potencijal i mogućnosti energetskog korišćenja …biorazgradivi komunalni otpad 0 0,205 0,205...

KONFERENCIJA O BIOMASI

Privredna komora Srbije

Beograd, 3/12/2013. godine

Potencijal i mogućnosti energetskog korišćenja otpada koji se može svrstati u biomasuu biomasu

Aleksandar Jovović

Univerzitet u Beogradu Mašinski fakultetUniverzitet u Beogradu, Mašinski fakultet

Raspoloživi Neiskorišćeni Ukupni

Vrsta OIE

Raspoloživi tehnički potencijal koji 

Neiskorišćeni raspoloživi tehnički 

Ukupni raspoloživi tehnički 

Vrsta OIE se koristi (miliona ten/god)

potencijal (miliona ten /god)

potencijal (miliona ten /g 

ten/god)  /god)  BIOMASA   1,054   2,351   3,405  Biorazgradivi gkomunalni otpad   0   0,205   0,205  BIORAZGRADIVI DEO OTPADA 0 0 043 0 043OTPADA  0  0,043   0,043 Ukupno iz svih OIE   1,968   3,682   5,65  

Pregled tehnički iskoristivog potencijala OIE (od 2012. godine) –Nacrt Strategije Energetike do 2025/2030 godine 2013 godNacrt Strategije Energetike do 2025/2030. godine, 2013. god.

Biodegradabilnost/Biorazgradljivost

Heterogenost otpada kao problem

• Komunalni otpad/Municipal solid waste (MSW) je mešavina različitih materijala koji moraju da budumešavina različitih materijala koji moraju da budu odloženi na način dovoljno siguran po žs.

• U nekom prethodnom periodu pod tim su seU nekom prethodnom periodu pod tim su se podrazumevale deponija.

• Medjutim MSW sadrži reaktivne bio elemente kojiMedjutim, MSW sadrži reaktivne bio elemente koji dovode do formiranja metana (problem kao GHG9 ili do problema sa zagadjenjem podzemnih voda p g j j pprocednim vodama i sl.

• Iz tog razloga deponije ne bi trebalo razmatrai kao g g p jopciju za netretiran otpad

Direktno odlaganje na deponije u %

To isto ali u EU %To isto ali u EU, %

Republika Srbija • gradsko stanovništvo• gradsko stanovništvo

generiše prosečno 1 kg komunalnog otpada po stanovniku na dan dokstanovniku na dan, dok seosko stanovništvo prosečno generiše 0,7 kg otpada/stanovniku/danotpada/stanovniku/dan.

• u Beogradu se dnevno generiše 1,2 kg g gotpada/stanovniku.

• na osnovu popisa, gradsko stanovništvo činigradsko stanovništvo čini 57%, dok je 43% seoskog stanovništva.

• u proseku stanovnik• u proseku, stanovnik Republike Srbije generiše 0,87 kg komunalnog otpada/dan (318otpada/dan (318 kg/godišnje)

Hijerarhija WMje a ja

• Osnovna delatnost (istorijska misija) upravljanja ( j j ) p j jotpadom, da obezbedi zdravstvenu sigurnost u urbanim sredinama je, bar što se tiče većeg dela Evrope, ispunjenaispunjena.

• Danas su tri druga aspekta postala mogo značajnija i izazov za održivi sistem upravljanja otpadom:a o a od s s e up a ja ja o pado• zaštita životne sredine,• očuvanja resursa (energetskih, materijalnih i zemljišta), j ( g j j )i• dostizanje što nižih troškova upravljanja (po mogućnost for free)for free).

Hijerarhija WM (nast )Hijerarhija WM (nast.)

