INSTALACJA DO SEGRAGACJI I TERMICZNEJ UTYLIZACJI ODPADÓW KOMUNALNYCH. Konsorcjum technologiczne 4 firm do tworzenia instalacji

Transkrypt

1 INSTALACJA DO SEGRAGACJI I TERMICZNEJ UTYLIZACJI ODPADÓW KOMUNALNYCH Konsorcjum technologiczne 4 firm do tworzenia instalacji

2 GŁÓWNE CELE PROPONOWANEJ INSTALACJI CELE ŚRODOWISKOWE: MINIMALIZACJA PROBLEMU SKŁADOWISK WDRAŻANIE SYSTEMU GOSPODAROWANIA ODPADAMI WYKORZYSTANIE POTENCJAŁU ENERGETYCZNEGO ODPADÓW KOMUNALNYCH EFEKTYWNE WYKORZYSTANIE INNYCH ODPADÓW REDUKCJA EMISJI GAZÓW CIEPLARNANYCH CZYSTA I INNOWACYJNA INSTALACJA CELE EKONOMICZNE: ZNACZĄCA REDUKCJA WYDATKÓW WYTWARZANIE I SPRZEDAŻ ENERGII ELEKTRYCZNEJ WYTWARZANIE I SPRZEDAŻ CIEPŁA PRODUKCJA I SPRZEDAŻ KOMPOSTU (FRAKCJA STAŁA I CIEKŁA)

3 SZACUNKOWY POTENCJAŁ ENERGETYCZNY ODPADÓW SKŁAD WARTOŚĆ OPAŁOWA POTENCJAŁ ENERGETYCZNY % t [MJ/kg] GJ ODPADY KOMUNALNE: PAPIER, TEKTURA , ODPADY ŻYWNOŚCIOWE , DREWNO , METALE 0, TEKSTYLIA , SZKŁO SKÓRA , KAMIENIE PLASTIK 4, , ODPADY ULICZNE RAZEM: , ODPADY PRZEMYSŁOWE: ODPADY BUDOWLANE SKÓRY, TKANINY, GUMA , PIASEK, WAPIEŃ, KAMIEŃ KORA , Z OCZYSZCZALNI TEKSTYLIA , TWORZYWO SZTUCZNE , SZKŁO POZOSTAŁE RAZEM: , RAZEM ODPADY:

4 PROCES PRZETWARZANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH TECHNOLOGIA ECO HISPANICA

5 PROCES PRZETWARZANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH TECHNOLOGIA ECO HISPANICA KROK 1: ODBIÓR Pierwszy etap tego procesu polega na regulacji objętości i pochodzenia odpadów przy użyciu wagi i identyfikacji pojazdów, które przywożą śmieci do zakładu. Informacje te są przechowywane do późniejszego wykorzystania w celach administracyjnych oraz opracowania raportów identyfikalności, które dostarczają dane istotne dla samorządów dla usprawnienia zasad ograniczenia produkcji odpadów. Rozładunek ciężarówki ze śmieciami do silosu.

6 PROCES PRZETWARZANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH TECHNOLOGIA ECO HISPANICA KROK 2: MAGAZYNOWANIE Odpady trafiają do silosa wewnątrz którego odbywa się proces wstępny. Silos jako magazyn służy, do koncentracji wprowadzanych odpadów, na ogół w przez kilku godzin dziennie oraz dostosowania ich ilości do procesu higienizacji. Silos może być wyposażony w sposób tradycyjny tj. z ładowarką, w boksie z suwnicą lub z automatycznym systemem do opróżniania. Silos lub silosy pozwalają na tymczasowe magazynowanie odpadów w trakcie postojów niezbędnych do wykonania konserwacji lub okresowych zmian w strumieniu odpadów.

7 PROCES PRZETWARZANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH TECHNOLOGIA ECO HISPANICA KROK 3: WPROWADZENIE Odpady z silosa są zazwyczaj od razu przetwarzane. Po wyjściu odpady prowadzone są do kontroli pomiarowej, aby uniknąć ewentualnego przeciążenia na przenośnikach taśmowych, które transportują śmieci do powierzchni sanitarnej. Następnie na taśmach dokonuje się selekcji metali żelaznych za pomocą elektromagnesu i ręcznej selekcji odpadów niebezpiecznych w przypadku, gdyby takie znajdowały się w odpadach. Pozostałe odpady z przenośnika trafiają do rozdrabniarki dla osiągnięcia maksymalnej wielkości 300 mm.

8 PROCES PRZETWARZANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH TECHNOLOGIA ECO HISPANICA KROK 4: HIGIENIZATOR Rozdrobnione odpady przechodzą przez proces higienizacji. Odpady wprowadzane są do higienizatora w tempie około 5 ton/godzinę, co kontrolowane jest przez oprogramowanie z centralnego panelu sterowania całą instalacją. Wewnątrz higienizatora odpady są poddawane działaniu pary o temperaturze 150 C przy ciśnieniu roboczym około 5 bar oraz szeregu wewnętrznych ruchów. W wyniku oczyszczenia, odpady są wolne od patogenów, oraz uzyskują kształt, który sprawia, że bardzo łatwo je oddzielić. Czas przejścia odpadów przez higienizator to 30 minut.

9 PROCES PRZETWARZANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH TECHNOLOGIA ECO HISPANICA KROK 4: HIGIENIZATOR Oczyszczone odpady opuszczają higienizator i trafiają na przenośnik taśmowy. Całość biomasy o rozmiarze mniejszym niż 10 mm, jest usuwana za pomocą przesiewacza bębnowego i osadzana w obszarze magazynowania, stąd przechodzi do dalszego przetworzenia. Po oddzieleniu biomasy, pozostałe odpady będą bezpośrednio przekazywane do obszaru recyklingu, w którym aluminium i inne wartościowe materiały mogą być segregowane do sprzedaży a pozostałość stanowi materiał obojętny. Zazwyczaj stanowi on od 10 do 15% całkowitej masy odpadów, ich miejscem przeznaczenia jest składowisko, na którym ze względu na charakter nie generują problemów ekologicznych.

10 PROCES PRZETWARZANIA ODPADÓW KOMUNALNYCH TECHNOLOGIA ECO HISPANICA Materiały oddzielone od frakcji organicznej transportowane są do obszaru selekcji. KROK 5: ODDZIELANIE Projekt i dobór modułów będzie w dużym stopniu uzależniony od rodzaju materiałów i ich właściwości oraz wymagań transportowych. Jeden zespół może oddzielać aluminium, z kolei rozdzielacz optyczny oddziela plastik ze stałych odpadów komunalnych. Płyty wibracyjne wykorzystywane są do oddzielania materiałów, t.j. butelki szklane, kamienie itp. (materiał obojętny). Na ogół, na końcu linii procesowej stosuje się ręczne wybieranie pozostałości metalu lub tworzywa sztucznego.

11 PRODUKTY Z INSTALACJI ECO HISPANICA PRODUKTY Paliwo energetyczne Materiały wartościowe Materiały obojętne Frakcja organiczna Recycling Układ plazmowy Składowisko Spalenie w kotle na biomasę Biogazownia

12 REAKTOR PLAZMOWY Z SILNIKAMI NA SYNGAZ Utylizacja paliwa energetycznego na miejscu w reaktorze plazmowym Produkcja syngazu Spalenie syngazu i produkcja ciepła i energii elektrycznej w kogeneracji turbiny lub silniki gazowe

13 SCHEMAT ROZWIĄZANIA Z REAKTOREM PLAZMOWYM Energia elektryczna Azot jako gaz formujący plazmę Spaliny Energia elektryczna Paliwo energetyczne REAKTOR PLAZMOWY Gaz syntetyczny SYSTEM OCZYSZCZANIA GAZU tu JEDNOSTKA KOGENERACYJNA Ciepło Stopy metali Żużel obojętny Skoncentrowane pyły metali (Hg, Cd, Zn, Pb)

14 ZAGOSPODAROWANIE FRAKCJI ORGANICZNEJ KOCIOŁ TERMOOLEJOWY SUGIMAT NA BIOMASĘ Z UKŁADEM ORC

15 KOCIOŁ TERMOOLEJOWY SUGIMAT NA BIOMASĘ Z UKŁADEM ORC I PROCES OSUSZANIA

16 KOCIOŁ TERMOOLEJOWY SUGIMAT NA BIOMASĘ Z UKŁADEM ORC Dwa niezależne obiegi Obieg oleju termalnego Kocioł Sugimat Frakcja organiczna ORC Energia elektryczna Gorąca woda 80/90 o C

17 KOCIOŁ TERMOOLEJOWY SUGIMAT NA BIOMASĘ Z UKŁADEM ORC 100% energii cieplnej z kotła Sugimat ORC 80% ciepło 18% elekt. brutto 2% straty Zalety techniczne wysoka sprawność turbiny nie zachodzi erozja łopatek turbiny Zalety eksploatacyjne / wyniki łatwe uruchamianie i zatrzymywanie urządzenia ciągła i w pełni automatyczna praca małe potrzeby osobowe cicha praca wysoka niezawodność (ponad godzin pracy, dyspozycyjność > 98%) praca układu przy obniżeniu mocy nominalnej do 10% wysoka sprawność nawet przy obciążeniu częściowym wysoka żywotność urządzenia

