ZTPOK jako regionalne instalacje - modernizacja elektrociepłowni czy budowa nowego zakładu?

Transkrypt

1 dr hab. inż. Grzegorz WIELGOSIŃSKI, prof. PŁ Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska ul. Wólczańska 213, Łódź tel , fax.: wielgos@wipos.p.lodz.pl ZTPOK jako regionalne instalacje - modernizacja elektrociepłowni czy budowa nowego zakładu? Program budowy spalarni odpadów komunalnych stworzony w 2007 roku i objęty tzw. listą indykatywną Ministerstwa Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko miał początkowo liczyć 11 pozycji. Zakładano wybudowanie w jego ramach 12 spalarni odpadów komunalnych: w Szczecinie, Koszalinie, Poznaniu, Gdańsku, Olsztynie, Białymstoku, Bydgoszczy, Łodzi, Warszawie, Krakowie oraz 2 instalacji na Śląsku. Sumaryczna wydajność instalacji miała sięgać ok. 2,4 mln Mg rocznie. Nie planowano budowy instalacji w województwach: dolnośląskim, opolskim i lubuskim oraz lubelskim, podkarpackim i świętokrzyskim. Od momentu utworzenia listy zniknęły z niej niektóre pozycje. Pierwszy wycofał się Olsztyn, a następnie Gdańsk. W województwie śląskim zdecydowano się wybudować zamiast dwóch instalacji po Mg/rok jedną o łącznej wydajności ok Mg/rok. Kluczowym terminem wyznaczonym przez Ministerstwo Rozwoju Regionalnego był 1 czerwca 2010 roku, kiedy to wszyscy potencjalni beneficjenci powinni uzyskać dla planowanych inwestycji decyzje środowiskowe oraz 1 marca 2011 roku, kiedy wszystkie wnioski o dofinansowanie powinny trafić do komisji Europejskiej w Brukseli. Z różnych przyczyn z listy indykatywnej zniknęły kolejne instalacje: w Koszalinie, w Łodzi oraz instalacja śląska (Ruda Śląska). Władze Warszawy zdecydowały się na budowę instalacji bez wsparcia z funduszy europejskich. Tak więc w chwili obecnej, z pierwotnej listy instalacji, w dalszym ciągu w grze są jedynie: Szczecin, Poznań, Bydgoszcz, Białystok oraz Kraków. W międzyczasie udało się skompletować stosowną dokumentacje oraz uzyskać decyzję środowiskową dla dotychczas nie występującej na liście lokalizacji - dla Konina. Sumaryczna wydajność tych 6 instalacji wynosi maksymalnie ok. 1,1 mln Mg na rok, a planowany termin oddania ich do eksploatacji to koniec 2015 roku. Jest to stanowczo za mało by sprostać wymogom dyrektywy składowiskowej (1999/31/WE), w myśl której, wstępując do Unii Europejskiej zobowiązaliśmy się do 50 % redukcji składowanych na składowiskach odpadów biodegradowalnych w roku Przyjęcie w ubiegłym roku nowelizacji ustawy o otrzymaniu porządku w gminach i przekazanie od 1 stycznia 2012 roku władztwa nad odpadami gminom spowodowało gwałtowne zainteresowanie metodami termicznego przekształcania odpadów wśród bardzo

2 wielu samorządów. Pojawiły się liczne inicjatywy budowy regionalnych spalarni odpadów komunalnych np. w Tarnowie, Chrzanowie, Jastrzębiu Zdroju, Rzeszowie, Gorlicach, Włocławku, Gdyni a także w Hrubieszowie czy Chodzieży. Pojawił się więc sprzyjający klimat do rozwoju i budowy kolejnych instalacji w kraju z planowanym przekazaniem do eksploatacji w latach Jest to bardzo istotne, gdyż rok 2020 jest rokiem, w którym powinniśmy osiągnąć kolejny szczebel redukcji ilości odpadów biodegradowalnych trafiających na składowiska - 65 %. Jeżeli dodamy do tego informację, że Komisja Europejska planuje na 2025 rok wprowadzenie całkowitego zakazu składowania odpadów komunalnych ulegających biodegradacji sprawa budowy instalacji termicznego przekształcania odpadów staje się bardzo istotna. Dokonana w 2012 nowelizacja wojewódzkich planów gospodarki odpadami wprowadziła we wszystkich województwach podział na rejony gospodarki odpadami. Zgodnie z art. 14 pkt 8 ustawy o odpadach wojewódzkie plany gospodarki odpadami muszą zawierać: 1) określenie regionów gospodarki odpadami komunalnymi, wraz ze wskazaniem gmin wchodzących w skład regionu; 2) wykaz regionalnych instalacji do przetwarzania odpadów komunalnych w poszczególnych regionach gospodarki odpadami komunalnymi oraz instalacji przewidzianych do zastępczej obsługi tych regionów, do czasu uruchomienia regionalnych instalacji do przetwarzania odpadów komunalnych, w przypadku gdy znajdująca się w nich instalacja uległa awarii lub nie może przyjmować odpadów z innych przyczyn. Zgodne z art. 3 ust 3, pkt 15b ustawy o odpadach pod pojęciem region gospodarki odpadami komunalnymi rozumie się określony w wojewódzkim planie gospodarki odpadami obszar liczący co najmniej mieszkańców lub gminę liczącą powyżej mieszkańców. Dla ustalonego regionu gospodarki odpadami plan określa listę oraz lokalizacje instalacji regionalnych, do których trafiać będą odpady komunalne wytworzone i zebrane w regionie gospodarki odpadami komunalnymi. Według ustawy o odpadach (art. 3 ust 3, pkt 15c) pod pojęciem regionalnej instalacji do przetwarzania odpadów komunalnych rozumie się zakład zagospodarowania odpadów o mocy przerobowej wystarczającej do przyjmowania i przetwarzania odpadów z obszaru zamieszkałego przez co najmniej mieszkańców, spełniający wymagania najlepszej dostępnej techniki lub technologii, oraz zapewniający termiczne przekształcanie odpadów lub: a) mechaniczno-biologiczne przetwarzanie zmieszanych odpadów komunalnych i wydzielanie ze zmieszanych odpadów komunalnych frakcji nadających się w całości lub w części do odzysku,

