Települési szilárd hulladékok és RDF termikus hasznosítására alkalmas égetőmű létesítésének a lehetősége Miskolcon. Szakdolgozat

Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet

Települési szilárd hulladékok és RDF termikus hasznosítására alkalmas égetőmű létesítésének a lehetősége Miskolcon The possibility of municipal solid waste and RDF utilization in incinerator on Miskolc

Szakdolgozat

Készítette: Gajtkó Attila Környezetmérnöki alapszak Környezettechnika szakirány

Konzulens: Dr. Nagy Sándor Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet adjunktus

Miskolc, 2015

Eredetiségi nyilatkozat Alulírott Gajtkó Attila, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy a …… című szakdolgozat (a továbbiakban: dolgozat) önálló munkám, a dolgozat készítése során betartottam a szerzői jogról szóló 1999. évi LXXVI. tv. szabályait, valamint az Egyetem által előírt, a dolgozat készítésére vonatkozó szabályokat. A dolgozatban csak az irodalomjegyzékben felsorolt forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem. Kijelentem, hogy az elektronikusan feltöltött és a papír alapú dokumentum mindenben megegyezik. Jelen nyilatkozat aláírásával tudomásul veszem, hogy amennyiben bizonyítható, hogy a dolgozatot nem magam készítettem vagy a dolgozattal kapcsolatban szerzői jogsértés ténye merül fel, a Miskolci Egyetem megtagadja a dolgozat befogadását és ellenem fegyelmi eljárást indíthat. A dolgozat befogadásának megtagadása és a fegyelmi eljárás indítása nem érinti a szerzői jogsértés miatti egyéb (polgári jogi, szabálysértési jogi, büntetőjogi) jogkövetkezményeket. Miskolc, 2015. november 30.

................................................... a hallgató aláírása

Tartalomjegyzék 1. Bevezetés ...................................................................................................................... 1 2. Termikus hulladékkezelés fajtái ............................................................................... 2 2.1. Hulladékégetés ...................................................................................................... 2 2.2. Pirolízis ................................................................................................................. 2 2.3. Plazmaeljárás ........................................................................................................ 3 3. Hulladékégetés jogi szabályozása Magyarországon ................................................ 3 4. Hulladékégető művek fő technológiai egységei ........................................................ 5 4.1. Hulladék átvétele, tárolása és adagolása ............................................................... 6 4.2. Hulladékégető berendezések................................................................................. 6 4.2.1. Rostélyos berendezések ............................................................................... 6 4.2.2. Rostélyos kemencék tűztér kialakítása ........................................................ 7 4.2.3. Rostély nélküli berendezések ...................................................................... 8 4.2.4. Tűztérfalazat ............................................................................................... 9 4.3. Segédtüzelés.......................................................................................................... 9 4.4. Hő hasznosítás .................................................................................................... 10 4.5. Füstgáztisztítás, szennyvízkezelés ...................................................................... 11 4.6. Égési maradékok kezelése .................................................................................. 13 5. Hulladékégetés Európában ...................................................................................... 14 5.1. CEWEP ............................................................................................................... 15 5.2. Európai hulladékégetők ...................................................................................... 15 5.3. Az Európai Unióban alkalmazott hulladékégetési technológiák ........................ 16 5.4. RDF égetés európai helyzete .............................................................................. 17 5.5. Magyarországi hulladékégetők ........................................................................... 18 5.5.1. Rákospalotai TSZH égetőmű .................................................................... 18 5.5.2. Sajóbábonyi veszélyes hulladékégető ....................................................... 20 6. Koncepciók ................................................................................................................ 20 6.1. Tüzelőanyagok .................................................................................................... 21 6.1.1. Települési szilárd hulladékok ................................................................... 21 6.1.2. Másod tüzelőanyagok ............................................................................... 22 6.1.3. Hejőpapi mechanikai-optikai előkezelő mű .............................................. 23 6.4.1. TSZH és RDF összehasonlítás tüzeléstechnikai szempontból .................. 25 6.1.5. Egyéb tüzelőanyagok ................................................................................ 25

I

6.2. Anyagáramok ...................................................................................................... 27 7. Kiadások meghatározása ......................................................................................... 33 7.1.Szállítási költségek meghatározása ...................................................................... 33 7.2. Beruházási költségek becslése ............................................................................ 35 7.3. Üzemeltetési költségek ....................................................................................... 38 7.3.1. Hitelezési lehetőségek ............................................................................... 38 7.3.2. Munkabérek .............................................................................................. 39 7.3.3. Nagy karbantartás költsége ...................................................................... 40 7.4. Segédanyagok költségei ...................................................................................... 40 7.4.1. Földgáz ..................................................................................................... 41 7.4.2. Füstgáztisztításhoz szükséges anyagok ..................................................... 43 7.4.3. Vízszükségelt ............................................................................................. 45 7.5. Égetési maradékok lerakási díja ........................................................................ 46 7.6. Amortizáció ........................................................................................................ 47 7.7. Kiadások összehasonlítása .................................................................................. 48 8. Bevételek meghatározása ......................................................................................... 48 8.1. Tüzelőanyagokkal bevitt energia mennyisége .................................................... 49 8.2. Villamos energia értékesítése ............................................................................. 49 8.3. Hőenergia értékesítése ........................................................................................ 51 8.4. Különböző energiahasznosítási lehetőségekből származó bevételek ................. 51 8.4.1. Csak villamos energiatermelés ................................................................. 53 8.4.2. Csak hőenergia termelés........................................................................... 54 8.4.3.Kombinált energiatermelés ........................................................................ 54 8.5. Bevételek összehasonlítása ................................................................................. 56 9. Koncepciók összehasonlítása ................................................................................... 57 10.Összefoglalás ............................................................................................................ 58 11. Summary ................................................................................................................. 59 Köszönetnyilvánítás ...................................................................................................... 60 Szakirodalmi jegyzék ................................................................................................... 61 Mellékletek .................................................................................................................... 63

II

1. Bevezetés Az emberek életszínvonalának növekedése és a technológia fejlődése egyre nagyobb mértékben okozott problémát a hulladékkezelés terén. A nagy mennyiségű szemét kezelésére sokáig a deponálás számított a legjobb megoldásnak. Angliában azonban már az 1870-es években kísérleteztek a hulladékégetéssel és a XIX. század elején európai nagyvárosokban már működtek hulladékégetők. Ennek ellenére az 1960-as évekig a deponálás dominált. Az 1970-80-as évek környékén sok országban elterjedt egy olyan nézet, miszerint a hulladékok égetése a kezelési probléma megoldása. Ettől kezdve Európa-szerte sok hulladékégető művet létesítettek. Ekkor helyezték üzembe a Fővárosi Hulladékégető Művet is. A legtöbb ilyen égetőmű fő célja az volt, hogy a hulladék mennyiségét csökkentse és nem törődtek az energetikai hasznosítással [14] Hazánkban a 2012. évi CLXXXV. törvény a hulladékról kimondja, hogy a hulladékégetés csak akkor engedélyezhető, ha az égetés valamilyen hő, illetve elektromos energiatermelésre irányul, vagy valamilyen építőanyag a végterméke (cement, tégla, kerámia, cserép, stb.). A Magyar Országos Hulladékgazdálkodási Tervben foglaltak szerint a hulladékok ártalmatlanítása területén hosszú távú célkitűzés a hulladéklerakókba, illetve a hulladékégetőkbe kerülő maradék hulladék teljes megszüntetése. [5] A hulladékégetés jellemzően azokban az országokban terjedt el leginkább, ahol a szelektív gyűjtés és az anyagában történő hasznosítás is magas színvonalon működik. Az integrált hulladékgazdálkodási rendszerekben az anyagában történő és a termikus hulladékhasznosítás

szervesen

kiegészítik

egymást,

együtt

biztosítva

ezzel

a

hulladéklerakás erőteljes visszaszorítását. Ezen kívül a mai világban egyre inkább növekednek

az

energiaigények,

melynek

nagy

részét

még

mindig

fosszilis

energiahordozókból állítják elő és több olyan ország létezik, akinek az energia ellátása más országokból

importált

energiára

épül.

A

fejlettebb

országok

felfedezték

a

hulladékégetésben rejlő lehetőségeket, amely által jelentős mennyiségű fosszilis energiahordozót képesek megspórolni. A hulladékégetés igen hatékony és tökéletesen higiénikus hulladékkezelési eljárás, amire úgy kell tekinteni, mint az integrált, zárt körforgalmú hulladékgazdálkodás egyik súlyponti elemére. Műszakilag kiforrott változatos megoldásokkal, megfelelő üzemvitellel, alkalmas füstgáztisztítással és a maradék kezelésével a legszigorúbb környezetvédelmi követelményeknek is képes megfelelni. Alkalmazhatósága természetesen erősen függ a

-1-

konkrét helyi viszonyoktól, amelyet műszaki és gazdasági elemzések alapján kell eldönteni. Dolgozatom célja az, hogy megvizsgáljam milyen műszaki és gazdasági feltételek mellett létesíthető Miskolcon égetőmű az Észak-magyarországi és Észak-alföldi régiókból származó települési szilárd hulladékok (továbbá TSZH) vagy az abból előállított másod tüzelőanyagok (továbbá RDF) égetésére.

2. Termikus hulladékkezelés fajtái A települési szilárd hulladékok többféleképpen hasznosíthatók. Ez történhet a gazdaságba történő visszakeringetéssel az anyagában történő újrahasznosítás révén, vagy a hulladékok energiatartalmának hasznosításával. Ebben a fejezetben rövid bemutatásra kerülnek a hulladékok kezelésére szolgáló termikus eljárások [3] 2.1. Hulladékégetés A szilárd települési hulladékok kezelésére szolgáló termikus eljárások közül a legelterjedtebb megoldás a hulladékégetőben történő elégetés. Az égetés során keletkező hőenergiát hasznosítjuk, így a folyamat végén a Waste-to-Energy elv érvényesül. A hulladékégetésnek számos előnye van. Higiénikus, jelentős mértékű és gyors a hulladék térfogat- (80-95%) és tömegcsökkenése (60-70%), a keletkező hő energia hasznosítható, az égetési maradékok túlnyomó része kevésbé oldható így kisebb a környezeti kockázata a lerakáshoz képest. Hátrányai, hogy a hulladék heterogén jellemzői miatt a megfelelő tüzeléstechnikai paraméterek eléréséhez különféle előkezelési műveletek lehetnek szükségesek, másodlagos környezetszennyezéssel jár, magas a technikai kockázat, magasak a beruházási és üzemeltetési költségek, és a társadalmi visszhang nem mindig előnyös. Sajnos az utóbbi két dolog szab gátat egy hulladékégető létesítésének [4]. 2.2. Pirolízis A pirolízis, egyszerű nevén hőbontás, a szerves hulladék hő hatására (500-800 °C) oxigénszegény vagy oxigénmentes környezetben nyomás alatt bekövetkező kémiai lebomlása. Termékei a pirolízis-gáz, -olaj és –koksz. A hőbontás különleges típusa az elgázosítás, mely magasabb hőmérsékleten (850-950 °C) levegő, oxigén vagy vízgőz segítségével megy végbe. Ennek célja a lehető legnagyobb gázkihozatal. A pirolízis végtermékei hasznosíthatók energiahordozóként, vegyipari másodnyersanyagként és egyéb

-2-

célokra, mint például talajjavítás, fakonzerválás stb. Előnyei közé tartozik, hogy légszennyező

hatása

lényegesen

kisebb,

mint

a

hulladékégetésé,

végtermékei

hasznosíthatóak és értékesíthetőek, szilárd maradékai pedig sokféleképpen feldolgozhatók. Hátránya, hogy a kezelni kívánt hulladék előkezelést igényel, továbbá nehezen bomló és tökéletlenül égő termékek is keletkezhetnek, alacsonyabb hőmérsékletű kezelés esetén összetettebb füstgáz- és szennyvíztisztítást igényel [4]. 2.3. Plazmaeljárás „A plazma olyan magas hőmérsékletű gáz, amelyben atomok, molekulák, ionok, elektronok fotonok és egyéb atomi részecskék vannak jelen. A plazmagáz alapvetően eltér fizikai tulajdonságaiban a közönséges gázoktól. A közönséges gázok ugyanis elektromos szempontból gyakorlatilag teljes mértékben szigetelők, a plazma gázok viszont a bennük lévő ionok és elektronok következtében jól vezetik az áramot. A forró plazmában az ionizációs fok 80-100 %, hőmérséklete akár 100 millió °C is lehet. A technikai gyakorlatban a jóval alacsonyabb hőmérsékletű plazmával találkozunk, amely ionizációs foka csupán néhány % és hőmérséklete pedig 5 000-30 000 °C között változik.” A plazmakezelés több folyamatból is állhat: plazma-pirolízis, elgázosítás, szilárd hulladékok térfogatának csökkentése és üvegesítése valamint ezek különféle kombinációi. Hátránya viszont az, hogy rendkívül magas az energiaszükséglete és ez által az egyik legköltségesebb eljárás [4].

3. Hulladékégetés jogi szabályozása Magyarországon Hazánkban a jelenleg is hatályban lévő 29/2014 (XI.28.) FM rendeletben foglalták össze a hulladékégetés műszaki követelményeit, működési feltételeit és a hulladékégetés technológiai kibocsátási határértékeit. A rendelet hatálya a hulladékégető művekre, hulladék-együttégető művekre, azok üzemeltetőire és kibocsátásaira terjed ki illetve jogszabály hiányában az emberi testrészek, szervek és szervmaradványok valamint állati hulladékot égető hulladékégető művekre és hulladék-együttégető művekre. A rendelet általános rendelkezései leírják, hogy a berendezések füstgázait ellenőrzött körülmények között, olyan kéményen kell elvezetni, hogy a berendezés működés során ne okozzon légszennyezettséget. A keletkező hőt gazdaságilag ésszerű legnagyobb mértékben kell hasznosítani, valamint a telephely kiválasztás során is előnyben kell részesíteni azt a telephelyet, ahol a keletkező hőmennyiség távhő rendszerben történő

-3-

hasznosítása biztosított. A telephelyet úgy kell megtervezni és üzemeltetni, hogy ne szennyezze a felszíni és felszín alatti vizeket és a földtani közeget, még üzemzavar és rendkívüli események esetén sem. A hulladékégető műből származó levegőterhelés nem haladhatja meg a rendelet 3. mellékletben

meghatározott

a

dolgozat

I.

mellékletében

szereplő

kibocsátási

határértékeket. A felügyelőség engedélyében előírtak szerint a félórás átlagértékek egyike sem lépi túl a rendelet 3. melléklet 1.2. pontjában foglalt táblázat B oszlopában megadott kibocsátási határértékeket, vagy az egy naptári év alatt mért félórás átlagértékek 97%-a nem lépi túl a 3. melléklet 1.2. pontjában foglalt táblázat C oszlopában megadott kibocsátási határértékeket. A hulladékégető művet úgy kell üzemeltetni, hogy az égési folyamat végén a salak és a tűztéri hamu összes szerves széntartalma (TOC) kisebb legyen, mint 3%, vagy az izzítási veszteség kevesebb legyen, mint az említett maradékanyag száraz súlyának 5%-a. Ennek teljesítése érdekében, ahol szükséges, a megfelelő hulladék-előkezelési eljárást kell alkalmazni. A hulladékégető művet vagy hulladék-együttégető művet úgy kell megtervezni, kialakítani, megépíteni és üzemeltetni, hogy a hulladékégetés során keletkező gáz hőmérséklete az utolsó égéslevegő betáplálása után, ellenőrzött, egyenletes körülmények biztosítása mellett, még a legkedvezőtlenebb feltételek között is, legalább 2 másodpercig minimum 850 °C legyen. Az 1%-nál magasabb klórban kifejezett halogéntartalmú veszélyes hulladékot égető hulladékégető vagy hulladék-együttégető művet úgy kell megtervezni, kialakítani, megépíteni és üzemeltetni, hogy a hulladékégetés során keletkező gáz hőmérséklete az utolsó égéslevegő betáplálása után, ellenőrzött, egyenletes körülmények biztosítása mellett, még a legkedvezőtlenebb körülmények között is, legalább 2 másodpercig legalább 1100 °C legyen. A hulladékégető mű minden, a hulladék vagy az abból keletkező véggáz égetésére szolgáló egységét fel kell szerelni legalább egy támasztó égővel, amely automatikusan bekapcsol, ha a füstgáz hőmérséklete az utolsó égéslevegő-betáplálás után a 850 vagy 1100 °C hőmérséklet alá csökken. A támasztó égőt működtetni kell az égetőegység indítási és leállítási szakaszában is annak érdekében, hogy az előírt hőmérséklet az említett szakaszok teljes időtartama alatt biztosítva legyen, és az égéstérben ne maradjon el nem égett hulladék.

-4-

A hulladékégető és hulladék-együttégető művet olyan automatikus rendszerrel kell ellátni, amely megakadályozza a hulladék beadagolását az indítási szakaszban, amíg a hőmérséklet el nem éri a 850 vagy 1100 °C hőmérsékletértéket. Továbbá minden alkalommal, amikor a füstgáz hőmérséklete a meghatározott hőmérsékletérték alá csökken valamint minden olyan esetben, amikor a folyamatos mérések azt mutatják, hogy a füstgáztisztító rendszer meghibásodása, illetve üzemzavara miatt valamelyik kibocsátási határértékeket túllépik [6].

4. Hulladékégető művek fő technológiai egységei A dolgozat nem csupán TSZH égetésre irányul, hanem az abból előállított RDF-re is. Mivel az RDF-et hulladékból állítják elő, ezért annak legtöbb fizikai tulajdonsága hasonló a kiindulási anyagéhoz. Így tehát a hulladékégetők technológiai egységei az RDFhez is alkalmazhatóak és könnyen hozzáigazíthatóak, ezért ebben a fejezetben kizárólag a települési szilárd hulladékok égetésére szolgáló égetőművek technológiai egységeit mutatom be. A hulladékégetők alapvetően lineáris felépítésűek és a következőkben felsorolt műveleteket tartalmazhatják magukban: −

hulladék átvétele,

−

hulladék és nyersanyagok tárolása,

−

hulladék előkezelés (ha szükséges, üzemen belül vagy akár kívül is),

−

égéstérbe történő beadagolás,

−

égetés,

−

energia kinyerése és átalakítása,

−

füstgáztisztítás,

−

füstgáztisztítási maradékanyagok kezelése,

−

füstgáz kibocsátás,

−

emisszió monitoring,

−

szennyvíz monitoring és kezelés,

−

égetésből származó maradékok kezelése,

−

égési maradékok ártalmatlanítása [1].

