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
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Zagadnienia
Background on Methane
Overview of Methane to Markets
Approach to Project Development
Methane to Markets Work in Poland
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
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)
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Basic information
–
ƒ
Metan (CH4)
Informacje podstawowe
–
100-year GWP = 25 Lifetime = 12 years
–
Primary component of
natural gas.
Many natural and
anthropogenic sources
ƒ
ƒ
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
ƒ
ƒ
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
ƒ Methane is produced
and emitted during the
anaerobic
decomposition of
Other
organic material in 37%
landfills
ƒ 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%
ƒ Metan jest
produkowany podczas
beztlenowego
rozkładu substancji
organicznej
Światowa Emisja Metanu
(CH4) (MMTCO2e) in 2000
ƒ 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
ƒ 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:
ƒ 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
ƒ Nastąpił wzrost ilości krajów które przystąpiły do programu (z
14 do 29)
ƒ Reprezentują ponad 62% światowej antropogenicznej emisji
metanu
ƒ 9 z 10 krajów odpowiedzialnych za największą emisję
metanu
ƒ Grown from 14 to 29 Partner governments
ƒ Represent more than 62% global anthropogenic
methane emissions
ƒ 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
ƒ
Brings necessary actors together to implement reduction projects
Over 850 organizations
Project Network members can:
ƒ
ƒ
ƒ
–
–
–
–
–
–
ƒ
ƒ
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
ƒ
–
ƒ
ƒ
ƒ
2007
2008
18
Kluczowe osiągnięcia
Brought high-level focus specifically on methane
–
2006
ƒ
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
ƒ
ƒ
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
ƒ Strategiczne skupienie uwagi na:
ƒ 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)
ƒ
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
ƒ
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
ƒ
Reduced waste of a valuable fuel and important local energy
source and
ƒ
Improved air quality, water quality and reduced odors
ƒ
Reduced greenhouse gas emissions
ƒ
Progress toward sustainable development goals
ƒ
Economic growth and energy security
KORZYŚCI
ƒ
Lepsze wykorzystanie cennego paliwa i ważnego lokalnego
źródła energii
ƒ
Poprawa jakości powietrza, wody oraz redukcja odorów
ƒ
Zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych
ƒ
Zbliżenie do celów zrównoważonego rozwoju
ƒ
Rozwój ekonomiczny i bezpieczeństwa energetycznego
ALE SĄ TEŻ BARIERY…
ƒ
Brak informacji na temat poziomu emisji oraz wartości
utraconego paliwa
ƒ
Brak informacji i szkoleń o dostępnych technologiach oraz
praktycznych doświadczeń
ƒ
Zwyczajowe rozwiązania w przemyśle
ƒ
Regulacje i zagadnienia prawne
ƒ
Ograniczony rynek metanu i infrastruktura
ƒ
Wątpliwe nastawienie inwestorów
BUT BARRIERS EXIST…
ƒ
Lack of awareness of emission levels and value of lost fuel
ƒ
Lack of information on and training in available technologies and
management practices
ƒ
Traditional industry practices
ƒ
Regulatory and legal issues
ƒ
Limited methane markets and infrastructure
ƒ
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
ƒ Inventory development – to delineate sites and potential
project opportunities
ƒ 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
ƒ Technical Assistance – currently assessing landfills to identify
project opportunities for 2010 Project Expo
ƒ Capacity Building – have held two Landfill Gas Energy and
Operations and Management Training Workshops in Poland
(November 08 and July 09)
ƒ Meeting with federal officials, local and regional banks, and
regional project developers to build interest and capacity to
develop LFGE projects in Poland
27
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
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
ƒ Tom Frankiewicz (U.S.EPA)
ƒ 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
ƒ Landfills are a Method of Disposing
of Solid Wastes on Land Without
Creating Nuisances or Hazards to
Human Health of the Environment.
ƒ Zorganizowane składowanie
odpadów jest bezpieczną dla ludzi i
środowiska metodą ich utylizacji.
3
4
Landfill Basics
Informacje podstawowe
ƒ Protection of Human Health and the
Environment
ƒ Ochrona środowiska i zdrowia ludzi.
– Poprawa jakości powietrza
– Ochrona wód podziemnych
– Better air quality
– Groundwater protection
ƒ Działania wpływające pozytywnie na
produktywność gazową składowiska
ƒ 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
ƒ Liners provides containment of
contaminants.
ƒ Warstwy zabezpieczające
zapewniają ograniczenie
rozprzestrzeniania się
zanieczyszczeń.
ƒ Reduces groundwater
contamination.
ƒ Redukują zanieczyszczanie wód
gruntowych.
ƒ Reduces landfill gas migration.
ƒ Zmniejszają możliwość migracji
gazu składowiskowego.
9
10
Warstwy zabezpieczające z
gliny
Clay Liners
ƒ Easiest to install.
ƒ Łatwe w budowie.
ƒ Readily available.
ƒ Łatwo dostępne.
ƒ Generally 60 cm thick.
ƒ Warstwy o grubości 60 cm.
ƒ Compacted in 15cm lifts.
ƒ Zagęszczane do warstw 15 cm.
ƒ Strive for permeability of less than
10-6 cm/sec.
ƒ 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
ƒ Uses clay liner as the base.
ƒ Wykorzystują warstwę gliny jako
podkład.
ƒ Add geomembrane above clay.
ƒ Nad warstwą gliny montuje się
geomembranę.
ƒ Provides greater protection of the
environment.
ƒ 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
ƒ Zapewnia ochronę środowiska i zdrowia ludzi
ƒ Tworzy barierę przed intensywnym opadem
deszczu (burza)
ƒ Zapewnia ochronę przeciwpożarową
ƒ Redukuje infiltrację wód opadowych
ƒ Poprawia produktywność gazową składowiska
ƒ Daje możliwość wykonania prawidłowej
instalacji degazacyjnej
ƒ Redukuje odory
ƒ Zapewnia kontrolę rozprzestrzeniania się
drobnoustrojów chorobotwórczych
ƒ Provides protection for human health and
environment
ƒ Provides barrier for stormwater runoff
ƒ Provides protection against fire
ƒ Reduces stormwater infiltration
ƒ Improves landfill gas generation
ƒ Improves ability to collect landfill gas
ƒ Reduces odors
ƒ Provides vector control
25
26
Składniki warstwy
rekultywacyjnej
Final Cover Components
ƒ Warstwa rekultywacyjne wykonana z ziemi
ƒ 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)
ƒ 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.
ƒ 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
ƒ Kontrola wody opadowej
ƒ 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
ƒ Inspect cover monthly
ƒ 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
ƒ Produced with solid waste
decomposition in anaerobic conditions
ƒ Amount & composition dependent on
solid waste characteristics
ƒ Increase in organics equals an
increase in gas generation
ƒ Can be used to create energy
ƒ Gas production ends with end of
decomposition
ƒ Wytwarzany w trakcie rozkładu materii
organicznej w warunkach beztlenowych
ƒ Ilość i jakość gazu zależy od składu odpadów
zdeponowanych na składowisku
ƒ Wzrost zawartości związków organicznych
powoduje wzrost produktywności gazowej
ƒ Może być wykorzystany do wytwarzania
energii
ƒ Produktywność gazowa wygasa wraz z
wyczerpaniem materii organicznej
zdeponowanej na składowisku
33
Landfill Gas: Typical
Composition
34
Gaz składowiskowy: typowy
skład.
ƒ Methane (CH4)
ƒ Metan (CH4)
– 50% to 60%
– 50% to 60%
ƒ Carbon Dioxide (CO2)
ƒ Dwutlenek węgla (CO2)
– 40% to 50%
– 40% to 50%
ƒ Non Methane Organic Compounds (NMOCs)
- Trace
ƒ Heating Value
ƒ Pozostałe związki organiczne (NMOCs) –
Ilości śladowe
ƒ Wartość opałowa
– 500 Btu/standard cubic foot (scf)
– 18,5 MJ/m3
ƒ Moisture Content
ƒ Zawartość wilgoci
– Saturated
– Nasycony
35
36
Methane (CH4)
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Metan (CH4)
Colorless
Odorless and tasteless
Lighter than air
Relatively insoluble in water
Highly explosive
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
– 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
ƒ Dlaczego metan jest zaliczany do gazów
cieplarnianych?
ƒ 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)
ƒ Methane as GHG is over 20x more potent
by weight than CO2
ƒ Methane is more abundant in the
atmosphere now than anytime in the past
400,000 years and 150% higher than in the
year 1750
ƒ Metan posiada 20 – krotnie większy
współczynnik GWP niż CO2
ƒ Stężenie metanu w atmosferze znajduje się
obecnie na wysokim poziomie. Stężenie jest o
150% wyższe niż w roku 1750.
39
40
Summary
Podsumowanie
ƒ Modern sanitary landfills have
measures/programs in place to protect the
environment and public health.
ƒ Landfill liners can be either synthetic or clay
based.
ƒ Installing final cover on a landfill is critical to
managing waste.
ƒ Landfill gas is a natural byproduct of the
decomposition of solid waste and needs to
be managed appropriately.
41
ƒ Współczesne składowiska komunalne
mają wprowadzane programy mające na
celu ochronę środowiska i zdrowia
publicznego.
ƒ Warstwy uszczelniające składowisk mogą
być syntetyczne lub oparte na glinie.
ƒ Wykorzystanie warstwy rekultywacyjnej na
składowisku jest bardzo ważne z punktu
widzenia zarządzania odpadami.
ƒ 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
ƒ Zarządzanie pracą na
składowisku odnosi się do
skutecznego postępowania z
odpadami deponowanymi na
składowisku
ƒ Working face
management refers to
the efficient handling of
waste as it is dumped
into the landfill.
ƒ Good management
relies on controlled
operations,
communications
between staff and
drivers, and a well
thought out plan on
disposal.
ƒ 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
ƒ Spotters should
direct traffic to the
area on the tipping
pad for waste
unloading.
ƒ Obserwatorzy
powinni kierować
ruchem na terenie
składowiska w celu
właściwego
rozładunku.
77
8
Nadzór nad pracą składowiska
Controlled Working Area
ƒ Communication
between the
operators and
spotters is
crucial for a
smooth and safe
operation
ƒ Komunikacja
pomiędzy
operatorami a
obserwatorami
jest kluczowa
dla płynnych i
bezpiecznych
działań.
