STUDIE MOŽNOSTI ENERGETICKÉHO VYUŽÍVÁNÍ SMĚSNÉHO KOMUNÁLNÍHO ODPADU V OLOMOUCKÉM KRAJI

STUDIE MOŽNOSTI ENERGETICKÉHO VYUŽÍVÁNÍ SMĚSNÉHO KOMUNÁLNÍHO ODPADU V OLOMOUCKÉM KRAJI

Objednatel : Olomoucký kraj Jeremenkova 40a 779 11 Olomouc

Zhotovitel : FITE a.s. Výstavní 2224/8 Ostrava - Mar. Hory

2010

Studie možnosti energetického využívání směsného komunálního odpadu v Olomouckém kraji

Obsah 1

ÚVOD ........................................................................................................................................................... 4

2

CÍL STUDIE ................................................................................................................................................ 4

3

VÝCHODISKA STUDIE ............................................................................................................................ 4 3.1 3.1.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.5.1

4

ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU NAKLÁDÁNÍ S KO V OK ......................................................... 9 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

5

POH OK ............................................................................................................................................... 5 Rekapitulace základních povinností POH v oblasti komunálních odpadů ...................................... 5 ZMĚNA POH ČR ................................................................................................................................... 5 VYHODNOCOVÁNÍ POH ........................................................................................................................ 6 DALŠÍ ZPRACOVANÉ STUDIJNÍ MATERIÁLY ........................................................................................... 6 ANALÝZA ENERGETICKÉHO PROSTŘEDÍ V OK A OKOLÍ......................................................................... 6 Současné potencionální možnosti energetického využívání SKO .................................................. 6

ANALÝZA NAKLÁDÁNÍ SE SEPAROVANÝMI KOMODITAMI A PREDIKCE VÝVOJE SEPARACE.................. 11 ANALÝZA NAKLÁDÁNÍ SE SMĚSNÝM KO ............................................................................................ 11 ANALÝZA ZAŘÍZENÍ PRO NAKLÁDÁNÍ S KO V OK .............................................................................. 12 IDENTIFIKACE HLAVNÍCH PROBLÉMOVÝCH OBLASTÍ NAKLÁDÁNÍ S KO V OK .................................... 12 SWOT ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU NAKLÁDÁNÍ S KO V OK ...................................................... 12

NÁVRHOVÁ ČÁST .................................................................................................................................. 14 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.4 5.4.1

NÁVRH VARIANTNÍCH ŘEŠENÍ ............................................................................................................. 14 Výstavba zařízení na využívání SKO v OK – přímé energetické využívání ................................... 14 Výstavba a provoz zařízení MBÚ – prodej kalorické frakce k energetickému využívání .............. 17 Nulová varianta – pokračování stávajícího stavu ......................................................................... 19 Alternativní energetické systémy (pyrolýzní, plazmové zplyňování) ............................................ 19 VYBRANÁ VARIANTA ŘEŠENÍ .............................................................................................................. 22 Výpočet optimálního režimu energetického zdroje (způsob odbytu energie) ............................... 22 Emisní charakteristika vybrané varianty....................................................................................... 25 Možnosti zajištění odpadů do zdroje ............................................................................................. 25 NÁVRH INTEGROVANÉHO SYSTÉMU NAKLÁDÁNÍ S KO V OK ............................................................. 27 ZPŮSOB FINANCOVÁNÍ PŘEDMĚTNÉHO ZÁMĚRU ................................................................................. 29 SWOT analýza navrženého řešení ................................................................................................ 30

6

HARMONOGRAM DALŠÍHO POSTUPU ............................................................................................ 31

7

ZÁVĚR ....................................................................................................................................................... 32

2


Seznam použitých zkratek Česká republika ……… ČR Plán odpadového hospodářství ……… POH Plán odpadového hospodářství České republiky ……… POH ČR Plán odpadového hospodářství Olomouckého kraje ……… POH OK Ministerstvo životního prostředí ……… MŽP Mechanickobiologická úprava ……… MBÚ Komunální odpad ……… KO Směsný komunální odpad ……… SKO Biologicky rozložitelný odpad ……… BRO Objemný odpad ……… OO Biologicky rozložitelný komunální odpad ……… BRKO Věda a výzkum ……… VaV Olomoucký kraj ……… OK Centrální zásobování teplem ……… CZT Integrovaný systém nakládání s KO ……… ISNKO

3


1 Úvod Současná situace v nakládání s komunálními odpady v Olomouckém kraji je determinována schváleným a platným POH Olomouckého kraje (dále jen POH OK). Vzhledem k době, která uběhla od zpracování POH a jeho uvedení v život u jednotlivých producentů odpadů se nabízela možnost komplexní aktualizace POH OK. Tato možnost je ale, vzhledem k tomu, že u většiny odpadů nedoznal POH ČR změn a plnění stávajících cílů je v podstatě bezproblémové, zbytečná. Jiná situace je u skupiny komunálních odpadů. Předmětem studie je především analýza plnění POH OK v oblasti komunálních odpadů zejména v oblasti směsných komunálních odpadů (katalogové číslo 20 03 01), které jsou rozhodující skupinou pro plnění požadavku EU na postupné omezování skládkování BRKO. Studie je reakcí na aktuální situaci v nakládání s komunálními odpady v OK, která doznala od doby přijetí POH značných posunů. Zadání studie vyplynulo m.j. z diskuze mezi zástupci zainteresovaných subjektů tj. měst Olomouc, Přerov, Prostějov a Olomouckého kraje dne 3.2.2010.

2 Cíl studie Základním cílem studie je navrhnout na základě analýzy aktuálního stavu odpadového hospodářství v OK takový systém nakládání se směsnými komunálními odpady, který dlouhodobě zajistí plnění závazných ustanovení POH ČR, kraje i jednotlivých měst a v současně bude environmentálně i sociálně únosný. Cílem studie není vlastní detailní rozbor plnění POH OK ,ale je právě reakcí na každoroční vyhodnocování, které identifikovalo hlavní problémové oblasti. Z hlediska dlouhodobých zkušeností je možno už v preambuli studie předpokládat, že navržené řešení bude vždy souviset s energetickým využíváním komunálních odpadů. Cílem je prověřit oprávněnost a možnost implementace energetického využívání komunálních odpadů do systému nakládání s odpady v OK. V optimálním případě studie nadefinuje nebo namodeluje integrovaný systém nakládání s komunálními odpady v daném regionu, který bude v sobě zahrnovat veškeré zařízení nutné pro environmentálně, sociálně i ekonomicky udržitelné nakládání s KO v OK při současném plnění veškerých povinností POH.

3 Východiska studie Východiska studie jsou dána řadou rámcových podmínek jako je POH OK a jeho vyhodnocování, další zpracované dokumenty v odpadovém hospodářství v OK nebo jeho okolí a především stav odpadové a energetické infrastruktury v OK a jeho okolí. Z hlediska předpokládaného výstupu studie je důležitým východiskem také změna POH ČR, která umožňuje od roku 2010 podporovat výstavbu energetických zařízení na využívání komunálních odpadů. Tyto faktory mají zásadní vliv na to, jakým způsobem bude navrženo řešení problémových oblastí nakládání s KO v OK.

4


3.1 POH OK POH OK byl schválen zastupitelstvem OK dne 17.9. 2004. Jeho závazná část byla přijata jako obecně závazná vyhláška OK č.2/2004 ze dne 17.9.2004. Od tohoto data se začalo s plněním cílů a opatření, což bylo v první fázi především záležitostí KÚ při schvalování jednotlivých POH původců, u kterých byla důsledně požadována shoda s POH OK. Následné plnění přijatých úkolů a opatření POH OK je každoročně posuzováno v rámci ročního Vyhodnocení plnění POH Olomouckého kraje.

