Problematika energetického využití odpadů a s ní spojená výstavba nových zařízení je velice aktuálním tématem. Vlivem lidské činnosti, výroby a spotřeby vzniká mimo využitelných produktů také opad. Jsou to především odpady ze zemědělské, průmyslové i energetické výroby, sutě z demolic, odpady produkované poskytováním služeb, obalové materiál, které chrání a prodávají výrobky a především komunální odpad generovaný obyvatelstvem.
Podle zákona o odpadech (Zákon č. 185/2001 Sb.) je odpad definován jako „každá movitá věc, které se osoba zbavuje nebo má úmysl nebo povinnost se jí zbavit“ [1]. Stejný zákona také definuje tzv. Katalog odpadů, který slouží k jasnému vydefinování konkrétních odpadů. V chování nakládání s odpady se také promítá odpadová politika státu.
Množství odpadu produkovaného na území ČR dlouhodobě mírně roste. Množstvím produkovaného komunálního odpadu se v posledních letech se pohybujeme nad 300 kg na obyvatele za rok. Česká republika vyprodukuje za rok přibližně 30 mil. tun odpadů.
V roce 2008 přijala Evropská komise směrnici 2008/98/ES, která je hlavní dokumentem o nakládání s odpady v EU. Hlavní počin směrnice je vymezení pětistupňové hierarchie nakládání s odpady. Státy EU jsou povinny zajistit, aby odpady prošly nějakým stupněm využití (materiálové, energetické). Dalším záměrem směrnice je podpora recyklace, kdy stanovuje pro recyklování cíl recyklovat 50 % běžného komunálního odpadu, včetně plastů, skla, papíru a kovů a 70 % odpadu ze stavebnictví do roku 2020.
Pro Českou republiku je závazek snížení množství ukládaného odpadu na skládku poměrně těžký úkol. Podle hierarchie nakládání s odpady je třeba dbát především na snížení množství odpadů a jejich opětovné využití a především recyklace, ve které jsou velké rezervy. Hlavním způsobem snížení množství skládkovaného odpadu se ale jeví jeho energetické využití, tedy využití ve spalovnách.
Čtěte také: Budoucí klimatické výzvy Německa
Energetické využití odpadů je v dnešní době, kdy Evropa v čele s Německem nastoupila na cestu snižování emisí skleníkových plynů a zvyšování využívání obnovitelných zdrojů energie, stále častěji skloňovaným tématem. Energetické využití odpadů znamená využití tepelné energie uvolněné při spalování odpadů k výrobě elektřiny a tepla. Podle aktuálních dat evropského svazu CEWEP (Confederation of European Waste-to-Energy Plants) bylo ke konci roku 2017 v Evropě v provozu 518 ZEVO s celkovou roční kapacitou 93,6 mil. tun odpadu. Nejvíce ZEVO je aktuálně v provozu ve Francii (126) a Německu (121). Největší celkovou roční kapacitu mají ZEVO v Německu (26 mil. t/rok), Francii (14,7 mil. t/rok) a ve Spojeném království (9,5 mil.
Plán odpadového hospodářství ČR pro období 2015-2024 (POH ČR), který vláda ČR schválila 22. 12. Zatímco v roce 2013 bylo podle POH ČR téměř 50 % komunálního odpadu uloženo na skládky a pouze 11,6 % bylo energeticky využito, v roce 2024 by míra skládkování měla klesnout na 12,3 % a míra energetického využití vzrůst na 27,7 %.
V současné době máme na našem území 3 spalovny komunálního odpadu, více než dvacet zařízení, která využívají odpad k získávání tepla, a další zdroje jsou ve výstavbě.
V současné době je rovněž v plánu vybudování několika dalších ZEVO, která mají do budoucna pomoci omezit objem skládkovaného odpadu.
Samotná realizace nových ZEVO v ČR bude nicméně záviset na mnoha faktorech, přičemž jako hlavní překážky se jeví odpor enviromentálních organizací a části veřejnosti. Aktuálním příkladem může být petice proti ZEVO Mělník, kterou na konci března předali zástupci petičního výboru Stop spalovně premiérovi v demisi Andreji Babišovi.
