Spalarnia Copenhill: 107% sprawności i… 4 stoki

Spalarnia Copenhill: 107% sprawności i… 4 stoki narciarskie
Autor: Piotr Olszowiec
("Energia Gigawat" - nr 10-11/2014)
Danię postrzega się jako jeden z najbardziej ekologicznych i “zielonych” krajów
świata. Czy jednak rzeczywiście słusznie? Oprócz licznych wiatraków i zatłoczonych ścieżek
rowerowych występuje tu także powszechny nawyk spalania wszelkich śmieci. Ten sposób
utylizacji odpadów jest zazwyczaj aprobowany przez media zagraniczne, które nie wnikając
w duńskie uwarunkowania, ukazują głównie jego dodatnie aspekty. W kraju, gdzie wytwarza
się wyjątkowo dużo odpadów komunalnych na statystycznego mieszkańca, spala się aż 80%
pozyskiwanych śmieci. Wbrew unijnej praktyce większość odpadów nie jest tu
selekcjonowana, a recyklingowi poddaje się zaledwie 22% z nich. W rezultacie mnóstwo
śmieci, w tym również organicznych o dużej zawartości wody, trafia do pieców
wszechobecnych tu spalarni. Sytuacja ta wynika z obowiązujących w Danii rozwiązań
prawnych, które nie zachęcają do ograniczania wytwarzania odpadów. W każdym prawie
mieście jest spalarnia śmieci, której właścicielem jest najczęściej lokalny samorząd czyli
mieszkańcy. Jeżeli więc dostarczają oni mniej surowca do tego zakładu, zmniejsza się jego
produkcja, a tym samym i zysk. Utrata przychodu tego zakładu zmusza do podniesienia opłat
wnoszonych przez mieszkańców do przedsiębiorstwa gospodarki komunalnej. Zatem dla
przeciętnego obywatela korzystniej jest zwiększyć przerób lokalnej spalarni odpadów! Przy
takim systemie finansowania gospodarki odpadami redukcja wytwarzania śmieci w
gospodarstwach domowych czy komercyjnych prowadzi nieuchronnie do deficytu lokalnego
budżetu. Nic dziwnego, że kraj który spala najwięcej odpadów, wytwarza ich również
najwięcej.
Od dawna Duńczyków przekonywano, że spalanie odpadów dostarcza ciepła i
elektryczności dla ich domów. Dlatego Skandynawowie byli pionierami tego sposobu
utylizacji pozostałości komunalnych. Jednak praktyka, która była postępem w XIX wieku, nie
musi być właściwa w obecnym stuleciu. Nie tylko dlatego, że spalanie śmieci okazuje się
niewydajną metodą odzysku energii, lecz również dlatego, że aktualnie dostępne są
doskonalsze technologie. Tradycyjne spalanie stało się jedną z głównych przeszkód na drodze
do gospodarki wolnej od emisji gazów cieplarnianych. Spalanie odpadów przynosi w Danii
20% generacji ciepła i 5% elektryczności, ale ilości te można dostarczyć także ze źródeł
odnawialnych, przy czym z odpadów organicznych można uzyskiwać biogaz. Powyższa
alternatywa stanie się koniecznością od 2020 roku, gdy zacznie obowiązywać w UE
obowiązek eliminacji emisji węgla przynajmniej w nowych budynkach. Obecnie atutem
spalarni śmieci jest zwiększony popyt na ciepło w sezonie grzewczym – tego nośnika nie
dostarczają tu bowiem najpowszechniejsze OZE tj. elektrownie wiatrowe.
Ostatnim świadectwem duńskiego przywiązania do tradycyjnego sposobu pozbywania się
odpadów jest wznoszona obecnie okazała spalarnia Copenhill usytuowana w pobliżu centrum
stolicy. W aglomeracji tej od pewnego czasu nie korzysta się już prawie w ogóle ze
składowisk (co najwyżej 3%), a odpady poddaje się recyklingowi (56%) lub – co jest ustaloną
w tym kraju praktyką – spalaniu (blisko 40%) w coraz doskonalszych zakładach generacji
ciepła i elektryczności. Już 10 lat temu trzy stołeczne spalarnie I/S Amagerforbrænding, I/S
Vestforbrænding i Rensningsanlæg Lynetten zaopatrywały w ciepło i prąd 70 tysięcy
gospodarstw domowych. Po uruchomieniu kolejnego zakładu ich udział ma jeszcze wzrosnąć.
