Transcript Szwedzkie modele gospodarki odpadami – J. Neterowicz

System gospodarki odpadami w Szwecji
Kierunki i dążenia
Warszawa 16 stycznia 2014
Józef Neterowicz
Radca Ambasady szwedzkiej w Polsce
Ekspert ds. Ochrony Środowiska i Energii Odnawialnej
Związku Powiatów Polskich
Członek Rady Konsultacyjnej ds. Energii w Sejmie RP
Prezes firmy Radscan Intervex Polska Sp. z o.o
Rewolucja ?
„Potrzebujemy nowego
sposobu myślenia”
Albert Einstein
Odpadowe problemy mieszkańca
Kary unijne 260 000€ / dzień
Podatek śmieciowy
podniesie koszty
gospodarki odpadami
Śmieci są bezwartościowe tylko
stanowią problem ekologiczny
Wyższe koszty energii
Przecież ja już segreguje odpady a one i tak
lądują we wspólnej śmieciarce i na wysypisku
Spalarnie = dioksyny = rak płuc
Jak pozbyć się odpadów
ponadgabarytowych?
Biogazownia = wyższe
koszty żywności
Co tu zrobić z odpadami ?
Selekcja ”u źródła” ? mieszkam na 10 piętrze
Spalarnie ? - ekolodzy
ich nie chcą
Czego chce Unia od nas?
?
CO2, metan – efekt
cieplarniany?
Taka zimna wiosna była
Składowiska ? dlaczego nie
– przecież to funkcjonowało
setki lat
Sortownie ? – co z paliwem altrenatywnym
Energia odnawialna , po co ?
palimy przecież węglem i jest ciepło
Czego oczekuje Unia Europejska od gmin?
Gmina powinna zapewnić swoim mieszkańcom:
• Czyste środowisko naturalne (wodę ,powietrze ,
ziemię)
• Tanie media potrzebne do życia (wodę,energię)
• Niskie koszty utylizacji ścieków i odpadów stałych
• Adekwatną do poziomu życia komunikację ,
• Równy dostęp do ochrony zdrowia i nauki
• Bezpieczeństwo socjalne
• Bezpieczeństwo dla mienia i życia
• Maksymalne zrównoważenie w gospodarce zasobami
i potrzebami
Zrównoważenie
Istotą optymalnego działania w gminie jest jak najbliższe
zrównoważenie między zasobami i potrzebami.
Do podstawowych miejsc (instalacji) w gminie istotnych dla
procesu zrównoważenia są:
• Sieć ciepłownicza
• Źródła energii odnawialnej
• Składowisko odpadów komunalnych
• Oczyszczalnia ścieków, biogazownia
• Spalarnia odpadów komunalnych
• Transport miejski
Sortowanie odpadów jako część zrównoważenia
• Tylko sortowanie u źródła jest bezkosztowym
sposobem na wydzielaniem frakcji do
ponownego użycia
• Duże sortownie podwyższają koszt gospodarki
odpadami zmniejszając ekonomiczne ramy dla
finansowej efektywności dla spalarni odpadów
• Sortownie nie są alternatywa dla spalarni lecz
wręcz muszą występować równolegle
• Najniższa wartość odpadu to wartość energii
powstałej podczas jego spalenia
Odpady mają wymierną wartość
•
•
•
•
•
•
•
•
Odpady zmieszane
Kaloryczność: 8 GJ/tonę = 2,2 MWh/tonę odpadów
Ciepło spalania 16 GJ/tonę = 4,4 MWh/tonę odpadów
Dzięki technologii skraplania ilość energii z odpadów osiąga
ok.12 GJ/tonę = 3,3 MWh/tonę odpadów komunalnych
4 tony odpadów komunalnych odpowiadają energetycznie 4,5 tonom
surowej biomasy drewnianej, czyli 1 tona odpadów odpowiada 1,125
tonom surowej biomasy
1 tona oleju opałowego odpowiada energetycznie 4 tonom odpadów
komunalnych
1 tona węgla odpowiada energetycznie 2 tonom odpadów
komunalnych
Frakcja biodegradowalna
