KOMPOSTOWANIE versus FERMENTACJA

1 Strefa RIPOK na KOMPOSTOWANIE versus FERMENTACJA Poznań, r. Andrzej Krzyśków, progeo sp. z o.o., Wrocław Kompostowanie - fermentacja - stabilizacja PROCES TLENOWY KOMPOSTOWANIE - odpadów zbieranych selektywnie i/lub odpadów zielonych proces recyklingu R3, celem jest produkcja kompostu STABILIZACJA TLENOWA odpadów zmieszanych w MBP celem stabilizacja odpadów przed składowaniem PROCES BEZTLENOWY FERMENTACJA - odpadów zbieranych selektywnie i/lub odpadów zielonych proces recyklingu R3, celem jest produkcja biogazu i fermentatu STABILIZACJA BEZTLENOWA odpadów zmieszanych w MBP celem stabilizacja odpadów przed składowaniem z produkcją biogazu 2

Kierunki zmian przepisów Komunikat KE - Ku gospodarce o obiegu zamkniętym: program: zero odpadów dla Europy [2.07.] cele dla gospodarki odpadami: ograniczenie składowania odpadów komunalnych do 25% łącznej ilości wytworzonej w poprzednim roku w do 1.01.2025 r. i 5% do 1.01.2030 r. zakaz składowania odpadów nadających się do recyklingu oraz odpadów ulegających biodegradacji do 1.01.2025 r. ograniczenie wytwarzania odpadów żywności o co najmniej 30% w okresie 1.01.2017 31.12.2025 r. obowiązek selektywnego zbierania bioodpadów do 2025 r. zwiększenie recyklingu i przygotowania do ponownego użycia odpadów komunalnych do co najmniej 70%, a odpadów opakowaniowych do 80% do 1.01.2030 r. Konkluzje BAT - podstawa do ustalenia warunków pozwolenia, dopuszczalne wielkości emisji w PZ muszą być zgodne z wartościami podanymi w konkluzjach BAT. 3 Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów Procesy biologicznego przetwarzania odpadów w warunkach tlenowych (zgodnie z paragrafem 4 ust. 2 rozporządzenia) prowadzi się zgodnie z następującymi wymaganiami: odpady są przetwarzane z przerzucaniem odpadów przez okres 8-12 tygodni, w tym co najmniej pierwsze 2 tygodnie w zamkniętym reaktorze lub w hali: z aktywnym napowietrzaniem, z zabezpieczeniem uniemożliwiającym przedostanie się nieoczyszczonego powietrza procesowego do atmosfery, do czasu osiągnięcia wartości AT 4 poniżej 20 mg O 2 /g suchej masy. Łączny czas przetwarzania może zostać skrócony lub wydłużony, pod warunkiem uzyskania odpowiednich parametrów. Należy zwrócić uwagę na efektywność systemów oraz koszty eksploatacyjne 4 2

3 Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów W procesach biologicznego przetwarzania odpadów w warunkach beztlenowych (zgodnie z paragrafem 4 ust. 3 rozporządzenia) odpady są poddawane stabilizacji beztlenowej w procesie dwustopniowym: w pierwszym stopniu fermentacji mezofilowej przez co najmniej 20 dni lub fermentacji termofilowej przez co najmniej 12 dni; w drugim stopniu stabilizacji tlenowej w zamkniętym reaktorze lub w hali, z aktywnym napowietrzaniem, z zabezpieczeniem uniemożliwiającym przedostawanie się nieoczyszczonego powietrza procesowego do atmosfery, przez okres co najmniej 2 tygodni (dopuszcza się w drugim stopniu stabilizacji tlenowej stabilizację w pryzmach na otwartym terenie, napowietrzanych przez przerzucanie odpadów co najmniej raz w tygodniu, przez okres co najmniej 3 tygodni). Należy zaznaczyć, że część stabilizacji tlenowej jest niezbędnym uzupełnieniem stabilizacji beztlenowej 5 Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów Proces mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych jest prowadzony w taki sposób, aby uzyskany stabilizat spełniał następujące wymagania*: straty prażenia stabilizatu są mniejsze niż 35% suchej masy, a zawartość węgla organicznego jest mniejsza niż 20% suchej masy lub ubytek masy organicznej w stabilizacie w stosunku do masy organicznej w odpadach, mierzony stratą prażenia lub zawartością węgla organicznego jest większy niż 40% lub wartość AT 4 jest mniejsza niż 10 mg O 2 /g suchej masy. Wyniki badań dla istniejących instalacji potwierdzają możliwość uzyskania wymaganych parametrów * Zgodnie z projektem nowelizacji rozporządzenia z 18.09. r. należy łącznie spełnić warunek AT4 i jeden z pozostałych parametrów 6

Wymagania BAT (nr 69) 69. ulepszyć przetwarzanie mechaniczno-biologiczne (MBP) poprzez : a. stosowanie całkowicie obudowanych bioreaktorów b. unikanie warunków beztlenowych w trakcie przetwarzania tlenowego poprzez kontrolowanie fermentacji i dostawy powietrza (przy użyciu stabilizowanego obwodu powietrza) oraz poprzez dostosowanie napowietrzania do rzeczywistej działalności biodegradacyjnej c. skuteczne wykorzystywanie wody d. termiczne izolowanie sufitu hali degradacji biologicznej w procesach tlenowych e. zminimalizowanie wytwarzania gazu spalinowego do poziomów 2500 do 8000 Nm3 na tonę. Nie zgłoszono poziomów poniżej 2500 Nm3 na tonę f. zapewnienie jednolitego materiału wsadowego g. recykling wód procesowych lub błotnistych pozostałości w ramach procesu tlenowego w celu całkowitego uniknięcia emisji do wody. W przypadku generowania ścieków należy je oczyścić, w celu osiągnięcia wartości wymienionych w BAT nr 56 h. nieustannie nabywanie wiedzy na temat połączenia między kontrolowanymi zmiennymi degradacji biologicznej a zmierzonymi emisjami (gazowymi) 7 Projekt zmiany rozporządzenia o MBP Projekt z dnia 18 września r. - zmiany dotyczące strefy przyjęcia odpadów w części mechanicznej - zmiany dotyczące części biologicznej - dostosowanie instalacji najpóźniej do 8.10.2015 r. 8 4

5 RIPOKi w WPGO stan na 30.09. r., na podstawie uchwał w sprawie wykonania wpgo Lp. województwo Ilość regionów RIPOK MBP IZ MBP 1 dolnośląskie 6 15 8 2 kujawsko-pomorskie 7 8 8 3 lubelskie 9 7 8 4 lubuskie 4 7 3 5 łódzkie 4 4 15 6 małopolskie 4 10 9 7 mazowieckie 5 13 27 8 opolskie 4 4 6 9 podkarpackie 6 4 12 10 podlaskie 4 6 1 11 pomorskie 7 10 0 12 śląskie 4 8 34 13 świętokrzyskie 6 6 9 14 warmińsko-mazurskie 5 6 7 15 wielkopolskie 10 5 20 16 zachodniopomorskie 4 6 5 89 119 172 9 Stabilizacja tlenowa i beztlenowa w instalacjach MBP realizowanych w ramach POIiŚ 10

6 Raport GDOŚ (AK NOVA) Część biologiczna Podział technologii stabilizacji tlenowej Podział technologii: pryzmy w hali boksy żelbetowe w hali reaktory żelbetowe ze stropem żelbetowym reaktory żelbetowe ze stropem z tworzywa sztucznego reaktory stalowe reaktory żelbetowe z dachem membranowym pryzmy z przykryciem membranowym biostabilizatory kompostery rękawy foliowe pryzmy na placu Określono zgodność technologii z wymaganiami przepisów krajowych (rozporządzenie o MBP) Określono zgodność technologii z wytycznymi BAT 11 Stabilizacja tlenowa przykłady technologii foto: progeo Compost Systems Vauche-Backhus Biofix M-U-T Kyberferm NovaKomp Hantsch (Biokompo) 12