3.1.1 Rekapitulace základních povinností POH v oblasti komunálních odpadů Vybrané cíle a zásady pro komunální odpady: 1. V maximální míře využívat odpady jako náhradu primárních přírodních zdrojů. 2. Zvýšit podíl materiálového využívání KO na 50% do roku 2010 ve srovnání s rokem 2000 (dále jen 50% podíl materiálového využívání KO). 3. Snížit hmotnostní podíl biologicky rozložitelných odpadů uložených na skládky na 75% hmotnostních do roku 2010, na 50% hmotnostních do roku 2013 a na 35% hmotnostních do roku 2020 ve srovnání s produkcí biologicky rozložitelných odpadů v roce 1995. 4. Snížit podíl odpadů ukládaných na skládky o 20% do roku 2010 ve srovnání s rokem 2000 s výhledem dalšího postupného snižování. 5. Budování integrovaných systémů nakládání s odpady. 6. Dodržování Zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech - stanovená hierarchie nakládání s odpady: - předcházení vzniku odpadů, - přednostně využívat odpady před jejich odstraněním, - materiálové využívání odpadů má přednost před jiným využitím.

3.2 Změna POH ČR Jednou ze základních podmínek pro úvahy o energetickém využívání KO je změna POH ČR, neboť jedna z plnohodnotných variant řešení nakládání s KO vzhledem k závazkům POH je přímé energetické využívání KO. Toto řešení bylo značně omezeno vzhledem k ustanovení POH ČR, které nepovolovalo veřejnou podporu výstavby energetických zařízení na využívání komunálních odpadů, čímž byly tyto investice prakticky nerealizovatelné. Změnou daného ustanovení je možno aktuálně získat podporu – dotaci na výstavbu těchto zařízení z operačního programu životní prostředí tj. z peněz EU.

5


3.3 Vyhodnocování POH Jedná se o důležitý kontrolní mechanismus, který se každoročně analyzuje odborem životního prostředí a zemědělství Krajského úřadu Olomouckého kraje. Na základě každoročního vyhodnocování byly opakovaně zdůrazňovány problémy s plněním některých zásadních cílů POH, především cíle na snižování skládkování biologicky rozložitelného komunálního odpadu. Dokumenty jsou k dispozici na webových stránkách kraje, proto není nutno obsáhle tyto výsledky publikovat v této studii.

3.4 Další zpracované studijní materiály Informace o stavu odpadového hospodářství OK je možno čerpat také z řady studijních materiálů zpracovaných v období platnosti POH OK tj. v letech 2004-2010. • • • •

Studie nakládání s biologicky rozložitelným odpadem v Olomouckém kraji Energetické využití odpadů v podmínkách statutárního města Olomouce Přerov - Studie nakládání s biologicky rozložitelným komunálním odpadem Další studie a analytické materiály a POH měst OK

3.5 Analýza energetického prostředí v OK a okolí Jedním z určujících faktorů, které zásadním způsobem ovlivní výběr varianty řešení, je stav energetiky v dané oblasti a její současná nebo budoucí schopnost absorbovat množství surového nebo upraveného KO pro výrobu energie. V současnosti je tato možnost limitována řadou legislativních a ekonomických omezení.

3.5.1 Současné potencionální možnosti energetického využívání SKO Současné potencionální možnosti energetického využívání SKO jsou dány kapacitami stávajících zařízení k energetickému využívání odpadů v ČR. Vzhledem k dovozovým vzdálenostem je jediným použitelným zařízením v dopravně dostupném okolí OK spalovna SAKO Brno. Další budoucí potencionální možnosti (plánované spalovny) v širším okolí OK jsou popsány v kapitole 3.5.1.2.

6


3.5.1.1 Spalovna SAKO Brno Varianta využívání SKO z Olomouckého kraje ve Spalovně SAKO a tím i z měst Olomouc a Prostějov byla navržena již v „Koncepci odpadového hospodářství Olomouckého kraje“. V POH OK nebyla navrhována lokalita pro výstavbu zdroje schopného využívat SKO vzhledem k blízkosti a dostatečné kapacitě spalovny SAKO v Brně a vzhledem k tehdejší preferenci technologie MBÚ. Spalovna SAKO v Brně prošla rozsáhlou rekonstrukcí, která zahrnuje výstavbu 2 nových spalovacích parních kotlů; instalace parní odběrové kondenzační turbíny se vzduchovou kondenzací; modernizace systému čištění spalin. Po této modernizaci je spalovna moderním energetickým zdrojem zabezpečujícím dodávky tepelné a elektrické energie a splňující m.j. požadavek rámcové směrnice EU o odpadech – a jeho výkladu, kdy se považuje spalování odpadů za energetické využívání. Dle této Rámcové směrnice Rady č. 75/442/ES o odpadech se považuje odpad za využitý pokud:

vyrobí se či získá více energie než je zapotřebí pro vlastní spalovací proces, část získaného energetického přebytku bude skutečně jako tepelná nebo elektrická energie využita, závislost vyjadřuje energetická účinnost: energetická účinnost = (Ep -( Ef + Ei)) / (0,97 x (Ew + Ef)), • 0,60 v případě zařízení, která jsou v provozu a mají povolení v souladu s platnými právními předpisy Společenství před 1. lednem 2009, • 0,65 v případě zařízení, která mají povolení po 31. prosinci 2008. Skutečná energetická účinnost zařízení za rok 2005 dosáhla koeficientu 0,68. Celková kapacita Spalovny SAKO po rekonstrukci je 224 000 tun KO, která je k dispozici v roce 2010. Dané zařízené navíc zvýší materiálové využívání odpadů, neboť se předpokládá separace kovů jak před samotným procesem spalování, tak i po něm.

3.5.1.2 Další potencionální zařízení pro energetické využívání odpadů v okolí OK a okolí V současnosti je v ČR v různé fázi rozpracovanosti několik projektů na výstavbu zařízení pro energetické využívání SKO. Teoreticky by mohla tato zařízení zpracovávat i část odpadů z OK. Jejich praktické uplatnění pro potřeby OK je komentováno níže v rámci jednotlivých lokalit. KIC Karviná Jedná se o projekt v Moravskoslezském kraji, který je v pokročilé fázi (schválená EIA). Kapacita záměru je cca 200kT a bude celá využita pro potřeby Moravskoslezského kraje, takže i když je tato lokalita dopravně dostupná pro odpad z OK není možno ji využít.

7


Pardubický kraj Pardubický kraj připravoval záměr na výstavbu zařízení pro energetické využívání odpadů v lokalitě Opatovice nad Labem. Realizace záměru je v současné době na mrtvém bodě a není pravděpodobnost rychlého oživení záměru. S tím ani není možno uvažovat o odbytu části SKO z dopravně dostupné části OK (Šumperk, Zábřeh) do této spalovny. Vysočina Kraj Vysočina v současnosti jedná o možnosti zabezpečit dlouhodobě plnění povinností POH a realizovat zařízení na energetické využívání komunálních odpadů na území kraje. Konkrétní místo realizace ani kapacita ještě nejsou stanoveny. Z hlediska využitelnosti pro odpady z OK není tato eventualita reálná, neboť předpokladem je využívání SKO pouze od producentů z kraje Vysočina. Zařízení pro upravené KO metodou MBÚ Cementárny Jsou zařízeními, které jsou schopna využívat pouze upravené KO některou z variant MBÚ. Cementárna Hranice Jedná se o jedinou cementárnu na území Olomouckého kraje. Cementárna v současnosti využívá řadu odpadů a paliv vyrobených z odpadů. Cementárna Prachovice Cementárna je zařízena na spalování paliv vyrobených z odpadů a v současnosti pociťuje deficit cca 30 kT kaloricky a technologicky využitelných paliv na bázi KO (MBÚ). Cementárna je dopravně dostupná také pro případné dodavatele z OK. Klasická energetika (fluidní kotle) Technologicky jsou tyto zařízení podmíněně uzpůsobena pro spalování širokého spektra paliv, včetně paliv na bázi upravených KO. Kromě řešení celého komplexu problémů spojených s technologií MBÚ, která je schopna vyrobit předmětné palivo, je vlastní spalování těchto paliv v technologii fluidního spalování spojeno řadou legislativních a technicko-ekonomických překážek. Na území OK je v současnosti v provozu daná technologie v teplárně Dalkia v Olomouci. V sousedním Zlínském kraji pracuje obdobná technologie v teplárně Zlín.