18 ZAGOSPODAROWANIE FRAKCJI ORGANICZNEJ BIOGAZOWNIA

19 SCHEMAT ROZWIĄZANIA Z BIOGAZOWNIĄ Substrat Spaliny Energia elektryczna KOMORA FERMENTACYJNA Biogaz SYSTEM OCZYSZCZANIA GAZU JEDNOSTKA KOGENERACYJNA Ciepło Kompost / Poferment Głównie CO 2 and H 2 S Ewentualne suszenie

20 ZALETY PROPONOWANEJ TECHNOLOGII Powody dla których warto inwestować w prezentowaną technologię: 1. Możliwość kompleksowego rozwiązania problemu gospodarki odpadami wraz z wprowadzeniem selektywnej zbiorki odpadów komunalnych. 2. Higienizacja odpadów powoduje brak odorów i patogenów co ma duże znaczenie dla społecznej akceptacji takiej instalacji. 3. Zagospodarowanie energetyczne wysokokalorycznego paliwa alternatywnego oraz frakcji organicznej umożliwia korzyści finansowe ze sprzedaży wyprodukowanej energii elektrycznej i ciepła. 4. Możliwości uzyskania dodatkowych przychodów w postaci świadectw pochodzenia energii elektrycznej z OZE i kogeneracji. 5. Wykorzystanie energii z odpadów do produkcji ciepła do systemu ciepłowniczego uniezależnia jego cenę od zmian paliw na rynku. 6. Niższa cena odbioru odpadów komunalnych przez instalację w stosunku do kosztów składowiska zmniejszy koszty opłat od mieszkańców za odebrane odpady komunalne na takim składowisku. 7. Niższe koszty wybudowania instalacji oraz koszty eksploatacyjne w porównaniu do tradycyjnej spalarni odpadów komunalnych.

21 ZALETY PROPONOWANEJ TECHNOLOGII 8. Skierowanie na składowisko około % odpadów zebranych. 9. Redukcja emisji gazów cieplarnianych. 10. Wprowadzenie nowoczesnej technologii. 11. Możliwość elastycznego dostosowania wielkości instalacji do całorocznego zapotrzebowania na ciepło poprzez możliwość lokalizacji urządzeń kogeneracyjnych w innym źródle wytwarzania lub składowanie wysterylizowanego paliwa energetycznego do przetworzenia w reaktorze plazmowym wyłącznie w sezonie grzewczym. 12. Biogazownia pozwala na przetwarzanie odpadów innych niż niebezpieczne z regionu miasta.

22 PARAMETRY PROPONOWANEJ INSTALACJI ECO HISPANICA: ilość modułów 4 wydajność modułu t/rok wydajność łączna t/rok dzienna liczba godzin pracy 20 h/dzień liczba dni pracy 340 dni/rok liczba godzin pracy h/rok BIOGAZOWNIA: ilość silników na biogaz :1 moc cieplna silnika 1,245 MW moc elektryczna silnika 1,200 MW liczba godzin pracy h/rok KOCIOŁ Z UKŁADEM ORC: moc kotła 16,490 MW sprawność kotła 82% sprawność całkowita układu ORC 98% moc cieplna układu ORC 7,843MW moc elektryczna netto układu ORC 1,775 MW liczba godzin pracy h/rok UKŁAD PLAZMOWY: ilość silników na syngaz 4 ilość reaktorów plazmowych 4 moc przerobowa jednostki t/rok moc elektryczna silnika 1,356 MW moc cieplna silnika 1,652 MW liczba godzin pracy h/rok

23 BILANS ODPADÓW DO ZAGOSPODAROWANIA W INSTALACJI Odpady surowe t/rok HIGENIZATOR PRZESIEWACZ BĘBNOWY SEGREGATOR Odpady oczyszczone t/rok Inne t/rok t/rok Frakcja organiczna t/rok t/rok Frakcja t/rok Guma, Drewno Tekstylia, Plastik Odpady obojętne t/rok Szkło, Odpady uliczne, Kamienie

24 BILANS KOTŁA NA BIOMASĘ I UKŁADU ORC Frakcja organiczna t/rok Frakcja organiczna po wysuszeniu t/rok Produkcja ciepła do suszenia GJ/rok Biomasa zakupiona na rynku 108 t/rok Produkcja ciepła do układu ORC GJ/rok Ciepło do układu ORC GJ/rok Produkcja ciepła netto GJ/rok Produkcja energii elektrycznej netto MWh/rok

25 BILANS REAKTORA PLAZMOWEGO I SILNIKA NA SYNGAZ Zużycie energii elektrycznej MWh/rok Produkcja syngazu Ilość odpadów t Konsumpcja syngazu Produkcja ciepła netto GJ/rok Produkcja energii elektrycznej brutto MWh/rok MWh/rok

