Pobierz Pdf

Czas na energię czas na
odpady
Prof. dr hab. inż. Andrzej W.
Jasiński
Doradca Wicepremiera ,Ministra Gospodarki
Doradca Głównego Inspektora Ochrony
Środowiska
Przewodniczący Krajowej Komisji OOŚ
Członek Państwowej Rady Ochrony
Środowiska
Warszawa, 14 listopada 2012
Odpady czy surowce ?
Nie ma odpadów , są surowce
wtórne , które czekają na swoją
technologię, sprawną technicznie,
opłacalną ekonomicznie i
spełniającą wymogi ochrony
środowiska
Uregulowania prawne wykorzystania
odpadów (w tym energetycznego)
•
•
•
•
Ustawa o odpadach - cele, jakie ma osiągnąć administracja samorządowa w
ograniczaniu masy odpadów ulegających biodegradacji, kierowanych na składowiska
(w 2013 r. nie więcej niż 50 % i w 2020 r. 35 % ; punktem odniesienia jest masa
odpadów biodegradowalnych wytwarzanych w 1995 r.),
założono zmniejszenie (do 2014 r.) masy składowanych odpadów komunalnych do
85 % odpadów wytworzonych oraz zredukowanie liczby składowisk odpadów innych
niż niebezpieczne i obojętne, na których są składowane odpady komunalne,
maksymalnie do 200. Powyższych celów, jak i docelowej poprawy stanu gospodarki
odpadami komunalnymi, nie da się osiągnąć bez znaczącej redukcji ich wolumenu
(w wystarczającym stopniu, możliwa jest to tylko przy zastosowaniu termicznych
metod przekształcania odpadów)
Rozporządzenie „zmieniające rozporządzenie w sprawie kryteriów oraz procedur
dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu”precyzuje , że zawartość frakcji organicznej wyrażonej poprzez ogólny węgiel
organiczny w składowanych odpadach nie może być większa niż 5% s. m., a ciepło
spalania może maksymalnie wynosić 6MJ/kg s.m.,
W przyjętej przez nasz kraj koncepcji przekształcania odpadów, dla regionów
powyżej 300 000 mieszkańców preferowane będzie termiczne przekształcanie, a dla
regionów z co najmniej 150 000 mieszkańców mechaniczno-biologiczne
przetwarzanie odpadów komunalnych .
technologie przekształcania
odpadów
• Fizyczne (składowanie, produkcja paliw zastępczych,
zagęszczanie/peletyzacja, wstępne przetwarzanie,
recykling),
• Termiczne (spalanie, konwencjonalna gazyfikacja,
plazmowa gazyfikacja z witryfikacją, piroliza, piroliza ze
zgazowaniem, piroliza z reformingiem pary wodnej,
termiczna depolimeryzacja),
• Biologiczne/chemiczne (bakteryjne trawienie w
warunkach anaerobowych, bakteryjne trawienie w
warunkach aerobowych/kompostowanie, estryfikacja
olejów do biodiesla, kraking katalityczny, fermentacja
etanolowa, konwersja syngazu do etanolu/metanolu,
termiczna depolimeryzacja).
Projekt Ustawy o Odpadach
Rozdz.2 Termiczne przekstałcanie odpadów
Art. 156….. Spalarnie odpadów oraz współspalarnie odpadów są
projektowane, budowane, wyposażane i użytkowane w sposób
zapewniający osiągnięcie poziomu termicznego przekształcania odpadów,
przy którym ilość i szkodliwość dla życia, zdrowia ludzi lub dla środowiska,
odpadów i innych emisji powstających wskutek termicznego przekształcania
odpadów będzie jak najmniejsza.
Art. 157…. ust. 2
Termiczne przekształcanie, w celu odzysku energii:
1) odpadów opakowaniowych,
2) odpadów innych niż niebezpieczne,
3) stałych odpadów komunalnych w spalarniach odpadów i we
współspalarniach odpadów, których efektywność energetyczna jest co
najmniej równa wartościom określonym w załączniku nr 1 do ustawy,
4) odpadów, o których mowa w art. 162
– stanowi proces odzysku R1, wymieniony w załączniku nr 1 do ustawy.
Projekt Ustawy o Odpadach
Rozdz.2 Termiczne przekstałcanie odpadów
(c.d.)
Art. 158. 1. Część energii odzyskanej z termicznego
przekształcania odpadów zawierających frakcje
biodegradowalne może stanowić energię z odnawialnego
źródła energii, jeżeli są spełnione warunki techniczne
zakwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego
przekształcenia odpadów jako energii z odnawialnego źródła
energii, o których mowa w przepisach wydanych na podstawie
ust. 2.
