Dr.sc. Dinko Sinčić, dipl.ing., Kemprojekt, Zagreb

USPOREDBA TEHNOLOGIJA TERMIČKE OBRADE OTPADA

COMPARISON OF WASTE THERMAL TREATMENTTECHNOLOGIES

Zagreb, 06.-07. 11.2014.

KLJUČNE TOČKE IZLAGANJA

Zagreb, 06.-07. 11.2014.

TEMELJI ODABIRA TEHNOLOGIJA

OSNOVNE TEHNOLOGIJE TERMIČKE OBRADE

USPOREDNA SVOJSTVA PREDSTAVLJENIH TEHNOLOGIJA

NEKI ASPEKTI SADAŠNJEG STANJA SUSTAVA GOSPODARENJA OTPADOM U RH

OSNOVNE ZNAČAJKE SADAŠNJEG STANJA

Zagreb, 05.-06.2014.

Osnovno polazište pri definiranju sadašnjeg sustava - sustav cirkularne (kružne) ekonomijeSpaljivanja svega živog nasuprot “Zero waste“

PGO RH : do 2010. god. u RH 1.721.000 t otpada => 393.000 t GIO (bez grada Zagreba); Grad Zagreb - 410.000 t otpada koji bi trebao biti obrađen u „spalionici“ (termin „spalionica“ koristit će se u daljnjem tekstu za termičku obradu otpada sagorijevanjem). 2012. proizvedeno 1.670.005 t otpada - predano odlagalištu 1.380.397 t. (AZO);

400.000 t GIO za termičku obradu. MBO Zagreb (eventualno)GIO, cca 90.000 t. Raspoloživi kapaciteti za oporabu GIO :

Cementare Cemex: 112.000 t (izvor: SUO)Cementara u Našicama predviđa korištenje 40.000 t GIO-a. Tvornica cementa Holcim, Koromačno: još oko 20.000 t GIO.

CGO Kaštjun predviđa proizvodnju 37.000 t GIO (PGO RH). Ukupni je maksimalni kapacitet cementara u RH za spaljivanje GIO oko 170.000 t,

Suspaljivanje u termoelektrani Plomin - zamjenom 5% ugljena gorivom iz otpada (na energetskoj bazi) moglo bi se su-spaliti oko 70.000 t GIO. U najpovoljnijoj varijanti, u postojećim energetskim postrojenjima moglo bi se spaliti oko

240.000 t GIO. - nedostaje oko 160.000 t . Izgradnja spalionice u Zagrebu kapaciteta 400.000 t rješenje, ali ne za grad Zagreb, već za čitavu zemlju, pa čak i za susjedne zemlje.

INTEGRIRANI ODRŽIVI SUSTAV GOSPODARENJA OTPADOM

Zagreb, 05.-06.2014.

.

KLASIFIKACIJA TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

Standardna je klasifikacija tehnologija za termičku obradu otpada sljedeća:

Konvencionalne tehnologije:Pomična rešetka (roštilj ),Tehnologije s fluidiziranim slojem (vrtložni ili lebdeći sloj)Rotacijska peć.

Nove (napredne) tehnologijePiroliza,Uplinjavanje (gasifikacija),Uplinjavanje pomoću plazmeKatalitička depolimerizacija

Velika je većina postrojenja:sustavu s pokretnom rešetkom. Danas već ima oko 500 takvih postrojenja s planiranim brojem od 550 do 2016. i planiranih kapacitetom od 96 mil.t. Prema podacima iz 2011., od 455 postrojenja 30 ih je s tehnologijom fluidiziranog sloja. Od tog broja samo 8 ih je namijenjeno tretiranju samo komunalnog otpada, najčešće se radi o smjesama komunalnog otpada i mulja iz sustava za obradu otpadnih voda. .

TEHNOLOGIJE TERMIČKE OBRADE PREMA OMJERU ZRAKA

Zagreb, 05.-06.2014.

.

PROIZVODI TEHNOLOGIJA TERMIČKE OBRADE OTPADA

Zagreb, 05.-06.2014.

.