7 Stabilizacja tlenowa przykłady technologii foto: progeo Compost Systems Kneer Biodegma Entsorga Strabag Ocene 13 Stabilizacja beztlenowa (fermentacja) Blisko 100 instalacji beztlenowej stabilizacji w Europie do przetwarzania zmieszanych odpadów. Na początku zakłady dedykowane odpadom zmieszanym. Po rozpowszechnieniu selektywnego zbierania u źródła znaczna część zakładów dla selektywnie zebranych bioodpadów (Niemcy, Austria, Szwajcaria, Skandynawia). W niektórych krajach (np. Wielka Brytania, Francja, Hiszpania, Portugalia czy Polska), obserwuje się jednak rozwój stabilizacji beztlenowej zmieszanych odpadów komunalnych. W Szwajcarii, Austrii, Szwecji czy Norwegii obserwuje się tendencję do budowy małych instalacji, o wydajności rzędu 8.000-15.000 ton rocznie, natomiast w Belgii czy we Włoszech średnia wielkość takich zakładów to 30.000-50.000 ton/rok. Najwięcej instalacji fermentacji metanowej zlokalizowanych jest w Niemczech Hiszpanii i Francji. 14

8 Przegląd technologii fermentacji Technologie suchej fermentacji KOMPOGAS - Saint Lo (Francja), STRABAG - Brześć (Białoruś), EISENMANN - Utzenstorf (Szwajacaria), OWS Hille (Niemcy), VALORGA Hanover (Niemcy), foto progeo Technologie fermentacji mokrej dla odpadów zmieszanych stosowane są rzadziej (Wielka Brytania, Hiszpania). Technologie garażowe są dopiero testowane na odpadach zmieszanych 15 Stabilizacja beztlenowa w Polsce Pierwsze instalacje w Polsce związane są z technologiami mokrej fermentacji lub współfermentacji z osadami ściekowymi. Pierwsza instalacja została oddana do użytku w Jędrzychowicach k. Zgorzelca w 1999 r. w technologii Passavant Roediger. Od 2001 r. funkcjonuje zakład w Puławach (w technologii BTA/Horstmann), a od 2006 r. w Krośnie (RosRoca Biostab). Jędrzychowice, foto progeo, Puławy, foto progeo Krosno, foto www.rosroca.com 16

Stabilizacja beztlenowa w Polsce Trzebania (Inwestor - MZO Leszno) Technologia: OWS DRANCO Termin oddania instalacji: lipiec 2010 r. Wydajność do 25 tys. Mg/a Stabilizacja tlenowa na placu Leszno, foto progeo 17 Biała Podlaska Stabilizacja beztlenowa w Polsce Inwestor: Bialskie Wodociągi i Kanalizacja WOD-KAN Sp. z o.o. Technologia beztlenowa: Eisenmann (20.000 Mg/a, 2 komory) Technologia tlenowa: Entsorga Scarabeo Termin oddania instalacji: foto progeo 18 9

Tychy Stabilizacja beztlenowa w Polsce Inwestor: MPGOiEO Master Sp. z o.o. Technologia beztlenowa: Strabag (Laran) wydajność 18.000 Mg/a, 2 komory Technologia tlenowa: Strabag Termin oddania instalacji: foto progeo 19 ZGO Gać k. Oławy Stabilizacja beztlenowa w Polsce Inwestor: ZGO Gać Sp. z o.o. Technologia beztlenowa: Kompogas Wydajność łączna fermentacji ok. 18.000 Mg/a, (dwie komory). Technologia tlenowa: Compost Systems Termin oddania instalacji: foto progeo 20 10

Stalowa Wola Stabilizacja beztlenowa w Polsce Inwestor: Miejski Zakład Komunalny Stalowa Wola Sp. z o.o. Technologia beztlenowa: STRABAG (technologia Laran) wydajność 15.000 Mg/a Technologia tlenowa ArVal wydajność 27.000 Mg/a Termin oddania instalacji: 2015 r. Aktualny stan pozwolenie na budowę, w trakcie budowy foto progeo 21 Jarocin Stabilizacja beztlenowa w Polsce Inwestor: ZGO Sp. z o.o. Technologia beztlenowa KOMPOGAS - wydajność 15.000 Mg/a Technologia tlenowa HANTSCH (BIOKOMPO) wydajność 27.000 Mg/a Termin oddania instalacji: 2015 r. Aktualny stan pozwolenie na budowę, realizacja budowy foto progeo 22 11

12 ZUO w Promniku k. Kielc Stabilizacja beztlenowa w Polsce Inwestor: Przedsiębiorstwo Gospodarki Odpadami Sp. z o.o. w Kielcach Technologia beztlenowa: STRABAG (wydajność 30.000 Mg/a, 2 komory) Technologia tlenowa: BIOFIX Termin oddania instalacji:? Aktualny stan faza projektowa 23 Zakłady stabilizacji beztlenowej w Polsce Zakład Stabilizacja beztlenowa Stabilizacja tlenowa MZO Leszno OWS Dranco 1 komora, 25.000 Mg/a stabilizacja na pryzmach na otwartym placu MASTER Tychy STRABAG 2 komory, 18.000 Mg/a zamknięte reaktory technologia STRABAG, 6 tuneli, w hali, biofiltr ZGO Gać BWiK WOD-KAN Biała Podlaska MZK Stalowa Wola KOMPOGAS 2 komory, 18.000 Mg/a EISENMANN 2 komory, 20.000 Mg/a projektowany STRABAG 1 komora, 15.000 Mg/a z możliwością rozbudowy zamknięte reaktory technologia COMPOST SYSTEMS na placu, 6 tuneli, biofiltr zamknięte reaktory technologia ENTSORGA Scarabeo, 3 tunele, w hali, biofiltr projektowane zamknięte reaktory technologia ArVal, w hali, 6 tuneli, 27.000 Mg/a, biofiltr ZGO Jarocin projektowany KOMPOGAS, 1 komora, 15.000 Mg/a z możliwością rozbudowy projektowane zamknięte reaktory technologia HANTSCH, w hali, 6 tuneli, 27.000 Mg/a, biofiltr PGO Kielce planowany STRABAG? projektowane zamknięte reaktory technologia BIOFIX (hala), Foto: progeo 25.000 Mg/a, biofiltr 24

13 Uzupełniające się procesy - Technologia fermentacji metanowej jest uzupełnieniem procesu kompostowania/stabilizacji tlenowej, a nie jest technologią konkurencyjną - fermentacja stanowi pierwszy etap procesu stabilizacji - Fermentacja może być realizowana równolegle w procesie inwestycyjnym lub jako drugi etap inwestycji, także w odrębnej formule właścicielskiej. rezerwa pod fermentację ZZO Olszowa 25 Przygotowanie wsadu do instalacji stabilizacji beztlenowej Z uwagi na wsad (frakcja 0-80mm z odpadów komunalnych zmieszanych) należy: - bardzo dobrze przygotować materiał (cz. mechaniczna przygotowania wsadu) do procesu fermentacji metanowej (problemy z frakcją drobną piaszczysto-popiołową i ew. powyżej 60mm oraz elementami ciężkimi - twardymi) - optymalnie, gdy stabilizacja beztlenowa jest na bypassie stabilizacji tlenowej (optymalizacja ilościowa i jakościowa, np. frakcja 15-60mm) - ciągłe dozowanie - należy przewidzieć możliwość dodawania współproduktów fermentacji w celu zwiększenia efektywności i elastyczności procesu - po procesie beztlenowym należy zastosować stabilizację tlenową (pełna higienizacja, optymalizacja ilościowa) oraz odwadnianie fermentatu i odsiarczanie biogazu 26