2. Minister właściwy do spraw środowiska w porozumieniu z
ministrem właściwym do spraw gospodarki określi, w drodze
rozporządzenia, warunki techniczne kwalifikowania części
energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów,
jako energii z odnawialnego źródła energii, kierując się
możliwościami technicznymi oraz ochroną środowiska.
Paliwo alternatywne
Śledząc rozwój nowoczesnych metod
termicznego przekształcania odpadów,
zwłaszcza komunalnych, zauważa się w
trakcie przygotowania wsadu
procesowego takie traktowanie
pierwotnego materiału (np. oddzielanie
inertu, frakcji materiałowych, separacja na
sicie bębnowym), które prowadzi do
uzyskiwania odpowiednika paliwa
alternatywnego.
Co to są paliwa alternatywne ?
• właściwie wysortowane i przetworzone odpady
będące nośnikami energii,
• przetworzone odpady komunalne i przemysłowe,
• Składnikami mogą być odpady gumowe, drzewne,
papier, tkaniny, tworzywa sztuczne, zużyte oleje,
rozpuszczalniki, farby, wysuszone osady ściekowe,
mączki mięsno-kostne i inne odpady o obiecujących
własnościach opałowych, zawarte w katalogu
odpadów,
• Mogą być także pojedyncze odpady ,np. takie jak
opony samochodowe.
Kategorie RDF wg CEMBUREAU
• gazowe paliwa alternatywne (np. gaz koksowniczy, gaz odpadowy z
rafinerii, gaz z pirolizy, gaz z wysypisk śmieci),
• ciekłe paliwa alternatywne (zużyte niskochlorowe rozpuszczalniki,
oleje i smary maszynowe, oleje i tłuszcze roślinne, odpady z
destylacji, oleje hydrauliczne, smary uszczelniające),
• sproszkowane, granulowane lub drobnoziarniste stałe paliwa
alternatywne (zmielone odpady drewniane, trociny, wióry, suchy
osad ściekowy, granulowane tworzywa sztuczne, mączki zwierzęce,
odpady rolnicze, odpady z produkcji żywności, drobno zmielone
opony),
• średnioziarniste stałe paliwa alternatywne (rozdrobnione opony,
odpady gumowe i z tworzyw sztucznych, odpady drewniane,
aglomerowana materia organiczna) ,
• gruboziarniste paliwa alternatywne (np. całe opony, bele tworzyw
sztucznych, odpady w workach i beczkach).
Aktualne i potencjalne obszary wykorzystania
RDF
(opcja maksymalna)
Kierując się zał. Nr 2 do rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 29 stycznia
2002 r. „w sprawie rodzajów odpadów innych niż niebezpieczne oraz
rodzajów instalacji i urządzeń, w których dopuszcza się ich termiczne
przekształcanie” (Dz.U. z 2002 r., nr 18, poz. 176) (uchylonego) , z
wyłączeniem „domowych instalacji i urządzeń centralnego
ogrzewania,kuchnie i piece”,pozostałe instalacje i urządzenia sugerują
możliwe obszary wykorzystania RDF, tzn.:
• Przemysł cementowy (piece cementownicze; poz.1),
• Przemysł wapienniczy (piece wapiennicze; poz.2),
• Przemysł żelaza i stali (wielkie piece, piece konwertorowe, piece do
utleniania rud; poz.3),
• Energetyka zawodowa i przemysłowa (kotły energetyczne i przemysłowe;
poz.4),
• Przemysł ceramiczny (piece do wypalania cegły; poz. 5),
• Koksownictwo (baterie koksownicze; poz. 6),
• Głównie instalacje posiadające pozwolenie zintegrowane, spełniające
zasady BAT.