99
10
Nadzór nad praca składowiska
Controlled Working Area
ƒ Limit traffic on the
tipping area to
allow the safe and
efficient unloading
operations
11
11
ƒ Należy ograniczyć
ruch na obszarze
składowania w celu
bezpiecznego i
skutecznego
rozładunku odpadów.
12
Nadzór nad praca składowiska
Controlled Working Area
ƒ Sorted by types
of waste for
proper
placement“good” and “bad”
waste.
ƒ 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
ƒ Jednorodny.
ƒ Homogeneous.
ƒ Łatwy do
transportu.
ƒ Easy to handle.
ƒ Poses little threat
to equipment.
ƒ Stanowi
niewielkie
zagrożenie dla
sprzętu.
15
15
16
Nadzór nad pracą składowiska
Controlled Working Area
„Dobry” odpad
“Good” Waste
ƒ Arrives in packer
trucks and transfer
trailers.
ƒ Dostarczany w
ciężarówkach i
przyczepach.
ƒ Placed on the outside
and near to the
surface of the cell.
ƒ Umieszczany na
zewnątrz i w pobliżu
powierzchni kwater.
17
17
18
Nadzór nad
Controlled Working Area
„Zły” odpad
“Bad” Waste
ƒ Bulky.
ƒ Masywny.
ƒ Difficult to
grade.
ƒ Trudny do
sklasyfikowania.
ƒ Normally does
not compact
well.
ƒ Zazwyczaj
trudny do
zagęszczenia.
19
19
20
Nadzór nad pracą składowiska
Controlled Working Area
„Zły” odpad
“Bad” Waste
ƒ Comes in rolloff trucks
and/or self
haul vehicles.
ƒ Utrudnia
poruszanie się
pojazdów na
składowisku.
ƒ Should be
placed toward
the bottom of
fill.
ƒ 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
ƒ Access roads need to
ƒ Drogi dojazdowe
powinny być drogami
przejezdnymi w
każdych warunkach
atmosferycznych.
be all-weather roads.
ƒ Proper drainage is
important.
ƒ Odpowiednie
odwodnienie jest
ważne.
25
25
Access to Working Face
26
Dostęp do miejsca składowania
ƒ Tipping pads need
to be accessible
during wet weather
operations.
ƒ Keep pushes to cell
as short as
possible.
ƒ Have a contingency
plan.
ƒ Miejsca
składowania
odpadów powinny
być dostępne w
deszczową
pogodę.
ƒ Rozładunek
odpadów powinien
być jak najkrótszy.
ƒ 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
ƒ Śmieci deponowane
na składowiskukierowane są na
otwartą
powierzchnię.
ƒ Trash dumped in
tipping areapushed to open
face.
ƒ Podłoże składowiska
może być wykonane
ze żwiru,
rozdrobnionego
asfaltu, betonu, gliny.
ƒ Tipping pad can
be made of
gravel, crushed
asphalt, concrete,
clay, or fill dirt.
31
31
32
Working Face
Miejsce składowania
ƒ Keep vehicles off the
working face,
minimizing damage
and increasing
unloading time.
ƒ Built to accommodate
several vehicles at
once.
ƒ Divert water away from
the working face.
ƒ Pojazdy nie powinny
dojeżdżać zbyt blisko do
działki roboczej, co
pozwala na zmniejszenie
szkód ale zwiększa czas
rozładunku.
ƒ Drogi powinny być tak
zbudowane aby zmieściły
jak najwięcej pojazdów na
raz.
ƒ Woda powinna być
odprowadzana od
składowiska.
33
33
Working Face
34
Miejsce składowania
ƒ Śmieci są
rozprowadzane
przez spychacze na
powierzchni
składowiska- im
bliżej tym lepiej!
ƒ Trash is pushed
by a dozer to the
working facecloser is better!
ƒ Two Basic Types
of Cell
Construction
methods-build
from the top or
from the bottom.
ƒ Istnieją dwa typy
budowy kwater- od
góry lub od dołu.
35
35
36
Working Face
Miejsce składowania
ƒ Building from
the bottom
allows for
vertical or
sloping lifts.
ƒ Budowanie od
dołu pozwala
na pionowe
lub ukośne
podnoszenia.
37
37
Working Face
Building from the Bottom
38
Miejsce składowania
Budowanie od dołu
ƒ Należy spychać
śmieci od dołu
zbocza i układać
coraz wyżej w
kierunku szczytu.
ƒ Push trash from
the bottom of the
slope and work it
up the face
towards the top.
ƒ Provides greater
compacting effort
when using a
track-type
equipment.
ƒ Lepsze
zagęszczanie
odpadów
uzyskujemy przy
użyciu kompaktora.
39
39
40
Working Face
Building from the Bottom
Miejsce składowania
Budowanie od dołu
ƒ Łatwiejszy do
utrzymania
ƒ Easier to
maintain
ƒ Zlikwidowane jest
zjawisko
samoistnego
spadania odpadów
ƒ “Waterfalling”
garbage is
eliminated
ƒ Sprzęt musi
pracować ciężej
ƒ Equipment must
work harder
ƒ All garbage has
to be pushed
uphill
ƒ Wszystkie śmieci
powinny być
pchnięte w górę
41
41
42
Miejsce składowania
Working Face
Budowanie od dołu
Building from the Bottom
ƒ Poor compaction
density when using a
track type piece of
equipment.
ƒ Przy użyciu innego
sprzętu niż kompaktor
występuje słabe
zagęszczanie.
43
43
44
Working Face
Miejsce składowania
ƒ Building from
the top allows
for horizontal
lifts.
ƒ Budowanie od
góry pozwala
na poziome
podnoszenia.
45
45
Working Face
Building from the Top
46
Miejsce składowania
Budowanie od góry
ƒ Garbage can be
pushed downhill.
ƒ Śmieci mogą zostać
zepchnięte na dół.
ƒ Much easier for
dozers, less wear on
machines.
ƒ Zastosowanie tej
metody zmniejsza
zużycie maszyn.
47
47
48
Working Face
Building from the Top
Miejsce składowania
Budowanie od góry
ƒ Increased potential
for “waterfalling”
garbage.
ƒ Zwiększona
możliwość
samoistnego
spadania śmieci.
ƒ Less compaction
density when using
track type
equipment.
ƒ Przy użyciu
sprzętu innego niż
kompaktorymniejsze
zagęszczanie.
49
49
Working Face
Building from the Top
50
Miejsce składowiska
Budowanie od góry
ƒ Difficult to make
grade compared to
bottom up building.
ƒ Trudno dokonać
porównania z
budowaniem od dna.
ƒ May create more
litter.
ƒ Może powodować
trudności z
uporządkowaniem
miejsca składowania.
51
51
52
Waste Compaction
Zagęszczanie odpadów
53
53
Waste Compaction
54
Zagęszczanie odpadów
ƒ Most important
aspect of
operating a
landfill.
ƒ Bardzo ważny
aspekt działania
składowiska.
ƒ Płaskie zbocza są
lepsze do
zagęszczania
(budować z góry
w dół).
ƒ Flatter slopes are
better for
compaction (build
from the top
down).
55
55
56
Waste Compaction
Zagęszczanie odpadów
ƒ More work with
less effort.
ƒ Więcej pracy z
mniejszym
wysiłkiem .
ƒ Greater density.
ƒ Większa gęstość.
57
57
Waste Compaction
58
Zagęszczanie odpadów
ƒ Cztery czynniki
wpływające na
zagęszczanie:
• Ciężar sprzętu
• Prędkość
przemieszczania
się kompaktora
• Grubość
warstwy
• Konstrukcja
sprzętu
ƒ Four factors
affecting
compaction
• Weight of
Equipment
• Speed of
equipment
• Lift thickness
• Design of
equipment
59
59
60
Waste Compaction
Zagęszczanie odpadów
ƒ Weight of
equipment
-Heavier is better, the
ƒ 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
ƒ Track equipment
best used for
pushing waste
uphill.
ƒ The center of
mass will be
transferred to rear
of machine.
ƒ Decreases
surface area of
tracks.
63
63
ƒ Do popychania
odpadów w górę
służy najlepiej
kompaktor.
ƒ Środek ciężkości
będzie przeniesiony
w tył maszyny.
ƒ Zmniejsza
powierzchnię
ścieżki.
64
Waste Compaction
Kompaktowanie odpadów
Speed of Equipment
Predkość
ƒ Faster equipment
passes create
greater compaction.
ƒ Szybszy sprzęt
powoduje lepsze
kompaktowanie.
ƒ Faster speed does
not necessarily
mean unsafe.
ƒ Większa prędkość
nie koniecznie
oznacza że jest
niebezpieczna.
65
65
Waste Compaction
66
Zagęszczanie odpadów
Speed of Equipment
Szybkość
ƒ The hammer and the
box scenario.
ƒ Sytuacja młotka i
skrzyni.
ƒ Faster the hammer
is swung, the more
compaction is
achieved.
ƒ Większe
zagęszczenie
otrzymuje się przy
szybszym
poruszaniu się
młotka.
67
67
68
Waste Compaction
Zagęszczanie odpadów
Lift Thickness
Grubość warstwy
ƒ Thicker is not always
better.
ƒ Thin lifts of trash
compact easier.
ƒ 30 cm to 60 cm thick
is ideal.
ƒ Grubiej to nie zawsze
lepiej.
ƒ Małe ilości
kompaktują się lepiej.
ƒ Idealna grubość to
od 30 cm do 60 cm.
69
69
Summary
70
Podsumowanie
ƒ Staranne zarządzanie miejscem składowania jest
elementem kluczowym dla bezpiecznej i płynnej pracy.
ƒ Miejsce składowania może być wykorzystane w celu
identyfikacji:
– Rodzajów odpadów
– Rodzajów pojazdów przybywających na składowisko
ƒ Zarządzanie odpadami w miejscu składowania pozwala
na prawidłową budowę kwater – można zabudowywać
od góry do dołu.
ƒ Zagęszczanie odpadów jest istotne dla efektywnego
zarządzania składowiskiem i umożliwia kontrolę
kosztów i wydłużenie czasu eksploatacji składowiska.
ƒ A carefully managed landfill working face is key to
smooth and safe operations.
ƒ The working face may be managed to segregate:
– Different types of waste
– Types of vehicles coming to the site
ƒ Managing waste at the face is the foundation for
cell formation – can be build from top or bottom
ƒ 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
ƒ Typowa warstwa
rekultywacyjna - gleba;
ƒ Redukuje odory;
ƒ Zapewnia kontrolę nad
szkodnikami i
gryzoniami;
ƒ Pomaga porządkować
prace na składowisku i
zmniejsza ryzyko
pożarów.
