Polskie spalarnie na tle Europy – jak wypadamy w porównaniu? - wywiad z prof. Włodzimierzem Urbaniakiem z Uniwersytetu Adama Mickiewicza

Dodano: 2 miesiące temu Czytane: 83

Inwestowanie w spalarnie w Polsce zyskuje na popularności z każdym rokiem. W wywiadzie z prof. Włodzimierzem Urbaniakiem wyjaśniamy obecną pozycję tych obiektów na tle Europy...

Polskie spalarnie na tle Europy – jak wypadamy w porównaniu? - wywiad z prof. Włodzimierzem Urbaniakiem z Uniwersytetu Adama Mickiewicza
Inwestowanie w spalarnie w Polsce zyskuje na popularności z każdym rokiem. W wywiadzie z prof. Włodzimierzem Urbaniakiem wyjaśniamy obecną pozycję tych obiektów na tle Europy, oraz przedstawiamy mechanizmy działania spalarni.

Jakie są wymogi UE w związku ze spalarniami, składowaniem odpadów i recyklingiem?
Na podstawie regulacji przyjętych przez Radę UE, kraje członkowskie zostały zobowiązane do tego, aby do 2035 roku co najmniej 65% odpadów komunalnych przekazywać do ponownego użycia lub poddawać innym formom odzysku. To oznacza, że tylko 35% zebranych odpadów komunalnych może być składowane, przy czym całkowitym zakazem objęte jest składowanie odpadów palnych (ciepło spalania powyżej 6 MJ/kg suchej masy). Jednakże praktycznie po każdym procesie recyklingu, czy innych formach przetwarzania odpadów, w szczególności w instalacjach MBP (przetwarzanie mechaniczno-biologiczne), pozostają znaczne ilości frakcji palnych, których wykorzystanie inne niż spalenie jest nieracjonalne. Nie chodzi tu tylko o opłacalność. W zasadzie można poddać recyklingowi praktycznie wszystkie odpady. Tylko po co. Koszt ich ponownego wprowadzenia do obiegu gospodarczego może być nie tylko bardzo wysoki, ale dodatkowe nakłady energii, zużycie innych środków będzie tak wysokie, że efekt ekologiczny będzie zdecydowanie ujemny. Takich przykładów można podać wiele. Klasycznym przykładem są tworzywa sztuczne, których nie można poddawać recyklingowi w nieskończoność, gdyż w każdym cyklu ulegają częściowej destrukcji. W efekcie tracą swoje właściwości użytkowe i jedynym racjonalnym rozwiązaniem jest odzysk zawartej w nich energii, nie wspominając już o radykalnej redukcji objętości. Po prostu kiedyś trzeba proces obiegu materiałów zamknąć, aby nie następowała kumulacja niekorzystnych czynników.

Bardzo interesujące doświadczenia, wymagające uważnej analizy wniosła obecna epidemia koronawirusa. Co robić z odpadami komunalnymi osób objętych kwarantanną? Co robić z tysiącami zużytych przez „zwykłych” obywateli maseczek? Takie odpady nie powinny być wprowadzone do systemu recyklingu. Najlepiej je spalić, ale spalarnie odpadów medycznych nie są do tego przystosowane. Wówczas spalarnie odpadów pełnią funkcję „bezpiecznika” pozwalającego na pozbycie się odpadów, których wprowadzenie do systemu recyklingu może być wręcz niebezpieczne. A przecież sytuacje takie mogą się powtarzać.

Budowa spalarni, w mojej opinii, wcale nie kłóci się z koncepcją gospodarki obiegu zamkniętego, a stanowi jej istotny, niezbędny element. Spalarnie w tym systemie nie są „zamiast” recyklingu. Są po to, aby recykling był racjonalny i nie stwarzał nowych zagrożeń dla środowiska. 
Jak można ocenić polskie spalarnie na tle Europy?

Technologie spalania odpadów w ostatnich latach bardzo się rozwinęły i są coraz efektywniejsze. Dzięki temu spalarni buduje się ilościowo mniej, ale umożliwiają one przetworzenie znacznie większych ilości odpadów. I tak w 1990 roku średnia zdolność przerobowa spalarni nie przekraczała 90 tys. ton/rok, a w roku 2000 było już to prawie 180 tys. ton/rok. Obecnie budowanych jest coraz więcej instalacji przetwarzających ponad 300 tys. ton/rok. Na przykład Sztokholm – 750 tys. ton/rok, Magdeburg - 630 tys. ton/rok czy Bresci (Włochy) – 520 tys. ton/rok. Nowa (2019 rok) spalarnia w Kopenhadze ma zdolność przerobową 440 tys. ton/rok. W Warszawie planowana jest budowa instalacji na ok. 300 tys. ton/rok. 

W Polsce tylko dwie obecnie działające spalarnie mają zdolności przerobowe powyżej 210 tys. ton/rok (Poznań i Kraków). Pozostałe mieszczą się w przedziale 100-150 tys. ton/rok. A więc w porównaniu do obecnie budowanych instalacji w Europie, należą do instalacji raczej średnich i to w dolnych granicach średniej. Jednakże technologiczne należą do jednych z najnowocześniejszych w Europie. Obawy związane z funkcjonowaniem spalarni i presja społeczna spowodowały, że decyzje środowiskowe, niezbędne przy takich inwestycjach, narzucały bardzo wysokie wymagania, zgodnie z wymaganiami BAT - najlepszych dostępnych technik (ang. Best Available Technology), które określają wielkości emisji zanieczyszczeń dla większych zakładów przemysłowych w UE. Dzięki temu powstały instalacje bezpieczne, sprawdzone i spełniających najwyższe obowiązujące standardy. Dotychczasowa praktyka potwierdziła, że wszystkie polskie spalarnie uzyskują poziomy emisji znacznie poniżej wartości dopuszczalnych. Uważam, że na tle Europy nie mamy się czego wstydzić. W swojej kategorii, i na obecny stan techniki, dysponujemy instalacjami wręcz modelowymi.
Jak działa spalarnia odpadów? Na czym, w najogólniejszy sposób, polega technologia spalania i oczyszczania gazów?

Z technologicznego punktu widzenia, spalarnia odpadów w zasadzie niewiele różni się od typowej ciepłowni czy elektrociepłowni opalanej paliwami stałymi np. węglem kamiennym czy brunatnym. Właściwie różnią się tylko rodzajem paliwa. Podstawowym elementem jest palenisko, tzw. kocioł. We wszystkich polskich spalarniach stosowane są paleniska rusztowe, tzn. paliwo (odpady) podawane są na specjalny ruszt, na którym są spalane. Jest to typowe rozwiązanie stosowane powszechnie także w ciepłowniach i elektrociepłowniach przemysłowych czy komunalnych.
To co różni spalarnie odpadów od zwykłych ciepłowni, to konieczność ścisłego utrzymywania właściwej temperatury i czasu spalania. Zapewnia to specjalna konstrukcja komory spalania. Przeważająca część odpadów spalana jest w temperaturze ok. 1000°C. Następnie spaliny są dopalane w kolejnej strefie paleniska. Jest to bardzo ważny i ściśle monitorowany etap procesu spalania odpadów. Aby spalanie było całkowite, w strefie tej doprowadza się dodatkowo powietrze, tzw. powietrze wtórne, a czas przebywania spalin w tej strefie musi wynosić minimum 2 sekundy w temperaturze minimum 850°C. Dzięki temu powstawanie szkodliwych dioksyn i furanów jest maksymalnie ograniczone.
Z powstających spalin w wymiennikach ciepła odzyskuje się ciepło w postaci gorącej wody oraz pary, która w turbinach jest wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej. Tutaj stosowane są rozwiązania praktycznie identyczne jak w „klasycznych” ciepłowniach czy elektrociepłowniach. Wszystkie polskie spalarnie pracują w systemie kogeneracji, tzn. wytwarzają zarówno ciepło jak i energię elektryczną. Dzięki czemu energia zawarta w odpadach jest odzyskiwana z bardzo wysoką sprawnością, często przewyższającą sprawność wielu polskich zakładów energetycznych wykorzystujących węgiel.

Po przejściu spalin przez wymienniki ciepła są one wielostopniowo oczyszczane. Jest to niezwykle ważny i bardzo rozbudowany element spalarni. Jest to także ten element, który istotnie wyróżnia spalarnię w porównaniu z klasycznymi zakładami energetycznymi. Jak wcześniej wspominałem, standardy emisyjne dla obiektów termicznego przekształcania odpadów są znacznie bardziej rygorystyczne niż wobec obiektów energetycznych opalanych paliwami kopalnymi.

Aby je spełnić, stosuje się tzw. metody pierwotne redukcji emisji do powietrza, czyli rozwiązania konstrukcyjne, obniżające ilość powstających zanieczyszczeń już na etapie procesu spalania odpadów, zapewniając tym samym możliwie korzystny skład spalin surowych przed oczyszczaniem (m.in. odpowiednia konstrukcja rusztu, komory paleniskowej, podgrzewanie powietrza pierwotnego i wtórnego oraz jego podawanie w odpowiednie strefy spalania).

Dalej spaliny są doczyszczane w szeregu specjalnych urządzeń, w których usuwane są praktycznie wszystkie zanieczyszczenia gazowe i stałe. Większość spalarni oczyszcza spaliny wtryskując do nich zawiesinę mleczka wapiennego oraz węgla aktywnego, dzięki czemu neutralizuje się kwaśne składniki spalin i adsorbuje metale ciężkie, dioksyny i furany. Powstający pył jest zatrzymywany na specjalnym filtrze tkaninowym. 

Oczyszczanie spalin w zakładach termicznego przekształcania odpadów to rozbudowany zestaw metod i urządzeń umożliwiających usunięcie ponad 99% zanieczyszczeń. Skuteczność procesów oczyszczania spalin jest monitorowana w sposób ciągły, a wyniki są zapisywane i archiwizowane. Dzięki temu można zawsze sprawdzić, czy proces spalania odpadów przebiegał prawidłowo. Oczywiście w poszczególnych spalarniach konkretne rozwiązania trochę się różnią, ale bezwzględnie muszą osiągać założone parametry. Jak już wspomniałem, polskie spalarnie osiągają je z bardzo dużym „zapasem”, co można na bieżąco obserwować np. za pomocą stron internetowych poszczególnych spalarni.
Co się dzieje z produktami końcowymi spalania?

W spalarni odpadów spaleniu, a więc utlenieniu do dwutlenku węgla, ulegają tylko składniki organiczne. Składniki mineralne, nieorganiczne jak metale, szkło stanowią pozostałość, której ilość zależy od składu spalanych odpadów. Przeciętnie jest to ok. 25- 30% wsadu, z czego ok. 3-5% to stałe pozostałości z oczyszczania spalin. Zdecydowana większość to żużle i popioły paleniskowe, które po oddzieleniu metali, w większości są wykorzystywane gospodarczo. Żużel składający się głównie ze stopionego szkła i nierozpuszczalnych w wodzie krzemianów, tlenków glinu i żelaza jest stosowany jako materiał budowlany. W podobny sposób wykorzystywane są popioły nie zawierające składników niebezpiecznych. Pozostałe odpady, w tym szczególnie pozostałości z oczyszczania spalin, są traktowane jako odpady niebezpieczne i po wstępnej stabilizacji i zestaleniu są zazwyczaj składowane na specjalnych składowiskach. W efekcie tylko niewielka część pozostałości po spaleniu odpadów jest składowana.
W jakim trybie pracuje spalarnia? Czy występuje awaryjność spalarni?

Wszystkie spalarnie pracują w trybie ciągłym, tzn. 24 godziny na dobę. Oczywiście urządzenia muszą być przeglądane i remontowane, aby uniknąć awarii. Dlatego istotne dla funkcjonowania spalarni urządzenia są „dublowane”, co pozwala np. remontować jeden ciąg technologiczny bez przerywania pracy całej spalarni. Okresowo zmniejsza się tylko przepustowość spalarni jako całości. Jak wynika z dostępnych informacji, dotychczas w polskich spalarniach nie było przerw spowodowanych awarią wymagającą nieplanowanego wyłączenia całej instalacji.
Jak można ocenić dotychczasowe funkcjonowanie spalarni jako elementu kompleksowej gospodarki odpadami komunalnymi?
Podstawowym zadaniem spalarni jest racjonalne przetworzenie palnych frakcji odpadów komunalnych, których nie wolno składować, a nie można ich racjonalnie wykorzystać w inny sposób. Głównie chodzi o eliminowanie zagrożeń poprzez niszczenie potencjalnie niebezpiecznych substancji zawartych w odpadach. Ponadto spalanie odpadów pozwala na znaczną redukcję ich masy i objętości, jednocześnie umożliwiając odzyskiwanie energii oraz składników mineralnych i metali zawartych w odpadach.

Uważam także, że nie potwierdziły się obawy związane z zagrożeniami generowanymi przez spalarnie. Przeciwnicy spalarni przytaczają przykłady negatywnych oddziaływań, zazwyczaj prawdziwych, ale już nieaktualnych. W technologii termicznego przekształcania odpadów komunalnych w ostatnich latach nastąpił ogromny rozwój. Porównywanie spalarni sprzed lat kilkunastu ze spalarniami współczesnymi, to jak porównywanie „syrenki” ze współczesnym „mercedesem”. Ale możliwości poprawy są jeszcze ogromne. W dziedzinie usprawniania procesu spalania odpadów oraz oczyszczania spalin nie powiedziano jeszcze ostatniego słowa.
W mojej ocenie, funkcjonujące obecnie w Polsce spalarnie już teraz sprawdziły się jako bezpieczny, nowoczesny i efektywny element systemu gospodarki odpadami komunalnymi. Dlatego uważam, że ich rozwój w Polsce jest nieunikniony, a kolejne spalarnie będą jeszcze efektywniejsze i bezpieczniejsze.
Prof. UAM dr hab. Włodzimierz Urbaniak, Uniwersytet Adama Mickiewicza w Poznaniu - wykładowca na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu na Wydziale Chemii, autor licznych publikacji m.in. o ochronie środowiska i gospodarce odpadami, członek redakcji Przeglądu Komunalnego i Recykling (od 2002), członek rady redakcyjnej Ars Separatoria Acta (od 2008), ekspert Polskiej Izby Ekologii (od 2004).


Dodaj komentarz
Dodaj komentarz Ukryj formularz
Captcha
Przepisz tekst widoczny na obrazku.