3 b) przetwarzanie selektywnie zebranych odpadów zielonych i innych bioodpadów oraz wytwarzanie z nich produktu o właściwościach nawozowych lub środków wspomagających uprawę roślin, spełniającego określone wymagania, c) składowanie odpadów powstających w procesie mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych oraz pozostałości z sortowania odpadów komunalnych o pojemności pozwalającej na przyjmowanie przez okres nie krótszy niż 15 lat odpadów, w ilości nie mniejszej niż powstająca w instalacji do mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych. W ślad za tymi regulacjami jednostki samorządu terytorialnego (gminy) zostały zobowiązane do zapewnienia budowy, utrzymania i eksploatacji własnych lub wspólnych z innymi gminami regionalnych instalacji do przetwarzania odpadów komunalnych (Art. 3 ust. 2 ustawy o utrzymaniu czystości i porządku w gminach). Muszą więc one zgodnie z art. 3a ust. 1 dokonać wyboru (w drodze przetargu) podmiotu, który zbuduje i będzie utrzymywał oraz eksploatował regionalną instalację do przetwarzania odpadów komunalnych lub dokonać wyboru partnera (w trybie partnerstwa publiczno-prywatnego albo koncesji na roboty budowlane lub usługi). Jeżeli literalnie odczytać zapisy ustawy o odpadach, to należy przyjąć, że instalacją regionalną powinna być przede wszystkim instalacja termicznego przekształcania (spalania) odpadów (ZTPOK). Dla 16 województw i ok. 4-5 rejonów gospodarki odpadami w każdym województwie oznacza to konieczność wybudowania ok instalacji o różnej wydajności, w skali całego kraju. Oczywiście byłaby to gruba przesada, ale dla kraju wielkości Polski należy liczyć się z potrzebami na poziomie ok instalacji. W tej sytuacji gminy (miasta), jako zobowiązane z mocy ustawy do zorganizowania systemu gospodarki odpadami komunalnymi zaczynają analizować problem lokalizacji i sposobu wykorzystania ZTPOK. Oczywistą sprawą jest konieczność wykorzystania ciepła wytworzonego w instalacji, stąd naturalnym partnerem stają się przedsiębiorstwa energetyki cieplnej prowadzące liczne ciepłownie i elektrociepłownie (niestety często już znacznie wyeksploatowane), a nade wszystko dysponujące siecią cieplną mogącą doprowadzić ciepło systemowe do odbiorców komunalnych i przemysłowych. Według danych statystycznych aktualnie w Polsce pracuje ok. 476 ciepłowni i elektrociepłowni o łącznej mocy zainstalowanej ok MW, przy czym w Izbie Gospodarczej Ciepłownictwo Polskie zrzeszonych jest ok. 250 przedsiębiorstw ciepłowniczych. Ponad połowa z funkcjonujących ciepłowni ma moc poniżej 50 MW (dane wg URE za rok 2011).

