoto Protocol and Joint Implementation 10 Przegląd Protokołu z Kioto oraz programu Wspólnych Wdrożeń Mechanizm Wspólnych Wdrożeń - Joint Implementation (JI) Joint Implementation (JI) – Provides a structure to achieve GHG emission reduction targets and timetables in Annex I countries under Kyoto – Establishes systems for registering, verifying, and trading Emission Reduction Units (ERU) – Responsibility for implementation of the JI in each Annex I country is assumed by “Designated Focal Point” – Stanowi mechanizm osiągnięcia redukcji emisji gazów cieplarnianych dla krajów Aneksu I Protokołu z Kioto – Ustanawia system rejestracji, weryfikacji i handlu Jednostkami Redukcji Emisji (ERU) – Odpowiedzialność za implementację mechanizmu JI w każdym z krajów Aneksu I przyjmuje wyznaczona organizacja 11 12 Designated Focal Point - Poland DFP dla Polski Ministry of Environment Ministerstwo Środowiska ul. Wawelska 52/52 00-922 Warszawa Poland ul. Wawelska 52/52 00-922 Warszawa Polska Ms. Maria Kłokocka Maria Kłokocka Head of the Division of Climate Protection and Environmental Conventions Department of Global Environmental Issues and Climate Change Kierownik Wydziału Ochrony Klimatu i Konwencji Środowiskowych Department Światowych Problemów Ekologicznych i Zmian Klimatycznych Phone: +48 22 5792 761 Fax: +48 22 5792 463 Email: [email protected] Telefon: +48 22 5792 761 Fax: +48 22 5792 463 Email: [email protected] 13 Analysis of JI Countries 14 Analiza krajów JI Point Carbon Analysis - Poland Point Carbon Analysis - Polska – Poland has climbed to sixth place – Project potential remains one of the best in the region – High marks for investment climate – Poland’s official Strategy for JI and AAU trading is currently being developed. – Polska na szóstym miejscu – Potencjał projektu pozostaje jeden z najwyższych w regionie – Dobre oceny klimatu inwestycyjnego – Oficjalna polska strategia wobec projektów JI i handlu jednostkami alokacji AAU jest w trakcie opracowania. 15 16 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Istytucjonalne / polityczne Institutional/Political Technical Techniczne 17 18 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Instytucjonalne / polityczne Institutional/Political – The JI process itself – Getting the “rights” to the project – Sam proces JI – Uzyskanie „praw” do przeprowadzenia projektu 19 20 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Proces JI The JI Process Itself – Sformalizowany, o sztywnych ramach – Wykazanie dodatkowości – Ograniczony czas na zwrot kosztów przedsięwzięcia – Wiele krajów zwlekało z implementacją procesu – Formalized, rigid process – Additionality demonstration – Limited time period in which to recoup investment – Many nations have been slow in implementing the process 21 22 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Uzyskanie praw do wykorzystania gazu Getting the Gas Rights – Unclear ownership – Unduly high expectations by landfill owners – Arduous or unclear procurement procedures – Niejasne kwestie własnościowe – Nierealnie wysokie oczekiwania właścicieli składowisk – Uciążliwy bądź niejasny proces uzyskiwania praw 23 24 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Institutional/Political Result – The result is to further shorten the already limited time period to recover investment and decrease potential for project devlopment 25 Skutki polityczne / instytucjonalne – Rezultatem jest dalsze skrócenie i tak ograniczonego czasu zwrotu inwestycji, i obniżenie potencjału rozwojowego projektu 26 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Techniczne Technical – Over estimating recoverable landfill gas – Poor system design – Incomplete system installation – Poor system operations & maintenance – Scavengers – Przeszacowanie ilości gazu dostępnego do odzysku – Słabe projekty instalacji – Niekompletne instalacje – Niewłaściwa obsługa i utrzymanie – Obecność „zbieraczy” 27 28 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Over Estimating Recoverable Landfill Gas – Finding reliable input data • Waste characterization • Waste disposal history • Projected future waste receipts Garbage in = Garbage out! Przeszacowanie ilości dostępnego gazu – Zdobycie wiarygodnych danych • Charakterystyka odpadów • Historia składowania • Planowana ilość zdeponowanych odpadów Odpady na wejściu = odpady na wyjściu! 29 30 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Przeszacowanie ilości dostępnego gazu – Model US EPA LANDGEM służy do szacowania powstawania gazu – nie jego odzysku – Wpływ na odzysk mają liczne warunki na składowisku • Geometria składowiska • Odcieki • Przykrycie • Eksploatacja • Wandalizm Over Estimating Recoverable Landfill Gas – The US EPA LANDGEM model estimates gas generation - not recovery – Many site-specific conditions will impact recovery • Site geometry • Leachate • Cover • Operations • Vandalism 31 32 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Poor System Design – “Watering-in” of wells and collection system – Corrosion and siloxane build-up on system components – Increased vandalism – Increased costs Złe projekty instalacji – Zalewanie studni i układów zbiorczych – Korozja i odkładanie siloksanów na częściach układu – Wzmożony wandalizm – Podwyższone koszty 33 34 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Inne techniczne Other Technical – Niekompletna instalacja – Niewłaściwa obsługa i utrzymanie – Obecność „zbieraczy” – Incomplete system installation – Poor system operations & maintenance – Scavengers 35 36 Wyzwania związane z implementacją projektów JI z wykorzystaniem gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Gas JI Projects Problemy techniczne – Przeszacowanie ilości gazu do odzyskania skutkuje niemożnością osiągnięcia założeń inwestycyjnych – Niewłaściwy projekt bądź eksploatacja powodują dalsze ograniczenie odzysku gazu w stosunku do warunków specyficznych dla danego składowiska Technical Issues – If you over-estimate the recoverable gas you will never meet your investment expectations – If you have poor design, operations, etc. you will collect even less of the recoverable gas that already is constrained by site-specific factors 37 Recommendations 38 Rekomendacje For Landfill Owners – Be realistic – there is a lot of risk in these projects for the investor - they are not gold mines! – Simplify and speed up procurement processes – Help your investor implement the project in any way you can – don’t be an impediment – The sooner the investor makes money – the sooner you will! Dla właścicieli składowisk – Realistyczne oczekiwania – tego rodzaju projekty są obarczone znacznym ryzykiem dla inwestora – to nie kopalnie złota! – Uproszczenie i przyspieszenie procesu zdobywania pozwoleń – Pomoc inwestorowi w implementacji projektu – nie należy stanowić przeszkody – Im szybciej inwestor zarobi pieniądze, tym szybciej Ty zarobisz pieniądze 39 40 Recommendations Rekomendacje Dla inwestorów For Investors – Zwracać uwagę na szczegóły i założenia – Realistyczne oczekiwania dotyczące kosztów projektu, przychodów i harmonogramów – Sprawdzić scenariusze finansowe aby określić ramy projektu – Unikać nadmiernie skomplikowanych umów – Pay attention to details and assumptions – Be realistic about project costs, revenues, and schedules – Run financial sensitivity scenarios to determine project boundaries – Avoid deals that are overly complex 41 Emissions From Biogas Flares and Utilization Technologies 42 Emisje z pochodni biogazu i technologie wykorzystania Biogas is typically controlled through the use of flares or by burning the biogas in a utilization device such as an engine, turbine, or boiler Emissions included unburned organic compounds, hydrochloric acid, sulfur dioxide, and combustion-related emissions such as nitrogen oxide and carbon monoxide 43 Biogaz jest przeważnie spalany w pochodniach bądź wykorzystywany w urządzeniach takich jak silniki, turbiny bądź kotły Emisje obejmują niespalone cząstki organiczne, HCl, SO2, oraz produkty spalania takie jak NOx , CO, CO2 44 Unburned Organic Compounds Niespalone cząstki organiczne Combustion processes are not 100% efficient, so some hydrocarbons, including methane, are emitted Typical combustion efficiencies: Proces spalania nie ma 100% wydajności, więc część węglowodorów, w tym metan, może być emitowanych do powietrza Typowe wydajności spalania: – Flares: 86 – 99% – Boilers: 96 – 99 % – Engines: 94 – 98% – Turbines: 90 – 99% – Pochodnie: 86 – 99% – Kotły: 96 – 99 % – Silniki: 94 – 98% – Turbiny: 90 – 99% 45 Combustion Products (NOx) Produkty spalania (NOx) Nitrogen Oxides (NOx) Tlenki azotu (NOx) – Formed by oxidation of nitrogen in the combustion air and of nitrogen in the biogas – Emission rate depends on combustion device (kg/106Nm3 CH4) • • • • 46 – Wytwarzane poprzez utlenianie azotu z powietrza do spalania oraz z biogazu – Wysokość emisji zależy od urządzenia (kg/106Nm3 CH4) Flare: 600 - 650 Boiler: 500 - 700 Engine: 4,000 – 11,000 Turbine: 1,000 – 2,000 • • • • 47 Pochodnia: 600 - 650 Kocioł: 500 - 700 Silnik: 4,000 – 11,000 Turbina: 1,000 – 2,000 48 Combustion Products (CO) Produkty spalania (CO) Carbon Monoxide (CO) Tlenek węgla (CO) – Formed due to incomplete combustion of hydrocarbons – Produkt niecałkowitego spalania węglowodorów – Emission rate depends on combustion device type and operation (kg/106Nm3 CH4) – Emisje zależą od typu urządzenia i sposobu jego eksploatacji (kg/106Nm3 • • • • CH4) • • • • Flare: 700 – 12,000 Boiler: 100 - 700 Engine: 7,000 – 9,000 Turbine: 3,000 – 4,000 Pochodnia: 700 – 12,000 Kocioł: 100 - 700 Silnik: 7,000 – 9,000 Turbina: 3,000 – 4,000 49 Combustion Products (PM) 50 Produkty spalania (pyły) Particulate Matter (PM) Pyły – For biogas, PM emissions are due to larger, unburned hydrocarbons – W przypadku biogazu, emisje pyłów pochodzą z większych, niespalonych węglowodorów – Emission rate depends on combustion device type and operation (kg/106Nm3 CH4) – Emisje zależne od rodzaju urządzenia i sposobu eksploatacji (kg/106Nm3 CH4) • • • • Flare: 200 - 300 Boiler: 50 - 150 Engine: 200 - 800 Turbine: 300 - 400 • • • • 51 Pochodnia: 200 - 300 Kocioł: 50 - 150 Silnik: 200 - 800 Turbina: 300 - 400 52 Combustion Products (HCl) Produkty spalania (HCl) Hydrochloric Acid (HCl) Chlorowodór (HCl) – Formed when chlorinated compounds contained in biogas are burned – Emission rate of HCl will depend upon the total chloride content of the biogas – Typical concentration of Cl- in biogas in US ranges from 40 – 80 parts per million by volume – Assume all Cl- in biogas converted to HCl – Powstaje przy spalaniu substanicji chloropochodnych zawartych w biogazie – Emisje zależne od zawartości chloru w biogazie – Przeciętne stężenie Cl w biogazie w USA wynosi 40-80 ppm – Zakłada się przereagowanie całego Cl zawartego w biogazie w HCl 53 Combustion Products (SO2) 54 Produkty spalania (SO2) Sulfur Dioxide (SO2) Dwutlenek siarki (SO2) – Formed when sulfur-containing compounds contained in biogas are burned – Emission rate of SO2 will depend upon the total sulfur content of the biogas – Concentration of S in biogas in US can have dramatic variation, 30 – 10,000 parts per million by volume – Assume all S in biogas converted to SO2 – Powstaje przy spalaniu substancji zawierających siarkę w biogazie – Emisja zależna od ilości siarki w biogazie – Stężenie siarki w biogazie w USA jest bardzo zróżnicowane – 30-10000 ppm – Zakłada się przereagowanie całej S zawartej w biogazie w SO2 55 56 Summary Podsumowanie Kyoto Protocol sets legal-binding targets and timetables for developed nations to reduce greenhouse gas emissions. There are many institutional, political and technical challenges to implementing landfill gas JI projects. Cooperation between landfill owners/operators and investors is paramount to project success. There are many “products” of biogas combustion that must be managed to prevent their release into the atmosphere. 57 Protokół z Kioto ustanawia wiążące prawnie cele i harmonogramy ich osiągnięcia w zakresie redukcji emisji gazów cieplarnianych dla krajów rozwiniętych. Istnieje wiele instytucjonalnych, politycznych i technicznych przeszkód w implementacji projektów JI związanych z biogazem składowiskowym. Kooperacja pomiędzy właścicielami/operatorami składowisk i inwestorami jest niezwykle istotna dla osiągnięcia sukcesu. Istnieje wiele „produktów” spalania biogazu jakie muszą podlegać nadzorowi w celu zapobiegania ich emisji do atmosfery. 58 Landfill Biogas Project Planning Projekty dotyczące zagospodarowania gazu składowiskowego 4.1: Biogas (LFG) Energy Project Planning 4.1: Planowanie instalacji energetycznego wykorzystania biogazu (gazu składowiskowego) Presentation Outline Tematyka prezentacji Factors affecting a site’s potential for landfill gas utilization Which disposal sites are ideal for landfill gas utilization projects Utilization options Community acceptance Finding supporting project partners Czynniki wpływające na potencjał wykorzystania gazu składowiskowego Które ze składowisk są idealne do wykorzystania w projektach biogazowych Możliwości wykorzystania gazu Akceptacja społeczności Odnajdywanie partnerów wspierających 33 44 Potencjalne lokalizacje projektów biogazowych Potential Landfill Gas Project Sites Factors affecting a site’s potential for landfill gas utilization Czynniki wpływające na potencjał gazowy składowiska – Site location – Waste quantity and composition – Waste disposal rates: past and future – Climate and moisture – Other considerations – Lokalizacja – Ilość i skład odpadów – Szybkość składowania odpadów w przeszłości i prognozowana – Klimat i wilgotność – Inne warunki 55 66 Lokalizacja Site Location – Landfill serves population which generates significant quantities of waste – Landfill open or is recently closed – Facility with power needs located near landfill – Landfill located near power grid – Składowisko służące społeczności generującej duże ilości odpadów – Składowisko eksploatowane bądź niedawno zamknięte – Instalacja ze znacznym zapotrzebowaniem na energię zlokalizowana w pobliżu składowiska – Składowisko zlokalizowane w pobliżu sieci energetycznej 77 88 Site Location Lokalizacja Site acceptance – Landfill gas utilization project is to be accepted by the local government and community Akceptacja składowiska – Instalacja wykorzystania biogazu musi zostać zaakceptowana przez lokalne władze i społeczność 99 Waste Disposal Rates 10 10 Szybkość składowania odpadów Waste quantity – >0.3 million metric tons of waste in place and >0.5 million metric tons capacity Waste composition – Higher organic waste % = higher methane production Waste age – Older waste produces less methane 11 11 Ilość – >0.3 miliona ton składowanych odpadów i >0.5 miliona ton pojemności Skład – Wyższa zawartość % organiki = większa produkcja metanu Wiek odpadów – Starsze odpady produkują mniej metanu 12 12 Site Conditions Warunki na składowisku Status of Landfill Operation Status – Otwarte lub niedawno zamknięte – Open or recently closed Typ Landfill Type – Zarządzane • Codzienne zakrywanie • Zagęszczanie • Warstwę rekultywacyjną – Otwarte wysypiska • wyzwania – Managed Landfills • daily cover • compaction • final cover – Open Dumps • present challenges Głębokość składowiska Landfill Depth – Optymalnie ponad 10m – Greater than 10 meters is optimal 13 13 Climate and Moisture Levels 14 14 Klimat i wilgotność Climate Klimat – High rainfall contributes to rapid waste decay – Znaczne opady wpływają na szybki rozkład odpadów Zarządzanie wilgotnością składowiska Management of Moisture in the Landfill – Zarządzanie odciekami – Stabilność składowiska – Leachate management – Landfill stability 15 15 16 16 Other Considerations Inne warunki Geology/ Hydrogeology Geologia/ Hydrogeologia – Presence of liner and/or clay soils beneath site – Obecność warstw gliniastych pod wysypiskiem Temperature Temperatura – Methane production is maximized between 35-57 degrees Celsius – Produkcja metanu jest maksymalna w temperaturze 35-57 st. C. Other factors: Inne czynniki: – Landfill design – Site-specific factors – Projekt składowiska – Czynniki lokalne 17 17 18 18 Możliwości wykorzystania gazu składowiskowego Utilization Options for Landfill Gas Are there uses for the energy recovered? Direct use Electricity generation Gas processing Emerging technologies Czy jest użytkownik dla wytworzonej energii? Wykorzystanie bezpośrednie Produkcja energii elektrycznej Uzdatnianie gazu Nowe technologie 19 19 20 20 Are There Uses For The Energy Recovered? Czy jest użytkownik dla odzyskanej energii? Ask yourself these questions, are there… Czy w pobliżu znajdują się… 1) Tereny zamieszkałe potrzebujące dodatkowego źródła paliwa? 1) Residential areas that could use a supplemental source of fuel? 2) District heating plants that can use medium quality gas? 3) Industrial facilities nearby that can use medium quality gas? 2) Ciepłownie mogące wykorzystać gaz o przeciętnej jakości? 