-5-

4.1. Hulladék átvétele, tárolása és adagolása A hulladékot szállító teherautók, vagonok vagy konténerek a hulladék fogadására szolgálóterületre érkeznek be, ahol vizuálisan ellenőrzik majd mérlegelést követően a kijelölt helyen ürítik ki a tartalmukat. Az égetőművekbe beszállított hulladékokat zárt bunkerekben és tartályokban tárolják halmazállapottól függően. Ez azért szükséges, hogy a beszállítás és az égetés munkafázisok között létrejövő kapacitás eltéréseket vagy torlódásokat kiküszöbölje, valamint a beérkező hulladékot részben homogenizálja. Az üzembiztonság érdekében az üzemnek olyan tárolókapacitást kell biztosítani, hogy kb. egy hétig elegendő tüzelőanyagot képes legyen tárolni. Szükséges lehet még esetleg hulladékaprító berendezés is, melyhez külön ürítő helyet kell biztosítani. Az összes ürítő helyet jól záró kapukkal kell elzárni a bunkertértől, ebből adódóan az ürítés sem közvetlenül a bunkerbe történik, hanem adagoló rendszerek segítségével juttatják be a bunkertérbe. Ürítéskor keletkező por, valamint a tárolt hulladékból származó kellemetlen szagú gázok kiáramlását úgy gátolják meg, hogy a bunker enyhe elszívás alatt áll. Ezzel az elszívott levegővel biztosítják a kazánok égéslevegőjét. A tüzelőanyagok tűztérbe juttatása szilárd anyagok esetén leggyakrabban adagolódaru segítségével, míg iszapszerű és folyékony anyagok esetén cellás adagolóval, vagy szállítócsigával történik. [1, 2] 4.2. Hulladékégető berendezések „A hulladékok heterogén összetételével és változó tulajdonságaival magyarázható, hogy különböző tüzelőberendezéseket fejlesztettek ki. Megkülönböztetünk rostélytüzelésű és rostély nélküli tüzelő berendezéseket. A rostélytüzelésű berendezéseket elsődlegesen szilárd hulladékok, és bizonyos korlátozásokkal iszapszerű hulladékok égetésére alkalmazzák. A rostély nélküli hulladékégetők, döntően folyékony és iszapszerű, ill. pasztás hulladékok égetésére használatosak, azonban egyes megoldások szilárd hulladékokra is megfelelőek.” [2] 4.2.1. Rostélyos berendezések A rostélyok feladata a hulladék állandó keverése, mozgatása, különböző égetési zónákon történő egyenletes átszállítása valamint az égés ágy megfelelő levegőztetése. Települési szilárd hulladékoknál átlagosan a fajlagos rostélyterhelés 150-350 kg/m2/h. A

-6-

rostélyok szélessége 0,8-6 m, míg hosszúsága 3-12 m között jellemző. Ennek megfelelően a rostélyfelület nagysága kb. 5-60 m2. Maximális átbocsátó képességük 40-50 t/h. Az egyik legelterjedtebb rostély típus a hengerrostély (4.1. ábra), amit a Fővárosi Hulladékhasznosító Műben is alkalmaznak. További elterjedt típusok pedig a visszatoló rostély, előtoló rostély, lépcsős vándorrostély, billenő rostély és a lengő rostély. Alapvetően ezek a berendezések annyiban különböznek egymástól, hogy bennük a hulladék előrehaladását, bolygatását és ez által az égés szabályozását különböző mechanikai szerkezetek biztosítják. Ami megegyezik bennük az, hogy a primer levegő befújása a rostély pálcák között zónásan történik, valamint ez biztosítja a pálcák hűtését is, azonban léteznek vízhűtéses kivitelben is. A kevésbé elterjedt rostélytípusok közé tartoznak a Kablitz-féle fölétoló rostély, kosárrostély, vízszintes forgórostély illetve az álló rostély.

4.1. ábra. A Fővárosi Hulladékhasznosító Mű hengerrostélyos kemencéje [4, 14] 4.2.2. Rostélyos kemencék tűztér kialakításai „A helyesen kialakított tűztérboltozatok kedvező áramlási és sugárzási viszonyokat biztosítanak, amelyek megakadályozzák a redukáló füstgázpászmák kialakulását és elősegítik a száradási, ill. begyulladási folyamatot. A füstgáz-levegő keverék áramlási iránya szerint megkülönböztetünk egyenáramú (4.2. ábra/a), ellenáramú (4.2. ábra/b) és kombinált áramú (4.2. ábra/c) tűztérformákat. Az ellenáramú füstgázvezetés jobb salakhűtési körülményeket, kellő mértékű kiszárítást, viszont tökéletlenebb salakkiégést eredményez. Az egyenáramú füstgázvezetés a szárítás hatékonyságát csökkenti, de a kiégési viszonyokat javítja. A két elv előnyeinek egyesítésére alakították ki a kombináltáramú füstgázvezetést.” [2]

-7-

4.2. ábra. Tűztérváltozatok [4] a) egyenáramú; b) ellenáramú; c) kombinált áramú 4.2.3. Rostély nélküli berendezések „A rostély nélküli hulladékégető berendezések főként a tűztér kialakításában különböznek a rostélytüzelésű berendezéseknél. A rostély nélküli berendezéseknél általában hengeres tűztereket alkalmaznak. A hengeres, ún. zárt tűzterek előnye abban van, hogy ezekben a szerkezeti kialakítás folytán közel kétszeres intenzitású sugárzási viszonyok jönnek létre, ami kedvezőbb szárítást és begyújtást, kisebb veszteségeket és kisebb póttüzelési

igényt

eredményez. Ezek a berendezések típustól

függően

salakolvasztásos üzemmódban is üzemeltethetők. A tűzterek szerkezeti megoldása alapján a rostély nélküli égető berendezések az alábbi fontosabb típusait különböztetjük meg: forgó dobkemencék, égetőkamrák, emeletes kemencék, fluidizációs kemencék, egyéb speciális tűzterek.” [2] Forgó dobkemence (4.3. ábra) a rostély nélküli megoldások közül ez a legáltalánosabban alkalmazott berendezés, de leginkább veszélyes hulladék égetésére alkalmazzák.

4.3. ábra. Forgó dobkemence hőmérséklet viszonyai [4] a) vízgőz; b) éghető anyag; c) salak; d) salakolvadék; e) falazat

-8-

Az égetőkamrák hengeres égésterű fix kemencék. Porlasztó égőfejek segítségével gáz, folyékony és iszapszerű hulladékok égethetőek bennük. Szilárd anyagok égetése csak szakaszos üzemben és segéd berendezések (speciális rostélyok, adagolók, utóégető tér) segítségével lehetséges. Az emeletes kemencék henger alakú több tűzteres berendezések. Főként iszapok, de szilárd hulladékok aprítás után is égethetők benne. Fluidizációs (örvényágyas) kemencék (4.4. ábra) henger alakú égésterük alján megfelelő kialakítású tartórostélyra helyezik el a finom szemcseméretű hulladékot. Alulról a rostélyon keresztül befújt levegő tartja lebegő, örvénylő mozgásban.

4.4. ábra. Fluidizációs kemencék kialakítási módjai [4] 1. hulladék; 2. levegő; 3. füstgáz; 4. hamukihordás 4.2.4.Tűztérfalazat A tűztérfalazat a tüzelőberendezés egyik legkritikusabb része. Fontos, hogy ez a falazat üzemi hőmérsékleten szilárd maradjon, valamint, ellenálljon a hulladék koptató hatásának, a hírtelen fellépő hőmérsékletváltozásoknak, és a különböző halmazállapotú vegyi anyagok kémiai hatásainak. Úgy kell kialakítani, hogy a túlzott mértékű hőelvonást és a tűztérfalazat el salakosodását okozó tűztérhőmérséklet között egyensúly legyen. Hulladékégető berendezések esetén a fosszilis tüzelésű ipari kemencékben alkalmazott bélésanyagok általában nem megfelelőek erre a célra. A kevésbé igénybe vett tűztérfalazathoz samott típusú, az erősebben igénybe vett részekhez pedig szilícium-karbid és műkorund anyagú bélést készítenek. A falazó anyag megválasztását az égetendő hulladék jellemzői és a tűztér-hőmérséklet egyaránt befolyásolja. [2, 4] 4.3. Segédtüzelés Hulladék égetés során az anyag változó fűtőértéke miatt az égetési technológia nélkülözhetetlen eleme a póttüzelés, más néven támogató tüzelés. Ezt olaj- vagy gázégőkkel biztosítják. A beépítés helye és a póttüzelés célja szerint megkülönböztetünk

-9-

stabilizáló- és teljesítményégőket. A stabilizáló égők biztosítják, hogy a füstgázok hőmérséklete még a legkedvezőtlenebb körülmények között sem csökkenjen le a jogszabályban előírt 850 °C alá. A teljesítményégők alkalmazása nem kötelező, de hő hasznosítás esetén a gőzparaméterek állandó értéken tartását biztosítja, esetleg fokozza a gőzteljesítményt. Az égőket a hatásosabb kiégetés érdekében közvetlenül a tűztérben érdemes alkalmazni nem pedig az utóégető tér elején. A rostélynélküli berendezéseknél, mint például a forgódobkemence, ez nem megoldható a berendezés kialakításából adódóan, így ezeknél a berendezéseknél az utóbbi megoldást alkalmazzák. A tűztérhőmérséklet kívánt határok között tartható az égéslevegő mennyiségével és hőmérsékletével, valamint a szükség szerinti póttüzelés alkalmazásával. A hatékonyabb tüzelés, a biztonságosabb üzemelés fokozása és a másodlagos környezetszennyezés csökkentése érdekében a rostélytüzelésű égetőket is folyamatosan fejlesztik. [2, 4] 4.4. Hő hasznosítás A hő hasznosítás lehetőségét és módját a hulladék mennyisége, jellemzői és a helyi hő értékesítési feltételek határozzák meg. Az égető művekben keletkező hő sok féleképpen hasznosítható, melynek lehetőségeit és módjait ebben a fejezetben mutatom be. Csaknem minden esetben a füstgázok hűtésére hő hasznosító kazánokat alkalmaznak. Megkülönböztetünk forró vizes és gőzkazánokat. Régebben a skandináv országokban kifejezetten forró vizes kazánokat alkalmaztak, melyek fontos szerepet töltöttek be a távhőszolgáltatásban. Manapság azonban kifejezetten gőzkazánokat telepítenek, ugyanis ezek lehetőséget adnak a villamos energiatermelésre is. Kazán huzamok kialakítása szerint megkülönböztetünk vízszintes és függőleges huzamú kazánokat. A vízszintes huzamú kazánok beruházási költségei és helyigénye jóval nagyobb, mint a függőleges huzamú kazánoké, de viszont lényegesen könnyebben karbantartható. A két típus között nincs egyértelmű tendencia azok alkalmazására. [3] A nagyteljesítményű hulladékégetők által előállított hőenergia hasznosítására a következőkben ismertetett kapcsolási rendszerek terjedtek el. Első lehetőség a fűtőműves változat. Kisnyomású gőzt állít elő, amit távhőszolgáltatásba, vagy ipari gőzszolgáltatásra hasznosítanak. Jellegzetes gőzparaméterei 200-250 °C hőmérséklet és 15-20 bar nyomás. Az alapterhelést a hulladékégető mű szolgáltatja és a fogyasztók napi ingadozó hőigényét pedig párhuzamosan kapcsolt hagyományos tüzelésű kazánokkal egyenlítik ki. Az ipari üzemeknek és infrastrukturális létesítményeknek történő gőzértékesítés éves tekintetben kiegyenlítettebb hő fogyasztást - 10 -

jelent, mint a távfűtés. Legkedvezőbb megoldás olyan helyre telepíteni a hulladékégetőt ahol már létesítettek vagy tervben van egy távhő ellátást szolgáló fűtőmű. A fűtőerőműves változat az előző megoldástól annyiban tér el, hogy a hulladékégető műben ellennyomásos turbina is létesül. Az előállított gőzt az ellennyomásos turbinában expandáltatva villamos energiatermelésre hasznosítják, majd ezután a rendszerből kilépő gőzt távhő hálózatba vagy esetleg hőcserélőbe vezetik. Ennél a változatnál is érdemes a hulladékégetőt párhuzamosan kapcsoltan hagyományos tüzelésű fűtőerőművel üzemeltetni. A rendszer megvalósításának gazdaságossági feltétele, hogy biztosított legyen minimum 10-15 t/h gőztermelés. A következő változat a kondenzációs erőmű. Abban az esetben, ha a termelt gőzt a hő fogyasztónak nem lehet átadni, akkor a hő hasznosítás csakis kondenzációs turbinával valósítható meg.

Itt a gőzt csak villamos energiatermelésre használják fel. Ennek a

megoldásnak az előnye az, hogy itt képződik a legnagyobb mennyiségben villamos energia, hátránya viszont, hogy magasak a beruházási költségei és a hő hasznosítás mértéke kedvezőtlen. A fűtőerőműves változat elvételes kondenzációs turbinával lehetővé teszi azt, hogy a hő fogyasztók változó igényeihez illeszthető legyen a gőztermelés. Ott érdemes alkalmazni, ahol kisebb a hő fogyasztói körzet és nincs mód hagyományos tüzelésű fűtőművekkel való együttműködésre. Gazdasági vonatkoztatásban az első két változat részesíthető előnyben, ugyanis a hulladékégetőkben előállított gőz optimálisan távhő rendszerekhez való illesztéssel hasznosítható és nem villamos energiatermeléssel. A hulladékégető művekben szükségkondenzátorokkal lehet biztosítani, hogy ne kelljen szüneteltetni az égetést, a hő hasznosító rendszerben ideiglenes kiesés (pl. karbantartás) idejére. Ezekben a berendezésekben hűtővízzel, vagy léghűtéssel oldják meg a gőz rekondenzálását, amit a gőzteljesítmény kb. 50%-ra méreteznek. Ha a hő fogyasztók igényeivel nem sikerül teljes összhangban lenni, akkor a szükségkondenzátorok segítenek lehűteni a többlet gőzt.[2] 4.5. Füstgáztisztítás, szennyvízkezelés Hő hasznosítást követően a lehűtött füstgáz sorba kapcsolt füstgáztisztító berendezésekbe jut. Főbb technológiai műveletei a savas gázok, a nehézfémek és dioxinok, valamint a szilárd maradékok leválasztása. Ezek a műveletek sok féle képen is követhetik egymást, de minden esetben úgy kell összeállítani a technológiai sort, hogy a kéményen át - 11 -

távozó füstgáz szennyezőanyagainak koncentrációja a jogszabályban előírt (I. Melléklet) légköri kibocsátási határértékek alatt kell maradniuk. [1] Egy adott füstgáztisztítási rendszerben a tisztító egységeket azért kell kombinálni, hogy egy teljes körű és hatékony rendszert alkossanak a füstgázban található szennyező anyagok kezelésére. Egy tanulmány szerint elméletileg több mint 400 féle képen lehet kombinálni ezeket a rendszereket.Alapvetően három nagy csoportot különböztetünk meg füstgáz tisztítás területén, a nedves, a félszáraz és a száraz eljárásokat. [3] A Fővárosi Hulladékhasznosító műben félszáraz tisztítási rendszer működik, aminek a folyamatát az 4.5. ábra mutatja be. „A rendszer a füstgáz útját követve az alábbi főbb részegységekből áll: − kettős ciklon a pernye elő leválasztására (hatásfok kb. 90%), − mésztej befecskendezésű abszorber a savas gázok közömbösítésére, − aktív lignit koksz adagoló rendszer a dioxinok, furánok és a gőzfázisú higany adszorpciós megkötéséhez, − zsákos szűrő a maradék pernye reakció sók, többlet abszorbens és adszorbens leválasztására, − füstgázventillátor a füstgázok kéménybe történő továbbítására és egyben a tűztér huzat biztosítására.” [1]

4.5. ábra. A Fővárosi Hulladékhasznosító Mű félszáraz füstgáztisztítási rendszerének működési vázlata [1]

- 12 -

A nedves füstgázkezelési rendszerekből kikerülő szennyvizek a szennyező összetevők széles skáláját tartalmazhatják. Természetesen a szennyvíz mennyisége és a koncentrációi a hulladék összetételétől és a füstgázkezelési rendszer kialakításától függ. Ezen szennyvizek kezelésére három fontosabb módszert alkalmaznak. Ezek a fizikaikémiai tisztítás, elpárologtatás a hulladékégetési folyamatban valamint a szennyvíz elkülönített elpárologtatása. A füstgáztisztításból származó szilárd maradékanyagokat a legtöbb esetben, por formában veszélyes hulladéklerakóban helyezik el. Azonban a tisztítási eljárás során keletkezhetnek olyan anyagok is, amelyek az építőiparban hasznosíthatóak. Ilyen anyag például a kéntelenítésből származó gipsz. 4.6. Égési maradékok kezelése A szilárd égési maradék salakból, hamuból, szállóporból és pernyéből tevődik össze. Ezeknek a keletkezése nagymértékben függ a tüzelőberendezés üzemmódjától és az égetett hulladék tulajdonságaitól. [3] A salak és hamu a rostélyon áthulló, valamint a rostélyról illetve a rostély nélküli berendezéseknél a tűztérből eltávozó anyag. A salakok anyagi összetétele nagyon inhomogén, szemcseeloszlása pedig legfőképp a hulladék darabosságától és a tüzelés szabályozásától függ. A hulladékégetőkben a tűztérhőmérséklet nem haladja meg a maradékok lágyulási-olvadási hőmérsékletét, ami kb. 1050-1100 °C. Az égetés azonban magasabb hőmérsékleten is végezhető (1200-1700 °C) ilyenkor salakolvasztásos égetésről van szó és a maradék olvadék formájában hagyja el az égésteret. Legtöbb esetben nedves rendszerű salakkihordóval hűtenek le és hordják ki salakbunkerba vagy átmeneti tárolókba. Levegővel történő hűtést csak kisteljesítményű berendezéseknél alkalmazzák, ugyanis nagy a hűtőlevegő igénye és fokozza a rendszer hő veszteségét is. A nedves rendszerű megoldásoknál a salak átfolyó- és elpárologtató üzemmódban hűthető. Átfolyó rendszer estén egy tonna salakhoz kb. 4-6 m3, elpárolgató rendszerhez pedig csupán 0,3-0,4 m3. Utóbbi megoldással a salak víztartalma csökkenthető, ám kivitelezése körülményesebb. A gyakorlatban az átfolyó rendszerű hűtés terjedt el. A pernye a kazán huzamokban kiülepedett és a füstgáztisztítás porleválasztó berendezésével leválasztott maradék. A salak mennyiségének csupán 5-10%-a, de sokkal szélsőségesebb tulajdonságokkal rendelkezik. Adszorpciós képessége miatt halogéneket és nehézfémeket is tartalmazhat. Általában 2-120 μm közé esik a szemcseméret tartománya. - 13 -

A salakok vízoldható anyag tartalma általában 0,5-5% körüli, míg a pernyéknél 810%, de akár 35% is lehet. Ez a vízoldhatóság talajvízszennyezést okozhat, ezért ezeket rendezett kommunális hulladéklerakókon helyezik el. A veszélyes hulladékégetésből származó maradékokat pedig veszélyes hulladéklerakókban szükséges elhelyezni. A salakolvasztásos rendszerből kikerülő maradékokra ilyen kikötések nem vonatkoznak, ugyanis a vízoldható részek oldhatatlan szilikát kötésbe mennek át ennek révén a salak granulátumok környezetre közömbösek. Egyre több kutatás folyik az égési maradékok újrahasznosításának lehetőségeire. Az egyik legelterjedtebb hasznosítási mód az előkészítést követő útépítésben illetve építőanyag gyártásban történő felhasználás [2].