8


4 Analýza současného stavu nakládání s KO v OK V této kapitole bude stručně zhodnocen současný stav nakládání s KO na území OK. Daná záležitost je trvale řešena v ročním vyhodnocování POH a není třeba se jí proto zbývat příliš podrobně. Níže uvedená tabulka ukazuje rozložení produkce odpadů dle jednotlivých katalogových čísel ve skupině 20 – komunální odpady. V tabulce jsou také uvedeny separované odpady skupiny 15, které mohou být ale logicky zařazovány do skupiny 20 a dle připravované metodiky tomu tak pravděpodobně bude. V případě, že by nebyly tyto odpady zařazeny do této evidence, byla by nepřiměřeným způsobem zkreslena a snížena skutečná hodnota separace v OK.

9


Tabulka č.1: Celková produkce KO v Olomouckém kraji v roce 2008

Kat.č. Název Množství (t) 150101 Papírové a lepenkové obaly 34 818 150102 Plastové obaly 15 074 150107 Skleněné obaly 3 155 200101 Papír a lepenka 33 478 200102 Sklo 5 116 200108 Biologicky rozložitelný odpad z kuchyní a stravoven 383 200110 Oděvy 3 200111 Textilní materiály 319 200113 Rozpouštědla 16 200114 Kyseliny 1 200115 Zásady 0 200117 Fotochemikálie 0 200119 Pesticidy 6 200121 Zářivky a jiný odpad obsahující rtuť 64 200123 Vyřazená zařízení obsahující chlorofluorouhlovodíky 48 200125 Jedlý olej a tuk 123 200126 Olej a tuk neuvedený pod číslem 20 01 25 23 200127 Barvy, tiskařské barvy, lepidla a pryskyřice obsahující nebezpečné 818látky 200129 Detergenty obsahující nebezpečné látky 0 200131 Nepoužitelná cytostatika 1 200132 Jiná nepoužitelná léčiva neuvedená pod číslem 20 01 31 6 200133 Baterie a akumulátory, zařazené pod čísly 16 06 01, 16 06 02 nebo18 pod číslem 16 06 03 a netříděné baterie a a 200134 Baterie a akumulátory neuvedené pod číslem 20 01 33 0 200135 Vyřazené elektrické a elektronické zařízení obsahující nebezpečné 108 látky neuvedené pod čísly 20 01 21 a 20 0 200136 Vyřazené elektrické a elektronické zařízení neuvedené pod čísly123 20 01 21, 20 01 23 a 20 01 35 200138 Dřevo neuvedené pod číslem 20 01 37 498 200139 Plasty 4 365 200140 Kovy 5 111 200199 Další frakce jinak blíže neurčené 35 200201 Biologicky rozložitelný odpad 8 528 200202 Zemina a kameny 685 200203 Jiný biologicky nerozložitelný odpad 2 202 200301 Směsný komunální odpad 184 188 200302 Odpad z tržišť 479 200303 Uliční smetky 5 572 200306 Odpad z čištění kanalizace 1 449 200307 Objemný odpad 19 297 200399 Komunální odpady jinak blíže neurčené 145 Celkový součet 326 255 Zdroj:ISOH

10


4.1 Analýza nakládání se separovanými komoditami a predikce vývoje separace Separace v OK má, kromě stagnace u skla a skleněných obalů a kovů, rostoucí tendenci. Nižší produkce kat.č.200139 – Plasty je výrazně kompenzována nárůstem separace plastových obalů a je jisté, že část plastů skupiny 20 je vykazována ve skupině 15. V kraji se daří výrazným způsobem navyšovat separaci dobře využitelného BRKO (odpad z údržby zeleně). Tento trend bude pokračovat, neboť jsou nově zaváděny systémy separace těchto druhů odpadů od občanů v řadě měst a obcí OK. Tabulka č.2: Vývoj separace v Olomouckém kraji v letech 2006 – 2008 a porovnání s požadovanou separaci dle POH OK v roce 2010 2006 Kat.č. 150101 200101 150107 200102 150102 200139 200140 200108 200201 Celkem

Název Papírové a lepenkové obaly Papír a lepenka Skleněné obaly Sklo Plastové obaly Plasty Kovy Biologicky rozložitelný odpad z kuchyní a stravoven Biologicky rozložitelný odpad

26 136 27 755 2 578 4 527 7 322 3 953 2 518 185 5 484 80 460

2007

2008

Množství (t) 33 150 34 818 21 209 33 478 3 323 3 155 5 674 5 116 8 276 15 074 8 097 4 365 5 308 5 111 313 383 6 639 8 528 91 989 110 027

Separace dle POH v roce 2010

27 765 14 078 7 446 5 264 12 603 67 156

Zdroj: ISOH, POH OK

4.2 Analýza nakládání se směsným KO Stávající stav nakládání se směsným komunálním odpadem katalogového čísla 20 03 01 je charakterizován výhradním odstraňováním tohoto odpadu skládkováním. Stejná situace je také u objemného odpadu katalogového čísla 20 03 07, který v současnosti tvoří již třetí nejvýznamnější položku (za SKO a papírem) mezi odpady skupiny 20 produkovanými v regionu. Charakteristika tohoto odpadu je podobná jako u SKO, tj. odpad obsahuje vysoký podíl biologicky rozložitelné složky a má i dostatečnou, často větší výhřevnost než SKO. Proto bude v následujících úvahách o možnostech energetického řešení počítáno s oběma odpady společně. Schéma současného stavu nakládání s KO je znázorněno v kapitole 5.3.

11


4.3 Analýza zařízení pro nakládání s KO v OK Současná situace existujících zařízení pro nakládání s KO tvoří základ případné definice ISNKO v OK. Současný stav je definován nejen stávajícími provozovanými zařízeními, ale také řadou připravovaných projektů, které jsou ve fázi, kdy je možno předpokládat jejich úspěšné dokončení. Skládky, překládací stanice, kompostárny a bioplynové stanice v Olomouckém kraji jsou přehledně znázorněny v mapce v příloze č.1. Analýza vypovídá, že kapacita zařízení na nakládání s KO v OK je pro současný způsob nakládání s KO dostatečná a je umocněna vybudovanými překládacími stanicemi, které umožňují případný převoz KO do vzdálenějších zařízení.

4.4 Identifikace hlavních problémových oblastí nakládání s KO v OK Základním identifikovanou problematickou oblastí nakládání s komunálními odpady v OK je nakládání se směsným komunálním odpadem. Vzhledem k obsahu biologicko-rozložitelné složky v SKO, která dosahuje 40-50 % biologicky rozložitelné složky a dominantního výskytu (cca 67% celkového množství KO a v součtu odpadu s objemným je to cca 74% celkového množství vznikajícího KO v OK ) není možno splnit požadavky klíčového cíle POH tj. závazku na omezování skládkování BRO na skládky dle kvantifikace v kapitole 5.4. Z těchto důvodů bude návrhová část věnována téměř výhradně hledání řešení pro tento druh odpadu v rámci celého OK. Záležitost separace a využíváni separovaných složek včetně BRKO je v kompetenci jednotlivých obcí a potažmo svozových firem. Přesná definice ISNKO včetně předmětných separovaných složek bude definována ve studii proveditelnosti na základě realizované varianty.

4.5 SWOT analýza současného stavu nakládání s KO v OK Silné stránky •

Nakládání s komunálními odpady je na standardní úrovni zabezpečující základní plnění zákonů a POH

•

Rozvinutá a neustále se zlepšující separace komodit dle obalového zákona

•

Existence překládací stanice Prostějov

•

Svozové firmy jsou většinou ve vlastnictví obcí a měst

•

Rozvíjející se separace BRKO u občanů (město Olomouc)

12


Slabé stránky •

Neplnění požadavku POH na rok 2010 na omezení skládkování BRKO

Příležitosti •

Rozvinout spolupráci mezi jednotlivými obcemi a městy a definovat integrovaný systém s cílem dlouhodobého plnění veškerých ustanovení POH a ekonomizace nakládání s KO

Hrozby •

Dlouhodobé neplnění POH (BRKO 2013,2020)

•

Rostoucí náklady na nakládání s odpady s dopadem na hospodaření měst a na zatížení občanů neúměrnými poplatky na svoz odpadů

•

Naplnění skládkových kapacit

13


5 Návrhová část Hlavní problematickou oblastí identifikovanou analytickou částí a řešenou v rámci celého kraje je nakládání se směsným komunálním odpadem vzhledem k nutnosti snižování skládkování BRKO a z důvodů postupného naplnění skládkových kapacit v kraji.