3) Obiekty przemysłowe mogące wykorzystać gaz o przeciętnej jakości? 4) Sieci dystrybucji gazu przeciętnej jakości? 4) Medium-quality gas distribution networks? 21 21 Are There Uses For The Energy Recovered? 22 22 Czy jest użytkownik dla odzyskanej energii? Additionally... Dodatkowo... 5) Are high-quality gaseous fuels very costly, making gas processing potentially cost effective? 5) Czy paliwa gazowe wysokiej jakości są bardzo kosztowne, czyniąc uzdatnianie gazu uzasadnionym ekonomicznie? 6) Are there electric power distribution systems that do (or can) obtain power from project such as landfills? 7) Would you consider gas recovery as a lost-cost alternative approach for reducing methane emissions even if it is not profitable in its own right? 23 23 6) Czy w pobliżu są sieci energetyczne mogące przyjąć energię elektryczną z obiektów takich jak składowiska? 7) Czy uznajesz odzysk biogazu jako alternatywną metodę redukcji emisji metanu, nawet jeżeli nie przynosi ona korzyści finansowych? 24 24 Identify Other Favorable Options Identyfikacja innych możliwości Find Supportive Project Partners Odnajdywanie partnerów wspierających – Regulatory agencies – Utility companies – Governmental agencies – Private industry – Adjacent land owners and residents – Multi-lateral banks – Financial institutions – – – – – Urzędy regulacji Firmy usługowe Agencje rządowe Przemysł prywatny Pobliscy właściciele gruntów i mieszkańcy – Banki – Instytucje finansowe 25 25 Summary Podsumowanie Many factors affect a landfill’s ability for landfill gas utilization, including: – – – – 26 26 Site Location Waste Composition and Quantity Climate and Moisture Levels Waste Disposal Rates Istnieje wiele elementów mających wpływ na możliwości wykorzystania gazu : – – – – Lokalizacja składowiska Ilość i skład morfologiczny odpadów Warunki klimatyczne (poziom wilgotności) Deponowana ilość odpadów w jednostce czasu (rok) Warunkiem powodzenia projektu energetycznego wykorzystania gazu składowiskowego jest przychylność lokalnej społeczności i władz. Istnieje wiele różnych metod wykorzystania gazu składowiskowego, których zastosowanie uzależnione jest od lokalnego zapotrzebowania energii. In order for a landfill gas utilization project to be successful you must have the support of the community and local government. There are many different uses for the landfill gas depending on you local energy needs. 27 27 28 28 Landfill Biogas Project Planning Projekty dot. zagospodarowania gazu składowiskowego 4.2: Landfill Biogas Utilization for Smaller Sites 4.2: Energetyczne wykorzystanie gazu – małe składowiska Why Use Landfill Biogas (LFG)? Dlaczego należy wykorzystywać gaz składowiskowy (LFG)? Locally available fuel source Easy to capture and use Source of renewable energy Constant supply - 24 hours a day, 7 days a week Reliable technologies exist for using landfill gas - >90% up time Uses a source of energy that otherwise would have been wasted Reduces greenhouse gas emissions. Lokalnie osiągalne źródło paliwa Łatwe do ujęcia i wykorzystania Źródło energii odnawialnej Stała dostawa - 24 godz. na dobę, 7 dni w tygodniu Istnieją niezawodne technologie wykorzystania gazu składowiskowego - >90% niezawodności Wykorzystanie energii zamiast jej tracenia Redukcja emisji gazów cieplarnianych. 3 4 Minimum Size Landfill Minimalne wymiary składowiska Typical large scale project Typowe projekty o dużej skali – Minimum depth – Minimalna głębokość • 8 meters for managed sites • 15 meters for unmanaged sites • 8 m dla składowisk zarządzanych • 15 m dla składowisk niezarządzanych – Minimum waste in place (tonnes) – Minimalna ilość odpadów (w tonach) Closing Date Wet Climate Dry Climate Data zamknięcia Wilgotny klimat Suchy klimat 1996-2000 3,000,000 2,500,000 1996-2000 3,000,000 2,500,000 2001-2005 1,800,000 1,500,000 2001-2005 1,800,000 1,500,000 2006-2010 850,000 1,000,000 2006-2010 850,000 1,000,000 2011-2013 550,000 700,000 2011-2013 550,000 700,000 After 2013 480,000 650,000 po 2013 480,000 650,000 5 Minimum Size Landfill 6 Minimalne wymiary składowiska Small scale project Projekty o małej skali – Składowiska które nie spełniają poprzednich kryteriów – Skuteczne projekty dla składowisk produkujących gaz w ilości 85 m3/godz. – Składowiska zamknięte przed 10 laty lecz nadal produkujące gaz – Czynne składowiska z zamkniętą strefą odzysku biogazu – Landfill that does not meet previous criteria – Successful projects with 85 m3/hr for some technologies – Landfill that has been closed 10 years but still producing gas – Open landfill with a closed area with biogas recovery 7 8 Possible Uses for Small Applications Możliwości zastosowań w małych projektach Direct Use Bezpośrednie wykorzystanie gazu Electricity Production Produkcja energii elektrycznej Microturbine Combined Heat and Power Mikroturbiny CHP (ciepło i energia elektryczna) 9 10 Direct Gas Utilization Bezpośrednie wykorzystanie gazu Boilers Process heaters Greenhouses Infrared heaters Ceramics and glass Biodiesel production Autoclave/medical waste incineration 11 Kotły Procesy grzewcze Szklarnie Ogrzewanie na podczerwień Produkcja ceramiki i szkła Produkcja biodiesla Autoklawy/spopielanie medycznych odpadów 12 Greenhouses Szklarnie Bezpośrednie wytwarzanie ciepła z gazu lub wykorzystanie ciepła odpadowego z generatora prądu Energia elektryczna do oświetlenia 5 funkcjonujących szklarni w USA Direct heat or use waste heat from electrical generation Generate electricity to power lights 5 operational greenhouse projects in the U.S. 13 Infrared Heaters 14 Ogrzewacze na podczerwień Used to heat storage and maintenance facilities Requires very little LFG to heat large spaces Easy to install 4 operational projects in the U.S. Stosowane do ogrzewania magazynów i przy konserwacji urządzeń Wymagają bardzo małych ilości LFG do ogrzania dużych powierzchni Łatwe do zainstalowania 4 zrealizowane projekty w USA 15 16 Ceramic and Glass Production Produkcja ceramiki i szkła Used to fuel ceramic kilns or glass furnaces Provides large cost savings to industries and artists 2 operational projects in the U.S. 2 projects in development in the U.S. Stosowanie w piecach do wypalania ceramiki i piecach szklarskich Zapewnia redukcję kosztów w przemyśle i pracowniach artystycznych 2 zrealizowane projekty w USA 2 projekty w fazie opracowywania w USA 17 18 Energy Center/centrum energetyczne Energy Center 19 20 Małe generatory energii elektrycznej Small Electrical Generation Small Internal Combustion Engine – 55-800 kW Małe silniki spalinowe – 55-800 kW Możliwość lokalnego wytwarzania energii elektrycznej Local electric generation opportunities 21 Combined Heat and Power 22 CHP- układy kogeneracyjne Mikroturbiny Microturbine Application – 70-230 kW – Większa całkowita wydajność energetyczna - możliwość odzysku ciepła odpadowego – do 80% – Dostępność wyspecjalizowanych systemów CHP – Elastyczność – wykorzystanie odzyskanego ciepła do produkcji gorącej wody lub pary – Dostępność energii cieplnej dla innych zastosowań (urządzenia sanitarne, szklarnie, produkcja biodiesela) – 70-230 kW – Greater overall energy recovery efficiency from waste heat recovery - up to 80% – Specialized CHP systems available – Flexible - hot water or steam generation from recovered heat – Thermal energy available for other uses (sanitation, greenhouses, biodiesel production) 23 24 Studium CHP Combined Heat and Power Study Antioch Szkoła wyższa Antioch, IL Antioch Community High School Antioch, IL Start-up in 2003 Combined Heat and Power (cogeneration), 0.36 MW Project highlights: − 180 scfm of LFG from the H.O.D landfill (2 million tons of waste in place) to 12 microturbines. Providing heat and power to the 250,000 square foot school. − This is the first school in the US to be heated and powered using LFG. − The recovered LFG fuels to the school saves the school approximately $100,000 annually. − Collaboration of several organizations including RMT,Inc., Waste Management, Illinois DCEO, ComEd, Unison Solutions, and the Village of Antioch. Uruchomienie w 2003 Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej w skojarzeniu (CHP) (kogeneracja), 0.36 MW Główne cechy projektu: − 5,097 m3/min(180 scfm) gazu LFG ze składowiska (2 mln ton składowanych odpadów) zasila 12 mikroturbin. Dostarczanie ciepła i energii elektrycznej do szkoły o powierzchni 23226 m kw. − Jest to pierwsza szkoła w USA, w której ciepło i energia elektryczna pochodzi z gazu składowiskowego. − Oszczędności z tego tytułu wynoszą dla szkoły ok.100 000 $ rocznie. − Współpraca kilku organizacji włącznie z RMT,Inc., Waste Management, Illinois DCEO, ComEd, Unison Solutions, and the Village of Antioch. 