Čtěte také: Jak snížit emise CO2
Hlavní problematikou při návrhu a provozování spalovenských kotlů je jasná definice paliva. Odpad jako palivo je sice dosti výhřevný, ale jeho prvkové složení, obsah vody a celková struktura jsou velice kolísavé. Složení kolísá podle toho odkud je odpad svážen (lokality s bytovými domy, příměstské osídlení RD či menší obce) a podle roční doby.
V lokalitách sídlištního typu je v odpadu velký podíl kompostovatelného odpadu s vysokou vlhkostí, menší podíl sutí a popelovin, vyšší podíl spalitelného odpadu, většinou se zde i odpad více třídí. V lokalitách příměstského typu (rodinné domky) se zvyšuje podíl nespalitelného odpadu (více suti, popele a zeminy) a ubývá hořlavých složek (papír, dřevo) a kompostovatelného odpadu. Odpad z menších obcí pak mívá jiný charakter. Je zde minimální obsah rozložitelného odpadu (lidé sami kompostují) a hořlavých složek (dřevo, papír, bohužel i plasty a textil), které lidé spálí sami, roste podíl jemných frakcí a nespalitelného odpadu (suť, popel). Často je tu větší podíl tříditelného odpadu.
Další výkyvy ve složení komunálního odpadu by se daly nazvat sezónními. V létě a na podzim se vlivem vyšší konzumace ovoce a zeleniny zvyšuje podíl biologicky rozložitelného komunálního odpadu (BRKO) a zvyšuje vlhkost odpadu, okolo Vánoc je pak vyšší obsah hořlavých složek (obaloviny, dřevo), v časech, které vedou k vyšší konzumaci (Vánoce, Velikonoce atp.) je pak odpadu více, v době letních prázdnin pak méně, protože tráví více času mimo domovy. Výkyvy ve složení odpadu mají vliv především na jeho výhřevnost.
Jak je také patrné z Tab. 2, odpad mimo hořlavých složek obsahuje podíl složek nebezpečných. Jedná se především o síru, chlór, fluor, polychlorované bifenyly a další těžko rozložitelné organické látky a těžké kovy. Jsou to všechno látky, které (až na síru) v klasických palivech nejsou obsaženy nebo jen ve stopových množstvích.
Spálením odpadu zmenšujeme prostor, který tento odpad zabírá. Odpad má velice nízkou sypnou hmotnost a to i při hutnění na skládkách. Velký význam má spalování paliva z hlediska trvalé udržitelnosti. Energetickým využitím odpadu uspoříme u nás hojně využívaná fosilní paliva.
Čtěte také: Dopady klimatických změn v Moskvě
Z jednoho kilogramu hnědého mosteckého uhlí vznikne přibližně 1,4 kWh elektrické energie nebo 13 GJ tepla. Z kilogramu spáleného komunálního odpadu vznikne 0,75 kWh elektřiny nebo 7 GJ tepelné energie. Spálením tuny odpadu ušetříme tedy přibližně 0,6 tuny hnědého uhlí. (Čísla jsou samozřejmě přibližná v závislosti na konkrétních výhřevnostech a účinnostech transformace na elektrickou a tepelnou energii).
Toto pozitivum má jedno úskalí - je třeba, aby spalovna byla součástí sítě centrálního zásobování teplem, vlastněna stejným majitelem nebo měla smluvně zajištěný odběr tepla. Jinak mohou nastat situace podobné situaci v Brně v 90. letech, kdy obecní spalovna sice prodávala teplo do SCZT, ale nepravidelně a za nevýhodných podmínek.
Další nespornou výhodou oproti skládkování je snížení emisí skládkových plynů, které unikají i ze zabezpečených skládek (podle kvality skládek takto může unikat 20-50 % generovaného plynu). Jedná se především o CO2 a metan (příp. další lehké uhlovodíky a další stopové prvky) vznikající rozkladem biologicky rozložitelného odpadu i dalších složek.
