Hulladék és másod-nyersanyag hasznosítás a fűrészüzemekben (I.) Dr. Németh Gábor Ph.D.
egyetemi docens
„Aktualitások a fűrésziparban” című akkreditált továbbképzés
Az előadás felépítése:
1. Hulladék és másod-nyersanyag hasznosítás a fűrészüzemekben (I.) (A hulladékgazdálkodásról általában, a hulladékgazdálkodás és energetika kapcsolata) Dr. Németh Gábor egyetemi docens FMK; Gépészeti és Mechatronikai Intézet
2. Hulladék és másod-nyersanyag hasznosítás a fűrészüzemekben (II.) (Biomassza sorba kapcsolás, hulladék/melléktermék hasznosítási lehetőségek) Dr. Alpár Tibor egyetemi docens FMK; Fa- és Papíripari Technológiák Intézet
Hulladékgazdálkodás hazai és EU-s jogi keretei Hasznos honlapok a jogi részekhez: http://www.ktm.hu/ http://www.kvvm.hu/ http://eur-lex.europa.eu/hu/index.htm
http://ec.europa.eu/environment/waste/
Főbb hazai jogi szabályozások I. 2000. évi XLIII. törvény a hulladékgazdálkodásról (2010 december 12.-ig) 16/2001. (VII. 18.) KöM rendelet a hulladékok jegyzékéről ((hatályba lépett: 2002. január 1-jén.)). Többszörösen módosítva. 98/2001. (VII. 15.) Korm. rendelet a veszélyes hulladékkal kapcsolatos tevékenységek végzésének feltételeiről ((hatályba lépett: 2002. január 1-jén. Megszűnik 2010 dec. 12.én??)) 3/2002. (II. 22.) KöM rendelet a hulladékok égetésének műszaki követelményeiről, működési feltételeiről és a hulladékégetés technológiai kibocsátási határértékeiről. 94/2002. (V. 5.) Korm. rendelet a csomagolásról és a csomagolási hulladék kezelésének részletes szabályairól 164/2003. (X. 18.) Korm. rendelet a hulladékkal kapcsolatos nyilvántartási és adatszolgáltatási kötelezettségekről. 4/2001. (II. 23.) KöM rendelet a hulladékolajok kezelésének részletes szabályairól
9/2001. (IV. 9.) KöM rendelet az elemek és akkumulátorok. illetve hulladékaik kezelésének részletes szabályairól
Főbb hazai jogi szabályozások II. 5/2001. (II. 23.) KöM rendelet a poliklórozott bifenilek és a poliklórozott terfenilek és az azokat tartalmazó berendezések kezelésének részletes szabályairól 23/2003. (XII. 29.) KvVM rendelet a biohulladék kezeléséről és a komposztálás műszaki követelményeiről 126/2003. (VIII. 15.) Korm. rendelet a hulladékgazdálkodási tervek részletes tartalmi követelményéről. 21/2001. (II. 14.) Korm. rendelet a levegő védelmével kapcsolatos egyes szabályokról 14/2001. (V. 9.) KöM-EüM-FVM együttes rendelet a légszennyezettségi határértékekről, a helyhez kötött légszennyező pontforrások kibocsátási határértékeiről 25/2000. (IX. 30.) EüM-SZCSM együttes rendelet a munkahelyek kémiai biztonságáról 26/2000. (IX. 30.) EüM rendelet a foglalkozási eredetű rákkeltő anyagok elleni védekezésről és az általuk okozott egészségkárosodások megelőzéséről
2000. évi XLIII. Törvény fő, faipart is közvetlenül érintő alapelvei
„megelőzés, ezen belül az integrált szennyezés-megelőzés eleve alapján a legkisebb mértékűre kell szorítani a képződő hulladék mennyiségét és veszélyességét, a környezetterhelés csökkentése érdekében”; ez egyben azt is jelenti, hogy nemcsak önmagában kell megoldani a hulladékkezelés problémáját, hanem ezt úgy kell megoldani, hogy további környezeti kárt egyáltalán ne okozzon, azaz ne vessen fel újabb levegőtisztaság-védelmi, vagy vízvédelmi kérdést. „az elővigyázatosság elve alapján a veszély, illetőleg a kockázat valós mértékének ismerete hiányában úgy kell eljárni, mintha azok a lehetséges legnagyobbnak lennének”; azaz, mint általában a környezetvédelmi tervezés során itt is a környezet szempontjából a lehető legkedvezőtlenebb esetet alapul véve kell eljárni. „a gyártói felelősség elve alapján a termék előállítója felelős a termék és a technológia jellemzőinek megválasztásáért, ideértve a felhasznált alapanyagok megválasztását, a termék élettartamát és újrahasználhatóságát, a termék előállításából származó, illetve a termékből keletkező hulladék hasznosításának és ártalmatlanításának megtervezését, valamint a kezelés költségeihez történő hozzájárulást is”.
2000. évi XLIII. Törvény fő, faipart is közvetlenül érintő alapelvei
„a megosztott felelősség elve, a gyártói felelősség alapján fennálló kötelezettségek teljesítésében a termék és az abból származó hulladék teljes életciklusában érintett szereplőknek együtt kell működniük”, tehát mind a vásárlóknak, mind a gyártónak (gyártó is lehet vevő: pl.: olajszármazékok vásárlása esetén) együtt kell működniük.
„az elvárható felelős gondolkodás eleve alapján a hulladék mindenkori birtokosa köteles a lehetőségeinek megfelelően mindent megtenni annak érdekében, hogy a hulladék környezetet terhelő hatása a legkisebb mértékű legyen”; ne okozzon környezeti kárt sem a gyűjtés, sem a hasznosítás, sem az ártalmatlanítás során, „az elérhető legjobb elvárás elve alapján törekedni kell az adott műszaki és gazdasági körülmények között megvalósítható leghatékonyabb megoldásra; a legkíméletesebb környezet-igénybevétellel járó, anyag- és energiatakarékos technológiák alkalmazására, a környezetterhelést csökkentő folyamatirányításra, a hulladékként nagy kockázatot jelentő anyagok kiváltására, illetőleg a környezetkímélő hulladékkezelő technológiák bevezetésére
2000. évi XLIII. Törvény fő, faipart is közvetlenül érintő alapelvei
„a szennyező fizet elv alapján a hulladék termelője, birtokosa vagy a hulladékká vált termék gyártója köteles a hulladékkezelési költségeit megfizetni, vagy a hulladékot ártalmatlanítani; a szennyezés okozója, illetőleg előidézője felel a hulladékkal okozott környezetszennyezés megszüntetéséért, a környezeti állapot helyreállításáért és az okozott kár megtérítéséért, beleértve a helyreállítás költségeit is” „a közelség elve alapján a hulladék hasznosítására, ártalmatlanítására a – környezeti és gazdasági hatékonyság figyelembevételével kiválasztott – lehető legközelebbi, arra alkalmas létesítményben kerül sor”; hiszen könnyen belátható, hogy még minimálisan szükséges szállítási útvonal igénybevétele is okoz környezetszennyezést, minden további távolság megtétele ezt indokolatlanul növeli meg. „a fokozatosság elve alapján a hulladékgazdálkodási célokat ütemezett tervezéssel, egymásra épülő lépésekben, az érintettek lehetőségeinek és teherviselő képességének figyelembevételével kell elérni.”