4 Naturalnym więc staje się pytanie o warunki realizacji inwestycji ZTPOK, o wybór metody i technologii, uwarunkowania formalno-prawne, a nade wszystko kluczowa staje się odpowiedź na postawione na wstępie pytanie: modernizacja istniejącej elektrociepłowni (ciepłowni) czy też budowa nowego zakładu? Aby poprawnie odpowiedzieć na to pytanie należy najpierw dokładnie przeanalizować uwarunkowania prawne, jakim podlegają procesy termicznego przekształcania odpadów rozumiane zarówno jako spalane jak i współspalania odpadów w obiektach energetycznych. Zgodnie z ustawą o odpadach termiczne przekształcanie odpadów może być realizowane zarówno w spalarniach jak i współspalarniach odpadów. Pod pojęciem termiczne przekształcanie rozumie się procesy prowadzone zarówno z odzyskiem jak i bez odzysku energii, wykorzystujące zarówno procesy spalania jak i pirolizy, zgazowania, a także procesy plazmowe i inne, w których produkty powstające w ich trakcie poddawane są spaleniu. Szczegółowe warunki prowadzenia procesu spalania odpadów oraz wyposażenia instalacji spalania odpadów podaje rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów, Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji oraz Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów wielkości emisji oraz pomiarów ilości pobieranej wody. Zgodnie w wymienionymi powyżej aktami prawnymi termiczny proces przekształcania (np. spalania) odpadów prowadzi się w taki sposób, aby temperatura gazów powstających w wyniku spalania, zmierzona w pobliżu wewnętrznej ściany lub innym reprezentatywnym punkcie komory spalania lub dopalania, wynikającym ze specyfikacji technicznej instalacji, po ostatnim doprowadzeniu powietrza, nawet w najbardziej niekorzystnych warunkach, utrzymywana była przez co najmniej 2 sekundy na poziomie nie niższym niż: C - dla odpadów zawierających powyżej 1 % związków chlorowcoorganicznych przeliczonych na chlor, oraz 850 C - dla odpadów zawierających do 1 % związków chlorowcoorganicznych przeliczonych na chlor. Ponadto proces powinien zapewniać odpowiedni poziom przekształcenia odpadów, wyrażony jako maksymalna zawartość nieutlenionych związków organicznych, której miernikiem mogą być oznaczane zgodnie z Polskimi Normami: całkowita zawartość węgla organicznego (OWO, TOC) w żużlach i popiołach paleniskowych nieprzekraczająca 3 % (wg PN-EN-13137), lub udział części palnych w żużlach i popiołach paleniskowych nieprzekraczający 5 %. Dodatkowo instalację do termicznego przekształcania odpadów wyposaża się w: 1) co najmniej jeden włączający się automatycznie palnik pomocniczy do stałego utrzymywania wymaganej temperatury procesu oraz wspomagania jego rozruchu i zatrzymania (palnik wspomaga proces tak długo, dopóki w komorze spalania będą pozostawały nieprzekształcone odpady),

5 2) automatyczny system podawania odpadów, pozwalający na zatrzymanie ich podawania podczas rozruchu do czasu osiągnięcia wymaganej temperatury, oraz zatrzymanie procesu, w razie nieosiagnięcia wymaganej temperatury lub przekroczenia dopuszczalnych wartości emisji, 3) urządzenia techniczne do odprowadzania gazów spalinowych, gwarantujące dotrzymanie norm emisyjnych, 4) urządzenia techniczne do odzysku energii, 5) urządzenia techniczne do ochrony gleby i ziemi oraz wód powierzchniowych i podziemnych, 6) urządzenia techniczne do gromadzenia suchych pozostałości poprocesowych. W instalacjach termicznego przekształcania odpadów podczas prowadzenia procesu w komorze spalania lub komorze dopalania przeprowadza się ciągły pomiar temperatury gazów spalinowych, mierzonej w pobliżu jej ściany wewnętrznej w sposób eliminujący wpływ promieniowania cieplnego płomienia, zawartości tlenu w gazach spalinowych oraz ciśnienia gazów spalinowych. W przypadku, gdy techniki pomiarowe zastosowane do poboru i analizy składu gazów spalinowych nie obejmują osuszania gazów przed ich analizą, proces monitoruje się także w zakresie zawartości pary wodnej w gazach spalinowych. Czas przebywania gazów spalinowych w wymaganej temperaturze podlega weryfikacji podczas rozruchu i po każdej modernizacji instalacji. Każdy podmiot prowadzący spalarnię musi eksploatować ją w sposób zapewniający taki poziom spalenia odpadów, by zawartość węgla organicznego ogółem (OWO, TOC) w żużlu i popiołach dennych była niższa od 3 % lub ich strata w czasie zapłonu były niższa od 5 % suchej masy materiału. Z procesowego punktu widzenia jest to bardzo ważne, ale wcale nie łatwe do spełnienia. W sytuacji wystąpienia zakłóceń w instalacjach termicznego przekształcania odpadów, polegających na niedotrzymaniu warunków prowadzenia procesu, albo zakłóceń w pracy urządzeń ochronnych ograniczających wprowadzanie substancji do powietrza wstrzymuje się podawanie odpadów do instalacji, nie później niż w czwartej godzinie występowania zakłóceń rozpoczyna się procedurę zatrzymania instalacji, w trybie przewidzianym w instrukcji obsługi instalacji oraz wstrzymuje się pracę instalacji, jeżeli łączny czas występowania zakłóceń w roku kalendarzowym przekroczył 60 godzin. Wielkość emisji zanieczyszczeń z instalacji regulowana jest przez Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji, zgodnie z którym dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń w gazach odlotowych z instalacji termicznego przekształcania odpadów nie mogą przekroczyć wartości podanych w tabeli nr 1, określonych dla następujących warunków umownych: temperatura K, ciśnienie hpa, spaliny suche, 11 % tlenu.

6 Lp. Tabela nr 1. Standardy emisyjne (dopuszczalne wartości stężeń w emitorze) w warunkach umownych - 11 % tlenu wg Rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji. Zanieczyszczenie Dopuszczalne stężenie Średniodobowe 30-minutowe A (100 %) B (97 %) mg/m 3 mg/m 3 mg/m 3 1. Całkowity pył Gazowe i parowe substancje organiczne wyrażane jako całkowity węgiel organiczny (TOC) Chlorowodór (HCl) Fluorowodór (HF) Dwutlenek siarki (SO 2 ) Tlenek azotu (NO) i dwutlenek azotu (NO 2 ) w przeliczeniu jako NO 2 200/400 1) Tlenek węgla 2) ) 8. Kadm i jego komponenty, wyrażone jako kadm (Cd) 9. Tal i jego związki wyrażone jako tal (Tl) 0,05 4) 10. Rtęć i jej związki wyrażane jako rtęć (Hg) 0,05 4) 11. Antymon i jego związki wyrażone jako antymon (Sb) 12. Arsen i jego związki wyrażane jako arsen (As) 13. Ołów i jego związki wyrażane jako ołów (Pb) 14. Chrom i jego związki wyrażane jako chrom (Cr) 15. Kobalt i jego związki wyrażane jako kobalt (Co) 16. Miedź i jej związki wyrażane jako miedź (Cu) 0,5 4) 17. Mangan i jego związki wyrażane jako mangan (Mn) 18. Nikiel i jego związki wyrażane jako nikiel (Ni) 19. Wanad i jego związki wyrażane jako wanad (V) 20. Cyna i jej związki wyrażane jako cyna (Sn) 21. Polichlorowane dibenzo-p-dioksyny i polichlorowane dibenzofurany (17 kongenerów) jako suma TEQ [ng TEQ/m 3 ] 0,1 5) A % wyników pomiarów średniodobowych w ciągu roku nie może być wyższe niż wartości dopuszczalne podane w rubryce A, B - 97 % wyników pomiarów średniodobowych w ciągu roku nie może być wyższe niż wartości dopuszczalne podane w rubryce B, 1) w zależności od wielkości instalacji - dla instalacji nowych i starych powyżej 6 Mg/h mg/m 3, 2) 3) 4) 5) dla instalacji ze złożem fluidalnym standard wynosi 100 mg/m 3 jako średnia godzinowa, wartość średnia 10-minutowa, wartość średnia dla próby trwającej od 30 minut do 8 godzin, wartość średnia dla próby trwającej 6 do 8 godzin. W przypadku współspalania odpadów (paliwa wytworzonego z odpadów - RDF o kodzie ) z paliwami np. biomasą czy węglem wszystkie regulacje dotyczące wyposażenia technicznego instalacji współspalającej (palniki pomocnicze, systemy oczyszczania spalin, odzysk ciepła itp.) pozostają bez zmian. Wymagane jest również

7 dotrzymanie temperatur oraz czasu przebywania gazów w określonej temperaturze, zawartości substancji organicznych w żużlach i popiołach, wyposażenia instalacji w blokadę podawania odpadów (RDF) w przypadku spadku temperatury, nadmiernego stężenia zanieczyszczeń w spalinach - ponad wartości dopuszczalne. Dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń w spalinach w przypadku współspalania odpadów liczone są wg tzw. reguły mieszania. Reguła ta ma następującą postać: gdzie: c = v odp c v odp odp + v + v proc proc c proc V odp - objętość gazów odlotowych powstających ze spalania odpadów (RDF), określona dla umownych warunków gazów odlotowych przy zawartości 11 % tlenu. C odp - standardy emisyjne z instalacji spalania odpadów, określone w tabeli nr 1 jako wartości średniodobowe. V proc - objętość gazów odlotowych powstających w czasie prowadzenia procesu, paliw (bez spalania odpadów), wyznaczoną dla zawartości tlenu równej, 6 % dla paliw stałych. C proc - standardy emisyjne określone w tabelach nr 2 i 3. Powyższy wzór jest stosowany także do obliczeń standardowej zawartości tlenu w gazach odlotowych powstających w procesie współspalania odpadów. Tabela nr 2. Standardy emisyjne przyjmowane jako C proc przy 6 % tlenu podczas współspalania odpadów z paliwami stałymi wg Rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji. Lp. Nazwa substancji 1 Dwutlenek siarki Standardy emisyjne dwutlenku siarki 2 Tlenek i dwutlenek azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu Nominalna moc cieplna źródła w MW > 100 i 300 < i 100 Źródła istniejące przed 2003 rokiem Standardy emisyjne tlenków azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu 850 liniowy spadek od 850 do 200 Źródła nowe oddane po 2002 roku > Pył