26 BILANS BIOGAZOWNI I SILNIKA NA BIOGAZ Ilość odpadów t Produkcja kompostu Produkcja biogazu Zużycie biogazu Produkcja ciepła netto GJ/rok Produkcja energii elektrycznej netto MWh/rok

27 INSTALACJA DO TERMICZNEJ UTYLIZACJI ODPADÓW KOMUNALNYCH BILANS ENERGETYCZNY Produkcja ciepła brutto GJ Zużycie na potrzeby Eco Hispanica GJ Zużycie na potrzeby biogazowni GJ Produkcja ciepła netto GJ Produkcja energii elektrycznej brutto MWh Zużycie na potrzeby Eco Hispanica MWh Zużycie na potrzeby biogazowni MWh Zużycie na potrzeby kotła plazmowego Produkcja energii elektrycznej netto MWh MWh

28 Moc termiczna [MW] PRZYKŁADOWA WSPÓPRACA Z LOKALNYM SYSTEMEM CIEPŁOWNICZYM Silnik ACIA Silniki QEL Kocioł na biomasę + ORC Kotły gazowe

29 EKONOMIKA NAKŁAD Wartość całkowitych nakładów inwestycyjnych na realizację budowy instalacji do termicznej utylizacji odpadów komunalnych t/rok została oszacowana na poziomie FINANSOWANIE Kredyt bankowy wniesiony przez Konsorcjum będzie miał następujące cechy: Finansowanie 70% całkowitego kosztu instalacji Oprocentowanie ok. 7% Kredyt w 2 lata karencja 10 lat płatności (amortyzacja) Finansowanie jest udzielane przez bank krajowy lub międzynarodowy Pozostałe 30% inwestycji, powinno być finansowane przez miasto, na stworzenie spółki celowej (specjalnego przeznaczenia), która będzie właścicielem instalacji.

30 EKONOMIKA PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA EKONOMICZNE: Wartość kaloryczną przetworzonej materii organicznej założono na poziomie 5 GJ/t. Wartość kaloryczną frakcji przetworzonej (plastik, tekstylia, guma itp.) założono na poziomie 13 GJ/t. Wartość euro przyjęto na poziomie 10 UAH/ do przeliczenia cen ciepła, energii elektrycznej, gazu i innych wartości stanowiących założenia do niniejszej analizy. Cenę sprzedaży energii elektrycznej odbiorcom ustalono na poziomie 100 /MWh, jako koszt zmienny zakupu energii elektrycznej na rynku. Cenę sprzedaży energii cieplnej odbiorcom ustalono na poziomie 12 /GJ, jako zmienny koszt paliwa gazowego. Cenę przyjęcia odpadów komunalnych do instalacji termicznej utylizacji założono na poziomie 30 /t. Koszt wywozu odpadów obojętnych na składowisko wraz z transportem, założono na poziomie 8 /t.

31 EKONOMIKA Na podstawie założeń opracowano wstępny biznesplan inwestycji. Założono 20-letni okres eksploatacji obiektu. Otrzymano 6-letni okres zwrotu wniesionego kapitału własnego. Oszacowana wartość IRR w przybliżeniu równa się 20%. Uzyskane wyniki są bardzo dobre. Oczywiście będą one zależne od wszelkich zmian, które zostaną wprowadzone do założeń, a które będą skutkować zmianą rentowności oraz okresu zwrotu. Jednak stosunek bezpieczeństwa projektu przyjęty w założeniach jest dość duży. Analiza opłacalności instalacji zostało wykonane z prywatnego punktu widzenia inwestora. Jeśli właścicielem obiektu będzie miasto, można uzyskać zwrot IRR równy 0, poprzez obniżenie kosztów unieszkodliwiania odpadów lub obniżenie ceny energii elektrycznej i ciepła. Można obniżyć wszystkie z nich w niewielkiej ilości, lub znacząco obniżyć cenę jednej z nich. W każdym przypadku ustalono kryteria finansowe, dla uzyskania zwrotu inwestycji w prywatnych warunkach, pozostawiając najlepszy sposób zarządzania tymi danymi do decyzji miasta.

32 EKONOMIKA Wydajność produkcyjna 1 modułu wynosi do ton odpadów rocznie. Istnieje możliwość montażu kilku modułów, jest to uzależnione od ilości odpadów. Poniższa tabela przedstawia przybliżone pełne koszty inwestycyjne dla różnych ilości modułów. Ilość modułów Ton/rok Cena [mln ] 1 do do do do Cena nie zawiera podatku VAT i cła przywozowego. Ostateczny koszt inwestycji zależy od rodzaju i wielkości technologii przetwarzania różnych frakcji odpadów.

33 Dziękujemy C Niedobór CER Wszelkie zapytania prosimy kierować do + Lidera EUA Konsorcjum : crbenergia@crbenergia.pl bmekarska@crbenergia.pl CER