A HULLADÉK FOGALMA (különféle nézőpontokból) A hulladék az ember élete, termelő- és fogyasztó tevékenysége során képződő anyag, amely - közvetlenül vagy közvetve veszélyezteti a környezet védelem alatt álló tárgyait, és amely - keletkezési helyén felesleges, ott fel nem használható és további kezelést igényel. A talaj, a víz, a levegő sohasem minősül hulladéknak. (Ezt az elvet kivételesen a talaj esetében meg lehet változtatni, ha szennyezettsége miatt termelték ki.) A hulladék nem más, mint nyersanyag a nem megfelelő helyen ( Keller 1977). A 2000. évi XLIII. Törvény megfogalmazásában: hulladék bármely, a törvény „1. számú melléklet szerinti kategóriák valamelyikébe tartozó tárgy vagy anyag, amelytől birtokosa megválik, megválni szándékozik, vagy megválni köteles”
Hgt. 1. számú melléklete „Hulladék, bármely, az 1. számú melléklet szerinti kategóriák valamelyikébe tartozó tárgy vagy anyag, amelytől birtokosa megválik, megválni szándékozik, vagy megválni köteles” [Hgt.] (A „Q1…Q16” jelölés a Hgt. 1. számú mellékletében megtalálható hulladékkategóriák jelölésekkel egyezik meg, míg a dőlt betűvel található mondatok nem képezik a törvény részeit!) . Q2 Előírásoknak meg nem felelő, selejt termékek (Miért nevezzük hulladéknak azt a selejtet, ami például felületkezelési hiba miatt kerül ezen kategóriába, és a felület csiszolásával és újra-felületkezelésével már terméket kapunk?) Q5 Tervezett tevékenység következtében szennyeződött anyagok (tisztítási műveletek maradékai, csomagolóanyagok, tartályok stb.) Q6 Használhatatlanná vált alkatrészek, tartozékok (elhasznált szárazelemek, kimerült katalizátorok stb.)
Q7 A további használatra alkalmatlanná vált anyagok (szennyeződött savak, oldószerek, kimerült edzősók stb.) Q8 Ipari folyamatok maradék anyagai (Famegmunkálás során keletkező leeső darabos faanyagok maradéknak nevezhetők. De miért hulladék, mikor ezt például hossztoldással máris vissza tudom vezetni a termelési körfolyamatba.) Q9 Szennyezés-csökkentő eljárások maradékai (gázmosók iszapja, porleválasztók pora, elhasznált szűrők, szennyvíziszapok stb.) (Faforgácsolás során elszívás segítségével a helyszínen keletkező por-forgács anyaghalmazt, maradékot például a forgácslapgyártás alapanyagnak tekinti. Akkor ez miért hulladék? Más megközelítésben, ha ezen anyagból brikettet vagy pelletet gyártunk és ezt követően ezt eltüzeljük, akkor hulladék tüzelésére alkalmas berendezés szükséges?) Q10 Gépi megmunkálás, felületkezelés maradék anyagai (esztergaforgács, reve stb.) (Lsd: Q8 és 9) Q14 A birtokosa számára tovább nem használható anyagok (mezőgazdasági, háztartási, irodai, kereskedelmi és bolti hulladékok stb.) (Amiatt, mert birtokosa használni nem tudja a termék mellett keletkezett mellékterméket, még nem kell azt rögtön hulladéknak kezelni, hisz mint sok esetben látható, más termelési folyamatok az így keletkező anyagot alapanyagként tudják hasznosítani.)
A VESZÉLYES HULLADÉK FOGALMA Fontos kiemelni a hulladékok köréből a rendeletek által külön is kiemelten kezelt veszélyes hulladék fogalmát, mely szintén a törvény megfogalmazásában a következő: veszélyes hulladéknak tekintendő minden olyan hulladék, amely a törvény (2000. évi XLIII.; 2010 dec. 12.-ig) „a 2. számú mellékletben felsorolt tulajdonságok közül eggyel vagy többel rendelkező, illetve ilyen anyagokat vagy összetevőket tartalmazó, eredete, összetétele, koncentrációja miatt az egészségre, a környezetre kockázatot jelentő hulladék.”
H1 "Robbanó" H2 "Oxidáló„ H3-A "Tűzveszélyes„ H3-B "Kevésbé tűzveszélyes" H4 Irritáló vagy izgató" H5 "Ártalmas" H6 "Mérgező" H7 "Karcinogén" H8 "Maró" (korrozív)
H9 "Fertőző" H10 "Reprodukciót és az utódok fejlődését károsító" H11 "Mutagén" H12 Anyagok és készítmények H13 Anyagok és készítmények H14 "Környezetre veszélyes"
Hulladékgazdálkodás és hulladékhasznosítás fogalmai Az egyedi megítélés szempontjából hulladéknak tekintett anyagok jelentős része mások szempontjából, vagy társadalmi szinten még hordozhat valamilyen értéket. Ezen további „másodlagos” értékek kihasználásának módja a
hulladékhasznosítás. Hulladékgazdálkodás alatt azt a tudatos emberi tevékenységet értjük, melynek során mindenekelőtt a hulladék keletkezésének megelőzését, kiküszöbölését, a hulladék mennyiségének csökkentését igyekszünk elérni. Ugyanakkor mindent elkövetünk a elengedhetetlenül keletkező hulladék minél nagyobb hasznosítása érdekében, és csak az ezután fennmaradó hulladékmennyiség megfelelő kezeléséről és ártalommentes elhelyezéséről gondoskodunk. Törvényi megfogalmazásban hulladékgazdálkodás: „a hulladékkal összefüggő tevékenységek rendszere, beleértve a hulladék keletkezésének megelőzését, mennyiségének és veszélyességének csökkentését, kezelését, ezek tervezését és ellenőrzését, a kezelő berendezések és létesítmények üzemeltetését, bezárását, utógondozását, a működés felhagyását követő vizsgálatokat, valamint az ezekhez kapcsolódó szaktanácsadást és oktatás.”
A 2010. évi …… Törvény irányelvei (várhatóan 2010 dec. 12.-től)
Konkrétabb megfogalmazások Veszélyes hulladékokkal és a hulladék olaj szabályozásával összefüggő irányelvek, rendeletek beépítése Hasznosítási technikai normák előtérbe helyezése („hulladékstátusz megszüntetés”) Másodnyersanyagok, melléktermékek Nemzeti megelőzési program 5 lépcsős hulladékgazdálkodási hierarchia Megelőzés Újrahasználat, szükség esetén előkészítéssel Újrafeldolgozás Energetikai hasznosítás Ártalmatlanítás, pl.: lerakás, égetés, energia-visszanyerés nélkül
Régi és új Hgt. közti faipart kifejezetten érintő elvei
Régi Hgt. Hulladékgazdálkodási terv
Megelőzési terv
Hulladékgazdálkodási terv
Hasznosítás előtérbe helyezése
Új Hgt.
++++++ Hulladék fogalma mellé bevezetésre kerül a melléktermék fogalma ++++++ „Hulladékstátusz megszüntetésének” megfogalmazása
Melléktermék
A termelési folyamat szerves részeként állítják elő Termelési folyamatokban közvetlenül föl lehet használni (átalakítás nélkül) Környezetet és emberi egészséget nem veszélyeztet Van „befogadó” az adott termékre, ezért a minőségét és a termék piacát hatóság ellenőrzi. Hulladékstátusz megszűnése
Hulladéknak minősülő anyag megszűnik hulladéknak lenni, ha hasznosítási műveleten esett át és teljesíti az alábbi kritériumokat: rendeltetésszerűen használható a keletkező anyag, tárgy Piaca létezik, kereslet van rá Megfelel a rendeltetésre vonatkozó műszaki követelményeknek és a rá vonatkozó jogszabályi előírásoknak Használata nem jár nagyobb környezetkárosítással, vagy az emberi egészséget károsító hatással, mint az eredeti anyag, vagy tárgy használata
Megelőzési módszerek Megelőzés a forrásnál Termékváltoztatás
Külső recirkuláció
Gyártás technológiai változtatás Más alapanyag Más gyártási módszerek Gondos üzemvitel
Belső recirkuláció
Értékes alkotórészek visszanyerése Kinyerés
Melléktermék előállítása
Felhasználás nyersanyagként
Más hasznos célú felhasz.
alapfolyamatba
Más gyártási műv.-be
2007 február 21.-én az Európai Közösségek Bizottsága által COM(2007) 59 számon kiadott „Tájékoztató közlemény a hulladékról és a melléktermékekről” Megfogalmazás egyik lehetősége: hulladéknak nevezhető minden olyan tárgy, anyag, anyaghalmaz, mely a termelés során a termék mellett, valamint a termék elhasználódása során keletkezik, újrafelhasználása (reuse) és újrahasznosítása (recycle) nem megoldható, és az közvetlenül vagy közvetve veszélyezteti a környezetet.. ? Melléktermék
A melléktermék feldolgozásának folyamatában mindenképpen vannak olyan műveletek, melyeket a további hasznosítás érdekében el kell végezni. Amennyiben ezek a műveletek a termelési folyamat szerves részét képezik, az anyag még nyugodtan tekinthető mellékterméknek. Ha azonban további visszanyerésre van szükség a további felhasználás végett, - még abban az esetben is, ha a felhasználás biztos - az anyagot sok esetben hulladéknak kell tekinteni a alapanyag visszanyerés befejezéséig.
