Funkce spalovny komunálního odpadu

Spalovny komunálního odpadu jsou v současnosti často skloňovaným pojmem. Jejich další výstavba úzce souvisí se zamýšlenými změnami v legislativě, jejichž podobu nyní projednává Ministerstvo životního prostředí.

Řízené spalování tuhého komunálního odpadu je jako metoda používáno více než 100 let. Spalovny měly významnou funkci hygienickou - zamezení šíření epidemií přenosných nemocí. Později byla metoda termického zpracování tuhých komunálních odpadů (TKO) používána k výraznému zmenšení objemu odpadu, protože spalovacím procesem lze snížit původní objem odpadu až o 90 %.

V České republice funguje oblast nakládání s odpady dlouhodobě na bázi volného trhu. Působí zde poměrně velké množství společností, které poskytují environmentálně bezpečné služby v souladu s legislativou Evropské unie. V posledních šesti letech navíc výrazně zhoustla síť různých typů zařízení, která se snaží odpady upravovat a dále s nimi nakládat v souladu se stanovenou hierarchií. Tato nová zařízení se plynule včlenila do stávajícího systému odpadového hospodářství, našla si své místo na trhu a mnoha z nich se podařilo ve stávajících podmínkách ekonomicky obstát a dále se rozrůstají.

Vzájemná konkurence jednotlivých provozovatelů působí na cenu služeb a dává obcím a dalším původcům svobodu zvolit si nejlepší možnost, jak se vypořádat se svým odpadem za pokud možno nejvýhodnější cenu.

Spalovny v České republice

V České republice jsou v provozu tři velké spalovny - v Brně, v Praze-Malešicích a v Liberci. V roce 1999 spálily asi 350 tis. tun TKO, přičemž celková projektovaná kapacita těchto spaloven je 646 tis. tun.

Čtěte také: Ekosystém lesa

• Brno: (SAKO Brno, a. s.) - První spalovna na území dnešní České republiky byla vybudována právě v Brně už v roce 1905. Brněnská spalovna má kapacitu 248 000 tun odpadu ročně.
• Praha: (Pražské služby, a. s.) - Vznik nové spalovny v Malešicích se datuje k roku 1998. Současná kapacita spalovny ZEVO Malešice je 330 000 tun odpadu ročně.
• Liberec: (Termizo, a. s.) - Spalovna Termizo funguje v Liberci od roku 1999. Za rok dokáže zpracovat 96 000 tun odpadu.
• Nejnovější spalovna v České republice se nachází v obci Chotíkov u Plzně a její provoz byl spuštěn v roce 2016. Ročně spalovna zpracuje 105 000 tun odpadu.

V určitém stadiu příprav jsou projekty dalších podobných zařízení, konkrétně v Komořanech, Chotíkově a Karviné. Celkem by jich podle dostupných informací mělo u nás do budoucna působit až jedenáct.

Jak spalovna odpadu pracuje?

Spalovat nelze všechen dovezený odpad, proto je každá várka nejprve roztříděna. Odpad, který lze ještě využít, je určený k recyklování, zbytek pohltí plameny. Při spalování odpadu vzniká už zmiňované teplo, kromě toho samozřejmě i popel nebo struska.

V moderních spalovnách se používají technologie, které čistí zplodiny, aby se do ovzduší dostávalo jen minimum emisí. Spalovat lze nejen běžný komunální odpad, ale také průmyslový a zdravotnický odpad nebo čistírenské kaly. Ke spalování nebezpečných odpadů se používá vysokoteplotní spalování v rotačních cementových pecích při teplotách 1 200 až 1 500 °C.

Spalováním komunálního odpadu vzniká tepelná energie, která slouží buď k vytápění objektů (centrální zásobování teplem ve městech), nebo je zdrojem pro výrobu páry a následně elektrické energie.

TERMIZO jako příklad moderní spalovny

TERMIZO je vysoce účinný kogenerační zdroj. Za rok energeticky využije průměrně 96 000 tun odpadů. Z těchto odpadů vyrobí teplo pro cca 13 000 domácností (tzn. cca 650 TJ tepla). Tím dokáže nahradit spálení zhruba 30 milionů m3 zemního plynu.

Čtěte také: Přehled a výhody zpožděného odpadu

Komunální odpad, který se zpracovává ve spalovně TERMIZO, obsahuje i látky, které mohou mít nebezpečné vlastnosti. Moderní spalovna zlikviduje tyto nebezpečné složky komunálního odpadu a její technologie je postavena tak, že z původního množství přijatého komunálního odpadu oddělí cca 100 tun toxických kovů ročně. Tyto kovy (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn), se v technologii spalovny převedou na stabilní a nerozpustné formy (kovy, oxidy, hydroxidy, sulfidy) a jsou předány na zabezpečenou skládku nebezpečných odpadů.