5. Hulladékégetés Európában CEWEP (Confederation of European Waste-to-Energy Plants) adatok alapján 2012ben Európában 456 db – R1 és D10-es besorolású–hulladék égetőmű üzemelt. Az erőművek országonkénti megoszlása 5.1. ábrán látható. Ezek közé nem tartoznak a veszélyes hulladékégetők, hulladék együttégetők (cementgyárak és erőművek) és az RDF tüzelésű erőművek [8].

5.1. ábra. Hulladékégető művek Európában [8]

- 14 -

5.1. CEWEP A CEWEP azaz Európai Hulladékégető Művek Szövetsége. Európában csaknem minden hulladékégető művel szoros kapcsolatban állnak, melyekről adatbázisokat, táblázatokat készítenek. Elemzésekkel, tanulmányok elkészítésével valamint OECD, UNEP, EU-s vizsgálatokban történő részvétellel hozzájárulnak az EU környezet- és energiapolitikájához.

Ezeken

felül

még

feladatuk

az

információszolgáltatás

az

égetőműveknek és a nyilvánosságnak. A szövetség céljai közé tartozik a minőségi újrahasznosítás, a hulladéklerakótól való függés csökkentése és az energiahatékonyság elősegítése infrastruktúra fejlesztésével és információszolgáltatással [8]. 5.2. Európai hulladékégetők Az európai hulladékégetők kapacitása 9 000 és 1 300 000 t/év közé tehető, melynek átlagos értéke kb. 200 000 t/év. 2012-ben az égetőművek teljes kapacitás 78,9 millió tonna volt, ami 2020-ra várhatóan 13 millió tonnával fog emelkedni. Németországban és Hollandiában már most is 10-20% a hulladékégetők túl kapacitása, de Dániában csaknem négyszer annyi égetőmű működik, mint amennyit a keletkező hulladék igényelne. Ez azért van, mert ezeknek az égetőműveknek kulcsfontosságú szerepe van a dán körzeti fűtési hálózatban. Ezt a túl kapacitást Németországból és Londonból importált háztartási hulladékkal szolgálják ki. Mallorca szigetén, a SonReus-i hulladékhasznosító művet 300 ezer tonna/év kapacitásról kibővítették 730 ezer tonna/évre. A szigeten azonban nem képződik elég hulladék ahhoz, hogy teljesen kiszolgálja az égetőt. Az Európai Bizottság jóváhagyta, hogy 200 000 t/év RDF-et importálhasson Olaszországból. A szállítmány tengeri úton fog érkezni és 8 millió eurós bevétel növekedést jelent az égetőnek [9]. Azokban az országokban ahol a hulladékégetés elterjedt, ott égetési adókat vezettek be. Ezt az EU-n belül összesen 7 ország alkalmazza, azonban elégé változatos a díjszabás. Olaszországban 1,03 €/t -tól kezdődnek az árak, míg Dániában fixen 44 €/t. [18] Az európai égetőművek három csoportba sorolhatóak az előállított energia szempontjából. Csak hőenergiát (Only Heat – OH) előállító hulladékégetők, amik leginkább hidegebb éghajlaton terjedtek (Dánia, Svédország) és átlagos kapacitásuk 140 000 t/év. Csak elektromos energiát (Only Elecrtricity – OE) előállító égetők, amik a melegebb éghajlaton jellemzőek (Spanyolország, Olaszország), átlagos kapacitásuk pedig 170 000 t/év. Ezeken felül pedig vannak kombinált erőművek (Combined Heat and Power – CHP), amik mindenhol fellelhetők, de hidegebb éghajlaton gyakoribbak, ezeknek átlagosan 240 000 t/év a kapacitásuk. [16] - 15 -

5.3. Az Európai Unióban alkalmazott hulladékégetési technológiák Fontos leszögezni, hogy a hulladékégetési technológiák nem kifejezetten a termikus eljárások önmagában történő alkalmazását jelenti, mint a hulladékégetés, pirolízis vagy plazmaeljárás. Gyakran használják ezek különféle kombinációit, mint például pirolízis, vagy plazmakezelés követő égetés. Az EU-ban alkalmazott hulladékégetési technológiák közül nagyon sok eljárás csak kísérleti vagy fél üzemi megvalósításig jutott el. Ezek közé leginkább a pirolízises eljárások tartoznak. A szilárd települési hulladékok termikus kezelésére ebben a fejezetben felsorolt technológiák jutottak el nagyüzemi megvalósításig. Siemens eljárás során a mechanikusan aprított hulladékot belső fűtésű konverziós forgódobba helyezték. Itt oxigén szegény környezetbe 450 °C-on pirolizálták. Ezt követően a szilárd maradékot osztályozták és ez után a szénben gazdag finom frakciót és a svélgázt salakolvasztó tűztérben elégették kb. 1 300 °C-on. Az égetéskor keletkező pernyét leválasztást követően visszavezetésre került a tűztérbe és beolvasztották a salakba. 1994ben megkezdtek építeni Fürthben (Németország) a Siemens eljárás szerint egy 100 000 t/év kapacitású létesítményt. Azonban a többszöri sikertelen üzembe helyezési eljárás miatt 1999-ben felhagytak a tevékenységgel. [3[ Thermoselect eljárást szilárd települési és ipari hulladékok kezelésére dolgozták ki. A hulladék előkezelés nélkül tömörítve kerül a reaktorba, ahol a levegő kizárását követően állandó nyomás mellett 500-600 °C hőmérsékleten pirolizálják, majd ezt követően folyamatosan elgázosítják tiszta oxigénnel 1 200 °C felett. A visszamaradt olvadt szervetlen

alkotók

stabil

vegyületekben

megkötődnek

és

így az

építőiparban

hasznosíthatók. A megtermelt szintézis gázt tisztítják, majd egyéb fűtési illetve energiatermelési célokra felhasználható. Sokáig tartották a „jövő megoldásának”. Karlsruheban (Németország) 2002 végére megépült egy 225 000 t/év kapacitású üzem, azonban sok üzemzavarral működött és az is kiderült, hogy sem beruházási sem üzemeltetési költségek tekintetében nem volt előnyösebb, mint egy hagyományos égetőmű. 2004- végére felhagytak az üzemeltetéssel és bezárták a létesítményt. [3] A Siemens és a Thermoselect eljárás a 90-es években még bíztatóan indult fél üzemi méretekben, azonban mindkét eljárás nagyüzemi megvalósítása kudarcba fulladt és nagy anyagi veszteségekkel végződött. Forgódobos égetők veszélyes hulladékégető művekben mai napig beváltan működnek, azonban települési szilárd hulladék tüzelésére már nem alkalmazzák. Nagy hátránya ugyanis, hogy a tüzelésszabályozás szempontjából, hogy nincs lehetőség a primer levegő zónás bevezetésére és szekunder levegő befújására sem. [4] - 16 -

Rostélyos tüzelés Európában a legfontosabb hulladékégetési eljárás. Sokszor tesztelt, de ennek ellenére folyamatosan fejlesztik. Egyre gyakoribbak a vízzel hűtött rostélyok, melynek használata már 12,5 MJ/kg fűtőértékű anyag felett ajánlott. Ezt az innovációt az RDF/SRF előállítás fejlődése vonta maga után. A rostélyos technológiák egyszerűek, stabilak, és hosszú élettartammal rendelkeznek. Legelterjedtebb berendezései a vissza- és előtoló rostély, valamint a hengerrostély. [4] Fluidágyas tüzelés egyre elterjedtebb eljárás, amit az is bizonyít, hogy 1995-99 között piaci részesedése 4 % volt, 2002-05 között pedig már 12%. Előnye a tüzelőanyagok jó vegyülése, ebből adódóan a jó anyag- és hőátadás. Hátránya pedig, hogy a feladni kívánt hulladék előkezelést igényel. [4] 5.4. RDF égetés európai helyzete A Nemzetközi Köztisztasági Világszervezet (International Solid Waste Association – ISWA) által elkészített 2012-es statisztika európai hulladékégetők jelentései alapján készült. Az égetőkről szerepel minden fontos információ, mint például, milyen technológiával mit és mennyit égetnek, ki az üzemeltető, segédtüzelésnél mennyi gázt vagy olajt tüzeltek el, stb. A tüzelőanyagok felsorolása között szerepel az RDF is. Sajnos a legtöbb hulladékégető nem szolgáltatott információkat a bennük elégetett anyagokról, így az elégetett RDF összes mennyiségét nem lehet meghatározni. Azonban azok között az égetők között, melyekről részletesen szerepelt minden, nem volt olyan, amelyik csupán RDF-et égetett volna önmagában. Ezeknél a hulladékégetőknél az RDF részaránya maximum 10% volt az égetőmű kapacitásához képest. [11] Interneten fellelhető szakmai cikkekben olvasható, hogy az Egyesült Királyságban a Runcorn-ban lévő TSZH égető mű teljesen át fog állni RDF tüzelésre. Az első fázist az RDF kísérleti égetése 2015 januárjában befejeződött. A második fázis az üzemi megbízhatósági teszt, 30 napos folyamatos üzemvitelű égetést követően 2015. Május közepén lezárult. Az égetőmű technológiájában több változtatást is végeztek, de legfőképp a tüzelő berendezésben és a füstgáztisztítási rendszer volt az ami megújult. Az erőmű tervezett kapacitása 850 000 t/év RDF melyből 80MW villamos- és 52 MW hőenergiát fognak előállítani. A tüzelőanyag beszállítása tengelyen és vasúton történik. A fejlesztési beruházások pedig várhatóan további 80 új munkahelyet teremtenek majd. [12]

- 17 -

5.5. Magyarországi hulladékégetők 2014-es adatok alapján hazánkban 1 db kommunális hulladékégető, 8 db nem veszélyes hulladék együtt égető mű, 16 db veszélyes hulladékégető és 4 db veszélyes és nem veszélyes együttes engedéllyel rendelkező létesítmény üzemelt. Ennek a 29 db üzemnek az összes hulladék égetőkapacitása 1 350 000 t/év, amelyből 420 000 t/év-et a Fővárosi Hulladékhasznosító Mű képvisel. [16] A Nyugat-európai országokkal szemben Magyarország a hulladékégetés terén jelentős hátrányban van, ugyanis már több mint 30 éve egyetlen egy hulladékhasznosító fűtőművel rendelkezik. Ennek ellenére egy második mű megépülése is kérdéses. Ezt a fűtőművet a Fővárosi Közterület Fenntartó Zrt. szeretné megvalósítani, aminek megépülése CEWEP adatok alapján 2017-2020 közé várható és tervezett kapacitása pedig 200 -250 ezer tonna. 5.5.1. Rákospalotai TSZH égetőmű

5.2. ábra. Fővárosi Hulladékhasznosító Mű [14] Magyarország egyetlen TSZH égetője Rákospalotán található, a Fővárosi Hulladékhasznosító Mű, ami az FKF Zrt. tulajdonában áll. Üzembe helyezése 1982-ben történt 350 000 t/év kapacitással. 2002 decemberében megkezdődött a korszerűsítés a

- 18 -

tervezés szakaszával, melynek kivitelezését 2005-ben fejezték be. Engedélyezett kapacitása ez után 420 000 t/év-re megnőtt, ami a Magyarországon összesen keletkező települési szilárd hulladék csaknem 10%-át jelenti. CHP erőmű, ami 13 000 lakás fűtéséhez szükséges gőzt és 45 000 lakás éves villamos energia mennyiségét képes előállítani. R1-besorolású égetőmű, mivel 2012-es adatok alapján az energiahatékonysági tényezője 0,69 volt. [14] Az égetőmű technológiája a 6.2. ábrán szerepel. A beérkező hulladék, mérlegelést követően egy 10 000 m3-es zárt terű hulladékbunkerbe kerül. A hulladék elégetése négy darab

párhuzamos

elhelyezésű

speciális

30°-os

lejtésű,

hat

hengerből

álló

rostélyrendszerekben történik. A kazánok felfűtési ideje átlagosan 12 óra. Alacsonyabb fűtőértékű hulladék esetén a tűztérben két darab, egyenként 2,6 MW teljesítményű stabilizáló

földgázégő,

és

az

első

huzamban két

darab

egyenként

16 MW

teljesítményfokozó földgázégő szükségszerűen alkalmazható. A folyamat során 405°C-os 40 bar nyomású gőz keletkezik. A turbina generátor-egység névleges teljesítménye 24 MW. A kisebb turbinából kilépő gőz közvetlenül egy távhűtési hőcserélőn adja le a maradék hőenergiáját, miután 3MW villamos teljesítményt termelt.

5.3. ábra. A Fővárosi Hulladékhasznosító Mű működési folyamatábrája [14]

- 19 -

5.5.2. Sajóbábonyi veszélyes hulladékégető A beérkező veszélyes hulladékot mérlegelést követően 4 400 m2össz. alapterületű fedett tároló épületbe, valamint több különböző térfogatú tartályban (6.3. ábra) tárolják az égetésig. Két féle kemence található a telepen, egy statikus a nehezen aprítható anyagok (hordók, kannák) részére és egy forgódobos kemence a könnyebben aprítható frakció, iszapok és paszták részére. A füstgázok hő hasznosítást követően összetett száraz és nedves füstgáztisztításon esnek át. Ennek részei a zsákos porleválasztó, aktívszén szűrő, savas-lúgos mosó. Az égetőműben a veszélyes hulladékok ártalmatlanítása történik, ám a cég egyre inkább törekszik a minél hatékonyabb energiahasznosításra. Az égésből felszabaduló energiából gőzt állítanak elő, amit az ipari parkon belül egyéb tevékenységekhez használnak fel. [19]

5.4. ábra. Sajóbábonyi veszélyes hulladékégető [4]

6. Koncepciók A dolgozatom fő célja, hogy a települési szilárd hulladékok égetéssel történő hasznosításának, valamint a másod tüzelőanyagok égetésének műszaki és gazdasági feltételrendszerét összehasonlítsam egy Miskolcon létesíthető hulladékégető mű esetében. A hulladékégetőkkel szemben támasztott műszaki követelmények részletesen megtalálhatóak a 29/2014 (XI.28.) FM rendeletben, amit korábban a 3. fejezetben tömören összefoglaltam. Ezen kívül hulladékégetők technológiai rendszereinek kiválasztásához részletes

segédlet

található

a

Földművelésügyi

Minisztérium

által

létrehozott

http://ippc.kormany.hu/weboldalon [1]. Ennek ellenére a 4. fejezetben megpróbáltam tömören összefoglalni, a hulladékégetők fő technológiai egységeit és szükséges műveleteit. - 20 -

Itt nem tértem ki bővebben a berendezésekre valamint azok tulajdonságaira, mivel nem láttam ennek szükségességét, mert ez megtalálható a fentebb említett anyagban. A hulladékégetés műszakilag jól kiforrott módszer, melynek területén úgy hiszem már nehéz új úttörő megoldásokat alkotni. Ami mégis érdekessé teheti a dolgozatomat az a hulladékégetők gazdasági feltétel rendszere. Nagyon kevés irodalmat sikerült találnom ezzel kapcsolatban és olyan nem is volt, ami kellő részletességgel és precizitással számolt volna be erről a jelen körülmények közt Magyarországon. Tehát amire megpróbáltam kihegyezni a dolgozatot az volt, hogy összegyűjtsem azokat a tényezőket, amik hatással lehetnek a hulladékégetők gazdasági életére és felbecsüljem azok várható költségeit. Továbbá rendkívül aktuális ez a téma, amivel foglalkozom, ugyanis Magyarország jelentős mértékben le van maradva más európai országoktól a hulladékok égetőműben történő hasznosítása területén. Ahhoz, hogy fellendüljön hazánkban a hulladék kezelés ezen ága is, meg kell vizsgálni egy hulladékégető létesítésének lehetőségét, előzetes gazdaságosságát és műszaki megvalósíthatóságát. Ennek érdekében ebben a fejezetben elkészítek két féle koncepciót, melyeknek a későbbiekben vizsgálom a gazdaságosságát. 6.1. Tüzelőanyagok Egy égetőmű megtervezése során a legfontosabb kérdés az, hogy milyen tüzelőanyagot fog felhasználni a működése során. Ez határozza meg a technológia berendezéseit, a mű kialakítását, a szükséges tárolókapacitás nagyságát, tehát jóformán minden ettől függ. A hulladékoknak több tulajdonsága is befolyásoló hatással bírhat az égetési technológiára és a füstgáztisztítási rendszerre, ám ezek hosszas mintavételezési és elemzési eljárásokkal határozhatóak meg specifikusan a begyűjtési területeken. 6.1.1 Települési szilárd hulladékok A települési szilárd hulladékként a háztartásokban vegyesen gyűjtött hulladék illetve az ipari létesítményekben a háztartási hulladékhoz hasonló összetételű hulladékot értjük. A települési szilárd hulladékok feldolgozási valamint előkezelési folyamatának kialakításához

elengedhetetlen

a

nyershulladék

eljárástechnikai

jellemzőinek

a

meghatározása. Ez a meghatározás mintavételezési és minta feldolgozási műveletek során határozható meg, aminek a folyamatát és szükséges eszközeit szabvány határozza meg.