A közlemény (COM(2007) 59) I. mellékletében példaként említi a fafeldolgozás során keletkező kezeletlen fűrészport, faforgácsot és a levágott darabokat (eselék). Hangsúlyozza, hogy ezen anyagok nyersanyagként történő hasznosítása megoldott, hiszen ezek faforgácslapban illetve papírban tovább ”élhetnek”. A felhasználás a termelési folyamat szerves részeként biztosított, az anyag további nagymértékű feldolgozást nem igényel, maximum az adott felhasználási formának megfelelően kismértékű átalakítást kell rajta végezni, amit már az új felhasználási technológiában végeznek. Annak feltétele tehát, hogy a faiparban a fafeldolgozásból származó anyagot mellékterméknek tekintsük az, hogy magában az elsődleges termelésben, vagy egy másik integrált termelési folyamatban biztosan újrafelhasználható legyen. Ha egy anyagot vissza kell nyerni, vagy újra fel kell dolgozni - esetenként szennyeződésektől megtisztítani -, hogy alapanyagként szolgáljon, akkor azt hulladéknak kell tekinteni, egészen addig, amíg a hasznosítására (kivétel: energetikai hasznosítás) irányuló kezelést el nem kezdjük. Ilyen megfogalmazásban pl. a lakosságnál keletkező ún. elhasznált faanyag („Altholz”, „used wood”) egyértelműen hulladéknak tekinthető, egészen addig, amíg az újrafeldogozás vagy visszanyerés folyamata meg nem történik.
Előtérben a faalapú hulladékok
Nem veszélyes faalapú hulladékok [16/2001. (VII. 18.) KöM rendelet a hulladékok jegyzékéről] (European Waste Code) EWC kód
Megnevezés
02 01 07
Erdőgazdálkodási hulladék
02 03 04
Fogyasztásra, illetve feldolgozásra alkalmatlan anyagok, ezen belül gabonafélék és napraforgó magjainak hántolásából keletkező hulladék
03 01 01
Fakéreg és parafahulladék (fafeldolgozásból, falemez- és bútorgyártásból származó hulladékok)
03 01 05
Faforgács, fűrészárú, deszka, furnér, falemez darabolási hulladékok, amelyek különböznek a 03 01 04-től (veszélyes anyagokat nem tartalmazó, faforgács, fűrészáru, deszka, furnér, falemez darabolási hulladékok, melyek fafeldolgozásból, falemez- és bútorgyártásból származnak)
03 03 01
Fakéreg és fahulladék (cellulózrost szuszpenzió, papír- és kartongyártási, feldolgozási hulladékok)
15 01 03
Fa csomagolási hulladékok
17 02 01
Fa (építési és bontási hulladék)
19 12 07
Fa, amely különbözik 19 12 06-tól (veszélyes anyagot nem tartalmazó fa, közelebbről nem meghatározott mechanikai kezelésből - pl.: osztályzás, aprítás, tömörítés, pellet készítése - származó hulladékok, hulladékkezelő létesítményeknél)
20 01 38
Fa, amely különbözik 20 01 37-től (veszélyes anyagot nem tartalmazó, elkülönített gyűjtött hulladék frakció, melyek a települési hulladékokból származnak.
Előtérben a faalapú hulladékok EWC kód
Veszélyes faalapú hulladékok [16/2001. (VII. 18.) KöM rendelet a hulladékok jegyzékéről]
Megnevezés
03 01 04*
Veszélyes anyagokat nem tartalmazó, faforgács, fűrészáru, deszka, furnér, falemez darabolási hulladékok (melyek fafeldolgozásból, falemez- és bútorgyártásból származnak)
15 01 10*
Veszélyes anyagokat maradékként tartalmazó vagy azokkal szennyezett csomagolási hulladékok
17 02 04*
Veszélyes anyagokat tartalmazó vagy azzal szennyezett üveg, műanyag, fa (építési és bontási hulladék)
19 12 06*
Veszélyes anyagokat tartalmazó fa (közelebbről nem meghatározott mechanikai kezelésből - pl.: osztályzás, aprítás, tömörítés, pelletek készítése - származó hulladékok, hulladékkezelő létesítményeknél)
Csomagolási hulladékok Magyarországon becslések szerint mintegy 865 ezer tonna csomagolási hulladék keletkezik Csomagolási hulladékok az alábbiak (16/2001 KöM. rendelet alapján): papír és karton csomagolási hulladékok műanyag csomagolási hulladékok (fóliák, palackok) fa csomagolási hulladékok fém csomagolási hulladékok (pl.: fehérbádog, alumínium stb.) vegyes összetételű kompozit csomagolási hulladékok egyéb, kevert csomagolási hulladékok üveg csomagolási hulladékok textil csomagolási hulladékok
Faalapú csomagolási hulladék (példa) Többutas, körforgásban részt vevő faalapú csomagolási anyagoknak tekintendő a visszaváltható raklap. Ilyen esetben a kibocsátott raklap mennyiségéből le kell vonni a visszavett raklap mennyiségét, viszont a keletkező selejtes raklap mennyiségét már hozzá kell adni. Az így kapott értéket tekinthetjük hasznosítható alapnak vagy szakzsargonnal élve raklap egyenlegnek és ezután kell fizetni termék, illetve hasznosítási díjat.
A falapú csomagolási hulladékok Környezetvédelmi termékdíjat megfizetni 16 Ft/kg. VAGY Termékdíj mentesség (gyártó tehát maga teljesíti a csomagolási hulladékvisszagyűjtési kötelezettségét, vagy hatósági engedélyekkel rendelkező hulladékbegyűjtő és -hasznosító cégekkel szerződést ) VAGY A kötelezett hasznosítást koordináló szervezettel (jelenleg 6,7 és 7 Ft/kg között kell fizetni faalapú csomagolási anyagok esetén a vállalatoknak a különböző koordináló szervezeteknek), mely fizet a hasznosításért 6,5 Ft/kg összeget Európai Unió 94/62. számú (ún. csomagolási) irányelvének 2004. évi módosításában szereplő minimális, újrafeldolgozási célkitűzései Csomagolási anyagfajták
Minimális újrafeldolgozási érték [%]
Papír és karton
60
Üveg
60
Fém
50
Műanyag Fa
22,5 15
A koordináló szervezet begyűjti és hasznosítja a kibocsátott és hulladékká vált csomagolás 54%-át, oly módon, hogy az anyagában hasznosított hulladékmennyiség aránya elérje a 33%-ot.
ISO 14001 és az EMAS Az ISO 14001 (Vállalti Környezetirányítási Rendszer) és az EMAS (Környezeti Teljesítmények Értékelése; Eco-Management and Audit Scheme), - melyek a környezettudatos vállalti irányítás egy eszközének (KIR) követelményeit írják le. Az egyik fő elve ezen követelményrendszereknek a szennyezés megelőzése, melynek viszont alapvető részét kell hogy képezze a vállalatok hulladékgazdálkodásának. Egy vállalat környezetközpontú irányítási rendszerének (KIR) szabványa az ISO 14001. Környezettudatos vállalatirányításon a vállalat azon tevékenységeinek összefogását értjük, amelyek hatással lehetnek a környezetre. Célja a környezetvédelem jelentőségének hangsúlyozása, a természeti erőforrások megóvása, a szennyezések és kockázatok csökkentése, a dolgozók és a környéken lakók egészségének megőrzése.
A környezetközpontú irányítási rendszer A környezetközpontú irányítási rendszer (KIR) egy sor konkrét lépésből áll, amelyek egymásra épülnek. Ezek segítségével a szervezet (általában vállalat) elérhet egy világosan meghatározott célt: a környezet megóvását. A KIR alkalmazásával a szervezet úgy alakítja megszokott tevékenységét, hogy az egyre kisebb terhelést jelentsen az emberekre és a környezetre
ISO 14001 és az EMAS A KIR lépései: a környezeti politika lefektetése, a környezeti hatások, tényezők kezdeti felmérése, jogszabályok áttekintése és betartása, konkrét környezeti célok kitűzése, és az elérésükhöz szükséges intézkedések meghatározása, feladatok és felelősök kijelölése, minden dolgozóra kiterjedő képzés, a környezettudatosságot javító programok, megfelelő dokumentáció, mérések, folyamatos megfigyelés, javítási mechanizmusok, belső és külső felülvizsgálat, audit, tanúsítás, belső és külső tájékoztatás, kommunikáció, nyilvános környezeti jelentés Az EMAS lehetővé teszi a szervezetek önkéntes részvételét a Közösség ökoirányítási és auditálási rendszerében, melynek fő eszközei és követelményei: környezetközpontú irányítási rendszer (teljes mértékben ISO 14001 kompatibilis), környezeti teljesítmény javítása, terhelés csökkentése, környezetvédelmi jogszabályok betartása, nyilvános környezeti nyilatkozat (jelentés) kiadása.
Nemzetközi (EU) főbb szabályozások I. Európai Közösség Tanácsának a hulladékról szóló 75/442/EGK (amelyet a 91/156/EGK módosított) irányelve. Több alkalommal jelentősen módosították ezért az áttekinthetőség és érthetőség érdekében ezt az irányelvet kodifikálni kellett. A 2006.április 5.-én megjelent 2006/12/EK irányelv ezen, hiánypótló a szerepet tölti be. Amely a hulladék definícióját, valamint a hulladékok kezelésével kapcsolatos általános kötelezettségeket fogalmazza meg. Megjelennek benne a hulladékgazdálkodási alapelvek is, amelyek közül a talán a legfontosabb a megelőzés és elővigyázatosság elve A veszélyes hulladékokról a 91/689/EGK direktíva szól AZ EURÓPAI PARLAMENT ÉS TANÁCS 1994. december 20-i 94/62/EK IRÁNYELVE a csomagolásról és a csomagolási hulladékról
96/61/EK tanácsi irányelv kimondja, hogy egyes hulladékgazdálkodási eljárásokra meghatározott engedély szükséges. A 259/93 tanácsi rendelet a határokon átnyúló hulladékszállítást szabályozza.
Nemzetközi (EU) főbb szabályozások II. A 2000/76/EK irányelv a hulladékok égetéséről egységesen szabályozta bármilyen hulladék elégetését Az irányelvben kimondják, hogy „bármely ésszerű hulladékgazdálkodási politikában a hulladék keletkezésének megelőzése, valamint a hulladék veszélyes tulajdonságainak a minimálisra csökkentése a legfontosabb cél”, valamint „elsődleges fontosságúnak tekinti a hulladék keletkezésének megelőzését, amelyet az újrahasználat és újrahasznosítás, majd a hulladék biztonságos ártalmatlanítása követ.” 2000/76/EK (8)
A 2000/532/EK Bizottsági Határozat a hulladékok jegyzékéről 2004.-ben az EU Tanácsa és Parlamentje közös határozatot hozott az Üvegházhatást okozó gázok Közösségen belüli kibocsátásának nyomon követését szolgáló rendszerről és a Kiotói jegyzőkönyv végrehajtásáról (280/2004/EK).
Nemzetközi (EU) főbb szabályozások III. 2007 február 21.-én az Európai Közösségek Bizottsága által COM(2007) 59 számon kiadott „Tájékoztató közlemény a hulladékról és a melléktermékekről” közleménye : A közlemény eldöntendő kérdése, hogy hogyan lehet különbséget tenni a termelési folyamatok melléktermékeként keletkezett, hulladéknak nem minősülő anyagok és a valóban hulladéknak tekintendő anyagok között. Azon elméletek, melyek szerint elegendő megvizsgálni, hogy az anyagot hasznosításra vagy ártalmatlanításra szánják-e, illetve azt, hogy az anyagnak gazdasági értéke van-e vagy sem, nem biztosítják kellően magas szinten a környezet védelmét. Ezen kérdés megválaszolását tehát sok kockázati tényező és a lehetséges hatások megvizsgálásának kell megelőznie. termék: olyan anyag, amelyet egy termelési folyamat során tervszerűen állítanak elő. Gyakran meghatározható egy vagy több „elsődleges” termék, ami alatt az előállított legfontosabb anyago(ka)t kell érteni. termelési maradékanyag: olyan anyag, amelynek az előállítása nem cél az adott termelési folyamatban, ez az anyag azonban nem feltétlenül hulladék. melléktermék: olyan termelési maradékanyag, ami nem minősül hulladéknak.
Nemzetközi (EU) főbb szabályozások IV. „A fa mint energiaforrás a kibővített Európában” (2006/C 110/11) című Európai Gazdasági és Szociális Bizottsági vélemény, (fontos mindképp kitérni erre is, mivel a fahulladék egyik hasznosítási formájának tekintjük az energetikai felhasználást)
Az EGSZB fontosnak tartja, hogy minden ország összpontosítson a fa ún. fenntartható felhasználására és elősegítse az ipari és erdészeti melléktermékek valamint a direkt energiatermelési céllal kitermelt fa tüzelőanyag piacának kialakulását. Ugyanakkor elismeri, hogy az Európában a fával történő energia előállítás ismeretei nem megfelelőek és ezt a tagállamokban javítani szükséges. A nagy közép-európai lomberdőterületeken megfelelő faállományt kell meghagyni, hogy biztosítva legyen az erdőkben a fajgazdagság. Az erdei erőforrások egy részéről hiányosak az ismereteink éppen ezért ezen szegmenst is pontosan fel kell térképezni. Folyt. köv. oldal…
Nemzetközi (EU) főbb szabályozások V. „A megújuló energiaforrások felhasználása fosszilis energiahordozó helyett csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását. A csökkentés aránya természetesen attól függ, milyen tüzelőanyagot és milyen termelési módot helyettesítenek megújuló energiaformákkal. Az egyes fosszilis tüzelőanyagok különböző szén-dioxid-kibocsátási hányadossal rendelkeznek. A kibocsátás csökkentését illetően tehát különösen fontos, hogy az energiatermelés olyan formáira összpontosítsunk, amelyek esetében az egységnyi energiatermelésre eső kibocsátás különösen alacsony.” Néhány ország a széndioxidra kivetett adóval próbálják csökkenteni a széndioxidkibocsátást. A fa ezzel szemben szén-dioxid-semleges tüzelőanyag, amely nem bocsát ki nagy mennyiségben szennyező anyagokat a légkörbe. Más tüzelőanyagokkal összehasonlítva a fa kevés ként és nitrogént tartalmaz. A kitermelt fát elsősorban fa- és papírtermékek előállítására használja fel. Ezen folyamatok közben azonban melléktermék keletkezik, mely alkalmas tüzelőanyagnak üzemen belül, vagy értékesíthető a tüzelőanyagok piacán Fontos, hogy a fából készült újrahasznosított terméket életútja végén energiává lehet alakítani, ennek megfelelően az erdészeti és faipari megmunkálások során keletkező „minden terméket és mellékterméket” fel lehet használni energiatermelés céljára, mely az „erdészeti ipar és az energiatermelés hatékony környezetbarát kombinációja”
Nemzetközi (EU) főbb szabályozások VI (Németország). A „Altholz Verordnung” osztályozza a különböző anyagokat: A I. : természetes állapotú, csak mechanikailag megmunkált faanyag, amelyben csak minimális a szennyeződés A II. : ragasztóanyaggal kezelt, festett, lakkozott, stb., amely nem tartalmaz halogénezett szerves anyagokat és nincs favédő szerrel kezelve. A III. : fahulladék amely tartalmaz halogénezett szerves anyagokat és nincs favédő szerrel kezelve. A IV. : védőszerekkel kezelt fa, amelyek nem kerülhetnek be az első három kategóriába. Ilyenek például a vasúti talpfák, a póznák, stb. A törvény osztályozását a legújabb kutatások kiegészítik a következővel: PCB fahulladék: azon fahulladékok, amelyek PCB-t tartalmaznak (a PCB/PCT hulladék rendelet értelmében) /összes fahulladék 10-20%-a /. Ez nem sorolható be egyik kategóriába sem. Ezt akkor kell használni, ha a PCB tartalom magasabb, mint 50 mg/kg.