Standardy RDF w możliwych
obszarach wykorzystania
• Spełnianie standardów emisyjnych
(Rozp. MŚ z 22.04.2011 r., w sprawie
standardów emisyjnych z instalacji –
Dz.U. z 2011 r., nr 95, poz.558; rozdz.3),
• Prowadzenie monitoringu (Rozp. MŚ z
4.11.2008 r., w sprawie wymagań w
zakresie pomiarów wielkości emisji
oraz pomiarów ilości pobieranej wody–
Dz. U. z 2008 r., nr 206, poz. 1291)
Udział ciepła z paliw
alternatywnych
Redukcja emisji zanieczyszczeń przy
wykorzystaniu RDF w przemyśle cementowym
Bezpieczeństwo wykorzystania RDF w
cementowni
• warunki temperaturowe i czasowe są wystarczające
do całkowitego spalenia wielkocząsteczkowych
węglowodorów, odchlorowania dioksyn i zniszczenia
pierścieni benzenowych, zarazem zapobiegając
powstaniu warunków sprzyjających rekombinacji
dioksyn i furanów,
• wysoka pojemność cieplna pieca sprawia, że nawet
w przypadku awaryjnego zatrzymania procesu
temperatura spada bardzo powoli, gwarantując
całkowite spalenie paliwa.
Szanse ?
• Uznanie RDF za produkty wg procedur end-of-waste
(art..6 dyrektywy; art.14 ust. 1 projektu UoO) (prace
Umweltbundesamt w Austrii – „Study on the
suitability of the different waste-derived fuels for
end-of-waste status in accordance with article 6 of
the Waste Framework Directive”)
• Uznanie przynajmniej części RDF za paliwa
nieodpadowe ( z największą ilością biomasy),
• Podobieństwo procesów spalania stałych paliw
konwencjonalnych i RDF,
• Zależność emisji od warunków spalania i konstrukcji
instalacji,
• Większy jak dotąd wpływ na składniki RDF
(zależność S, Cl i pyłu od składu RDF),
Szanse (cd) ?
• Zastosowanie energetycznych standardów
emisyjnych przy współspalaniu RDF z węglem w
energetyce i w procesach przemysłowych,
• Poprawa węzłów oczyszczania gazów odlotowych w
energetyce i w instalacjach przemysłowych,
• Przykład elektrociepłowni we wschodnich landach
Niemiec, spalających niskokaloryczny RDF,
• Stosowanie RDF w innych niż spalarnie instalacjach
termicznego przekształcania odpadów (piroliza,
zgazowanie i ich kombinacje – np., Plasco Energy
Group (Canada), Mecem IPC Co. Ltd. (Korea),
• Prawdopodobne załamanie się programu budowy
spalarni oraz konieczność wypełnienia zobowiązań
kraju czł. UE.
Plasco Energy Group – piroliza z
plazmowym zgazowaniem odp. kom.
MECEN IPC – zakład w Puong Chang - –piroliza
ze zgazowaniem konwencjonalnym odp. kom.
Oleje przepracowane jako źródło surowców i
energii (wg ustawy o odpadach)
•
•
OLEJE ODPADOWE (odpad niebezpieczny) – rozumie się przez to
wszelkie oleje smarowe lub przemysłowe, które nie nadają się już do
zastosowania, do którego były pierwotnie przeznaczone, a w szczególności
zużyte oleje z silników spalinowych i oleje przekładniowe, a także oleje
smarowe, oleje do turbin i oleje hydrauliczne
Priorytet regeneracji – hierarchia postępowania z olejami (art. 39)
1.Oleje odpadowe powinny być w pierwszej kolejności poddawane
odzyskowi poprzez regenerację, rozumianą jako każdy proces, w którym
oleje bazowe mogą być produkowane przez rafinowanie olejów
odpadowych, a w szczególności przez usunięcie zanieczyszczeń,
produktów utleniania i dodatków zawartych w tych olejach.
2. Jeżeli regeneracja olejów odpadowych jest niemożliwa ze względu na
stopień ich zanieczyszczenia, określony w odrębnych przepisach, oleje te
powinny być poddawane innym procesom odzysku.
3. Jeżeli regeneracja lub inne procesy odzysku olejów odpadowych są
niemożliwe, dopuszcza się ich unieszkodliwianie.
Stosowane w Polsce metody
zagospodarowania olejów odpadowych
1.
2.
3.
4.
Procesy regeneracji, w wyniku których odzyskuje się na drodze
rozdziału fizyko-chemicznego składniki, wchodzące w skład
olejów odpadowych, takie jak destylaty olejów smarowych oraz
zawarte w olejach odpadowych frakcje benzyny i frakcje oleju
napędowego,
Rozdestylowanie w kierunku uzyskania paliw
Procesy destrukcyjne, w wyniku których następuje zmiana
charakteru chemicznego poddawanych przerobowi olejów
odpadowych, na skutek rozkładu termicznego (krakingu),
szczególnie wyżej wrzących frakcji w kierunku otrzymania gazu i
lekkich frakcji naftowych oraz koksu (kraking termiczny; przerób
oleju odpadowego wspólnie z ropą naftową),
Bezpośrednie spalanie z odzyskiem lub bez odzysku ciepła
(w urządzeniach grzewczych; w cementowniach)
Analiza rynku olejów smarowych
w Polsce
• w latach 2001-2008 rynek olejów smarowych na
poziomie 180-250 tys. ton ,
• Dla 2008 r. można przyjąć przedział 210-220 tys. ton.