Ve spalovnách odpadů dochází i k další separaci využitelných složek odpadů. Převážnou část zbytků po spálení, tedy škváru zbavenou kovů, lze dále využít ke stavebním účelům, nejčastěji jako podkladové materiály při stavbě komunikací, rekultivaci krajiny či jako materiál pro budování ochranných vrstev skládek. Materiál je srovnatelný s běžnými těženými materiály, jen nemá filtrační vlastnosti. Materiál není kontaminován žádnými škodlivinami, protože těch byl zbaven při procesu spalování.
Velkou slabinou spaloven je jejich cena. Jak je již uvedeno výše, je odpad jako palivo velice různorodý a na to musí být celá technologie připravena. Jde především o stabilní výkon a dodržování emisních limitů, které jsou pro spalovny obzvláště přísné. Všechna tato opatření jak pro regulaci, tak (a to zejména) pro čištění spalin, technologii velice prodražují, že se dostává za hranici rentabilnosti. K najíždění kotle a stabilizaci hoření je navíc třeba podpůrného paliva, aby byla zajištěna ekologie provozu.
Další nevýhodou spalovenských provozů je samotná manipulace s odpady, tedy jejich svoz a skládkování na jednom místě před samotným spálením. Vzhledem k velkému podílu biologického (rozložitelného) odpadu není zejména v letních měsících v okolí spaloven úplně příjemné ovzduší, a to i přes to, že technologie je na toto připravena - bunkr pro skládkování paliva je uzavřený a v trvalém podtlaku, odváděný vzduch je zaváděn do spalovacího procesu.
Jedním z negativních důsledků je zvýšený pohyb nákladních automobilů v okolí spalovny. Tomu je třeba přizpůsobit infrastrukturu a především spalovnu citlivě umístit do stávající nebo plánované zástavby. Tato problematika se dá vyřešit i integrací železničních cest do logistiky spalovny, jak je tomu např. u některých spaloven v Bavorsku. A např.
Nespornou zátěží pro životní prostředí jsou plynné emise. Jsou sice přísně regulovány, ale i minimální množství těžkých kovů či dioxinů a furanů má na živočichy výrazné dopady - těžké kovy i PCDD a PCDF jsou toxické, karcinogenní a některé mají i mutagenní účinky. Zde se právě dostáváme k technologiím, které jsou energeticky a finančně nejnáročnější na celé spalovně. Právě čištění spalin od těchto nebezpečných látek celý provoz velice prodražuje.
Provozování spalovny odpadů s sebou nese ještě jedno velké riziko, a tím je snížení množství tříděného odpadu pro recyklaci. Je třeba si uvědomit, že separací je odpad ochuzován o složky s nejvyšší výhřevností (PET, igelit, papír) či hořlavé složky vůbec (bioodpad). Navíc, čím více má provozovatel odpadu, tím více tepla či elektřiny vyrobí (a tím více prodá), a to jej nikterak nemotivuje k provozování třídicí linky a další separaci odpadů.
Spalování odpadu je v současné době aktuální téma, článek se snaží vnést základní vhled do problematiky spalování odpadů a to především charakterizací odpadu jako paliva a posouzení výhod a nevýhod zařízení pro spalování odpadů. Odpad lze jako palivo využít bez větších problémů, pokud se přihlédne k jeho specifickým vlastnostem (výhřevnost, vlhkost, složení a jejich výkyvy) a jejich změnám (v čase i podle svozů).
Spalovny mají pozitivní i negativní dopady na využití odpadů a jeho možné jiné využití. Přímo ovlivňují životní prostředí ať už svými emisemi nebo tím, že díky nim není odpad skládkován, a nejsou spalována fosilní paliva.
První fáze zpracování odpadů probíhá vždy u producenta. Komplexností zpracování se liší od přepracovatelských závodů. Tato střediska provádějí komplexní zpracování průmyslových odpadů za úplatu. po převzetí odpadů veškerou zodpovědnost za jejich odstranění.