PROCESNI UVJETI

Zagreb, 05.- 06.2014.

• Temperatura pirolize: 300 oC do 800 oC pri čemu nastaju sintezni plin (CO+H2), visokomolekularni ugljikovodici,koks. Zbog nedostatka kisika, kalorijska se vrijednost sinteznog plina obično kreće od 10 do 20 MJ/m3 . Zbog relativno niskih temperatura može se očekivati manje dioksina i teških metala u dimnim plinovima, ali polutanti ostaju u pirolitičkom ostatku.

• Temperatura uplinjavanja (gasifikacije): oko 750 oC. Proizvodi: CO, H2, CH4. U procesnom ostatku ostaje nešto koksa, znatno manje nego pri pirolizi. Ogrjevna vrijednost plina iz uplinjavanja je uz uporabu kisika oko 10 to 15 MJ/ Nm3, a uz uporabu zraka 4 to 10 MJ/ Nm3( za prirodni plin 38 MJ/Nm3). U oba slučaja proizvodnja sinteznog plina omogućava i druge uporabe osim spaljivanja i proizvodnje topline ili električne energije kao što je proizvodnji tekućih goriva ili drugih kemikalija.

• Plasma uplinjavanje je visoko temperaturna piroliza gdje se organske tvari prevode u sintezni plin, a inertni materijali u vitrificirani talog. Sintezni plin nastaje u atmosferi s manjkom kisika pa je uglavnom relativno čista smjesa CO i H2. Visoka je temperatura kreirana električnim lukom koja plin pretvara u plazmu. Proces kojim se u reaktoru s plazma bakljom procesira otpad naziva se uplinjavanje plazma lukom. Temperature u takvim procesima su iznad 2000 oC.

• Katalitička depolimerizacija - temperatura 280 -320 oC , djelotvornost je postupka, 65 -85%,

PROIZVODI TERMIČKIH TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

. PROCES UVJETI KAPLJEVINA KOKS PLIN

Brza pirolizaUmjerene temperature kratka vremena zadržavanja, naročito za pare

75% 12% 13%

Karbonizacija Niske temperature, vrlo duga vremena zadržavanja 30% 35% 35%

Uplinjavanje Visoke temperature, duga vremena zadržavanja 5% 10% 85%

EMISIJE TERMIČKIH TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

. PARAMETRI, mg/m3 SPALJIVANJE PIROLIZA PLAZMA

UPLINJAVANJEUPLINJAVA

NJE

SOx emisije 1-40 35 26 1,2

NOx emisije 40-100 77- 139 150 26

VOC emisije 1-20 1 - -

Krute čestice 1-20 5,75 12,8 0,018

HCl 1-8 3,1 0,2

Pepeo (% mase goriva) 5- 10 koks 2-4 4-5

EMISIJE TERMIČKIH TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

.

EMISIJE TERMIČKIH TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

.

UKUPNE EMISIJE

Građanin kojeg se to tiče ne zna što znači emisija nekog plina od recimo 50 mg/m3 jer se obično ne kaže kolika je ukupna emisija tih plinova, a ona je oko 5500 m3/t otpada. Spalionica otpada kapaciteta 400.000 t proizvodi 2,2 milijarde m3 godišnje dimnih plinova ili 6 milijuna m3 dnevno! Ako je granična dopuštena vrijednost 200 mg/m3 (dušikovi oksidi) , onda se radi o ispuštanju 219 t tog plina godišnje ili 600 kg dnevno. Dopuštena granica emisija SO2 iz takvog postrojenja je 55t/god. Vlasti u gradu St.Lucie, Florida obavijestile građane da će planirano postrojenje za termičku obradu otpada plazma tehnologijom kapaciteta 250.000 t rezultirati emisijama od 46,3 t CO, 50 t dušikovih oksida, 37,6 t krutih čestica promjera manjeg od 10 mm, 17,5 t SO2, 18,9 t HCl uz zanemarive količine žive i olova.

PROIZVEDENA NETO ENERGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

.

