Települési hulladékok energetikai hasznosításának jelenlegi helyzete és távlatai Bánhidy János szaktanácsadó, nyugalmazott igazgató ISWA Energy Recovery munkabizottság tagja CEWEP elnökségi tag Fővárosi Közterület-fenntartó Nonprofit Zrt.
Hulladékok termikus hasznosítása KSZGYSZ konferencia Budapest, 2014. október 7.
Hol a helye a hulladékok energetikai hasznosításának? Az EU Hulladék Keret Irányelv (2008/98/EK) és a hazai hulladékos törvény (2012. évi CLXXXV.) egyértelműen meghatározza, hogy: Amit lehet és gazdaságilag, illetve környezetvédelmi szempontból ésszerű, azt anyagában kell hasznosítani. Amit nem lehet, vagy nem ésszerű anyagában újrahasználni vagy újrafeldolgozni, azt energetikailag kell hasznosítani. Csak az a hulladék kerüljön lerakásra, amit a fenti módokon már nem lehet hasznosítani („maradék hulladék”)
Hol a helye a hulladékok energetikai hasznosításának? (folytatás) Az Európai Bizottságnak a Hulladék Keretirányelv módosítására - a körkörös gazdaság létrehozására - tett közelmúltbeli javaslata alapján: • 2030-tól újrafeldolgozható és energetikai célra hasznosítható települési hulladék nem rakható le. Ezt figyelembe véve a lerakásra kerülő hányad max. 5 % lehet. • A települési hulladék min. 70 %-a (!) kerüljön újrahasználatra való előkészítésre vagy újrafeldolgozásra. • Következésképpen: az energetikai hasznosítás szerepe a javaslat szerint a körkörös gazdaság „körének” zárása lehet, azaz: azokat a hulladékokat, amelyek túl szennyezettek, vagy más okból alkalmatlanok a minőségi újrafeldolgozás számára, energiatermelésre kell hasznosítani.
Mi a helyzet jelenleg Európában és Magyarországon a települési szilárd hulladékkezelés terén? (2012. évi EUROSTAT adatok szerint) EU 28 tagállam átlaga
Magyarország 9% 5%
15% 27%
21% 24%
34%
65% komposztálás újrahasznosítás energetikai hasznosítás lerakás
Az anyagában történő és energetikai hulladékhasznosítás a fejlett európai országokban „kéz a kézben” jár A hulladékhasznosítás terén élen járó európai országok a következők (2012. évi adatok): Ország
Svájc Németország Svédország Belgium Hollandia Norvégia Ausztria Dánia
Anyagában történő hasznosítás Energetikai hasznosítás (beleértve a komposztálást) [%] [%] 50 50 65 35 47 52 57 42 50 48 40 58 62 35 45 52
Összehasonlításképpen a hazai helyzet : Magyarország 26
9
Lerakás [%] 0 0 1 1 2 2 3 3
65
Hulladékégető művek a világban A világon közel 2200 hulladéktüzelésű erőmű működik kb. 255 millió t/év kapacitással. (forrás: Ecoprog Waste to Energy 2013/2014) Európában több mint 450 égetőmű üzemel 78 millió t/év kapacitással és az égetőművek mindegyike betartja az európai uniós IED (ipari emissziós) irányelv szigorú emissziós követelményeit. (forrás: ISWA, CEWEP) A legtöbb égetőmű Japánban üzemel, de a legdinamikusabb „égetőmű építés” jelenleg Kínában folyik. 2015. végén várhatóan már több mint 300 égetőmű fog Kínában működni. (forrás: ISWA)
Energiatermelő hulladékégető művek Európában Égetőművek száma
Hulladékmennyiség Mt/év
Franciaország Németország Olaszország Svédország Dánia Svájc Egyesült Királyság Norvégia Belgium Ausztria Hollandia Spanyolország Portugália Cseh Köztársaság Finnország Szlovákia Magyarország Írország Luxemburg Lengyelország Szlovénia
CEWEP 2011. évi adatok 129 75 46 32 27 30 25 18 18 13 12 11 3 3 3 2 1 1 1 1 1
CEWEP 2011. évi adatok 12,9 21,2 5,8 5,2 3,3 3,5 5,7 1,5 3,6 2,5 7,2 2,5 1,1 0,6 0,3 0,2 0,4 0,004 0,1 0,04 0,01
Összesen:
452
78 millió t/év
Ország
Energiatermelés hulladékból Európában (2011. évi adatok)
Energiatermelésre hasznosított hulladék mennyisége:
78 millió tonna
Villamos energia termelés:
31 millió MWh
14 millió lakos ellátása Távhő értékesítés:
78 millió MWh (281 millió GJ)
7 millió lakás ellátása Megtakarítás fosszilis tüzelőanyagban: ~ 10 milliárd m3 földgáz vagy ~ 35 millió tonna barna szén
Hulladéktüzelés és távfűtés Néhány nagyvárosi példa a hulladéktüzelésből villamos energiával kapcsoltan előállított hőenergiának a részarányára a távhőszolgáltatásban: Brescia
75 %
Malmö
60 %
Párizs
50 %
Oslo
50 %
Koppenhága
30 %
Stockholm
30 %
Bécs
25 %
Milánó
20 %
Hamburg
20 %
Budapest
4-5%
Hatékonyság Az energetikai hasznosításra a Hulladék Keretirányelv tartalmaz egy R1 hatékonysági képletet. Eszerint csak azon égetőművek számítanak hulladék hasznosítónak, ahol az energetikai hatékonyság meghaladja új égetőknél a 65 %-ot, meglévő égetőknél a 60 %-ot. Az ennél alacsonyabb hatékonyságú égetők csak ártalmatlanítóknak tekintendők.
