Recycling

Recykling: oczyszczalnie i wysypiska

W Polsce działa prawie 40 instalacji bazujących na gazie wysypiskowym

Cenne odpady: ogrzewanie, chłodzenie i energia

Zajmujemy jedno z pierwszych miejsc w Europie pod względem ilości produkowanych odpadów przemysłowych. Przybywa ich 130 mln ton rocznie, a masa już zgromadzonych oceniana jest na 2 mld ton. Powierzchnia nie zrekultywowanych składowisk liczy 11 tys. ha. Jedną z metod wykorzystania odpadów jest wytwarzanie z nich biogazu nadającego się do celów energetycznych lub paliw alternatywnych stosowanych w przemyśle.

Nadający się do celów energetycznych biogaz może powstawać w procesie fermentacji beztlenowej z m.in. z sadu ściekowego na oczyszczalniach ścieków i odpadów organicznych na komunalnych wysypiskach śmieci. Fermentacja beztlenowa jest złożonym procesem biochemicznym – substancje organiczne rozkładane są przez bakterie na związki proste – głównie metan i dwutlenek węgla. W czasie procesu fermentacji beztlenowej do 60 proc. substancji organicznej jest zamienione w biogaz. Biogaz o dużej zawartości metanu (powyżej 40 proc.) może być wykorzystany do celów użytkowych, głownie energetycznych lub w innych procesach technologicznych. Typowe przykłady wykorzystania obejmują: produkcję energii elektrycznej w silnikach iskrowych lub turbinach, wytwarzanie energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych, produkcję energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych, dostarczanie gazu wysypiskowego do sieci gazowej, wykorzystanie gazu jako paliwa do silników trakcyjnych (pojazdów), wykorzystanie gazu w procesach technologicznych, np. w produkcji metanolu.

 

Biogazownie w oczyszczalniach i na wysypiskach

 Jedna z pierwszych w Polsce instalacja energetycznego wykorzystania gazu ściekowego w oczyszczalni ścieków powstała w 1998 r. w Inowrocławiu. Wytworzony w zamkniętej ogrzewanej komorze fermentacyjnej biogaz oczyszcza się wstępnie z zanieczyszczeń stałych w płuczce wodnej oraz z siarkowodoru w odsiarczalni. Magazynowany jest w zbiorniku gazu o pojemności 1200 m³. Zbiornik gazu współpracuje z tzw. pochodnią, w której spala się nadmiar gazu (w warunkach oczyszczalni proces ten praktycznie nie występuje). Biogaz jest spalany w dwóch silnikach gazowych polskiej produkcji PZL-Wola; energię elektryczną i cieplną (z chłodzenia spalin i wody silnikowej) wykorzystuje się na potrzeby własne oczyszczalni ścieków. Zainstalowana moc elektryczna wynosi 320 kW, cieplna 540 kW. Ilość wytwarzanej energii elektrycznej blisko 1,3 mln kWh/rok, cieplnej ok. 5,5 tys. GJ/rok. Pełne nakłady inwestycyjne prawie 2,4 mln zł (1998 r.). Inwestycja była finansowana przez Urząd Miasta Inowrocławia, NFOŚiGW oraz WFOŚiGW. Podobne instalacje pracują m.in. w Elblągu i Częstochowie.

Szacuje się, że w chwili obecnej na świecie działa co najmniej 800 instalacji do energetycznego wykorzystania gazu wysypiskowego. W Europie najbardziej zaawansowana jest pod tym względem Wielka Brytania, gdzie do tej pory moc zainstalowana na gazie wysypiskowym wynosiła ponad 489 MW elektrycznych. W Polsce działa prawie 40 instalacji bazujących na gazie wysypiskowym. Pierwsze wdrożenia dotyczyły jak dotąd instalacji produkujących głównie energię elektryczną. Moc zainstalowana na poszczególnych składowiskach na ogół nie przekraczała 400 kW. Można się jednak spodziewać, że po zebraniu pierwszych doświadczeń z wykorzystaniem gazu wysypiskowego, w niezbyt odległej przyszłości w Polsce pojawią się lepiej zaprojektowane instalacje o większej mocy, przekraczającej nawet 1 MW.

