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 odpad. Jsou to především odpady ze zemědělské, průmyslové i energetické výroby, sutě z demolic, odpady produkované poskytováním služeb, obalové materiály, 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“. Stejný zákon také definuje tzv. Katalog odpadů, který slouží k jasnému vydefinování konkrétních odpadů. Způsobů, jak s odpady nakládat je několik a záleží na každé osobě, který způsob si vybere. 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. Jak již bylo napsáno výše, způsobů nakládání s odpady je několik. 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).
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. 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.
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.
Čtěte také: Proč je příroda největší luxus?
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.
Z těchto tabulek vyplývají velké nároky, které jsou kladeny na spalovenský kotel, způsob homogenizace paliva, jeho zavádění do kotle a regulaci provozu kotle. 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. 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. 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.
Čtěte také: Více o nejrozšířenějším minerálu
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.
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.
Čtěte také: Co obnášejí emisní normy?
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.
Slyšeli jste už pojem tuhá alternativní paliva, která označujeme zkratkou TAP? Tuhá alternativní paliva a jejich užívání ošetřuje příslušná legislativa. Ve Sbírce zákonů se nachází nová vyhláška (č. 169/2023 Sb., o TAP z odpadů), která je platná od 17. 6. 2023. V ní jsou definovány dva typy odpadu, jež na základě splnění daných kritérií „mohou přestat být odpadem“. Jedním z cílů vyhlášky je mimo jiné zajistit, aby nedocházelo k ohrožení životního prostředí či lidského zdraví více, než by představovalo nakládání s tuhými alternativními palivy v odpadovém režimu.
Tuhá alternativní paliva se vyrábějí z různých typů odpadu, musí splňovat přísné normy. Využití materiálu v cementárně je komplexní - z energetického hlediska dochází k částečné náhradě standardních paliv, popel zase částečně nahrazuje primární suroviny (uhlí, ropa atd.). Součásti odpadu, který nelze spálit, se stávají beze zbytku součástí tzv. cementářského slínku. Slínek je meziproduktem potřebným pro výrobu cementu, který vznikne z vytěžené suroviny v lomu.
Zpracování a využití odpadu formou tuhých alternativních paliv není považováno za recyklaci odpadu, jedná se o tzv. energetické využití odpadu. Využívání odpadu formou tuhých alternativních paliv je ekologičtější variantou než jejich skládkování. Úplně nejlepší možností ale je, pokud se snažíme vzniku odpadu předcházet.
V tuzemsku je nyní v provozu asi čtyřicet zařízení, která slouží k energetickému využití odpadu. 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.
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.
Spalování odpadu v ČR zatím není zvlášť rozsáhlé. V tuzemsku se měsíčně spálí asi 77 tisíc tun odpadů, což představuje jen zlomek z celkové produkce odpadů. V současné době najdeme v České republice hned několik velkých spaloven, ať už v Praze, v Brně nebo v Liberci. Vůbec první spalovna byla postavena v Brně už v roce 1905.
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. 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.
Příklady Spaloven v ČR:
Spalovny odpadů zatěžují životní prostředí celou řadou škodlivin. K nejčastěji skloňovaným patří dioxiny. Pro ilustraci toho, jak spalovny odpadů zatěžují své okolí dioxiny, nám může posloužit naše nejmladší spalovna, ZEVO Chotíkov, která začala fungovat "teprve" v roce 2016. V roce 2021 proběhl v několikakilometrovém okolí spalovny odpadů v Chotíkově biomonitoring, při kterém bylo zjištěno, že vejce v okolí spalovny překračují v 6 z 9 lokalit limity pro látky PCB s dioxinovým efektem (dl-PCB) pro bezpečnou konzumaci a ve 4 z 9 lokalit překračují limity Evropské unie pro bezpečnou spotřebu vajec.
Čím chemicky složitější je odpad na vstupu do spalovny, tím větší škálu škodlivin můžeme očekávat na jejích výstupech. Toxické látky se ze spaloven do životního prostředí dostávají nejen v emisích do ovzduší, ale obsahují je i odpadní vody anebo odpad produkovaný spalovnou.
Jeffrey Morris ve studii "Comparative LCAs for Curbside Recycling Versus Either Landfilling or Incineration with Energy Recovery" založenou na hodnocení životního cyklu výrobků a zveřejněnou v roce 2005 porovnal energetické úspory dosažené spalováním odpadů ve srovnání s jejich recyklací. Výsledky ukázaly, že v případě různých odpadů z papíru se recyklací získá 2,4krát až 7krát více energie než jejich spálením. V případě plastů je rozdíl ještě markantnější. Recyklace plastů ušetří 10krát až 26krát více energie než spalovny.
Aby se drahá spalovna odpadů zaplatila, musí ji vlastník neustále zásobovat odpady, čím méně odpadů totiž pálí, tím je jejich likvidace dražší. Touto cestou spalovna brání recyklaci odpadů, která je ekonomicky i ekologicky šetrnější.
Blahobyt je u konce a my stále více porovnáváme náklady na prosté živobytí. Vytápění odpadem zdánlivě řeší domácnostem otázky „čím topit“ a „jak se levně zbavit odpadu“. Toto jednání pochopitelně není v souladu se zákonem, a navíc nám může způsobit řadu obtíží.
Domovní kotel nikdy nedokážete rozpálit do takové teploty, při jaké se spaluje odpad ve spalovnách. Spalovny mají navíc účinná filtrační zařízení a podléhají velmi přísným kontrolám. Proto není totéž, když se rozhodnete spalovat odpad ve svém kotli na tuhá paliva. Kromě již uvedené možnosti poškození kotle riskujete navíc závažné zdravotní následky.
Při spalování PVC se tvoří dioxiny a sloučeniny chlóru, spalováním polystyrenu vzniká jedovatý styren. Chemicky ošetřené či natřené dřevo uvolňuje při spalování dioxiny a formaldehyd, nápojové kartony zase chlororganické látky a těžké kovy. Těžké kovy rovněž unikají při pálení barevných časopisů či letáků. Při spalování starých oděvů vzniká čpavek a prudce jedovatý kyanovodík.
Oxid uhelnatý se váže se na červené krvinky místo kyslíku. Působí na srdce a cévní a nervový systém. Ve vysokých koncentracích je smrtelný. Dioxiny jsou karcinogenní, poškozují imunitní a hormonální systém, způsobují poruchy metabolismu. Benzen má negativní vliv na krev. Může vést k anémii či leukémii. Jde o prokázaný lidský karcinogen. Benz(a)pyren ohrožuje zdravý vývoj dítěte během těhotenství. Způsobuje podráždění nebo až popálení kůže. Je rakovinotvorný.
tags: #jaký #odpad #se #spaluje #v #spalovnách