Energetické využití komunálního odpadu v České republice

Všeobecné povědomí obyvatel ČR o spalovnách odpadů je spíše negativní. Lidé si často představují hořící skládky odpadu, černý dým, nebezpečné emise unikající do ovzduší a zápach v okolí spalovny. Realita je ovšem úplně jiná. Spalovny jsou ekologická zařízení pro likvidaci odpadu.

Termické zpracování odpadů (spalování)Ochrana lidského zdraví a šetrnost k životnímu prostředí jsou základními požadavky při posuzování vhodnosti způsobů využívání odpadů. Spalování odpadů jako technologický proces má více jak stoletou tradici, zatímco však tehdejším cílem bylo odpady především hygienicky odstranit, je v současné době při termickém zpracování odpadů využíván i jejich energetický a materiálový potenciál. Dnes představuje energetické využívání odpadů hospodárnou alternativu k fosilním palivům a spalování komunálních odpadů spolu s jejich látkovým využitím nejvýznamnější způsob využití odpadů, který je schopen zajistit v reálném čase a místě minimalizaci jeho objemu. Energetickým využíváním odpadů se získává elektřina a teplo a dochází rovněž ke snižování množství vypouštěných skleníkových plynů.

Důvody pro energetické využívání odpadů:

• Odpad je ideální náhradou přírodních neobnovitelných zdrojů - směsný komunální odpad dosahuje výhřevnosti hnědého uhlí
• ČR dlouhodobě neplní požadované limity EU pro omezování množství skládkovaných biologicky rozložitelných odpadů
• ČR významně zaostává za vyspělými evropskými státy ve využívání odpadů jako zdroje energie
• Energetické využívání spalitelných odpadů, které nelze látkově využívat, vyhovuje všestranným nárokům kladeným na ochranu životního prostředí
• Energetickým využíváním dojde ke snížení dovozní závislosti na primárních energetických zdrojích (zemní plyn, ropa)

Energetické využívání odpadů zaujímá v hierarchii nakládání s odpady až čtvrté místo. Vždy je kladen důraz především na předcházení jeho vzniku, opětovné či materiálové využití. Zařízení EVO Komořany předpokládá využití těch odpadů, které zůstanou po vytřídění tzv. využitelných složek komunálních odpadů a nelze je již jinak, tzn. materiálově využít a v současné době jsou ukládány na skládky. Zařízení EVO Komořany tyto činnosti NEOMEZUJE.

Definice EVO

Za energetické využívání odpadů se spalování odpadů považuje pouze tehdy, jestliže:

• použitý odpad nepotřebuje pro vlastní zapálení ke spalování podpůrné palivo a vznikající teplo se použije pro potřebu vlastní nebo dalších osob, nebo
• odpad se použije jako palivo nebo jako přídavné palivo v zařízeních na výrobu energie za podmínek stanovených právními předpisy o ochraně ovzduší.

Pokud nejsou splněny výše uvedené podmínky, jedná se jen o odstraňování odpadů, tedy prosté spalování odpadů bez dalšího užitku.

Čtěte také: Vliv Energie na Přírodu

Spalovny odpadů budou hodnoceny jako zařízení pro energetické využívání odpadů pouze pokud bude jejich koeficient energetické účinnosti rovný nebo vyšší jak 65 %.

V České republice vyprodukujeme dle dostupných dat MŽP ČR z roku 2021 přibližně 5,9 mil. tun komunálního odpadu ročně. Z tohoto množství se přibližně 50 % uloží na skládky, 38 % využije materiálně a pouhých 12 % energeticky. Rozvinuté země Evropy, k nimž bychom se chtěli přiblížit, odpady recyklují, zbytek energeticky využívají a skládkují minimálně.

Zařízení na energetické využití odpadů v ČR

V České republice jsou v provozu 3 spalovny odpadu, ZEVO v Praze s kapacitou 315 000 t/rok, SAKO v Brně s kapacitou 224 000 t/rok a Termizo v Liberci s kapacitou 96 000 t/rok. První dvě jmenované patří městu, liberecká spalovna je vlastněna německou skupinou MVV Energie A.G.