Śmieci grzeją Braniewo i Radom

 Jedną z pierwszych instalacji na gaz wysypiskowy zainstalował MPEC w Braniewie. Zaopatruje ona w ciepło i gorącą wodę ok. 65 proc. mieszkanców tego 18-tysięcznego miasta. Ciepłownia miejska w Braniewie znajduje się w odległości ok. 1 km od miejskiego wysypiska śmieci. Wykorzystujac szwedzką technologię, na wysypisku miejskim zainstalowano system drenażowy z kilkoma miejscami poboru bogatego w metan gazu wysypiskowego, który powstaje samoistnie jako rezultat rozkładu frakcji organicznej odpadów komunalnych przez kolonie bakterii. Koncepcja przygotowania pryzm i zewnętrzna izolacja wysypiska dla poprawienia warunków produkcji i gromadzenia się gazu zostaly opracowane przez szwedzką firme SVECO. Gaz wysypiskowy, pompowany przez rurociąg do ciepłowni miejskiej, spalany jest przez konwencjonalny kocioł gazowy o maksymalnej mocy 1,3 MW. Koszty kotla wykorzystującego gaz wysypiskowy (180 tys. zł) oraz pozostałe koszty inwestycji związanej z przygotowaniem wysypiska, instalacją systemu pozyskiwania gazu wysypiskowego oraz dwóch jednokilometrowych rurociągów (do pompowania gazu), wyniosły ogółem ok. 1,9 mln zł (inwestycja sfinansowana w 1996 r.). Pokryto je z trzech źródel: budżetu miasta Braniewa – 40 proc., Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej – 35 proc., Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej – 25 proc.

W 1999 r. w Radomiu za prawie 1 mln zł uruchomiono elektrownię zasilaną gazem wysypiskowym, tworzącym się w procesie biologicznego rozkładu odpadów komunalnych. Jest to podstawowe paliwo (zawierające ok. 50–60 proc. metanu o wartości opałowej 23 MJ/N m³) napędzające dwa agregaty prądotwórcze o mocy elektrycznej 200 KW każdy. W sumie ciepłownia wytwarza 1 MW mocy elektrycznej i cieplnej. W elektrowni w Radomiu wykorzystano podobne rozwiązania technologiczne jak w elektrowni działającej na wysypisku w Szadółkach koło Gdańska. – Na bazie zespołu 44 pionowych studni rozmieszczonych na 12-hektarowym składowisku pozyskujemy gaz, który następnie wykorzystywany jest do produkcji energii elektrycznej i cieplnej. W sezonie grzewczym uzyskana energia służy do ogrzewania budynków administracyjnych i gospodarczych, natomiast ciepło z układu chłodzenia silników i układu odlotowego spalin podgrzewa szklarnie i tunele foliowe, w których hodowane są kwiaty i rośliny ozdobne – mówi Kazimierz Piotrowski, dyrektor ds. eksploatacyjnych PPHU Radkom. Radkom jest spółką miejską zagospodarowującą odpady na terenie Radomia. Bioelektrownie działają także m.in. w Toruniu i Krakowie. – Wybudowaliśmy dwa bloki w sumie mające ponad 2 MW mocy elektrycznej i cieplnej. W ubiegłym roku rozpoczęliśmy budowę kolejnego bloku na nowo budowanym wysypisku śmieci. Nadwyżki energii cieplnej i elektrycznej odprowadzamy do sieci miejskiej – powiedziała Krystyna Flak, kierownik składowiska odpadów komunalnych w Krakowie.