A recycling hatékonyságára vonatkozóan nincs képlet kidolgozva és nincsenek minimum értékek se meghatározva. Így a legkisebb hatékonyságú recycling is hasznosítás és prioritása van az energetikai hasznosítással szemben. 2011-ben az EU 27 tagországa a lakosságtól szelektíven begyűjtött műanyag hulladékok mintegy 50 %-át (3,36 millió tonnát) exportálta az Európai Unión kívüli országokba, ezen belül 87 %-ot Kínába, ahol a feldolgozás lényegesen kevésbé szigorú környezetvédelmi előírások és ellenőrzés mellett történik. Kérdés: ehhez képest nem előnyösebb-e ha a műanyag hulladékok energia tartalma pl. a keletkezés helyén távfűtésre hasznosul?
Miért előnyös a nagyvárosok számára a hulladéktüzelésű erőművek üzemeltetése ? • Bevált, biztonságos eljárás. •
A korszerű technológia kielégíti a legszigorúbb környezetvédelmi előírásokat.
• A hulladékégető művekben előállított villamos energia és távhő stabil, kiszámítható piaccal rendelkezik. • A kommunális hulladékok tüzelésénél keletkező CO2 mintegy 50 %-a „klíma-semleges”, azaz nem fosszilis eredetű karbonból származik, nem növeli az üvegházhatást. • A hulladékból termelt energia más erőműben is fosszilis tüzelőanyagot vált ki és ezzel tovább csökkenti a CO2 emissziót. • Az égetés során keletkező salak egy része hasznosítható (fémek leválasztása, útépítési felhasználás). • Az égetéskor keletkező széndioxid 21-szer kisebb mértékben növeli az üvegházhatást, mint a hulladéklerakókban keletkező metán.
A hulladékégetés „gyengéi” • Magas beruházási költségek • Telephely kiválasztás nehézsége • Füstgáztisztítási maradékok költséges elhelyezési igénye • Társadalmi (és esetenként politikai) elfogadottság részbeni hiánya • A médiában és un. zöld szervezetekben tovább élnek a tévhitek a környezetszennyezésre (elsősorban dioxinokra) vonatkozóan
Dioxin emisszió (1) Éves emisszió: g TEQ/év
Százalékos megoszlás források szerint 0,254
33
0,688
0,374
30
egyedi (házi) tüzelőberendezések ipar
9,654
közlekedés
15,580
20
73,450 10
hulladéktüzelésű erőművek mezőgazdaság
0,114 0
egyedi (házi) tüzelő- hulladék-tüzelésű berendezések erőművek
Forrás: Flemish Environment Agency, Emissions to Air Annual Report, 2010 values
egyéb
Dioxin emisszió (2) A Francia Környezetvédelmi Minisztérium háttérintézményeként működő CITEPA (French Interprofessional Technical Centre for Studies on Air Pollution) 2014. évi emissziós jelentésében olvasható:
A nem veszélyes hulladékot tüzelő francia égetőművek éves dioxin és furán emissziója 2012-ben kisebb volt, mint az 1990-es kibocsátás 1 %-a !!! Forrás: http://www.citepa.org/images/III-1 Rapports Inventaires/secten avril2014 sec.pdf
PM 10 emisszió Éves emisszió: t/év
Százalékos megoszlás források szerint
40000
35090 18,342
30000
16,626
egyedi (házi) tüzelőberendezések ipar közlekedés
20000
19,983
10000
0,004
26,841
18,203
10 0
közlekedés
hulladék-tüzelésű erőművek
Forrás: German Environmental Agency, National Trend Tables, 2010 values
hulladéktüzelésű erőművek mezőgazdaság egyéb
Az energetikai hasznosítás jövője Európában 1. A nagyvárosok számára az energetikai hasznosítás továbbra is a fenntartható hulladékkezelés egyik alappillére marad, különös tekintettel a szolgáltatás hosszú távú biztonságára és kiszámíthatóságára. 2. Nyugat-Európában és Észak-Európában már elegendő energetikai hasznosítási kapacitás épült ki és ezért itt nem várható jelentős számú új égetőmű építése (kivéve az Egyesült Királyságot és Írországot), de a meglévőket folyamatosan rekonstruálják és korszerűsítik. 2. Kelet- és Közép-Kelet-Európában viszont nehezen képzelhető el a lerakótól való eltérítés energetikai hasznosítás nélkül (a térségben elsőként Lengyelország indított jelentős égetőmű építési programot). 4. A hagyományos égetőművek mellett terjed a válogatás útján kinyert magas fűtőértékű frakció (RDF) tüzelése cementgyárakban és un. RDF erőművekben. 5. Növekvő újrafeldolgozási kvóták mellett várhatóan csökkenni fog az égetésre szóba jöhető települési hulladék mennyisége (lásd Európai Bizottság közelmúltban tett javaslata a Hulladék Keretirányelv módosítására).