VRSTA TERMIČKOG PROCESA -TEHNOLOGIJE

NETO ENERGIJA U MREŽU, kWh/t OTPADA

Spaljivanje 544 533

Piroliza 571 -

Piroliza/Uplinjavanje 685 -

Uplinjavanje plazma lukom

816 617 500 533

STUPANJ DJELOTVORNOSTI TERMIČKIH TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

. METODA TERMIČKE OBRADE

SPALJIVANJE UPLINJAVANJE I PIROLIZA

Proizvodnja energije Parni ciklusParni ciklus

Plinska turbina

Kombinirani ciklus

Ukupni koeficijent djelotvornosti, %

14 - 20 13 - 24 34

Realni stupanj djelotvornosti,%

19-27 9-20 13 -24 23-26

PROCESNI PARAMETRI TERMIČKIH TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

. PARAMETAR SPALJIVANJE PIROLIZA

UPLINJAVANJE PLAZMA LUKOM

UPLINJAVANJE UZ ZRAK

Raspoloživost (%) (procjena) 92 85 80 96

Životni vijek / Projektirano vrijeme (god)

30 20 20 30

Maks. vlažnost goriva (%) 40-50 10 10 40 -50

Niskokalorični i vlažni Ograničeno Ne Ne Ograničeno

Visokokalorični otpad (uključujući gume)

do 10% Da Da do 50%

OPERATIVNA RASPOLOŽIVOST

Zagreb, 05.-06.2014.

.

INVESTICIJSKI TROŠKOVI

Zagreb, 05.-06.2014.

.

CEWEP (2010/2011) : investicijski troškovi u zemljama E27 : 400 do 700 €/t otpada uz srednju vrijednost od 600 €. U slučaju Zagrebačke spalionice predviđeni su troškovi od 882 €/t. Troškovi postrojena na temelju pirolize ili plazma tehnologije kreću se također u značajnom rasponu. Prema jednom izvoru cijena investicije za takva postrojenje kapaciteta 100.000 t kreće se u rasponu 23.5 do 30 mil £ (32 – 38 mil. €). Isti izvor navodi da je cijena klasičnog postrojenja (spalionice) iznad 30 mil.

Plazma tehnologije: postrojenje u Iowi kapaciteta 300 t/dan (~110.000 t/god.) košta 71,5 mil. € ili 682 € /t. Cijena jednog postrojenja Alter NRG/WPC koje procesira 750 t/dan (~275.000 t/god.) jest 201 mil. $ ili 579 €/t. Za postrojenje u gradu Otawi prema Plasco plazma tehnologiji predviđeni su troškovi od 125 mil C$ za projektirani kapacitet 150.000 t, što daje specifične troškove ulaganja od 592 € /t .

IZBOR TEHNOLOGIJE - BANKABILNA TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.-06.2014.

.

TRI STUPA BANKABILNE TEHNOLOGIJE

FINANCIJER – TEHNOLOGIJA PRIHVATLJIVA FINANCIJERIMA IZ PRVOG REDA ISPLATE

INŽENJER – TEHNOLOGIJA KOJA UDOVOLJAVA IZLAZNIM SPECIFIKACIJAMA

TEHNIČKI SAVJETNIK POSUDITELJA – TEHNOLOGIJA S DOKAZANIM REZULTATIMA S POVIJEŠĆU POKAZATELJA KOJI MOGU DOKAZATI MINIMALAN RIZIK I EKONOMSKU ODRŽIVOST

OSNOVNI PARAMETRI PRI IZBORU TEHNOLOGIJA

Zagreb, 05.- 06.2014..

ZAKLJUČAK

Zagreb, 05.- 06.2014..

1. Sadašnji sustav nije CSOGO – principi cirkularne ekonomije još dalje,

2. Izbor tehnologija termičke obrade otpada mora biti temeljen na unaprijed precizno definiranim kriterijima,

3. Dostupni podaci značajno se razlikuju zavisno od izvora,4. Za građane su bitne ukupne a ne specifične karakteristike

emisija,5. Karakteristike tehnologija odlučujuće su i za uspješno

osiguranje financiranja.

HVALA NA PAŽNJI!

21