Elektryczność ze spalarni odpadów

 Efektem ubocznym spalania odpadów niebezpiecznych oraz komunalnych jest produkcja energii elektrycznej i cieplnej. Spółka Port Service w Gdańsku, należąca do niemieckiego Blum Beteiligungs GmbH/Melle (ponad 80 proc. udziałów), uruchomiła w kwietniu br. nowoczesną spalarnię odpadów niebezpiecznych. Jej budowa trwała dwa lata i kosztowała ponad 20 mln zł. Podobna spalarnia funkcjonuje także w Warszawie. – Przetwarzamy 110 tys. ton odpadów komunalnych rocznie. Na miejscu segregujemy odpady i spalamy te, które mają wartość opałową powyżej 6 MJ na 1 kg. Uzyskana podczas spalania para technologiczna zasila turbinę i generator o mocy 3 MW. Nadwyżkę energii elektrycznej, tj. ok. 30 proc., sprzedajemy do sieci. Natomiast energię cieplną z racji braku wymiennika ciepła wykorzystujemy do własnych celów – relacjonuje Jacek Kaznowski, dyrektor Zakładu Unieszkodliwiania Stałych Odpadów Komunalnych. Spółka Port Service może przerobić 20 tys. ton odpadów niebezpiecznych, ale przetwarza 10 proc. tego, co mogłaby. Za usługę trzeba zapłacić ok. 3 tys. zł za tonę odpadów. Również warszawska spalarnia mogłaby spalać więcej odpadów komunalnych. – Na rynku pojawiły się firmy, które proponują znacznie niższe ceny za przyjęcie odpadów – mówi Jerzy Ziaja, prezes Ogólnopolskiej Izby Gospodarczej Recyklingu. Odbierają z zakładów toksyczne odpady (zużyte oleje przemysłowe, rozpuszczalniki chemiczne, farby, smary, smoły), przerabiają je na paliwo alternatywne i sprzedają za grosze w cementowniach. Na produkcji paliwa alternatywnego zarabiają m.in. SITA Suwo czy Zakład Produkcji Paliw Alternatywnych. Obie firmy są z Radomia. W Polsce SITA jest właścicielem lub udziałowcem kilkunastu firm komunalnych, składowisk odpadów i zakładów przeróbki odpadów przemysłowych). Przedsiębiorstwa płacą za pozbycie się odpadów od 200 do 800 zł za tonę (zależnie od odpadu) – kilka razy mniej niż gdyby oddały do spalarni. Beneficjentami radomskich firm są cementownie Nowiny, Małogoszcz, Górażdże, Rejowiec, Chełm, Odra, Philip Morris Polska, Rafineria Jedlicze, Elektrim Kable, Polifarb-Pilawa, zakłady Polfy, Organika Jaworzno oraz zakłady wodociągowe, które przywożą osady z oczyszczalni ścieków. Wykorzystaniem odpadów jako paliwa alternatywnego zajmują się też spółka EKOGAL z Kutna, Zakład Utylizacji Odpadów Przemysłowych w Krakowie i wiele mniejszych zakładów. – Oferowane paliwo jest niebezpieczne dla środowiska. Są to wstępnie przetworzone zużyte oleje, z zawartością PCB (toksyczne bifenyle), smary, szlamy, które miesza się z trocinami. Winę za ten proceder ponoszą urzędnicy, którzy wydają zgodę na produkcję paliwa z odpadów niebezpiecznych – twierdzi prezes Ziaja.

 Autor:

Krzysztof Kochanowski

 Tabela

Przyrost mocy w polskich biogazowniach

Źródło: Ogólnopolskie Towarzystwo Zagospodarowania Odpadów

Oczyszczalnia ścieków w Elblągu – turbina o mocy 200 kW wytwarzająca energię elektryczną z biogazu.

Schemat:

Możliwości pozyskiwania i wykorzystywania biogazu

Źródło: Ogólnopolskie Towarzystwo Zagospodarowania Odpadów