Czas na energię czas na odpady

Prof. dr hab. in ż. Andrzej W. Jasiński

Doradca Wicepremiera ,Ministra GospodarkiDoradca Głównego Inspektora Ochrony

ŚrodowiskaPrzewodniczący Krajowej Komisji OOŚ

Członek Państwowej Rady Ochrony Środowiska

Warszawa, 14 listopada 2012

Odpady czy surowce ?

Nie ma odpadów , są surowce wtórne , które czekają na swojątechnologię, sprawną technicznie, opłacalną ekonomicznie i spełniającą wymogi ochrony środowiska

Uregulowania prawne wykorzystania odpad ów (w tym energetycznego)

• Ustawa o odpadach - cele, jakie ma osiągnąć administracja samorządowa w ograniczaniu masy odpadów ulegających biodegradacji, kierowanych na składowiska (w 2013 r. nie więcej niż 50 % i w 2020 r. 35 % ; punktem odniesienia jest masa odpadów biodegradowalnych wytwarzanych w 1995 r.),

• założono zmniejszenie (do 2014 r.) masy składowanych odpadów komunalnych do 85 % odpadów wytworzonych oraz zredukowanie liczby składowisk odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne, na których są składowane odpady komunalne, maksymalnie do 200 . Powyższych celów, jak i docelowej poprawy stanu gospodarki odpadami komunalnymi, nie da się osiągnąć bez znaczącej redukcji ich wolumenu(w wystarczającym stopniu, możliwa jest to tylko przy zastosowaniu termicznychmetod przekształcania odpadów)

• Rozporządzenie „zmieniające rozporządzenie w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu”-precyzuje , że zawartość frakcji organicznej wyrażonej poprzez ogólny węgiel organiczny w składowanych odpadach nie może być większa niż 5% s. m ., a ciepło spalania może maksymalnie wynosić 6MJ/kg s.m .,

• W przyjętej przez nasz kraj koncepcji przekształcania odpadów, dla regionów powyżej 300 000 mieszkańców preferowane będzie termiczne przekształcanie, a dla regionów z co najmniej 150 000 mieszkańców mechaniczno-biologiczneprzetwarzanie odpadów komunalnych .

technologie przekszta łcania odpad ów

• Fizyczne (składowanie, produkcja paliw zastępczych, zagęszczanie/peletyzacja, wstępne przetwarzanie, recykling),

• Termiczne (spalanie, konwencjonalna gazyfikacja, plazmowa gazyfikacja z witryfikacją, piroliza, piroliza ze zgazowaniem, piroliza z reformingiem pary wodnej, termiczna depolimeryzacja),

• Biologiczne/chemiczne (bakteryjne trawienie w warunkach anaerobowych, bakteryjne trawienie w warunkach aerobowych/kompostowanie, estryfikacja olejów do biodiesla, kraking katalityczny, fermentacja etanolowa, konwersja syngazu do etanolu/metanolu, termiczna depolimeryzacja).

Projekt Ustawy o OdpadachRozdz.2 Termiczne przekstałcanie odpad ów

Art. 156….. Spalarnie odpadów oraz współspalarnie odpadów sąprojektowane, budowane, wyposażane i użytkowane w sposób zapewniający osiągnięcie poziomu termicznego przekształcania odpadów, przy którym ilość i szkodliwo ść dla życia, zdrowia ludzi lub dla środowiska, odpadów i innych emisji powstających wskutek termicznego przekształcania odpadów będzie jak najmniejsza .

Art. 157…. ust. 2 Termiczne przekształcanie, w celu odzysku energii : 1) odpadów opakowaniowych, 2) odpadów innych niż niebezpieczne, 3) stałych odpadów komunalnych w spalarniach odpadów i we współspalarniach odpadów, których efektywność energetyczna jest co najmniej równa wartościom określonym w załączniku nr 1 do ustawy,4) odpadów, o których mowa w art. 162

– stanowi proces odzysku R1 , wymieniony w załączniku nr 1 do ustawy.