• U tom smislu obično se hijerarhija strategija upravljanja otpadom razmatra kaop• prevencija nastajanja otpada,• ponovno korišćenje i reciklaža pojedinih komponenti, kao p j p j p ,što su papir, metali, staklo, i jednim delom plastični/veštački materijali• kompostiranj ili anaerobna digestija orgasnkih delova• inertizacija ostatka termičkim tretmanima uz iskorišćenje energije, i na kraju• odlaganje

Reciklaža početkom 20tog vekap g

Insineracija krajem 19tog vekaInsineracija krajem 19tog veka

EU Cilj iEU - Ciljevi

Postizanje ciljeva

• Nemačka: Tehničke instrukcije o otpadu iz naselja (TASi) o zabranideponovanja biodegradabilnog otpada od 1 6 2005 godinedeponovanja biodegradabilnog otpada od 1.6.2005. godine

• Švajcarska: Zabrana deponovanja sagorljivog dela otpada od 2000.• Norveška: Zabrana deponovanja biodegradabilnog otpada od 2001.• Austrija: Zabrana deponovanja netretiranog otpada od 2004 godine• Austrija: Zabrana deponovanja netretiranog otpada od 2004. godine

Cilj 2020: Potpuno iskorišćenje komunalnog otpada

POSTUPCIPOSTUPCI

Termički tretmanPonovno iskorišćenje energije i delimično materijala direktnim sagorevanje (a takodje i pirolitičkim i gasifikacionim procesima).

Anaerobni tretmanPonovno iskorišćenje energije i materijala fermentacijom organskog otpada dobijanjem j g g p j jbiogasa

Iskorišćenje deponijskog gasaIskorišćenje metana iz postojećih deponija, uz sprovodjenje zabrana deponovanja novog nepreradjenog otpada

Termički tretman ukratko

•Pogodan za organske otpade•Pogodan za organske otpade•Obuhvata različite procese i tehnička rešenja•Sva zahtevaju visoka ulaganja•Sva zahtevaju visoka ulaganja•Proces regulisan vrlo oštrim propisima•Za rad neophodan obrazovan kadar•Za rad neophodan obrazovan kadar•Srednji do visoki troškovi održavanja•Generiše iskoristljivu energiju•Generiše iskoristljivu energiju•Generiše nusprodukte sa kojima se mora rukovati pod posebnim uslovimarukovati pod posebnim uslovima

•Vrlo loše prihvaćen od strane javnosti zbog grešaka u prošlostigrešaka u prošlosti

Tehnike za termički tretman

Source: Bilitewski

Nus-produkti insineracijeMogu biti:

•ČvrstiČvrsti•Tečni

•gasovitigasoviti

Obuhvataju:Obuhvataju:• Iskorišćene materijale kao što su

metali, HCl i sl.metali, HCl i sl.•Dimne gasove

•Mulj i pepeoMulj i pepeo•Otpade iz prečišćavanja dimnih

gasovagasova•Otpadne vode

Dimni gasovi emisijeDimni gasovi-emisije

Dimni gasovi emisijeDimni gasovi-emisije

Emisije PCDD/F u NemačkojEmisije PCDD/F u Nemačkoj

Container-Terminal Altenwerder, Hamburg , g(3 million TEUs annually)

Application of ash during constructionApplication of ash during construction

WtE postrojenja su medjunarodno priznata kao postrojenja koja dovode do smanjenja nastajanja GHGj j j j j

The Eight Emerging Large-Scale g g g gClean Energy Sectors include1. Onshore Wind2 Offshore Wind2. Offshore Wind3. Solar Photovoltaic (PV)4. Solar Thermal Electricity Generation (STEG)Generation (STEG)5. Municipal Solid Waste-to-Energy (MSW)6 S b d Eth l6. Sugar-based Ethanol7. Cellulosic and Next Generation Biofuels8. Geothermal Power

Moguća unapredjenja

Posebno k lj j i

Insineracija otpadasakupljanje i

iskorišćenje otpada

otpada

Mehaničko-biološki tretman

Ciljevi MBTj1. Smanjenje zapremine koja bi bila deponovana2. Smanjenje mikrobiološke aktivnosti3. Smanjen je mase opasnih materiojaj j p j4. Iskorišćenje materijala i energije (SRF-RDF-

biogas-kompost)biogas kompost)