Zařízení na energetické využití odpadů je spojeno s Teplárnou Liberec energetickým uzlem, což umožňuje využít synergického efektu při odběru např. Komunální odpad, z něhož občané vytřídí recyklovatelné materiály jako papír, sklo a plast je po příchodu do zařízení bez dalších úprav (kromě drcení objemového odpadu jako je nábytek apod.) dávkován do kotle. Zařízení na energetické využití odpadů disponuje jednou technologickou linkou s kapacitou 12 tun odpadu za hodinu.

Funkce jednotlivých technologických celků:

1. Bunkr: Slouží k meziskladování odpadu jako technologické zásoby paliva před jeho energetickým využitím. Velkoobjemový odpad je v případě potřeby drcen hydraulickými nůžkami na drobnější strukturu. Využitelná kapacita bunkrů je 3 000 m3 dovezeného směsného odpadu.
2. Kotelna: Je instalováno spalovací zařízení, které se skládá z roštu, hydraulické stanice a topeniště. Kotel je zásobován napájecí vodou, která se přivádí jako demineralizovaná voda z chemické úpravny vod v přilehlé Teplárně. V samotném ohništi dosahuje teplota 950 - 1 100 °C, při níž nastává proces termicko-oxidačního rozkladu odpadu na jednotlivé složky. Vzniklé spaliny jsou při prostupu parním kotlem postupně ochlazovány až na cca 200 °C (výstupní teplota z kotle). Škvára, která na konci roštu končí ve vodní lázni, je kontinuálně vyvážená do bunkru škváry. Tato škvára obsahuje max. 3 váhová % organického uhlíku a je součástí směsi popelovin, které se uplatňují ke stavebním účelům. Úletový popílek, který se ze spalin zachytí v kotli, je periodicky oklepáván za provozu kotle a je dále transportován do sila popílku, z něhož je pak odebírán k účinné fyzikálně-chemické úpravě, při které se odstraní jeho nebezpečné vlastnosti. Ostatní úletový popílek je ze spalin odlučován v elektroodlučovači a je transportován do téhož sila popílku.
3. Výroba energie: Energie uvolněná při spalování odpadu je ve formě tepla odebírána spalinám a předávána do vodní páry. Vyrobená přehřátá vodní pára (4,3 MPa, 400 °C) je přes protitlakou turbínu dodávána do teplárenské soustavy (0,75 MPa, 230 °C), čímž je umožněna současná výroba elektrické a tepelné energie. V letním období, kdy není dostatečný odběr tepla, se pára využívá více pro výrobu elektřiny v parní kondenzační turbíně. Spaliny se po průchodu kotlem ochladí na cca 200 °C.
4. Čištění spalin:
   • Do spalovací komory kotle, kde probíhá selektivní nekatalytická redukce (SNCR), je dávkován 25% roztok čpavkové vody (NH4OH).
   • Popílek obsažený ve spalinách se odlučuje po celé trase spalin (kotel, elektroodlučovač) a transportuje se k další úpravě.
   • Redukce obsahu PCDD/f je realizována ve speciálním katalytickém textilním filtru Remedia, který zajišťuje dostatečnou destrukci těchto látek na neškodné složky. Zachytí se na něm zbytkový popílek, který prošel elektrofiltrem.
   • Pračka spalin:
     • První stupeň (quench + absorpce anorganických kyselin): Ochladí horké spaliny vstřikováním prací vody na teplotu jejich nasycení (přibližně 65 °C). Spaliny jsou nasycovány vodou, která pohlcuje největší díl anorganických kyselin (HCl, HF ).
     • Druhý stupeň: Absorpce oxidů síry (SO2, SO3) ze spalin. Výplň pračky zajistí intenzivní styk mezi spalinami a změkčenou vodou s regulovaným dávkováním hydroxidu sodného (NaOH). Spaliny směřují zdola nahoru, prochází výplní proti proudu prací vody.
     • Třetí stupeň (odlučování aerosolů): Spaliny procházejí soustavou Venturiho trysek, kde zkrápěním tlakovou vodou probíhá proces odlučování aerosolů vznikajících při spalování a hlavně při redukčních procesech NOx.
5. Zpracování strusky a popílku: Struska, která se z roštu kotle vynáší do vodní lázně odstruskovače, je kontinuálně vyváděna do bunkru strusky. Surový popílek se odloučí ze spalin a je promýván kyselou vodou tak, aby se odstranily rozpustné soli a extrahovatelné těžké kovy. K čištění se používá pračka spalin, především z jejího prvního stupně. Popílek je dávkován do první ze tří extrakčních nádrží, v nichž je za přidání kyselé prací vody z prvního stupně pračky spalin vyluhován v kyselém prostředí (při pH 3,5) a při zvýšené teplotě (cca 65 °C). Vodní suspenze je odvodněna na vakuovém pásovém filtru. Voda po filtraci je vedena do čistícího procesu úpravny technologických odpadních vod. Popeloviny, které se shromáždily v bunkru strusky, se ještě dále upravují. Drapákem se popeloviny podávají přes hřebenový rošt, který slouží na oddělení hrubých kovových částí, do násypky a pomocí transportního pásu se přivádějí k magnetickému separátoru.
6. Úpravna vod: Do úpravny přichází kyselá voda z prvního stupně praní spalin, která byla využita pro extrakci kovů při praní popílku. Rovněž se zde čistí voda z druhého stupně praní spalin.