25 Summary 26 Podsumowanie Many ways to beneficially utilize LFG at smaller landfills Available niche technologies range from research and development stage units to commercially available systems Istnieje dużo korzystnych sposobów wykorzystania gazu składowiskowego (LFG) Możliwość wykorzystania pełnego zakresu niszowych technologii począwszy od jednostek będących w fazie rozwoju do jednostek komercyjnych dostępnych na rynku. 27 28 Landfill Biogas Project Planing Projekty dotyczące zagospodarowania gazu składowiskowego 4.3: .3: Economics of Landfill Biogas Technology Applications 4.3: Ekonomia zastosowań technologii biogazu składowiskowego Presentation Outline Zarys ogólny Economic Evaluation Process Proces oceny ekonomicznej – Quantifying Revenues – Quantifying Costs – Określanie przychodów – Określanie kosztów Comparison of Technologies U.S. EPA Cost Model Typical Project Costs Jobs and Revenue Creation Summary 33 Porównanie technologii Model kosztowy - US EPA Typowe koszty projektów Miejsca pracy i generacja przychodów Podsumowanie 44 Evaluating Project Economics Ocena ekonomiczna projektu The Economics of a Landfill Biogas Project Depends on a Number of Factors: – – – – Ekonomia projektu gazu składowiskowego zależy od szeregu czynników: Landfill biogas quantity Local energy prices Equipment technology Other revenue sources – – – – Ilości biogazu na składowisku Lokalnych cen energii Zastosowanej technologii Innych źródeł przychodów 5 6 Economic Evaluation Process 1. Proces oceny ekonomicznej Estimate Energy Sales Revenues – – 1. Includes cash that flows to the project from sales of electricity, steam, gas, or other derived products. Potential markets include: utilities, industrial plants, commercial or public facilities and fuel companies. Oszacowanie przychodów ze sprzedaży energii – – 7 Uwzględnia przychody ze sprzedaży prądu, pary, gazu lub innych produktów pochodnych. Potencjalne rynki zbytu obejmują: instalacje przemysłowe, publiczne lub komercyjne obiekty, firmy paliwowe. 8 Economic Evaluation Process Proces oceny ekonomicznej 2. Quantify Capital and O&M Costs – – 2. Ustalenie kosztów inwestycyjnych oraz obsługi i utrzymania Capital costs include the initial cost of the equipment, installation costs, debt service, owner’s costs and returns on equity. O&M costs are the annual costs associated with the operation and maintenance of the field equipment, including gas wells, pipelines, blower, etc. – – Koszty inwestycyjne obejmują koszt wyposażenia, instalacji, obsługę kredytu, koszty własne i amortyzację. Roczne koszty obsługi i utrzymania obejmują czynności wykonywane przy urządzeniach, np. studniach gazowych, rurociągach, dmuchawach itd. 9 Economic Evaluation Process Proces oceny ekonomicznej 3. Research other Revenue Sources – – – – – 10 3. Rozpoznanie innych źródeł przychodów Grants or low interest loans. Carbon credits. Renewable Energy Credits. Premium Renewable Energy Pricing. Others. – – – – – 11 Granty lub niskooprocentowane pożyczki. „kredyty węglowe” – carbon credits Kredyty energii odnawialnej Wyższa cena energii ze źródeł odnawialnych Inne 12 Economic Evaluation Process Proces oceny ekonomicznej 4. Compare Project Expenses and Revenue 4. Porównanie kosztów i przychodów z projektu – Check to see if the first year expenses and revenues are roughly equivalent. – If they are comparable, then further economic evaluation is warranted. – Sprawdzenie czy wydatki i przychody w pierwszym roku są porównywalne. – Jeśli są porównywalne, uzasadniona jest dalsza analiza ekonomiczna. 13 Economic Evaluation Process 14 Proces oceny ekonomicznej 5. Create a Model of Cash Flows 5. Stworzenie modelu przepływu pieniędzy – The expenses and revenues should be calculated and compared on a year by year basis over the expected life of the project. – Calculations to include: project performance over time, escalation in project expenses and energy prices, financing costs, and tax considerations. – Wydatki i przychody powinny zostać obliczone dla kolejnych lat przewidywanego czasu trwania projektu. – Obliczenia uwzględniają: zmienność zysków z projektu w czasie, wzrost wydatków i cen energii, koszty finansowania, podatki. 15 16 Economic Evaluation Process Proces oceny ekonomicznej 6. Assess Economic Feasibility 6. Ocena wykonalności ekonomicznej – Can be assessed by calculating annual net cash flows, the net present value of future cash flows and/or the owner’s rate of return. – These measures are calculated over the life of the project and are most reliable for evaluation of economic performance. – Może być przeprowadzona przez obliczenie rocznych przepływów pieniężnych netto, obecnej wartości przyszłych przepływów, i/lub stopy zwrotu właściciela. – Wartości te są obliczane dla całego okresu trwania projektu i są najbardziej wiarygodnymi szacunkami wydajności ekonomicznej. 17 Comparison of Technologies 18 Porównanie technologii After completing the initial economic analysis for each technology option, a comparison should be made to determine the best option. Po zakończeniu wstępnej analizy ekonomicznej dla każdej technologii, należy dokonać porównania w celu określenia optymalnego wariantu. 19 20 Comparison of Technologies Porównianie technologii Head-to-Head Comparison: Porównanie bezpośrednie: – Comparing annual cash flows, net present value, debt coverage, and rate of return independently. – Niezależne porównanie rocznych przepływów pieniężnych, wartości obecnej netto, pokrycia zadłużenia, i stopy zwrotu. 21 Comparison of Technologies 22 Porównanie technologii Consideration of Non-Price Factors: Uwzględnianie czynników niefinansowych: – Environmental performance – Reliability – Accuracy of assumptions – Wpływ na środowisko – Niezawodność – Wiarygodność założeń 23 24 Comparison of Technologies Porównanie technologii US EPA Cost Model: Model kosztów US EPA: – Excel spreadsheet developed to assist with comparison – Based on average capital and O&M costs for each technology (US $) – Arkusz kalkulacyjny opracowany do wsparcia porównania – Oparty na średnich kosztach inwestycyjnych i operacyjnych dla każdej technologii (w USD) 25 Wymagane dane dla modelu kosztów Cost Model-Required Inputs Landfill open year Landfill close year Landfill biogas wellfield area Waste acceptance rate 26 Project type Rok otwarcia składowiska Rok zamknięcia składowiska Obszar pokrycia studniami biogazowymi Ilość przyjmowanych odpadów – Engine – Turbine – Direct Use Collection and flaring costs Project start date and duration 27 Typ projektu – Silnik – Turbina – Wykorzystanie bezpośrednie Koszty odbioru gazu i jego spalania w pochodni Termin rozpoczęcia projektu i czas jego trwania 28 Opcjonalne dane modelu kosztów Cost Model–Optional Inputs Gas flow Methane generation rate Methane content Waste depth Collection efficiency End user distance Interest, inflation, discount and tax rates Tax credits Direct credits – Greenhouse gas – Renewable energy Product price Electricity rates Przepływ gazu Generacja metanu Stężenie metanu Grubość warstwy odpadów Wydajność systemu odbioru gazu Odległość od użytkownika końcowego Oprocentowanie, inflacja, stopa dyskontowa i opodatkowanie Ulgi podatkowe Ulgi bezpośrednie – Gazy cieplarniane – Energia odnawialna Cena produktu Koszt energii elektrycznej 29 Cost Model Outputs Average project sizes – Direct Use – Electricity Initial capital cost Annual operation costs 30 Wartości wyjściowe modelu Internal rate of return Net present value Payback Breakeven price Environmental benefits 31 Średnia wielkość projektu – Bezpośrednie wykorzystanie – Energia elektryczna Koszy inwestycyjne Roczne koszty operacyjne Wewnętrzna stopa zwrotu Obecna wartość netto Zwrot Kwota wyrównania Korzyści dla środowiska 32 Initial Capital Cost Estimates ($USD) Szacunkowe koszty inwestycyjne (USD) 20-acre landfill Wellfield (20 wells and header piping) Składowisko o powierzchni 8 hektarów Studnie (20 studni i orurowanie) – $340,000-$460,000 – $340,000-$460,000 Blower/Flare station (assume 300 standard cubic feet per minute of flow) Stacja dmuchaw z pochodnią (założony przepływ 500 m3/h) – $200,000 – $200,000 Treatment system System oczyszczania/uzdatniania – $500,000 – $500,000 Engine (0.5 MW capacity) Silnik (moc 0.5 MW) – $800,000 – $800,000 Pipeline (1 mile) – $105,000-$448,000 Rurociąg (1 mila) 33 Electricity Generation / Cogeneration 34 Generacje energii elektrycznej / kogeneracja Factors for a Economically Feasible Project: – – – – – $105,000-$448,000 Czynniki istotne dla wykonalności ekonomicznej projektu: Local electricity prices Access to electricity purchasers Landfill biogas volume And available technology – Lokalne ceny energii elektrycznej – Dostępność podmiotów skupujących energię elektryczną – Ilość dostępnego biogazu – Dostępna technologia 35 36 Typical Electric Project Components & Costs Typowe komponenty projektu elektrycznego i ich koszty 3 MW engine project for 15 years: Silnik o mocy 3 MW na 15 lat: – Installed engine and gas treatment skids • Installed capital cost = ~$5,100,000 – Interconnect • ~$250,000 (approximate – many variables at play) – Annual operation & maintenance • Cost = ~$570,000/year – Instalacja silnika i systemu oczyszczania gazu • Koszt inwestycyjny = ~$5,100,000 – Połączenia • ~$250,000 (w przybliżeniu – wiele zmiennych) – Roczna eksploatacja i utrzymanie • Koszt operacyjny = ~$570,000/a Total capital cost = ~$5.35 million Total annual cost = ~$570,000 Całkowity koszt inwestycyjny = ~$5.35 mil Roczny koszt operacyjny = ~$570,000 37 Direct Use 38 Bezpośrednie wykorzystanie Generally the most economic recovery option. Considerations: Najbardziej ekonomiczny wariant wykorzystania gazu. Czynniki: – The buyers proximity to a landfill – The buyers gas requirements – Odległość odbiorcy od składowiska – Wymagania odbiorcy dotyczące jakości gazu 39 40 Typowe komponenty i koszty projektu bezpośredniego wykorzystania Typical Direct-Use Project Components & Costs 800 scfm project for 15 years: Przepływ 1360 m3/h przez 15 lat: – Gas compression & treatment • Installed capital cost = ~$1,040,000 – Pipeline • Installed capital cost = ~$330,000/mile – Annual operation & maintenance • Cost = ~$50,000/year – End-of-pipe combustion equipment retrofits, if needed – Sprężanie i oczyszczanie gazu • Koszt inwestycyjny = ~$1,040,000 – Rurociągi • Koszt inwestycyjny = ~$330,000/mila – Roczne wydatki na eksploatację i utrzymanie • Koszt operacyjny = ~$50,000/a – Ewentualne modyfikacje urządzeń u odbiorcy, jeśli konieczne Total capital cost (5-mile) = ~$2.69 million Total O&M cost = ~$750,000 Całkowity koszt inwestycyjny (odl 5mi) = ~$2.69 mil Roczny koszt operacyjny = ~$750,000 41 42 Miejsca pracy i generacja przychodów Jobs and Revenue Creation A typical 3 MW LFG electricity project is estimated to have the following benefits (direct, indirect, and induced) during the construction year: – Increase the output of the national economy by ~$14 million ($3 million of which is a local benefit and mostly employee earnings) – Employ nearly 70 people nationally (expressed in full-time equivalents [FTE] per year) 43 Typowy projekt produkcji energii elektrycznej w ilości 3MW przynosi szacunkowo następujące korzyści (bezpośrenie, pośrednie i nabyte) podczas roku inwestycyjnego: – Zwiększenie PKB o ~$14 milionów (z tego $3 miliony lokalnie, głównie w zarobkach pracowników) – Zatrudnienie ok. 70 osób (w rocznych równoważnikach etatów) 44 Miejsca pracy i generacja przychodów Jobs and Revenue Creation (cont.) A typical 1,040 scfm LFG direct-use project is estimated to have the following benefits (direct, indirect, and induced) during the construction year: 5-mile pipeline 10-mile pipeline Increase output of national economy $6 million $12 million Portion of national benefit at local level $2 million $4 million 43 80 People employed nationally (FTE) Typowy projekt bezpośredniego wykorzystania w ilości 1760 m3/h przynosi szacunkowo następujące korzyści (bezpośrenie, pośrednie i nabyte) podczas roku inwestycyjnego : Rurociąg 5 mi Rurociąg 10 mi $6 mil $12 mil $2 mil $4 mil 43 80 Wzrost PKB W tym lokalnie Ilość zatrudnionych 45 Summary 46 Podsumowanie Compare results of economic feasibility analysis for landfill biogas use. Porównanie rezultatów analizy ekonomicznej wykorzystania biogazu składowiskowego. Rank options based on financial as well as non-price factors. Stworzenie rankingu opcji z uwzględnieniem czynników finansowych i pozafinansowych. Select best option for use of the gas. Wybór najlepszej opcji wykorzystania gazu. 47 48 System certyfikacji energii w Polsce Energy Certification System in Poland PRAWO UE The European Union Law Dyrektywa 2001/77/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 września 2001 r. w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych (Dz. U. UE L 283 z 27 października 2001). Directive 2001/77/EC of the European Parliament and of the Council of 27th of September 2001 on the promotion of electricity produced from renewable energy sources in the internal electricity market (Dz. U. UE L 283 z 27 October 2001). Celem powyższej dyrektywy jest wspieranie zwiększania udziału odnawialnych źródeł energii w produkcji energii elektrycznej na wewnętrzny rynek energii elektrycznej. Dyrektywa zawiera w szczególności regulacje dotyczące gwarancji pochodzenia energii elektrycznej wytwarzanej z odnawialnych źródeł energii. The purpose of the Directive is to increase a contribution of renewable energy sources to energy production in the internal electricity market and to create a basis for a future Community framework thereof. 3 4 PRAWO UE The European Union Law Dyrektywa 2004/8/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie wspierania kogeneracji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło użytkowe na rynku wewnętrznym energii oraz zmieniająca dyrektywę 92/42/EWG (Dz.U.UE L Nr 52, poz. 50). Directive 2004/8/EC of the European Parliament and of the Council of 11th of February 2004 on the promotion of cogeneration based on a useful heat demand in the internal energy market and amending Directive 92/42/EEC (Dz.U.UE L Nr 52, poz. 50). Dyrektywa tworzy ramy dla wspierania i rozwoju produkcji ciepła i energii elektrycznej w układzie kogeneracji o wysokiej wydajności opartej na zapotrzebowaniu na ciepło użytkowe i oszczędnościach w energii pierwotnej na wewnętrznym rynku energii. Dyrektywa określa m.in. sposób obliczania sprawności kogeneracji, a także zagadnienia gwarancji pochodzenia energii elektrycznej z wysokosprawnych źródeł energii pracujących w skojarzeniu. The purpose of the Directive is to increase energy efficiency and improve security of supply by creating a framework for promotion and development of high efficiency cogeneration of heat and power based on useful heat demand and primary energy savings in the internal energy market, taking into account the specific national circumstances especially concerning climatic and economic conditions. 5 PRAWO UE – IMPLEMENTACJA DO PRAWA POLSKIEGO 6 EU Law – Implementing in the National Polish Law Wspomniane powyżej dyrektywy nakładają na kraje członkowskie UE określone indywidualnie ilości energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych oraz wytwarzanej w skojarzeniu (określone procentowo do całkowitej energii wytwarzanej w danym kraju). Directives mentioned above impose for the members of the European Union obligation for energy production from renewable energy sources (as a percent of all energy produced in the country). Osiągnięcie wymaganych dyrektywami wskaźników realizowane jest w Polsce poprzez system certyfikacji energii zdefiniowany w Ustawie Prawo Energetyczne. Energy Certification System in Poland is one of the solutions which help to reach EU factors connected to the electricity from renewable energy sources. 7 8 USTAWA PRAWO ENERGETYCZNE The Energy Law Act Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne (Dz. U. 1997 Nr 54 poz. 348 z późn. zm.) jednoznacznie definiuje źródła energii odnawialnej. The Energy Law Act (Dz. U. 1997 Nr 54 poz. 348 z późn. zm.) explicitly define renewable energy sources: According to the Act renewable energy sources are: Zgodnie z ustawą za odnawialne źródło energii uznaje się: „a source which uses wind power, solar power, geothermal energy, sea wave, sea current and tidal energy, or energy obtained from the fall of rivers and biomass energy, energy from landfill biogas as well as biogas produced in the process of sewage disposal and treatment or decomposition of plant and animal remains.” „źródło wykorzystujące w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalną, fal, prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu wysypiskowego, a także biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków albo rozkładu składowanych szczątek roślinnych i zwierzęcych” 9 USTAWA PRAWO ENERGETYCZNE 10 The Energy Law Act Ustawa Prawo energetyczne nakłada na przedsiębiorstwa energetyczne zajmujące się sprzedażą energii elektrycznej odbiorcom końcowym obowiązek uzyskania i przedstawienia do umorzenia Prezesowi Urzędu Regulacji Energetyki określonej ilości: - świadectw pochodzenia energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii, świadectw pochodzenia kogeneracji, energii elektrycznej z The Energy Law Act obliges electricity producers and electricity suppliers to fulfil obligation to acquire and submit for collection (to The President of The Energy Regulatory Office) specified amount of: - Green certificates (renewable energy sources), - Red and yellow cogeneration), certificates (high efficient or pay a compensation fee. bądź uiszczenia opłaty zastępczej. 