2 w myśl funkcjonującego w UE systemu ważne jest uzyskanie odpowiedzi na pytania:

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "2 w myśl funkcjonującego w UE systemu ważne jest uzyskanie odpowiedzi na pytania:"

Dorota Żurawska
4 lat temu
Przeglądów:

1 Autor Agnieszka Wypych ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Techniki Cieplnej Niniejszy artykuł należy traktować jako głos w toczącej się obecnie dyskusji dotyczącej rozliczania udziału energii chemicznej frakcji biodegradowalnych w energii chemicznej całej masy zmieszanych odpadów komunalnych kierowanych do termicznego przekształcania. Przedstawiono w nim propozycję rozliczenia tego udziału dzięki zastosowaniu tzw. metody bilansowej. W Polsce planowane jest wybudowanie co najmniej dziesięciu spalarni odpadów, dlatego potencjalni operatorzy tych obiektów powinni już teraz myśleć, jak określić energię chemiczną zawartą we frakcji biogennej zmieszanych odpadów oraz jak określić ilość emitowanego CO 2 podczas spalania tej frakcji. W lipcu 2010 roku weszło w życie Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie szczegółowych warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych. Rozporządzenie to określa rodzaje frakcji biodegradowalnych oraz warunki wiarygodnego dokumentowania ilościowego i energetycznego udziału frakcji biodegradowalnych zawartych w odpadach komunalnych podlegających termicznemu przekształcaniu w spalarniach odpadów. Wówczas w spalarni możliwe jest zaliczenie części energii odzyskanej w spalarni odpadów jako energii z odnawialnego źródła energii. Według Rozporządzenia wartość udziału energii chemicznej frakcji biodegradowalnych w energii chemicznej całej masy zmieszanych odpadów komunalnych kierowanych do termicznego przekształcania określa się jako wartość ryczałtową na poziomie 42% całości energii odzyskanej w wyniku termicznego przekształcania odpadów. Dla udokumentowania tej wartości należy przeprowadzać raz na trzy lata badania odpadów (badanie trwa rok i polega na pobraniu w miesiącu minimum czterech próbek o masie minimum 100 kg). Jednak jeśli spalarnia osiągnie większą niż 42% wartość energii z części biodegradowalnej ponosi ewidentną stratę z tytułu utraty potencjalnie należnego przychodu. Jest to sprzeczne z prawem, które nakłada na kraje Unii Europejskiej wymóg, aby udział ten był jak największy, a emisja CO 2 była obliczana z określoną dokładnością. Dlatego należy sobie zadać pytanie czy można te wielkości określić precyzyjnie?. Dodatkowo, aby dokonać obliczeń emisji CO 2 w myśl funkcjonującego w UE systemu ważne jest uzyskanie odpowiedzi na pytania: - jaka jest ilość węgla pochodzącego z frakcji kopalnej i biomasy w zmieszanych odpadach? 1 / 5

2 - ile energii produkowanej jest z frakcji kopalnej i biomasy? - jaka jest wielkość biogennej i kopalnej emisji CO 2? - jaka jest dokładność obliczeń? Metoda bilansowa co nam daje? Zaznaczyć należy, iż wynalazcami metody bilansowej są Helmut Rechberger, Johann Fellner oraz Olivier Cencic, których patent opublikowany został w Dzienniku Europejskiego Urzędu Patentowego dnia r. (Dziennik nr 2006/43). Zgłaszający projekt Vienna University of Technology (Wiedeński Uniwersytet Technologiczny) testował metodę przez siedem miesięcy (lipiec 2007 styczeń 2008 r.), natomiast Zakłady Pomiarowo Badawcze Energetyki ENERGOPOMIAR Sp. z o. o. dysponują licencją i programem obliczeniowym. Obecnie metoda ta jest wdrożona m. in. w trzech spalarniach odpadów w Austrii o łącznej wydajności t/rok. Zaletą metody bilansowej jest możliwość obliczenia ilości energii produkowanej z biomasy podczas spalania zmieszanych odpadów przy mniejszych nakładach pracy i mniejszych kosztach, czyli unikając sortowania odpadów w spalarni oraz częstych analiz chemicznych odpadów, a dając przy tym dokładne wyniki. Poza tym z uwagi na zmienne parametry fizykochemiczne odpadów, wyniki mogą być określane dla dowolnego czasookresu (wyniki tygodniowe, miesięczne, kwartalne, roczne). Metodyka obliczeń i oprogramowanie Metodyka zastosowana w obliczeniach opiera się na ułożeniu pięciu bilansów masowych (masy odpadów, popiołu, węgla pierwiastkowego, tlenu, różnicy pomiędzy powstałym CO 2 a zużytym O 2) i jednego bilansu energii, zestrajanych następnie z danymi eksploatacyjnymi ze spalarni odpadów oraz obliczeniu za pomocą metody Monte Carlo i rachunku wyrównawczego wartości opałowej i zawartości węgla pierwiastkowego odpadów (z podziałem na frakcje: biogenną i kopalną). Wyniki podawane są w formie: wartość i odchylenie standardowe. Pomijając tok obliczeń, należy zaznaczyć, że symulacja Monte Carlo jest ujęta w przewodniku opracowanym przez Wspólny Komitet ds. Przewodników Metrologicznych (JCGM) pod kierownictwem Dyrektora Międzynarodowego Biura Miar, jako nowe podejście w dziedzinie wyrażania niepewności pomiaru, a zarazem jako walidująca dla innych metod obliczeniowych niepewności pomiaru. Oprogramowanie służące do obliczania np. wartości opałowej dla frakcji biogennej i kopalnej zawartej w odpadach złożone jest z dwóch modułów A i B, z których moduł A jest zainstalowany przy spalarni odpadów, natomiast moduł B usytuowany jest w Energopomiarze, co pozwoli uzyskać obiektywne wyniki końcowe. Koncepcja budowy oprogramowania została 2 / 5