MBT u Nemačkoj – Zahtevi za kvalitetom SRF/RDFSRF/RDF

Potential consumer Calorific value

Granulometric properties

Content of chlorine

W t i i ti 6 12 MJ/k i l i lWaste incineration 6-12 MJ/kg no special requirements

no special requirements

Grate combustion < 300 mm WtE-plants 11-17 MJ/kg < 2 % Fluidized bed combustion

< 100 mm

Pyrolysis < 300 mmPyrolysis < 300 mmpit coal (dust feeding) > 14 MJ/kg < 20 mm brown coal (dust f di )

> 11 MJ/kg < 25 mm Industrial co-incineration

< 1 %

feeding)brown coal (fluidized bed combustion)

> 11 MJ/kg < 50 mm

Primary firing system > 20 MJ/kg < 30 mm Calciner firing system 14-18 MJ/kg < 35 mm

Cement kiln

Fl idi d b d > 11 MJ/k < 50

< 1 %

Fluidized bed combustion

> 11 MJ/kg < 50 mm

Uticaj odvojenog skupljanjai reciklaže na toplotnu moći reciklaže na toplotnu moć

12010 9.5 7.5 12 20

100

120kurilna vrednostizločeno

60

80 ostanek

20

40

0neobdelanikomunalni

10% papirja in50% stekla

50% papirja,plastike, stekla

50% papirja,plastike,

ločevanje lahkein težke

odpadki stekla, kovin,bio-odp

frakcije

Druge metode konverzijebiootpada u energente

PirolizaPirolizatermička razgradnja u gas/tečno gorivo/čvrsti ostatak

(čadj), srednje-visoke temperature, bez vazduha(čadj), srednje visoke temperature, bez vazduhaGasifikacija

Proces nepotpunog sagorevanja (nedovoljan višak vazduha) uz dodatak vodene pare i dr., proizvodi – gas i

čvrsti ostatak

Biohemijski procesi:Anaerobna digestijaAnaerobna digestija

Kontrolisana fermentacija u cilju proizvodnje alkoholaProizvodnja etanola, metanola

Pyrolyzer—Mitsui R21

Fleksibilnost gasifikacijeg j

Konverzija biootpada u gorivogorivo

Resultati:Alcohol (Ethanol)Biogas (Methane)SyngasGasoline (Biocrude) Diesel Fuel (Plant Oil)

A b i diAnaerobni digestor

Pretvara životinjski ili biljniPretvara životinjski ili biljni otpad u metan

Tipični primenljivi otpadi:Djubrivo (sa farmi svinja, živineDjubrivo (sa farmi svinja, živine i sl.)Otpad iz mlinova maslina i sl.Otpad iz mlinova maslina i sl.Otpad/otpadne vode iz prerade krompira (izuzetno visok BPK)o p a ( u et o so )

Otpad iz prerade šećerne trske u metan

Plastični materijali izradjeni od pirolitičkog ulja (drvni otpad čips)pirolitičkog ulja (drvni otpad-čips)

AWM DRY FERMENTATION PLANT - MUNICHPLANT - MUNICH

Types of waste: Biowaste (Kitchen and Garden Waste)Capacity: 25,000 tons/yearp y , yCombined heat & power plant (CHP) electric output: 3 x 190 kilowatt (electric)Fermentation residues are processed into finished compost which is then returned to the biomass

cycle as valuable fertilizer (ca. 9,000 tons/year)

Advantages:• Simple technologySimple technology• Low maintenance costs• Low process energy p gyconsumption• Low susceptibility to interfering substances g(e.g. foils or woody or fibrous constituents)• Greatly reduced emission