Projekt Ustawy o OdpadachRozdz.2 Termiczne przekstałcanie odpad ów

(c.d.)Art. 158. 1. Cz ęść energii odzyskanej z termicznego

przekształcania odpadów zawieraj ących frakcje biodegradowalne może stanowi ć energi ę z odnawialnego źródła energii , jeżeli s ą spełnione warunki techniczne zakwalifikowania cz ęści energii odzyskanej z termicznego przekształcenia odpadów jako energii z odnawialnego źródła energii, o których mowa w przepisach wydanych na pod stawie ust. 2. 2. Minister wła ściwy do spraw środowiska w porozumieniu z ministrem wła ściwym do spraw gospodarki okre śli, w drodze rozporz ądzenia, warunki techniczne kwalifikowania cz ęści energii odzyskanej z termicznego przekształcania odp adów, jako energii z odnawialnego źródła energii , kieruj ąc sięmożliwo ściami technicznymi oraz ochron ą środowiska.

Paliwo alternatywne

Śledząc rozwój nowoczesnych metod termicznego przekształcania odpadów, zwłaszcza komunalnych, zauważa się w trakcie przygotowania wsadu procesowego takie traktowanie pierwotnego materiału (np. oddzielanie inertu, frakcji materiałowych, separacja na sicie bębnowym), które prowadzi do uzyskiwania odpowiednika paliwa alternatywnego.

Co to są paliwa alternatywne ?

• właściwie wysortowane i przetworzone odpady będące nośnikami energii,

• przetworzone odpady komunalne i przemysłowe, • Składnikami mog ą być odpady gumowe, drzewne,

papier, tkaniny, tworzywa sztuczne, zu żyte oleje, rozpuszczalniki, farby, wysuszone osady ściekowe, mączki mi ęsno-kostne i inne odpady o obiecuj ących własno ściach opałowych, zawarte w katalogu odpadów,

• Mogą być także pojedyncze odpady ,np. takie jak opony samochodowe.

Kategorie RDF wg CEMBUREAU

• gazowe paliwa alternatywne (np. gaz koksowniczy, gaz odpadowy z rafinerii, gaz z pirolizy, gaz z wysypisk śmieci),

• ciekłe paliwa alternatywne (zużyte niskochlorowe rozpuszczalniki, oleje i smary maszynowe, oleje i tłuszcze roślinne, odpady z destylacji, oleje hydrauliczne, smary uszczelniające),

• sproszkowane, granulowane lub drobnoziarniste stałe paliwa alternatywne (zmielone odpady drewniane, trociny, wióry, suchy osad ściekowy, granulowane tworzywa sztuczne, mączki zwierzęce, odpady rolnicze, odpady z produkcji żywności, drobno zmielone opony),

• średnioziarniste stałe paliwa alternatywne (rozdrobnione opony, odpady gumowe i z tworzyw sztucznych, odpady drewniane, aglomerowana materia organiczna) ,

• gruboziarniste paliwa alternatywne (np. całe opony, bele tworzyw sztucznych, odpady w workach i beczkach).

Aktualne i potencjalne obszary wykorzystania RDF

(opcja maksymalna)Kierując się zał. Nr 2 do rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 29 stycznia

2002 r. „w sprawie rodzajów odpadów innych ni ż niebezpieczne oraz rodzajów instalacji i urz ądzeń, w których dopuszcza si ę ich termiczne przekształcanie” (Dz.U. z 2002 r., nr 18, poz. 176) (uchylonego ) , z wyłączeniem „domowych instalacji i urządzeń centralnego ogrzewania,kuchnie i piece”,pozostałe instalacje i urządzenia sugerująmożliwe obszary wykorzystania RDF, tzn.:

• Przemysł cementowy (piece cementownicze; poz.1),• Przemysł wapienniczy (piece wapiennicze; poz.2),• Przemysł żelaza i stali (wielkie piece, piece konwertorowe, piece do

utleniania rud; poz.3),• Energetyka zawodowa i przemysłowa (kotły energetyczne i przemysłowe;

poz.4),• Przemysł ceramiczny (piece do wypalania cegły; poz. 5),• Koksownictwo (baterie koksownicze; poz. 6), • Głównie instalacje posiadające pozwolenie zintegrowane, spełniające

zasady BAT.