5.1 Návrh variantních řešení V současnosti je k dispozici několik alternativních variant řešení pro využívání SKO v rámci dané analýzy současného stavu. Níže uvedené varianty jsou rekapitulací reálných možností jak v oblasti technologiíí, tak z hlediska analýzy a znalostí odpadového hospodářství v širším okolí OK. Koncept maximalizace separace se ukázal jako ekonomicky, technologicky a organizačně neuskutečnitelný a není v současnosti realizován nikde v zemích EU. Proto není navrhován ani v rámci této studie. Variantní řešení 1. Výstavba zařízení na využívání SKO v OK – přímé energetické využívání (spalovna) 2. Výstavba a provoz zařízení MBÚ – prodej kalorické frakce k energetickému využívání 3. Nulová varianta – pokračování stávajícího stavu (využití okolních volných kapacit na skládkování) 4. Alternativní energetické systémy (pyrolýzní, plazmové zplyňování)

5.1.1 Výstavba zařízení na využívání SKO v OK – přímé energetické využívání Varianta předpokládá výstavbu energetického zdroje (spalovny) na území OK, který bude využívat neupravený SKO a objemný odpad z Olomouckého kraje. Předpokladem této varianty je výstavba standardního zařízení tj. technologický koncept roštového případně fluidního kotle. Tato varianta stojí na vyvážené synergii možnosti odbytu výstupní energie a zajištění odpovídajícího množství odpadů pro tento zdroj. Zajištění dostatečného dlouhodobého přísunu odpadů do plánovaného zdroje je zajištěno municipálním charakterem projektu tj. vlastnictvím odpadu městy a obcemi dle zákona. Zajištění optimálního místa výstavby spalovny je dáno pečlivou analýzou předmětného území a následným výběrem a spoluprací s energetickou společností ve všech fázích přípravy projektu. Od optimálního výběru místa výstavby a nastavení energetických charakteristik se odvíjí také ekonomická výhodnost předmětného záměru. 14


5.1.1.1 Obecná kritéria pro výběr místa výstavby energetického zdroje Pro výstavbu a provoz energetického zdroje spalujícího SKO je nutno splnit řadu kritérií bez kterých není možno zajistit ekonomický provoz a v neposlední řadě by nebylo možno uvažovat o získání dotace z fondů EU. 1. Místo výstavby energetického zdroje musí být uzpůsobeno pro výrobu energie v kogeneračním cyklu nebo zajistit odbyt tepelné energie (pára, horká voda) pro technologické účely 2. Odbyt energie v režimu splnění povinností směrnice EU 3. Dobrá dopravní dostupnost pro návoz odpadu, ideálně včetně železničního napojení 4. Stabilita odběru tepla jak v průběhu roku, tak dlouhodobě tj. zajištění stabilních odběratelů tepla 5. Možnost vyvedení elektrické energie 5.1.1.2 Analýza potenciálních míst výstavby energetického zdroje Při respektování výše uvedených kritérií byla provedena analýza jednotlivých potencionálních lokalit výstavby v rámci Olomouckého kraje. Z hlediska stability odběratelů je nejlepší možností napojení zdroje na CZT zásobující teplem obyvatelstvo. Další výhodnou alternativou je nalezení stabilního odběratele ze sféry průmyslu, který umožní odběr a dodávku tepla ve formě technologické páry nebo tepla obecně. Tato varianta je ve výpočtu zpracována jako první, neboť umožňuje nejlépe plnit požadavky směrnice EU na účinnost zařízení. Z hlediska konkrétních potencionálních odběratelů jsou takovými provozy kromě těžké chemie a hutního průmyslu také celulózky a papírny. Identifikace konkrétních potencionálních míst V rámci analýzy bylo identifikováno několik potencionálních lokalit, které splňují alespoň teoreticky výše uvedené kriteriální požadavky. Dalkia Česká Republika je jedním z rozhodujících subjektů na trhu s teplem v OK. Vlastní dvě největší teplárny v Olomouci a v Přerově, přičemž obě místa jsou teoreticky využitelná pro výstavbu nového energetického zdroje spalujícího KO. Přerov- Teplárna Přerov je vybavena v současnosti klasickými práškovými kotli spalujícími převážně černé uhlí. Zdroj pracuje v kogeneračním cyklu s celkovou roční výrobou tepelné energie cca 4 000 000GJ. Do roku 2016 musí teplárna modernizovat zdrojovou základnu vzhledem k legislativě v ovzduší Olomouc- Teplárna Olomouc je vybavena moderním fluidním kotlem spalujícím uhlí a rekonstruovaným práškovým černouhelným kotlem. Zdroj pracuje v kogeneračním cyklu. Roční celkové množství vyrobené energie je 3 600 000 GJ.

15


Lokalita plánované papírny Zábřeh na Moravě – Lokalita plánované papírny je teoretickou možností, neboť daná technologie výroby papíru vyžaduje dostatek tepelné energie, která by mohla být s výhodou vyráběná právě z SKO. V současnosti je ale plánovaný zdroj koncipován na bázi biomasy. Teoretickou nevýhodou případné instalace energetického zdroje na využívání SKO v dané lokalitě je závislost na výrobě papíru (pokles výroby nebo případný krach výrobce) Další teplárenské provozy v OK jsou poměrně malé a nesplňují základní parametr kladený na dané zařízení tj. možnost odbytu dostatečného množství tepelné energie v kogeneračním cyklu, který je nutný na dosažení 65%. 5.1.1.3 SWOT analýza Silné stránky •

Dlouhodobé plnění požadavků POH i po roce 2020

•

Omezení skládkování KO na nezbytné minimum

•

Technologie přímého energetického využívání je nejrozšířenějším technologickým konceptem využívání KO v EU

•

Ekonomicky obhajitelná a environmentálně výhodná varianta

Slabé stránky •

Nutnost zajistit organizační zabezpečení projektu a následné realizace

•

Nutnost zajištění dotačních prostředků po roce 2013

•

Zajistit politickou podporu pro daný projekt od většiny měst v OK

•

Nalezení dostatečného odbytu tepla ve zvolené lokalitě

•

Nutnost skládkování zbytků po spalování

Příležitosti •

Nastartování širší spolupráce obcí a měst OK v odpadovém hospodářství – definice ISNKO (integrovaný systém nakládání s komunáními odpady)

•

Kontrola a možnost ovlivňování procesu využívání KO ze strany municipalit

Hrozby •

Odpor obyvatel k projektu vlivem demagogických kampaní nevládních a tzv.ekologických iniciativ

•

Zajištění dostatku odpadů v případě realizace konkurenčních projektů v širším okolí

•

Zajištění výhodných smluv na odbyt energií s odběrateli

16


5.1.2 Výstavba a provoz zařízení MBÚ – prodej kalorické frakce k energetickému využívání Varianta předpokládá výstavbu a provoz zařízení na mechanicko-biologickou úpravu (dále jen MBÚ) v municipální režii a následný prodej kalorické frakce externím odběratelům. Varianta nepočítá v rámci municipálního projektu výstavby MBÚ monozdroje (spalovací jednotky) na kalorickou frakci rezultující z MBÚ.