Budowa kolejnej spalarni i to w środku Kopenhagi wywołała zagorzałe spory w całym
kraju. Zarówno obywatele jak i politycy są coraz bardziej świadomi, że spala się tu za dużo, a
odzyskuje za mało. Stopniowo zanika duma z nadmiernie rozbudowanej bazy takiej utylizacji
odpadów komunalnych. Dlatego minister ochrony środowiska była przeciwna tej inwestycji i
uległa dopiero naciskowi ministerstwa finansów. Przypuszcza się, że za wydaniem zgody
stała potrzeba wyrazistej promocji tego sposobu pozbywania się odpadów, co ma
niebagatelne znaczenie przy staraniach o zagraniczne rynki zbytu (zwłaszcza azjatyckie) dla
danej technologii. Należy przy tym pamiętać (choć trudniej zrozumieć), że równolegle ze
wspieraniem dotychczasowego trendu, Dania planuje zupełny zwrot w tej dziedzinie. Do
2050 r. kraj ma uniezależnić się od paliw węglowodorowych, co pociągnie za sobą likwidację
nie tylko energetyki węglowej i gazowej, lecz także zamknięcie spalarni śmieci.
Właścicielem nowego zakładu utylizacji odpadów jest firma Amager Ressource Center
(ARC) należąca do stołecznych samorządów. Prowadzi ona zbiórkę i przetwarzanie odpadów
od 550 000 mieszkańców i 45 000 jednostek gospodarczych. Copenhill zastąpi istniejący
przestarzały zakład przetwórczy również należący do ARC. Obiekt wznoszony jest kosztem
500 mln EUR pochodzących z kredytu zagwarantowanego przez miasto. Spalanie będzie
odbywać się w dwóch kotłach rusztowych produkcji Babcock and Wilcox Vølund (112 MW
mocy cieplnej każdy). Para napędzać będzie turbinę typu SST-800 firmy Siemens o mocy 67
MWe. Konwersja energii w instalacji Copenhill została maksymalnie zoptymalizowana. Jej
wyróżniającymi cechami są m.in.
parametry pary: 440°C (480°C) /70 bar,
 Niski nadmiar powietrza do spalania (tylko 6% tlenu w spalinach), co podnosi
sprawność kotła,
 Wydajna, energooszczędna instalacja odazotowania spalin,
 Wysoka próżnia w skraplaczu turbiny,
 Poprawa sprawności obiegu przez liczne upusty pary,
 Schłodzenie spalin do 160°C na wylocie z kotła,
 Dwustopniowe schładzanie spalin: wylotowych oddających ciepło w wymienniku
wody sieciowej i pompie cieplnej. Dzięki temu odzyskuje się 25 MW mocy, a
spaliny schładzają się do 30°C,
 Dodatkowy odzysk ciepła z poszczególnych urządzeń instalacji.
 Wysokie
Dzięki tym unikalnym rozwiązaniom zakład ma wytwarzać o 7% energii cieplnej i
elektrycznej więcej niż energia zawarta w spalanym surowcu! Tym samym osiągana tu
sprawność wyniesie 107%!
Według projektu spaliny wylotowe będą odznaczać się wyjątkowo niską zawartością
zanieczyszczeń, co zawdzięcza się zastosowaniu układu odazotowania (SCR), suchego
odpylania i mokrego przemywania spalin oraz kondensacji wilgoci. Gazy na wylocie do
atmosfery pozbawione są nie tylko wszelkich trucizn, ale nawet znaczących ilości pary
wodnej. Będą więc autentycznie obojętne dla środowiska i mieszkańców stolicy.
Oczyszczone ścieki i nadmiar kondensatu będą zrzucane do morza (Øresund), zatem ich
czystość musi spełniać rygorystyczne wymagania. W szczególności mają zawierać 10-krotnie
mniej metali ciężkich niż zakłada to stosowna dyrektywa unijna, a pod niektórymi względami
są czystsze od wody pitnej! Tak doskonałe wskaźniki uzyskuje się m.in. dzięki zastosowaniu
filtrów piaskowych i węglowych, wymienników jonowych, usuwania amoniaku, a także w
przypadku kondensatu – układu rewersyjnej osmozy. Proces spalania w Copenhill umożliwia
także recykling materiałów zawartych w odpadach. Z żużli odzyskiwane będą wszelkie
metale, które potem można sprzedawać po korzystnych cenach. Mineralne pozostałości
paleniskowe posłużą jako wartościowy materiał budowlany.
Wyróżniającym elementem nowego obiektu jest jego kształt, który umożliwił
adaptację do zupełnie innego celu, a mianowicie do sportu i rekreacji. Boczna elewacja
budynku utworzy najwyższą ścianę wspinaczkową na świecie. Z kolei na dachu powstaną 4
stoki o sztucznej nawierzchni dla narciarstwa, w tym jeden o parametrach olimpijskich dla
half-pipe. Na szczycie budynku (85 m) gości podejmie kawiarnia. Te sportowe dodatki do
supernowoczesnej spalarni mają stanowić bazę przygotowań duńskich olimpijczyków, a
dodatkowo powinny zmienić ludzkie postrzeganie podobnych „brudnych” obiektów
traktowanych dotychczas z rezerwą lub wręcz obawami. O prawdziwym przeznaczeniu tej
oryginalnej budowli ma jedynie przypominać niewielki obłok (czystego) dymu wyrzucany
okresowo z komina ...