ƒ „Zbieracze”
ƒ Typical cover material –
soil;
ƒ Reduces odors;
ƒ Provides rodent/pest
control;
ƒ Controls litter and
reduces the risk of fire.
ƒ Waste scavengers &
recyclers
– Controls access
– Increases safety
– Kontrola dostępu
– Wzrost bezpieczeństwa.
55
66
Daily Cover
Warstwy przykrywające odpady
Application
Założenia
ƒ Większość rodzajów
gleb może zostać
wykorzystana do
przykrycia odpadów.
ƒ Most soil material
is suitable for cover.
ƒ Source should be
close to site.
ƒ Źródło gleby powinno
być blisko składowiska.
ƒ Spread cover
material in 15 cm lifts
to achieve even,
consistent layers.
77
ƒ Materiał powinien być
rozmieszczany na
warstwie odpadów
zapewniając ciągłość
pokrycia. Grubość
warstwy 15 cm.
88
„Tymczasowe” warstwy
przykrywające odpady - Założenia
Daily Cover
Application
ƒDaily cover material
is usually stripped off
each morning.
ƒLeave cover
material close to
working face for
reuse.
ƒMiejsce 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.
ƒRecovery of
material allows for
reclamation air
space .
ƒMateriał na warstwy
przykrywające powinien
znajdować się w pobliżu miejsca
deponowania odpadów.
99
10
10
Alternatywne „tymczasowe”
warstwy przykrywające
Alternative Daily Cover
ƒ Other inert
materials can be
used for daily cover:
ƒ 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
ƒ 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.
ƒ 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
ƒ Covering waste daily is important for minimizing
landfill nuisances, including:
ƒ Przykrywanie odpadów po zakończeniu deponowania w
danym dniu jest ważne z uwagi na minimalizację
szkodliwości składowiska, w tym:
– Odory
– Śmieci
– Szkodniki
ƒ Należy minimalizować przenoszenie materiałów
pokrywających w obrębie składowiska – stanowi to znaczny
koszt!
ƒ Dzienna pokrywa może być zdejmowana co rano w celu
zaoszczędzenia powierzchni składowiska.
ƒ Jako przykrycie można stosować różne rodzaje materiałów:
– Gleba
– Poszatkowane opony
– Popioły
– Szlamy burzowe
– Odor
– Litter
– Pests
ƒ Minimize moving cover material around site – this
can be expense!
ƒ Daily cover can be stripped off each morning in
order to conserve landfill airspace.
ƒ 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
ƒ Leachate
Characteristics
ƒ Leachate Sources
ƒ Leachate
Collection
ƒ Leachate
Treatment
ƒ Charakterystyka
odcieków
ƒ Źródła odcieków
ƒ Odbiór odcieków
ƒ Oczyszczanie
odcieków
55
Leachate
66
Odcieki
ƒCreated by Liquids
ƒŹródłem są ciecze
-Precipitation, run-on
-Moisture in waste
ƒ Dissolved and Suspended Solids
-Inorganics
-Organics
-Micro-organisms
ƒ Characteristics Depend
-Types of Waste
-Age of Waste
ƒMajor Cost Associated with Landfills
-Opady atmosferyczne, dopływ
-Wilgoć w odpadach
ƒ Składnikami części rozpuszczone i zawieszone
-Nieorganiczne
-Organiczne
-Mikroorganizmy
ƒ Właściwości zależą od
-Typu odpadów
-Wieku odpadów
ƒStanowią znaczące koszty w eksploatacji
88
składowisk
77
“Typical” Leachate
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
“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
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
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
ƒ Waste Composition
Położenie geograficzne
Częstotliwość opadów
Pora roku
Warstwa przykrywająca odpady
Metody postępowania
– odpływy burzowe
– plandeki przeciwdeszczowe
ƒ Skład odpadów
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
– 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
ƒKeep Liquids Out
ƒAvoid Groundwater
ƒRun-on and Run-off
Controls
ƒImpervious Cover
ƒTrzymaj ciecz na
zewnątrz
ƒUnikaj wód
podziemnych
ƒKontroluj spływy i
dopływy wody
ƒStosuj
nieprzepuszczalne
zabezpieczenia
17
17
Surface Discharges
18
18
Zagrożenia
ƒ Odors - Unsightly
ƒ Odrażające odory
ƒ Surface Water Contamination
ƒ Zanieczyszczenie wód
powierzchniowych
ƒ May Reach Groundwater
ƒ Vegetation Distress
ƒ Możliwość zanieczyszczenia wód
podziemnych
ƒ Usually a Dark, Rusty Color
ƒ Zaburzenia wegetacji
ƒ 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
ƒ Low Permeability (clay) Liner
ƒ Niska przepuszczalność warstwy
zabezpieczającej (glina)
– Natural (in place)
– Re-compacted Liner
– Naturalna (na miejscu)
– Wyłożenie obcym gruntem zagęszczonym
ƒ Geosynthetics
ƒ Geosyntetyczna
– Single geosynthetic Layer
– Synthetic/Clay Double Liner
– Pojedyncza warstwa geosyntetyczna
– Syntetyczna/glina podwójna warstwa zabezpieczająca
ƒ Composite Liner
ƒ 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
ƒ Kilka zaprojektowanych przypadków
pozwala szacować ilości generowanych
odcieków oraz wymiary instalacji do odbioru
i usuwania odcieków;
ƒ 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
ƒ Primary Purposes
ƒ 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
ƒ Factors Considered
–
–
–
–
–
–
–
–
ƒ 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
ƒ Input Data
ƒ 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
ƒ Output Data
–
–
–
–
–
ƒ 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
ƒ Model Hydrologic Evaluation of Landfill Performance
(HELP) (Schroeder, etal, 1994)
ƒ 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
ƒ Output is only as good as the input
ƒ Results vary with user and model
version
ƒ Assumptions built into model:
ƒ Dane wyjściowe zależą tylko od
posiadanych danych wejściowych
ƒ Wyniki zależą od użytkownika i
stosowanej wersji modelu
ƒ 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
ƒ Leachate Collection System (primary)
ƒ 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)
ƒ Leachate/Leak Detection System (in
double liner systems)
ƒ 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
ƒ Protective cover: Material between
drainage layer and waste
ƒ 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
ƒ Drenaż (wysoka przepuszczalność)
ƒ 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
ƒ Pipe (HDPE)
ƒ 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
ƒ Hydraulic Conductivity, k (coefficient of
Permeability)
–
–
–
–
Sands:
Gravels:
Geonets:
Chipped Tires
58
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Transmissivity (T) = k x thickness of layer
ƒ Przewodność (T) = k x grubość warstwy
59
60
System odciekowy: Parametry
projektowe
Drain Media: Design Parameters
ƒ Controlling slopes, (s)
ƒ 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
ƒ Dopuszczalna maksymalna wysokość poziomu
cieczy, (h)
ƒ Maximum allowable head, (h)
– 30 cm (12-inches)
– 30 cm
ƒ Distance between collection pipes, (L),
dependent on:
–
–
–
–
ƒ 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
ƒ Określić geometrię uszczelnienia
ƒ Oszacować wstępną geometrię systemu
odbioru
ƒ Oszacować przenikanie do warstwy
drenażowej (Model HELP)
ƒ Określić poziom lustra cieczy
ƒ Skorygować (jeśli konieczne) geometrię
systemu odbioru (korekta rozmieszczenia
rur)
ƒ Określić wymaganą wytrzymałość rur
(wielkość rur)
ƒ Określić wielkość pomp
ƒ Wyspecyfikować wymagania materiałowe
ƒ Establish liner geometry
ƒ Estimate initial collection system geometry
ƒ Estimate infiltration to drainage layer (HELP
Model)
ƒ Evaluate head over liner
ƒ Revise collection system geometry as
needed (pipe spacing revisions)
ƒ Determine required pipe strength (pipe
sizing)
ƒ Size pumps
ƒ Select material specifications
63
64
Projektowanie systemu
odciekowego
Pipe Design
ƒ Pipe sizing
–
–
–
–
ƒ Wymiarowanie rur
Leachate flow rate
Area flowing to pipe
Pipe slope
Use Manning’s Equation for design
–
–
–
–
ƒ Pipe Strength
–
–
–
–
Prędkość przepływu odcieków
Powierzchnia spływu
Nachylenie rur
Zastosuj równanie Manninga
ƒ 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
ƒ
A form of bioreactor
ƒ
Bioreaktor
ƒ
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
ƒ
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
ƒ Ilość odcieków
ƒ 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.
ƒ Warunki ogólne: wysokość odpadów 30 stóp (3
warstwy)
– leachate collection system design
ƒ Generally, 30-ft of waste (3-lifts) is placed before
recirculation is initiated
– Rowy poziome rozmieszczone w odstępach 50 stóp
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Leachate re-introduction via:
– Vertical wells and/or pits
– Drain fields
– Horizontal trenches
– Spray irrigation
ƒ Delivery systems include:
– Pumper truck
– Gravity piping
– Pressure piping or forcemain
ƒ Zawracanie odcieków poprzez:
– Studnie i/lub odwierty
– Powierzchnie drenażowe
– rowy
– Zraszanie
ƒ System doprowadzenia odcieków:
– cysterny
– Rurociągi grawitacyjne
– Rurociągi ciśnieniowe
73
Leachate Recirculation Trench
74
Rów recyrkulacyjny
75
76
Sposoby postępowania z
odciekami
Leachate Treatment Systems
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Evaporation Ponds
Leachate evaporation using landfill gas
Wetland treatment (Passive Treatment)
On-Site Treatment plant
Pump and haul to POTW
Discharge to sanitary sewer
ƒ Stawy do odparowania
ƒ Odparowanie odcieków przy użyciu gazu
składowiskowego
ƒ Oczyszczalnie hydrofitowe
ƒ Oczyszczalnie odcieków na składowisku
ƒ Transport (cysterny) odcieków do
oczyszczalni
ƒ 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
ƒ Purpose: Provide collection point for
pumping leachate
ƒ Location: Function of design
configuration, low point
ƒ Sizing based on:
ƒ Cel: umożliwia odbiór i pompowanie odcieków
ƒ Lokalizacja: w zależności od projektu, najniższy
punkt
ƒ Wielkość zależy od:
– Ilości odcieków
– Pożądanego cyklu pracy pomp
– Leachate flow rate
– Desired pump cycle time
ƒ Typ pomp: zanurzeniowe
ƒ Pompownia może posiadać system pomp
zapasowych
ƒ Dobór elementów pomocniczych
(elektrycznych) zgodnie z mocą największej z
pomp
ƒ Type: Submersible
ƒ May have redundant pump system or
back-up pumps available
ƒ Sizing ancillary components (electrical)
for largest pump anticipated
89
Summary
90
Summary
ƒ Several factors contribute to the generation of
leachate, including: site geography, storm
frequency, waste composition, seasons and
landfill operations.
