BIOGAZOWNIA JAKO ROZWIĄZANIE PROBLEMU OGRANICZENIA ODPADÓW BIODEGRADOWALNYCH W GMINIE

Transkrypt

1 BIOGAZOWNIA JAKO ROZWIĄZANIE PROBLEMU OGRANICZENIA ODPADÓW BIODEGRADOWALNYCH W GMINIE dr inż. Iwona Kuczyńska Katedra Inżynierii Środowiska i Przeróbki Surowców Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica Kraków, Al. Mickiewicza 30 tel. (12) , ikuczyn@agh.edu.pl

2 Są to: Obowiązki gmin w zakresie odpadów biodegradowalnych ograniczenie masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, przekazywanych do składowania, organizacja selektywnej zbiórki odpadów komunalnych obejmującej m.in. odpady komunalne ulegające biodegradacji, w tym odpady opakowaniowe ulegające biodegradacji, zapewnienie budowy, utrzymania i eksploatacji własnych lub wspólnych z innymi gminami regionalnych instalacji do przetwarzania odpadów komunalnych.

3 Obowiązki gmin w zakresie odpadów biodegradowalnych c.d. Największy problem może stanowić ograniczenie masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji. Zgodnie z restrykcyjnym prawem Unii Europejskiej, do 2013 r. na składowiska może zostać skierowanych tylko 50% wytworzonych biodegradowalnych odpadów komunalnych. Oznacza to, że pozostałe 50% musi zostać unieszkodliwione w inny sposób niż składowanie.

4 Obowiązki gmin w zakresie odpadów biodegradowalnych c.d. Ze względu na krótki czas realizacji ww. zobowiązań i widmo kar ze strony Unii Europejskiej za niewywiązywanie się z nich, trzeba podjąć konkretne działania w zakresie odpadów biodegradowalnych, a w szczególności pochodzących z odpadów komunalnych. W praktyce nie ma dobrze zorganizowanej selektywnej zbiórki, lub jeśli ona jest, to w niewielu gminach. W zasadzie to w gminach, gdzie funkcjonują już kompostownie odpadów, kierowane są do nich na ogół odpady z utrzymania zieleni oraz odpady z wybranych zakładów produkcji spożywczej. Natomiast do rzadkości należy kierowanie odpadów organicznych pochodzących z odpadów komunalnych lub zmieszanych odpadów komunalnych.

5 Co można zrobić z odpadami biodegradowalnymi? kompostowanie, fermentacja metanowa, mechaniczno-biologiczne przetwarzanie, spalanie, składowanie.

6 Co można zrobić z odpadami biodegradowalnymi? Kompostowanie Kompostowanie, to rozkład substancji organicznej przez mikroorganizmy bakterie tlenowe w warunkach dostępu tlenu w odpowiedniej temperaturze i wilgotności. W zależności od jakości odpadów poddanych kompostowaniu uzyskany produkt albo może być wykorzystany do użyźniania gleby, albo może być jedynie składowany. Ale wówczas jest to już odpad obojętny (chemicznie i biologicznie) dla środowiska i jest go od 30% do 50% objętościowo mniej.

7 Co można zrobić z odpadami biodegradowalnymi? Fermentacja metanowa Fermentacja metanowa jest procesem mikrobiologicznego rozkładu substancji organicznej, przeprowadzonym w warunkach beztlenowych przez mikroorganizmy aneorobowe, z wydzieleniem metanu. W wyniku procesu fermentacji powstaje biogaz, którego głównym składnikiem jest metan. Po procesie pozostaje przefermentowany osad. Jest on nieczynny biologicznie, zawiera 30-40% związków humusowych i może być wykorzystany do użyźniania gleb. Ilość biogazu i przydatność osadu zależy od rodzaju zastosowanych substratów.

8 Co można zrobić z odpadami biodegradowalnymi? Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów Łączy ono przetwarzanie biologiczne z obróbką mechaniczną (sortowaniem odpadów). Jest to wstępne przetworzenie odpadów zmieszanych w celu wytworzenia bardziej stabilnego materiału (stabilizatu) do składowania lub wydzielenia frakcji palnej o podwyższonej wartości opałowej, przeznaczonej do spalania lub współspalania, w celu odzysku energii.

9 Co można zrobić z odpadami biodegradowalnymi? Spalanie odpadów Bioodpady są spalane przeważnie jako część zmieszanych odpadów komunalnych. W zależności od wartości opałowej zmieszanych odpadów albo jest to proces z odzyskiem energii, albo jest to unieszkodliwianie odpadów. Z tego procesu powstają odpady z oczyszczania spalin oraz żużle jako pozostałość po spaleniu.