1 tona odpadów biodegradowalnych = 100 m³ biometanu
1 Nm³ biometanu = 10 kWh energii
Nasze odpady komunalne
I
palne i niepalne
papier
plastiki
tektura
aluminium
stal
niebezpieczne
Biodegradowalne
Wartości energetyczne odpadów
Zmieszane
Frakcja sucha
70%
3,9 MWh/ tonę
3,3 MWh/ tonę
Frakcja biodegradowalna
1 MWh/ tonę w biogazie
30%
Gmina
PET
Kaucja
Opłata odpadowa
Puszki AL
Odpady bytowe ponadgabarytowe
Tradycyjne odpady bytowe
Gminne centrum segregacji i odzysku
Segregacja
lub
Unieszkodliwienie
Kompost
Spalarnia odpadów
Biogazownia
Recykling Unieszkodliwienie
Recykling
Nawóz do rolnictwa
Energia cieplna i elektryczna
lub
biometan
Recykling
Waste to energy – optymalny sposób pozbycia
się frakcji resztkowej odpadów komunalnych
Jeżeli nie uda się w lepszy sposób
zagospodarować odpadów należy je
spalić w spalarniach
Tradycyjna spalarnia odpadów komunalnych w Szwecji
To tutaj odzyskuje się
energię ze skraplania
spalin
Różnica między kalorycznością a ciepłem spalania dla
różnych paliw
GJ/t
25
To tę różnicę energii
odzyskuje się podczas
skraplania spalin
20
15
Ciepło spalania
Kaloryczność
10
5
0
Węgiel
Biomasa surowa
Odpady
zmieszane
Układ technologiczny nowoczesnej spalarni współspalającej odpady
komunalne i przefermentowane osady z oczyszczalni ścieków – 0
emisyjnej do wody wg. technologii Radscan Intervex
Uzdatniona woda kotłowa
MPOzOŚ
20%wsadu
Sieć cieplna
Woda,węgiel aktywny
Ca(OH)2
ZOK 80%
wsadu
P
K
woda ,
kondensat
FW
DODATKOWY ODZYSK
ENERGII ZE SKROPLNYCH
SPALIN
(powrót)
W
ścieki
Q
Komin
SS
MF
UF
para wodna
TRADYCYJNA CZĘŚĆ ENERGETYCZNA
(TURBINA UPUSTOWA CHŁODZONA SIECIĄ
CIEPLNĄ + GENERATOR
Paliwo
Obróbka kondensatu
ZOK – zmieszane odpady komunalne
MPOzOŚ - mokry przefermentowany osad
z oczyszczalni ścieków
Proces technologiczny
P – palenisko
K- kocioł
FW – filtr workowy
W – wentylator spalin
Q – Quench,Wyparnik
SS – skraplacz
MF – mikrofiltr
UF – ultrafiltr
CO₂ – membrana usuwająca CO₂
RO – odwrotna osmoza
EDI - elektrodejonizator
CO2
ścieki
RO
EDI
ścieki
Dodatki
Przed filtrem workowym
-woda do obniżenia temperatury spalin i podwyższenia wilgotniści
-wegiel aktywny do usunięcia dioksyn
-Ca(OH)2 do neutralizacji SO2 , HCL , HF
Membrany
- energia elektryczna
- NaOH do neutralizacji wody
- sprężone powietrze do redukcji CO2
- chemikalia do czyszczenia membran
Chłodzenie spalin a odzysk energii
Schładzanie spalin
Gospodarka energią cieplną w mieście
3
Ciepło odpadowe z
przemysłu
1
2
6
Biogazownia
Energia z odpadów jako
źródło podstawowe
Źródło szczytowe
opalane paliwem
kopalnym
4
Miejska sieć cieplna
5
Elektrociepłownia
Produkcja biometanu CSG do
pojazdów , lub importowanego
zamiennika gazu ziemnego
Zmiany przeznaczenia ciepła
Moc cieplna sieci
z sieci ciepłowniczej
Priorytety źródeł ciepła w sieci ciepłowniczej
Moc cieplna
Kotły szczytowe
Kotły węglowe
Biomasa
Przemysł
Biogazownia
Kocioł 2 spalarni
Kocioł 1 spalarni
Cena paliwa konieczna do wyprodukowania 1 MWh el. na przykładzie
Szwecji w przeliczeniu na PLN bez dotacji, podatków i opłat
Roczne udziały różnych paliw w szwedzkim
ciepłownictwie oraz emisja CO2/1 MWh
Obecnie w
Polsce ok.