ƒ Modeling can be a useful tool to estimate
leachate generation on a site specific basis.
ƒ Components of leachate collection system
require specific design characteristics.
ƒ Recirculation of leachate increases the rate of
waste decomposition and accelerates gas
generation.
ƒ Several technologies exist for leachate
treatment, including leachate evaporation fueled
by landfill gas.
91
ƒ Kilka czynników przyczynia się do powstania odcieków
tj.: geograficzne położenie składowiska, częstotliwość
odpadów, skład odpadów, pory roku i działania
prowadzone na składowisku.
ƒ Modelowanie może być użytecznym narzędziem do
oszacowania ilości powstających na składowisku
odcieków.
ƒ Elementy składowe systemu odbioru odcieków wymagają
indywidualnego podejścia do projektu.
ƒ Recyrkulacja odcieków zwiększa szybkość rozkładu
odpadów i przyspiesza powstawanie gazu.
ƒ 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
ƒ Objectives of LFG
Collection/Control
ƒ Cele odbioru/
kontroli gazu
składowiskowego
ƒ Elements of a LFG
collection System
ƒ Elementy systemu
odbioru gazu
składowiskowego
ƒ LFG Destruction/
Utilization Options
ƒ Możliwość
wykorzystania/utyli
zacji gazu
składowiskowego
3
4
Cel budowy instalacji
odgazowujących
Objectives
ƒ Odzysk i wykorzystanie gazu
składowiskowego
ƒ Zmniejszanie potencjalnego
wpływu na środowisko
ƒ Kontrola migracji gazu poza obręb
składowiska
ƒ Kontrola emisji odorów
ƒ Przestrzeganie uwarunkowań
prawnych
ƒ Recover and utilize LFG
ƒ Minimize potential
environmental impacts
ƒ Control off-site migration
ƒ Control odors
ƒ Comply with regulatory
requirements
5
Elements of an LFG Collection
System
6
Elementy systemu odbioru gazu
składowiskowego
ƒ Network of interconnecting piping
ƒ Sieć połączonych rurociągów
ƒ LFG collection points
ƒ 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
ƒ Elements of condensate management
ƒ Urządzenia oddzielające kondensat
ƒ Flow control
ƒ Kontrola odbioru gazu
ƒ Dmuchawy, wentylatory
ƒ LFG blower/combustion device (flare,
engine, etc.)
ƒ Urządzenia spalające (pochodnia, silnik,
etc.)
9
10
Pionowe studnie
odgazowujące
Vertical Extraction Wells
ƒ Najbardziej
powszechne podejście
na odzyskanie gazu
składowiskowego
ƒ Most common
approach for
recovering LFG
ƒ Install in existing or
operational disposal
areas
ƒ Możliwość budowy na
eksploatowanym lub
zrekultywowanym
składowisku
ƒ Waste depth
preferable >10 meters
11
ƒ Preferowana
głębokość warstwy
odpadów >10 metrów
12
Pionowe studnie
odgazowujące
Vertical Extraction Wells
ƒ Install approx 2.5 wells
per hectare(~ 1 well per
0.4 hectare)
ƒ Projektując liczbę studni
na składowisku należy
założyć ok. 2.5 studni na
hektar.
ƒ May lose efficiency or
not work in landfills with
elevated leachate levels
ƒ 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
ƒ Wiercenie należy
wykonać do 75%
głębokości warstwy
odpadów
ƒ Poziom głębokości
studni zależy od:
ƒ In-refuse wells: 75%
of the refuse depth
ƒ 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
ƒ Boreholes typically 60 cm to 90 cm in
diameter
ƒ Średnica wykonywanego odwiertu mieści się w
zakresie od 60 cm do 90 cm
ƒ Casing is generally PVC or HDPE
ƒ Studnie wykonuje się zazwyczaj z PVC lub
HDPE
ƒ Bottom perforated - start 6 meters below
ground surface
ƒ Perforowana część studni zaczyna się 6 metrów
poniżej powierzchni terenu
ƒ Spacing depends upon “radius of
influence” (typical 60 m - 122 m)
ƒ Rozmieszczenie studni zależy od promienia
oddziaływania (typowa odległość 60 m - 122 m)
17
18
Charakterystyczna eksploatacja studni
Typical Vertical Extraction Well
ƒ Bentonite seal
prevents air infiltration
Warstwa
rekultywacyjna
Głowica
Geomembrana
- opcjonalnie
ƒ Wellhead incorporates:
ƒ 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
ƒ Elementy wyposażenia
głowicy:
– Zawór regulujący
przepływ
– Króciec pomiarowy
– Urządzenia
monitorujące przepływ
(opcjonalnie)
– Termometr (opcjonalnie)
20
Vertical Extraction Wells - Examples
ƒ Auckland, New
Zealand
Pionowe studnie odgazowujące - przykłady
ƒ Auckland, Nowa
Zelandia
ƒ Los Angeles, Kalifornia
ƒ 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
ƒ Radius of influence 2 to
2.5 times well depth
ƒ Increase vacuum to
increase the radius of
influence
ƒ 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
ƒ Promień oddziaływania
studni jest 2 do 2.5 raza
większy niż głębokość
studni
ƒ Należy zwiększyć
podciśnienie aby
zwiększyć promień
oddziaływania
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Alternative approach
for LFG recovery
ƒ Alternatywne podejście do
odzysku gazu
składowiskowego
ƒ Install in shallow areas
ƒ Należy je układać na
płytkich obszarach
składowiska
ƒ Install in existing or
operational disposal
areas
ƒ Należy je układać na
eksploatowanym
składowisku
27
28
Kolektory poziome (cd.)
Horizontal Collectors (continued)
ƒ Install at a
spacing of
approx. 30 to
100 meters
ƒ Należy je układać
w odstępach od
ok. 30 do 100
metrów
ƒ Can be used
in landfills
with elevated
leachate
levels
ƒ Mogą być
układane na
składowiskach z
podwyższonymi
poziomami
odcieków
29
30
Kolektory poziome –
założenia projektowe
Horizontal Collectors - Design
Features
ƒ Install in
trenches or
place on grade
and cover with
gravel and
waste
ƒ 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.)
ƒ Construct out of approx 100 mm slotted
PVC or HDPE pipe
ƒ Kolektory poziome wykonuje się z rur PVC
lub HDPE o średnicy ok. 100 mm
ƒ 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
ƒ Bangkok, Thailand
ƒ Bangkok, Tajlandia
ƒ Los Angeles, Kalifornia
ƒ Los Angeles, California
37
38
Kolektory główne i rurociągi
doprowadzające
Laterals and Headers
ƒ Pathway for LFG from wellheads to blowers
ƒ Transportują gaz składowiskowy od głowicy do
stacji zbiorczej
ƒ Can be above-grade or underground
ƒ Mogą być układane nadpoziomowo i
podpoziomowo
ƒ Generally HDPE - PVC sometimes used
above-grade
ƒ Wykonane zazwyczaj z HDPE. Jeżeli są
wykonane z PVC układane są nadpoziomowo
ƒ Umożliwiają przepływ odpowiedniego
strumienia objętości gazu przy zakładanym
spadku ciśnienia
ƒ Sized on flow rate and pressure drop
39
40
Kolektory główne i rurociągi
doprowadzające(cd.)
Laterals and Headers (continued)
ƒ Pipe configuration often
“looped” to provide
alternative flow paths
ƒ Kolektor główny budowany jest
często jako pętla wokół
składowiska, co umożliwia
alternatywny i swobodny dopływ
gazu z rurociągów
doprowadzających.
ƒ Pipe sloped to promote
condensate drainage
ƒ Kolektory układane są ze spadkiem
który umożliwia odpływ kondensatu
ƒ Unusual drops in vacuum
normally due to
condensate blockages
ƒ Wahania podciśnienia w
rurociągach spowodowane są
zazwyczaj zatorem z kondensatu
(zjawisko zasyfonowania)
41
42
System odbioru
kondensatu
Condensate System
ƒ Ilość kondensatu zależy
od temperatury i
przepływu gazu
ƒ Condensate volume
depends on LFG
temperature and flow
ƒ Zakłada się, że
wilgotność względna
gazu składowiskowego
wynosi 100%
ƒ LFG is assumed to be
100% saturated with
water
ƒ Temperatura gazu
składowiskowego
mieści się w zakresie
od 32 do 54° C
ƒ LFG temperature is
typically 32° to 54° C
43
44
Condensate Removal Design Features
Usuwanie kondensatu –
założenia projektowe
ƒ LFG cools in the LFG
collection piping and the
moisture condenses out
into the piping
ƒ
Kondensat wykrapla się z
gazu składowiskowego
podczas spadku temperatury
gazu
ƒ Piping designed to
allow condensate to
drain
ƒ
Prawidłowo zaprojektowana
sieć pozwala na odpływ
kondensatu
ƒ
Odwadniacze pozwalają na
grawitacyjny odbiór
kondensatu
ƒ
Kondensat zbierany jest w
studzienkach
odwadniających
ƒ Traps allow for drainage
by gravity
ƒ Sumps collect
condensate
45
46
Utylizacja gazu składowiskowego
LFG Destruction
ƒ Destruction
– Open flares (aka: candle-stick flares)
– Enclosed flares (aka: ground flares)
ƒ Utylizacja
– Otwarte pochodnie (świeczki)
– Zamknięte pochodnie (jako: pochodnie z
zamknięta pochodnia spalania)
47
48
Blower/Flare Station
Stacja zbiorcza – dmuchawy/pochodnie
ƒ Combusts
methane gas
ƒ Spala gaz
składowiskowy
ƒ Open or
enclosed
flame
ƒ Gaz spalany jest
w pochodniach z
otwartym lub
zamkniętym
płomieniem
49
50
Stacja zbiorcza – dmuchawy/pochodnie
Blower/Flare Station (continued)
ƒ May be used in combination with beneficial
use system
ƒ Pochodnia może być wykorzystywana w
połączeniu z systemem energetycznego
zagospodarowania gazu składowiskowego.