10 Co można zrobić z odpadami Składowanie biodegradowalnymi? Składowanie, to najmniej korzystny sposób postępowania z odpadami i mimo prawidłowo funkcjonujących składowisk emisja zanieczyszczeń ze składowisk stanowi największe zagrożenie i uciążliwość dla mieszkańców i środowiska.

11 Metody postępowania z odpadami biodegradowalnymi Analizując przedstawione metody postępowania z odpadami biodegradowalnymi jako godne zainteresowania są pierwsze trzy, tj. te, w których stosowane są procesy biologiczne. Biologiczne przetwarzanie odpadów w Unii Europejskiej to około 6000 instalacji, z czego 3500 to kompostownie i 2500 to zakłady fermentacji metanowej (biogazownie).

12 Biodegradacja odpadów w Polsce Kompostowanie w Polsce jest już dość rozpowszechnione. Proces ten prowadzony jest zarówno w warunkach naturalnych, jak i sztucznych. Obecnie funkcjonuje w Polsce 81 kompostowni przetwarzających odpady komunalne, 16 biogazowi i 31 mechaniczno-biologicznych instalacji przetwarzania odpadów.

13 Fermentacja - biogazownie Biogazownie są instalacjami, które służą nie tylko do produkcji biogazu, ale dają szansę na przetwarzanie oprócz odpadów komunalnych wielu odpadów, które są uciążliwe i przez to też stanowią źródło konfliktów społecznych w gminie. Dotyczy to m. in. odchodów zwierzęcych i odpadów poubojowych.

14 Odpady do procesu fermentacji Do biogazowi można skierować wszystkie odpady organiczne biodegradowalne, tj. oprócz już wymienionych: odpady komunalne głównie frakcję organiczną, odpady z utrzymania zieleni, odpady z hodowli zwierząt i z ubojni, odpady z upraw ogrodniczych i rolniczych, odpady z przetwórstwa spożywczego, przeterminowaną żywność, osady ściekowe z oczyszczalni, no i jeszcze nie odpady, lecz biomasę, tj. rośliny energetyczne, specjalnie uprawiane.

15 Odpady do procesu fermentacji Ważniejsze jednak z punktu widzenia ochrony środowiska są biogazownie pracujące w oparciu o odpady. Jeżeli nawet pozostałość z fermentacji nie znajdzie zastosowania, to będzie można ją skierować na składowisko, ponieważ będzie to już odpad przetworzony i będzie zajmował znacznie mniejszą objętość niż nie przetworzone odpady.

16 Funkcjonowanie biogazowni Biogazownia jest instalacją produkującą biogaz, który jest mieszaniną metanu CH 4 i ditlenku węgla CO 2, a także małych ilości siarkowodoru, azotu, tlenu, wodoru oraz innych substancji. Skład biogazu, w tym zawartość metanu zależy od procesu technologicznego oraz od składu zastosowanego substratu. Regulowany udział poszczególnych odpadów daje możliwość otrzymywania biogazu bogatszego w metan. Procentowy udział metanu, który jest gazem palnym, świadczy o wartości opałowej biogazu im większy jest udział metanu, tym większa jest wartość opałowa biogazu.

17 Funkcjonowanie biogazowni Siarkowodór i para wodna nie są pożądanymi składnikami (podlegają usuwaniu ze składu biogazu) ze względu na problemy techniczne jakie mogą stwarzać: siarkowodór może spowodować korozję rurociągów, armatury i zbiorników metalowych, para wodna, poprzez skraplanie się, może spowodować niedrożność rurociągów.

18 Kierunki wykorzystania biogazu Wykorzystuje się go głównie jako paliwo do produkcji energii elektrycznej (przyjmuje się, że z 100 m³ biogazu można wyprodukować około kwh energii elektrycznej), jako źródło energii do ogrzewania wody, budynków, a po oczyszczeniu i sprężeniu, może być wykorzystywany, jako paliwo do napędu silników (instalacje CNG). jako produkt końcowy wprowadzany do sieci dystrybucyjnej, gazowej. W Polsce najczęściej stosowane jest przeznaczenie go do produkcji energii elektrycznej i/lub cieplnej, natomiast pozostałe kierunki, np. jako paliwo do transportu, wykorzystywane są jednostkowo.

19 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie Pozbywanie się wielu odpadów, które wymagają szczególnego traktowania lub kosztownej utylizacji stanowi interesujące rozwiązanie dla: gmin, które musza ograniczyć składowanie odpadów biodegradowalnych, przedsiębiorstw, które w wyniku swej działalności wytwarzają duże ilości odpadów, hodowców bydła, trzody chlewnej i drobiu dzięki możliwości pozbywania się obornika i gnojowicy, przy jednoczesnej możliwości pozyskania dobrej jakości nawozu z masy pofermentacyjnej,

20 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie c.d. Pozbywanie się wielu odpadów, które wymagają szczególnego traktowania lub kosztownej utylizacji stanowi interesujące rozwiązanie dla: rolników uprawiających płody rolne przy zbiorze których powstają odpady oraz produkujących rośliny, np. kukurydzę, którzy mogą stać się dostawcami biomasy używanej w biogazowi, wszystkich ww. grup zawodowych, w związku z możliwością zawarcia przez nie długoterminowych umów kontraktacyjnych na dostawę substratu.

21 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie c.d. Funkcjonowanie biogazowi w gminie daje także korzyści dla środowiska, gdyż wykorzystanie odpadów organicznych w postaci nieprzefermentowanej, powoduje emisję znacznych ilości metanu do atmosfery, natomiast uzyskanie metanu na drodze kontrolowanej fermentacji w biogazowni i jego wykorzystanie do produkcji energii, pozwala na uniknięcie części emisji metanu i innych gazów cieplarnianych, pochodzących z rozkładu odchodów zwierzęcych.

22 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie c.d. Spalanie biogazu dodatkowo stukrotnie obniża emisję dwutlenku siarki i trzykrotnie niższą emisję tlenków azotu, niż w przypadku spalania paliw kopalnych, co w efekcie prowadzi do ograniczenia powstawania kwaśnych opadów, odpowiedzialnych za niszczenie lasów i korozję materiałów budowlanych. Odpady poddane procesowi fermentacji beztlenowej są znacznie lepszym nawozem, niż gnojowica nieprzefermentowana.

23 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie c.d. Biogazownie są inwestycją o charakterze proekologicznym także dlatego, że powodują znaczną redukcję emisji odorów, wydzielanych w dużych ilościach podczas naturalnego rozkładu odpadów biodegradowalnych, w tym i odchodów zwierzęcych, rozwożonych na pola w formie nawozu naturalnego.

24 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie c.d. Biogazownia jako rozwiązanie zaawansowane technicznie oraz novum w zakresie ekologicznego pozyskiwania energii może stać się źródłem pozytywnych przemian w świadomości ekologicznej mieszkańców, a także może wpłynąć pozytywnie na wizerunek gminy jako miejsca przyjaznego nowoczesnym technologiom oraz miejsca, gdzie ochrona środowiska ma duże znaczenie.

25 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie c.d. Ponadto, istnienie biogazowni może przełożyć się na: dodatkowe dochody do budżetu gminy pochodzące z podatków, powstawanie dodatkowych miejsc pracy, powstanie lokalnego źródła energii, przede wszystkim energii cieplnej, która może zostać wykorzystana do ogrzania obiektów użyteczności publicznej, zachętę dla inwestorów, których procesy technologiczne wymagają stabilnego źródła ciepła,

26 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie c.d. Ponadto, istnienie biogazowni może przełożyć się na c.d.: pozyskanie paliwa dla transportu (biometanu do napędu maszyn rolniczych i pojazdów komunikacji gminnej), zmniejszenie uciążliwości odorowych oraz zanieczyszczenia wód gruntowych i podziemnych związanych z tradycyjnym wykorzystaniem obornika i gnojowicy, pozyskanie alternatywnego sposobu utylizacji odpadów organicznych powstających w zakładach przemysłowych zlokalizowanych na terenie gminy i gmin ościennych.

27 Korzyści z funkcjonowania biogazowni w gminie c.d. W ostatnim roku wzrosło w Polsce zainteresowanie paliwem CNG, które można także uzyskać poprzez uzdatnianie biogazu. Wykorzystanie odpadów komunalnych do produkcji biogazu daje możliwość ograniczenia składowania ich i tym samym wywiązania się gmin z nałożonych na nie prawem zobowiązań. Potrzeby ochrony środowiska, wypełnienie zobowiązań unijnych i bezpieczeństwo energetyczne sprawiają, że warto aby gminy zainteresowały się potencjałem biogazu, możliwego do pozyskania w Polsce.