8 Dla współspalania odpadów (w tym RDF) razem z paliwami kopalnymi (np. węgiel kamienny, brunatny) lub biomasą dla emisji metali ciężkich oraz polichlorowanych dibenzodioksyn i polichlorowanych dibenzofuranów obowiązują dla wszystkich przypadków, niezależnie od mocy kotła identyczne standardy emisyjne jak dla spalania odpadów - podane w tabeli nr 4. Tabela nr 3. Standardy emisyjne przyjmowane jako C proc przy 6 % tlenu podczas współspalania odpadów z biomasą wg Rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji. Lp. Nazwa substancji 1 Dwutlenek siarki Standardy emisyjne dwutlenku siarki 2 Tlenek i dwutlenek azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu < i 100 > 100 i 300 Standardy emisyjne tlenków azotu w przeliczeniu na dwutlenek azotu Nominalna moc cieplna źródła w MW > 300 i 500 > 500 Źródła istniejące przed 2003 rokiem Źródła nowe oddane po 2002 roku Źródła istniejące przed 2003 rokiem Źródła nowe oddane po 2002 roku do od pył Tabela nr 4. Standardy emisyjne metali ciężkich oraz dioksyn i furanów podczas współspalania odpadów z paliwami lub biomasą przy zawartości 6 % tlenu wg Rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji. Lp. Nazwa substancji Jednostka Standard emisyjny 1 Kadm i Tal (Cd + Tl) mg/m 3 u 0,05 2 Rtęć (Hg) mg/m 3 u 0,05 3 Antymon, Arsen, Ołów, Chrom, Kobalt, Miedź, Mangan, Nikiel mg/m 3 u 0,5 i Wanad (Sb + As + Pb + Cr + Co + Cu + Mn + Ni + V) 4 Polichlorowane dibenzo-p-dioksyny i polichlorowane dibenzofurany (17 kongenerów) jako suma TEQ ng TEQ/m 3 u 0,1 Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów wielkości emisji oraz pomiarów ilości pobieranej wody ciągłe i okresowe pomiary emisji do powietrza prowadzi się dla wszystkich instalacji albo urządzeń spalania lub współspalania odpadów, przy czym okresowe pomiary emisji do powietrza prowadzi się co najmniej raz na sześć miesięcy, a przez pierwszy rok eksploatacji instalacji lub urządzenia - co najmniej raz na trzy miesiące. Ciągły monitoring emisji powinien być

9 realizowany metodami podanymi w tabeli nr 5, natomiast okresowy (manualny) monitoring emisji powinien być realizowany metodami podanymi w tabeli nr 6. Tabela nr 5. Referencyjne metodyki pomiarowe dla ciągłych pomiarów emisji. Lp. Nazwa parametru Jednostka Metodyka referencyjna 1. Pył ogółem mg/m 3 Technika grawimetryczna (PN-EN ) 2. NO x mg/m 3 Absorpcja promieniowania IR (PN-ISO ) 3. HCl mg/m 3 Absorpcja promieniowania IR (PN-EN , -2, -3) 4. CO mg/m 3 Absorpcja promieniowania IR (PN-EN ) 5. Substancje organiczne (TOC) mg/m 3 Detekcja FID (PN-EN ) 6. HF mg/m 3 Absorpcja promieniowania IR 7. SO 2 mg/m 3 Absorpcja promieniowania IR (PN-ISO-7 935) 8. O 2 % Metoda paramagnetyczna, celi cyrkonowej lub elektrochemiczna (PN-EN ) 9. CO 2 % Absorpcja promieniowania IR 10. Prędkość spalin m/s PN-ISO Temperatura spalin K PN-ISO Wilgotność spalin % PN-ISO Ciśnienie dynamiczne Pa PN-ISO Ciśnienie statyczne Pa PN-ISO Temperatura otoczenia K PN-ISO Ciśnienie atmosferyczne Pa PN-ISO Tabela nr 6. Referencyjne metodyki pomiarowe dla okresowych pomiarów emisji. Lp. Nazwa parametru Jednostka Metodyka referencyjna 1. Metale: Kadm (Cd), Tal (Tl), mg/m 3 Spektroskopia absorpcji atomowej (PN-EN ) Antymon (Sb), Arsen (As), Ołów (Pb), Chrom (Cr), Kobalt (Co) Miedź (Cu), Mangan (Mn), Nikiel (Ni), Wanad (V), i ich sole 2. Rtęć (Hg) i jej sole mg/m 3 PN-EN Polichlorowane dibenzo-pdioksyny i polichlorowane dibenzofurany PCDD/F (suma 17 związków) ng TEQ/m 3 PN-EN , -2, -3 W przypadku zastosowania w instalacji termicznego przekształcania odpadów mokrych systemów oczyszczania spalin ścieki z oczyszczania gazów odlotowych wprowadzane do wód nie powinny zawierać substancji zanieczyszczających w ilościach przekraczających najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń, które są określone w załączniku do Rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Wielkości tych dopuszczalnych stężeń podano w tabeli nr 10.

10 Tabela nr 10. Najwyższe dopuszczalne wartości zanieczyszczeń w ściekach z oczyszczania gazów odlotowych z procesu termicznego przekształcania odpadów. Lp. Nazwa wskaźnika lub rodzaj substancji Jednostka Wartość 1. Temperatura o C Odczyn ph 6,5-8,5 3. Zawiesiny ogólne mg/l 30/45 4. Rtęć i jej związki przeliczone na rtęć (Hg) mg/l 0,03 5. Kadm i jego związki przeliczone na kadm (Cd) mg/l 0,05 6. Tal i jego związki przeliczone na tal (Tl) mg/l 0,05 7. Arsen i jego związki przeliczone na arsen (As) mg/l 0,15 8. Ołow i jego związki przeliczone na ołów (Pb) mg/l 0,2 9. Chrom i jego związki przeliczone na chrom (Cr) mg/l 0,5 10. Miedź i jej związki przeliczone na miedź (Cu) mg/l 0,5 11. Nikiel i jego związki przeliczone na nikiel (Ni) mg/l 0,5 12. Cynk i jego związki przeliczone na cynk (Zn) mg/l 1,5 13. Polichlorowane dibenzo-p-dioksyny i polichlorowane dibenzofurany PCDD/F (suma 17 związków) ng/l 0,3 Omówione powyżej przepisy wynikają bezpośrednio z dyrektywy 2000/76/UE w sprawie spalania odpadów. Przyjęta w 2010 roku nowa dyrektywa 2010/75/WE w sprawie emisji przemysłowych, która dopiero będzie implementowana do prawa polskiego, nie wprowadza w tym zakresie żadnych istotnych zmian. Reasumując dla instalacji termicznego przekształcania odpadów w przypadku spalania odpadów konieczne jest dotrzymanie parametrów procesowych procesu spalania, dotrzymanie standardów emisyjnych dla spalania odpadów oraz funkcjonowanie systemu ciągłego monitoringu w każdej instalacji, niezależnie od wielkości i wydajności. W przypadku spalania odpadów biomasy (zgodnie z definicją podaną w rozporządzeniu w sprawie standardów emisyjnych) nie ma żadnych wymogów procesowych w zakresie prowadzenie procesu spalania, konieczne jest dotrzymanie standardów emisyjnych jak dla instalacji energetycznego spalania paliw (zależnych od terminu budowy instalacji i jej mocy cieplnej) tj. w zakresie jedynie emisji pyłu, dwutlenku siarki oraz tlenków azotu, zaś ciągły monitoring emisji wymagany jest dla instalacji o mocy termicznej ponad 100 MW t. Dla współspalania odpadów lub paliwa alternatywnego (RDF) wraz z paliwem kopalnym (np. węgiel kamienny lub brunatny) albo biomasą obowiązują identyczne wymagania procesowe jak dla spalana odpadów, wymagany jest ciągły monitoring emisji a standardy emisyjne ustalane są w zależności od udziału strumienia spalin pochodzących ze spalania odpadów w całkowitym strumieniu spalin. Natomiast w przypadku spalania produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego, nieprzeznaczonych do spożycia przez ludzi konieczne jest dotrzymanie podanych w Rozporządzeniu Nr 142/2011/UE parametrów procesowych w zakresie przede wszystkim temperatury i czasu przebywania spalin, natomiast nie ma żadnych ograniczeń w zakresie emisji zanieczyszczeń i nie jest też wymagany system ciągłego monitoringu emisji. Nowa dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE w sprawie emisji

11 przemysłowych, która dopiero będzie implementowana do prawa polskiego, nie wprowadza w tym zakresie żadnych zmian. Aby udzielić prawidłowej odpowiedzi na postawione w tytule pytanie: modernizacja elektrociepłowni czy budowa nowego zakładu konieczna jest teraz analiza potencjału, jakim dysponują przedsiębiorstwa energetyki cieplnej oraz ewentualnych możliwości modernizacyjnych. Z oczywistych względów z analizy możliwości wykorzystania dla potrzeb termicznego przekształcania odpadów wyłączone są kotły opalane paliwem gazowym lub ciekłym. W przypadku kotłów na paliwo stałe większość przedsiębiorstw energetyki cieplnej prowadzących ciepłownie (bez produkcji energii elektrycznej) dysponuje kotłami rusztowymi, wodnymi typu WR-25 oraz WR-10, sporadycznie WR-5. Jedynie w dużych miastach pracują wodne kotły pyłowe np. typu WP-120 dla zdalaczynnej produkcji ciepła systemowego, zaś tylko niektóre elektrociepłownie wyposażone są w bloki ciepłownicze pracujące w skojarzeniu (dające jednocześnie ciepło do sieci i prąd) oparte o kotły pyłowe, parowe typu OP-230 lub OP-430. Czy kotły te nadają się do współspalania lub spalania odpadów? O ile wyposażenie kotła w elementy techniczne określone w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów (palniki pomocnicze, blokady itp.) nie przedstawia większych problemów, to problemem może być dotrzymanie parametrów procesowych - temperatury procesu spalania (850 C), czasu przebywania spalin w tej temperaturze (ponad 2 sekundy) i zawartości substancji organicznych w żużlach i popiołach (TOC poniżej 3 %). Dotyczy to w szczególności kotłów rusztowych serii WR. Kolejnym problemem będzie z całą pewnością dotrzymanie standardów emisyjnych. Powszechnie wiadomo, że w kotłach typu WR średnie stężenie CO w spalinach może osiągać poziom powyżej 100 mg/m 3 u, co jest dopuszczalne jedynie przez ok. 3 % czasu pracy w ciągu roku. Idąc dalej cyklony, w które jest wyposażony kocioł typu WR pozwalają na osiągniecie stężenia pyłu w spalinach na poziomie ok mg/m 3 u (w zależności od charakterystyki spalanego węgla), a standard emisyjny w przypadku spalania lub współspalania odpadów wynosi odpowiednio 10 mg/m 3 u lub poniżej 50 mg/m 3 u (w zależności od udziału spalanych odpadów). Uzyskanie takiego poziomu stężeń pyłu wymaga przebudowy systemu odpylania i zastosowania np. filtra tkaninowego. Kotły typu WR nie są wyposażone w system odsiarczania spalin. Obowiązujący dla starych (zbudowanych przed 1990 rokiem) kotłów standard emisyjny mg/m 3 u jest do osiągnięcia przy wykorzystaniu lepszych (wyższa wartość opałowa, niższa zawartość siarki) gatunków węgla. W przypadku spalania lub współspalania odpadów standard ten będzie znaczne niższy i tym samym konieczne będzie wyposażenie kotła w system odsiarczania spalin. Jest to realne - można tu zastosować metodę suchą w połączeniu z filtrem tkaninowym, co powinno pozwolić na odpowiednie odsiarczenie spalin i jednoczesne usuniecie chlorowodoru (pamiętajmy, że węgiel zawiera ok. 0,2 % chloru) do poziomu poniżej 10 mg/m 3 u (standard emisyjny