ƒ Needed during utilization system startup and
downtime
ƒ Pochodnia jest elementem koniecznym podczas
postoju systemu energetycznego wykorzystania
gazu składowiskowego.
51
52
Blower/Flare Station - Design
Features
Stacja zbiorcza – dmuchawy/pochodnie
ƒ Pochodnia powinna
znajdować się centralnie w
stosunku do systemu
odbioru gazu, w pobliżu
potencjalnych odbiorców
końcowych, z dala od drzew.
ƒ Location should be
central to collection
system, close to
potential end user or
utility service, away from
trees
ƒ Powinna być
zaprojektowana w sposób
umożliwiający elastyczną
regulację ilości spalanego
gazu.
ƒ Design with flexibility to
handle future gas flows
53
54
Blower/Flare Station –
Typical Elements
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
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
ƒ Gazomierz
ƒ Panel sterujący (kontrolujący zarówno
wentylator jak i pochodnię)
ƒ Automatyczny zawór odcinający
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
55
56
Example
Przykład
57
58
Pochodnie z zamkniętą komora
spalania
Enclosed Ground Flares
ƒ Pochodnia
zazwyczaj mierzy od
9 do 12 metrów
ƒ Gaz składowiskowy
spalany blisko ziemi
ƒ Płomień nie
widoczny na
zewnątrz
ƒ Wloty powietrza
znajdują się przy
podstawie pochodni
ƒ Flare body usually
circular: 9 to 12
meters high
ƒ LFG combusted
close to ground
ƒ Flame not visible
from outside
ƒ Air louvers near
stack base
59
60
Pochodnie z zamkniętą komorą spalania
(cd.)
Enclosed Ground Flares (continued)
ƒ Typical operating temperature range:
760 °C to 870 °C
ƒ Typowy zakres temperatur:
760 °C to 870 °C
ƒ Typical destruction of 98 to 99 percent (or
greater)
ƒ Sprawność spalania rzędu 98 do 99 % (lub
większa)
ƒ More expensive than candlestick flares
ƒ Koszt wyższy niż pochodni z widocznym
płomieniem (świeczka)
61
Open (Candlestick) Flare
Components
62
Elementy pochodni z widocznym
płomieniem (świeczka)
ƒ Pionowa rura
ƒ Vertical pipe
ƒ Płomień widoczny na
zewnątrz
ƒ Flare tip at top of
pipe - flame visible
ƒ Pochodnie – świeczki
posiadają mniejsze
gabaryty niż pochodnie z
zamkniętą komorą
spalania
ƒ Smaller than
enclosed flare
63
64
Podsumowanie
Summary
ƒ System odbioru gazu
składowiskowego
uzależniony jest od
warunków występujących na
składowisku
ƒ Podstawowe założenia:
ƒ LFG collection system
design - site specific
ƒ Basic Concept
– Provide path for LFG
collection
– Manage condensate
– Burn or utilize the gas
– Prowadzić odbiór gazu
– Zarządzać kondensatem
– Wykorzystywać
energetycznie lub spalać
gaz
ƒ Always consider your
operating goals
ƒ 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
ƒ Landfill biogas modeling overview
ƒ Available international biogas models
ƒ Przegląd metod modelowania produktywności
gazowej
ƒ Dostępne międzynarodowe modele
ƒ Wnioski wyciągnięte z projektów modelowania
LMOP
ƒ Wyzwania dla międzynarodowego
modelowania
ƒ Lessons learned from LMOP biogas modeling
projects
ƒ Challenges of international biogas modeling
ƒ Using biogas modeling to evaluate suitability of
landfills for energy projects.
ƒ Wykorzystanie modelowania do oceny
przydatności składowisk do projektów
energetycznych.
3
4
Need for International
Landfill Biogas Modeling
Potrzeba międzynarodowego
modelowania produktywności
gazowej
ƒ Ratification of Kyoto Protocol has
accelerated pace of international landfill
biogas project development
ƒ Ratyfikacja Protokołu z Kioto
przyspieszyła tempo rozwoju
międzynarodowego projektu
dotyczącego gazu składowiskowego
ƒ U.S. EPA’s Methane to Markets
Partnership will further promote landfill
biogas-to-energy projects internationally
ƒ 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
ƒ Accurate estimates of landfill biogas
recovery are critical for evaluating
project feasibility and economics
ƒ 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
ƒ U.S. EPA’s “Landfill Gas Generation Model”
(LandGEM)
ƒ LMOP’s international LFG models:
ƒ „Model generacji gazu składowiskowego”
(“Landfill Gas Generation Model”) (LandGEM)
organizacji EPA
ƒ 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))
ƒ Intergovernmental Panel on Climate Change
(IPCC) Model (2006)
ƒ 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
ƒ Historyczna i projektowana ilość
składowanych odpadów
ƒ k = stała szybkość wytwarzania metanu
(rozkładu) (1/rok)
ƒ Historic and projected future waste
disposal rates
ƒ 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
ƒ L0 = potencjalna wydajność produkcji metanu
(m3/t)
ƒ 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
ƒ Collection efficiency
ƒ Sprawność odzysku
11
12
U.S. EPA LandGEM v. 3.02
U.S. EPA LandGEM v. 3.02
ƒ LandGEM:
ƒ 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
ƒ Mexico Biogas Model (EPA, 2003)
ƒ 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
ƒ Central America Biogas Model (EPA, 2007)
ƒ 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
ƒ Intergovernmental Panel on Climate Change
spreadsheet model (IPCC, 2006)
ƒ 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
ƒ Model projects generation, not expected
recovery
ƒ Model pozwala na obliczenie produkcji, nie
oczekiwanego odzysku
ƒ Collection efficiency =
ƒ Sprawność odbioru =
Amount of landfill biogas collected
Amount of landfill biogas generated
Ilość zebranego gazu składowiskowego
Ilość wytworzonego gazu składowiskowego
ƒ Collection efficiency based on:
ƒ 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
ƒ Landfill biogas recovery = model estimate of
generation x % collection efficiency
ƒ Odzysk gazu składowiskowego = modelowy
szacunek produkcji x % wydajność odzysku
ƒ Maksymalne osiągalne wartości odzysku:
ƒ 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
ƒ Mexico LFG Model (12/2003)
ƒ Meksykański model LFG (12/2003)
ƒ Thailand LMOP-World Bank Workshop
(4/2004)
ƒ Tajlandzkie warsztaty LMOP-World
Bank (4/2004)
ƒ Central America Biogas Model
(3/2007)
ƒ Środkowoamerykański model biogazu
(3/2007)
23
24
LMOP Landfill Biogas Model
for Mexico
Model LMOP dla Meksyku
ƒ Partnership between U.S. Government and
Mexico
ƒ Partnerstwo między rządami USA i Meksyku
ƒ Model bazuje na LandGEM, modyfikując
wartości k i Lo tak, aby pasowały do
meksykańskich składowisk
ƒ Model is based on the LandGEM, with
modifications to the k and Lo values to be
suitable for Mexico’s landfills
ƒ Zastosowanie modelu zademonstrowane na
warsztatach w Monterrey w grudniu 2003
ƒ 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
ƒ World Bank Landfill Biogas Training Workshop,
Bangkok, Thailand – April 29-30, 2004
ƒ Evaluated project feasibility through the
preparation of landfill biogas models for 56
disposal sites
Nonthaburi Open Dump Site
ƒ Warsztaty szkoleniowe World Bank Landfill Biogas
Training Workshop, Bangkok, Tajlandia – 29-30
kwietnia 2004
ƒ 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
ƒ Evaluated climate, site conditions, and waste
characteristics in each of 7 CA countries
ƒ LMOP workshop in El Salvador, March 29, 2007
ƒ Oceniono klimat, warunki składowania i charakterystyki
odpadów w każdym z 7 krajów środkowoamerykańskich
ƒ 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
ƒ Wyzwanie 1: Różnice w składzie
odpadów
ƒ 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
ƒ Obtain site specific waste composition data
ƒ Use models (IPCC, LMOP Central America) that
account for varying waste composition
ƒ Uzyskać szczegółowe dane składu odpadów
danego miejsca
ƒ 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
ƒ Challenge #2: Differences in landfill
design & operations can affect biogas
production
ƒ 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
ƒ
ƒ Evaluate site conditions to estimate “Methane correction
factor” (MCF) adjustment for aerobic conditions at shallow
or unmanaged sites
ƒ Evaluate collection system efficiency based on a checklist
of site conditions that maximize recovery:
ƒ
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
ƒ
ƒ 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
ƒ Need to use conservative model collection
efficiency assumptions
ƒ Konieczność założenia ostrożnego
współczynnika sprawności odzysku
ƒ Field investigations (pump test) can indicate
extent of leachate problem
ƒ Wizje lokalne (testy odpompowania) mogą
wykazać istnienie problemów z odciekami
ƒ Modifications to collection system design to
address leachate problems:
ƒ 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
ƒ Models to estimate international
landfill biogas generation and
recovery are available:
ƒ 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
ƒ Large uncertainties in international landfill
biogas modeling despite growing demand
ƒ Duże niepewności w kwestii
międzynarodowego modelowania
produktywności gazowej mimo rosnącego
zapotrzebowania
– Models need adjustment to account for varying waste
composition and site characteristics
ƒ Uncertainty estimating collection efficiency
represents large potential source of error
ƒ Modele trzeba dostosowywać uwzględniając zmienny skład
odpadów i charakterystykę miejsca
ƒ 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
ƒ Complete Assessment Reports
ƒ Kompletne raporty oceny
ƒ Decide if Pre-feasibility Study is to be
conducted; select site; conduct study
ƒ Decyzja, czy należy przeprowadzić wstępne
studium wykonalności; wybór obiektu,
przeprowadzenie studium
ƒ LMOP continuing to provide training through
M2M (www.methanetomarkets.org)
ƒ LMOP zapewnia szkolenie poprzez M2M
(www.methanetomarkets.org)
ƒ Mexico Landfill Biogas Model currently
available, Central America Landfill Biogas Model
will be available at:
www.epa.gov/lmop/international.htm
ƒ Modele meksykański i środkowoamerykański
LMOP: www.epa.gov/lmop/international.htm
ƒ Model IPCC:
ƒ 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
ƒ Review of the Kyoto
Protocol and the
Joint Implementation
program
ƒ Challenges
encountered
ƒ Recommendations
ƒ Przegląd Protokołu z
Kioto oraz programu
Wspólnych Wdrożeń
ƒ Wyzwania
ƒ Rekomendacje
3
4
Review of the Kyoto Protocol
and Joint Implementation
Przegląd Protokołu z Kioto oraz
programu Wspólnych Wdrożeń
ƒ 1992 – The United Nations adopts the
United Nations Framework Convention on
Climate Change (UNFCCC)
ƒ 1994 – The UNFCCC enters into force
ƒ 1997 – The Kyoto Protocol adopted
ƒ 2005 – The Kyoto Protocol enters into
force
ƒ 1992 – ONZ przyjmuje Konwencję
Ramową ws. Zmian Klimatycznych
(UNFCCC)
ƒ 1994 – UNFCCC wchodzi w życie
ƒ 1997 – Protokół z Kioto zostaje przyjęty
ƒ 2005 – Protokół z Kioto wchodzi w życie
5
Przegląd Protokołu z Kioto
oraz programu Wspólnych
Wdrożeń
Review of the Kyoto Protocol
and Joint Implementation
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Mechanizm Wspólnych Wdrożeń - Joint
Implementation (JI)
ƒ 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
ƒ Ministry of Environment
ƒ Ministerstwo Środowiska
ul. Wawelska 52/52
00-922 Warszawa
Poland
ul. Wawelska 52/52
00-922 Warszawa
Polska
ƒ Ms. Maria Kłokocka
ƒ Maria Kłokocka
Head of the Division of Climate Protection and Environmental
Conventions
Department of Global Environmental Issues and Climate Change
ƒ
ƒ
ƒ
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]
ƒ
ƒ
ƒ
Telefon: +48 22 5792 761
Fax: +48 22 5792 463
Email: [email protected]
13
Analysis of JI Countries
14
Analiza krajów JI
ƒ Point Carbon Analysis - Poland
ƒ 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
ƒ Istytucjonalne /
polityczne
ƒ Institutional/Political
ƒ Technical
ƒ Techniczne
17
18
Wyzwania związane z implementacją
projektów JI z wykorzystaniem gazu
składowiskowego
Challenges to Implementing
Landfill Gas JI Projects
ƒ Instytucjonalne /
polityczne
ƒ 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
ƒ Proces JI
ƒ 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
ƒ Uzyskanie praw do
wykorzystania gazu
ƒ 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
ƒ Institutional/Political
Result
– The result is to
further shorten the
already limited time
period to recover
investment and
decrease potential
for project
devlopment
25
ƒ 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
ƒ Techniczne
ƒ 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
ƒ Over Estimating
Recoverable Landfill Gas
– Finding reliable input
data
• Waste
characterization
• Waste disposal
history
• Projected future
waste receipts
Garbage in = Garbage
out!