Standardy RDF w możliwych obszarach wykorzystania

• Spełnianie standard ów emisyjnych(Rozp. MŚ z 22.04.2011 r., w sprawie standard ów emisyjnych z instalacji –Dz.U. z 2011 r., nr 95, poz.558; rozdz.3),

• Prowadzenie monitoringu (Rozp. MŚ z 4.11.2008 r., w sprawie wymaga ń w zakresie pomiarów wielko ści emisji oraz pomiarów ilo ści pobieranej wody –Dz. U. z 2008 r., nr 206, poz. 1291)

Udział ciepła z paliw alternatywnych

Redukcja emisji zanieczyszczeń przy wykorzystaniu RDF w przemyśle cementowym

Bezpiecze ństwo wykorzystania RDF w cementowni

• warunki temperaturowe i czasowe s ą wystarczaj ące do całkowitego spalenia wielkocz ąsteczkowych węglowodorów, odchlorowania dioksyn i zniszczenia pier ścieni benzenowych, zarazem zapobiegaj ąc powstaniu warunków sprzyjaj ących rekombinacji dioksyn i furanów,

• wysoka pojemno ść cieplna pieca sprawia, że nawet w przypadku awaryjnego zatrzymania procesu temperatura spada bardzo powoli, gwarantuj ąc całkowite spalenie paliwa.

Szanse ?• Uznanie RDF za produkty wg procedur end-of-waste

(art..6 dyrektywy; art.14 ust. 1 projektu UoO ) (prace Umweltbundesamt w Austrii – „ Study on thesuitability of the different waste-derived fuels for end-of-waste status in accordance with article 6 ofthe Waste Framework Directive ”)

• Uznanie przynajmniej cz ęści RDF za paliwa nieodpadowe ( z najwi ększą ilością biomasy),

• Podobie ństwo procesów spalania stałych paliw konwencjonalnych i RDF,

• Zależność emisji od warunków spalania i konstrukcji instalacji ,

• Większy jak dot ąd wpływ na składniki RDF(zależność S, Cl i pyłu od składu RDF),

Szanse (cd) ?

• Zastosowanie energetycznych standardów emisyjnych przy współspalaniu RDF z w ęglem w energetyce i w procesach przemysłowych,

• Poprawa w ęzłów oczyszczania gazów odlotowych w energetyce i w instalacjach przemysłowych,

• Przykład elektrociepłowni we wschodnich landach Niemiec, spalaj ących niskokaloryczny RDF,

• Stosowanie RDF w innych ni ż spalarnie instalacjach termicznego przekształcania odpadów ( piroliza, zgazowanie i ich kombinacje – np., Plasco EnergyGroup (Canada), Mecem IPC Co. Ltd. (Korea),

• Prawdopodobne załamanie si ę programu budowy spalarni oraz konieczno ść wypełnienia zobowi ązańkraju czł. UE.

Plasco Energy Group – piroliza z plazmowym zgazowaniem odp. kom.

MECEN IPC – zakład w Puong Chang - –piroliza ze zgazowaniem konwencjonalnym odp. kom.

Oleje przepracowane jako źródło surowców i energii (wg ustawy o odpadach)

• OLEJE ODPADOWE (odpad niebezpieczny) – rozumie się przez to wszelkie oleje smarowe lub przemysłowe, które nie nadają się już do zastosowania, do którego były pierwotnie przeznaczone, a w szczególności zużyte oleje z silników spalinowych i oleje przekładniowe, a także oleje smarowe, oleje do turbin i oleje hydrauliczne

• Priorytet regeneracji – hierarchia postępowania z olejami (art. 39) 1.Oleje odpadowe powinny być w pierwszej kolejności poddawane odzyskowi poprzez regeneracj ę, rozumianą jako każdy proces, w którym oleje bazowe mogą być produkowane przez rafinowanie olejów odpadowych, a w szczególności przez usunięcie zanieczyszczeń, produktów utleniania i dodatków zawartych w tych olejach. 2. Jeżeli regeneracja olejów odpadowych jest niemo żliwa ze względu na stopień ich zanieczyszczenia, określony w odrębnych przepisach, oleje te powinny być poddawane innym procesom odzysku . 3. Jeżeli regeneracja lub inne procesy odzysku olejów odpadowych sąniemożliwe, dopuszcza się ich unieszkodliwianie .

Stosowane w Polsce metody zagospodarowania olejów odpadowych

1. Procesy regeneracji , w wyniku których odzyskuje się na drodze rozdziału fizyko-chemicznego składniki, wchodzące w skład olejów odpadowych, takie jak destylaty olejów smarowych oraz zawarte w olejach odpadowych frakcje benzyny i frakcje oleju napędowego,

2. Rozdestylowanie w kierunku uzyskania paliw3. Procesy destrukcyjne, w wyniku których następuje zmiana

charakteru chemicznego poddawanych przerobowi olejów odpadowych, na skutek rozkładu termicznego (krakingu), szczególnie wyżej wrzących frakcji w kierunku otrzymania gazu i lekkich frakcji naftowych oraz koksu (kraking termiczny; przerób oleju odpadowego wspólnie z ropą naftową),