Po procesu spalování vzniknou zbytkové popeloviny (cca 1/3 váhy spáleného odpadu, tzn. cca 28 000 tun ročně, objemově je to cca 1/10 z původního objemu), které prošly žárem topeniště (až 1100°C). Tyto popeloviny nemají nebezpečné vlastnosti. Popeloviny tedy lze s výhodou využívat dle podmínek vyhlášky 273/2021 Sb. (např. pro výstavbu pozemních komunikací ve stavbě skládky, hrází, skládkových kazet apod.). Z popelovin se ročně vyseparuje cca 1200 tun železného šrotu pro hutě.

Energetické využití a recyklace

Je vhodné zdůraznit, že spalování odpadů ve spalovně KO je objektivně jedním z možných a environmentálně bezpečných způsobů, jak využít odpady. V EU vyrobí spalovny teplo pro 11 milionů domácností a elektrickou energie pro pohon vlastních strojů a 6 milionů domácností. Jedná se ekologické využití nebezpečného odpadu (takové jsou ve skutečnosti vlastnosti tohoto odpadu) KO s mimořádně efektivní kogenerační technologii s účinnosti až 90%.

Navíc KO obsahuje více než 70% uhlíku, který nemá fosilní původ a jeho spalování nepřispívá tedy k oteplování planety. Dále lze materiálové využívat separované kovy (Fe, Al, Cu, Pb, Zn) recyklované z popelu separačními magnetickými a elektromagnetickými postupy. Obtížným odpadem, který opakovaně vzniká činností člověka a může mít i nebezpečné vlastnosti, lze v našem zařízení nahradit neobnovitelné zdroje energií (mazut, zemní plyn) a primární suroviny (stavební hmoty, železná ruda).

Z popelu lze recyklovat a materiálově využívat železo, dále slitiny hliníku a mědi.

Čtěte také: Význam rostlin

Omezení produkce dioxinů

Organické chemické látky dnes můžeme najít rozšířené prakticky po celé planetě. Do jednotlivých složek prostředí se dostávají z různých přírodních i antropogenních zdrojů. Díky svým vlastnostem se mohou kumulovat v abiotických i biotických složkách prostředí. Pravděpodobně nejproblémovější skupinou organických sloučenin v prostředí jsou látky označované jako semivolatilní, persistentní organické polutanty (SPOPs). Mezi POPs, patřící do kategorie vedlejších produktů různých antropogenních aktivit, patří především polycyklické aromatické uhlovodíky a dioxiny.

Dioxiny je triviální název pro polychlorované dibenzo-p-dioxiny (PCDD) a polychlorované dibenzofurany (PCDF). Tyto látky se téměř vždy vyskytují současně v podobě směsí několika kongenerů.

Tvorba dioxinů závisí především na teplotě, množství reaktivního chloru ve spalovaném materiálu, množství kyslíku, množství a druhu katalyzátorů a rovněž na podílu PIC (produkty nedokonalého spalování). PCDD/PCDF vznikají téměř lineárně s rostoucími teplotami od 200 do 600 °C a opět téměř lineárně se při teplotách od 400 do 1000 °C odbourávají.

Existuje shoda názorů, že pro spolehlivý rozklad dioxinů je třeba teploty 1050 °C po dobu alespoň dvou sekund. K dosažení vysokého stupně vyhoření uhlíku a jeho přeměny na CO2 jsou nutné relativně vysoké teploty a relativně dlouhé doby setrvání produktů spalování na této teplotě.

Spalovny TKO mají předepsány emisní limity pro škodliviny dle vyhlášky č. 117/97 Sb. Od loňského roku vyhláška MŽP č. 97/2000 Sb. nově stanovuje emisní limit i pro dioxiny.

Alternativy ke spalovnám

Komunální odpad. Nebezpečný odpad jde recyklovat nebo likvidovat tak, aby vzniklo méně toxických látek než při jeho spalování. Odpadní oleje jde upravit a zpracovávat na průmyslové oleje nebo obráběcí emulze. Jde o bezodpadovou technologii, kdy nedochází k úbytku oleje. Odpady s perzistentními organickými látkami jde také řešit bez spalování. Tak byla vyčištěna například Spolana Neratovice.

Někteří ekologové navrhují, aby za vrácení starého výrobku byla sleva na nový. Informace, jak nakládat s odpady ekologičtěji, máme jako lidstvo k dispozici.

Technologie vyhovuje normám EU a neznečišťuje ovzduší. Uvedli jsme dvě technologie, které ekologové navrhli pro kraje v České republice místo spaloven odpadu v Opatovicích10 a v Karviné11.

Je další ekologická technologie, která může nahradit spalovny odpadu. Její princip spočívá v důsledném roztřídění komunálního odpadu. Vytřídí recyklovatelné složky (papír, plasty, sklo, kovy) i nebezpečné složky domovního odpadu. Zbytek komunálního odpadu (méně než 30 %) tvoří nevyužitelné zbytky, které je možné uložit na skládku. V redukci odpadu je tak ještě účinnější než spalovna, kde z odpadu zůstane třetina jeho hmotnosti v podobě škváry a toxického popílku.