RDF erőművek • Legtöbb RDF égető Németországban üzemel, szám szerint 35, összesen 6 millió t/év kapacitással. Ezen belül 4,6 millió t/év a települési hulladékból előállított RDF. • További ismertebb RDF égetők: Olaszország : Acerra (Nápoly mellett) Colleferró San Vittoré Spanyolország: Barcelona Hollandia: Harlingen
Vegyes hulladék tüzelés vagy RDF előállítás és azt követő égetés ? Az RDF előállítás (MBH-ban vagy mechanikai válogató műben) csak részmegoldást ad a hulladék kezelésre, ugyanis a maradékot még le kell rakni és az RDF-et el kell tüzelni. Az RDF tüzelés jelenthet előnyöket a vegyes hulladék tüzeléssel szemben (pl. beruházási költség csökkentés), de a hulladék inertizálása és a lerakás minimalizálása szempontjából egyértelműen hátrányosabb a vegyes hulladék közvetlen égetésénél: • Az előállított RDF az input hulladéknak csak kisebb hányadát teszi ki. A válogatás során - az RDF megcélzott fűtőértékétől függően - 50-70 tömeg %nyi hulladék marad vissza, amit csak lerakni lehet, mert energetikai hasznosításhoz alacsony a hőtartalma. A lerakásra kerülő hulladék TOC tartalma meghaladja a 10 %-ot. • A vegyes hulladék égetés (mass burning) során csak az égetési és füstgáztisztítási maradékanyagok elhelyezésével kell számolni. Ez a mennyiség a bemenő hulladékáramnak csupán 20-25 %-a. Az utóbbi évek fejlesztéseinek köszönhetően a salak 50-60 %-a útépítésre hasznosítható, így végül csak 10-12 % kerül lerakásra. A lerakásra kerülő hulladék TOC tartalma kevesebb mint 3 %.
Tervezett hulladéktüzelésű erőművek Lengyelországban
Város
Konin Kraków Bydgoszcz Szczecin Białystok Poznan
Kapacitás t/év
Finanszírozás
94 000 220 000 180 000 150 000 120 000 240 000
EU támogatás EU támogatás EU támogatás EU támogatás EU támogatás PPP
Valamennyi égetőmű vegyes települési hulladék tüzelésére létesül. Az EU által támogatott projekteket 2015. december 31-ig be kell fejezni.
Energetikai hulladék hasznosítási tervek a Cseh Köztársaságban Jelenleg 3 hulladéktüzelésű erőmű működik a Cseh Köztársaságban. A tervek szerint
2024-re további 4 új égetőmű fog üzembe lépni és így
2024-ben a keletkező összes települési hulladék mennyiség (5,5 millió tonna) 27 %-a (1,47 millió tonna) kerül energetikai hasznosításra, azaz égetésre. Forrás: ENDS Europe (2014)
Tendenciák az új hulladéktüzelésű erőművek létesítésénél 1. Különleges és esztétikus megjelenítés az épület homlokzat kialakításánál (növeli a társadalmi elfogadottságot) múltbeli minta: a Wien-Spittelau-i égetőmű Hundertwasser féle felöltöztetése jelenkori példák: - a Koppenhágában épülő Copenhill égetőmű tetején sí lesikló pályát és az oldalán pedig mászó-falat alakítanak ki, - a szintén dániai Kara-Noveren égetőmű 97 m magas kéményét beépítették egy toronyba, ami kívülről nagyon hasonlít a szomszédos Roskilde város katedrálisának tornyához. 2. Az energetikai hatékonyság jelentős növelése Példa erre az épülő Copenhill égetőmű (2x35 t/h), ahol a nettó energetikai hatásfok a tervek szerint 107 % (!) lesz. A kiemelkedő hatásfokot a magasabb gőzparaméterek és a kapcsolt energiatermelés mellett a nedves füstgáztisztítást követő, hőszivattyúval kombinált füstgáz kondenzációs rendszer biztosítja.