- 21 -

Mivel ezek a hulladékok alapvetően elosztási és fogyasztási tevékenységekből származnak, ezért mennyiségük és összetételük leginkább az életszínvonaltól, életmódtól és a fogyasztási szokásoktól függ. Valójában sok más tényező is befolyásolhatja, melyek a következők: •

„a hulladékgyűjtésbe bevont település nagysága (területe, lakosok száma),

•

a házi szeméttel együtt gyűjtött ipari hulladék aránya.

•

A összetételbe bekövetkező változások okai:

•

a fogyasztási szokások és életmód változása,

•

az életszínvonal változása,

•

az iparszerkezet átalakulása,

•

a gyűjtési terület, valamint annak az általános gazdasági helyzete,

•

évszakok,

•

helyi és regionális különbségek a gazdasági erő, a szociális és területi struktúra,

•

tekintetében,

•

gyűjtőedény nagysága (ill. fajlagos edénytérfogat liter/lakos és nap egységben),

•

gyűjtőedény fajtája (papír- vagy műanyag zsák)

•

az egy épületben lakó személyek száma

•

a lomtalanítás gyakorisága és szervezése

•

a hulladéktermelő számára rendelkezésre álló más alternatív lehetőségek a

•

rendszeres hulladékmentesítésre, mint például

•

külön gyűjtőedények az újrahasznosításra szánt papír és üveg számára

•

a növényi hulladékok saját kezelésben való komposztálása

•

egyesületek vagy más szervezetek akciói hasznosítható anyagok begyűjtésére

•

magán-hulladékmentesítők gyűjtőtevékenysége

•

a szemétszállítási és lomelszállítási díj nagysága és rendszere” [29]

A fenti pontokból jól látható, hogy rengeteg befolyásoló tényezővel lehet számolni, aminek köszönhetően nem csak településenként változik a hulladék összetétele, hanem településen belül is eltérő hulladék keletkezik. [29] 6.1.2. Másod tüzelőanyagok Eddig már esett szó az RDF-ről is, de még arról nem, hogy mi is az valójában. Angol rövidítésből származik a neve (Refuse Derived Fuel – RDF). Ezt az anyagot TSZHból állítják elő mechanikai-biológiai (angol nyelvű irodalomban: Mechanical-biological treatment - MBT) vagy mechanikai-fizikai (angol nyelvű irodalomban Mechnaical- 22 -

physical stabilization - MPS) kezelések végtermékeként. Manapság egyre nagyobb teret hódítanak meg ezek az eljárások a hulladékkezelés területén, egész Európa területén, beleértve Magyarországot is. Lényege ezeknek az eljárásoknak, hogy előállítsanak egy fém és inert anyagoktól mentes nagyfűtőértékű részekben gazdag frakciót és egy magas fűtőértékű részekben szegény frakciót, amely megfelel a hulladéklerakóban való elhelyezés előírásainak. Mivel az RDF-et TSZH-ból állítják elő, ezért fizikai tulajdonságaikban nagyon hasonlóak, ellenben kémiai összetételükben és tüzeléstani tulajdonságaikban már nagyon is eltérnek egymástól. Ebben a dolgozatban azonban csak a tüzeléstani tulajdonságaikban való eltérést veszem figyelembe és használom fel a későbbi számításaimban. A szakirodalmakban egyre több helyen lehet találkozni az RDF helyett az SRF rövidítéssel. Az SRF a Solid Recoverd Fuel kifejezésből származik, amely a TSZH-ból visszanyert szilárd tüzelőanyagot jelenti. Gyakorlatilag az RDF is ugyan ezt jelenti, de még is van különbség a két anyag között. Még pedig az, hogy az SRF szigorúan szabvány szerint minősített termék, melynek 125 különböző osztálya létezik. Az osztályokba történő besorolás három fő paraméter alapján történik, mégpedig a fűtőérték, klór és higany tartalom. Ezzel szemben az RDF-et csupán két osztályba lehet sorolni. Ez azért van, mert az RDF előállításnak az a célja, hogy a TSZH-ból eltávolítsák a veszélyes részeket és garantáljanak egy minimális fűtőértéket. Az SRF esetében már más a helyet. Itt törekednek az állandó minőségre, ugyanis az SRF már nem minősül hulladéknak így a szállítására és ipari felhasználására nem vonatkozik a hulladékokra vonatkozó szigorú előírások. Ennek köszönhetően az várható, hogy egyre nagyobb részarányt fognak képviselni bizonyos ipari technológiákban a másod tüzelőanyagok, melynek segítségével ügyesebben lehet gazdálkodni a primer energiaforrásokkal. Az SRF hátrányai közé tartozik az, hogy a minőséget állandóan garantálni kell, ami az állandóan változó összetételű TSZH-ból nehéznek bizonyulhat. Továbbá a minősítés során több mintavételre is szükség van, valamint a minták laborvizsgálata sem olcsó dolog, így az SRF előállításnak sokkal nagyobb költségei lehetnek, mint az RDF előállításénak.[28] 6.1.3. Hejőpapi mechanikai-optikai előkezelő mű Különböző európai országokban a másod tüzelőanyagok előállításának a helyzete nagyon eltérő. Számos technológiát fejlesztettek ki RDF előállításra, azonban ebben a dolgozatban a MiReHuKöz Nonprofit Kft. Hejőpapi hulladék feldolgozó telephelyén található mechanikai-optikai előkezelő művön keresztül mutatom be az RDF előállítást. - 23 -

Ennek a technológiának a célja, hogy a kevert TSZH-ból feldolgozást követően kinyerjen egy anyagában hasznosítható frakciót és egy anyagában már nem, de energetikailag hasznosítható (RDF) frakciót. A technológia jelenleg engedélyezett feldolgozó képessége 53 000 t/év.

6.1. ábra Hejőpapi mechanikai-optikai előkezelő mű folyamatábrája [30] A kezelési technológia, melynek folyamatábrája a 6.1. ábrán látható a következő elemeket tartalmazza. Előaprító berendezés melynek célja a nagyméretű darabok

- 24 -

redukálása és a hulladék homogenizálása. Az anyagáram ezt követően egy mágnese leválasztóhoz érkezik ahol az aprított hulladékból eltávolítják a vas fémeket, hogy megóvják a technológia berendezéseit az extra kopástól. Ez után az anyagáram egy dobrostán halad keresztül ahol a finom frakció leválasztásra kerül és ezzel a biológiailag lebontható rész nagy része leválasztásra kerül. Utána következik egy két frakciós légszeparátor, ahol a nehéz anyagokat (törhetetlen, nagy nedvességgel rendelkezők) választják le. Ez után 12 állásos válogató kabin következik, majd egy NIR rendszerű optikai válogató, ami pneumatikusan szétválasztja az anyagáramot, ahol elsősorban a klór tartalmú anyagok kerülnek leválasztásra. Utolsó előtti lépcsőben történik egy utóaprítás ahol az előállított RDF-et 30-50 mm közé aprítják, majd végül bebálázzák, vagy ömlesztve szállítják. Ez a technológia a vasfémek, színesfémek, kompozitok, papír, karton, műanyagok (PE fólia, PET, PP/HDPE) valamint az RDF leválasztását teszi lehetővé.[30] 6.1.4. TSZH és RDF összehasonlítása tüzeléstechnikai szempontból RDF égetés előnye, hogy a tüzelőanyag fűtőértéke egyenletesebb ez által az égési légfelesleg jobban szabályozható. Az elégetlen O2 korróziós problémákhoz vezet. Egy RDF tüzelésű rendszer kb. 1,5-ös légfelesleg tényezővel, míg egy TSZH tüzelésű kb. 2-es légfelesleg tényezővel üzemel az összetevők széles fűtőérték ingadozása miatt. Azonos mennyiségű tüzelőanyag esetén a TSZH égetés nagyobb légfelesleget és nagyobb füstgáztisztító rendszert igényel. De mivel a szükséges levegő mennyisége erősen lecsökkent ez által a füstgáztisztító rendszer költségei is csökkennek. Továbbá az elő feldolgozás során néhány potenciális problémát el lehet távolítani a hulladékból, mint például az elemeket és akkumulátorokat. Azonban RDF elméleti előnyei ellenére is felléphetnek korróziós problémák az égető berendezésben. [10] Az RDF másik előnye a TSZH-val szemben a tárolhatóság. Az RDF konténerekben is tárolható akár több mint egy éven keresztül anélkül, hogy minőségében és fűtőértékében komolyabb változás történne. Ezzel szemben a TSZH tárolási ideje erősen korlátozott (kb. 1 hét) közegészségügyi okokból kifolyólag. Ami hátránya az RDF-nek az, hogy az előállítási technológiának is vannak költségei, és a feldolgozás során a maradék nagy fűtőértékű részekben szegény frakció hasznosítása nem megoldott. Továbbá az RDF égetéséhez (adott fűtőérték fölött) vízhűtéses tüzelőberendezést szükséges, amely költségesebb egy hagyományos rostélyos berendezésnél, mivel műszakilag nehezebben kivitelezhető.

- 25 -

6.1.5. Egyéb tüzelőanyagok Egy hulladékégető tüzelőanyagaként azonban nem csak a fentebb tárgyalt két anyag jöhet szóba. A hulladékégetőkben előforduló tüzelőanyagokat és azokra jellemző fűtőértékek a 6.1. táblázatban foglalták össze. Ennek segítségével meghatározható a tüzelőanyaggal bevitt hőmennyiség. Azonban ezek a tüzelőanyagok általában egymással vegyítve kerülnek égetésre, például a TSZH mellé még szennyvíz iszapot vagy RDF-et is adagolnak a tüzelő berendezésbe. A koncepciókban azonban kifejezetten csak a fentebb tárgyalt TSZH és RDF önmagában történő égetését veszem alapul. 6.1. táblázat. Hulladékégetőkben jellemzően előforduló hulladékok jellemző fűtőértékei [1] Fogadott hulladék

Megjegyzések és példák

Vegyes háztartási hulladék A Fővárosi Hulladékhasznosító Műben eltüzelt hulladék Nagy darabos Pl. Hulladékégetőbe szállított bútorok hulladék stb. TSZH-hoz Háztartásihoz hasonló, de más hasonló forrásból (pl. boltok, irodák stb.) hulladékok származó hulladék Hasznosítás után Komposztálás és egyéb hasznosítás megmaradó után fennmaradó hulladék TSZH Kereskedelmi Boltokból, irodákból stb. elkülönítve hulladék gyűjtött hulladék Csomagolási Elkülönítve gyűjtött hulladék csomagolóanyagok Hulladékból Települési és ahhoz hasonló, nem előkezeléssel veszélyes hulladékokból előállított kinyert granulátumok és pelyhek tüzelőanyag TermékspecifikPl. műanyag- és papíripari hulladékok us ipari hulladék Veszélyes „Vegyipari” vagy különleges kezelést hulladék igénylő hulladékok néven is ismert Szennyvíziszapok Szennyvízkezelő művekből Nyers (25% szárazanyag tartalomig víztelenített) Rothasztott (25% szárazanyag tartalomig víztelenített) Vegyes TSZH Vegyes TSZH

- 26 -

Hulladék fűtőértéke annak eredeti formájában (nedvességtartalommal együtt) Szélső értékek Átlag [GJ/t] [GJ/t] 6,3-10,5 9 8,5 − 10,5-16.8

13

7,6-12,6

11

6,3-11,5

10

10-15

12,5

17-25

20

11-26

18

18-23

20

0,5-20

9,70

Ld. lejjebb 1,7-2,5

Ld. lejjebb 2,1

0,5-1,2

0,8

6.2. Anyagáramok Az általam kijelölt égetési kapacitás mind a kétfajta tüzelőanyaggal működő hulladékégető esetén a 100 000 t/év, ugyanis egy hulladékégetéssel foglakozó tanulmányban kimutatták, hogy Európában manapság már nem létesítenek ettől kisebb kapacitású hulladékégetőket. Ez azért van, mert ez a 80-100 000 t/év kapacitás az a határ ahol a létesítmény fajlagos költségei jelentős mértékben csökkenek [12]. Továbbá az összehasonlíthatóság szempontjából is előnyös az, hogy egyforma kapacitásokkal számolok. Begyűjthető TSZH mennyisége KSH adatok alapján (6.2. táblázat) 2013-ban az Észak-Magyarországi régióból pedig 295,9 ezer tonna, ezen belül Borsod-Abaúj-Zemplén megyéből 169,9 ezer tonna TSZH-t szállítottak el a közszolgáltatók. Ezekből az adatokból az derül ki, hogy ez a terület könnyedén ki tudna szolgálni egy 100 ezer tonna kapacitású TSZH égetőművet. [13] 6.2. táblázat. A fajlagosan elszállított TSZH mennyisége a vizsgált régiókra és megyékre bontva a 2013-asévre vonatkoztatva [13] A közszolgáltatás A közszolgáltatás Lakónépesség, keretében keretében Megnevezés [fő] elszállított TSZH fajlagosan elszállított (2014.01.01.) mennyisége, TSZH mennyisége, [ezer tonna] (2013) [kg/fő] (2013) Borsod-Abaúj-Zemplén 674 999 169,9 251,704 Heves 303 503 78,0 256,999 Nógrád 198 392 48,0 241,945 Észak-Magyarország 1 176 894 295,9 251,425 Hajdú-Bihar 539 507 148,8 275,807 Jász-Nagykun-Szolnok 383 489 100,2 261,285 Szabolcs-Szatmár-Bereg 561 379 108,5 193,274 Észak-Alföld 1 484 375 357,5 240,842 Ország összesen

9 877 365

2 780,7

281,522

Ezek az értékek azonban éves és területi átlagok, valamint nem ismert a háztartási hulladékkal együtt gyűjtött ipari hulladék aránya sem. A keletkező TSZH mennyiségét és minőségét azonban rengeteg tényező befolyásolja (fogyasztói szokások, lakóövezet típusa, évszakok, egy lakásban élők száma, iparszerkezet és átalakulása, stb.). Mindezek ellenére az elszállított hulladékmennyiség és a lakosság hányadosaként kiszámolható az egy főre

- 27 -

jutó fajlagosan elszállított TSZH mennyisége, amelyből meghatározható, hogy mennyi lakosnál keletkezik kb. 100 ezer tonna hulladék. A becsléshez az Észak-Magyarországi átlaggal számolok. Nlakos = 100 000 t / 0,251425 t/fő = 397 733 fő. A miskolci járás 39 településének népessége 242 793 fő, akik kb. 61 ezer tonna hulladékot termelnének. A hiányzó mennyiséget pedig a szomszédos 9 járás (melyek közül 2 Heves megyében található) területén lévő további 73 települése szolgáltatná. Ezek a települések amint az 6.1. ábrán látható nagyjából egy 55 km átmérőjű körben helyezkednek el. Természetesen, ha ismerjük az ipari beszállítók részarányát a begyűjtött TSZH-ban, akkor a terület nagysága csökkenhet.

6.1. ábra.100 ezer tonna TSZH begyűjtési területének lehatárolása (Saját szerkesztés) Több város is ezen a körön kívül esik (Eger, Mezőkövesd, Ózd, Putnok, Tiszaújváros, Encs, Szerencs). Ezeknek a városoknak, valamint a környező települések összes népessége jócskán meghaladja a 100 ezer főt. Ha ezeket a településeket is bevonnák a gyűjtési körbe, akkor az akár plusz 25 – 30 ezer tonna beérkező hulladékot is eredményezhet.

- 28 -

Az RDF esetben viszont más irányból kell megközelíteni a dolgot. Itt ugyanis nem beszélhetünk begyűjtési területről Az Észak-Magyarországi és Észak-Alföldi régióban 5-5 db TSZH feldolgozó mű üzemel vagy fognak létesíteni a jövőben, melyek közül 7 képes RDF előállításra. Az elméletileg előállítható RDF mennyiség Az RDF előállításra alkalmas üzemek technológiától és szabályozástól függően különféle kihozatalokkal dolgoznak. „Az RDF mennyisége három különböző kihozatali arány alapján számítható (10 %, 22,5 %, illetve 35 %), mivel a szakirodalmi adatok meglehetősen szórnak ebben a kérdéskörben. A 10%-os kihozatali arány gyakorlatilag minimális értéknek tekinthető, a 22,5 % átlagos értéknek, míg a 35 % optimalizált technológiai folyamat esetében értendő egyfajta maximális kihozatali érték.” [13] 6.3. táblázat. Elméletileg előállítható RDF mennyisége a vizsgált régiókra, illetve megyékre bontva különböző RDF kihozatalok esetében a 2013-as évre vonatkozóan [13]

Megnevezés

Borsod-AbaújZemplén Heves Nógrád ÉszakMagyarország Hajdú-Bihar Jász-NagykunSzolnok SzabolcsSzatmár-Bereg Észak-Alföld Ország összesen

A közszolgáltatás keretében elszállított TSZH mennyisége, [ezer tonna] (2013)

A közszolgáltatás keretében elszállított TSZH deponált mennyisége, [ezer tonna] (2013)

A deponált A deponált TSZH-ból TSZH-ból előállítható előállítható RDF RDF mennyisége mennyisége 22,5 %-os 10 %-os RDF RDF kihozatallal kihozatallal számolva számolva, [ezer tonna] [ezer tonna] (2013) (2013)

A deponált TSZH-ból előállítható RDF mennyisége 35 %-os RDF kihozatallal számolva, [ezer tonna] (2013)

169,9

158,2

15,82

35,60

55,37

78,0 48,0

74,4 46,8

7,44 4,68

16,74 10,53

26,04 16,38

295,9

279,4

27,94

62,87

97,79

148,8

130,1

13,01

29,27

45,54

100,2

96,3

9,63

21,67

33,70

108,5

97,5

9,75

21,94

34,13

357,5

323,9

32,39

72,88

113,37

2 780,7

2116,3

211,63

476,17

740,71

A 6.3 táblázat azt mutatja, hogy a deponált mennyiségekből, különböző kihozatalok mellett elméletileg mennyi RDF állítható elő. A vizsgált két régióban az előállítható RDF potenciál 211,16 et/év RDF (35 %-os RDF kihozatal esetén). - 29 -

Meglévő és tervezett RDF előállító kapacitás A vizsgált két régióban már létesült és tervezett üzemek által előállított RDF mennyisége becsülhető, amit a következő táblázatokban foglaltam össze. A 6.4. és 6.5. táblázatból jól látható, hogy az RDF előállítására képes üzemek, a szakirodalomban meghatározott maximális 35%-os kihozatalok mellett gyakorlatilag képesek együtt előállítani a 100 ezer tonna RDF-et évente (96 425 t/év RDF). A fellépő hiány kiküszöbölésére más– régiókon kívüli –TSZH feldolgozóktól kell RDF-et beszerezni, vagy akár nagyobb RDF kihozatalokkal kell dolgozni (kRDF=36,3 %) A táblázatokban felsorolt TSZH-t feldolgozó létesítmények adatai az [13]-ből származnak. Azonban annak nem jártam utána, hogy ezek közül melyek azok, amelyek már megvalósultak és melyek azok, amelyeknek a kivitelezése csak a jövőben várható.