Základní krok - separace - oddělení vrstev, filtrace, odstředění. nejvhodnějším rozpouštědlem je voda. Složení těchto odpadů je různorodé a s časem se může měnit. vlastností a podle dostupných možností jejich odstranění.
organické odpady. bez nebezpečí odstraňovat společně s komunálními odpady nebo spalovat. vzájemně mezi sebou. Celkový obsah chloru nemá být vyšší než 5%. jejich maximální regeneraci.
Kyanidové odpady se např. se shromažďují a odesílají ke spalování. roztoky. nejkratší době. uzavřených a dobře označených nádobách.
stabilizace/solidifikace, někdy označovaná jako S/S technologie. správně chápaným termínům slovníku odpadového hospodářství. prostředí. nebo jeho zachycení na vhodný sorbent. úložiště s únosností vhodnou pro ukládání ve více vrstvách. matrice vytvořené anorganickou nebo organickou inertní látkou. nutné pokládat za mezní řešení otázky nakládání s odpady. složkami solidifkačního média chemicky nebo s nimi vytvářejí směsi.
Provádí se za normální teploty s použitím běžných typů zařízení. • bitumenace spočívá ve smísení odpadu s roztavenou hmotou, jako je např. bitumenová (asfaltová) živice, kamenouhelný dehet, síra apod. vhodná pro fixaci kalů nebo kapalných koncentrátů. vyluhovatelnost.
spalování, na sklo. nutno přidat sklotvorné látky, např.odpadové sklo. vysokou odolností proti působení vody a výrazně se zmenšuje objem odpadů. cementu a jiných hydraulických pojiv. budoucnu. je pevně zasazen v solidifikované matrici. molekuly se sorbuje na organickou látku a druhý na cementovou matrici. (Li, Na, K, Mg, Ca).
snižování obsahu organického uhlíku na minimum. než zahradní - městský. ověřování. zakoncentrovat těžké kovy v zachycovaném popílku. materiálového zpracování před tepelným). zábor zemědělské půdy a její rekultivaci). desetinásobně). nedostatek půdy pro skládkování neupravených odpadů. Pro spalování se používají tekuté kaly, tuhé odpady a plynné odpady.
odpadů patří mezi méněhodnotná paliva a při spalování vznikají problémy. vlastnostmi. poměru, který ještě zaručuje trvalé hoření směsi. vysokým podílem inertních materiálů nebo silně vlhké a spékavé odpady. nutno používat přídavného paliva. hodnotami - obsahem hořlavin, popelovin a vody. hořlaviny, je schopné hoření. sáláním ze stěn pece. dosahuje-li jejich výhřevnost nejméně 5 000 kJ.kg-1. regulační opatření týkající se skládkování odpadů. pecích. 1500°C).
Většina spaloven má ohniště vybavené rošty, na nichž se odpady spalují. uhlíkatými látkami v odpadech, hořlavé látky se přeměňují na těkavé složky. které se pomalu otáčejí a tím zajišťují míšení odpadů. (univerzální využití). pak se zahřívá. zbytků barev a laků. • etážové pece - pec má tvar stojatého válce, rozděleného na etáže. žáruvzdorné slitiny. Vhodné pro spalování kalů a odpadů s vysokou vlhkostí. vrstvy ve vznosu. vhodný rozměr a hmotnost.
po spálení tvoří 25 až 40% hmotn. Odpady jsou nejméně čistým druhem paliva. více těžkých kovů než uhlí. reakční směsí o neznámém a měnícím se složení. odstraňuje v elektrostatických odlučovačích (1.stupeň čištění). případně polosuchými nebo suchými systémy (2.stupeň čištění). uhlí. vytápění. oblastí produkujících odpady. médií jako je kyslík, vzduch, oxid uhličitý a vodní pára. měla být hospodárnější, ale přitom by měla méně znečišťovat životní prostředí. (teplota nad 800°C). až 100°C, ). vysoký obsah škodlivin a nemá tendenci ke spékání. dopravovat do velkých středisek zpracování. 2,5 tun odpadu za hodinu např. Spalovna je technologické zařízení sloužící ke spalování odpadu.
stanovení podílu obnovitelných zdrojů energie v ČR. aktualizována. v ČR. Celková kapacita staré spalovny činila 240 tis. nikdy zcela využita. rekonstrukcí. kapacita spalovny SAKO zvýšena na 248 tis. tun odpadů ročně. i v obdobích s minimálním odběrem tepla. komunálního odpadu v Praze byly zahájeny koncem 70. let. 1987 byl dokončen projekt a v září 1988 byla zahájena výstavba. Malešice uvedeno do provozu na podzim roku 1998. výstavby kogenerační jednotky. provozu v roce 2010. a. s. 330 tisíc tun na 394 tisíc tun odpadu ročně. provozu v Liberci. byla uvedena do trvalého provozu. Plzeňská teplárenská, a. s. 10,5 MW a tepelném výkonu 31,7 MW. Plzeň. Celková kapacita je 120 tisíc tun komunálního odpadu za rok.
Podle hierarchie nakládání s odpady je preferováno jejich opětovné využití před materiálovým využitím, energetickým využitím a skládkováním. Existují typy odpadů, které jsou z hlediska možností dosažení vyšších stupňů hierarchie nakládání velmi problematické. Jako konkrétní příklad lze uvést směsný komunální odpad (SKO, kat. č. 200301), který reprezentuje zbytkový odpad po separaci prováděné přímo producenty odpadu - občany.
V závislosti na stupni třídění je materiálové využití zbytkového SKO v zásadě minimální či spíše nemožné. Toto potvrzují nedávné zkušenosti z provozu zařízení pro mechanicko-biologickou úpravu v Polsku, kde materiálově využitelné výstupy ze zařízení tvoří v průměru jen asi 3 % vstupní hmotnosti odpadu. Z pohledu legislativy je snaha stavu v souladu s hierarchií (tzn.
Z tohoto důvodu je zcela legitimní odborná diskuze limitních parametrů odpadů pro jejich energetické využití. Vyhláška 387/2016 Sb. zpřísňuje parametry výstupů z úpravy SKO, které mohou být ukládány na skládku. Jak ukazují výpočty, zařízení pro energetické využití odpadů lze technicky navrhnout i pro zpracování odpadů s velmi nízkou LHV blížící se hodnotě 4 MJ/kg ve vlhkém stavu, pokud to bude potřeba. V této souvislosti byl demonstrován vliv zvýšené separace na průměrné hodnoty výhřevnosti SKO.
Pokles výhřevnosti SKO bude v tomto případě mírný, přesto s ním je nutné při plánování ekonomiky zařízení EVO počítat. Nicméně LHV zbytkového SKO lze i v tomto případě očekávat výrazně nad limitními hodnotami pro energetické využití. Rozdělení zbytkových materiálově nevyužitelných odpadů (SKO) na více frakcí o různých výhřevnostech vždy povede k horším výsledkům z pohledu využití SKO jako celku.
Konkrétním příkladem může být mechanická úprava, která v zásadě SKO rozdělí na kalorickou frakci a dále nevyužitelný zbytek, který nebude možné skládkovat. Rozdělení SKO do více proudů tedy vede k nedodržení hierarchie, protože nízkokalorickou část nelze samostatně využít. Původní SKO je bez problému energeticky využitelný jako celek (směs frakcí i s nízkou výhřevností).
Přestože lze polemizovat nad praktickým prováděním kontrol výhřevnosti odpadů ukládaných na skládky, principiálně je ve vyhlášce 387/2016 Sb. Zbytkový směsný komunální odpad (SKO) pro další energetické využití. Závislost hodnoty kritéria Energy efficiency, tj.
| Prvek | Rozptyl (%) |
|---|---|
| C (uhlík) | 20-40 |
| H (vodík) | 3-6 |
| O (kyslík) | 15-30 |
| N (dusík) | 0,3-1 |
| S (síra) | 0,1-0,5 |
| Cl (chlor) | 0,3-1 |
| Vlastnost | Hodnota |
|---|---|
| Výhřevnost | 6-15 MJ/kg |
| Vlhkost | 20-40 % |
| Popel | 15-40 % |
tags: #diagram #spalitelnosti #odpadu