420 kg
CO2/MWh)
Gospodarka w gminie energią elektryczną
Miejska spalarnia
odpadów komunalnych
Miejska sieć energetyczna
Miejska biogazownia
Miejska elektrociepłownia
Krajowa sieć energetyczna
Elektrownie zawodowe tradycyjne i odnawialne
Koszty stałe i ruchome kosztów produkcji energii el.
w gr/kWh el. z różnych paliw w Szwecji bez podatków, VAT
i subwencji państwowych
Zrównoważona gospodarka mediami i zasobami organicznymi
współpraca wsi z miastem
Odpady i uprawy rolnicze
Nawóz naturalny
Ciepło
sieciowe
Frakcja
biologiczna
odpadów
komunalnych
Biometan sieciowy
lub ciepło sieciowe,
energia elektryczna
Paliwo CSG
Osad
Biogazownia
Biogazownia
Potencjał biogazu w różnych substratach
Substrat
% udział ciężaru % udział masy
masy suchej w
organicznej w
substracie
masie suchej
Ilość metanu
w m3/t
substratu
% stopień
rozkładu masy
organicznej
Płynny nawóz
bydlęcy
9
80
14
35
Płynny nawóz
trzody chlewnej
8
85
18
46
Uprawy zielone
/lucerna,koniczyna
30
90
81
64
Buraki cukrowe
25
95
64
93
Odpady warzywne i
owocowe
15
95
95
91
Dlaczego Szwecja promuje
segregację odpadów u źródła?
• Higieniczne oddzielanie różnego rodzaju
odpadów komunalnych od siebie
• Najtańszy sposób segregacji
• Skierowanie do fermentacji frakcji
organicznej przed rozpoczęciem
powstawania metanu
• Zmniejszenie efektu cieplarnianego
• Zmniejszenie strumienia odpadów
kierowanych na składowisko odpadów
Dlaczego należy oddzielać
odpady mokre (organiczne) od suchych?
• Frakcja organiczna obniża kaloryczność odpadów
palnych i wartość rynkową recyklingowanych
surowców.
• Frakcja organiczna po kilku dniach w odpadach
zmieszanych powoduje niekontrolowane
powstawanie metanu czyli sprzyja efektowi
cieplarnianemu.
• Frakcja organiczna to największe zagrożenie
bakteriologiczne w odpadach.
• Największa wartość frakcji organicznej to jej
potencjał w biogazie a nie wartość kaloryczna.
Dlaczego nie należy budować sortowni
odpadów zmieszanych ?
• Zwiększa koszty recyklingu
• Doprowadza do rozpoczęcia powstawania metanu w
masie śmieciowej
• Niehigieniczne warunki pracy w sortowni
• Koszty produkcji tzw. wysokokalorycznej frakcji
podnoszą koszty gospodarki odpadami
- opłata odpadowa zawiera koszty jej produkcji
- spalarnia ma droższe paliwo
• Uniemożliwia otrzymanie zielonych certyfikatów w
spalarni
Ekologia spalania w spalarniach
odpadów
Spalarnie odpadów komunalnych
posiadają najczystsze emitory spalin
Poziom emisji bezpośrednio za kotłem w
zależności od paliwa
Związek chemiczny
Jednostka
Biomasa
Odpady
komunalne
1000
HCl
mg/m3
50
HF
mg/m3
0
10
SO2
mg/m3
150
600
Cd+Tl
mg/m3
<0,05
0,3
Hg
mg/m3
<0,05
0,1
Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V
mg/m3
<0,5
5
Poziomy dopuszczalnych emisji do atmosfery w
(mg/Nm³)- stan obecny
Odpady+ Opady +bio Odpady +
bio
< 50MW
bio 50przemysł
100MW
Pyły lotne
HCl
HF
NOx jako NO2
50
400
850
SO2
TOC
Cd+Tl
Hg
0,05
0,05
Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+
Dioksyny i Furany
CO
Dioksyny i furany w ng/Nm3
50
0,1
0,05
0,05
0,5
0,1
0,05
0,05
0,5
0,1
Odpady Węgiel < Węgiel > Odpady Odpady < Odpady Rzeczywiści
+ bio
50 MW 500 MW + bio
6 ton/h
6-25
e zmierzone
>100MW
cement
ton/h
ze spalarni