11 12 USTAWA PRAWO ENERGETYCZNE The Energy Law Act Wprowadzenie świadectw pochodzenia energii umożliwiło rozdział prawa do pochodzenia energii elektrycznej wytworzonej w źródłach odnawialnych oraz w kogeneracji od energii fizycznej, co w konsekwencji pozwala na obrót prawami majątkowymi wynikającymi z tych świadectw na giełdzie towarowej. Enforcing of energy certification system make possibilities for divide real energy produced from energy certificates. It means that companies which produced energy from renewable energy sources (or produced in high efficient cogeneration) has opportunities for selling the certificates on commodity exchange. 13 USTAWA PRAWO ENERGETYCZNE 14 The Energy Law Act System obrotu świadectwami pochodzenia energii Energy Certification process 15 16 USTAWA PRAWO ENERGETYCZNE The Energy Law Act Obowiązująca Ustawa rozróżnia trzy rodzaje praw majątkowych wynikających ze świadectw pochodzenia energii elektrycznej: Prawa majątkowe wynikające ze świadectw pochodzenia energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii – rejestr zielony (zielone certyfikaty) The Energy Law Act distinct three types of certificates for electricity: Green Certificates - Electricity generated from renewable energy sources Prawa majątkowe wynikające ze świadectw pochodzenia energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji opalanej paliwami gazowymi lub o łącznej mocy nie większej niż 1 MW – rejestr żółty (żółte certyfikaty) Yellow Certificates - Electricity generated from the high efficient cogeneration process where natural gas is used or from the energy sources with less than 1 MW power. Prawa majątkowe wynikające ze świadectw pochodzenia energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji opalanej paliwami innymi niż gazowe lub o łącznej mocy większej niż 1 MW – rejestr czerwony (czerwone certyfikaty) Red Certificates - Electricity generated from the high efficient cogeneration process where another energy source than natural gas is used or from the energy sources with greater than 1 MW power. 17 WYTWARZANIE ENERGII Z BIOGAZU 18 Energy production from biogas Podstawowym sposobem wytwarzania energii elektrycznej jest zastosowanie układu skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej (Jednostki CHP: silniki, turbiny) Energia elektryczna i cieplna może zostać sprzedana. Na podstawie wytworzonej ilości energii można wnioskować o przyznanie certyfikatów. Certyfikaty przyznawane są niezależnie od ilości energii sprzedanej. 19 Main biogas energy utilization technology for generation of combined heat and power in CHP units is combusting the LFG in internal combustion engines or gas turbines. Electricity and heat can be sold. On the base of energy (electricity or heat) produced company can submits for certificates. Amount of certificates doesn’t depend on amount of energy sold. Company can use all energy produced and doesn’t send it to the national or local (power or heat) grid. 20 PRZYCHODY Revenues Cena energii elektrycznej jest ustalana przez Prezesa URE – 165 zł/MWh. Cena za energie cieplną negocjowana w zależności warunków lokalnych. jest od Electricity market price is established by The President of The Energy Regulatory Office – 165 zł/MWh. Heat price depend on local area conditions and negotiations. 21 PRZYCHODY Revenues Ceny praw majątkowych wynikających świadectw pochodzenia energii. Certyfikat Zielony Czerwony Żółty 22 ze Certificates prices Średnioroczna wartość jednostkowa (rok 2008) PLN/MWh Certificate 240,0 Green 17,5 Red 116,0 Yellow Nie można wnioskować o dwa rodzaje certyfikatów równocześnie !!! 23 Average price (year 2008) PLN/MWh 240,0 17,5 116,0 The company can not submit for two types of certificates in the same time (from the same amount of gas used for energy producing) !!! 24 OBCIĄŻENIA Fiscal burden Przychody uzyskane ze sprzedaży energii elektrycznej objęte są podatkiem dochodowym (CIT-19%) oraz 22% podatkiem VAT From revenues obtained from electricity selling company need to pay revenue tax (CIT 19%) and VAT tax – 22%. Przychody uzyskane ze sprzedaży energii elektrycznej do zakładu energetycznego są zwolnione z akcyzy From revenues obtained from electricity selling company doesn’t need to pay excise tax. Przychody uzyskane ze sprzedaży praw majątkowych wynikających ze świadectw pochodzenia energii (certyfikaty) objęte są podatkiem dochodowym (CIT19%) From revenues obtained from certificate selling company need to pay revenue tax (19%) 25 PODSUMOWANIE 1. 2. 26 Summary System wsparcia energetyki odnawialnej w Polsce oparty o certyfikację energii jest jednym z rozwiązań, które umożliwia wypełnienie wskaźników ilościowych dotyczących energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych narzuconych w dyrektywie 2001/77/WE. Wsparcie finansowe uzyskiwane ze sprzedaży praw majątkowych wynikających ze świadectw pochodzenia energii (certyfikaty) znacznie poprawia wskaźniki ekonomiczne i finansowe (NPV, IRR) inwestycji związanych z zagospodarowaniem gazu składowiskowego. 27 1. Energy Certification System in Poland is one of the solutions which help to reach EU factors described in the 2001/77/WE directive connected to the electricity from renewable energy sources. 2. Financial support from the certificates selling improve the financial and economical factors (NPV, IRR) of LFGE projects. 28 Landfill Gas Energy Project Economics and Financing Aspekty ekonomiczne i finansowe dotyczące realizacji projektów związanych z zagospodarowaniem gazu 6.1: Landfill Biogas Project Financing and Development 6.1: Finansowanie i rozwój przedsięwzięć związanych z wykorzystaniem biogazu Outline Plan prezentacji Review of Landfill Biogas Project Components Revenue Sources Project Costs Financial Analyses Project Development Challenges Recommendations 3 Przegląd elementów wchodzących w skład projektu zagospodarowania gazu składowiskowego Źródła dochodu Koszty projektu Analizy finansowe Wyzwania związane z rozwojem projektu Zalecenia 4 Elementy projektu zagospodarowania gazu składowiskowego Landfill Biogas Project Components Estimation of biogas potential Financing Construction Collection and flaring Utilization Oszacowanie produktywności gazowej składowiska Finansowanie Budowa Odbiór i spalanie gazu na pochodniach Wykorzystanie – Produkcja energii – Wykorzystanie przemysłowe – Uzdatnianie biogazu Monitoring – Redukcje emisji – Sprzedaż energii – Electrical generation – Industrial use – Treatment of biogas Monitoring – Emission reductions – Energy sales 5 6 Oszacowanie produktywności gazowej skadowiska Estimation of Biogas Potential Obserwacje i analizy działań na składowisku Zbieranie dokładnych danych Wykorzystanie modelowania produktywności gazowej – Wybór odpowiedniego modelu i dobór danych wejściowych w oparciu o charakterystykę składowiska – Dokładna analiza wyników modelowania przez porównanie z wynikami z innych składowisk (jeśli możliwe) Wieloletni proces produktywności gazowej i oszacowanie odzysku biogazu. – Konserwatywne czy realistyczne? – Zdawać sobie sprawę z przeszacowania Observation and analysis of landfill operations Collection of accurate data Use of landfill biogas modeling – Selection of appropriate model and inputs based on landfill characteristics – Close scrutiny of model results via comparison with results from other landfills (if possible) Development of multi-year biogas generation and recovery estimates. – Conservative but realistic? – Be aware of over-estimation 7 8 Prognozowanie produktywności gazowej Multi-year Biogas Projections Recovery estimates are basis of project economic analyses Account for declining recovery and subsequent collection system expansions Oszacowanie sprawności odzysku jest