s výstavbou

Metoda MBÚ byla původně navrhovaná v POH OK jako základní metoda pro zpracování a využívání SKO. Pro ověření předpokladů použitelnosti dané metody v podmínkách ČR je zpracováván v současnosti tříletý projekt vědy a výzkumu. Úkol VaV č.SL –7 – 183-05 „ Ověření použitelnosti metody mechanicko-biologické úpravy KO a stanovení omezujících podmínek z hlediska dopadů na životní prostředí“. Úkol byl dokončen listopadu 2007. Na základě výsledků tříletého VaV úkolu je zpracována závěrečná zpráva, která shrnuje veškeré získané informace a poznatky z daného úkolu. VaV úkol byl pojat komplexně a zahrnoval jak praktickou část, kde byla simulována technologie MBÚ v podmínkách ČR, tak práce rešeršního a analytického charakteru zaměřeného především na analýzu zahraničních zkušeností. Závěry a doporučení VaV 1. Metoda MBÚ, v kterékoli variaci uváděné v kapitolách dokumentujících zahraniční zkušenosti, není metoda zajišťující konečné využívání nebo odstranění odpadů. 2. Metoda MBÚ může smysluplně fungovat pouze v komplexu dalších navazujících technologií, které jsou schopny využívat popř. odstraňovat výstupní produkty vzniklé metodou MBÚ. Jedná se především o tyto základní technologie: - Energetická zařízení využívající produkty kalorické frakce. - Aerobní nebo anaerobní technologie schopné zpracovat popř. stabilizovat podsítnou frakci s obsahem BRO. - Skládky schopné přijímat nevyužitelné produkty MBÚ. 3. Metoda MBÚ neslouží dle zahraničních zkušeností primárně pro materiálové využívání složek směsných KO. Provedená provozní zkouška v podmínkách ČR a její uvedené výsledky to potvrzují. „Klasicky“ materiálově jsou využívány pouze vytříděné železné a neželezné kovy. 4. Produkty podsítné frakce po biologickém zpracování mají v zahraničí pouze velmi omezené praktické využití. V zemích s podobným složením KO a porovnatelnými přírodními poměry (Německo, Rakousko) jsou po úpravě a stabilizaci ukládány na skládku. Ke stejným závěrům dochází i průběžné hodnocení výsledků zpracování podsítné frakce v rámci provozní zkoušky jak při aerobním zpracování, tak při použití anaerobní technologie. 5. Metoda MBÚ může být úspěšně aplikována v podmínkách ČR jen pokud se najde ekonomicky a legislativně schůdné energetické využití nadsítné kalorické frakce. Pro toto využití je nutno vytvořit odpovídající legislativní rámec (odpady, ovzduší vyhláška o palivech), popř. zajistit vhodnou formu podpory. 17


Závěrečná zpráva VaV úkolu prezentuje závěry, které jsou založeny na nezávislém posouzení a interpretaci výsledků praktických simulací metody v podmínkách ČR a na velmi široké analýze zahraničních zkušeností s provozováním dané metody. Poměrně jasně formulované závěry jsou založeny na velmi rozsáhlém souboru dat, které je možno nalézt v dokumentech zpracovaných v průběhu celého tříletého období zpracování VaV, a které jsou většinou zařazeny jako příloha Závěrečné zprávy.Potvrzení závěrů provozních zkoušek bylo provedeno porovnáním s jednotlivými zahraničními analýzami a také v konfrontaci na sérii seminářů se špičkovými odborníky na danou metodu z Německa. Na základě výše uvedených informací byla MBÚ prakticky nepoužitelná pro řešení dané problematiky. V lednu 2010 vstoupila v platnost vyhláška MŽP č.61/2010 Sb., která zmírňuje podmínky pro ukládání podsítné frakce s obsahem BRO na skládky a umožňuje tím legislativně a ekonomicky teoretickou využitelnost dané metody v odpadové praxi ČR. Pro skutečné využití a nasazení metody MBÚ je nutno zajistit ekonomicky udržitelný odbyt kaloricky zhodnotitelné frakce v energetice. Teoreticky se pro využívání energeticky zhodnotilné frakce dají využít následující energetické zdroje: • Monozdroje na spalování definované kalorické frakce, jejichž zabezpečení z hlediska čistění spalin je na úrovni spalovny odpadů • Cementárny • Fluidní kotle, které mohou být uzpůsobeny pro spoluspalování se standartním palivem (uhlí, biomasa). Monozdroj schopný spalovat frakci z MBÚ není v současnosti v ČR ani v provozu, ani není plánována jeho výstavba. Cementáren schopných využívat předmětné „palivo“ je v ČR několik, aktuálně v OK je to cementárna Hranice. Současně provozované fluidní kotle v teplárnách a elektrárnách spalujících standartně většinou uhlí nejsou v současnosti vybaveny dodatečným čistěním spalin. 5.1.2.1 SWOT analýza Silné stránky • Plnění požadavků POH • Menší odpor obyvatel a nevládních organizací při výstavbě zařízení než u klasické spalovny • Změna legislativy ve prospěch metody MBÚ (Vyhláška MŽP č.61/2010) Slabé stránky • Vyšší provozní náklady • Nutnost ekonomicky udržitelného odbytu kalorické frakce • Nutnost skládkování 40-60% KO (podsítná frakce) • Environmentálně méně výhodná metoda než přímé energetické využívání Příležitosti • Využít a modernizovat stávající energetické zdroje na multipalivové jednotky

18


• Možnosti alternativního odbytu kalorické frakce pro více odběratelů Hrozby • Ekonomika celého cyklu metody MBÚ • Možné zpřísnění legislativy na skládkování BRKO • Závislost na odběru kalorické frakce od externího odběratele

5.1.3 Nulová varianta – pokračování stávajícího stavu Varianta předpokládá pokračování stávající situace nakládání s SKO to je skládkování s částečným využíváním v zařízení společnosti SAKO v Brně. Maximální množství SKO z Olomouckého kraje, které je možno využívat v tomto zařízení SAKO je 16 000 t. V současnosti pokračují přípravy pro možné započetí odvozu SKO do SAKO Brno především z měst Prostějova a Olomouce. Maximální množství 16 000 t je dáno omezenou volnou kapacitou spalovny SAKO Brno, která je vytížena odpadem z nejbližšího okolí Brna. Omezení dané kapacitou spalovny v Brně je možno podmíněně do budoucna překonat využíváním dalších plánovaných zařízení v dopravně dostupném okolí OK. V úvahu připadají plánované energetické zdroje na SKO v Pardubickém kraji nebo v kraji Vysočina. U těchto zdrojů je ale vysoká nejistota ohledně doby výstavby a také není jasné, kde budou tyto zdroje lokalizovány. V rámci této varianty je nutno uvažovat s investicemi do překládacích stanic, které umožní využívání vzdálenějších lokalit skládek v OK a jeho okolí a omezí se závislost na dosluhujích kapacitách v okolí největších producentů (měst). 5.1.3.1 SWOT analýza Silné stránky • Dočasná ekonomická výhoda (do doby zvýšení poplatků na skládky) Slabé stránky • Neplnění povinností POH • Nedostatečná kapacita spalovny SAKO pro příjem odpadů z OK • Nejistota při výstavbě dalších kapacit spaloven v okolí OK • Zdražování dopravy (pohonné hmoty, mýtné) Příležitosti • Zapojení do municipálních projektů v okolních krajích Hrozby • Naplnění dostupných skládkových kapacit • Růst nákladů na nakládání s odpady vlivem zvýšení poplatků na skládkování • Možná výstavba energetického zdroje soukromým investorem a s toho vyplývající možné zdražování nakládání s KO

5.1.4 Alternativní energetické systémy (pyrolýzní, plazmové zplyňování) Varianta je založena na technologickém konceptu alternativních energetických systémů, které teoreticky mohou eliminovat některé nevýhody standartních jednotek na přímé 19


energetické využívání KO. Jedná se především o zavedení bezodpadového cyklu, neboť dosud obtížně využitelné výstupní produkty-odpady ze spaloven (škvára a především popílek z odlučovačů) jsou např. v plazmové technologii vlivem vysokých teplot vitrifikovány do nevyluhovatelné formy a daný produkt je potom následně možno bezproblémově využít např. ve stavebnictví. Další potencionální výhodou je možnost alternativního využívání výstupních produktů, především plynů, pro další výrobu v chemickém průmyslu. Také energetické využívání těchto výstupních plynů má alternativu v možném nasazení technologie plynové turbíny. Zásadní překážkou pro rychlé nasazení těchto technologických konceptů je ekonomika provozu, která navyšuje náklady na zpracování tuny SKO. Proto dnes v Evropě nepracuje na komerční bázi žádná z níže charakterizovaných technologií. Uvedené technologické celky na SKO jsou v současnosti v provozu v Japonsku. Tato země zavedla přísnou legislativu na obsah některých škodlivin ve zbytcích po spalování a tyto normy jsou schopny plnit právě jen technologie plazmového a pyrolýzního zpracování SKO. V rámci zpracování studie s ohledem na možnosti uváděných technologií bylo uspořádáno jednání se zástupci firmy Sumitomo Corporation Europe, která informovala o současných trendech uvedených technologických konceptů v Japonsku a o záměru podílet se na pronikání těchto technologií do ČR. Jedná se především o plazmovou technologii a technologii pyrolýzního rozkladu, obecně jsou obě technologie často označovány jako zplyňovací procesy. Zplyňování probíhá za podstechiometrického množství kyslíku, protože cílem je, aby oxidační reakce uhlíku proběhla pouze na oxid uhelnatý podle následující rovnice: 2 C + O2