12 obowiązujący w przypadku spalania i współspalania odpadów, nieobowiązujący w przypadku spalania węgla). Kolejnym problemem mogą być tlenki azotu. Dla spalania węgla w małych kotłach obowiązuje standard emisyjny 400 mg/m 3 u natomiast w przypadku spalania odpadów wynosi on 200 mg/m 3 u co jest nieosiągalne bez zastosowania systemu odazotowanie spalin. Kolejny problem to emisja metali ciężkich (nienormowana dla energetycznego spalania paliw), w szczególności rtęci. Liczne doniesienia literaturowe mówią o sporej zawartości rtęci w polskich węglach (szczególnie w brunatnym) i stąd dotrzymanie standardu emisyjnego rtęci na poziomie 0,05 mg/m 3 u może być niemożliwe bez dodatkowych elementów systemu oczyszczania spalin (np. adsorpcji na węglu aktywnym). Uwagi powyższe sformułowane przede wszystkim w odniesieniu do możliwości spalana lub współspalania odpadów w kotłach rusztowych typu WR w znacznej części odnoszą się również do większych kotłów pyłowych stosowanych w energetyce cieplnej - wodnych typu WP-120 i parowych OP-230 i OP-430. Modernizacja i rozbudowa systemu oczyszczania spalin, konieczna z punktu wymagań dotyczących dotrzymania standardów emisyjnych będzie z pewnością kosztowna, co może zaważyć na opłacalności modernizacji. Kolejny obszar wymaganych zmian to monitoring. Zgodnie z obowiązującymi przepisami instalacje energetycznego spalania paliw wymagają ciągłego monitoringu w zakresie podstawowym (pył, SO 2, NO x, CO, O 2, wilgotność, temperatura, ciśnienie, przepływ), jeżeli moc cieplna przekracza 100 MW t. W przypadku spalania, bądź współspalania odpadów posiadanie ciągłego monitoringu jest obowiązkowe dla każdej instalacji nie zależnie od mocy cieplnej i ilości spalanych odpadów, przy czym podany powyżej zakres pomiarów jest rozszerzony w stosunku do instalacji energetycznego spalania paliw (o HCl, HF, substancje organiczne wyrażane jako całkowity węgiel organiczny - TOC) co również zwiększa koszty modernizacji. Dodatkowo wszystkie instalacje termicznego przekształcania odpadów zarówno spalania jak i współspalania wymagają prowadzenie dwukrotne w ciągu roku pomiarów emisji metali ciężkich i ich soli (11 pierwiastków) oraz polichlorowanych dibenzo-p-dioksyn i polichlorowanych dibenzofuranów, co jest również poważnym wydatkiem. Jak więc widać modernizacja istniejących instalacji ciepłowniczych wcale nie musi być łatwa ani tania. W wielu przypadkach, biorąc pod uwagę zaawansowany wiek instalacji (wiele kotłów na za sobą ponad 30-letnie użytkowanie) taka modernizacja może okazać się nieopłacalna ekonomicznie. I najważniejsze - modernizacja kotłów wodnych nie pozwala na kogenerację, a tym samym nie będą to instalacje odzysku, a jedynie unieszkodliwiania odpadów, nie mogą więc liczyć ani na zielone (OZE - zeroemisyjne CO 2 ) ani na czerwone (wysokosprawna kogeneracja) certyfikaty i wydaje się, że to właśnie może przesądzić o kierunku wyboru. Jakie więc korzyści daje budowa nowej instalacji? Po pierwsze należy oczekiwać, że będzie to instalacja skrojona na miarę rzeczywistych potrzeb regionu. Jej wydajność powinna zostać określona w studium wykonalności, zaś w zakresie technologii wybór jest