Technologický proces spalovny SAKO Brno

Spalování odpadu má v Brně dlouholetou tradici. První spalovna byla postavena v roce 1905, ta byla ale zničena za 2. světové války. Technologie je založena na transformaci energie v odpadu jeho spalováním a následném využití této energie v kogeneračním režimu pro výrobu elektřiny a tepla. Smyslem kogenerační technologie je umožnit nezávislost provozu na odběru tepla a zároveň zachovat vysokou účinnost využití energie odpadu. Komunální odpad je do spalovny svážen svozovými vozidly a velkoobjemovými kontejnery. Po svážení se odpad vysype do betonového bunkru - zásobníku odpadů. Ten vystačí asi na týden provozu spalovny. Aby bylo zamezeno úniku zápachu a prachu ze zásobníku, je uvnitř udržován podtlak prostřednictvím sání primárního spalovacího vzduchu.

Čtěte také: Udržitelná Budoucnost

Srdcem procesu jsou dva parní kotle s roštovým ohništěm, na kterém je odpad řízeně spalován. Každý z nich je schopen spálit za hodinu až 16 tun odpadu a vyrobit 50 tun páry o tlaku 40 bar a teplotě 400°C. Tato pára následně proudí do turbosoustrojí, ve kterém se využívá pro výrobu elektřiny. Spaliny vzniklé spalováním odpadů jsou čištěny a vypouštěny do atmosféry, škvára je tříděna a dále materiálově využívána, popílek je ukládán na skládku.

Spalovací proces

Pro spalování odpadů je používán vratisuvný rošt MARTIN. Ten je skloněn pod úhlem 26° a je složen z roštnic posazených do tvaru schodiště. Každý druhý schod dělá posuvný pohyb dolů, proti směru sklonu roštu. Tento princip nejenže promíchává hořící vrstvu odpadu, ale také mísí již hořící odpad s odpadem podávaným na rošt. Odpad začíná okamžitě hořet, přičemž teplota v hořící vrstvě je 1000 - 1100°C. Výsledkem spalování je škvára, která propadává na vyhrnovač a je chlazena vodou.

Byla zvolena klasická koncepce se třemi tahy, dvěma bubny a kotlovým svazkem. „Spalovací komora kotle je vyzděná žáruvzdornou vyzdívkou provedenou z cihel. Smyslem vyzdívky je zajištění dostatečné teploty a doby setrvání spalin nutné pro vyhoření potenciálně nebezpečných uhlovodíkových sloučenin, tak jak požaduje legislativa. Ve druhém tahu kotle je umístěn deskový přehřívák páry. Čištění spalin je založeno na polosuché metodě. Emise oxidu dusíku jsou snižovány dávkováním močoviny do horní části spalovací komory kotle. Spaliny dále proudí do absorbéru, v jehož horní části se vysokootáčkovou turbínou rozprašuje chemické vápenné mléko. Do absorbéru je současně dávkováno i aktivní uhlí. Směs spalin, popílku a reakčních produktů je vedena do tkaninového filtru.

Závěr

Energetické využívání odpadu představuje moderní a ekologický způsob nakládání s komunálním odpadem, který snižuje závislost na skládkování a přispívá k výrobě tepla a elektřiny.

Čtěte také: Význam obnovitelné energie

tags: #energie #z #komunálního #odpadu #proces

Oblíbené příspěvky:

• Aktivity v přírodě
• Více o recyklaci plastů
• Prognóza klimatu v Česku
• O Chicagské škole ekologie
• Ohrožený sršeň: Jak ho chránit?