6.4. táblázat. Az Észak-Magyarországi Régióban már meglévő és tervezett TSZH feldolgozóművek elméleti RDF kihozatala ([13] alapján Saját szerkesztés) Észak-Magyarországi Régió Kapacitás Település [t/év] Bodrogkeresztúr 30 000 Hejőpapi I. 53 000 Hejőpapi II. 40 000 Sajókaza 46 500 Salgótarján 31 000 Σ 200 500

RFD Kihozatal [t/év] 10 % 22,5 % 3 000 6 750 5 300 11 925 4 000 9 000 4 650 10 463 3 100 6 975 20 050 45 113

35 % 10 500 18 550 14 000 16 275 10 850 70 175

Miskolctól mért távolság [km] 45 25 25 30 110

6.5. táblázat. Az Észak-Alföldi Régióban már meglévő és tervezett TSZH feldolgozó művek elméleti RDF kihozatala ([13] alapján Saját szerkesztés) Észak-Alföldi Régió Kapacitás RDF Kihozatal [t/év] Település [t/év] 10 % 22,5 % Jásztelek 30 000 3 000 6 750 Kétpó (mobil) 45 000 4 500 10 125 Nyíregyháza * 64 290 Kisvárda * 36 395 Nagyecsed * 20 917 Σ 196 602 7 500 16 875 (* = nem állít elő RDF-et)

- 30 -

35 % 10 500 15 750

26 250

Miskolctól mért távolság [km] 120 160

GVOP-3.1.1.-2004-05-0460/3.0 projekt éves záródokumentumában található RDF előállítási adatok alapján elkészítettem a 6.2. és a 6.3. ábrát. melyeken az RDF kihozatal és fűtőértékének összefüggését, valamint az elválasztási szemcseméret és kihozatal összefüggését ábrázoltam. Ezek az adatok egy mechanikai-biológiai kezelés stabilátjának vizsgálatából származnak, melyeket a 6.6. táblázatban foglaltam össze. Mivel ez kezelés utáni termék ezért nem kalkulál a biológiai kezelés során fellépő tömegveszteséggel (távozó víz, távozó gázok) 6.6. táblázat. MBH kezelés utáni stabilát tulajdonságai [31] Termék

Tömeg-

Szemcseméret

hányad

Fűtőérték** Fsz

[mm]

[%]

[MJ/kg]

>200

16,4

23 (számított)

100-200

29,9

19 (számított)

75-100

14,7

15,7

50-75

3,3

23,7

Másodtüzelő-

20-50

22,3

10,8

anyagtermék

8-20

9,7

0,9

(RDF)

<8

3,7

Nem mérhető

Összesen

100,0

15,0

Stabilátban

44,6

15,0

<20

100

Nem mérhető

Biostabilátban

55,4

0

Biostabilát

- 31 -

25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

6.2. ábra. RDF fűtőérték és kihozatal összefüggése (saját szerkesztésű) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

50

100

150

200

250

6.3. ábra. RDF elválasztási szemcseméret és kihozatal összefüggése (saját készítésű) További számításaimban ezekkel az értékekkel nem számolok. Ugyanis ezek nem a kezelés előtti TSZH mennyiségéhez vannak viszonyítva, hanem a kezelés utáni szétválasztásra kerülő stabilát mennyiségéhez. Hasonló diagramok szerkesztése szükséges minden RDF üzem esetén figyelembe véve az ottani technológia sajátságait (technológia folyamata, aprítás, szétválasztás, kihozatalok). Ilyen diagramok felvételéhez részletes hulladékelemzés

szükséges

amely

magába

foglalja

a

szemcseméret

meghatározását és a szemcseméret osztályok fűtőértékének megállapítását. - 32 -

eloszlás

Koncepció javaslatok Ebben a fejezetben tárgyaltak alapján két eltérő koncepciót hozok létre. Az első variáció arról fog szólni, hogy a hulladékégetőben csak tisztán TSZH-t égetnek. Ez esetben azt feltételezem, hogy a hulladékégetés mellett csak annyi TSZH kerül RDF előállításra BA-Z megyében, amennyi még nem okoz problémát a hulladékégető megfelelő mennyiségű TSZH-val történő kiszolgálásában. Ebben a koncepcióban a számítások során a fennmaradt részből előállítható RDF-et, valamint az Észak-Alföldi régió és az Észak-Magyarországi régió másik két megyéjében képződő TSZH-t és abból előállítható RDF-et nem veszem figyelembe. A második koncepcióban pedig a vizsgált két régióban előállítható RDF a hulladékégető fő tüzelőanyaga. Az első koncepcióhoz hasonlóan ebben az esetben is tisztán kerül égetésre a kiválasztott tüzelőanyag, tehát az RDF. A két koncepcióhoz alapul vett feltételezések valamint alapadatok az átláthatóság és a jó összehasonlíthatóság érdekében közvetlenül a következő fejezet számítási szakaszaiban kerülnek ismertetésre.

7. Kiadások meghatározása Ebben a fejezetben a két koncepcióra (tisztán TSZH ill. tisztán RDF égetés) párhuzamosan ismertetem a szállítási-, beruházási-, üzemeltetési költségeket, valamint a bevételeket. A vizsgálatomban a felmerülő költségek és bevételek különbsége alapján állapítom meg az adott koncepció gazdaságosságát. Az amortizációt meghatározom, de a számításokba nem alkalmazom. 7.1. Szállítási költségek meghatározása Az égetési tanulmányban is számoltak szállítási költségeket, de a pontos számítást nem tüntették fel, csupán az RDF és a TSZH szállítási költségeinek az arányát. Ez az arány 1 : 1,3 ahol az RDF 1.Mivel ez semmivel nincs alátámasztva a tanulmányban ezért ezt nem használom fel a számításaimban [3]. Az RDF szállítási költségeinek a meghatározásánál figyelembe vettem a keletkezési hely és Miskolc közötti legrövidebb közúton megtehető távolságot. Továbbá a keletkezés helyén 36,3%-os RDF kihozatalokkal számoltam. A számításaimban szerettem volna felhasználni olyan fajlagos szállítási költségeket illetve tapasztalatokat, melyek

- 33 -

hulladékszállítással foglalkozó cégektől származnak. Megkerestem több céget is, de sajnos sehonnan se kaptam információkat, ezért a konzulensem iránymutatásként nettó 250 Ft/km fajlagos szállítási költséget javasolt. Ez vonatkozik az üres járatokra is, valamint megrakodott kamionokra is. RDF szállításnál 24 t-ig (rakomány súlya) terhelhető kamionokkal számolok, melyek raktere nagyjából 80-100 m3. Azt feltételezem, hogy ezek a járművek 100%-os kihasználtsággal tesznek meg minden fuvart. Ezen adatok által a 7.1. táblázatban foglalom össze a kiszámított szállítási költségeket RDF-re. A számítás a következő képlet alapján történt. 𝐼𝑅𝐷𝐹 = 𝛴(

𝑄𝑖 × 𝑘𝑅𝐷𝐹 × 2𝑠𝑖 × 𝑓𝑘 ) 𝑄𝑔 × 𝑘𝑔

Ahol: IRDF – Az RDF szállítási költsége [Ft/év] Qi – Az i-edik telephelyen feldolgozott TSZH mennyisége [t/év] kTDF – RDF kihozatal [-] Qg – Gépjármű terhelhetősége [t] kg – Gépjármű kihasználtsága [-] si – Az i-edik telephely Miskolctól való távolsága [km] fk – Szállítás fajlagos költése [Ft/km]

7.1. táblázat. RDF szállítási költsége az Észak-Magyarországi és Észak-Alföldi régiókban már létező és tervezett TSZH feldolgozó üzemekből (Saját készítés) Előállító Feldolgozó Előállított RDF Távolság Szállítás telephelyek képesség (36,3%-os Miskolctól költsége Qi[t/év] kihozatallal) si[km] IRDF [Ft/év] [t/év] Bodrogkeresztúr 30 000 10 890 45 10 209 375 Hejőpapi I. 53 000 19 239 25 10 020 313 Hejőpapi II. 40 000 14 520 25 7 562 500 Sajókaza 46 500 16 879,5 30 10 549 687 Salgótarján 31 000 11 253 110 25 788 125 Jásztelek 30 000 10 890 120 27 225 000 Kétpó 45 000 16 335 160 54 450 000 275 500 100 006,5 145 805 000 Σ Az RDF szállítási költsége ΣIRDF = 145 805 000 Ft/év≈145,805 mFt/év

- 34 -

A TSZH szállítási költségek meghatározásánál azt feltételezem, hogy a meglévő vagy rövid időn belül megvalósuló TSZH feldolgozó művekből a hulladék nem feldolgozásra kerül, hanem onnan a hulladékégetőbe szállítják. Ezt a feltételezést a 6. fejezet végén leírtak alapján indokolnám meg. A beszállított mennyiség 100 ezer tonna évente. Ezt a mennyiséget úgy osztom el, hogy a Miskolchoz legközelebb elhelyezkedő telephelyről az összes hulladék az égetőbe kerül, majd a fennmaradt hiányt a második legközelebb lévő telephelyről pótolom. Esetleg, ha ez a mennyiség nem lenne elegendő, akkor a legtávolabbi feldolgozóból is érkezne hulladék. A

TSZH

szállítási

költségeinek

a

meghatározásánál

ugyan

azokkal

a

paraméterekkel számoltam, mint az RDF esetében. A használt képlet pedig a következőképpen módosult. 𝐼𝑇𝑆𝑍𝐻 = 𝛴(

𝑄É𝑖 × 2𝑠𝑖 × 𝑓𝑘 ) 𝑄𝑔 × 𝑘𝑔

Ahol: IRDF – A TSZH szállítási költsége [Ft/év] QÉi – Az i-edik telephelyről elszállítható TSZH mennyisége [t/év] Qg – Gépjármű terhelhetősége [t] kg – Gépjármű kihasználtsága [-] si – Az i-edik telephely Miskolctól való távolsága [km] fk – Szállítás fajlagos költése [Ft/km] 7.2. táblázat. A TSZH szállítási költsége a B-A-Z megyei hulladék feldolgozóktól történő elszállítás esetén (Saját készítésű) TSZH Feldolgozó Távolság Égetőbe szállított Szállítás költsége feldolgozó képesség Miskolctól mennyiség telephely Qi [t/év] si [km] QÉi [t/év] ITSZH [Ft/év] Hejőpapi I-II. 93 000 25 93 000 48 437 500 Sajókaza 46 500 30 7 000 4 375 000 Bodrogkeresztúr 30 000 45 0 169 500 100 000 52 812 500 Σ A TSZH szállítás költsége ΣITSZH = 52 812 500 Ft ≈52,813mFt/év. 7.2. Beruházási költségek becslése A beruházási költségek becslését referencia-üzem adatai alapján végzem. Azzal a különbséggel, hogy nem konkrétan megvalósult hulladékégetőt vettem alapul, hanem a [3] - 35 -

tanulmányban összefoglalt árajánlatokból határoztam meg. Megjegyzésként említeném, hogy az árajánlat kérés a költségek becslésének egyik legpontosabb módszere, bár elég sok időbe kerül ennek az elkészítése. A 7.4 és 7.5. táblázatokban szereplő árajánlatok 2006-ban készültek, azonban nem tartalmazták magukban az építési és tervezési költségeket. Ezekkel a költségekkel, amiknek a %-os megoszlása megtalálható a 7.3. táblázatban, a tanulmány készítői korrigáltak az árajánlatokat. 7.3. táblázat. Hulladékégető művek beruházásának fajlagos költségmegoszlásai [3]

A beruházási költségek becsléséhez a következő képletet használom fel [22]

Ahol: Ba = a tervezni kívánt üzem beruházási költsége [EUR] Br = a referencia üzem beruházási költsége [EUR] Qa = a tervezett üzem kapacitása [t/év] Qr = referencia üzem kapacitása [t/év] Ia = a tervezett üzem adott évi ár indexe [-] Ir = a referencia üzem adott évi ár indexe [-] n = arányossági tényező (0,4… 0,9, de általában 0,6) [-] KL = helyfaktor [-] TSZH beruházási költségei A 7.4 táblázatban 2006. évből származó árajánlatok láthatók különböző kapacitású TSZH égetőművekre. A táblázatból a 150 000 t kapacitásra adott árat számítottam át a megadott képlet alapján (költségindexálás) 2015-re, és 100 000 t/év kapacitásra.

- 36 -

7.4. táblázat. TSZH égető művek beruházási költségei különböző kapacitású létesítmények esetén [3]

Alapadatok: QaTSZH = 100 000 t/év n = 0,4…0,9 (0,6) Ia = 118 (2015. évi EUR árindex [21]) Ir = 101 (2006. évi EUR árindex [21] ) K = 1 (mert az árajánlat Magyarországra szól) BaTSZH = 79 625 000 × (100/150)0,6 × (118/101) × 1 = 72 938 247, 37 EUR Ezeket az érétkeket 310 Ft / EUR-s árfolyammal számoltam át Ft-ba. BaTSZH = 22 610 856 685 Ft ≈22 610,857mFt. RDF beruházási költségei A 7.5 táblázatban 2006. évből származó árajánlatok láthatók különböző kapacitású RDF égetőművekre. A táblázatból a 100 000 t kapacitásra adott árat számítottam át a megadott képlet alapján (költségindexálás) 2015. évre. 7.5. táblázat. RDF égető művek beruházási költségei különböző kapacitású létesítmények esetén [3]

Alapadatok: QaRDF = 100 000 t/év n = 0,4…0,9 (0,6) Ia = 118 (2015. évi EUR árindex [21]) Ir = 101 (2006. évi EUR árindex [21] ) - 37 -

K = 1 (mert az árajánlat Magyarországra szól) BaRDF = 73 500 000 × (100/100)0,6 × (118/101) × 1 = 85 871 287, 13 EUR Ezeket az értékeket 310 Ft/EUR-s árfolyammal számoltam át Ft-ba. BaRDF = 26 620 099 010 ≈26 620,099 mFt. 7.3. Üzemeltetési költségek Az üzemeltetési költségeket több tényező is befolyásolja. Azok a tényezők melyeket figyelembe vettem ennek a meghatározásánál a következők: −

beruházásra felvett hitel törlesztése,

−

munkabérek (a munkáltatót terhelő többlet költségekkel együtt),

−

nagy karbantartás költségei,

−

segédanyagok költségei (földgáz, füstgáztisztításhoz szükséges anyagok, víz, stb.),

−

égési maradékok lerakóban történő elhelyezésének költségei.

7.3.1. Hitelezési lehetőségek A hiteltörlesztés költségét egy pénzügyi számítás segítségével határozom meg és nem konkrét pénzügyi szolgáltatók termékeit veszem alapul. Tehát a hiteltörlesztést 0% önerővel továbbá 2; 4 és 8%-os kamattal, 25 éves futamidővel illetve minden év végén egyszeri törlesztést feltételezve határoztam meg, aminek az eredményeit a 7.6. táblázatban foglaltam össze. A számításaimhoz a következő képletet vettem segítségül: 𝐶=

𝐹𝑉 (1+𝑟)𝑛 −1 𝑟×(1+𝑟)𝑛

Ahol: C – a hiteltörlesztés költsége [mFt/év] FV – a beruházás költsége [mFt] r – kamat [-] n – tervezett futamidő [év] 7.6. táblázat. Hiteltörlesztési lehetőségek (saját szerkesztés) Kamat 2% 4% 8%

Hiteltörlesztés [mFt/év] TSZH égetőmű beruházás RDF égetőmű beruházás 1 158,138 1 363,493 1 447,365 1 704,004 2 118,157 2 493,739

- 38 -

További számításaim során a 2%-os kamathoz tartozó hiteltörlesztést fogom figyelembe venni mind a TSZH mind pedig az RDF égető esetében.

7.3.2.Munkabérek A munkabérek meghatározásánál a TSZH és az RDF esetén is ugyan azokat a munkaköröket és fizetési kategóriákat rögzítettem. Így tehát a fizetések a következő táblázatban leírtaknak megfelelően határozom meg. A hulladékégető üzemeltetéséhez szükséges alkalmazottakat és azok létszámát a [23] tanulmányban foglalták össze. Ennek mintájára készítettem el a 7.6 táblázatot. Soknak tűnhet a 74 alkalmazott, de ha úgy közelítjük meg a dolgot, hogy napi 3 műszakban folyamatosan üzemel a létesítmény akkor így kijön egy műszakra átlagosan kevesebb, mint 25 fő, azt is figyelembe véve, hogy az irodai dolgozók csupán egy műszakban dolgoznak. 7.7. táblázat. Hulladékégető művek üzemeltetéséhez szükséges alkalmazottak és bérezésük (Saját készítésű) Bérezés mind két üzem esetében Alkalmazottak Szükséges Fizetési kategória Kifizetett bérek létszám [fő] (bruttó)[Ft/hó] (bruttó) [Ft/hó] Vezérigazgató 1 1 300 000 1 300000 Műszaki igazgató 1 600 000 600000 Gazdasági igazgató 1 700 000 700000 Üzemeltető 14 300 000 4200000 Darukezelő 7 200 000 1400000 Műszakvezető 7 250 000 1750000 Gépész 5 200 000 1000000 Általános munkás 30 150 000 4500000 Villamossági szerelő 2 200 000 400000 Közgazdász 2 300 000 600000 Irodista 2 150 000 300000 Könyvelő 2 250 000 500000 Σ 74 17250000 Ennek a 74 főnek az összes havi bruttó fizetése 17,25 mFt, amit még tovább terhel a munkáltatót terhelő költségek (szociális hozzájárulási adó 27% és a szakképzési hozzájárulás 1,5%),ami a bruttó bérek 28,5%-a. Ezzel korrigálva megkapható, hogy az alkalmazottak ténylegesen mennyibe kerülnek a munkáltatónak egy hónapban. 17,25 mFt/hó × 1,285 = 22,17 mFt/hó.