2 CO

a reakce 2 H2 + O2 byla zcela potlačena. Teplota při zplyňování se pohybuje cca v rozmezí 1000 – 1500 OC. V praxi samozřejmě dochází v malém množství i k reakcím, kdy vzniká i CO2 a voda. Produktem je syntézní plyn, to je převážně směs CO + H2, který je možné využít materiálově nebo k výrobě energie. Při zplyňování se používá při reakci buď kyslík, nebo vzduch obohacený kyslíkem na 90 a více %. Důvodem je vyloučení dusíku ze vzduchu, protože dusík tvoří s ohledem na materiálové i energetické využití syntézního plynu nežádoucí složku. V případě zplyňování se vzniklý syntézní plyn podrobuje čištění ještě před vlastním užitím. S ohledem na „redukční” atmosféru mají nežádoucí složky vzniklé z přítomných prvků jiný charakter než při spalování, např. ze síry vzniká sirovodík a je rovněž značně potlačena tvorba vyšších uhlíkatých látek s kyslíkem. Syntézní plyn je možné využívat materiálově např. pro výrobu vodíku, pro výrobu metanolu, nebo kapalných paliv Fischer-Tropschovou syntézou. V praxi převažuje energetické využití syntézního plynu na plynové turbině v kogeneračním cyklu, nebo na plynovém motoru.

20


Plazmové zplyňování je zplyňování, kde se potřebné teplo ke zplyňovacím reakcím dodává v elektrickém oblouku vytvořeném v plazmovém hořáku. Pyrolýza Pyrolýza je postup termického zpracování organických látek s vyloučením přístupu kyslíku, vzduchu nebo jiných zplyňovacích látek. Běžně se pro pojem odplynění prosazuje výraz pyrolýza, ačkoliv se takto přísně vzato označuje pouze chemický postup při přeměně. V chemických postupech jsou takové procesy označovány jako suchá destilace, termický cracking, nízkotepelná karbonizace nebo koksování. Avšak tyto postupy jsou obtížně použitelné pro nehomogenní směsi odpadů. V přesném slova smyslu se pod pojmem pyrolýza rozumí termický rozklad látek bez přístupu kyslíku tedy v atmosféře, ve které nedochází ke spalování. Reakčními produkty jsou plyny, plynné uhlovodíky, stejně jako pevné, koksu podobné zbytky s inertními materiály.

5.1.4.1 SWOT analýza Silné stránky • Plnění POH OK a ČR včetně možnosti plnění 50% materiálového využití KO • Možnosti alternativního a diverzifikovaného odbytu výstupních produktů • Zavedení bezodpadového hospodářství • Možnosti využití i jiných než komunálních odpadů Slabé stránky • Nižší účinnost energetického cyklu • Malé reference provozovaných jednotek (pouze Japonsko) • Ekonomika výstavby a provozu Příležitosti • Možnost být nezávislý na provozovateli tepelných sítí • Maximální možné omezení skládkování KO • Možnost realizace pilotního projektu Hrozby • Neúměrné navýšení nákladů na zpracování odpadů

21


5.2 Vybraná varianta řešení Výše uvedené varianty byly prezentovány zástupcům jednotlivých měst na jednání na KÚ v Olomouci dne 17.6.2010. Po diskuzi, která následovala po prezentaci, byla zástupci jednotlivých měst vybrána varianta 1., která předpokládá vybudování energetického zdroje spalující komunální odpady na území Olomouckého kraje. Zároveň byly přijaty upřesňující podmínky pro danou variantu, tj. bylo zvoleno předpokládané místo realizace a zvolena optimální kapacity záměru. Součástí vybrané a doporučené varianty řešení je také návrh potřebné infrastruktury pro svoz a případnou úpravu odpadů, určených k energetickému využívání. Základní definice těchto zařízení je uvedena v kapitole ISNKO. Základní předpoklady pro danou investici: • Zařízení by mělo být realizováno municipální společností ve spolupráci s Olomouckým krajem a městy a obcemi OK, tento způsob realizace umožňuje obcím a měst se podílet na budoucím provozu a kontrolovat ceny za využití odpadů, které budou ovlivňovat náklady obyvatel OK na využívání odpadů • Investiční náklady mohou být při účasti municipalit částečně sanovány podporou z fondů EU nebo jinou formou dotace (jedná se investice v řádech miliard korun) • Před započatou investicí budou uzavřeny smlouvy s provozovatelem tepelných sítí o prodeji tepelné energie za přiměřenou tržní cenu pro odběratele • Bude zajištěno dostatečné množství SKO pro provoz zařízení • Cena za příjem odpadů pro obce bude sociálně únosná

5.2.1 Výpočet optimálního režimu energetického zdroje (způsob odbytu energie) Pro zabezpečení udržitelné ekonomiky plánovaného energetického zdroje je nutno dodržet některé základní podmínky. Kapacita zařízení je základní ukazatel, který zásadně ovlivňuje investiční a následné provozní náklady. Optimální kapacita energetického zařízení využívající SKO se pohybuje okolo 300 Kt ročně. Vzhledem k vývoji produkce SKO v OK není možno projektovat tuto optimální kapacitu (produkce v OK cca 180 tis.tun). Konkrétní návrh optimální kapacity energetického zdroje využívajícího SKO je průsečíkem energetických možností zvolené lokality a potřeb odpadového hospodářství OK. Výpočet množství tepelné a energetické energie získané spálením 150 kt směsného komunálního odpadu v zařízení s roštovým kotlem. 22


Z dosud provedených analýz SKO vyplývá, že výhřevnost SKO se v průměru pohybuje mezi 10-12 MJ/kg. Pro výpočet použijeme nižší hodnotu 10 MJ/kg. Energetická účinnost se vypočte podle vzorce [Ep -( Ef + Ei)]/[0,97 x (Ew + Ef)] Kde Ep znamená roční množství energie ve formě tepla nebo elektřiny. Vypočítá se tak, že v případě energie ve formě elektřiny se vynásobí 2,6 a v případě tepla produkovaného pro komerční účely se vynásobí 1,1 GJ/rok. Ef znamená roční energetické vstupy do systému z paliv sloužících k výrobě páry. Ew znamená roční množství energie obsažené ve zpracovávaných odpadech vypočítané pomocí výhřevnosti odpadů (GJ/rok). Ei znamená roční množství dodávané energie bez Ew a Ef (GJ/rok) 0,97 je činitel energetických ztrát kvůli popelu a vyzařování. Při kapacitě uvažovaného energetického zdroje 150 kt/rok bude množství tepla přivedené v palivu-odpadu 150 000 t x 10 GJ/t = 1 500 000 GJ/rok. Z výše uvedeného textu vyplývá, že účinnost spalovacího kotle se pohybuje v rozmezí 80-85%. Pro výpočet použijeme hodnotu 80 %. Z toho vyplývá, že množství vyrobené tepelné energie v kotli bude 1 200 000 GJ/rok. Průměrný výkon kotelny energetického zařízení činí cca 50 t/h při provozu 8 300 hod./rok. Odečteme-li vlastní spotřebu tepelné energie, která činí max. 6% vztaženo na teplo vyrobené tj. 67 925 GJ/rok, včetně mokré vypírky, pak množství energie pro externí využití činí 1 200 000 – 67 925 = 1 132 075 GJ/rok. Spotřeba elektřiny pro vlastní potřebu energetického zdroje činí cca 2,0 MWe, ve variantě bez výroby elektřiny to je cca 16 600 MWh/rok a ve variantě s výrobou elektřiny cca 2,2 MWe to je cca 18 260 MWh/rok. Čisté množství využitelné energie (pára) pro externí dodávku tedy činí ve variantě bez výroby elektřiny 1 132 075 – 59 760 = 1 072 315 GJ a ve variantě s výrobou elektřiny 1 132 075 – 65 736 = 1 066 339 GJ. 5.2.1.1 Energetická účinnost při celoročním využití produkované energie ve formě tepla pro komerční účely Teplo v páře o parametrech 4 MPa a teplotě 400 0C bude využito pro komerční účely.