podstawą do przeprowadzenia analiz ekonomicznych Należy oszacować spadek produktywności gazowej a następnie zaprojektować system odbioru gazu 9 10 Przykład Prognozowania produktywności gazowej Example Biogas Projection Figure 1. LFG Recovery Projection 2,000 2,000 1,800 1,800 LFG Flow at 50% Methane (cfm) LFG Flow at 50% Methane (cfm) Figure 1. LFG Recovery Projection 1,600 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 0 2000 1,600 0 2005 Recovery Potential 2010 2015 2020 2025 2030 2000 Recovery from Existing/Planned System 2005 Recovery Potential 11 2010 2015 2020 2025 2030 Recovery from Existing/Planned System 12 Collection and Flaring Odbiór i spalanie gazu na pochodniach Wymagane zarówno w celu redukcji emisji jak i w przypadku projektów energetycznego wykorzystania gazu Jeśli odbiór gazu nie jest wymagany należy wziąć po uwagę aspekty ekonomiczne projektowanego systemu odbioru Required for both emission reduction and utilization projects If not required to collect, consider economics of collection system design – Location of wells in deeper areas – May not install wells in shallow or old areas – Maximize biogas recovery per well – Studnie powinny być lokalizowane w odpadach o dużej miąższości – Nie można instalować studni w płytkich albo starych częściach składowiska – Należy maksymalizować odzysk biogazu dla każdej studni 13 Utilization Wykorzystanie Ocena proponowanych rozwiązań Rozwiązania mogą być ograniczone przez lokalizację Czy potrzebna jest uzdatnianie biogazu? Evaluation of project options Options may be limited by location Biogas treatment needed? – – – – 14 Water Siloxanes Reduced sulfur compounds Compression for high-pressure end use? – – – – Consider phased project approach – Phase 1. Collection and flaring for emission reductions – Phase 2. Utilization after establishing biogas collection 15 Woda Siloksany Zredukowane związki siarki Sprężanie dla wysokiego ciśnienia i wykorzystanie? Rozważ podejście etapowe do projektu – Etap 1. Odbiór i spalanie gazu na pochodniach w celu redukcji emisji – Etap 2. Wykorzystanie po wykonaniu systemu odbioru gazu ze składowiska 16 Monitoring Monitoring Projekty związane z redukcją emisji Emission reduction projects – – – – Gazomierz (m3/h) Analizator gazu (% metan, % azot, etc.) Temperatura i ciśnienie biogazu Urządzenie regulujące proces (temperatura, analizator spalin, itp.) – Ilość energii wykorzystanej przez instalację – – – – Biogas flow meter (m3/h) Gas analyzer (% methane, % nitrogen, etc.) Biogas temperature and pressure Control device operation (temperature, exhaust gas analyzer, etc.) – Electrical use by system Energy projects Wykorzystanie energetyczne – Biogas flow – Electrical generation – Odbiór biogazu – Produkcja prądu Pay attention to calibration and maintenance requirements of greenhouse gas market programs Należy zwrócić uwagę na dostosowanie się do wymagań programów związanych z emisją gazów cieplarnianych 17 Revenue Sources 18 Źródła dochodu Emission reductions Energy sales Redukcja emisji Sprzedaż energii – MWh electric – MWh thermal – MWh elektryczna – MWh cieplna Incentives Zachęty – Grants – Low interest loans – Economic development programs – Granty – Niskooprocentowane pożyczki – Programy rozwoju ekonomicznego 19 20 Revenue - Emission Reductions Dochody- Redukcja emisji Review UNFCC ACM00001 for Guidance Determine project baseline Estimate annual methane recovery Należy traktować dokument UNFCC ACM00001 jako podręcznik Należy określić punkt wyjścia dla rozpatrywanego projektu Należy oszacować roczny odzysk metanu – Total cubic meters of biogas recovered * % methane * density of methane Selection of control device and associated destruction efficiency – Całość odzyskanego biogazu w m3 * % metanu * gęstość metanu – Open flares 50% – Enclosed flares 90% Należy dokonać wyboru urządzenia do utylizacji i określenia sprawności spalania: Account for project energy use (electricity to operate blower) – Otwarte pochodnie 50% – Zamknięte pochodnie 90% 21 Należy podsumować zużycie energii elektrycznej dla instalacji (potrzebnej do pracy wentylatora) 22 Dochody- redukcja emisji (cd.) Revenue – Emission Reductions (Continued) Calculate Annual Emission Reductions ER=(MDp - MDb) * GWP- (EL*CEF) – ER = Emission reductions – MDp = Methane destroyed by project – MDb = Methane that would have been destroyed in absence of project – GWP = Global Warming Potential for Methane – EL = Electricity use by project – CEF = CO2 emissions per kWh of electricity generation 23 Należy obliczyć roczną redukcję emisji ER=(MDp - MDb) * GWP- (EL*CEF) – ER = Redukcje emisji – MDp = ilość zutylizowanego metanu – MDb = ilość zutylizowanego metanu bez udziału instalacji – GWP = GPW dla metanu – EL = Ilość energii elektrycznej zużyta przez instalację – CEF = emisja CO2 związana z wytworzeniem 1 kWh energii elektrycznej 24 Revenue – Energy Sales Dochody – Sprzedaż energii Calculate annual biogas recovery and associated energy value based on project type – MWh (thermal) – MWh (electrical) Evaluate expected unit price (zloty/MWh) Estimate annual revenue from energy sales Należy obliczyć roczny odzysk biogazu i ilość wytworzonej energii – MWh (cieplna) – MWh (elektryczna) Należy określić cen za jednostkę energii (złoty/MWh) Należy oszacować roczny dochód ze sprzedaży energii 25 Revenue - Incentives 26 Dochody- bodźce Methane to Markets Grants Granty Methane to Markets – Instytut Nafty i Gazu received money to support LFGE project development – Instytut Nafty i Gazu otrzymał finansowanie aby wspomóc rozwój wykorzystania gazu składowiskowego Low interest loans for energy or environmental projects? Renewable energy tax credits? Economic development incentives if utilization project Niskoprocentowe pożyczki dla inwestycji energetycznych lub środowiskowych? Czy istnieją systemy wsparcia dla inwestycji w odnawialne źródła energii? Bodźce związane z rozwojem ekonomicznym: – Creates employment – Supports local industry by providing low-cost source of energy – Utworzenie nowych miejsc pracy – Wspieranie lokalnego przemysłu przez wprowadzenie niskich opłat za energię wytworzona z gazu składowiskowego 27 28 Koszty projektu Project Costs Infrastructure Infrastrukturalne Operations Operacyjne Administrative Administracyjne 29 30 Koszty infrastrukturalne Infrastructure Costs Gas collection system System odbioru gazu – Account for future expansions if landfill is still in operation – Jeżeli składowisko jest w fazie eksploatacji to należy liczyć się z kosztami jego rozbudowy Blower/flare Utilization equipment Wentylator/pochodnia Wykorzystywany sprzęt – Engine, turbine – Pipeline – Treatment – Silnik, turbina – Rurociąg – Instalacje oczyszczania Monitoring equipment Sprzęt do monitoringu 31 32 Operational Costs Koszty operacyjne Scheduled Maintenance – – – – – – Planowane regulacje i pomiary Biogas analyses at each well Balancing of collection system Leachate removal? Blower/flare lubrication and maintenance Utilization system maintenance Monitoring system maintenance – – – – – Analiza biogazu z każdej studni Optymalizacja odbioru Usuwanie odcieków? Konserwacja i smarowanie wentylatora/pochodni Utrzymanie systemu odbioru i energetycznego wykorzystania gazu – Utrzymanie systemu monitoringu Unscheduled Maintenance – Component failures – Impacts of nature – Conflict with landfill operations (e.g., truck runs over wellhead) Niezaplanowany wydatki – Uszkodzenia części – Wpływy natury – Przypadkowe zniszczenie elementów instalacji przez sprzęt pracujący na składowisku 33 34 Administrative Costs Koszty administracyjne Permitting and local zoning Political issues Legal/ownership issues Emission reduction projects Uzyskanie koncesji Kwestie polityczne Kwestie prawne i własnościowe Projekty dotyczące redukcji emisji – Koszty dokumentacji – Walidacja i weryfikacja – Project Design Documents – Validation and verification Projekty energetycznego wykorzystania gazu Utilization projects – Contracts – Kontrakty 35 36 Financial Analyses Analiza finansowa Establish Cost and Revenue Projections Create Cash Flow Model Consideration of Project Options Develop Business Plan Ustalić koszty i planowane przychody Stworzyć model przepływu pieniędzy Rozważenie różnych wariantów rozwiązań Należy opracować Biznes plan 37 38 Przewidywanie kosztów i przychodów Cost and Revenue Projections Estimated biogas recovery Projected revenue Oszacowanie odzysku biogazu Planowanie przychodów – Emission reductions – Energy – Redukcja emisji – Energia