Hulladéklogisztika (inverz logisztika) A faipari termékek kezelési rendszerének egyik legkritikusabb eleme a termelés során keletkező hulladékok és a már termékként életútjának végére ért elhasznált anyagok begyűjtése. „Az inverz logisztika olyan tudományos és gyakorlati ismeretek, tapasztalatok és módszerek összessége, amelyek alkalmasak az eredeti használaton kívülre kerülő áruk, termékek, erőforrások és az ezekhez kapcsolódó információk hálózatokon belüli és hálózatok közötti áramlásának koordinálására, a termék előállítók szolgáltatásainak bővítéséért és a környezetvédelmi előírások betartásáért.”
a „hulladék” szó hiányzik a megfogalmazásból
Forrás: Déri András, Vándorffy István (2005): A „bővített” ellátási lánc. MLE kiadvány, Logisztikai évkönyv, Budapest
A hagyományos logisztikai folyamat és az inverz logisztika egy egységet képezve gyakorlatilag bemutatja a termék keletkezését, használatát, elhasználódását, begyűjtését és esteleges hasznosítás, tehát a kezdeti alapanyag teljes életútját. Láthatjuk továbbá, hogy ezen inverz folyamat már nem a vevő, fogyasztó ellátását szolgálja, ezért ezzel a lánc véget érne. Ha azonban a fogyasztói igény oldaláról közelítjük meg ezen kérdéskört, akkor beláthatjuk, hogy a ezen igényekhez hozzátartozik az elhasználódott termékek kezelése is. Forrás: Déri András, Vándorffy István (2005): A „bővített” ellátási lánc. MLE kiadvány, Logisztikai évkönyv, Budapest
Hulladéklogisztika (inverz logisztika) A teljes, integrált hulladékgazdálkodási rendszer esetén szorosan egymáshoz kapcsolódó, konkrét inverz logisztikai folyamatokat (begyűjtés, szelektálás, előkezelés, átmeneti tárolás, szállítás, feldolgozás) a tágan értelmezett hulladéklogisztikai elméletek, modellek veszik körül. Ezen modelleket a faalapú hulladékok/melléktermékek esetén a „6R” környezetvédelmi intézkedési program felől közelítem meg (az elfogadott 5R helyett). a hulladékok keletkezési helyeinek felkutatása (Respect) !!!! hulladékok mennyiségének csökkentése (Reduce) a hulladékoknak, esetleg veszélyes anyagoknak kevésbé problémás anyagokkal történő helyettesítése (Replacement, Rethink, Refine) a hulladékok szelektív összegyűjtése utáni újrafelhasználása (Reuse) a hulladékok szelektív összegyűjtése utáni újrafeldolgozása (Recycle), és a recycling-al egyenértékű újrahasznosítás (Reutilization) lehetőség szerint, ezekből a hulladékokból, értékes anyagok, illetve energia visszanyerése (Recovery vagy Retrieve Energy)
Kiemelkedően fontos a termék-hulladék/melléktermék életútjának (LCA-életciklus analízis segítségével) végigkísérése.
A faalapú hulladékokra vonatkozó inverz logisztikát az alábbi főbb külső negatív tényező befolyásolják: A faipari termékek életciklusának lerövidülése (Korunkban egyre inkább előtérbe kerülnek a tömörfát nélkülöző, így lamináltlapból készülő bútorok előállítása. Ezek tapasztalatok alapján hamarabb válnak felhasználója számára értéktelenné, illetve ezen típusú bútorok felújításának lehetősége nagymértékben korlátozott.) Fogyasztói társadalom bővülése és az egyre olcsóbb és így egyre gyengébb minőségű alapanyagból készült termékek növelik az éves szinten keletkező fahulladékok mennyiségét. Üzemanyagárak
folyamatos
növekedése
megnöveli
ezen
hulladékok
begyűjtését, így egyre kisebb távokon valósítható meg a gazdaságos begyűjtés Fahulladékok mennyiségi növekedése, melyet alapvetően az életciklus lerövidülése és a fogyasztói társadalom bővülése generál
Természetesen szükséges ugyanakkor áttekinteni a pozitív befolyásoló tényezőket is: Környezettudatos gondolkodás egyre jellemzőbb mind a lakosságra, mind pedig a gyártó cégekre. Egyre több koordináló szervezet jelenik meg ezen a téren, és az így kialakult egészséges versenyhelyzet javíthat a fahulladékok hasznosításának arányán. A hulladékokra vonatkozó szigorodó szabályozás. Itt ismételten meg kell jegyeznem, hogy kimondottan faalapú hulladékokra jogi szabályozással nem találkozhatunk Magyarországon.
Előtérben a faalapú hulladékok Magyarországon becslések szerint az évente - a hozzávetőleg 1,8 millió ha. erdővel borított területből - kitermelt nettó faanyagtérfogat 5,9 millió m3, melyből 2,7 millió m3 ipari célú, míg 3,2 millió m3 energetikai célú. (Országos megoszlás, 66%-os statisztikai felvétel alapján számított érték. Forrás: ÁÉSz )
Mintegy millió 1,2 millió m3 (becsült adat) fahulladék miatt nagy jelentőséget kell tulajdonítani a tovább-feldolgozásnak, hasznosításnak.
1 m3 hengeres élőfára vetített hulladék (felméréseim alapján) Fűrészipar (I, II, és III. osztályú anyagok figyelembevételével) 30-40 % Bútoralkatrész-gyártás
60-80 %
Ajtó-ablak gyártás
55-70%
Furnérgyártás
50-60%
Rétegeltlemez gyártás
55-65%
Forgácslapgyártás:
~5%
Az főre jutó fatermék fogyasztás ~0,15 m3/év (0,27 m3/év), míg az energetikai célra kitermelt fa esetén ez az arány ~0,31 m3/év.
Elhasználódott fatermék („RW: Recovered wood, Altholz”) Lerakás
„Az otthon melege”
Fűrészárú előállításának környezetterhelése Fűrészrönk
Energia
Rönktárolás
Szilárd szennyező anyagok
Hossztolás
Folyékony szennyező anyagok Gáz szennyező anyagok.