Spittelau
Kara-Noveren
Copenhill
Magyarországi helyzet 32 éve csak egyetlen hulladéktüzelésű erőmű működik hazánkban ! Régóta megválaszolatlan kérdés: lesz-e több ? A települési hulladékok 65 %-a még ma is lerakásra kerül… tehát szükséges lenne az energetikai hasznosítás arányának növelése. További kérdések: 1. Ha lesz új égető, az milyen lesz: - vegyes hulladék tüzelésű (mass burning) ? - RDF tüzelésű ? - vegyes hulladék + RDF tüzelésű ? - hulladék + szennyvíziszap tüzelésű ? Válasz: még nincs 2. Milyen legyen a hőhasznosítás ? Válasz: kapcsolt villamos-energia és távhő termelés, távhő súlyponttal 3. Hol célszerű létesíteni ? Válasz: ahol adottak az alábbi feltételek: hulladék-oldali feltétel: vegyes tüzelésnél min. 150-200 ezer t/év RDF tüzelésnél min. 100 ezer t/év energiahasznosítási feltétel: min. 30-40 MW távhőszolgáltatási hőigény
És Budapest ? 2013-ban az FKF Nonprofit Zrt által kezelt vegyes hulladék 57 %-a került energetikai hasznosításra a Fővárosi Hulladékhasznosító Műben és 43 %-a került lerakásos ártalmatlanításra.
Lehetőségek (tervek) az energetikai hasznosítás növelésére, és egyben a lerakás csökkentésére: • Középtávon: - mechanikai válogatómű létesítése: RDF előállítás lehetséges hasznosítás ↓ ↓ ↓ ↓ cementgyár szenes RDF HHM erőmű erőmű - energetikai hatékonyság és teljesítmény növelése a HHM-ben (új turbina beépítésével) • Hosszútávon: Második hulladéktüzelésű erőmű létesítése Budapest déli részén.
A Fővárosi Hulladékhasznosító Mű az 1982-es üzembe helyezésétől napjainkig 9,6 millió tonna kommunális hulladékot tüzelt el és hasznosított energiatermelésre. A hulladék tömeg nagyságát jól érzékelteti, hogy ha ezt a mennyiséget a Margit-szigeten helyezték volna el, úgy ma a szigetet 30 méter magasságban borítaná be a hulladék.
A Hulladékhasznosító Mű a Fővárosban keletkező települési szilárd hulladékok közel 60%-ának jó hatásfokú energetikai hasznosítása révén mintegy 50.000 háztartás éves villamos energia fogyasztását és 13.000 lakás távhőigényét tudja fedezni.
Egy második budapesti hulladéktüzelésű fűtőerőmű létesítését támogató érvek A Budapesten keletkező, vegyesen (tehát nem szelektíven) gyűjtött települési hulladék közel 100 %-a energetikailag hasznosulna. Az ily módon elmaradó lerakási költség és járulék nem csak kompenzálná az égetés költségeit, hanem nettó költségmegtakarításhoz is vezetne (csak az égetési maradékanyagok - salak, pernye - kerülnének lerakásra). Az energiatermelés mellett anyagában való újrafeldolgozás is megvalósítható a vas és nem-vas fémek (réz, alumínium stb.) salakból történő kinyerésével.
•
Az égetőmű kapacitásának megfelelő megválasztásával lehetőséget biztosítana a Főváros déli környezetében lévő települések hulladékának, valamint szomszédos régiókban keletkező RDF hulladékok energetikai hasznosítására is. Budapest távhő ellátásában 15 %-ot is elérhetne a hulladékból kinyert energia hányada (földgázfüggőség csökkentése, alacsonyabb hőár). A két budapesti égetőmű együttesen kb. 1000 TJ megújuló energiával (a termelés 50 %-ával) járulhatna hozzá az országos kötelezettség teljesítéséhez.
Összefoglaló kitekintés a jövőbe A hulladékok energetikai hasznosítása a minőségi újrafeldolgozás (Quality Recycling) komplementer eljárása, amely hozzásegít a körkörös gazdaság eléréséhez azáltal, hogy azok a hulladékok, amelyek túl szennyezettek, vagy más okból alkalmatlanok a minőségi újrafeldolgozás számára, a hulladéktüzelésű erőművekben energetikai célra hasznosulnak. A lerakás minimális szintre csökkentése csakis az anyagában történő és az energetikai hasznosítás együttes alkalmazásával érhető el.
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!