Energetická účinnost =

x 100 =

23

73,7%


5.2.1.2 Energetická účinnost při výrobě pouze elektrické energie na kondenzační turbině Vyjdeme z předpokladu, že pára z roštového kotle bude mít běžné parametry, to je tlak 4 MPa a teplotu 400 0C. Tato pára má entalpii cca 3,21 GJ /t, napájecí voda má entalpii cca 0,44 GJ /t . Pára po kondenzaci na turbině bude mít entalpii cca 2,58 GJ/t. Množství vyrobené páry na kotli je 1 200 000 / (3,21-0,44) = 433 213 t/rok Množství vyrobené elektrické energie ((433 213 x (3,21- 2,58))/3,6)*0,96 = 72 780 MWh/rok. Průměrný elektrický výkon kondenzační turbíny 72 780 / 8 300 = 8,8 MWe. Dodávka tepla pro komerční účely 0 GJ/rok. V této variantě je nutno zajistit vyvedení elektrického výkonu do elektrizační soustavy Energetická účinnost x 100 =

8,82%

5.2.1.3 Energetická účinnost při kogeneraci Vyjdeme z předpokladu, že pára z roštového kotle bude mít běžné parametry, to je tlak 4 MPa a teplotu 400 0C. Tato pára má entalpii cca 3,21 GJ /t, napájecí voda má entalpii cca 0,44 GJ /t . Množství vyrobené páry na kotli je 1 200 000 / (3,21-0,44) = 433 213 t/rok Předpoklad - protitlaká turbina s protitlakem 0,9 MPa (abs), 220 0C. Entalpie této páry cca 2,95 GJ/t. Výroba elektrické energie. Množství vyrobené elektrické energie ((433 213 x (3,21- 2,95))/3,6)*0,96 = 30 036 MWh/rok. Průměrný elektrický výkon protitlaké turbíny 30 036 / 8 300 = 3,6 MWe V této variantě je nutno zajistit vyvedení elektrického výkonu do elektrizační soustavy . Výroba páry Množství energie pro externí využití činí 1 132 075 GJ/rok. Spotřeba tepla pro výrobu elektřiny činí 30 036 *4 GJ/MWh = 120 144 GJ/rok. Teplo o parametrech 0,9 MPa a teplotě 220 0C , které musí být využito pro komerční účely je 1 132 075 - 120 144 = 1 011 931 GJ/rok. Pro toto teplo musí být zaručen odběr. Energetická účinnost

24


5.2.2 Emisní charakteristika vybrané varianty Důležitým argumentem pro realizaci varianty je její environmentální výhodnost, včetně zlepšení ovzduší ve vybrané lokalitě. Tato skutečnost je dána přísnými emisními limity danými stávající legislativou v ochraně ovzduší sanovenými pro zařízení na spalování odpadů. Dalším environmentálním argumentem pro realizaci varianty je úspora emisí ekvivalentního CO2. Tato skutečnost je dána omezením skládkování BRKO (zamezení úniku metanu ze skládek) a především energetickým využít biologicky rozložitelné složky.

5.2.3 Možnosti zajištění odpadů do zdroje Varianta výstavby energetické jednotky je koncipována vzhledem k technickoekonomickým předpokladům, které tento záměr provází. Jednou z podmínek je také určitá minimální kapacita jednotky na spalování SKO, která je s přihlédnutím na značné investiční a provozní náklady a vzhledem k disponibilnímu množství SKO v OK stanovena na 100-150 000 tun SKO ročně. Takto stanovené množství energeticky využitého SKO splňuje povinnosti odpadového hospodářství OK na snižování skládkování BRKO s rezervou v případě vyšší hodnoty včetně povinnosti stanovené na rok 2020. Maximalistická kapacita záměru (150 kt) umožňuje plnit i předpokládané zpřísnění skládkování po vzoru Německa nebo Rakouska, které v zásadě neumožňují ukládání neupraveného KO na skládky. Produkce SKO a OO, tedy energeticky využitelných odpadů, v jednotlivých městech v roce 2008 a v roce 2020 při 50% materiálové separaci je uvedena v následující tabulce č.4. Pro názornost jsou uvedeny povinnosti dle POH OK.

25


Města nad 10 tis. obyvatel

Města nad 40 tis. ob.

Tabulka č.3: Produkce SKO a OO v roce 2008 a 2016 při 50% materiálovou separaci Počet obyvatel

Odpad

Olomoucký kraj

639 000

SKO OO

Celkem

639 000

Olomouc

100 362

Přerov

46 254

Prostějov

45 324

Celkem

27 492

Hranice

19 158

Zábřeh

14 033

Šternberk

13 745

Jeseník

12 068

Uničov

12 001

Celkem

98 497

Ostatní města a obce OK

348 563

Celkem

348 563

Povinnosti POH OK Odstranit KO jinak než skládkováním (kt) Maximální množství SKO uloženého na skládkách (kt) SKO - směsný komunální odpad kat.č. 20 03 01

2016 50% seprace kt 184,2 139,1 19,3 11,3 203,5 150,4

SKO OO SKO OO SKO OO

28,9 3,0 13,3 1,4 13,1 1,4 61,1

21,8 1,8 10,1 0,8 9,9 0,8 45,2

SKO OO SKO OO SKO OO SKO OO SKO OO SKO OO

7,9 0,8 5,5 0,6 4,0 0,4 4,0 0,4 3,5 0,4 3,5 0,4

6,0 0,5 4,2 0,3 3,1 0,2 3,0 0,2 2,6 0,2 2,6 0,2

31,4

23,2

SKO

100,5

75,9

OO

10,5 111,0

6,2 82,0

191 940

Šumperk

Sk.stav 2008

2010 26 147

OO - objemný odpad kat.č. 20 03 07

26

2013 79 93

2020 105 66


5.3 Návrh integrovaného systému nakládání s KO v OK Současné systémy nakládání s KO v OK byly většinou budovány zdola, tj. jednotlivé svozové oblasti obcí a měst si zajišťovaly odstranění nebo využívání jednotlivých skupin KO samy. Přesto, ale není možno v současnosti mluvit o funkčním intergrovaném systému v rámci OK. V případě realizace navržené varianty bude celé nakládání s KO v OK intergrováno minimálně právě energetickým zdrojem využívajícím SKO a předpokládanými doplňkovými zařízeními jako jsou překládací stanice. V rámci této varianty se pokusíme navrhnout ISNKO, který by v sobě zahrnoval i ostatní složky KO jako je separovaný sběr a především využívání separovaného BRKO. Podoba ISNKO v r. 2016 bude navrhována na parametry všech povinností POH pro KO, tj. včetně cíle na 50% materiálové využívání. Přestože řešení tohoto cíle metodou MBÚ se ukázalo jako nereálné (předpoklad POH OK), bude nutno toto řešit navýšením separace využitelných složek včetně separace BRKO. Hrubá podoba navrženého integrovaného systému včetně kvantifikace jednotlivých toků je uvedena ve schématu č.2. Porovnání nakládání s KO v roce 2008 a při 50% materiálové separaci je patrné z následující tabulky a grafu. Tabulka č.4: Porovnání nakládání s KO v roce 2008 a při 50% materiálovou separaci v roce 2016

OK (t) KO celkem separace energetické využití skládkování

2008

2016 50% seprace

326 255 110 027 0 216 228

326 255 163 128 150 000 13 128

27


Schéma č.1: Současná podoba (integrovaného) systému nakládání s KO v Olomouckém kraji Komunální odpad sk.20 + část sk.15 občané + firmy 326 kt

Primární separace složek KO 110 kt (34%)

Ostatní nevyužitelné složky KO 13 kt (4%)

SKO 20 03 01 184 kt (56%)

Složky dle obalového zákona Dotříďovací linky

Využívání složek (papír, sklo, plasty) Papírny Sklárny Materiálové využití

Hutě

Papír

Doplňkové systémy (sběrny, sběr.akce...) BRKO

Kompostárny

Sklo

Skládka

Plasty

Rekultivace skládky

Kovy

Kompost

28

Objemný odpad 19 kt (6%)


Schéma č.2: Schéma integrovaného systému nakládání s KO v Olomouckém kraji - 2016 Komunální odpad sk.20 + část sk.15 326 kt

Ostatní nevyužitelné složky KO

Primární separace složek KO 163 kt (50%)

13 kt (4%)

SKO 20 03 01 139 kt (43%)

Objemný odpad 11 kt (3%)

Složky dle obalového zákona Dotříďovací linky

Využívání složek (papír, sklo, plasty) Papírny Sklárny Hutě Výroba RDF paliva Materiálové využití

Papír

Doplňkové systémy (sběrny, sběr.akce...)