Source: BEKON, AWM München

KIRCHSTOCKACH MULTI STAGE WET FERMENTATION PLANTWET FERMENTATION PLANT

Types of waste: Biowaste with a high content of garden waste (>30%)Capacity: 30,000 tons/yearp y , yBiogas yield: 1.85 Million m³/year (Heating value ~ 22 – 25 MJ/m3)Combined heat & power plant (CHP) electric output: 2 x 310 kilowatt (electric)

Advantages:Advantages:• Short retention time• High biogas yieldg g y• High methane content in biogas• Greatly reduced emission• Heat generated is used by houses nearby

Source: BTA

Status quoquo

Type presentation title here10/12/2013

Vrsta otpada Biokanta Rec. mat OstaloBaštenski otpad  85% 5% 10%Ostali biorazgradivi otpad  85% 5% 10%Papir  3% 95% 2%Staklo  3% 15% 82%Karton  3% 95% 2%Kompozitni materijali 5% 15% 80%Kompozitni materijali  5% 15% 80%Ambalažni i ostali  3% 95% 2%Aluminijumske konzerve  3% 95% 2%Plastični ambalažni otpad  3% 95% 2%Plastične kese  5% 15% 80%Tvrda plastika  3% 95% 2%Tekstil  5% 5% 90%Koža 5% 5% 90%Koža  5% 5% 90%Pelene  5% 5% 90%Fini elementi  5% 5% 90%

Type presentation title here10/12/2013

Scenario – anaerobna digestija I kompostiranje I cementarakompostiranje I cementara

Type presentation title here10/12/2013

S tSastav kanti?kanti?

Baštenski otpad Zelena Plava

Ostali biorazgradivi otpad 81,9% 18,1%

Papir 87 8% 12 2%Papir 87,8% 12,2%

Karton 52,3% 47,7%

Staklo 39,9% 60,1%

Kompozitni materijali 51,5% 48,5%

Ambalažni i ostali metali 37,4% 62,6%

Aluminijumske konzerve 38,7% 61,3%

Plastični ambalažni otpad 37,3% 62,7%

PET flaše 35 9% 64 1%PET flaše 35,9% 64,1%

Plastične kese 27,8% 72,2%

Tvrda plastika 72,2% 27,8%

Tekstil 77,1% 22,9%

Koža 58,1% 41,9%

Pelene 0,0% 100,0%

Fini elementi 96,5% 3,5%

82 8% 17 2%

Type presentation title here10/12/2013

82,8% 17,2%

Sakupljanje uzorakap j j

Type presentation title here10/12/2013

Sadrzaj plavih kantiSadrzaj plavih kanti

Type presentation title here10/12/2013

Sastav zelenih kanti

Type presentation title here10/12/2013

Zaključcij

• Sagorevanje, za sada, ostaje dominantan proces zatermički tretman komunalnog otpada uz znatnounapredjen sistem tretmana dimnih gasova

• Gasifikacija i piroliza dovedeni su do komercijalnognivoa ali je industrija/tržište i dalje veoma obazrivonivoa, ali je industrija/tržište i dalje veoma obazrivo(primer Thermoselect)

• Potrebno je osigurati visok stepen iskorišćenja –j g p jmaksimalna energetska efikasnost

• Neophodno je unapredjivanje postojećih sistema u radu• Više nego važno je izradjivati LCA za svaku tehniku

U t blj tiU t blj ti ii dd•• UpotrebljavatiUpotrebljavati samosamo proverenuproverenu ii pouzdanpouzdanuutehnologijutehnologiju (u(u skladuskladu sasa BAT)BAT)

ISWA/SeSWA/WTERT Serbia

• ISWA – International Solid Waste Association• SeSWA• SeSWA

– Serbian Solid Waste AssociationMember of ISWA as a National Committee– Member of ISWA as a National Committee

– Founded on September 2007.WTERT S bi t f S SWA• WTERT Serbia – part of SeSWA

• ISWA World Congress – Novi Sad 2016.