4. Bezpośrednie spalanie z odzyskiem lub bez odzysku ciepła(w urządzeniach grzewczych; w cementowniach)

Analiza rynku olejów smarowych w Polsce

• w latach 2001-2008 rynek olejów smarowych na poziomie 180-250 tys. ton ,

• Dla 2008 r. można przyjąć przedział 210-220 tys. ton .• 2004 r, nowelizacja ustawy ust. „o obow. przeds…”,

znacząco zmniejszyła pul ę olejów smarowych, podlegających odzyskowi w stosunku do ilości olejów ogółem wprowadzanych na rynek (zmniejszenie rynku olejów smarowych ,podlegających odzyskowi o ok. 25% w stosunku do ilo ści ogółem),

• Wg badań, w 2008 roku opłacie produktowej podlegało ok. 165 tys. ton olejów smarowych wprowadzonych na rynek. Z ilości tej odzyskowi podlega 50 % tzn. ok. 82,5 tys. ton olejów odpadowych a recyklingowi 35 % , tzn. ok. 57,8 tys. ton olejów odpadowych

Gospodarka odpadami poliolefinowymi w Polsce

• Podstawowymi źródłami odpadowych materiałów zawierających poliolefinysą odpady komunalne ,opakowania oraz odpady powstające w sektorze gospodarczym

• w końcu 2011 r. osiągnęliśmy roczny poziom 10 mln ton odpadów komunalnych (zebranych)-14%,tzn., 1.40 mln ton tworzyw sztucznych w tych odpadach

• ok.60% tworzyw sztucznych na polskim rynku to poliolefiny• poliolefiny - w odpadach komunalnych ok.0.84 mln ton ;potencjalne źródło

dla różnych procesów czyszczenia, uszlachetniania i recyklingu innego niżmechaniczny oraz dla procesów bezpośredniego i pośredniego, poprzedzonego przygotowaniem paliwa alternatywnego, spalania.

• poliolefiny - w sektorze gospodarczym ok.300 tys. ton, na tyle czystych, że bez specjalnego doczyszczania mogą być użyte w recyklingu mechanicznym

• niesprawny system selektywnej zbiórki odpadów, brak dużych,dobrzewyposażonych centrów segregacji i recyklingu

Recykling , wykorzystanie energii

• ze źródeł przemysłowych odzysk tworzyw sztucznych może miećmiejsce poprzez recykling mechaniczny (regranulat ),recykling chemiczny (upłynnianie) lub poprzez spalanie (nie jest to recykling)

• gdy odpady z tworzyw poliolefinowych pochodzą z odpadów komunalnych,zawierają nadruki,są metalizowane lub zawierająresztki produktów ,dla których stanowiły opakowanie recykling mechaniczny jest wykluczony ze względu na marną wartośćregranulatu ; spalenia takiego materiału jest też problematyczne (odzysk zawartej w tworzywach sztucznych energii w takim przypadku musiałby być poprzedzony wysegregowaniem odpadów z tworzyw sztucznych z nadrukami i metalizacją)

• recykling chemiczny, bez względu na stan czystości przerabianych odpadów z tworzyw sztucznych, prowadzący do otrzymywania szerokiej frakcji węglowodorowej, tzw. KTS-F (Komponent Tworzyw Sztucznych – Frakcje).

Paliwowy kierunek wykorzystania odpadów poliolefinowych

Polega na wykorzystaniu poliolefin, jako paliwa, spalanego w mieszaninie z innymi typowymi paliwami, takimi jak frakcje ropy naftowej lub węgiel. W tej wersji utylizacji mogą być stosowane różne rozwiązania technologiczne:

• Odpady z tworzyw szt. poddaje się najpierw wstępnej pirolizie ,bez lub przy ograniczonym dostępie tlenu, po czym zarówno stała pozostałość pirolizy jak i gazowy jej produkt spalane są w odpowiednich palnikach lub paleniskach,

• Odpady z tworzyw sztucznych, zmieszane z węglem lub ciężkimi frakcjami ropy naftowej, poddawane są gazyfikacji przy użyciu mieszaniny przegrzanej pary wodnej i powietrza a gazowe produktyprocesu mogą być kierowane do spalania,

• bezpośrednie spalanie mieszaniny tworzyw i węgla lub tworzyw i frakcji ropy naftowej.

Dziękuj ę za uwagę