Překládací stanice

BRKO

Kompostárny

Rekultivace skládky

Sklo Kovy Plasty

Překládací stanice

Jednotka energetického využívání

Kovy

Skládky

Bioplynové stanice

Energie Teplo

Hnojivo Energie Kompost

Integrovaný systém je navržený tak, aby byla optimálně využita veškeré stávající a reálně plánovaná zařízení na nakládání s KO tak, aby byla zajištěna nejen environmentální, ale také ekonomická a sociální udržitelnost systému. V mapce v příloze č. 2 jsou uvedeny možná místa pro vybudování překládacích stanic, které se mohou stát pilířem budoucího ISNKO v OK. Jejich konkretizace a projednání jejich optimálního umístění bude součástí práce na studii proveditelnosti, pokud záměr bude akceptován.

5.4 Způsob financování předmětného záměru Pro úspěch navrhovaného řešení budou dány zásadní ekonomické parametry daného záměru, přičemž nejdůležitějším faktorem pro investici bude nalezení způsobu financování záměru tak, aby část byla financována z dotačních prostředků. V kapitole 6 je uveden předběžný návrh harmonogramu realizace záměru, ze kterého vyplývá, že není možno předpokládat realizaci v období do roku 2013, kdy končí stávající schvalovací období, kdy je možno čerpat dotační prostředky z operačního programu životní prostředí. Možnosti čerpání dotace po tomto období je prozatím nejisté, ale je možno předpokládat, že budou v zásadních principech shodné se současnými podmínkami. Je možno předpokládat, že zásadní podmínkou pro přijetí dotace bude municipální charakter společnosti, která bude o dotaci na záměr žádat.

29


Z těchto důvodů doporučujeme založit municipální společnost, která bude nositelem projektu. Struktura a forma této municipální společnosti může být různá, doporučujeme formu akciové společnosti, jejíž akcionáři budou optimálně všechny větší města OK a Olomoucký kraj. Optimální model provozování záměru bude řešen až v případě rozhodnutí o realizaci. Optimální model provozu bude zvolen i s ohledem na aktuální dotační podmínky v době realizace záměru. Celková ekonomika provozu bude také zásadně ovlivněna možnostmi odbytu energie. Protože bude ekonomika provozu závislá na ceně je nutno od počátku věnovat cenovým jednáním se zástupci Dalkia a.s. mimořádnou pozornost.

5.4.1 SWOT analýza navrženého řešení Uvedená SWOT analýza charakterizuje konkrétní podobu vybrané varianty. Silné stránky •

Dlouhodobé plnění požadavků POH i po roce 2020

•

Omezení skládkování KO na nezbytné minimum

•

Zajištění dlouhodobých dodávek tepelné energie pro obyvatele vybrané lokality

•

Zlepšení ovzduší ve vybrané lokalitě při nahrazení jiného zdroje tepla využívajícího tuhá paliva

Slabé stránky •

Nutnost zajistit organizační zabezpečení projektu a následné realizace

•

Nutnost zajištění dotačních prostředků po roce 2013

•

Zajistit politickou podporu pro daný projekt

Příležitosti •

Nastartování širší spolupráce obcí a měst OK v odpadovém hospodářství – definice ISNKO (integrovaný systém nakládání s komunáními odpady)

•

Kontrola a možnost ovlivňování procesu využívání KO ze strany municipalit

Hrozby •

Odpor obyvatel k projektu vlivem demagogických kampaní nevládních a tzv.ekologických iniciativ

•

Zajištění dostatku odpadů v případě realizace konkurenčních projektů v širším okolí

•

Zajištění dlouhodobé odpovídající tržní ceny za odbyt tepla u odběratele 30


6 Harmonogram dalšího postupu Vlastní realizaci záměru bude předcházet řada postupných kroků, které je nutno začlenit do časového horizontu, který bude přijatelný pro všechny účastníky procesu, tj. především pro města a obce OK a pro společnost, která bude odběratelem tepelné energie. Z hlediska plnění POH kraje a měst by byla optimální varianta, která by daný proces maximálně urychlila. Vzhledem ke zkušenostem zpracovatele studie je ale nutno přihlédnout ke skutečným nebo potenciálním rizikům, které případnou realizaci záměru budou provázet. 1. 1-6/2011

Projednání studie v kompletních orgánech měst a obcí, kraje a zainteresovaných firem.

2. 6-12/2011 Zadání studie proveditelnosti vybrané varianty včetně nalezení zdrojů financování. 3. 6-12/2011 Revize POH OK s ohledem k navrhované variantě 4. 1-6/2012

Ustanovení municipální společnosti pro realizaci záměru.

5. 6-12/2012 Dopracování záměru komplexně 6. 2013

Podání žádosti EIA na záměr vypracování dokumentace DUR.

7. 2014

Vypsání výběrového řízení na realizace záměru.

8. 2015-2016 Realizace záměru

31


7 Závěr Studie byla zpracována v součinnosti a ve shodě s významnými producenty komunálních odpadů kraje a ve spolupráci s potencionálními subjekty dotčenými předmětným záměrem. Studie je reakcí na aktuální situaci v odpadovém hospodářství OK a ČR a snaží se implementovat zkušenosti a trendy odpadového hospodářství Evropské Unie. Studie nabídla možnosti řešení klíčové problematiky nakládání s KO v kontextu dlouhodobého plnění POH. Navržené a odsouhlasené řešení je plně v souladu s environmentálními požadavky a je současně navrženo optimálně také vzhledem k ekonomickým požadavkům na dané řešení, které mají dopad na sociální situaci obyvatel kraje. Uvedené vybrané řešení bylo diskutováno a potom doporučeno pracovní skupinou, která se scházela před započetím a během doby zpracování studie. Pracovní skupina byla tvořena odbornými pracovníky Olomouckého kraje, odbornými pracovníky a politiky měst Olomouc, Přerov, Prostějov a zástupci jejich technických služeb. Realizace daného řešení přináší příležitost pro municipality OK řídit a rozhodovat o odpadovém hospodářství v regionu OK. V opačném případě je reálné, že se iniciativy chopí soukromý sektor s negativními dopady na cenu odpadů nebo může dojít k ještě pesimističtějšímu scénáři to je naplnění skládkových kapacit v OK. Z výše uvedených důvodů je nezbytné zahájit neprodleně jednání o výsledcích studie s pověřenými obcemi OK a politickou reprezentací OK. Klíčovým obdobím, ve kterém se rozhodne o reálné šanci na realizaci vybrané varianty doporučené studií, je rok 2011. Z pohledu provedených analýz stávajícího stavu odpadového hospodářství a energetického sektoru OK bude obtížné hledat k uvedenému řešení ekonomicky porovnatelnou alternativu.

32


Příloha č.1 Mapa zařízení pro nakládání s odpady v OK – stav roku 2010 zkratky:

S III (S-OO) skládka skupiny tři ostatního odpadu S IV (S-NO) skládka skupiny čtyři nebezpečného odpadu

PL

Překládací stanice S III (S-OO) S IV (S-NO) Bioplynové stanice Kompostárny

Moravskoslezský kraj Pardubický kraj

Zlínský kraj

Brn ěnský kraj

33

STUDIE MOŽNOSTI ENERGETICKÉHO VYUŽÍVÁNÍ SMĚSNÉHO KOMUNÁLNÍHO ODPADU V OLOMOUCKÉM KRAJI

Recommend Documents