Kérgezés Segédanyagok Fűrészelés
Hőszennyezés Üzemanyagok
Szárítás/gőzölés Zajszennyezés Készletezés
Fűrészáru
Hulladékok, másodlagos nyersanyagok
A fűrészáru előállítás ökológiai mérlegének főbb összetevői: Rönktárolás: a beszállított rönk leterhelése, osztályozása, osztálymáglyák kialakítása, rönkök beszállítása a feldolgozó géphez, fülledékeny lombos rönköknél vizes tárolás, esőztető berendezés üzemeltetése, víztisztítás Fűrészáru termelés: a megmunkáló és szállítóberendezések üzemeltetése, a fűrészáru osztályozása, rakodása, esetleg kötegelése, csomagolása, keletkezett melléktermékek szállítása, tovább feldolgozása, raktározása Gőzölés: a gőzölő berendezés kiszolgálása, fűtése, a keletkező szennyvíz elvezetése Szárítás: a szárítóberendezés kiszolgálása, fűtése (Az anyagmérlegnél az itt bekövetkező térfogat-, illetve tömegveszteséget figyelembe kell venni) Tovább feldolgozás: a fűrészáruból méretre szabott, gyalult árucikkek gyártása, szélanyagból apríték készítése Üzemen belüli szállítás: a rönkök, fűrészáruk mozgatására alkalmazott rakodógépek, targoncák, tehergépkocsik környezetszennyezése Üzemfenntartás: a berendezések, gépek üzemeltetésével, karbantartásával járó környezetszennyezés, a kisegítő műhelyek (élező műhely, lakatos műhely, hegesztő műhely stb.) környezeti hatása Kazán telep: az üzemen belüli hő- és gőzenergia előállítására szolgáló kazántelepek kiszolgálása, a keletkező kéreg, fűrészpor vagy apríték égetésre szánt részének tárolása, szállítása, az égetés környezeti hatása.
Faalapú hulladékok kezelésének betartandó hierarchiája Megelőzés Újrahasználat, szükség esetén előkészítéssel Újrafeldolgozás Energetikai hasznosítás Ártalmatlanítás, pl.: lerakás, égetés, energia-visszanyerés nélkül
Faalapú hulladékok hasznosítása: Reuse (újrafelhasználás)----- pl.: többutas raklapok Recycle (újrafeldolgozás) Recovery (energetikai visszanyerés)
Hulladék csökkentési módszer (esettanulmány)
Egy teljesen újszerű lehetőség arra vonatkozóan, hogy hogyan lehet a keletkező faalapú hulladék/melléktermék mennyiségét csökkenteni tisztán manuális úton történő felmérés és elemzés, valamint a SIMUL8 termelés szimuláló szoftver segítségével. A módszerrel akár mintegy 10-15%-os kihozatal növekedés érhető el a magasabb minőségű alapanyag esetén, mely nyilván ugyanilyen mértékű hulladék/melléktermék csökkenést vonz magával.
Az ALAPANYAG!!!
A hosszúsági méretek jelentős méretszóródása a hosszvágás során keletkező eselékek mennyiségének növekedését, és ezáltal a rosszabb kihozatalt eredményezi, melyet az hosszleszabás optimalizálásának megnehezítése (az állandóan változó hosszúságok) tovább ront.
1. Hosszleszabás során keletkező darabos hulladékok („hibátlan”, repedés, göcs)
2. Sorozatvágó körfűrészgépen történő megmunkálás elemzése
Visszaforgatható melléktermék
További termek előállításra alkalmatlan (nem hasznosítható) hulladék
3. Négyoldali megmunkálás elemzése
Egy vizsgált rakat feldolgozása során keletkező termékek, melléktermékek és hulladékok mennyiségi értékei
Sorozatvágás (elsődleges) A hosszleszabónál keletkező hulladék mennyisége
4%
Sorozatvágónál keletkező termék
Sorozatvágóhoz kerülő anyag mennyisége
11%
Sorozatvágónál keletkező visszaforgatható melléktermék Sorozatvágónál keletkező hulladék
55%
34%
Egy vizsgált, „optimalizált” rakat feldolgozásának folyamatábrája a megmunkálás során keletkező termékek, melléktermékek és hulladékok százalékos értékeivel
96%
Hosszleszabás
Keresztmetszeti megmunkálás Sorozatvágónál keletkező termék Sorozatvágónál keletkező visszaforgatható melléktermék Sorozatvágónál keletkező hulladék
59% 12%
Sorozatvágás (másodlagos)
Sorozatvágónál keletkező visszaforgatható melléktermék
4%
A keresztmetszeti megmunkálónál keletkező termék
24%
A megmunkálónál keletkező összes hulladék (selejt+por-forgács)
Sorozatvágónál keletkező hulladék
Átadás keresztmetszeti megmunkálásra Sorozatvágónál keletkező anyagok összesített arányai, a melléktermék feldolgozása után
Átadás további megmunkálásra (pl. hosszméret kialakítása)
29%
Sorozatvágónál keletkező termék
21%
75%
Sorozatvágás (összesített)
5%
76%
Pontos husszméret kiakalítása utáni termék
Pontos hosszúsági kialakítás során keletkező eselék
Pontos hosszkialakítás 95%
A vizsgált rakatok megmunkálási fázisait követő átlagos kihozatali értékek 100,00
100,00 94,93
90,00 80,00 67,64
70,00 60,00
[%]
51,60 47,95
50,00
44,55
40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 Feldolgozott alapanyag
Kihozatal leszabás után
Kihozatal a sorozatvágás után (visszaforgatás nélkül)
Kihozatal a sorozatvágás után (visszaforgatást követően)
Kihozatal a Kihozatal a pontos keresztmetszeti hosszméret kialakítás megmunkálás után után
Kihozatal
Forrás: RAIMANN ProfiRip Series
Faipari termékek, hulladékok/melléktermékek életútjának folyamatmodellje (hulladék/melléktermék hasznosítási kérdéseinek eldöntése végett célszerű felvázolni annak lehetséges életút irányait) Gyártás során keletkezo fahulladék
Alapanyag elosztás, (kereskedoi hálózat)
Elsodleges fafeldolgozás (furészipar) Másodlagos fafeldolgozás (Épületasztalos és bútoripar)
Kereskedelmi „vissztermék”
Termék elsodleges elosztása
Ellátás
Elsodleges, eredeti felhasználás
Kitermelés során keletkezo erdei fahulladék
Lemezipar
ok ag y n lóa o ag
Faalapú csomagolóanyagok gyártása
ut bb ö T
a
m so c s
Újrafelhasználás (pl.: felújítás) Másodlagos felhasználás
Másodlagos elosztás
Újrahasznosítás (pl.: forgácslapgyártás)
Végfelhasználás során keletkezo elhasznált fahulladék
Fakitermelés (erdészetek)
Gyujtés
Válogatás
Bontás, elokészítés
Komposztálás Energetikai hasznosítás Lerakással történo ártalmatlanítás
Tárolás
Hasznosítási és ártalmatlanítási lehetőségek kapcsolata a faalapú hulladékokkal A mai magyar faipar és faalapon működő erőművek érdekei között ellentétek találhatóak, melyek a közös alapanyagbázis miatt adódhatnak. A folyamatmodell segít abban a döntésben, hogy az adott hulladékot milyen módon kell ésszerűen hasznosítani. (Az ábrán a piros vonalak gyakorlatilag a hulladék/melléktermék „végső” energetikai hasznosításának vagy ártalmatlanításának útjához kapcsolódnak, míg a zölddel jelölt vonal segítségével az elsődleges hasznosítási eljárások iránya látható.) Amennyiben veszélyes összetevot tartalmaz
Termelési folyamat Céltermék Selejt
Amennyiben veszélyes összetevot nem tartalmaz
Elhasználódott fatermék („Altholz”)
Nem veszélyes faalapú hulladék, melléktermék
Veszélyes veszélyes faalapú hulladék,
Por-forgács
Darabos hulladék, melléktermék
Újrafelhasználás (Reuse) Lakossági értékesítés Komposztálás Újrafeldolgozás (Recycle)
„Nemesítés”: Brikettálás, pellettálás
Kommunális lerakó
Veszélyeshulladék égetomu Energetikai hasznosítás, visszanyerés (Recovery)
Energetikai hasznosítás A faalapú hulladékok energetikai hasznosítása során hőt, áramot, vagy a kettő kombinációját kapjuk.