Projected costs Planowanie kosztów – Infrastructure – Operations – Administrative – Infrastrukturalne – Operacyjne – Administracyjne Applicable project incentives Dostępne wsparcie projektów – Tax credits – Grants – Zwolnienia podatkowe – Granty 39 40 Model przepływu pieniędzy Cash Flow Model Costs and revenues should be calculated and compared on a year by year basis over the expected life of the project. Calculations to include: Koszty i dochody powinny być obliczane i porównywane dla danego roku przez cały okres trwania przedsięwzięcia Obliczenia powinny: – project performance over time – escalation of project expenses and energy prices – financing costs – tax considerations – Określać czas trwania projektu – Uwzględniać wzrost cen energii i kosztów przedsięwzięcia – Uwzględniać koszty finansowe – Uwzględniać uwarunkowania podatkowe 41 Consideration of Project Options Rozważenie działań projektowych Develop cash flow model for all reasonable project options Compare results to determine best project option – – – – 42 Należy zbudować model przepływu pieniężnego dla każdego z proponowanych rozwiązań Należy porównać wyniki obliczeń aby umożliwić wybór najlepszego rozwiązania Annual cash flows Net present value Debt coverage Rate of Return – – – – 43 Roczny przepływ pieniędzy (CF) Zaktualizowana wartość netto (NPV) Wskaźnik spłaty zadłużenia Stopa zwrotu (IRR) 44 Consideration of Non-Price Factors Rozważanie wykorzystania wskaźników „niepieniężnych” Accuracy of project option assumptions Dokładność założeń przy wyborze przedsięwzięcia Environmental performance Ocena środowiskowa Reliability of project option components Niezawodność poszczególnych elementów wybranego przedsięwzięcia 45 Project Financing 46 Finansowanie inwestycji Typically, biogas projects require financing to develop project infrastructure Zazwyczaj, projekty zagospodarowania gazu składowiskowego wymagają dofinansowania budowy infrastruktury Investors and banks do not like to lose money when financing projects Inwestorzy i banki „nie lubią tracić” pieniędzy, przeznaczonych na finansowanie przedsięwzięcia You need demonstrate project financial performance and risk Powinno się wykazać możliwe do osiągnięcia wskaźniki finansowe projektu i określić ryzyko inwestycji Detailed project cash flow analyses and supporting assumptions are critical Decydujące jest wykonanie szczegółowej analizy przepływów pieniężnych przedsięwzięcia z uwzględnieniem poziomu wsparcia (dotacji) 47 48 Wyzwania dotyczące wdrażania projektów zagospodarowania gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Biogas Projects Uzyskanie praw do pozyskiwania i wykorzystania gazu składowiskowego Getting the Rights to the Biogas – Unclear ownership – Unduly high expectations by landfill owners – Arduous or unclear procurement procedures – Niejasna struktura właścicielska – Zbyt wysokie wymagania stawiane przez właścicieli składowisk – Niejasne i żmudne procedury uzyskania pozwoleń 49 50 Wyzwania dotyczące wdrażania projektów zagospodarowania gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Biogas Projects Estimating Recoverable Landfill Biogas – Finding reliable input data • Waste characterization • Waste disposal history • Projected future waste receipts Garbage in = Garbage out! Oszacowanie odzysku gazu składowiskowego – Uzyskanie realnych danych o odpadach • Opis odpadu • Historia składowania odpadów • Masa odpadów przewidywana do zdeponowania 51 52 Wyzwania dotyczące wdrażania projektów zagospodarowania gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Biogas Projects Przeszacowanie ilości odzyskiwanego gazu składowiskowego – Model US EPA LANDGEM szacuje produktywność gazową – nie jego odzysk – Wiele warunków występujących na składowisku wpłynie na sprawność odzysku • Geometria terenu • Odcieki • Warstwy przykrywające oraz rekultywacyjne • Technologia składowania • Wandalizm Over Estimating Recoverable Landfill Gas – The US EPA LANDGEM model estimates gas generation - not recovery – Many site-specific conditions will impact recovery • Site geometry • Leachate • Cover • Operations • Vandalism 53 54 Wyzwania dotyczące wdrażania projektów zagospodarowania gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Biogas Projects Techniczne – Przeszacowanie ilości odzyskiwanego gazu składowiskowego – Źle zaprojektowana instalacja odbioru – Zła technologia składowania odpadów – Niedokończona instalacja odbioru gazu Technical – Over estimating recoverable landfill gas – Poor system design – Incomplete system installation – Poor system operations & maintenance – Scavengers 55 56 Wyzwania dotyczące wdrażania projektów zagospodarowania gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Biogas Projects Źle zaprojektowana instalacja odbioru gazu – Woda dostaje się do studni i kolektorów – Korozja i występowanie krzemionki w elementach instalacji – Wzrost wandalizmu – Wzrost kosztów Poor System Design – “Watering-in” of wells and collection system – Corrosion and siloxane build-up on system components – Increased vandalism – Increased costs 57 58 Wyzwania dotyczące wdrażania projektów zagospodarowania gazu składowiskowego Challenges to Implementing Landfill Biogas Projects Technical Issues Sprawy techniczne – If you over-estimate the recoverable gas you will not meet your investment expectations – If you have poor system design and operations, you will collect even less of the recoverable gas that already is constrained by site-specific factors – Jeśli przeszacujesz ilość gazu możliwą do odzyskania nie spełnisz swoich oczekiwań dotyczących zwrotu z inwestycji – Jeżeli posiadasz źle zaprojektowaną instalację odgazowującą i technologia składowania odpadów jest nie odpowiednia ilość odbieranego gazu będzie na niższym poziomie 59 60 Recommendations Zalecenia For Landfill Owners Dla właścicieli składowisk – Be realistic – there is a lot of risk in these projects for the investor - they are not gold mines! – Simplify and speed up procurement processes – Help your investor implement the project in any way you can – don’t be an impediment – The sooner the investor makes money – the sooner you will! – Bądź realistą- Istnieje ryzyko w realizacji tego typu przedsięwzięć - to nie są kopalnie złota ! – Uprość i przyspiesz procedury związane z dostawą urządzeń – Pomóż inwestorowi wdrożyć projekt w każdy możliwy sposób- nie utrudniaj – Im szybciej inwestor zacznie zarabiać - tym szybciej uzyskasz pieniądze! 61 Recommendations 62 Zalecenia For Investors – Pay attention to details and assumptions – Be realistic about project costs, revenues, and schedules – Run financial sensitivity scenarios to determine project boundaries – Avoid deals that are overly complex Dla inwestorów – Zwróć uwagę na szczegóły i założenia – Bądź realistyczny odnośnie planów kosztów i przychodów projektu – Sporządź analizę wrażliwości (dodatkowo do analizy finansowej) w celu określenia granicznych wartości krytycznych elementów projektu. – Unikaj zawierania zbyt skomplikowanych umów 63 64 Zalecenia Recommendations Przeprowadź dokładną analizę produktywności gazowej Współpracuj z projektantami i firmami inżynierskimi posiadającymi dobre referencje Żądaj podawania kosztorysów na piśmie Uwzględnij zmiany cen i sporządź plan awaryjny Porównaj różnorodne źródła finansowania Scrutinize biogas generation projections Work with reputable construction and engineering firms Obtain written quotes for costs Include price and schedule contingencies Compare multiple sources of financing 65 Summary 66 Podsumowanie Pierwszym krokiem do określenia ekonomicznej/finansowej wykonalności projektu jest oszacowanie potencjału gazowego. Wymagany stopień oczyszczenia (uzdatnienia) gazu ma znaczący wpływ na ekonomię projektu. Główne źródła przychodów mogą pochodzić ze sprzedaży energii oraz kredytów węglowych Należy sprawdzić czy proponowany projekt ma możliwość uzyskania dotacji lub preferencyjnego kredytu. Należy wziąć pod uwagę zróżnicowanie kosztów (koszty administracyjne, operacyjne, pozyskania kapitału). First step in determining economic/financial feasibility of a project is estimating gas generation potential. Level of landfill gas treatment required has significant impact on project economics. Major revenue sources can include the sale of the energy and emission reductions from the projects. Check to see if your project is eligible for grant or low-interest loan funding. Different types of project costs include capital, operational and administrative. 67 68