Pracuje s mnohem vyššími teplotami než klasická spalovna. Je šetrná k životnímu prostředí, protože vyprodukuje minimum zplodin. Nedochází u ní k hoření, ale ke štěpení molekul, jejich zplyňování a ionizaci. Díky uzavřenému okruhu nevznikají během ionizace žádné emise. Z procesu zůstává jen pevná sklovitá struska. Ta je certifikovaná a může se použít ve stavebním průmyslu. Návratnost výstavby plazmové spalovny je od 4 do 6 let.

Výhody a nevýhody spaloven

Spalovny odpadů jsou stále prezentovány jako zázračné stroje na zpracování odpadů. Lidé postavení před rozhodnutí, co dělat s odpady (politici či úředníci), často po spalovně sáhnou jako po jednoduchém řešení pro ně složitého problému. Odpad na jedné straně do spalovny vjede a po spálení zbyde, považte, jen třetina jeho původní hmotnosti. Často už ale nevidíme, kam se poděje ten zbytek. Spalovna pracuje v podstatě jako chemický reaktor při teplotách od 600 do 1600 stupňů Celsia. Odpad v ní nemizí, jenom se mění chemické složení a toxicita spalovaných látek.

Spalovny odpadů zatěžují životní prostředí celou řadou škodlivin. K nejčastěji skloňovaným patří dioxiny. Vznikají mimo jiné při spalování chlorovaných látek (např. PVC, halogenovaných rozpouštědel atd.). Poškozují imunitní a hormonální systém člověka a nejtoxičtější z nich je dokonce rakovinotvorný.

Toxické látky se ze spaloven do životního prostředí dostávají nejen v emisích do ovzduší, ale obsahují je i odpadní vody anebo odpad produkovaný spalovnou. Popílek zachycený na filtrech kouřových plynů, o kterém už jsme psali, je většinou toxickým odpadem a představuje zhruba tři procenta z původní hmotnosti tuhých odpadů, které projdou pecí spalovny. Dohromady s popelem a struskou je to pak zhruba třetina původní hmotnosti odpadů zpracovaných spalovnou.

Spálením materiálu se definitivně zbavujeme možnosti ho znovu využít, recyklovat či kompostovat. A pokud bychom chtěli spálený materiál nahradit, tak spotřebujeme větší množství energie, než které získáme ze spalovny jeho spálením.

Spalování odpadů se projevuje ve vyšších poplatcích obyvatel za odpady i v částkách, které na jejich provoz doplácejí města ze svých rozpočtů. Minimálně 50 - 70 % z produkovaného množství odpadu města velikosti Liberce je snadné a ekonomicky výhodnější recyklovat.

Touto cestou spalovna brání recyklaci odpadů, která je ekonomicky i ekologicky šetrnější. Ve většině měst, kde stojí předimenzované spalovny komunálních odpadů, existuje ekonomická vazba mezi městem a spalovnou - například Hlavní město Praha je majoritním akcionářem Pražských služeb provozujících malešickou spalovnu.

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.

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.

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.

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.

Výhřevnost komunálního odpadu

Komunální odpad tvoří 60 % veškerého odpadu vyprodukovaného v České republice. Jelikož už tento odpad nelze třídit a recyklovat, je z něho ve spalovnách vyráběna elektrická energie nebo teplo. Množství energie, které se při spalování uvolní, se označuje pojmem výhřevnost.

Výhřevnost je udávána pro suchý odpad v jednotce MJ/kg nebo MJ/m3, tedy milion Joulů (jednotka energie) na kilogram nebo metr krychlový. Výhřevnost směsného komunálního odpadu je závislá především na jeho skladbě. Hraniční hodnota pro energetické využití je v České republice stanovena na 6,5 MJ/kg. V praxi to znamená, že odpad s větší výhřevností není možné uložit na skládku.

Spálením se sníží objem odpadu na 10 až 15 % původního objemu a zároveň dochází ke zničení toxických chemických látek a patogenů obsažených v odpadu. Kromě tepla vzniká při spalování také popel a struska a produkce emisí plynných škodlivin (NOx, CO, SO2, SO3, HCl, HF). Efektivní čištění spalin ovšem zvyšuje náklady na spalování odpadu.

Pro spalování odpadu ovšem mluví především koncentrace obyvatelstva a nedostatek velkých ploch pro zřízení dalších skládek.

Závěr

Je proto zbytečné funkci moderních spaloven démonizovat, neboť patří mezi nejmenší znečišťovatele životního prostředí a nejkvalitnější tepelné zdroje.

tags: #funkce #spalovny #komunálního #odpadu

Oblíbené příspěvky:

• Venkovní ekologická reklama
• Příčiny znečištění ovzduší v USA
• Cesta do Světa Přírodopisných Filmů
• Současnost stráže přírody NP Šumava
• Ohrožení savci Austrálie