Bez energetického využití odpadů se neobejdeme

V prosinci loňského roku uspořádala poradenská firma EKIS Bučovice třetí ročník semináře o technologiích pro energetickém využití odpadů (EVO) pyrolýzou a zplyňováním. Seminář tematicky navázal na dvě předchozí akce zaměřené na energetické využití biomasy a odpadů zplyňováním. Program i obsah všech příspěvků jsou v soupise realizovaných akcí na adresa www.energis24.cz. A o čem se na semináři také mluvilo?

Obr. 1: Model závodu na zhodnocení odpadů pyrolýzou ve Stropkově (SR)

S jistou mírou nadsázky je možné říci, že odpad patří mezi obnovitelné zdroje, protože se velice rychle obnovuje. Na našich skládkách každý rok „přibývá“ v přepočteném energetickém ekvivalentu přibližně tři miliony tun hnědého uhlí, a to ve formě vysoce výhřevných plastů, papíru, starého nábytku a jiných spalitelných odpadů. Po naředění vším možným a zasypání hlínou a sutí ale příštím generacím připravujeme jen obtížně řešitelnou ekologickou bombu, obsahující celou chemickou soustavu prvků. Některé země, za přispění dotací, již staré skládky otevírají, těží a energeticky využívají.

Spalovnám patří uznání

V naší zemi aktuálně schází kapacita pro energetické využití několika milionů tun odpadů ročně. Z těžko pochopitelných důvodů se preferuje třídění odpadů, i když většina z vytříděných frakcí stejně skončí na skládce, ovšem za cenu vyšší energetické náročnosti.

Prosadit v ČR novou spalovnu je, díky veřejného mínění živeného ekologickými aktivisty, téměř nadlidský úkol. Spalovny zkrátka u nás nemají zelenou, přesto vzduch spíše čistí. Stačí si uvědomit, že v ČR se ročně vyprodukuje asi 240 kg dioxinů. Brněnská spalovna komunálního odpadu, která prošla zásadní modernizací, sice ročně vyprodukuje 850 tis. tun kouřových plynů, ve kterých je však rozptýleno pouhých 0,038 g dioxinů. A to je z technického hlediska úctyhodný způsob filtrace. Většina dioxinů pochází z aglomerace železné rudy, výroby hliníku, lesních požárů a spalování málo vysušené biomasy při nízkých teplotách v individuálních kotlících a táborových ohníčcích.

Obr. 2: Modernizovaná Brněnská spalovna komunálního odpadu dnes vypouští méně dioxinů, než slavnostní ohňostroj

A například jeden patnáctiminutový ohňostroj vypustí tolik škodlivých plynů a dioxinů, kolik městská spalovna ani za 100 let běžného provozu. A je zajímavé, že toto nikomu nevadí. Odpadky se navíc na řadě skládek mimo EU záměrně spalují: například na Ukrajině trvale hoří 95 % skládek a některé spřátelené země tam, díky mezerám v zákonech, vyvážejí svůj odpad. V přeneseném slova smyslu naše spalovny čistí ovzduší od dioxinů, které tam vypustil někdo jiný, za což jim náleží patřičné uznání.

Volná biomasa už není

Teplárenské sdružení ČR zpracovalo analýzu současné situace na trhu s dřevní biomasou ve vztahu k nově budovaným a plánovaným teplárenským zdrojům, která zahrnovala všechny významné stávající zdroje v ČR. Teplárenské sdružení je profesním zájmovým sdružením necelé stovky organizací. V ČR je dálkovým teplem zásobováno 1,6 milionu bytů, z toho členové TS ČR zásobují cca 75 % a dodávají více než 50 % tepla z centrálních zdrojů. Jejich analýza vycházela z podkladů zpracovaných pro Pačesovu nezávislou energetickou koncepci a týkala se reálně dostupného množství dřevní štěpky pro využití v teplárenství. Tyto údaje byly zcela nezávisle potvrzeny Výzkumným ústavem lesnickým. Množství dostupné dřevní štěpky v ČR je odhadováno na úrovni asi 650 000 tun ročně. V loňském roce byla plánována dvacítka dalších významných zdrojů, jejichž celková bilanční potřeba se pohybovala na úrovni dalších asi 2 000 000 tun dřevní biomasy ročně. Z těchto údajů vyplývá, že poptávka po dřevní štěpce dramaticky převýší nabídku, což bude mít dopad na vývoj ceny. Největší podíl z požadavků na biomasu mají velké teplárny (minimálně 900 000 tun ročně), plánované zdroje u papírenských provozů představují asi 860 000 tun ročně. Významně menší množství budou požadovat lokální kotelny (160 000 t) a průmyslové výtopny (340 000 t). Sám ČEZ ale bude potřebovat až 452 000 tun.

Obr. 3: Svozové vzdálenosti velkých tepláren, spalujících biomasu, se významně překrývají

Vzhledem k nerovnoměrné produkci dřevní štěpky a různé hustotě teplárenských zdrojů na území Čech a Moravy teplárenské sdružení předpokládá, že bude docházet k vzájemnému “vykrádání“ svozových teritorií jednotlivými společnostmi, což opět povede k růstu cen a negativním ekonomickým dopadům pro řadu postižených subjektů. Z grafického vyjádření svozových vzdáleností vyplývá, že některé kružnice se překrývají až šestkrát – každý strom se tedy může svobodně rozhodnout, kterým komínem proletí.

Energetický potenciál odpadů

Teplárenské sdružení ČR požaduje, aby byl počet zdrojů na spalování dřevní štěpky pro příští léta státem regulován (např. formou autorizace), jinak může dojít ke znehodnocení řady investic v důsledku zhroucení trhu. Z pohledu odběratelů bude mít vzrůstající cena štěpky vliv na cenu tepla a některé zdroje nebudou cenově konkurenceschopné – ti, kdo z biomasy vyrábějí jen teplo nebo jen elektřinu vzrůstající cenu biomasy pocítí výrazněji než uživatelé, kteří provozují kombinovanou výrobu elektrické energie a tepla. Pokud se k růstu cen biomasy přidá ještě vzrůstající cena uhlí způsobená fixací těžebních limitů, může to být docela zajímavé.

Energetický potenciál ukrytý v odpadech dnes vysoce převyšuje potenciál biomasy. Za rok vzniká v Evropě 15 mil. tun odpadních plastů a 2,8 mil. tun odpadních pneumatik. Jejich materiálově energetické zpracování nebo energetické využití, které umožňuje pyrolýza a energetické zplyňování, se proto zdá být perspektivnější, než využití již předem vykoupené biomasy. Při energetickém zplyňování probíhá, kromě oxidačních reakcí charakteristických pro spalování za vysokých teplot (1.500 ºC), také probíhá celá řada redukčních reakcí, které jsou důležité pro rozklad celých řetězců nebezpečných škodlivých látek. Zařízení pro energetické zplyňování jsou proto předurčena k efektivním ekologicky šetrným způsobům likvidace odpadů, což je možné dokladovat řadou zahraničních aplikací i našich výzkumných projektů.

Obr. 4: Zařízení Pyromatic na pyrolýzní zpracování komunálních odpadů

Malé provozy jako doplněk

Seminář o technologie pro EVO ukázal trend malých decentralizovaných systémů pro energetické využití biomasy kontaminované laky a lepidly, které na lokální úrovni produkují tolik elektrickou energii a teplo. Decentralizované zdroje pro EVO si e množství odpadů v ČR kapacitně nevyřeší, bude nutné postavit několik velkých spaloven, ale malé zdroje založené na principu pyrolýzy a energetického zplyňování však nabízejí zajímavý doplněk k velkým spalovnám. Bohužel naše ani evropská legislativa zatím nezná pojem zplyňování, proto je na malé zdroje pro EVO nahlíženo jako na klasické spalovny odpadů a jsou jim předepisovány nesmyslné požadavky na měření emisí, které je ekonomicky zatěžují.

Nové technologie s problémy

Společnost ELIAV obohatila seminář příspěvkem o pyrolýze pneumatik, která je součástí plánovaného provozu na ekologickou likvidaci autovraků u obce Dobrá u Kladna. Všechny přítomné ale udivilo, že i když jde o šetrnou metodu EVO, projekt naráží na odpor místních aktivistů. Snad je v pozadí jen neznalost nebo strach z neznáma.

Společnost ELIAV referovala, že po mnohaletém snažení jako první dovezla do ČR relativně malé provozní zařízení (kapacita 250 kg druhotných surovin za hodinu), pracující na principu vakuové pyrolýzy. V temperované retortě bez přístupu vzduchu a za sníženého tlaku se zplyňují látky obsahující uhlovodíky. Touto metodou je totiž možno, kromě výše uvedených druhotných surovin, ještě zpracovávat biomasu, hnůj, odpady z ČOV, část městských odpadů, likvidovat staré ekologické zátěže apod., a to vše bez ekologické zátěže okolí.

Společnost ATEKO z Hradce Králové zase na sklonku loňského roku uvedla v Lánech u Prahy do provozu prototypové zařízení EZOB pro energetické vyžití kontaminované biomasy prostřednictvím turbosoustrojí. Na otázku, proč je jejich vývojový projekt instalovaný několik set km od jejich výrobního zázemí, odpověděli, že hlavně kvůli odporu místních obyvatel…

Naše společnost si rychle zvykla používat výrobky s krátkým životním cyklem, které se rychle stávají nepotřebným odpadem a vydatně zaplňují naše skládky. Ještě si také budeme muset zvyknout uklidit po sobě náš průmyslově spotřební svinčík a nevršit své odpadkové hory příštím generacím, ale využit je jako zdroj energie.

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu