Ing. Alexander Jančárik (+421 2 60201624,
[email protected]), Ing. Elena Bodíková, (+421 2 60201637,
[email protected])PhD., Ing. Martin Kohút (
[email protected]) Slovenská agentúra životného prostredia, Centrum odpadového hospodárstva a environmentálneho manažérstva Hanulova 5/D, 844 40 Bratislava
Možnosti energetického zhodnocovania odpadov v SR
ABSTRAKT:
Odpady sú zaujímavým zdrojom energie, pričom možnosti ich využitia na výrobu energie alebo tepla sú viaceré. Príspevok sa zaoberá potenciálom odpadov na priamu výrobu energia tepla, na výrobu bioplynu, využitie skládkových plynov, ako aj na výrobu palív. V príspevku sú bilancie množstiev odpadov vhodných na jednotlivé spôsoby energetického využitia odpadov pre jednotlivé okresy SR.
Úvod:
Budúci sociálny a ekonomický rast Slovenska a rozvoj jeho jednotlivých regiónov bude, okrem iného, závisieť najmä od dostupnosti surovín, energetických zdrojov, vody, potravín a procesov zlepšujúcich životné prostredie. Kľúčovým problémom najbližších päť až pätnásť rokov v oblasti energetiky bude, popri hlavnej línii zníženia celkového rozsahu energetickej spotreby, predovšetkým riešenie energetickej bezpečnosti, diverzifikácia energetických zdrojov, využitie obnoviteľných zdrojov energie a energetické úspory. Odpady sú veľmi vítaným zdrojom energie či tepelnej alebo elektrickej predovšetkým pre svoju dostupnosť, pravidelnosť a permanentnosť vzniku, obnoviteľnosť, vysoký energetický obsah a v neposlednom rade pre zaujímavé finančné toky smerom od pôvodcu odpadu do energetického zariadenia. Odpady sú zároveň rizikovým faktorom životného prostredia, preto sú regulované prísnou legislatívou. Výroba energie z odpadov je jednou z podporovaných foriem nakladania s odpadmi, pretože z hľadiska ochrany zložiek životného prostredia je dostatočne regulovaná a kontrolovateľná. Centrum odpadového hospodárstva Slovenskej agentúry životného prostredia preto v roku 2012 na základe požiadavky Ministerstva životného prostredia SR spracovalo dokument pod názvom „Analýza energetického potenciálu odpadov v SR“. Nakoľko ide o pomerne rozsiahly dokument, budeme sa v tomto príspevku zaoberať na príklade komunálnych odpadov základnými myšlienkami, aby bolo možné vytvoriť si obraz o postupe riešenia a spôsobe uvažovania spracovateľov analýzy. Analýza sa skladá z troch základných častí. V prvej časti je uvedená použitá metodika, na základe ktorej sa uskutočnil výber odpadov pre ďalšie výpočty. Druhá časť obsahuje údaje o dostupnosti odpadov v členení na komunálne odpady a odpady iné ako komunálne (vznikajúce pri výrobnej činnosti). Boli vypočítané údaje za celé územie SR, ako aj pre jednotlivé okresy SR. V tretej časti sú načrtnuté možnosti využitia týchto odpadov na priamu výrobu energie a tepla, na spoluspaľovanie v cementárňach, príp. vápenkách, na výrobu bioplynu a na výrobu palív. Pri výpočte energetického potenciálu odpadov v SR sa vychádzalo z dostupných informácií, ktoré sa oficiálne zhromažďujú na základe zákonných požiadaviek. Ako zdroje údajov slúžili:
1. údaje o množstvách vzniknutých odpadov z hlásení pôvodcov odpadov podľa vyhlášky MŽP SR č. 283/2001 Z. z. o vykonaní niektorých ustanovení zákona o odpadoch v znení neskorších predpisov 2. údaje o nakladaní s odpadmi odpadov z hlásení pôvodcov odpadov a zariadení na nakladanie s odpadmi podľa vyhlášky MŽP SR č. 283/2001 Z. z. o vykonaní niektorých ustanovení zákona o odpadoch v znení neskorších predpisov 3. údaje o kapacitách zariadení na energetické zhodnocovanie odpadov z rozhodnutí obvodných úradov životného prostredia alebo z integrovaných povolených vydávaných SIŽP 4. údaje o dovoze odpadov zo sprievodných listov odpadov podľa nariadenia Európskeho parlamentu a Rady č. 1013/2006 o preprave odpadu v znení neskorších predpisov 5. údaje o množstvách vzniknutých komunálnych odpadoch a údaje o nakladaní s nimi zo štatistických zisťovaní Štatistického úradu SR Ako údajovú základňu pre hodnotenie výskytu odpadov sme použili databázy SAŽP – COHEM o vzniku a nakladaní s odpadmi za roky 2005 až 2010. Pre spracovanie boli jednotlivé ročné údaje o vzniku a nakladaní s odpadmi za sledované obdobie spriemerované podľa druhu odpadu a spôsobu nakladania s ním. Pre zjednodušenie sme spôsoby nakladania s odpadmi, ktoré sú v databázach evidované v zmysle číselníkov R a D kódov (v SR sú ešte pridané kódy nakladania „DO“ – Odovzdanie odpadov na využitie v domácnosti, „Z“ – Skladovanie odpadu u pôvodcu pred ďalším nakladaním s ním a do roku 2009 bol používaný aj kód nakladania „O“ – Odovzdanie odpadu inej organizácii) rozdelili do troch skupín:
Skupina A – odpady v súčasnosti energeticky zhodnocované Skupina B – odpady v súčasnosti materiálovo zhodnocované Skupina C – odpady, ktoré je možné energeticky využiť
Podrobné rozdelenie spôsobov nakladania do skupín je uvedené v nasledujúcej tabuľke: Skupina Kód Činnosť nakladania nakladania A– energeticky R01 Využitie najmä ako palivo alebo na získanie energie iným spôsobom zhodnocované odpady R02 Spätné získavanie alebo regenerácia rozpúšťadiel Recyklácia alebo spätné získavanie organických látok, ktoré nie sú používané ako R03 rozpúšťadlá (vrátane kompostovania a iných biologických transformačných procesov) R04 Recyklácia alebo spätné získavanie kovov a kovových zlúčenín R05 Recyklácia alebo spätné získavanie iných anorganických materiálov R06 Regenerácia kyselín a zásad B– R07 Spätné získavanie komponentov používaných pri odstraňovaní znečistenia materiálovo R08 Spätné získavanie komponentov z katalyzátorov zhodnocované R09 Prečisťovanie oleja alebo jeho iné opätovné použitie odpady Úprava pôdy za účelom dosiahnutia prínosov pre poľnohospodárstvo alebo pre R10 zlepšenie životného prostredia R11 Využitie odpadov vzniknutých pri operáciách označených ako R1 až R10 Úprava odpadov určených na spracovanie niektorou z operácií označených ako R12 R1 až R11 Skladovanie odpadov pred použitím niektorej z operácií označených ako R1 až R13 R12 (okrem dočasného uloženia pred zberom na mieste vzniku) C – odpady D01 Uloženie do zeme alebo na povrchu zeme (napr. skládka odpadov)
Skupina Kód Činnosť nakladania nakladania vhodné na Úprava pôdnymi procesmi (napr. biodegradácia kvapalných alebo kalových D02 energetické odpadov v pôde atď.) zhodnocovanie Hĺbková injektáž (napr. injektáž čerpateľných odpadov do vrtov, soľných baní D03 alebo prirodzených úložísk atď.) Ukladanie do povrchových nádrží (napr. umiestnenie kvapalných alebo kalových D04 odpadov do jám, rybníkov alebo lagún atď.) Špeciálne vybudované skládky odpadov (napr. umiestnenie do samostatných D05 buniek s povrchovou úpravou stien, ktoré sú zakryté a izolované jedna od druhej a od životného prostredia, atď.) D06 Vypúšťanie a vhadzovanie do vodného recipientu okrem morí a oceánov D07 Vypúšťanie a vhadzovanie do morí a oceánov vrátane uloženia na morské dno Biologická úprava nešpecifikovaná v tejto prílohe, pri ktorej vznikajú zlúčeniny D08 alebo zmesi, ktoré sú zneškodnené niektorou z operácií označených ako D1 až D12 Fyzikálno-chemická úprava nešpecifikovaná v tejto prílohe, pri ktorej vznikajú D09 zlúčeniny alebo zmesi, ktoré sú zneškodnené niektorou z operácií označených ako D1 až D12 (napr. Odparovanie, sušenie, kalcinácia, atď.) D10 Spaľovanie na pevnine D11 Spaľovanie na mori D12 Trvalé uloženie (napr. Umiestnenie kontajnerov v baniach atď.) Zmiešavanie alebo miešanie pred použitím niektorého spôsobu zneškodnenia D13 označeného ako D1 až D12 Uloženie do ďalších obalov pred použitím niektorého spôsobu zneškodnenia D14 označeného ako D1 až D12 Skladovanie pred použitím niektorého spôsobu zneškodnenia označeného ako D15 D1 až D14 (okrem dočasného uloženia pred zberom na mieste vzniku) DO Odovzdanie odpadov na využitie v domácnosti O Odovzdanie inej organizácii Z Skladovanie odpadu
Pre rozlíšenie spôsobov nakladania R12 a R13 (z dôvodu potenciálneho využívania odpadov, s ktorými sa nakladá podľa týchto činností, na energetické zhodnocovanie) od spôsobov nakladania R02 – R11 sme skupinu B rozdelili na dve podskupiny (BA a BB) (Tab. 5). Do skupiny BA sme zaradili spôsoby nakladania, ktoré jednoznačne určujú, že ide o materiálové zhodnocovanie a do skupiny BB sme zaradili spôsoby nakladania, ktoré nevylučujú možnosť, že časť týchto odpadov nebude možné zhodnotiť materiálovo, a preto tu pravdepodobne vznikne podiel, ktorý bude možné následne zhodnotiť energeticky. Skupina nakladania
BA
BB
Kód nakladania R02 R03 R04 R05 R06 R07 R08 R09 R10 R11 R12
Skupina nakladania
Kód nakladania R13
Pre komunálne odpady sme vzali do spracovania ich vznik za sledované obdobie, ktorý je v členení na ostatné (O) a nebezpečné (N) odpady uvedený v nasledujúcej tabuľke: Kategória odpadu N Podiel N O Podiel O SPOLU
2005
2006
2007
2008
2009
2010
140,24 0,01% 1 497 745,96 99,99% 1 497 886,20
44,89 0,00% 1 565 984,11 100,00% 1 566 029,00
107,43 0,01% 1 607 799,89 99,99% 1 607 907,32
117,50 0,01% 1 693 667,51 99,99% 1 693 785,01
154,10 0,01% 1 675 982,89 99,99% 1 676 136,99
150,21 0,01% 1 724 493,02 99,99% 1 724 643,23
Pre ďalšie spracovanie sme vzali do úvahy iba komunálne odpady zaradené do kategórie „ostatné“, nakoľko energetické využívanie nebezpečných odpadov je technicky náročné. Ich celkový vznik za sledované obdobie aj s percentuálnym zastúpením jednotlivých druhov je uvedený v nasledujúcej tabuľke: Kód odpadu 200101 200108 200110 200111 200125 200128 200130 200132 200138 200139 200141 200201 200203 200301 200302 200303 200306 200307 SPOLU
Názov odpadu Papier a lepenka Biologicky rozložiteľný kuchynský a reštauračný odpad Šatstvo Textílie Jedlé oleje a tuky Farby, tlačiarenské farby, lepidlá a živice iné ako uvedené v 200127 Detergenty iné ako uvedené v 200129 Liečivá iné ako uvedené v 200131 Drevo iné ako uvedené v 200137 Plasty Odpady z vymetania komínov Biologicky rozložiteľný odpad Iné biologicky nerozložiteľné odpady Zmesový komunálny odpad Odpad z trhovísk Odpad z čistenia ulíc Odpad z čistenia kanalizácie Objemný odpad
Vznik (t) 241 233,67 12 395,82 893,50 2 486,23 98,46 17,07 15,41 15,80 8 856,42 96 339,38 104,84 488 668,38 22 940,65 7 064 688,17 9 259,28 214 613,47 17 026,83 1 586 020,00 9 765 673,38
Podiel 2,47% 0,13% 0,01% 0,03% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,09% 0,99% 0,00% 5,00% 0,23% 72,34% 0,09% 2,20% 0,17% 16,24% 100,00%
Po vylúčení odpadov, ktorých celkový priemerný podiel na vzniku tvorí za sledované obdobie menej ako 0,5%, sme dostali konečný výber druhov odpadov pre energetickú bilanciu: Druh odpadu 200101 200139 200201 200301
Kategória odpadu O O O O
Názov odpadu Papier a lepenka Plasty Biologicky rozložiteľný odpad Zmesový komunálny odpad
Druh odpadu 200303 1 200307
Kategória odpadu O O
Názov odpadu Odpad z čistenia ulíc Objemný odpad
Celkový ročný priemerný energetický obsah komunálnych odpadov vypočítaný podľa stanovených pravidiel pre skupinu spôsobov nakladania „C“, teda odpady, ktoré sa v súčasnosti energeticky nevyužívajú, je uvedený v nasledujúcej tabuľke: Kód odpadu 200101 200139 200201 200301 200303 200307 CELKOM
Názov odpadu Papier a lepenka Plasty Biologicky rozložiteľný odpad Zmesový komunálny odpad Odpad z čistenia ulíc Objemný odpad
Množstvá Merná výhrevnosť Energetický potenciál (tony/rok) (MJ/t) (MJ/rok) 23 387,99 14 110 330 004 538,90 6 955,02 40 000 278 200 800,00 29 183,89 7 810 227 926 180,90 2 1 092 219,22 9 120 9 961 039 286,40 35 743,11 6 990 249 844 338,90 257 552,25 12 500 3 219 403 125,00 1 445 041,49 14 061 288 270,10
Na záver sme sa zaoberali možnou dostupnosťou komunálnych odpadov pre energetické zhodnocovanie v jednotlivých regiónoch SR. Množstvá odpadov sú v obrázkoch rozdelené do skupín „A“, „B“ a „C“ podľa súčasného spôsobu nakladania. Dostupnosť komunálnych odpadov na ich možné energetické využitie v okresoch SR je uvedená na nasledujúcom obrázku:
1
V objemnom odpade sú započítané aj „Drobné stavebné odpady z obcí“ (kód odpadu 17 99 00) zo zisťovaní ŠÚ SR, ktorý v priemere tvorí cca 35% z celkového evidovaného množstva. 2 Použitá bola priemerná hodnota.
V krajoch SR je dostupnosť komunálnych odpadov pre možné energetické využitie nasledovná:
Záver
Údaje v analýze samozrejme vychádzajú z predpokladu, že sa budú spaľovať komunálne odpady priamo bez úpravy (napr. MBÚ). V prípade, že na Slovensku budú budované zariadenia na úpravu komunálnych odpadov, výhrevnosť odpadov sa výrazne zmení a bude potrebné pre každé zariadenie vykonať analytické skúšky na stanovenie výhrevnosti produktov použitej technológie. Rovnako je potrebné vziať do úvahy aj kolísajúce zloženie zmesového komunálneho odpadu podľa typu zástavby, ktoré sa v mestskom a vidieckom prostredí líši, pričom podstatný vplyv na zloženie má spôsob vykurovania. Pri teoretickej mernej výhrevnosti hnedého uhlia cca 20 GJ/t, teda komunálne odpady, ktoré je ešte možné energeticky zhodnotiť predstavujú v SR možnú ročnú náhradu približne 700 tisíc ton fosílneho paliva. Pre ilustráciu je možné uviesť, že na Slovensku sa napr. v roku 2007 vyťažilo cca 2,3 milióna ton hnedého uhlia, takže jeho teoretické množstvo „ukryté“ v komunálnych odpadoch predstavuje približne tretinu ťažby.