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Poor System Design
– “Watering-in” of wells
and collection system
– Corrosion and
siloxane build-up on
system components
– Increased vandalism
– Increased costs
ƒ 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
ƒ Inne techniczne
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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!
ƒ 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
ƒ Dla inwestorów
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Emissions included unburned organic
compounds, hydrochloric acid, sulfur
dioxide, and combustion-related emissions
such as nitrogen oxide and carbon
monoxide
43
ƒ Biogaz jest przeważnie spalany
w pochodniach bądź wykorzystywany
w urządzeniach takich jak silniki, turbiny
bądź kotły
ƒ Emisje obejmują niespalone cząstki
organiczne, HCl, SO2, oraz produkty
spalania takie jak NOx , CO, CO2
44
Unburned Organic Compounds
Niespalone cząstki organiczne
ƒ Combustion processes are not
100% efficient, so some
hydrocarbons, including methane,
are emitted
ƒ Typical combustion efficiencies:
ƒ Proces spalania nie ma 100%
wydajności, więc część
węglowodorów, w tym metan, może
być emitowanych do powietrza
ƒ 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)
ƒ Nitrogen Oxides (NOx)
ƒ 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)
ƒ Carbon Monoxide (CO)
ƒ 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)
ƒ Particulate Matter (PM)
ƒ 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)
ƒ Hydrochloric Acid (HCl)
ƒ 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)
ƒ Sulfur Dioxide (SO2)
ƒ 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
ƒ Kyoto Protocol sets legal-binding targets and
timetables for developed nations to reduce
greenhouse gas emissions.
ƒ There are many institutional, political and technical
challenges to implementing landfill gas JI projects.
ƒ Cooperation between landfill owners/operators and
investors is paramount to project success.
ƒ There are many “products” of biogas combustion
that must be managed to prevent their release into
the atmosphere.
57
ƒ Protokół z Kioto ustanawia wiążące prawnie cele i
harmonogramy ich osiągnięcia w zakresie redukcji
emisji gazów cieplarnianych dla krajów
rozwiniętych.
ƒ Istnieje wiele instytucjonalnych, politycznych i
technicznych przeszkód w implementacji projektów
JI związanych z biogazem składowiskowym.
ƒ Kooperacja pomiędzy właścicielami/operatorami
składowisk i inwestorami jest niezwykle istotna dla
osiągnięcia sukcesu.
ƒ 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
ƒ Factors affecting a site’s potential for landfill
gas utilization
ƒ Which disposal sites are ideal for landfill
gas utilization projects
ƒ Utilization options
ƒ Community acceptance
ƒ Finding supporting project partners
ƒ Czynniki wpływające na potencjał
wykorzystania gazu składowiskowego
ƒ Które ze składowisk są idealne do
wykorzystania w projektach biogazowych
ƒ Możliwości wykorzystania gazu
ƒ Akceptacja społeczności
ƒ Odnajdywanie partnerów wspierających
33
44
Potencjalne lokalizacje projektów
biogazowych
Potential Landfill Gas Project Sites
ƒ Factors affecting a
site’s potential for
landfill gas utilization
ƒ 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
ƒ Site acceptance
– Landfill gas
utilization project
is to be accepted
by the local
government and
community
ƒ Akceptacja
składowiska
– Instalacja
wykorzystania
biogazu musi
zostać
zaakceptowana
przez lokalne
władze i
społeczność
99
Waste Disposal Rates
10
10
Szybkość składowania odpadów
ƒ Waste quantity
– >0.3 million metric
tons of waste in
place and >0.5
million metric tons
capacity
ƒ Waste composition
– Higher organic
waste % = higher
methane production
ƒ Waste age
– Older waste
produces less
methane
11
11
ƒ Ilość
– >0.3 miliona ton
składowanych
odpadów i >0.5
miliona ton
pojemności
ƒ Skład
– Wyższa zawartość
% organiki =
większa produkcja
metanu
ƒ Wiek odpadów
– Starsze odpady
produkują mniej
metanu
12
12
Site Conditions
Warunki na składowisku
ƒ Status of Landfill
Operation
ƒ Status
– Otwarte lub niedawno
zamknięte
– Open or recently closed
ƒ Typ
ƒ Landfill Type
– Zarządzane
• Codzienne zakrywanie
• Zagęszczanie
• Warstwę rekultywacyjną
– Otwarte wysypiska
• wyzwania
– Managed Landfills
• daily cover
• compaction
• final cover
– Open Dumps
• present challenges
ƒ Głębokość składowiska
ƒ Landfill Depth
– Optymalnie ponad 10m
– Greater than 10 meters is
optimal
13
13
Climate and Moisture Levels
14
14
Klimat i wilgotność
ƒ Climate
ƒ Klimat
– High rainfall
contributes to
rapid waste
decay
– Znaczne opady
wpływają na
szybki rozkład
odpadów
ƒ Zarządzanie
wilgotnością
składowiska
ƒ Management
of Moisture in
the Landfill
– Zarządzanie
odciekami
– Stabilność
składowiska
– Leachate
management
– Landfill stability
15
15
16
16
Other Considerations
Inne warunki
ƒ Geology/ Hydrogeology
ƒ Geologia/ Hydrogeologia
– Presence of liner and/or clay
soils beneath site
– Obecność warstw gliniastych
pod wysypiskiem
ƒ Temperature
ƒ Temperatura
– Methane production is
maximized between 35-57
degrees Celsius
– Produkcja metanu jest
maksymalna w temperaturze
35-57 st. C.
ƒ Other factors:
ƒ Inne czynniki:
– Landfill design
– Site-specific factors
– Projekt składowiska
– Czynniki lokalne
17
17
18
18
Możliwości wykorzystania gazu
składowiskowego
Utilization Options for Landfill Gas
ƒ Are there uses for
the energy
recovered?
ƒ Direct use
ƒ Electricity
generation
ƒ Gas processing
ƒ Emerging
technologies
ƒ Czy jest
użytkownik dla
wytworzonej
energii?
ƒ Wykorzystanie
bezpośrednie
ƒ Produkcja energii
elektrycznej
ƒ Uzdatnianie gazu
ƒ Nowe technologie
19
19
20
20
Are There Uses For The Energy
Recovered?
Czy jest użytkownik dla
odzyskanej energii?
ƒ Ask yourself these questions, are
there…
ƒ 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?
ƒ Additionally...
ƒ 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
ƒ Find Supportive
Project Partners
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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)
ƒ Warunkiem powodzenia projektu energetycznego
wykorzystania gazu składowiskowego jest
przychylność lokalnej społeczności i władz.
ƒ Istnieje wiele różnych metod wykorzystania gazu
składowiskowego, których zastosowanie
uzależnione jest od lokalnego zapotrzebowania
energii.
ƒ In order for a landfill gas utilization project to be
successful you must have the support of the
community and local government.
ƒ 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
ƒ Reliable technologies exist for using landfill gas
- >90% up time
ƒ Uses a source of energy that otherwise would
have been wasted
ƒ 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
ƒ Istnieją niezawodne technologie wykorzystania
gazu składowiskowego - >90% niezawodności
ƒ Wykorzystanie energii zamiast jej tracenia
ƒ Redukcja emisji gazów cieplarnianych.
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
3
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
4
Minimum Size Landfill
Minimalne wymiary składowiska
ƒ Typical large scale project
ƒ 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
ƒ Small scale project
ƒ 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
ƒ Direct Use
ƒ Bezpośrednie wykorzystanie gazu
ƒ Electricity Production
ƒ Produkcja energii elektrycznej
ƒ Microturbine Combined Heat and
Power
ƒ Mikroturbiny CHP (ciepło i energia
elektryczna)
9
10
Direct Gas Utilization
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Bezpośrednie wykorzystanie gazu
Boilers
Process heaters
Greenhouses
Infrared heaters
Ceramics and glass
Biodiesel production
Autoclave/medical waste incineration
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
11
Kotły
Procesy grzewcze
Szklarnie
Ogrzewanie na podczerwień
Produkcja ceramiki i szkła
Produkcja biodiesla
Autoklawy/spopielanie medycznych odpadów
12
Greenhouses
Szklarnie
ƒ Bezpośrednie
wytwarzanie ciepła z
gazu lub
wykorzystanie ciepła
odpadowego z
generatora prądu
ƒ Energia elektryczna
do oświetlenia
ƒ 5 funkcjonujących
szklarni w USA
ƒ Direct heat or use
waste heat from
electrical generation
ƒ Generate electricity
to power lights
ƒ 5 operational
greenhouse projects
in the U.S.
