Quo vadis energetyko? Europejska i światowa droga ku efektywności POWER RING 2009 Czysta Energia Europy Warszawa 9 grudnia 2009 r Waste to energy szwedzki pomysł na efektywność Józef Neterowicz Ekspert ds. Ochrony Środowiska i Energii Odnawialnej Związku Powiatów Polskich Członek Rady Konsultacyjnej ds. Energii w Sejmie RP Prezes firmy Radscan Intervex Polska Sp.z o.o
Waste to energy
Kilka stwierdzeńdotyczących odpadów komunalnych - Surowe, niesortowane odpady tak, jak surowa biomasa nie palą się; - Dzięki skraplaniu spalin i właściwym parametrom sieci cieplnej można wyprodukować więcej energii niż moc znamionowa kotła; - Odpady to najtańsze paliwo za które dostawca płaci temu który je utylizuje; - Kominy spalarni odpadów komunalnych to najczystsze emitory spalin; - 2 tony odpadów komunalnych energetycznie odpowiadają co najmniej 1 tonie węgla; - Odpady komunalne warte są co najmniej tyle ile warta jest energia z nich wyprodukowana; - Ze względu na niskie temperatury i ciśnienia pary w kotle (400 C i 40 bar) max. sprawność elektryczna w spalarniach odpadów komunalnych to 26%, reszta to ciepło; - Sprzedaż energii cieplnej kluczem do niskiej opłaty na bramie i dużej rentowności.
Gospodarka odpadamikomunalnymiw Szwecji
Efekty wydajnej gospodarki odpadami w Szwecji rok 2007 Kg na osobę Udział % Suma produkowanych odpadów rocznie 515 100 Niebezpieczne, oddzielnie odbierane i przerabiane odpady Odzysk materiałów (segregacja u źródła, kaucje) jako surowiec i produkty Obróbka frakcji biologicznej w celu produkcji biogazu 5 1 190 37 60 12 Spalanie z produkcją i odzyskiem energii 240 46 Kierowane na składowisko odpadów 20 4
Czyli tylko tyle zostaje oddane roczniena składowisko przez przeciętnego Szweda z 515 kg odpadów komunalnych 20 kg
Roczne udziały różnych paliw w szwedzkim ciepłownictwie oraz emisja CO2/1 MWh Obecnie w ciepłownictwie w Polsce ok. 420 kg CO2/MWh) a w energetyce zawodowej powyżej 900 kg CO2/MWh)
Rola miejskiejsieci cieplnej w przyjmowaniu i dystrybucji różnego rodzaju energii cieplnej Ciepło odpadowe z przemysłu Energia z odpadów źródło podstawowe Bioenergia Źródło szczytowe opalane paliwem kopalnym Produkcja biometanu CSG do pojazdów Elektrociepłownia
Ewolucja w strukturze zużycia paliw dla sieci Paliwo drzewne 29% cieplnej w Szwecji Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Ciepło odpadowe przemysłowe 3% Pozostałe 5% 1981r. Σ 27 TWh Olej opałowy 84% Węgiel 3% Odpady komunalne 5% Ciepło odpad. przem. 3% Gorąca woda 1% Pozostałe 5% Pompy ciepła 9% Energia elektr. 1% Gaz ziemny 4% Olej opałowy 6% Węgiel 4% Pozostałe odpady drewne 7% Torf 4% Uszlach. biomasa 8% Przem. odpady drew. 3% Olej sosnowy 1% Torf 4% Odpady komunalne15% 2006r. Olej sosnowy 1% Gaz resztkowy 1% Ciepło odpad. przem. 7% Gorąca woda 1% Σ 47,5 TWh Pompy ciepła 9% Energia elektr. 1% To jest 50% ciepła Gaz ziemny 4% używanego Olej opałowy 6% w Szwecji! Węgiel 4% Gaz resztkowy 1% Pozostałe 7% Odpady drzewne 29% Uszlachetniona biomasa 8% Przemysłowe odpady drewne 3% Odpady komunalne 15% Ciepło odpadowe przemysłowe 7%
Powody dla których zaczęto palićw Szwecji mokrymi paliwami stałymi Wysokie koszty przygotowania suchego biopaliwa powodujące wysoką jego cenę w porównaniu z mokrymi. Wynalezienie technologii skraplania spalin. Istniejący stały odbiorca odzyskanej energii ze spalin: sieć cieplna Względy praktyczne: - zbiórka - przechowywanie - łatwy transport
Skład surowej biomasy drewnianej Chlorki, 0,03% Woda, 50% Węgiel, 24,5% Wodór, 3,1% Tlen, 21,8% Popiół, 0,55% Siarka, 0,02% Ciepło spalania suchej biomasy wynosi 18 MJ/kg (węgla ok. 24 MJ/kg) -------Palne---------
Skład zmieszanych odpadów komunalnych Ciepło spalania suchych odpadów komunalnych wynosi 16 MJ/kg (węgiel ok. 24 MJ/kg) Woda, 45% Węgiel, 22% Wodór, 3,3% Tlen, 20,3% Popiół, 8,6% Chlorki, 0,4% Siarka, 0,1% ------Palne--------
Spalanie mokrego paliwa Sposób tradycyjny Odparowanie wilgoci Spalanie Odzysk energii Oczyszczanie i emisja spalin
Spalanie paliwa mokregoz odzyskiem energii z wilgoci w spalinach Odparowywanie wilgoci Spalanie Tradycyjny odzysk energii (ekonomizer) Dodatkowy 1stopień odzysku energii poprzez skraplanie pary wodnej w spalinach Dodatkowy 2 Oczyszczanie i stopień odzysku emisja spalin energii poprzez dalsze osuszanie spalin i przekazanie wilgoci do kotła przez powietrze spalania
SchematP&I -skraplanie spalin i nawilżanie Wentylator powietrza pierwotnego powietrza spalania Went.pow pierwotn. Wentylator powietrza wtórnego Elektrofiltr Paliwo Kocioł Cyklon K K Palenisko Wentyla -tor spalin Komin Skraplacz spalin K RECO- FLUE Ciepła woda wylot Ciepła woda wlot Dogrzewacz powietrza Odmgławiacz P Nawilżacz powietrza spalania ROTO-FLUE
radycyjna spalarnia odpadów komunalnych w Szwecji To tutaj odzyskuje się energię ze skraplania spalin.
Układ technologiczny nowoczesnej spalarni odpadów komunalnych 0 emisyjnej do wody wedługnajnowszej technologii. Uzdatniona woda kotłowa Woda,węgiel aktywny Ca(OH)2 Sieć cieplna (powrót) PALENISKO KOCIOŁ FW W Q SS Komin DODATKOWY ODZYSK ENERGII ZE SKROPLNYCH SPALIN ścieki MF UF CO 2 RO EDI woda, kondensat para wodna TRADYCYJNA CZĘŚĆ ENERGETYCZNA (TURBINA UPUSTOWA CHŁODZONA SIECIĄ CIEPLNĄ + GENERATOR FW filtr workowy W wentylator spalin Q Quench SS skraplacz MF mikrofiltr UF ultrafiltr CO2 membrana usuwająca CO2 RO odwrotna osmoza EDI - elektrodejonizator ścieki Dodatki Przed filtrem workowym -woda do obniżenia temperatury spalin i podwyższenia wilgotniści -wegiel aktywny do usunięcia dioksyn -Ca(OH)2 do neutralizacji SO2, HCL, HF Membrany - energia elektryczna - NaOH do neutralizacji wody - sprężone powietrze do redukcji CO2 - chemikalia do czyszczenia membran ścieki
Dodatkowy odzysk energii w kotle opalanym biomasądzięki skraplaniu spalin (+25%) i nawilżaniu powietrza spalania (+10%). Odzysk energii (MW) 35% -----------------------!!! Kocioł 12 MW Temperatura spalin 150 C Paliwo zrębki o wilgotności wg.tabelki poniżej Przykład dla paliwa o 50% wilgotności Temperatura powrotu wody w sieci cieplnej (oc)
Chłodzenie spalin a odzysk energii
Poziomy dopuszczalnych emisji do atmosfery w (mg/nm³)-stan obecny Odpady+ bio przemysł Opady +bio < 50MW Odpady + bio 50-100MW Odpady + bio >100MW Węgiel < 50 MW Węgiel > 500 MW Odpady + bio cement Odpady < 6 ton/h Odpady 6-25 ton/h Rzeczywiści e zmierzone ze spalarni odpadów Pyły lotne 50 50 30 400 50 30 10 10 0,5 HCl 10 10 10 0,1 HF 1 2 2 NOx jako NO2 400 200 400 500 500 400 200 51,7 SO2 850 200 1300 400 50 50 50 1,2 TOC 10 10 10 0 Cd+Tl 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Hg 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+ 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Dioksyny i Furany 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 CO 50 50 32,8 Dioksyny i furany w ng/nm3
Cena paliwa konieczna do wyprodukowania 1 MWh el. w Szwecji w przeliczeniu na PLN bez dotacji, podatków i opłat
Kosztystałe i ruchome kosztów produkcji energii el. w (gr/ kwhel.) z różnych paliww Szwecji bez podatków, VAT i subwencji państwowych
Struktura przychodów spalarni odpadów w i w Sztokholmie (700 000 Mg/rok) Dzięki przyłączeniu do sieci cieplnej głównym, nieporównywal - nie największym przychodem spalarni odpadów komunalnych jest sprzedaż energii cieplnej ze skojarzenia i skraplania spalin
Struktura przychodów dla przyszłej spalarni w Krakowie
Struktura przychodów dla przyszłej spalarni jedynie opartej na sprzedaży energii elektrycznej dla Krakowa
Spalarnia odpadów komunalnych w Malmö
Elektrociepłownia z sieciowym zasobnikiem akumulacyjnym w Ängelholm.
Minimalizować strumień odpadów Co robić? Odzyskiwać o ile to bardziej opłacalne niż przychody ze sprzedaży energii Najlepiej wydzielać u źródła frakcję organiczną dla produkcji biometanu Spalarnie mają pracować w skojarzeniu z odzyskiem energii i wody ze spalin Wykorzystywać istniejące sieci cieplne do zagospodarowania ciepła Wykorzystać pieniądze unijne bo taka szansa już się nie powtórzy Odpady i sieć cieplna własnością samorządów
Do not waste the waste!!!!
Główna siedziba w Polsce Dziękujęza uwagę! Telefon: 0602 787 787 e-mail: jozef.neterowicz@radscan.se, jn@zpp.pl