- 39 -

Az alkalmazottak éves költsége 22,17mFt/hó × 12 hó/év = 266,04mFt/év 7.3.3.Nagy karbantartás költsége Minden hulladékégetőben szükség van évente egy ún. nagy karbantartásra. A karbantartási időszakra, ami kb. 1 hónap, a létesítmény teljesen leáll. Ennek az oka az, hogy a hulladékégető berendezései nagy korrózióveszélynek vannak kitéve és fenn áll a korai tönkremenetel veszélye. Ezeknek a nem kívánatos eseményeknek a megelőzésére, valamint a szennyezőanyag kibocsátások csökkentésére jól bevált módszer az évi nagy karbantartás. Az évi nagy karbantartás költségeiről a [23]-as tanulmányban találtam információt. Ebben az esetben a nagy karbantartás költségét a beruházáson belül az építőipari tevékenység költségének 1%-a plusz a berendezések költségének 2,5%-a. A 7.3. táblázatban szereplő adatok alapján az építőipari tevékenység a beruházás 19%-a, a berendezések pedig a technológiai eszközök, a füstgáztisztítás, a szabályozás és az energiahasznosító berendezések figyelembevételével a beruházás 72%-át teszik ki. Ez a táblázat azonban TSZH égetőkre vonatkozik, ami az RDF égetőktől eltérhet, mint például a technológiai berendezések az RDF esetében nagyobb részt képviselhet a teljes beruházásból, a füstgáztisztítás pedig kisebbet. Mivel pontos adatokkal nem rendelkezem erről az eltérésről, ezért azt feltételezem, hogy mind a két esetben ezek az arányok megegyeznek. Éves nagy karbantartás költsége TSZH esetén 22 610,857 mFt × 0,19 × 0,01 + 22 610,857 mFt × 0,72 × 0,025 = 449,965 mFt/év Éves nagy karbantartás költsége RDF esetén 26 620,099 mFt × 0,19 × 0,01+ 26 620,099 mFt × 0,72 × 0,025 = 529,740 mFt/év. 7.4. Segédanyagok költségei Több olyan anyag is van, amely nélkül egy hulladékégető mű nem lenne képes szabályosan és minden jogi előírást betartva működni. Sajnos ezen anyagok beszerzése is jelentős költségeket jelentenek egy hulladékégető műben. Ezeknek az anyagoknak a fajlagos szükségletét a Fővárosi Hulladékégető mű mintájára számolom ki.

- 40 -

7.4.1. Földgáz Az első és egyik legfontosabb ilyen anyag a földgáz. A Fővárosi Hulladékégető mű fajlagos földgáz szükséglete 2,5 m3/tTSZH [1]. Ez az adat a TSZH égetőhöz tökéletesen fel is használható, de az RDF égető esetében már más a helyzet. Az RDF-nek átlagosan kétszer akkora a fűtőértéke, mint a TSZH-nak, azonban még is ugyan az a szabályozás vonatkozik rá az égetés terén. Sajnos szakirodalmi adatot nem találtam az RDF égetés fajlagos földgáz igényre, szóval az RDF magasabb fűtőértéke miatt a fajlagos földgáz szükségletet 1,5 m3/tRDF értéknél rögzítem. Földgáz szükséglet TSZH égető esetén Q1 = TTSZH ×qtszh = 100 000 t/év × 2,5 m3/tTSZH = 250 000 m3/év Földgáz szükséglet RDF égető esetén Q2 = TRDF ×qRDF = 100 000 t/év × 1,5 m3/tRDF = 150 000 m3/év A következő adat, amire most szükség lesz az üzemidő órában megadva. Ebben az esetben azt kell figyelembe venni, hogy egy égetőmű akkor üzemel hatékonyan és gazdaságosan, ha egy nap három műszakban dolgozik és az év lehető legtöbb napján képes üzemelni. Minden esetben szükséges azonban az évben 1 hónapot rászánni a létesítmény karbantartására, mint az 7.3.2. fejezetben bemutattam. Tehát akkor egy évben 11 hónapon keresztül minden nap napi 24 órában üzemel a hulladékégető. Az egyszerűség kedvéért ezt órába átszámítva 8 000 óra/év-re kerekítek. Ennek a meghatározására azért volt szükség, mert ebből az adatból meghatározható a felhasznált földgáz óránkénti térfogat árama. A földgáz óránkénti térfogatárama TSZH égető esetén Q1 = 250 000 / 8 000 = 31,25 m3/h A földgáz óránkénti térfogatárama RDF égető esetén Q2 = 150 000 / 8 000 = 18,75 m3/h Az óránkénti térfogatáramnak azért van nagy jelentősége, mert a gázdíj megállapítása során a gázmérő mérőhatára határozza meg a gázdíjat. Ezek a meghatározó értékek a 7.7. táblázatban vannak összefoglalva. - 41 -

A kiszámolt adatokból és a 7.7 táblázatból az derül ki, hogy a TSZH-hoz a B2-es árszabás, míg az RDF-hez A2-es árszabás tartozik. Azonban a kemencékben a felfűtés és a leállítás során csak földgáz égethető. Ezért ekkor akár egy nagyságrenddel is nőhet a gáz felhasználás, ami ez által meghaladja a 20 m3/h-t. Ezért mind a két esetben a B2-es árszabást használom, amelyhez tartozó gázdíj 2,654 Ft/MJ plusz 19 564 Ft/m3/h, ami az RDF esetén 20 m3/h-val számolva 391 280 Ft/év továbbá a TSZH estén 31,25 m3/h-val számolva 611 375 Ft/év alapdíjat jelent. 7.8. táblázat. Tigáz-DSO Kft. működési területén alkalmazandó díjak 2014. április 01-től [26]

Tigáz-DSO gázszolgáltatás keretein belül kapható földgáz átlagos fűtőértéke 34,2 MJ/m3 [26]. A földgázból bevitt hő mennyiség TSZH esetén 250 000 m3 × 34,2 MJ/m3 = 8 550 000 MJ/év Ennek a gázdíja 8 550 000 MJ/év × 2,654 Ft/MJ + 611 375 Ft = 23 303 075 Ft ≈ 23,303 mFt. A földgázból bevitt hő hőmennyiség RDF esetén 150 000m3 × 34,2 MJ/m3 = 5 130 000 MJ/év Ennek a gázdíja 5 130 000 MJ/év × 2,654 Ft/MJ + 391 280 Ft = 14 006 300 Ft ≈14,006 mFt.

- 42 -

7.4.2. Füstgáztisztításhoz szükséges anyagok Ennél a résznél is a Fővárosi Hulladékégetőt veszem alapul, ahol a füstgáztisztításhoz 3 fő anyag szükséges. Ezek pedig az égetett mész, a karbamid és a lignit koksz. A lignit koksz értékesítésére nem találtam irodalmat, ezért ezt aktív szénnel fogom helyettesíteni a számításaimban. A Fővárosi Hulladékégetőben ezen anyagok fajlagos felhasználása pedig a következők: −

Égetett mész: 9,79 kg/thull

−

Karbamid: 1,73 kg/thull

−

Lignit koksz (aktív szén): 0,17 kg/thull

Ezek a fajlagos értékek azonban TSZH-ra vonatkoznak. RDF esetében a keletkező füstgáz mennyisége kevesebb, mint a TSZH-nál keletkező az 6.1. fejezetben bemutatott légfelesleg tényezők közötti különbségnek köszönhetően. Ezért ennek az arányát veszem alapul (TSZH : RDF → 2 : 1,5), amikor meghatározom az RDF füstgáztisztításához szükséges fajlagos anyagmennyiségeket. A meghatározott értékeket a 7.8. táblázatban foglaltam össze. Az arányosítás a következő képlet segítségével történt. 𝑓𝑅𝐷𝐹 =

𝑓𝑇𝑆𝑍𝐻 × 1,5 2

Ahol: fRDF – Az RDF-hez szükséges anyag fajlagos mennyisége [kg/tRDF] fTSZH – A TSZH-hoz szükséges anyag fajlagos mennyisége [kg/tRDF] 7.9. táblázat. Fajlagosan szükséges anyagmennyiségek a TSZH és RDF füstgáztisztításához (Saját készítésű) TSZH-hoz szükséges RDF-hez szükséges fajlagos fajlagos mennyiség mennyiség [kg/tTSZH] [kg/tRDF] Égetett mész 9,79 7,34 Karbamid 1,73 1,30 Lignit koksz (aktív szén) 0,17 0,13 A CalmitHungária Kft. 2014.-es listaárai között az őrölt (0-0,2 mm) égetett mész ára 28 000 Ft/t. Ezt az ár szállítás nélkül értendő [27]. A karbamid beszerzési árát már nehezebb volt meghatározni. Ugyanis ennek az árszintjét a Fertecon piackutató és elemző szervezet kiadványa kommunikálja a piaci

- 43 -

szereplők felé. Egy kiadványukban összegyűjtötték több termelő árajánlatát is, ahol az árak tengeri szállítás költségeivel együtt vannak képezve. Ezek az árak azonban nagyon szórtak, de megközelítőleg 330 USD/t körül mozogtak. Ez átszámítva Ft-ba 275 Ft/USD-s árfolyamon azt jelenti, hogy 1 tonna karbamid ára 90 750 Ft. A lignit koksz esetén már nem volt ilyen könnyű a helyzet. Sajnos nem találtam ennek az adszorbensnek a beszerzési árát, hanem csak az aktív szénét. A Novikron Zrt. hivatalos honlapján a http://novinkor.com–on találtam rá arra, hogy Németországban az aktív szén adszorbens ára 3 000 – 4 000 EUR/t körül mozog. Ezért ebből kiindulva a 3 500 EUR/t aktív szén árral számoltam, ami Ft-ba átszámolva 1,085 mFt/t. A számítás a következő képlet segítségével történt, mind TSZH és RDF esetében is, amelynek az eredményeit a 7.9. táblázatba és azok költségeit pedig a 7.10. táblázatba foglaltam. 𝑚 = 𝑇ü𝑧𝑒𝑚 × (

𝑓𝑎𝑛𝑦𝑎𝑔 ) 1000

Ahol: m – A ténylegesen szükséges anyag mennyisége [t/év] Tüzem – Az üzem feldolgozó képessége [t/év] fanyag– A szükséges anyag fajlagos mennyisége [kg/t] 7.10. táblázat. A TSZH és az RDF füstgáztisztításához ténylegesen szükséges anyagmennyiségek (Saját készítésű) TSZH-hoz szükséges RDF-hez szükséges mennyiség mennyiség [t/tTSZH] [t/tRDF] Égetett mész 979 734 Karbamid 173 130 Lignit koksz (aktív szén) 17 13 7.11. táblázat. A Füstgáztisztításhoz szükséges anyagok költségei TSZH és RDF égetés esetén (Sajátkészítésű) TSZH-hoz szükséges RDF-hez szükséges mennyiség költsége mennyiség költsége [mFt/év] [mFt/év] Égetett mész 27,412 20,559 Karbamid 15,699 11,775 Lignit koksz (aktív szén) 18,445 13,833 61,556 46,167 Σ

- 44 -

7.4.3. Vízszükséglet Egy hulladékégető működéséhez nélkülözhetetlen alapanyag a víz. Több technológiai lépcsőben is szükség van rá, mint például a füstgáztisztításban, a salak hűtésben és egyéb területeken. Rostélyos RDF égetés esetén a rostélypálcák folyadék hűtése nélkülözhetetlen, ahol a leggyakrabban használt folyadék a víz. A vízszükséglet meghatározásánál ismét a Fővárosi hulladékégetőt veszem alapul és azon belül is a félszáraz füstgáztisztító rendszerét. Tehát azt feltételezem, hogy a létesíthető hulladékégető mű füstgáztisztítási rendszere, TSZH és RDF esetén is, hasonló a Fővárosi hulladékégetőéhez. Szakirodalomban fellelhető, hogy a félszáraz füstgáztisztításhoz nagyjából 0,25-0,4 3

m /thull víz szükségeltetik [23]. Ezt a TSZH esetében 0,35 m3/thull értéknek veszem, amit az RDF esetében korrigálok a füstgáztisztításhoz szükséges segédanyagokhoz hasonlóan. 0,35 × 1,5 / 2 = 0,26 m3/tRDF. A kemencéből kikerülő salak hűtésének két megoldása ismert, az átfolyó rendszerű és az elpárologtató rendszerű salakhűtő. Ezeknek a rendszereknek eltérő a vízszükséglete, ami a 4.6.-ik fejezetben leírtak alapján a következők: átfolyó rendszer esetén 4-6 m3/tsalak, míg elpárologtató rendszer esetén 0,3-0,4 m3/tsalak. Jelen esetben az elpárologatót rendszerű mellett döntenék 0,3 m3/tsalak vízfelhasználás mellett. Az átfolyó rendszer lehet, hogy gyorsabban lehűti a képződött salakot, de az jelentős mennyiségű szennyvízkezelést vonna maga után, amíg az elpárologtató rendszer esetében lehet, hogy hosszabba a lehűlési folyamat, de a környezet szempontjából kisebb terhelést jelent. Vízfelhasználás estén pedig azért választom a kisebb értéket, mert a képződő maradékanyagok teljes mennyiségével fogok számolni, azonban az magába foglalja a pernye tömegét is, ami nem igényel vízhűtést. A hulladékégetőkben egyéb technológiai célokra 1,5 – 2,5 m3/thull víz szükségeltetik. Ezt az érétket ebben az esetben 2,0 m3/thull értéknek veszem. [2] A vízszükséglet meghatározásánál nem veszem figyelembe a gőztermeléshez szükséges víz mennyiségét, valamint az RDF égetés esetén a rostélyhűtés víz szükségletét. Ugyanis azt feltételezem, hogy ezek zárt körfolyamatban vannak. Vízszükséglet TSZH esetén Füstgáztisztításhoz: 0,35 m3/tTSZH Egyéb: 2,0 m3/tTSZH Salakhoz: 0,30 m3/tsalak

- 45 -

Vízszükségelt = 100 000 t/év × 0,35 m3/tTSZH + 100 000 t/év × 2 m3/tTSZH + 25 000 t/év × 0,30 m3/tsalak = 242 500 m3/év. Vízszükségelt RDF esetén Füstgáztisztításhoz: 0,26 m3/tTSZH Egyéb: 2,0 m3/tTSZH Salakhoz: 0,30 m3/tsalak Vízszükséglet = 100 000 t/év × 0,26 m3/tRDF + 100 000 t/év × 2 m3/tRDF + 20 000 t/év × 0,30 m3/tsalak = 232 000 m3/év. 200 Ft/m3-esnettó vízdíjjal számolva ipari felhasználású víz esetén a vízköltségek a következőképen alakulnak. Vízköltség TSZH esetén 242 500 m3/tTSZH × 200 Ft/m3 = 48 500 000 Ft = 48,5mFt. Vízköltség RDF esetén 232 000 m3/tRDF × 200 Ft/m3 = 46 400 000 Ft = 46,4mFt. 7.5. Égetési maradékok lerakási díja Az égetési maradékok közé tartoznak a kazán hamu, salak és a pernye. Ezeknek a keletkezési aránya TSZH és RDF esetében különböző. Ez azért van, mert az RDF előállítás során eltávolítanak majdnem minden fémes, inert és éghetetlen anyagot. A TSZH esetében az égési maradékok a feladási tömeg 25%-a megközelítőleg. Az RDF esetében pontos adattal nem rendelkezem, de mivel az előkezelés során eltávolítják az előbb felsorolt anyagok nagy részét ezért mindenképpen kevesebb ennek az aránya, úgyhogy a számításaim során 15%-nak veszem ezt a keletkezési arányt. Az égési maradékok képződése nagymértékben függ feladott anyag szemcseméret eloszlásától és az alkalmazott tüzelőberendezéstől is. Ugyanis, több pernye fog keletkezni egy fluidizációs berendezésben, mint például egy vízhűtéses rostélyos tüzelőberendezés esetében. A számításaim során nem fogok az égési maradékok keletkezési arányaival foglalkozni, csupán egy anyagként tekintek az egészre. A végső elhelyezés szempontjából teljesen mindegy, hogy salakot vagy pernyét helyeznek el a lerakóba.

- 46 -

A veszélyes hulladékok lerakási járuléka a 2012. évi CLXXXV. törvény 5. mellékletében található, ami jelenleg 6 000 Ft/t. [5] Ezekből az adatokból tehát kiszámolható mind a két tüzelőanyag esetében a keletkező égési maradékok, valamint azok a lerakási díja. TSZH égetésből származó maradékok 100 000 t/év × 0,25 = 25 000 t/év Ennek lerakási költsége 25 000 t/év × 6 000 Ft/t = 150 000 000 Ft/év = 150 mFt. RDF égési maradékok 100 000 t/év × 0,15 = 15 000 t/év Ennek a lerakási költsége 15 000 t/év × 6 000 Ft/t = 90 000 000 Ft/év = 90 mFt. 7.6. Amortizáció Az amortizáció (más néven értékcsökkenés) a befektetett javak elhasználódásának, műszaki-gazdasági avulásának pénzben kifejezett értékét jelenti. Ebből az következik, hogy az amortizáció egy gazdaságilag elszámolható költség, de nem von minden esetben tényleges költséget maga után. Egyes irodalmak a teljes beruházás 5%-át tekintik az éves amortizáció értékének, Jelen esetben az amortizációt úgy határozom meg, hogy mivel a hulladékégetőket 20-25 éves üzemidőre tervezik, ezért ez idő alatt teljesen leamortizálódik, elavul. Így tehát a beruházási költséget 25 évvel elosztva kiszámítható az éves amortizáció, ami %-os alakban 100% ÷ 25 év = 4%/év. TSZH égető amortizációja 22 610,857 mFt × 0,04 = 0,791 mrd.Ft/év = 904,434 mFt/év RDF égető amortizációja 26 620,099 mFt × 0,04 = 0,931 mrd.Ft/év = 1064,804 mFt/év

- 47 -

7.7. Kiadások összehasonlítása A 7.12. táblázatban foglaltam össze a két koncepció beruházási költségeit, illetve éves kiadásait. 7.12. táblázat. Beruházási és éves üzemeltetési költségek Beruházási költség [mFt] Hiteltörlesztés (kamat: 2%) [mFt/év] Munkabérek [mFt/év] Tüzelőanyagok szállítása [mFt/év] Nagy karbantartás [mFt/év] Földgáz [mFt/év] Füstgáztisztításhoz szükséges anyagok [mFt/év] Vízszükségelt [mFt/év] Égési maradékok lerakása [mFt/év] Éves kiadások [mFt/év]

TSZH égető esetén 22 610,857

RDF égető esetén 26 620,099

1 158,138 266,04 52,813 449,965 23,303 61,556

1 363,493 266,04 145,805 529,740 14,006 46,167

48,5 150 2 210,315

46,4 90 2 501,651

Ebből táblázatból kiderül, hogy azonos kapacitású TSZH és RDF égető közül a TSZH bizonyul olcsóbbnak a beruházás és az éves kiadások terén is. Ennek ellenére az égetési technológiához szükséges segédanyagok költségei a TSZH esetén nagyobbak az RDF-hez képest, ami a kezelésnélküli TSZH tüzeléstechnikai szempontból kedvezőtlenebb kalorikus tulajdonságainak (fűtőérték, éghetőanyag tartalom, hamutartalom, víztartalom) köszönhető. Az RDF égető költségei pedig azért nagyobbak, mert a tüzelőanyag magasabb fűtőértéke miatt már olyan műszakilag nehezen kivitelezhető berendezések szükségesek (pl.: vízhűtéses rostély) amelyeknek költségei nagyobbak egy hagyományos TSZH égető berendezéshez képest. Továbbá a magasabb költségekhez, még az is hozzájárul, hogy az RDF-et sokkal nagyobb távolságokról szállítják be az égetőműbe, ami a TSZH szállítási költségeinek majdnem háromszorosa. A két koncepció gazdaságosságának megállapításához kevés ismerni a kiadásokat, ezért a következő fejezetben bemutatom a különböző energiahasznosítási módokból származtatható bevételeket.

8. Bevételek meghatározása Mint ahogy az 5. fejezetben bemutattam energiatermelés szempontjából összesen három féle hulladékégető létezik. Csak hő termelő, csak villamos energiatermelő és a kombinált, más néven CHP erőmű. Tehát összesen két termék állítható elő egy

- 48 -

hulladékégetőben, hő és villamos energia. Ezeknek a termékeknek az átvételi árát és az abból származtatható bevételek ebben a fejezetben határozom meg. 8.1. Tüzelőanyagokkal bevitt energia mennyiség Ahhoz, hogy meg tudjuk határozni a megtermelt energiából származó bevételeket ismerni kell a bevitt energia mennyiségét. Az összes bevitt energiából bizonyos hatásfokkal (amely a hasznosítás módjától erősen függ) állítható elő hő és villamos energia, melynek ismeretében meghatározhatóak a bevételek. Bevitt energia mennyiség TSZH-ból TSZH esetén az 6.1. táblázatból 9 000 MJ/t átlagos fűtőértékkel számolva. 100 000 t/év × 9 000 MJ/t = 900 000 000 MJ/év Ehhez azonban hozzáadódik még a támasztó tüzelés is, amit a 7.4.1. fejezetben már meghatároztam 34,2 MJ/m3-es földgáz fűtőérték mellett, ami összesen 8 550 000 MJ/év. Így tehát a TSZH égető esetében évesen bevitt energia mennyisége 908 550 000 MJ. Bevitt energia mennyiség RDF-ből RDF esetében az 6.1. táblázatban szereplő 18 000 MJ/t átlagos fűtőértékkel számolva. 100 000 t/év × 18 000 MJ/t = 1 800 000 000 MJ/év Természetesen ehhez is hozzáadódik a földgázból bevitt energia mennyiség a csakúgy, mint a TSZH esetében, amely itt 5 130 000 MJ/év. Így tehát az RDF égető esetében évesen bevitt energia mennyisége 1 805 130 000 MJ/év. 8.2. Villamos energia értékesítése Vessünk egy pillantást a hulladékból termelt energia átvételére. A jelenleg is hatályban lévő 389/2007. (XII. 23.) Korm. rendelet szabályozza a megújuló energiaforrásból vagy hulladékból termelt energia kötelező átvételét. A Magyar Energetikai és Közmű-Szabályozási Hivatal hivatalos honlapján (http://www.mekh.hu) található az említett módokon előállított kötelező átvételű villamos energia ára 2008-tól 2015-ig. Ez a hulladékok égetéséből származó energia esetén: −

csúcsidőszakban: 33,68 Ft/kWh,

−

völgyidőszakban 23,21 Ft/kWh,

−

mélyvölgy időszakban 12,11 Ft/kWh. - 49 -

Azonban, hogy egy nap mikor vannak ezek az időszakok és mennyi ideig tartanak azt a 389/2007. (XII. 23.) Korm. rendelet meghatározták (7.12. és 7.13. táblázatok). Ebben a rendeletben három erőműegység bontották ezeket az időszakokat. Azért az 1. erőműegység csoportot emeltem ki, mert ebbe a csoportba tartozik az ÉMÁSZ Hálózati Kft [7]. 7.13. táblázat. Az egyes zónaidők időtartama munkanapokon [7] Az 1. erőműegység csoport esetében Téli időszámítás

Nyári időszámítás

Csúcsidőszak

06:00-22:00

07:00-23:00

Völgyidőszak

22:00-01:30 05:00-06:00

és 23:00-02:30 06:00-07:00

Mélyvölgy időszak

01:30-05:00

02:30-06:00

és

7.14. táblázat. Az egyes zónaidők időtartama munkaszüneti napokon [7] Az 1. erőműegység csoport esetében Völgyidőszak

Téli időszámítás 06:00-01:30

Nyári időszámítás 07:00-02:30

Mélyvölgy időszak

01:30-06:00

02:30-07:00

Ahhoz, hogy könnyebb legyen meghatározni a villamos energia értékesítéséből származó bevételeket egy napra meghatározom az átvételi átlagárat az időszakok hosszával súlyozva. Téli és nyári időszámítást nem veszek figyelembe, ugyanis az időszakok hossza az idő eltolódása ellenére nem változik. A munkanapok és a munkaszüneti napok számának a meghatározásánál azt vettem alapul, hogy az égetőmű nagy karbantartása nyári hónapra esik, amikor nincsenek ünnepnapok. Így évente 15 ünnepnappal számolva és egy nyári hónap kivételével egy évben 222 munkanap (az üzemidő 66,47%-a) és 112 munkaszüneti nappal (az üzemidő 33,53%-a) lehet számolni. Egy munkanapon az átvételi ár súlyozott átlaga csúcsidő 16 óra

33,68 Ft/kWh

völgy idő 4,5 óra

23,21 Ft/kWh

mély völgy 3,5 óra

12,11 Ft/kWh

(16 × 33,68 + 4,5 × 23,21 + 3,5 ×12,11)/24 = (538,88 + 104,445 + 42,385)/24 = 28,57 Ft/kWh/munkanap = 28 570 Ft/MWh/munkanap

- 50 -

Egy munkaszüneti napon az átvételi ár súlyozott átlaga völgy idő: 19,5 óra

23,21 Ft/kWh

mélyvölgy: 4,5 óra

12,11 Ft/kWh

(19,5 × 23,21 + 4,5 ×12,11)/24 = (452,595 + 54,495)/24 = 21,13 Ft/kWh/munkaszüneti nap = 21 130 Ft/MWh/munkaszüneti nap Ezekből az adatokból már meghatározható az előállított villamos energiából származó bevétel. Ennek a meghatározásánál pedig azt feltételezem, hogy a hulladékégető teljesítménye állandó, mind csúcs és völgy időszakok esetén is. 8.3. Hőenergia értékesítése Ennek a terméknek az átvételi árának a meghatározása már kicsit komplikáltabb. Kötelező átvételből származó ár nincs meghatározva. A termelő és a szolgáltató között egyéni megegyezés alapján történik az árszabás. Az ár megállapításához több út is vezet, de jelen esetben abból indulok ki, hogy a szolgáltató által számlázott hő díj bizonyos százalékaként (90%) állapítom meg az átvételi árat [25]. A Miskolci Hőszolgáltató Kft. hivatalos honlapján a közzétételi adatok között megtalálható a szolgáltatott hő mennyisége fűtési célra és használati meleg víz előállításhoz lakossági és egyéb felhasználók részére. Továbbá itt szerepel a szolgáltatott hő mennyiségéből származó bevétel, ami fűtési célra 2,7 Ft/MJ és használati meleg víz előállításra pedig 3,5 Ft/MJ [24]. A számításaimban csak a lakossági hőszolgáltatás energiaszükségletét és árait veszem figyelembe. A lakossági fűtésre fordított hő mennyisége a teljes lakosság felé szolgáltatott hő mennyiségének a 74,65%-a, míg ebből adódóan a meleg víz előállítási aránya 25,35%.

A hulladékégetőben elő állított távhő felhasználását is ugyan ilyen

arányban osztom fel. [24] 8.4. Különböző energiahasznosítási lehetőségekből származó bevételek Ennek a résznek a számításaihoz a CEWEP által 2010-ben elkészített jelentést vettem alapul [9]. Ebbe az anyagba 314 db európai hulladékégetőről gyűjtöttek információkat, melyek közül az energiahatékonyság kapta a legnagyobb hangsúlyt. Találtam hasonló adatokat az [14] alapján, azonban itt csak 50 db hulladékégetővel foglalkoztak és koránt sem olyan részletességgel, mint a CEWEP által elkészített jelentésben. Itt is a felsorolt energiahasznosítási módok alapján különböztették meg a - 51 -

hulladékégetőket. A jelentésben egy táblázatban foglalták (a dolgozat III. melléklete) össze a vizsgált hulladékégetőkre jellemző adatok feldolgozó képességekkel súlyozott átlagait. Ennek azonban az a hátránya, hogy egyszerre veszi figyelembe a régebbi kivitelezésű és az újonnan megvalósított hulladékégetőket egyaránt. A táblázatból kiolvasható, hogy ezeknek a CHP energiahasznosítással rendelkező égető műveknek a hatásfoka 52,1%, azok a hulladékégetők, amelyek csak hőenergiát állítanak elő azoknak átlagosan 77,2% amíg a csak villamos energiát elállító égetőművek esetében pedig az átlag 26,1%. A Fővárosi hulladékégető kombinált energiahasznosítással rendelkezik, melynek a hatásfoka 69%. 8.1. táblázat. A Fővárosi Hulladékhasznosító Mű és a CEWEP tagországok CHP energiahasznosítású hulladékégetőinek összehasonlítása (Saját készítésű) Fővárosi hulladékégető CEWEP jelentésben CHP energiahasznosítással összegyűjtött (2007. évi üzemeltetési hulladékégetők CHP adatok alapján) energiahasznosítással Égetők száma [db] 1 184 Σ kapacitás [t/év] 420 000 40 780 000 Bevitt anyag fűtőértéke [MJ/t] 8 500 (segédtüzelés nélkül) 10 675 (beleértve a segédtüzelést is ~ 1-2%) Villamos energia értékesítés 353 338 [kWh/thull] Az értékesített villamos 14,95 11,40 energia az input energiához viszonyítva [%] Távhő értékesítés [kWh/thull] 279 938 Az értékesített távhő az input 11,82 31,64 energiához viszonyítva [%] Az 8.1. táblázatban összehasonlítom a Fővárosi hulladékégető energia termelési paramétereit a CEWEP által összegyűjtött hulladékégetők átlagos értékeivel. Hozzá kell tenni, hogy Magyarország is csatlakozott az Európai Hulladékégetők Szövetségéhez és rendszeresen szolgáltat a Rákospalotai Hulladékhasznosító Mű információkat a számukra, így tehát a számításukba az ő adataik is bekerültek. Ami jól látható a táblázatból, hogy a villamos energia értékesítés szempontjából egy kicsit túl is teljesítjük az európai átlagot. Azonban nagyságrendi eltérés tapasztalható a távhő értékesítésben. Ez azért is lehetséges, mert Magyarországon még nem vált teljesen népszerűvé a távhő szolgáltatás, amíg a tőlünk északabbra lévő országok többsége már szinte egész városok fűtési igényeit a hulladékból nyert hőenergiából fedezik. Az energia előállítást az európai átlagok segítségével fogom meghatározni. A TSZH és az RDF esetében is ugyanazokkal az értékekkel számolok, nem feltételezem azt,

- 52 -

hogy az RDF esetén más energiahasznosítási hatásfokok lépnének fel. Az értékesíthető energia keletkezési aránya a bevitt energiához képes azonban nem egyezik meg az energiahasznosítási hatásfokkal. CEWEP adatok alapján: −

Csak villamos energiát termelő égetőmű (hatásfok 26,1%): o Az értékesített villamos energia az egy tonna hulladékkal bevitt energia 17,7%-a

−

Csak hőenergiát termelő égetőmű (hatásfoka 77,2%): o Az értékesített távhő az egy tonna hulladékkal bevitt energia 72,28%-a.

−

Kombinált (hő + villamos) energiatermelő égetőmű (hatásfok 52,1): o Az értékesített villamos energia az egy tonna hulladékkal bevitt energia 11,4%-a. o Az értékesített távhő az egy tonna hulladékkal bevitt energia 31,64%-a. [9]

8.4.1. Csak villamos energiaterelés TSZH esetén Egy évben előállított villamos energia mennyisége 908 550 000 MJ/év × 0,177 = 160 813 350 MJ/év, ami átváltva 44 670,375 MWh/év. Munkanapokon 28 770,75 MWh × 0,6647 = 29 692,4 MWh. Munkaszüneti napokon 28 770,75 MWh × 0,3353 = 14 977,975 MWh. Az ebből származó bevétel 29 692,4 MWh × 28 570 Ft/MWh + 14 977,975 MWh × 21 130 Ft/MWh = 1 165 219 080 Ft/év ≈1 155,219 mFt/év. RDF esetén Egy évben előállított villamos energia mennyisége 1 805 130 000 MJ/év × 0,177 = 318 508 010 MJ/év, ami átváltva 88 752,23 MWh/év. Munkanapokon 88 752,23 MWh × 0,6647 = 58 993,61 MWh. Munkaszüneti napokon 88 752,23 MWh × 0,3353 = 29 758,62 MWh. Az ebből származó bevétel - 53 -

58 993,61 MWh × 28 570 Ft/MWh + 29 758,62 MWh × 21 130 Ft/MWh = 2 314 817 588 Ft/év ≈ 2 314,118 mFt/év. 8.4.2. Csak hőenergia termelés TSZH esetén Előállított hőenergia 908 550 000 MJ × 0,7228 = 656 699 940 MJ Ebből fűtési célra felhasznált mennyiség 656 699 940 MJ × 0,7465 = 490 226 505 MJ Használati meleg víz előállítására felhasznált mennyiség 656 699 940 MJ × 0,2535 = 166 473 435 MJ Ezekből származó bevétel 490 266 505 MJ× (2,7 Ft/MJ × 0,9) + 166 473 435 MJ× (3,5 Ft/MJ × 0,9) = 1 715 738 927 Ft/év ≈ 1 715,739 mFt/év. RDF esetén Előállított hőenergia 1 805 130 000 MJ × 0,7228 = 1 304 747 964 MJ Ebből fűtési célra felhasznált mennyiség 1 304 747 964 MJ × 0,7465 = 973 994 355 MJ Használati meleg víz előállítására felhasznált mennyiség 1 304 747 964 MJ × 0,2535 = 330 753 609 MJ Ezekből származó bevétel 973 994 355 MJ × (2,7 Ft/MJ × 0,9) + 330 753 609 MJ × (3,5 Ft/MJ × 0,9) = 3 408 680 151 Ft/év ≈ 3 408,680 mFt/év. 8.4.3. Kombinált energiatermelés TSZH esetében a villamos energiatermelés Egy évben előállított villamos energia mennyisége 908 550 000 MJ/év × 0,114 = 103 574 700 MJ/év, ami átváltva 28 770,75 MWh/év. Munkanapokon 28 770,75 MWh × 0,6647 = 19 123,92 MWh. Munkaszüneti napokon

- 54 -

28 770,75 MWh × 0,3353 = 9 646,83 MWh. Az ebből származó bevétel 19 123,92 MWh × 28 570 Ft/MWh + 9 646,83 MWh × 21 130 Ft/MWh = 750 207 894 Ft/év ≈750,208 mFt/év. TSZH-ból előállított hőenergia Előállított hőenergia 908 550 000 MJ × 0,3164 = 287 465 220 MJ Ebből fűtési célra felhasznált mennyiség 287 465 220 MJ × 0,7465 = 214 592 787 MJ Használati meleg víz előállítására felhasznált mennyiség 287 465 220 MJ × 0,2535 = 72 872 433 MJ Ezekből származó bevétel 214 592 787 MJ× (2,7 Ft/MJ × 0,9) + 72 872 433 MJ× (3,5 Ft/MJ × 0,9) = 751 008 636 Ft/év ≈751,009mFt/év. TSZH-ból származó bevétel Σ = 1 501,217 mFt/év RDF esetében a villamos energiatermelés Egy évben előállított villamos energia mennyisége 1 805 130 000 MJ/év × 0,114 = 205 784 820 MJ/év, ami átváltva 57 162,45 MWh/év. Munkanapokon 57 162,45 MWh × 0,6647 = 37 995,88 MWh. Munkaszüneti napokon 57 162,45 MWh × 0,3353 = 19 166,57 MWh. Az ebből származó bevétel 37 995,88 MWh × 28 570 Ft/MWh + 19 166,57 MWh × 21 130 Ft/MWh = 1 490 531 920 Ft/év ≈1 490,532 mFt/év. RDF-ből előállított hőenergia Előállított hőenergia 1 805 130 000 MJ/év × 0,3164 = 571 143 132 MJ Ebből fűtési célra felhasznált mennyiség

- 55 -

571 143 132 MJ × 0,7465 = 426 358 348 MJ Használati meleg víz előállítására felhasznált mennyiség 571 143 132 MJ × 0,2535 = 144 784 784 MJ Ezekből származó bevétel 426 358 348 MJ × (2,7 Ft/MJ × 0,9) + 144 784 784 MJ × (3,5 Ft/MJ × 0,9) = 1 492 122 855 Ft/év ≈1 492,123mFt/év. RDF-ből származó bevétel Σ = 2 982,655 mFt/év. 8.5. Bevételek összehasonítása A

8.2.

táblázatban

összefoglaltam

a

különböző

hasznosítási

módokból

származtatható bevételeket a TSZH és az RDF égetőművek esetében is. 8.2. táblázat. Energiahasznosítási módszerekből származó bevételek Hasznosítás módja Csak villamos energiatermelés Csak hőenergia termelés Kombinált energia termelés

Bevételek [mFt/év] TSZH égető esetén RDF égető esetén 1 155,219 2 314,118 1 715,739 3 408,680 1 501,217 2 982,655

Ebből a táblázatból az derül ki, hogy a bevételek szempontjából legkedvezőtlenebb eset az, ha az égetőmű csak villamos energiát termel. A villamos energia gyakorlatilag 100%-ban betáplálható a hálózatba, azonban ennek a hasznosítási módnak nagyon alacsony a hatásfoka (26,1%), ami Magyarországon csak ártalmatlanítási műveletnek számít. Ez azért van, mert hazánkban a 2012. évi CLXXXV. törvényben foglaltak szerint a 2008. december 31.-e után létesült hulladékégető tevékenysége akkor minősül hasznosító műveletnek, ha az energiahatékonysága meghaladja a 0,65-öt, amit a fentebb említett törvény 3. mellékletében található képlet alapján számítanak ki. A táblázatból továbbá kiderül, hogy a legtöbb bevétel akkor lehet számítani, ha az égetőmű csak is kizárólag hőenergiát termel. Ennek azonban az a hátránya az, hogy nem termel elektromos áramot, így a működéshez szükséges villamos energiát meg kell vásárolnia a hulladékégetőnek, ami plusz kiadást jelenthet. Továbbá vizsgálni kell az égető által előállított hő energia felhasználhatóságát a létesítmény közelében, ugyanis nem biztos, hogy az a mennyiség azon az adott helyen teljes mértékben felhasználható-e.

- 56 -

Ami az „arany középutat” jelentheti a két hasznosítási mód között az a kombinált energiahasznosítás. Ebből a hasznosítási módból nem származtatható akkora bevétel, mint a hőenergia termelésből, de még is több mint a villamos energiatermelésből. Továbbá szabályozni lehet, hogy milyen arányban állítsanak elő villamos és hő energiát, mindezt úgy, hogy az égetőmű energia hatékonysága éves szinten megfelelő érték felett tartható. Ez azt jelenti, hogy nyári hónapokban, amikor kisebb a hőigény akkor kisebb hatékonysággal áramot termelnek, míg fűtési időszakban sokkal nagyobb hatékonysággal hőt termelnek. A koncepciók összehasonlítása során tehát a CHP hasznosításból származó bevételeket fogom figyelembe venni.

9. Koncepciók összehasonlítása A munkám gyümölcse a fent látható 9.1. táblázat.

Ebben a táblázatban

összefoglaltam a TSZH és az RDF tüzelésű hulladékégetőkre becsült kiadásokat és bevételeket. Ennek a két számnak a különbsége mutatja meg egy egyszerűsített formában, hogy gazdaságosan fog működni az égetőmű, vagy pedig veszteséggel. 9.1. táblázat. Koncepciók gazdasági összehasonlítása (Saját szerkesztésű)

TSZH égető

RDF égető

Feldolgozó képesség [t/év] 1t hulladékkal bevitt energia [MJ/t] Beruházási költségek [mFt]

100 000 9 085,5 22 610, 875

100 000 18 051,3 26 620,099

Hiteltörlesztés (kamat: 2%) [mFt/év] Munkabérek [mFt/év] Tüzelőanyagok szállítása [mFt/év] Nagy karbantartás [mFt/év] Földgáz [mFt/év] Füstgáztisztítás költsége [mFt/év] Vízszükségelt [mFt/év] Égési maradékok lerakása [mFt/év] Éves kiadások [mFt/év]

1 158,138 266,04 52,813 449,965 23,303 61,556 48,5 150 2 210,315

1 363,493 266,04 145,805 529,740 14,006 46,167 46,4 90 2 501,651

Villamos energia értékesítés [mFt/év] Távhő értékesítés [mFt/év] Éves bevételek [mFt/év]

750,208 751,009 1 501,217

1490,532 1492,123 2 982,655

Bevétel - Kiadás [mFt/év]

- 709,098

481, 638

A TSZH esetében jelentős ez a különbség negatív irányba meghaladja a 700 mFt-ot évente. Az RDF tüzelés esetében már haszonnal lehet számolni, ami majdnem eléri a 500

- 57 -

mFt-ot évente. Azonban a koncepcióban nem számoltam a tüzelőanyagok költségével. Ha esetleg még is felmerülne ilyen költség, akkor ebből a haszonból lehetne fedezni mindezt. Ez az RDF égető esetében teljes kapacitásra vetítve 4815 Ft/t értéket vesz fel, azaz egy tonna RDF-ért maximum ennyi pénzt tudna az erőmű kifizetni. A TSZH esetében azonban teljesen más a helyzet. A negatív előjel ugyanis azt jelenti, hogy ha az erőmű fedezni szeretné a bevételekből a felmerülő költségeket, akkor a beszállított hulladékért az erőmű számára az ártalmatlanításért díjat kellene felszámolnia (7090 Ft/t). Ezzel az összeggel szembe állítva a jelenleg is érvényben lévő lerakási járulékkal, ami 6 000 Ft/t, azt kapjuk, hogy gazdaságosabb a lerakás, mint a hulladékégetés a TSZH esetében. Itt kihangsúlyozandó, hogy jelen esetben csak az aktuális lerakási járulékot vettem figyelembe, a lerakásnak a teljes költsége ennél nagyobb (lerakó kapacitások létesítése gépek üzemköltsége).

10. Összefoglalás A dolgozatomban vizsgált koncepció szerint Miskolc város térségében egy 100 000 t/év kapacitású tisztán TSZH-val vagy tisztán RDF-el működő hulladékégetőnek a létesítési lehetőségeit hasonlítsam össze. A két koncepció elkészítése során egyszerűsített becsléseket végeztem mind a két hulladékégető bevételi és kiadásai tekintetében. A költségek vizsgálatakor a tüzelőanyag égetőműbe történő szállítási költségeit, az égésből származó maradékanyagok lerakóba történő elhelyezését valamint a működéshez szükséges segédanyagokat, nagy karbantartások költségeit vizsgáltam. Ezeken kívül megbecsültem mind a két hulladékégető beruházási költségeit, melyet utána éves szintre lebontottam. A bevitt energiamennyiségek alapján európai tapasztalatokra alapozva meghatároztam az előállítható villamos és hő energia mennyiségét. A költségek meghatározása után kiadásokkal és a bevételekkel lehetett számolni. Ezeknek a költségeknek a különbsége határozza meg, hogy mennyire gazdaságosan működik a hulladékégető. A TSZH égető esetében azt az eredményt kaptam, hogy az égetőmű üzemeltetési költségei nagyjából 700 mFt-al meghaladják a hulladékból előállított energia értékesítéséből származó bevételeket. Ezt a különbséget úgy lehetne kiküszöbölni, ha a beérkező hulladékért költséget számítana fel az égetőmű, amely egy tonna hulladékra megközelítőleg 7000 Ft lenne. Ezzel ellentétben az RDF égető gazdaságosnak bizonyul, melynek bevétele éves szinten meghaladja a 480 mFt-ot. Ez a bevétel lehetővé teszi azt az

- 58 -

égetőműnek, hogy pénzügyi ellentételezést nyújtson a beszállított RDF-ért aminek köszönhetően egy versenyképes alternatívát nyújt az RDF előállító üzemek számára. A további vizsgálatok során szállítási költségeket meg kell vizsgálni abban az esetben, ha az erőmű saját szállító céget üzemeltet. Valamint vizsgálni kell a segédanyagok nagy tételben történ beszerzésekor fellépő tényleges költségeket. Az előállított energia tekintetében vizsgálni kell a hőenergia hasznosíthatóságát Miskolc térségében (átadható hőmennyiség, pontos átvételi ár). Bár az egyszerűsített számítás szerint az RDF égetőmű gazdaságosnak bizonyul szemben a TSZH égetővel az RDF előállítása során visszamaradó frakció kezeléséről gondoskodni kell. Számolni kell a lakossági ellenállással, ami abból is adódhat, hogy a város környezetében más városokból származó RDF ill. TSZH kerülhet elégetésre.

11. Summary This thesis compares the possibilities of establishing incinerators burning 100 000 t/y solid waste of two types: Municipality Solid Waste (MSW) and Refuse-Derived Fuel (RDF). Estimations were performed in terms of revenues and expenditures. The expenditures included transportation of fuel to the incinerator, disposal of incineration waste in disposal facilities, processing materials required for operation and maintenance costs. In addition, investment costs of the incinerator burning two types of solid waste were also estimated. On the basis of the delivered energy and EU practices, the generated amount of electrical and thermal energy was calculated. After the costs were determined, the revenues and expenditures were computed. The difference between the two costs defines the efficient operation of the incinerator. The operational cost of the incinerator in the case of MSW was significantly higher by 700 m HUF than the revenues generated from the solid waste. The incinerator operating on RDF proved to be economical and its revenue exceeded 480 m HUF, which allows the incinerator operator to offer financial compensation to the RDF suppliers and make them more competitive. This paper investigated transport costs, discounts offered for bulk purchases and usability of thermal energy in Miskolc and its vicinity. The findings show that RDF incinerators were more economically efficient than MSW incinerators.

- 59 -

Köszönetnyilvánítás Szeretném megragadni az alkalmat, hogy köszönetemet és tiszteletemet fejezzem ki mindenkinek, aki a TDK dolgozatom valamint a Szakdolgozatom elkészítésében támogatott és segítséget nyújtott. Ezúton szeretném megköszönni Dr. Nagy Sándor segítségét, hogy idejét és energiáját nem sajnálva információkkal és tanácsokkal segítette a dolgozatom előrehaladásában. A kutatómunka a TÁMOP-4.2.2.B-15/1/KONV-2015-0003 jelű projekt részeként, Szechenyi2020 program keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.

- 60 -

Szakirodalmi jegyzék [1] Bánhidy J, dr. Hornyák M, dr. Kovács E, dr Kovács L és dr. Varga Pál. (2008) Útmutató

az

elérhető

legjobb

technika

meghatározásához

a

hulladékégetők

engedélyeztetése során, (Budapest) [2] Olessák D. és Szabó L. (1984): Energia hulladékból (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984) 15-86 [3] Átfogó szakmai tanulmány készítése a települési hulladék energetikai hasznosításának alternetíváiról, feltételeiről (Budapest 2007) [4] Dr. Bokányi L. és Dr. Mádainé Üveges V. Termikus hulladékkezelés, digitális tanagyag, (http://hulladekonline.hu/files/174/), letöltés dátuma: 2014.06.11. [5] 2012. évi CLXXXV. törvény a hulladékról (http://net.jogtar.hu/jr/gen/hjegy_doc.cgi?docid=A1200185.TV) letöltés dátuma: 2015.07.09. [6] 29/2014. (XI. 28.) FM rendelet a hulladékégetés műszaki követelményeiről, működési feltételeiről

és

a

hulladékégetés

technológiai

kibocsátási

(http://net.jogtar.hu/jr/gen/hjegy_doc.cgi?docid=A1400029.FM)

határértékeiről

letöltés

dátuma:

2015.07.23. [7] 389/2007. (XII. 23.) Korm. rendelet a megújuló energiaforrásból vagy hulladékból nyert energiával termelt villamos energia, valamint a kapcsoltan termelt villamos energia kötelező

átvételéről

és

átvételi

áráról(http://net.jogtar.hu/jr/gen/hjegy_doc.cgi?docid=A0700389.KOR)Letöltve: 2015.10.15. [8] http://www.cewep.eu/ [9] CEWEP Energyreport III, http://www.cewep.eu/m_1069, Bamberg, Germany, 2012. Letöltés dátuma: 2015.07.27. [10] William A. W. and P. Aarne V, Solid Waste Engineering (2012.) 270-283 [11] Waste-to-Energy State-of-the-Art-Report 6th Edition, (Denmark 2012) [12] dr. Hornyák M és Olessák D. (2009) A teleülési szilárd hulladék hasznosításának innovatív technológiái (Budapest)

[13] A „Tudáspark” projekt, „Települési hulladékok és hazai szénvagyon energetikai célú felhasználásának fejlesztése” K+F modul keretében (Miskolci Egyetem, 2015) [14] http://www.fkf.hu/

- 61 -

[15] Beliczay E. és Pál J. (2014): Hulladékból távhő (Levegő Munkacsoport) [16] Termikus hasznosítás jövője a hulladékgazdálkodásban „A hulladékok termikus hasznosítása” c. konferencián megtartott előadás, Budapest, 2014. Október 7. [17]

FirstBurn

of

RDF

atViridorsHugeRuncornWastetoEnergyPlant,http://waste-

management-world.com/a/first-burn-of-rdf-at-viridors-huge-runcorn-waste-to-energyplant, letöltés dátuma: 2015.07.29. [18] M. Jofra Sora (2013), Hulladékégetői túl kapacitás és hulladékszállítás Európában: vége a közelség elvének? [19] http://emkkft.hu/ [20] http://www.ksh.hu/ [21] http://hu.tradingeconomics.com/euro-area/consumer-price-index-cpi [22]

Előkészítés

beruházási

és

termelési

költésgének

becslése,

az

előkésítés

gazdaságossága, Miskolci Egyetem, Eljárástechnikai Tanszék [23] Municipal Solid Waste Incineration (The World Bank, Washington D.C., 1999) [24] http://www.miho.hu/ [25] Kádárné Horváth Á. (2010), A távfűtés áralakító tényezőinek vizsgálata a magyarországi távhő szolgáltató vállalatok körében (Miskolc) [26] http://www.tigazdso.hu/ [27] http://www.calmit.hu/front_content.php?idcat=208 [28] Elena C.R. és Gianni A. (2012) RDF/SRF:Which perspective for its future int he EU; Waste management 32. 1059-1060 [29] Prof. Dr. Csőke B.: Hulladékelőkészítési technológiák Hulladékok feldogozása mechanikai eljárásokkal; Miskolci Egyetem; Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai intézet [30] Hejőpapi mechanikai-optikai előkezelő mű ˇKöztisztasági Egyesülési szakmai konferencián” megtartott előadás; Siófok; 2015. április 21 [31] GVOP-3.1.1.-2004-05-0460/3.0 projekt éves zárójelentés Miskolci Egyetem 2006

- 62 -

Mellékletek MISKOLCI EGYETEM Műszaki Földtudományi Kar Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet A hallgató neve:…………………………………………………………………...…… Neptun-kódja: ……….…………… Első konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév szorgalmi időszakában a második hónap utolsó munkanapjáig: a téma elfogadása, tájékoztatás a rendelkezésre álló forrásokról. A diplomamunka/szakdolgozat témája:……..…………………………………………… Az egyetemi konzulens(ek) neve, beosztása, intézete, tanszéke:…………………………… A jelölt köteles a témát az első konzultáció határidejéig az intézeti adminisztrációban nyilvántartásba vétetni. A jelölt által javasolt témát elfogadom: ……………………… konzulens aláírása

Miskolc, A jelölt által javasolt témát jóváhagyom: Miskolc,

……………………… intézetigazgató aláírása

Második konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév szorgalmi időszakában a harmadik hónap utolsó munkanapjáig: a feldolgozott források, valamint a diplomamunka/szakdolgozat vázlatának bemutatása, címének véglegesítése. A diplomamunka/szakdolgozat címe: ………………………………………………… Miskolc,

………………………….…… konzulens aláírása

Harmadik konzultáció, az utolsó előtti tanulmányi félév vizsgaidőszakának utolsó napjáig: a forrásokat feldolgozó fejezet kéziratának beadása: Miskolc,

………………………….…… konzulens aláírása

Negyedik konzultáció, az utolsó tanulmányi félév szorgalmi időszak második hónap utolsó munkanapjáig: a kész szöveg kéziratának beadása első változatban: Miskolc,

………………………….…… konzulens aláírása

Ötödik konzultáció, a beadási határidő előtt legalább tíz munkanappal: a kész munka bemutatása abban a formában, ahogy a jelölt be kívánja adni: Miskolc,

………………………….…… konzulens aláírása

A diplomamunkát/szakdolgozatot formai szempontból beadhatónak ítélem: Miskolc,

………………………….…… konzulens aláírása

- 63 -

II. Melléklet Légszennyező anyagok kibocsátási határértékei hulladékégető művek esetében [6] Kibocsátási határértékek napi átlaga:

Légszennyezőanyag

Koncentráció [mg/Nm3] Összes szilárd anyag 10 Gáz- és gőznemű szerves anyagok az összes szerves szén 10 mennyiségében kifejezve (TOC) Sósav (HCl) 10 Hidrogén-fluorid (HF) 1 Kén-dioxid (SO2) 50 NO2-ban kifejezett összes nitrogén-monoxid (NO) és nitrogén-dioxid 200 (NO2) I. kategóriájú hulladékégető művekre, amelyek névleges kapacitása az óránként hat tonnát meghaladja, vagy II. kategóriájú hulladékégető művekre NO2-ban kifejezett összes nitrogén-monoxid (NO) és nitrogén-dioxid 400 (NO2) I. kategóriájú hulladékégető művekre, amelyek névleges kapacitása óránként legfeljebb hat tonna Kibocsátási határértékek félórás átlaga (mg/Nm3): Légszennyezőanyag Összes szilárd anyag Gáz- és gőznemű szerves anyagok az összes szerves szén mennyiségében kifejezve (TOC) Sósav (HCl) Hidrogén-fluorid (HF) Kén-dioxid (SO2) NO2-ban kifejezett összes nitrogén-monoxid (NO) és nitrogéndioxid (NO2) I. kategóriájú hulladékégető művekre, amelyek névleges kapacitása az óránként hat tonnát meghaladja, vagy II. kategóriájú hulladékégető művekre

(100%) 30 20

(97%) 10 10

60 4 200 400

10 2 50 200

A nehézfémekre vonatkozó átlagos kibocsátási határértékek (gáz és gőznemű formában): Légszennyezőanyag Kadmium és vegyületei kadmiumban kifejezve (Cd) Tallium és vegyületei talliumban kifejezve (Tl) Higany és vegyületei higanyban kifejezve (Hg) Antimon és vegyületei antimonban kifejezve (Sb) Arzén és vegyületei arzénban kifejezve (As) Ólom és vegyületei ólomban kifejezve (Pb) Króm és vegyületei krómban kifejezve (Cr) Kobalt és vegyületei kobaltban kifejezve (Co) Réz és vegyületei rézben kifejezve (Cu) Mangán és vegyületei mangánban kifejezve (Mn) Nikkel és vegyületei nikkelben kifejezve (Ni) Vanádium és vegyületei vanádiumban kifejezve (V)

- 64 -

Koncentráció [mg/Nm3] Összesen: 0,05 0,05 Összesen: 0,5

A kibocsátási határérték a dioxinok és furánok a rendelet 1. melléklete szerint kiszámított teljes koncentrációjára vonatkozik.

Koncentráció [ng/Nm3] 0,1

Légszennyezőanyag Dioxinok és furánok

A szén-monoxid (CO) kibocsátására vonatkozó határértékek:

Koncentráció [mg/Nm3] 50 100 150

napi átlagérték félórás átlagérték tízperces átlagérték

III. Melléklet Európai hulladékégetők statisztikái [9]

- 65 -