14 Korzyści fermentacji / stabilizacji tlenowej - Fermentacja lepsza stabilizacja (przyspieszenie procesu, lepsza efektywność) i zmniejszenie uciążliwości odorowej. - Fermentacja powoduje mniejszą o 35% emisję gazów cieplarnianych niż kompostownia tunelowa [1]. - W fermentacji energia odzyskiwana jest w postaci biogazu. - Produkcja energii elektrycznej i cieplnej. - Brak tlenu w procesie eliminuje korozję. W kompostowaniu korozja ma istotne znaczenie np. przy planowaniu modernizacji istniejących placów poprzez budowę hali. - Fermentacja wykazuje mniejsze zapotrzebowanie powierzchni (około 50-80%) do tej samej ilości odpadów [1]. [1] A. Jędrczak, Kompostowanie i fermentacja bioodpadów wady i zalety, 3 Ogólnopolska Konferencja Bioodpady, Ekorum, Poznań, r. 27 Koszty a korzyści Fermentacja metanowa stanowi źródło przychodów i oszczędności sprzedaż energii elektrycznej sprzedaż energii cieplnej (sieci ciepłownicze, odbiorcy przemysłowi), sprzedaż chłodu, sprzedaż świadectw pochodzenia możliwość sprzedaży komponentów nawozowych z systemu odsiarczania i dezodoryzacji oszczędność zużycia energii w opcji autoproducenta (brak opłat przesyłowych) oszczędność z uwagi na wykorzystanie energii cieplnej (biosuszenie, suszenie RDF, wytwornica chłodu system klimatyzacyjny zakładu) skrócenie procesu stabilizacji tlenowej 28

15 Koszty a korzyści Fermentacja metanowa stanowi źródło przychodów i oszczędności Zakładając węzeł fermentacji metanowej o przepustowości 15.000 Mg/a ilość produkcji gazu 100Nm 3 /Mg należy spodziewać się: ilość produkcji biogazu wyniesie ok. 200 m 3 /h roczna ilość wyprodukowanej energii elektrycznej 3.000-3.500 MWh roczna ilość wyprodukowanej energii cieplnej 11.250 GJ moc agregatu ok. 400 kw 29 Koszty a korzyści Fermentacja metanowa stanowi źródło przychodów i oszczędności Szacunkowe przychody można określić (dla 15.000Mg/a) sprzedaż energii elektrycznej 3.125 MWh x 180 zł = 562.500 zł sprzedaż świadectw pochodzenia 3.125 MWh x 200 zł = 625.000 zł sprzedaż (oszczędności) z tytułu autoproducenta różnica między ceną sprzedaży a ceną zakupu energii elektrycznej) 3.125 MWh x 100 zł = 313.500 zł sprzedaż (oszczędności) z tytułu rocznej energii cieplnej 11.250 GJ x 25 zł = 280.250 zł RAZEM przychody i oszczędności ok. 1.781.250 zł rocznie 118zł/Mg wsadu 30

Podsumowanie - Obecnie technologie fermentacji pozwalają z powodzeniem stabilizować frakcję biodegradowalną z odpadów komunalnych zmieszanych. - Technologia stabilizacji beztlenowej jest technologią sprawdzoną, wykonalną, efektywną i posiadającą doświadczenia eksploatacji. - Technologia fermentacji metanowej jest uzupełnieniem procesu kompostowania/stabilizacji tlenowej, a nie jest technologią konkurencyjną - fermentacja stanowi pierwszy etap procesu stabilizacji; - Na rozwój technologii beztlenowych ma wpływ efektywność w zakresie wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, a także bodźce finansowe stosowane w wielu krajach dla odnawialnych źródeł energii. - Kierunki zmian wytycznych unijnych preferują stabilizację beztlenową. - Wybór technologii musi nastąpić po szczegółowej analizie warunków lokalnych, jakości i ilości surowca (stabilizacja beztlenowa ok. 60 tys. Mg/a odpadów zmieszanych na wejściu, fermentacja min. 10 tys. Mg), po szczegółowej analizie nakładów i kosztów oraz możliwości finansowania (dofinasowania) inwestycji. 31 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ progeo sp. z o.o. 32 16