13 praktycznie pomiędzy spalarnią rusztową lub fluidalną dla zmieszanych odpadów komunalnych albo układem złożonym składającym się z instalacji mechanicznobiologicznego przetwarzania odpadów (MBP, MBT, MBS) i spalarnia wytworzonego paliwa alternatywnego (RDF, SRF) funkcjonującej na zasadach spalarni odpadów. Nowa instalacja powinna zostać zaprojektowana tak, by spełniać wymagania formalne dla spalarni odpadów określone w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów, system oczyszczania spalin będzie zaprojektowany tak by emisja zanieczyszczeń była niższa niż określona w Rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji, a przede wszystkim będzie ona zaprojektowana do pracy w kojarzeniu wytwarzając jednocześnie energie cieplną i elektryczną. W przypadku nowoczesnej konstrukcji instalacja spełniać będzie również wymóg efektywności energetycznej określony w Dyrektywie 2008/98/UE w sprawie odpadów, co pozwoli traktować ją jako instalację odzysku energii z odpadów i uzyskiwać zarówno zielone jaki czerwone certyfikaty. Można by rzec same zalety - a gdzie wady? Podstawową wadą niestety jest dosyć znaczny koszt inwestycyjny. Oczywiście termiczne przekształcanie odpadów nie jest działalnością charytatywną i gminy po to przejmują gospodarkę odpadami wraz z opłatami od mieszkańców by w ten sposób stworzyć źródło finansowania systemu. Przy uwzględnieniu po stronie przychodu wpływów z tytułu sprzedaży ciepła, energii elektrycznej oraz certyfikatów da się sfinansować przy wsparciu funduszy ochrony środowiska budowę instalacji z kredytu bankowego. Reasumując, wydaje się, że wymogi formalne, techniczne i emisyjne, a także stopień wyeksploatowania instalacji energetyki cieplnej mogą być poważną przeszkodą na drodze modernizacji instalacji i dostosowania ich do spalania bądź współspalania odpadów. Kolejna przeszkodą może być brak kogeneracji w istniejących obiektach energetyki cieplnej. W tej sytuacji budowa nowej, zaprojektowanej dla konkretnych potrzeb instalacji wydaje się rozwiązaniem lepszym, bardziej opłacalnym ekonomicznie i przyszłościowym, choć oczywiście, w sporadycznych, konkretnych przypadkach po przeprowadzeniu analizy ekonomicznej może okazać się, że modernizacja istniejącej instalacji będzie w danym przypadku korzystniejsza. Odpowiadając więc na postawione w tytule pytanie: modernizacja elektrociepłowni czy budowa nowego zakładu wydaje się, że budowa nowego zakładu jest rozwiązaniem zdecydowanie lepszym - przyszłościowym. Literatura Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2000/76/UE z dnia 4 grudnia 2000 roku w sprawie spalania odpadów. - O.J. L 332/91, , ;

14 Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/UE dnia 19 listopada 2008 roku w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy. O.J. L 312, , 3-30; Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 roku w sprawie emisji przemysłowych. - O.J. L 334, , ; Rozporządzenie Komisji (UE) Nr 142/2011/UE z dnia 25 lutego 2011 roku w sprawie wykonania rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1069/2009 określającego przepisy sanitarne dotyczące produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego, nieprzeznaczonych do spożycia przez ludzi, oraz w sprawie wykonania dyrektywy Rady 97/78/WE w odniesieniu do niektórych próbek i przedmiotów zwolnionych z kontroli weterynaryjnych na granicach w myśl tej dyrektywy. O.J. L 54, , 1-254; Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 roku o odpadach (Dz. Ust. 2010, Nr 185, poz. 1243, Dz. Ust. 2010, Nr 203, poz. 1351, Dz. Ust. 2011, Nr 106, poz. 622, Dz. Ust. 2011, Nr 117, poz. 678, Dz. Ust. 2011, Nr 138, poz. 809, Dz. Ust. 2011, Nr 152, poz. 897, Dz. Ust. 2011, Nr 171, poz. 1016, Dz. Ust. 2012, poz. 951); Ustawa z dnia 13 września 1996 roku o utrzymaniu czystości i porządku w gminach (Dz. Ust. 2012, poz. 391); Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 marca 2002 roku w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów (Dz. Ust. 2002, Nr 37, poz. 339, Dz. Ust. 2004, Nr 1, poz. 2); Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22 kwietnia 2011 roku w sprawie standardów emisyjnych z instalacji (Dz. Ust. 2011, Nr 95, poz. 558); Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 listopada 2008 roku w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów wielkości emisji oraz pomiarów ilości pobieranej wody (Dz. Ust. 2008, Nr 206, poz. 1291); Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 roku w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. Ust. 2006, Nr 137, poz. 984, Dz. Ust. 2008, Nr 229, poz. 1538, Dz. Ust. 2009, Nr 27, poz. 169); PN-EN : Charakteryzowanie odpadów. Oznaczanie ogólnego węgla organicznego (OWO) w odpadach, szlamach i osadach.