Forrás: Dr. Johann Geyer (2005): Biomass district heating systems: Europaisches Zentrum für Erneuerbare Energia Güssing GmbH. Güssing
Fahulladékok elégetésének sémája
Az energetikai felhasználás legegyszerűbb módja tehát a közvetlen eltüzelés
A légszáraz fában visszamaradt nedvesség még mindig a tömeg 15-20%-a. Ez a nedvesség csak 1000C körüli hőmérsékleten távozik a fából.
Bár a fa szilárd tüzelőanyag, meggyújtva mégis túlnyomórészt fagázként ég el. Éghető összetevőinek tömeg szerint kereken 83%-a ég el gázalakban.
Az elillanó anyagok elégése után keletkezik a faszén. A faszénparázs 500-800 °C között elgázosodik és korom nélkül elég. Ez a folyamat rövid, áttetsző lángok formájában mutatkozik.
Kb.: 80 %
Kb.: 20 %
52 Forrás: Dr. Johann Geyer (2005): Biomass district heating systems: Europaisches Zentrum für Erneuerbare Energia Güssing GmbH. Güssing
Az energetikai felhasználás legegyszerűbb módja a közvetlen eltüzelés Alátolós égetés
Előtoló rostélyos tüzelőberendezés sémája
Befúvatásos égetés Előtéttüzelő berendezés
Forrás:
A stacioner és a körforgó fluidizációs rendszer
Dr. Johann Geyer (2005): Biomass district heating systems: Europaisches Zentrum für Erneuerbare Energia Güssing GmbH. Güssing
A fa- és egyéb szilárd hulladékokból többféle technológia szerint nyerhetünk gázt. Egyik eljárás az oxidáló közegek kizárásával végzett hőbontás (pirolízis). A pirolízis nagy karbontartalmú anyagok lebontását és depolimerizációját eredményezi. A folyamat egyik terméke a fagáz, amelyet energiaforrásként használhatunk. Rajta kívül szilárd termékként faszén, folyékony anyagként kátrány és kátrányos víz keletkezik. Másik eljárás oxidáló közeg (levegő, oxigén) jelenlétében végzett elgázosítás. Ebben az esetben az elgázosítás magas hőmérsékleten, a sztöchiometriai mennyiségnél kevesebb oxidáló közeg jelenlétében zajlik le. Ilyen feltételek mellett a fa erősen bomlik és polimerizálódik, kis molekulájú gázok és szénhidrogének (CO, C02, Hz, CHQ stb.) képződnek. Oxidáló közeg jelenlétében a szilárd anyag mennyisége erőteljesebben csökken, a szilárd és folyékony termékek (faszén, kátrány) képződését alacsonyabb szinten lehet tartani, melyeket hűtéssel, szűréssel és tisztítással távolítanak el.
A kapcsolt energiatermelés egyszerűsített folyamata
Kapcsoltan termelt energia: közös technológiai berendezésben, azonos tüzelőanyagokkal, legalább 65%-os energetikai hatásfokú energiaátalakítási folyamattal előállított villamos- és hőenergia
Kapcsolt energiatermelés lehetőségei
•
•
• •
Hazánkban a CHP rendszereket kogeneráció névvel illetik, vagy ha az abszorbciós rendszer is jelen van a rendszerben, akkor a technológia trigeneráció névre hallgat Gőz munkaközegű (hulladékhő a kondenzátorból kilépő gőzben): – ellennyomású, – elvételes kondenzációs, – kondenzációs (részleges és teljes hőkiadással). Gáz kombinációk (hulladékhő a gázturbinából kilépő füstgázban) – forróvízkazán, – gőzkazán, – ellennyomású gőzturbina, – elvételes kondenzációs gőzturbina. Gázmotoros kombináció (hulladékhő a gázmotorból kilépő füstgázban, kenőolajban és hűtővízben). Hőszivattyús hőtermelés (hulladékhő felhasználás).
A kapcsolt energiatermelésnél lehetőség van a szerves Rankine-ciklus (ORC = Organic Rankine Cycle) alkalmazására is ahol munkaközegként nagy molekulasúlyú szerves folyadékot használunk (ammónia, benzol, stb.. ellentétben a hagyományos vízgőzzel szemben). Előny: Olyan tulajdonságokkal rendelkező közeget használ, mely lehetővé teszi a kishőmérsékletű hőforrások, mint a hulladékhő, geotermikus energia, napenergia hasznosítását (állandó nyomáson, de kisebb hő hatására történik elgőzölögtetés, turbinában expandált gőzt lecsapatják)
Kogenerációs rendszerek üzemeltetési paraméterei
Forrás:
Paraméterek
Gőzturbina
Diesel generátor
Gázmotor
Gázturbina
Mikro turbina
Villamos hatásfok
15-38%
27-45%
22-40%
22-36%
18-27%
Teljes hatásfok
80%
70-80%
70-80%
70-75%
65-75%
Jellemző teljesítmény (MWe)
0.2-800
0.03-5
0.05-5
1-500
0.03-0.35
http://www.kekenergia.com/archiv/chp.html
A kapcsolt energiatermelés gázmotorral (egy lehetséges séma
gázmotor levegő
levegő
Forrás:
Dr. Johann Geyer (2005): Biomass district heating systems: Europaisches Zentrum für Erneuerbare Energia Güssing GmbH. Güssing
Kapcsolt energiatermelés gőzturbinával
Gőz turbina
Friss víz Tápvíz ESP: Villamos pernyeleválasztó
Meleg víz Gőz Levegő
Felhasználás
Füstgáz Hamu Tüzelőanyag
Visszaforgatás
Kiegészítés
Víz tisztítás Rostély
Tápvíz tartály Tüzelőanyag-készlet Hamu konténer
Forrás:
Dr. Johann Geyer (2005): Biomass district heating systems: Europaisches Zentrum für Erneuerbare Energia Güssing GmbH. Güssing
Nem „hétköznapi” megoldások: Stirling-motor A Gáz állapotváltozásaira épül a mozgatása. A fahulladék a kazánban kerül elégetésre, a távozó füstgáz először a belépő égési levegőt előmelegíti, majd az hőcserélőn leadja a hőjének egy részét a fűtési víznek. Az eltávozó füstgáz maradék hője veszteségnek számít. Az égési levegő hőjéből dolgozik a Stirling-motor is, a beérkező 140 kW-ból 35 kW villamos áramot termel, a maradék hő pedig szintén az hőcserélőhöz kerül. (NASA RPS hajtómű alacsony hőmérsékletű fűtőberendezéssel) Problémák: Stirling-motor hideg és meleg oldali hőcserélői költségesek A leadott teljesítményt nehéz változtatni Felfűtéshez szükséges nagyon hosszú A felvett hő az egyidejű motorhűtéssel idő kell együtt a bezárt munkagáz nyomásingadozását okozza, amely így egy vagy több dugattyúval egy Munkaközeg: hidrogén, de nehéz tengelyen munkát tud végezni. megtartani a zárt térben szivárgás
Nem „hétköznapi” megoldások: Gőzexpanziós Spilling motoron alapuló kapcsolt energiatermelési lehetőség Egy speciális gőzerőfolyamaton alapuló lehetőség, mely egy hagyományos dugattyús gépből lett kialakítva. A hengerfejébe gőzt vezetünk és a gőz miközben a dugattyúkat lefelé tolja a gép tengelyén munkát végez.
A motor szabályozottan csökkenti a kazánban termelt gőz nyomását a kívánt technológiai nyomás értékre, tehát a berendezés automatikus nyomáscsökkentőként is üzemel.