13
Infrared Heaters
14
Ogrzewacze na podczerwień
ƒ Used to heat
storage and
maintenance
facilities
ƒ Requires very little
LFG to heat large
spaces
ƒ Easy to install
ƒ 4 operational
projects in the U.S.
ƒ Stosowane do
ogrzewania magazynów
i przy konserwacji
urządzeń
ƒ Wymagają bardzo
małych ilości LFG do
ogrzania dużych
powierzchni
ƒ Łatwe do
zainstalowania
ƒ 4 zrealizowane projekty
w USA
15
16
Ceramic and Glass Production
Produkcja ceramiki i szkła
ƒ Used to fuel ceramic
kilns or glass
furnaces
ƒ Provides large cost
savings to industries
and artists
ƒ 2 operational
projects in the U.S.
ƒ 2 projects in
development in the
U.S.
ƒ Stosowanie w piecach do
wypalania ceramiki i
piecach szklarskich
ƒ Zapewnia redukcję
kosztów w przemyśle i
pracowniach
artystycznych
ƒ 2 zrealizowane projekty
w USA
ƒ 2 projekty w fazie
opracowywania w USA
17
18
Energy Center/centrum
energetyczne
Energy Center
19
20
Małe generatory energii
elektrycznej
Small Electrical Generation
ƒ Small Internal
Combustion Engine
– 55-800 kW
ƒ Małe silniki spalinowe
– 55-800 kW
ƒ Możliwość lokalnego
wytwarzania energii
elektrycznej
ƒ Local electric
generation
opportunities
21
Combined Heat and Power
22
CHP- układy kogeneracyjne
ƒ Mikroturbiny
ƒ 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
ƒ Start-up in 2003
ƒ Combined Heat and Power (cogeneration),
0.36 MW
ƒ 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.
ƒ
ƒ
ƒ
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
ƒ Many ways to beneficially utilize LFG at
smaller landfills
ƒ Available niche technologies range from
research and development stage units
to commercially available systems
ƒ Istnieje dużo korzystnych sposobów
wykorzystania gazu składowiskowego
(LFG)
ƒ 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
ƒ Economic Evaluation Process
ƒ Proces oceny ekonomicznej
– Quantifying Revenues
– Quantifying Costs
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
– Określanie przychodów
– Określanie kosztów
Comparison of Technologies
U.S. EPA Cost Model
Typical Project Costs
Jobs and Revenue Creation
Summary
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
33
Porównanie technologii
Model kosztowy - US EPA
Typowe koszty projektów
Miejsca pracy i generacja przychodów
Podsumowanie
44
Evaluating Project Economics
Ocena ekonomiczna projektu
ƒ The Economics of a Landfill Biogas
Project Depends on a Number of
Factors:
–
–
–
–
ƒ 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
ƒ After completing the initial economic
analysis for each technology option, a
comparison should be made to determine
the best option.
ƒ Po zakończeniu wstępnej analizy
ekonomicznej dla każdej technologii, należy
dokonać porównania w celu określenia
optymalnego wariantu.
19
20
Comparison of Technologies
Porównianie technologii
ƒ Head-to-Head Comparison:
ƒ 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
ƒ Consideration of Non-Price Factors:
ƒ Uwzględnianie czynników niefinansowych:
– Environmental performance
– Reliability
– Accuracy of assumptions
– Wpływ na środowisko
– Niezawodność
– Wiarygodność założeń
23
24
Comparison of Technologies
Porównanie technologii
ƒ US EPA Cost Model:
ƒ Model kosztów US EPA:
– Excel spreadsheet developed to assist with
comparison
– Based on average capital and O&M costs for
each technology (US $)
– Arkusz kalkulacyjny opracowany do wsparcia
porównania
– Oparty na średnich kosztach inwestycyjnych i
operacyjnych dla każdej technologii (w USD)
25
Wymagane dane dla modelu
kosztów
Cost Model-Required Inputs
ƒ Landfill open year
ƒ Landfill close year
ƒ Landfill biogas wellfield
area
ƒ Waste acceptance rate
26
ƒ Project type
ƒ Rok otwarcia
składowiska
ƒ Rok zamknięcia
składowiska
ƒ Obszar pokrycia
studniami
biogazowymi
ƒ Ilość przyjmowanych
odpadów
– Engine
– Turbine
– Direct Use
ƒ Collection and flaring
costs
ƒ Project start date and
duration
27
ƒ Typ projektu
– Silnik
– Turbina
– Wykorzystanie
bezpośrednie
ƒ Koszty odbioru gazu i
jego spalania w
pochodni
ƒ Termin rozpoczęcia
projektu i czas jego
trwania
28
Opcjonalne dane modelu
kosztów
Cost Model–Optional Inputs
ƒ Gas flow
ƒ Methane generation
rate
ƒ Methane content
ƒ Waste depth
ƒ Collection efficiency
ƒ End user distance
ƒ Interest, inflation,
discount and tax rates
ƒ Tax credits
ƒ Direct credits
– Greenhouse gas
– Renewable energy
ƒ Product price
ƒ Electricity rates
Przepływ gazu
Generacja metanu
Stężenie metanu
Grubość warstwy
odpadów
ƒ Wydajność systemu
odbioru gazu
ƒ Odległość od
użytkownika
końcowego
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ Oprocentowanie,
inflacja, stopa
dyskontowa i
opodatkowanie
ƒ Ulgi podatkowe
ƒ Ulgi bezpośrednie
– Gazy cieplarniane
– Energia odnawialna
ƒ Cena produktu
ƒ Koszt energii
elektrycznej
29
Cost Model Outputs
ƒ Average project sizes
– Direct Use
– Electricity
ƒ Initial capital cost
ƒ Annual operation costs
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
30
Wartości wyjściowe modelu
Internal rate of return
Net present value
Payback
Breakeven price
Environmental benefits
31
ƒ Średnia wielkość
projektu
– Bezpośrednie
wykorzystanie
– Energia elektryczna
ƒ Koszy inwestycyjne
ƒ Roczne koszty
operacyjne
ƒ Wewnętrzna stopa
zwrotu
ƒ Obecna wartość netto
ƒ Zwrot
ƒ Kwota wyrównania
ƒ Korzyści dla
środowiska
32
Initial Capital Cost Estimates
($USD)
Szacunkowe koszty inwestycyjne
(USD)
ƒ 20-acre landfill
ƒ Wellfield (20 wells and header piping)
ƒ Składowisko o powierzchni 8 hektarów
ƒ Studnie (20 studni i orurowanie)
– $340,000-$460,000
– $340,000-$460,000
ƒ Blower/Flare station (assume 300 standard cubic
feet per minute of flow)
ƒ Stacja dmuchaw z pochodnią (założony przepływ
500 m3/h)
– $200,000
– $200,000
ƒ Treatment system
ƒ System oczyszczania/uzdatniania
– $500,000
– $500,000
ƒ Engine (0.5 MW capacity)
ƒ Silnik (moc 0.5 MW)
– $800,000
– $800,000
ƒ Pipeline (1 mile)
– $105,000-$448,000
ƒ Rurociąg (1 mila)
33
Electricity Generation /
Cogeneration
34
Generacje energii elektrycznej /
kogeneracja
ƒ Factors for a Economically Feasible
Project:
–
–
–
–
– $105,000-$448,000
ƒ 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
ƒ 3 MW engine project for 15 years:
ƒ 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
ƒ Total capital cost = ~$5.35 million
ƒ Total annual cost = ~$570,000
ƒ Całkowity koszt inwestycyjny = ~$5.35 mil
Roczny koszt operacyjny = ~$570,000
37
Direct Use
38
Bezpośrednie wykorzystanie
ƒ Generally the most economic recovery
option. Considerations:
ƒ 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
ƒ 800 scfm project for 15 years:
ƒ 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
ƒ Total capital cost (5-mile) = ~$2.69 million
ƒ Total O&M cost = ~$750,000
ƒ Całkowity koszt inwestycyjny (odl 5mi) =
~$2.69 mil
ƒ Roczny koszt operacyjny = ~$750,000
41
42
Miejsca pracy i generacja
przychodów
Jobs and Revenue Creation
ƒ 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
ƒ 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.)
ƒ 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)
ƒ 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
ƒ Compare results of economic feasibility
analysis for landfill biogas use.
ƒ Porównanie rezultatów analizy
ekonomicznej wykorzystania biogazu
składowiskowego.
ƒ Rank options based on financial as well as
non-price factors.
ƒ Stworzenie rankingu opcji z
uwzględnieniem czynników finansowych i
pozafinansowych.
ƒ Select best option for use of the gas.
ƒ 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:
ƒ Green Certificates - Electricity generated from
renewable energy sources
ƒ
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)
ƒ 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.
ƒ
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)
ƒ
ƒ 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
ƒ Review of Landfill Biogas Project
Components
ƒ Revenue Sources
ƒ Project Costs
ƒ Financial Analyses
ƒ Project Development Challenges
ƒ Recommendations
3
ƒ Przegląd elementów wchodzących w
skład projektu zagospodarowania gazu
składowiskowego
ƒ Źródła dochodu
ƒ Koszty projektu
ƒ Analizy finansowe
ƒ Wyzwania związane z rozwojem
projektu
ƒ Zalecenia
4
Elementy projektu
zagospodarowania gazu
składowiskowego
Landfill Biogas Project
Components
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
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
ƒ Monitoring
– Redukcje emisji
– Sprzedaż energii
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
– Electrical generation
– Industrial use
– Treatment of biogas
ƒ Monitoring
– Emission reductions
– Energy sales
5
6
Oszacowanie produktywności
gazowej skadowiska
Estimation of Biogas Potential
ƒ Obserwacje i analizy działań na składowisku
ƒ Zbieranie dokładnych danych
ƒ 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)
ƒ Wieloletni proces produktywności gazowej i oszacowanie
odzysku biogazu.
– Konserwatywne czy realistyczne?