• 2004 r, nowelizacja ustawy ust. „o obow. przeds…”,
znacząco zmniejszyła pulę olejów smarowych,
podlegających odzyskowi w stosunku do ilości olejów
ogółem wprowadzanych na rynek (zmniejszenie rynku
olejów smarowych ,podlegających odzyskowi o ok. 25%
w stosunku do ilości ogółem),
• Wg badań, w 2008 roku opłacie produktowej
podlegało ok. 165 tys. ton olejów smarowych
wprowadzonych na rynek. Z ilości tej odzyskowi
podlega 50 % tzn. ok. 82,5 tys. ton olejów
odpadowych a recyklingowi 35 % , tzn. ok. 57,8 tys.
ton olejów odpadowych
Gospodarka odpadami poliolefinowymi w
Polsce
•
•
•
•
•
•
Podstawowymi źródłami odpadowych materiałów zawierających poliolefiny
są odpady komunalne ,opakowania oraz odpady powstające w sektorze
gospodarczym
w końcu 2011 r. osiągnęliśmy roczny poziom 10 mln ton odpadów
komunalnych (zebranych)-14%,tzn., 1.40 mln ton tworzyw sztucznych w
tych odpadach
ok.60% tworzyw sztucznych na polskim rynku to poliolefiny
poliolefiny - w odpadach komunalnych ok.0.84 mln ton ;potencjalne źródło
dla różnych procesów czyszczenia, uszlachetniania i recyklingu innego niż
mechaniczny oraz dla procesów bezpośredniego i pośredniego,
poprzedzonego przygotowaniem paliwa alternatywnego, spalania.
poliolefiny - w sektorze gospodarczym ok.300 tys. ton, na tyle czystych, że
bez specjalnego doczyszczania mogą być użyte w recyklingu
mechanicznym
niesprawny system selektywnej zbiórki odpadów, brak dużych,dobrze
wyposażonych centrów segregacji i recyklingu
Recykling , wykorzystanie energii
• ze źródeł przemysłowych odzysk tworzyw sztucznych może mieć
miejsce poprzez recykling mechaniczny (regranulat ),recykling
chemiczny (upłynnianie) lub poprzez spalanie (nie jest to recykling)
• gdy odpady z tworzyw poliolefinowych pochodzą z odpadów
komunalnych,zawierają nadruki,są metalizowane lub zawierają
resztki produktów ,dla których stanowiły opakowanie recykling
mechaniczny jest wykluczony ze względu na marną wartość
regranulatu ; spalenia takiego materiału jest też problematyczne
(odzysk zawartej w tworzywach sztucznych energii w takim
przypadku musiałby być poprzedzony wysegregowaniem odpadów
z tworzyw sztucznych z nadrukami i metalizacją)
• recykling chemiczny, bez względu na stan czystości przerabianych
odpadów z tworzyw sztucznych, prowadzący do otrzymywania
szerokiej frakcji węglowodorowej, tzw. KTS-F (Komponent Tworzyw
Sztucznych – Frakcje).
Paliwowy kierunek wykorzystania
odpadów poliolefinowych
Polega na wykorzystaniu poliolefin, jako paliwa, spalanego w
mieszaninie z innymi typowymi paliwami, takimi jak frakcje ropy
naftowej lub węgiel. W tej wersji utylizacji mogą być stosowane
różne rozwiązania technologiczne:
• Odpady z tworzyw szt. poddaje się najpierw wstępnej pirolizie ,bez
lub przy ograniczonym dostępie tlenu, po czym zarówno stała
pozostałość pirolizy jak i gazowy jej produkt spalane są w
odpowiednich palnikach lub paleniskach,
• Odpady z tworzyw sztucznych, zmieszane z węglem lub ciężkimi
frakcjami ropy naftowej, poddawane są gazyfikacji przy użyciu
mieszaniny przegrzanej pary wodnej i powietrza a gazowe produkty
procesu mogą być kierowane do spalania,
• bezpośrednie spalanie mieszaniny tworzyw i węgla lub tworzyw i
frakcji ropy naftowej.
Dziękuję za uwagę