Forrás:
Hegedűs Attila (ERBE): Spilling expanziós motor
Energetikai „nemesítés” A brikett Halmazsűrűsége kisebb, mint a hulladék, illetve apríték halmazsűrűsége, így a szállítási és tárolási kültsége is kisebb A nedvességtartalma kevésbé ingadozó A hagyományos tüzelőberendezésekben a jó hatásfokú elégetése biztosítható Nagy fűtőértékű (18-18,5 MJ/kg) Kis nedvességtartalmú (8-14 %) Kedvező füstgázjellemzők mellett égethető el Kialakítása Tömörítéssel történik, kötőanyag felhasználása nélkül. A brikettálásra szánt faanyagot mechanikai úton őrlik, a megfelelő frakció elérése céljából. A préselésnél 800-1600 bar nyomás keletkezik, a nyomás, a bevitt, vagy képződött hő és a túlnyomásos vízgőz hatására a préselési idő alatt a farészecskék kapcsolatot alakítanak ki egymással.
Példa a közvetlen brikettálásra
Darabos hulladék közvetlen szállítása a csarnokból az aprítógépbe Aprított fahulladék szállítása Aprítóberendez és
Brikett kiadagoló Forgócellás adagoló
A pellet - Biomassza alapú tüzelőanyag, préslemény - Átmérője: 5-8 mm, hossza: 2-4 cm - Alapanyaga: fa, mg.-i maradványok (eszerint lehet fa- vagy agripellet) - Megújuló energia, faipari és mg.-i hulladék újrahasznosításával állítható elő - Fűtőértéke: 18-20 MJ/kg (a gázé: 36MJ/m3, így 1 m3 gáz kb. 2 kg pellet fűtőértékű)
A pellet égetési tulajdonságai - Teljesen automatizálható, - gázfűtés alternatívája - Pellet kazánban vagy kandallóban égethető - Akár 90-95 %-os hatásfokú égés - Legfeljebb 0,5 -1% os hamutartalom (ÖNORM, DIN szabványú fapellet esetén) - Nincs károsanyag kibocsátás - Jelenleg 35-40%-os üzemeltetési árelőnye van a gázfűtéshez képest
Forrás:
Pellet, mint tüzelőanyag Mi a (tűzi)pellet? • A pellet 100 %-ban természetes fa illetve biomassza alapanyagokból sajtolt, henger alakú granulátum, • rendkívül jó égési tulajdonságokkal rendelkezik. • A fapelletet fahulladékból préselik össze nagy nyomáson (8-900 bar), • Kötőanyagként a fában természetesen jelenlevő lignin szolgál, hozzáadott mesterséges anyagot nem tartalmaz, • Megújuló energiaforrásként állandóan újratermelhető/újratermelődik • Égetése környezetkímélő, CO2 semleges
Forrás:
A pelletprésfej (matricák)
Pelletgyártás
4. Szárazanyag siló
1. Alapanyag tartály 5. Szárazanyag továbbító 2. Szárító
6. Kondícionáló 3. Kalapácsos őrlő
7. Pelletprés-sor 8. csomagoló
Forrás:
Pelletgyártás
Forrás:
EU által 2008. december 17. elfogadott klímacsomag jelentős hatással fog bírni a faipari alapanyagokra és hulladékokra hasznosítására egyaránt, hiszen (mint ahogy az a bírálatban is olvasható) 2020-ig: 20%-kal kell csökkenteni az üvegházhatású gázok kibocsátását 20%-kal kell javítani az energiahatékonyságot 20%-ra kell növelni az összes primer energia felhasználáson belül a megújuló energiák felhasználását (Magyarország: 13%) 10-ra kell növelni a megújuló energiából előállított hajtóanyag felhasználását az összes felhasználáson belül.
Adatok forrása: Bohoczky Ferenc, ny. vezető főtanácsos, az MTA Megújuló Albizottság tagja (2008)
Kutatási kitekintés: Új műszaki-technológiai eljárások a fafeldolgozás energiahatékonyságának növelésére (FAENERGH, REG-ND-09-2-2009-0023) REG_ND_KFI_09 Baross Gábor Program; K+F projektek támogatása
Fűrészüzemek villamos energiaszükségletének megoszlása SZÁRÍTÓK ÉS KISEGÍTŐ BERENDEZÉSEI: 2%
KOMPRESSZOROK: 7%
Bútorgyártók villamos energiaszükségletének megoszlása
SZÁRÍTÓK ÉS KISEGÍTŐ BERENDEZÉSEIK: 11%
LÉGTECHNIKA: 22%
KAZÁNOK KISEGÍTŐ BERENDEZÉSEI: 3%
KOMPRESSZOROK: 6% LÉGTECHNIKA: 28%
KAZÁNOK KISEGÍTŐ BERENDEZÉSEI: 4%
SZOCIÁLIS ÉS KISEGÍTŐ BERENDEZÉSEK: 6%
SZOCIÁLIS ÉS KISEGÍTŐ BERENDEZÉSEK: 6%
TECHNOLÓGIA: 45%
TECHNOLÓGIA: 60%
Egy általános bútoripari cég hőigényének megoszlása
Szárítás hő-, és villamosenergia mennyiségének megoszlása
54%
19,6%
46% Technológiai hőigény
Villamosenergia szükséglet Hőmennyiség szükséglet
Fűtés, meleg víz ellátó berendezések hőigénye
80,4%
Hulladékgazdálkodás faipari vállalatoknál összefügg az energetikával!!!
A vizsgálataink tárgyát képező faipari ágazatok energiafelhasználásának bemutatása
Egységnyi alapanyag/termék előállításához szükséges villamos energiaigények megoszlása
Villamos energia (kWh)
1200
1000
800
1 m3 alapanyag feldolgozásához szükséges villamos energiaigény (kWh)
600
1 m3 termék előállításához szükséges villamos energiaigény (kWh)
400
200
0 Bútorgyártók
Faházgyártók
Parkettagyártók
Pelletgyártók
Fűrészüzem
Az energiahatékonyság-növelés főbb lehetőségeinek összefoglalása Szárítók hő-, és villamos energia részleges kiváltása alternatív energiaforrásokkal: Például napkollektoros fűtésrásegítéssel napos nyári időben mintegy 25-30%-os hőenergia-felhasználás csökkenés elérhető Por-forgács elszívó rendszerek korszerűsítése: Technológia-rugalmas rendszerek alkalmazásával, mintegy ~30% energiafelhasználás csökkenés lehetséges Csarnokok hőszigetelésének javítása: Megfelelően kialakított rétegrend alkalmazásával, akár 15-20% transzmissziós hőveszteség-csökkenés is elérhető A kompresszorok működése során keletkezett hő visszavezetése, visszanyerése helyiségek fűtésére Technológia villamos energia felhasználás csökkentése: Technológia ésszerűbb összehangolásával (gépek egyidejűségének csökkentése) és korszerű frenkvenciaváltós motorok alkalmazásával, mintegy ~30% villamos-energia csökkenés elérhető. Elektronikus energiafelügyeleti és teljesítménygazdálkodó rendszer alkalmazása: A rendszer működésének lényege, hogy a pillanatnyi teljesítmény felvétel és a lekötött teljesítmény függvényében szabályozza az egyes faipari berendezések ki-, illetve bekapcsolását. Így a faipari vállalatok elektromos energia fogyasztása egy előre meghatározott értéken belül maradjon. Ennek köszönhetően nagymértékben csökkenthető a szolgáltatónál lekötött teljesítmény igény, valamint a túllépésekből származó, jelentős költséggel járó büntetések is elkerülhetők.
További kutatási célkitűzések
Energiafelügyeleti rendszer
A beépített villamos-, és hőmennyiség mérők elhelyezkedése a vizsgált üzemegységben
Célkitűzések megvalósításának kezdeti lépései Hőmennyiség mérő
Villamos fogyasztás mérő
Konvekciós szárító villamos-, és hőmennyiségének mérőegysége
Technológia villamos teljesítmény mérő egysége
Vákuum szárító villamos-, és hőmennyiségének mérőegysége
Por-, forgácselszívás villamos teljesítmény mérő egysége
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!