– Zdawać sobie sprawę z przeszacowania
ƒ Observation and analysis of landfill operations
ƒ Collection of accurate data
ƒ 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)
ƒ 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
ƒ Recovery estimates are basis of project
economic analyses
ƒ Account for declining recovery and
subsequent collection system expansions
ƒ Oszacowanie sprawności odzysku
jest podstawą do przeprowadzenia
analiz ekonomicznych
ƒ 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
ƒ Wymagane zarówno w celu redukcji emisji jak i w
przypadku projektów energetycznego
wykorzystania gazu
ƒ Jeśli odbiór gazu nie jest wymagany należy wziąć
po uwagę aspekty ekonomiczne projektowanego
systemu odbioru
ƒ Required for both emission reduction and
utilization projects
ƒ 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
ƒ Ocena proponowanych rozwiązań
ƒ Rozwiązania mogą być ograniczone przez
lokalizację
ƒ Czy potrzebna jest uzdatnianie biogazu?
ƒ Evaluation of project options
ƒ Options may be limited by location
ƒ Biogas treatment needed?
–
–
–
–
14
Water
Siloxanes
Reduced sulfur compounds
Compression for high-pressure end use?
–
–
–
–
ƒ 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?
ƒ 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
ƒ Projekty związane z redukcją emisji
ƒ 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
ƒ Energy projects
ƒ Wykorzystanie energetyczne
– Biogas flow
– Electrical generation
– Odbiór biogazu
– Produkcja prądu
ƒ Pay attention to calibration and maintenance
requirements of greenhouse gas market programs
ƒ Należy zwrócić uwagę na dostosowanie się do
wymagań programów związanych z emisją gazów
cieplarnianych
17
Revenue Sources
18
Źródła dochodu
ƒ Emission reductions
ƒ Energy sales
ƒ Redukcja emisji
ƒ Sprzedaż energii
– MWh electric
– MWh thermal
– MWh elektryczna
– MWh cieplna
ƒ Incentives
ƒ Zachęty
– Grants
– Low interest loans
– Economic development programs
– Granty
– Niskooprocentowane pożyczki
– Programy rozwoju ekonomicznego
19
20
Revenue - Emission Reductions
Dochody- Redukcja emisji
ƒ Review UNFCC ACM00001 for Guidance
ƒ Determine project baseline
ƒ Estimate annual methane recovery
ƒ Należy traktować dokument UNFCC ACM00001
jako podręcznik
ƒ Należy określić punkt wyjścia dla rozpatrywanego
projektu
ƒ Należy oszacować roczny odzysk metanu
– Total cubic meters of biogas recovered * % methane *
density of methane
ƒ Selection of control device and associated
destruction efficiency
– Całość odzyskanego biogazu w m3 * % metanu * gęstość
metanu
– Open flares 50%
– Enclosed flares 90%
ƒ Należy dokonać wyboru urządzenia do utylizacji i
określenia sprawności spalania:
ƒ Account for project energy use (electricity to
operate blower)
– Otwarte pochodnie 50%
– Zamknięte pochodnie 90%
21
ƒ Należy podsumować zużycie energii elektrycznej
dla instalacji (potrzebnej do pracy wentylatora)
22
Dochody- redukcja emisji
(cd.)
Revenue – Emission Reductions
(Continued)
ƒ Calculate Annual Emission Reductions
ƒ 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
ƒ Należy obliczyć roczną redukcję emisji
ƒ 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
ƒ Calculate annual biogas recovery and
associated energy value based on project
type
– MWh (thermal)
– MWh (electrical)
ƒ Evaluate expected unit price (zloty/MWh)
ƒ Estimate annual revenue from energy sales
ƒ Należy obliczyć roczny odzysk biogazu i ilość
wytworzonej energii
– MWh (cieplna)
– MWh (elektryczna)
ƒ Należy określić cen za jednostkę energii
(złoty/MWh)
ƒ Należy oszacować roczny dochód ze sprzedaży
energii
25
Revenue - Incentives
26
Dochody- bodźce
ƒ Methane to Markets Grants
ƒ 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
ƒ Low interest loans for energy or environmental
projects?
ƒ Renewable energy tax credits?
ƒ Economic development incentives if utilization
project
ƒ Niskoprocentowe pożyczki dla inwestycji
energetycznych lub środowiskowych?
ƒ Czy istnieją systemy wsparcia dla inwestycji w
odnawialne źródła energii?
ƒ 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
ƒ Infrastructure
ƒ Infrastrukturalne
ƒ Operations
ƒ Operacyjne
ƒ Administrative
ƒ Administracyjne
29
30
Koszty infrastrukturalne
Infrastructure Costs
ƒ Gas collection system
ƒ 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
ƒ Blower/flare
ƒ Utilization equipment
ƒ Wentylator/pochodnia
ƒ Wykorzystywany sprzęt
– Engine, turbine
– Pipeline
– Treatment
– Silnik, turbina
– Rurociąg
– Instalacje oczyszczania
ƒ Monitoring equipment
ƒ Sprzęt do monitoringu
31
32
Operational Costs
Koszty operacyjne
ƒ Scheduled Maintenance
–
–
–
–
–
–
ƒ 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
ƒ Unscheduled Maintenance
– Component failures
– Impacts of nature
– Conflict with landfill operations (e.g., truck runs over
wellhead)
ƒ Niezaplanowany wydatki
– Uszkodzenia części
– Wpływy natury
– Przypadkowe zniszczenie elementów instalacji przez
sprzęt pracujący na składowisku
33
34
Administrative Costs
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Koszty administracyjne
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
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
ƒ Projekty energetycznego wykorzystania
gazu
ƒ Utilization projects
– Contracts
– Kontrakty
35
36
Financial Analyses
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Analiza finansowa
Establish Cost and Revenue Projections
Create Cash Flow Model
Consideration of Project Options
Develop Business Plan
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
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
ƒ Estimated biogas recovery
ƒ Projected revenue
ƒ Oszacowanie odzysku biogazu
ƒ Planowanie przychodów
– Emission reductions
– Energy
– Redukcja emisji
– Energia
ƒ Projected costs
ƒ Planowanie kosztów
– Infrastructure
– Operations
– Administrative
– Infrastrukturalne
– Operacyjne
– Administracyjne
ƒ Applicable project incentives
ƒ Dostępne wsparcie projektów
– Tax credits
– Grants
– Zwolnienia podatkowe
– Granty
39
40
Model przepływu pieniędzy
Cash Flow Model
ƒ Costs and revenues should be calculated
and compared on a year by year basis over
the expected life of the project.
ƒ Calculations to include:
ƒ Koszty i dochody powinny być obliczane i
porównywane dla danego roku przez cały
okres trwania przedsięwzięcia
ƒ 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
ƒ Develop cash flow model for all reasonable
project options
ƒ Compare results to determine best project
option
–
–
–
–
42
ƒ Należy zbudować model przepływu
pieniężnego dla każdego z proponowanych
rozwiązań
ƒ 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”
ƒ Accuracy of project option assumptions
ƒ Dokładność założeń przy wyborze
przedsięwzięcia
ƒ Environmental performance
ƒ Ocena środowiskowa
ƒ Reliability of project option components
ƒ Niezawodność poszczególnych elementów
wybranego przedsięwzięcia
45
Project Financing
46
Finansowanie inwestycji
ƒ Typically, biogas projects require financing to
develop project infrastructure
ƒ Zazwyczaj, projekty zagospodarowania gazu
składowiskowego wymagają dofinansowania
budowy infrastruktury
ƒ Investors and banks do not like to lose money
when financing projects
ƒ Inwestorzy i banki „nie lubią tracić” pieniędzy,
przeznaczonych na finansowanie przedsięwzięcia
ƒ You need demonstrate project financial
performance and risk
ƒ Powinno się wykazać możliwe do osiągnięcia
wskaźniki finansowe projektu i określić ryzyko
inwestycji
ƒ Detailed project cash flow analyses and supporting
assumptions are critical
ƒ 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
ƒ Uzyskanie praw do pozyskiwania i
wykorzystania gazu
składowiskowego
ƒ 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
ƒ Estimating Recoverable
Landfill Biogas
– Finding reliable input
data
• Waste
characterization
• Waste disposal
history
• Projected future
waste receipts
Garbage in = Garbage
out!
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Techniczne
– Przeszacowanie ilości
odzyskiwanego gazu
składowiskowego
– Źle zaprojektowana
instalacja odbioru
– Zła technologia
składowania odpadów
– Niedokończona
instalacja odbioru gazu
ƒ 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
ƒ Źle zaprojektowana
instalacja odbioru gazu
– Woda dostaje się do
studni i kolektorów
– Korozja i
występowanie
krzemionki w
elementach instalacji
– Wzrost wandalizmu
– Wzrost kosztów
ƒ 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
ƒ Technical Issues
ƒ 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
ƒ For Landfill Owners
ƒ 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
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Przeprowadź dokładną analizę
produktywności gazowej
ƒ Współpracuj z projektantami i firmami
inżynierskimi posiadającymi dobre
referencje
ƒ Żądaj podawania kosztorysów na piśmie
ƒ Uwzględnij zmiany cen i sporządź plan
awaryjny
ƒ Porównaj różnorodne źródła finansowania
ƒ Scrutinize biogas generation projections
ƒ Work with reputable construction and
engineering firms
ƒ Obtain written quotes for costs
ƒ Include price and schedule contingencies
ƒ Compare multiple sources of financing
65
Summary
66
Podsumowanie
ƒ Pierwszym krokiem do określenia
ekonomicznej/finansowej wykonalności projektu
jest oszacowanie potencjału gazowego.
ƒ Wymagany stopień oczyszczenia (uzdatnienia)
gazu ma znaczący wpływ na ekonomię projektu.
ƒ Główne źródła przychodów mogą pochodzić ze
sprzedaży energii oraz kredytów węglowych
ƒ Należy sprawdzić czy proponowany projekt ma
możliwość uzyskania dotacji lub preferencyjnego
kredytu.
ƒ Należy wziąć pod uwagę zróżnicowanie kosztów
(koszty administracyjne, operacyjne, pozyskania
kapitału).
ƒ First step in determining economic/financial
feasibility of a project is estimating gas generation
potential.
ƒ Level of landfill gas treatment required has
significant impact on project economics.
ƒ Major revenue sources can include the sale of the
energy and emission reductions from the projects.
ƒ Check to see if your project is eligible for grant or
low-interest loan funding.
ƒ Different types of project costs include capital,
operational and administrative.
67
68

Podobne dokumenty