odpadów
30
400
50
30
10
10
0,5
10
10
10
0,1
1
2
2
200
400
500
500
400
200
51,7
200
1300
400
50
50
50
1,2
10
10
10
0
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,5
0,5
0,5
0,5
0,1
0,1
0,1
0,1
50
50
32,8
Struktura przychodów dla spalarni
odpadów komunalnych na 220 000 ton/rok
Struktura przychodów dla przyszłej spalarni
jedynie opartej na sprzedaży energii elektrycznej
Rozwiązanie
Tego czego nie wysegregujemy ” u źródła ”
należy spalić w EC opalanych odpadami
Odpady są już własnością gmin
tak , jak w 25 krajach UE
Mamy sieć ciepłowniczą
sprzedamy zatem całe ciepło
1 tona węgla energetycznie
< niż 2 tony zmieszanych
odpadów
Biogazownie oparte na substracie
z odpadów biodegradowalnych
najefektywniejszym sposobem
wykorzystania tej frakcji
Elektrociepłownie opalane odpadami
– przyczynek do zobowiązań 3 x 20
Nie budujemy dodatkowych sortowni
Wartość odpadów conajniej
równa wartości energii
Weźmy przykład od najlepszych,
przecież oni mają też ekologogów a
mają ektrociepłownie opalane odpadami
Elektrociepłownie opalane odpadami –
jedynym paliwem o cenie ujemnej
Elektrociepłownie opalane odpadami
to energia rozproszona
Polskie kotły rusztowe to najpopularniejsze
kotły w spalarniach UE
Kominy z elektrociepłowni opalanych odpadami najczystrzymi emitorami
Do not waste the waste !!!
Roczna produkcja odpadów domowych
w Szwecji w 2007
Kg na
osobę
Suma
Niebezpieczne, oddzielnie odbierane i
przerabiane odpady
Odzysk materiałów do powtórnego
użycia jako produkt lub surowiec
Obróbka biologiczna w celu produkcji
biogazu
Spalanie z odzyskaniem energii
Składowisko odpadów
%
515
100
5
1
190
37
60
12
240
46
20
4
Różnice między rozkładem tlenowym, a beztlenowym
1. Do prowadzenia rozkładu tlenowego konieczne jest
dodanie energii by napowietrzyć masę biologiczną ,
czyli ponosimy dodatkowe koszty eksploatacyjne
2. Podczas rozkładu beztlenowego produkujemy
biogaz mając możliwość albo go spalić
i zamianić jego energię chemiczną na energię
elektryczną i ciepło, lub uszlachetnić go do
biometanu i użyć go jako zamiennika gazu ziemnego
czyli będzie źródłem przychodów
Ten sam produkt końcowy = humus
Model Szwedzki
Termiczne przekształcanie odpadów
komunalnych w krajach Europy Zachodniej
Automatyczna segragacja
opytczna
Source: Optibag
Stacjonarny system ciśnieniowy – alternatywa dla
śmieciarek
Source: ENVAC
Hammarby Sjöstad Sztokholm
Rewolucja
Hammarby Sjöstad Sztokholm
Hammarby Sjöstad – częścią Symbio – City
Pełna równowaga między potrzebami a
zasobami
Wnioski
• Polityka ku niezależności energetycznej samorządów to
przede wszystkim znakomty środek do:
- zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego
państwa
- zmniejszania bezdobocia
- podniesienia komfortu życia mieszkańców
- zmniejszenia strat przesyłu energii
- minimalizacji ryzyka awarii przesyłu
- spełnianienia dyrektyw unijnych
Impulsem często rewitalizacji zdewastowanych terenów –
służy równoważniu potrzeb i zasobów w Symbio - City
Nasza misja
„Największym zagrożeniem
dla ludzkości nie jest zło
czynione przez złych ludzi
tylko bierność tych
dobrych”
Martin L. King
Dziękuję za uwagę!
Telefon: 0 606 288 957 e-mail: [email protected]