3 przedstawiona na rysunku 1. Zadania poszczególnych modułów są następujące: moduł A: - możliwość sprawdzenia danych eksploatacyjnych zmierzonych podczas spalania oraz sprawdzenie ewentualnych błędów zaistniałych podczas pomiaru lub zapisu pomiaru, - obliczanie aktualnych wartości udziału energii wytwarzanej z biomasy zawartej w spalonych odpadach, - obliczanie aktualnych wartości węgla pierwiastkowego zawartego w spalonych odpadach. moduł B: - uśrednienie danych eksploatacyjnych (średnie tygodniowe, miesięczne, kwartalne, roczne), - obliczenie średnich wartości udziału energii wytwarzanej z biomasy zawartej w spalonych odpadach (średnie jw.), - obliczenie średnich wartości emisji CO 2 z instalacji (średnie jw.), - generowanie oraz przedstawienie wyników (tabele, wykresy). Na podstawie wprowadzenia do programu danych eksploatacyjnych ze spalarni odpadów wyliczony zostanie udział energii chemicznej frakcji biogennej w energii chemicznej całej masy spalonych odpadów. Wyniki podane są jako wartość średnia i odchylenie standardowe. Dane eksploatacyjne ze spalarni wymagane do obliczeń wraz z dokładnością ich pomiaru są następujące: [t] - masa spalanych odpadów [t] - masa spalanych osadów ściekowych [t] - masa lub objętość paliwa dodatkowego (np. olej opałowy, gaz ziemny) [t, Nm3] - masa stałych pozostałości po spalaniu (np. popiół denny, popiół lotny, odpady metalowe) - objętość spalin mokrych [Nm3] - zawartość O 2 w spalinach wilgotnych [vol-%] - zawartość CO 2 w spalinach wilgotnych [vol-%] - produkcja pary w kotle [t] - ciśnienie pary w kotle [bar] - temperatura pary w kotle [ C] - temperatura wody zasilającej kocioł [ C] - sprawność energetyczna kotła [-] - informacje na temat efektywności energetycznej: dane na temat temperatury i objętości 3 / 5

4 powietrza podawanego do spalania,temperatura spalin na wyjściu z kotła, informacje o stratach w kotle, - w przypadku spalania w powietrzu wzbogaconym tlenem: objętość powietrza i zawartość O 2 w powietrzu. Ponieważ proces termicznego przekształcania odpadów wymaga pomiarów ciągłych (w myśl Rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów), dostarczenie powyższych danych nie powinno stanowić problemu dla spalarni odpadów. Na rysunku 2 dla przykładu przedstawiono wyniki uzyskane dla spalarni w Austrii opracowane przez wynalazców metody. Pomimo znaczącej zawartości węgla w materiałach kopalnych, należy zwrócić uwagę na wskaźnik energii chemicznej frakcji biodegradowalnej, który w przedstawionym przypadku dochodzi do 53%. Wydanie przepisów odnośnie klasyfikowania ilości energii wytworzonej z biomasy znajdującej się w odpadach jako energii z odnawialnego źródła przyniesie w najbliższym czasie profity nie tylko operatorom spalarni, ale także polskiemu portfelowi. Operatorzy powinni wykonywać badania odpadów zgodnie z Rozporządzeniem. Dodatkowo wykorzystanie sposobu ewidencjonowania energii powstałej z frakcji biogennej zawartej w odpadach może być przeprowadzone metodą bilansową proponowaną w niniejszej publikacji, której zaletą są ciągłe pomiary parametrów pracy kotła, dostarczające danych do dokładnych obliczeń dla dowolnie założonych ram czasowych. Literatura [1] Fellner, J.; Cencic, O.; Rechberger, H.: A new method to determine the ratio of electricity production from fossil and biogenic sources in waste-to-energy plants. Environmental Science & Technology 2007, 41, 7, s [2] Europejskie zgłoszenie patentowe EP A2. [3] Kotowicz P., Główny Urząd Miar: Nowe podejście w dziedzinie wyrażania niepewności pomiaru. Pomiary Automatyka Robotyka 2006, nr 7/8. [4] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 2 czerwca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych Dz.U nr 117 poz Nowa Energia, dodatek tematyczny Termiczne przekształcanie odpadów komunalnych nr 1(13)/2010 (artykuł został zaktualizowany w styczniu 2011 r.) 4 / 5

5 Do pobrania artykuł w pełnej wersji 5 / 5

Podobne dokumenty

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 2 czerwca 2010 r.

Dziennik Ustaw Nr 117 9677 Poz. 788 788 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 2 czerwca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego