ΣΟΥΗΔΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΣΤΙΚΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ/ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΜΕ ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΘΕΣΗ

Transcript

1 ΣΟΥΗΔΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΣΤΙΚΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ/ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΜΕ ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΘΕΣΗ SWEDISH THERMAL TREATMENT TECHNOLOGIES UTILIZING INDUSTRIAL AND MUNICIPAL SOLID WASTE FOR RECOVERY AND DISPOSAL Προτάσεις συνεργασίας Σουηδίας και Ελλάδας σύμφωνα με το άρθρο 32 της Κοινοτικής Οδηγίας (Directive 2008/98/ΕΚ) ΤΟΥ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟΥ ΚΟΙΝΟΒΟΥΛΙΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟΥ της 19ης Νοεμβρίου 2008 Anette Rydén *, Γεώργιος Χρ. Ταραλάς * και Μιχάλης Γ. Κοντομηνάς Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τομέας Βιομηχανικής Χημείας Ιωάννινα * S.E.P. Hellas Scandinavian Energy Project Hellas Ομήρου 11, Κηφισιά, Αθήνα ΙΩΑΝΝΙΝΑ/AΘΗΝΑ

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Οι ενεργειακές ανάγκες της χώρας μας επιβάλλουν μια ορθολογική διαχείριση των στερεών αποβλήτων της αποβλέποντας σε οφέλη από την ενεργειακή αξιοποίησή τους με την παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας. Τα χρονικά περιθώρια εφαρμογής των διατάξεων που απαγορεύουν τη συνεχή ταφή των στερεών αποβλήτων σε χώρους (ΧΥΤΑ) ή/και χώρους ανεξέλεγκτης απόρριψης (ΧΑΔΑ) εξαντλούνται επισύροντας βαριά χρηματικά πρόστιμα. Μέθοδοι επεξεργασίας και αξιοποίησης των στερεών βιομηχανικών και αστικών αποβλήτων/απορριμμάτων θεωρούνται οι: α) εφαρμογή βιολογικών τεχνολογιών (κομποστοποίηση, αναερόβια και αερόβια χώνευση, κλπ) και β) διαχείριση μέσω θερμικής επεξεργασίας. Οι μέθοδοι θερμικής επεξεργασίας του βιοαποδομήσιμου κλάσματος που ανακτάται από τα στερεά βιομηχανικά και αστικά απόβλητα/απορρίμματα, μαζί με τις βιολογικές τεχνολογίες (βιοέριο, παραγωγή προεπεξεργασμένου υλικού υπό τη μορφή Refuse Derived Fuel, RDF ή/και Solid Refuse Fuel, SRF, κλπ), αποτελούν τις μοναδικές τεχνολογίες αξιοποίησής τους με ταυτόχρονη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι διενέργειες αυτές μπορούν να υποκαταστήσουν ορυκτά καύσιμα, με σκοπό τη μείωση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου. Όλες οι άλλες μέθοδοι όπως για παράδειγμα η μονομερής μηχανική επεξεργασία των απορριμμάτων καταναλώνουν και κατασπαταλούν ακριβή ηλεκτρική ενέργεια. Η Ελλάδα ως χώρα νησιωτική στα πλαίσια της σωστής διαχείρισης των υδάτινων πόρων της, μεταξύ άλλων θα πρέπει να εξετάσει το θέμα της αφαλάτωσης, για την οποία απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια, αποσκοπώντας σε αποφυγή εξόδων, όπως τεράστια ποσά που καταβάλονται για την προμήθεια νερού. Και δεν είναι μόνο θέμα των Ελληνικών νησιών, αλλά και όλων των παράκτιων περιοχών της χώρας. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ/ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ Το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Τομέας Βιομηχανικής Χημείας και Χημείας Τροφίμων, σε συνεγασία με Σουηδικές εταιρίες και Ακαδημαϊκά ιδρύματα αποβλέπουν στην εξεύρεση τεχνολογιών απολύτως συμβατές με τη στρατηγική της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Ε.Ε) [Landfill Directive (1999/31/EC) and Waste Framework Directive (2008/98/EC)] στον τομέα της ενεργειακής αξιοποίησης των στερεών αποβλήτων/απορριμμάτων. Επίσης διαμορφώνονται πρότυπα μοντέλα ενεργειακής αξιοποίησης των βιομηχανικών και αστικών στερεών/υγρών αποβλήτων/απορριμμάτων με στόχο τον περιορισμό του όγκου τους, της ποικιλότητας και της επικινδυνότητάς τους, η διάθεση των οποίων απαιτεί την ανάπτυξη στρατηγικών για την επαναχρησιμοποίηση και την προεπεξεργασία τους με τις ελάχιστες δυνατές περιβαλλοντικές και κοινωνικές επιπτώσεις καθώς και την καλύτερη κατανόηση της διαχείρισής τους. Σύμφωνα με τις ενέργειες αυτές οι νέες τεχνολογίες επεξεργασίας των απορριμμάτων αποδεδειγμένα καλύπτουν τους στόχους που έχουν τεθεί από τις Κοινοτικές Οδηγίες. Στον όρο επεξεργασία περιλαμβάνονται, σύμφωνα με την Κοινοτική Οδηγία 1999/31/ΕC [1] και την Κ.Υ.Α. Η.Π /3508/2002 [2], οι φυσικές, θερμικές, βιολογικές ή χημικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της διαλογής των απορριμμάτων. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΑΙ ΑΣΤΙΚΑ ΣΤΕΡΕΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ/ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΑ (Β/ΑΣΑ) Ο όρος Β/ΑΣΑ έχει μεγάλο εύρος και προσδιορίζει τα απορρίμματα που προέρχονται από τη διατροφή μας (υπολείμματα τροφών, συσκευασίες, συσκευασίες τροφίμων, γεωργικά και δασικά υποπροϊόντα, κ.ά) και τις άλλες οικιακές δραστηριότητες καθώς και ένα μέρος Βιοαποικοδομήσιμων Αστικών Αποβλήτων και Απορριμμάτων (ΒΑΑ). Τα Β/ΑΣΑ δεν περιλαμβάνουν ένα μεγάλο τμήμα οικοδομικών (αδρανή), βιομηχανικών και νοσοκομειακών (μολυσματικών, ραδιενεργών, τοξικών, κλπ) αποβλήτων. 2

3 Σήμερα στην Αττική παράγονται ημερησίως πάνω απο τόνοι στερεών βιομηχανικών και αστικών απορριμμάτων, ενώ ορισμένες εκατοντάδες χιλιάδες τόνοι επικίνδυνων βιομηχανικών αποβλήτων βρίσκονται πλημμελώς αποθηκευμένοι σε διάφορους χώρους της χώρας. Το ίδιο ισχύει και για ορισμένες χιλιάδες τόνους μολυσματικών νοσοκομειακών αποβλήτων. Γενικά το σύνολο σχεδόν των απορριμμάτων στην Αττική (με εξαίρεση ένα μέρος που διαχωρίζεται προς ανακύκλωση) καταλήγει στη χωματερή των Ανω Λιοσίων προσθέτοντας έναν αρνητικό παράγοντα στο περιβάλλον απειλώντας και την δημόσια υγεία. Η ανεξέλεγκτη απόρριψη των απορριμμάτων προκαλεί ρύπανση των επιφανειακών και υπόγειων υδάτων του υδροφόρου ορίζοντα εξ αιτίας της τοξικής σύνθεσης των στραγγισμάτων τους, δυσοσμίες, ανατροπή της οικολογικής ισορροπίας, αισθητική υποβάθμιση περιοχών της χώρας, κίνδυνο εστίας πυρκαϊών και τέλος ρύπανση του περιβάλλοντος από το αέριο που παράγεται κατά την βιολογική αποσύνθεση των αποβλήτων, συμβάλλοντας σημαντικά στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Χωροταξικά, οι γνωστές και ανεξέλεγκτες χωματερές στην περιοχή της Αττικής συμβάλλουν στη μη ορθολογιστική και χωρίς βάση επιστημονικών δεδομένων / καινοτόμων εφαρμογών, ως προς τη διαχείριση των απορριμμάτων/αποβλήτων. Σε αυτές τις χωματερές, όμως, περιλαμβάνονται και οι χώροι σκουπιδιών που λειτουργούν ανεξέλεγκτα και παράνομα σε επίπεδο χώρας. Στην ελληνική επικράτεια υπολογίζεται ότι μέχρι το τέλος του 2007 υπήρξαν πάνω απο χωματερές, εκ των οποίων μάλιστα, μόνο το 1/3 αυτών είχαν άδεια λειτουργίας, για τις υπόλοιπες έχει ανασταλεί η λειτουργία τους. Ο Τομέας Βιομηχανικής Χημείας και Χημείας Τροφίμων του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων θεωρεί ότι η ενεργειακή αξιοποίηση των Β/ΑΣΑ αποτελεί ζήτημα τεχνολογικής αιχμής διότι η έλλειψη σωστής διαχείρισής τους μέχρι σήμερα έχει δημιουργήσει σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα, που με την πάροδο του χρόνου γίνεται και βαθύτατα κοινωνικό. ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ Η Ε.Ε. με την Λευκή Βίβλο για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (White Paper in Renewables) περιγράφει την πολιτική της και τη στρατηγική της για τις ΑΠΕ [3]. Η ενεργειακή αξιοποίηση των Ελληνικών Βιομηχανικών και Αστικών Στερεών Απορριμμάτων/Αποβλήτων (Β/ΑΣΑ) με μεγάλο οργανικό φορτίο βιομάζα ως Ανανεώσιμη Πηγή Ενέργειας (ΑΠΕ), έχει άμεση σχέση με την στρατηγική της Ε.Ε. (Directive 1999/31/EC, Directive 2001/77/EC και Directive 2008/98/EC) [4], την ποιότητα ζωής και χρήζει σοβαρής αντιμετώπισης στη χώρα. Η ενεργειακή διάθεση των Β/ΑΣΑ συνίσταται στο ό,τι αυτά δίνουν τη δυνατότητα να αξιοποιηθεί ενεργειακά το οργανικό κλάσμα το οποίο δεν ανακυκλώνεται και/ή δεν επαναχρησιμοποιείται. Τα απορρίμματα ως ΑΠΕ θεωρούνται σημαντικά στη συνολική διάθεση πρωτογενούς ενέργειας σε παγκόσμιο επίπεδο (βλέπε Σχήμα 1). Σχήμα 1. Συμμετοχή των καυσίμων στη Συνολική Διάθεση Πρωτογενούς Ενέργειας σε παγκόσμιο επίπεδο. (Πηγή ΙΕΑ, 3

4 Σε Εθνικό επίπεδο μέσω της ΚΥΑ 50910/2727/2003 [5] και ΦΕΚ 1572/2002 [2], προσδιορίζονται: α) ο σχεδιασμός σε Εθνικό και Περιφερειακό επίπεδο, β) το καθεστώς παροχής αδειών που θα πρέπει να τηρείται για τη δημιουργία των αναγκαίων υποδομών επεξεργασίας και χώρων διάθεσης των αστικών αποβλήτων σχετικά με τις αρμοδιότητες των διαφόρων οργάνων της Διοίκησης, γ) οι τεχνικές προδιαγραφές λειτουργίας των υποδομών και χώρων καθώς και οι περιβαλλοντικοί στόχοι προς τους οποίους οφείλουν να ανταποκρίνονται. Επισημαίνεται ότι ήδη από τη 10ετία του 1970 η τότε ΕΟΚ είχε προσδιορίσει την πολιτική της σχετικά με τη Διαχείριση των στερεών αποβλήτων μέσα από την αρχή της ιεράρχησης των επιλογών που ήταν διαθέσιμες. Σήμερα οι επιλογές αυτές ιεραρχούνται με την ακόλουθη σειρά: 1. Μείωση στην πηγή (πρόληψη και μείωση των αποβλήτων) 2. Επαναχρησιμοποίηση 3. Ανακύκλωση (ανάκτηση χαρτιού, γυαλιού, μετάλλων, κλπ) 4. Άλλα μέτρα ανάκτησης (ανάκτηση ενέργειας, κομποστοποίηση, μηχανική και βιολογική επεξεργασία, κλπ) 5. Περιβαλλοντικώς ασφαλής διάθεση (χώροι υγειονομικής ταφής υπολειμμάτων (ΧΥΤΥ). Ψηλότερα στην ιεράρχηση έχουν τοποθετηθεί στόχοι όπως η πρόληψη, η μείωση των αποβλήτων, η επαναχρησιμοποίηση και η ανακύκλωση τους. Παρόλα αυτά η ενεργειακή αξιοποίηση αποτελεί μια από τις βασικές επιλογές διαχείρισης παγκοσμίως, όχι μόνο για το κλάσμα των αποβλήτων που δεν μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί ούτε να ανακυκλωθεί, αλλά για το σύνολο των αποβλήτων. Άλλωστε η Κοινοτική Οδηγία 2000/76/EC (Decision 2003/33) [6] η οποία ενσωματώθηκε στο εθνικό δίκαιο (ΦΕΚ 759/2005), ως «Μέτρα και όροι για την πρόληψη και το περιορισμό της ρύπανσης του περιβάλλοντος από την αποτέφρωση των αποβλήτων», θέτει με κάθε λεπτομέρεια τις προδιαγραφές και τους όρους οι οποίοι πρέπει να ικανοποιούν μια εγκατάσταση θερμικής επεξεργασίας αποβλήτων. Πρέπει να αναφερθεί ότι με τον όρο αποτέφρωση ο νομοθέτης εννοεί όλες τις διαθέσιμες τεχνολογικές επιλογές «αποτέφρωση, πυρόλυση, αεριοποίηση, κλπ». Επιπλέον, με το ΦΕΚ 1419/2003 θεωρείται ότι η αποτέφρωση αποτελεί αποτελεσματική επεξεργασία επικίνδυνων αποβλήτων, όπως τα νοσοκομειακά. Ήδη, με αφορμή και τις παραπάνω Οδηγίες, τα περισσότερα από τα Ευρωπαϊκά Κράτη έχουν λάβει αποφάσεις με στόχο την δραματική μείωση της ποσότητας των αποβλήτων που εκτρέπονται σε ΧΥΤΑ, ενώ δίνουν ιδιαίτερα κίνητρα για την ενεργειακή αξιοποίηση των μη ανακυκλώσιμων υλικών. Ιδιαίτερα παραδείγματα αποτελούν η Δανία, η Ελβετία, η Σουηδία, κλπ, που ουσιαστικά έχουν απαγορεύσει την ταφή σε ΧΥΤΑ του οργανικού κλάσμα τος της σύστασης των αποβλήτων, ενώ επιβάλλονται επιπλέον φόροι ανά τόνο πλέον του gate fee. Βασικά ένα σύστημα ολοκληρωμένης διαχείρισης Β/ΑΣΑ και ΒΑΑ θα πρέπει να περιέχει τουλάχιστον δύο ή τρεις μεθόδους επεξεργασίας (όχι μόνο μονομερή ταφή, ανακύκλωση, κομποστοποίηση, η θερμική επεξεργασία, κλπ), ώστε να πετύχει τα ποσοστά εκτροπής από τη ταφή των απορριμμάτων και το κλείσιμο των χωματερών. Στο Ευρωκοινοβούλιο στις 13 Φεβρουαρίου 2007 έγινε συζήτηση για τη μέθοδο της αποτέφρωσης των απορριμμάτων. Στο τελικό κείμενο απορρίφθηκε η πρόταση της Κομισιόν να θεωρηθεί η αποτέφρωση ως ανάκτηση και να ανέβει στην ιεραρχία διαχείρισης των αποβλήτων, αλλά με την Kοινοτική Oδηγία (Waste Framework Directive 2008/98/EC) η θερμική επεξεργασία των αποβλήτων αναθεωρήθηκε στην ιεραρχία ως ανάκτηση και ως διάθεση προσφέροντας τη δυνατότητα να συνυπάρξουν και οι δύο τεχνικές δηλ., η ανακύκλωση και η αποτέφρωση προς εκτροπή των αποβλήτων από την ταφή. Σε κάθε περίπτωση, για να δοθεί άδεια μιας μονάδας θερμικής επεξεργασίας αποβλήτων θα πρέπει αυτη να παρουσιάζει σχετικό βαθμό ενεργειακής απόδοσης. Εντούτοις, αναγνωρίζεται ότι τα τα όρια των αέριων ρύπων της θερμικής επεξεργασίας αποβλήτων πρέπει να τηρούνται σχολαστικά, βλέπε Πίνακα 1. Η Ε.Ε αποδέχεται πλήρως την εφαρμογή της 4

5 θερμικής επεξεργασίας απορριμμάτων εφόσον αυτή εντάσσεται σε ένα ολοκληρωμένο σύστημα διαχείρισης, με σκοπό τη διατήρηση των πόρων και την βιώσιμη ανάπτυξη. Η Οδηγία για την αποτέφρωση απορριμμάτων 2000/76/EC (4 Δεκ. 2000) καθορίζει τους όρους και τις συνθήκες για τη λειτουργία μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης των απορριμμάτων [6]. Πίνακας 1. Όρια εκπομπών αέριων ρύπων σύμφωνα με τη Directive 2000/76/ΕC [6]. Όρια εκπεμπόμενων ρύπων (mg/m 3 n ) Συγκέντρωση CO στα καυσαέρια (mg/m 3 n ) Βαρέα Μέταλλα, (mg/m 3 n ) Διοξίνες και Φουράνες (ng/m 3 n ) Μέση τιμή, ½ ώρα. Τέφρα (Α) 30, (Β) 10; TOC: 20, 10; HF: 4, 2; SO 2: 200, 50; NO+NO 2:400, 200; HCl: 60, ημερ. Μέσος Όρος (Μ.Ο), 150 για τουλάχιστον το 95% μετρήσεων μέσης τιμής ανα 10 min ή 100 όλων των μετρήσεων μέσης τιμής ½ ώρας υπολογιζομένων σε 24 ωρο. Δειγματοληψία: min. 30 min και max. 8 h. Hg,Cd,Tl= ; Pb,Sb,As,Cr, Co,Cu,Mn,V,Ni = Δειγματοληψία: min. 6h και max. 8h. PCDD,PCDF= 0.1 CDD/CDF= total tetra-through octa chlorinated dibenzo-p-dioxin / chlorinated dibenzofurans, 2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin. Η Κοινοτική Οδηγία για την υγειονομική ταφή (Landfill Directive 1999/31/ΕC) [1], ανάμεσα σε άλλες ρυθμίσεις, θέτει σταδιακά αυξανόμενους στόχους για την εκτροπή των ΒΑΑ από την ταφή: Το έτος 2006, 2009 και 2016 μόνο το υπόλοιπο από το 75%, 50% και 35% κατά βάρος αντίστοιχα, της ποσότητας των ΒΑΑ που παρήχθησαν το 1995, θα μπορούν να διατίθενται με τη μέθοδο της ταφής. Η οδηγία αυτή ενσωματώθηκε στην Ελληνική νομοθεσία με την Κ.Υ.Α. Η.Π /3508/2002 [5] κάνοντας χρήση της δυνατότητας παράτασης στην επίτευξη των προαναφερθέντων στόχων εκτροπής κατά τέσσερα χρόνια, η οποία παρέχεται σε όλες τις χώρες οι οποίες το 1995 βασίζονταν στην ταφή και τη διάθεση τουλάχιστον του 80% των αποβλήτων τους. Έτσι οι αντίστοιχοι στόχοι εκτροπής για την Ελλάδα (Landfill Directive 1999/31/EC) πιο αναλυτικά εξειδικεύονται ως εξής: 1. Μέχρι την 16 η Ιουλίου 2010 τα ΒΑΑ που προορίζονται για χώρους ταφής πρέπει να μειωθούν στο 75% της συνολικής (κατά βάρος) ποσότητάς τους που είχαν παραχθεί το 1995 ή το τελευταίο προ του 1995 έτος για το οποίο υπάρχουν διαθέσιμα τυποποιημένα στοιχεία της EUROSTAT. 2. Μέχρι την 16 η Ιουλίου 2013 τα ΒΑΑ που προορίζονται για ταφή πρέπει να μειωθούν στο 50% της συνολικής (κατά βάρος) ποσότητάς τους που είχαν παραχθεί το 1995 ή το τελευταίο προ του 1995 έτος για το οποίο υπάρχουν διαθέσιμα τυποποιημένα στοιχεία της EUROSTAT. 3. Μέχρι την 16 η Ιουλίου 2020 τα ΒΑΑ που προορίζονται για ταφή πρέπει να μειωθούν στο 35% της συνολικής (κατά βάρος) ποσότητάς τους που είχαν παραχθεί το 1995 ή το τελευταίο προ του 1995 έτος για το οποίο υπάρχουν διαθέσιμα τυποποιημένα στοιχεία της EUROSTAT. Ειδικότερα, σύμφωνα με τις Κοινοτικές Οδηγίες η ταφή υπολειμμάτων μετά από την επεξεργασία των στερεών αποβλήτων αποτελεί το τελικό στάδιο στην γραμμή διαχείρισης των Β/ΑΣΑ και σε καμία περίπτωση αποκλειστική μέθοδο στις διαδικασίες διαχείρισης. Είναι πλέον νομοθετικά υποχρεωτική η ανακύκλωση υλικών και η προεπεξεργασία των Β/ΑΣΑ πριν από την ταφή σε Χώρους Υγειονομικής Ταφής Υπολειμμάτων (ΧΥΤΥ) για την εκτροπή βιοαποδομήσιμων υλικών και την παραγωγή ενέργειας. Το σύνολο των ΧΥΤΑ στη χώρα που θα λειτουργούν από το 2010 και έπειτα, δεν θα δέχονται μη επεξεργασμένα απορρίμματα, υπό την έννοια της επεξεργασίας που δίνεται στο άρθρο 2 της Κ.Υ.Α. Η.Π /3508/2002 [5]. Σύμφωνα με τις Κ.Ο 2000/76 [6] και (Renewable Energy Sources (RES) Electricity Directive 2001/77/EC [4], το βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα των αστικών αποβλήτων θεωρείται ως βιομάζα και κατ επέκταση ως Ανανεώσιμη Πηγή Ενέργειας (Α.Π.Ε), γεγονός το οποίο έμμεσα επιβάλλει και την ενεργειακή του αξιοποίηση. 5

6 Η άποψη πολλών για τη διαχείριση των αποβλήτων στην Ελλάδα είναι ότι τα σκουπίδια κατά γενική και τεκμηριωμένη επιστημονικώς μαρτυρία αποτελούν πράσινη πηγή ενέργειας και μάλιστα Α.Π.Ε, με την αξιοποίηση σύγχρονων μεθόδων και τεχνολογιών αιχμής και την εφαρμογή αυστηρών περιβαλλοντικών προδιαγραφών για την κατασκευή και την λειτουργία Ολοκληρωμένων Εγκαταστάσεων Διαχείρισης Αποβλήτων (Ο.Ε.Δ.Α). Αυτό συμβαίνει όχι μόνο στη Σουηδία αλλά και στα περισσότερα Κράτη Μέλη της Ε.Ε. Οι μονάδες λειτουργούν ακόμη και μέσα στα κέντρα των μεγαλουπόλεων, δίχως να προκαλείται κοινωνική αντίδραση. Η αδρανοποίηση δε της τέφρας, κατά τις διαδικασίες, πληρεί τα κριτήρια της εκχυλισιμότητας βαρέων μετάλλων και αυτή διατίθεται ως κατασκευαστικό υλικό σε άλλες χρήσεις. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ Ε.Ε. Η διαδικασία διαχείρισης των αστικών στερεών αποβλήτων διαφοροποιείται σημαντικά ανάμεσα στα κράτη-μέλη, όσον αφορά τις παραγόμενες κατ άτομο ποσότητες, τη σύνθεση των αποβλήτων και τις μεθόδους συλλογής, επεξεργασίας και τελικής διάθεσης, με αποτέλεσμα να αντιμετωπίζουν διαφορετικό βαθμό δυσκολίας στην επίτευξη των στόχων εκτροπής των βιοαποδομήσιμων (βιομάζα). Το ποσοστό των ΒΑΑ εξαρτάται πάντως και από γεωγραφικούς παράγοντες, με τις Μεσογειακές χώρες να εμφανίζουν μειωμένα ποσοστά. Πιο σημαντική είναι η διαφοροποίηση ως προς τις μεθόδους διαχείρισης των αστικών αποβλήτων (Σχήμα 3). Από το Σχήμα 3 φαίνεται ότι στην Ελλάδα δεν έχει εφαρμοσθεί μέχρι σήμερα εξειδικευμένες και καινοτόμες τεχνολογίες μεγάλης κλίμακας, ως προς την διαχείριση των απορριμμάτων, εκτός της ταφής. Σχήμα 3. Διαχείριση αστικών απορριμμάτων στη Ε.Ε. [7]. Συγκρίνοντας μεταξύ των επιλογών διαχείρισης των αποβλήτων, στην Ελλάδα πολλές φορές υποστηρίζεται ότι η αποτέφρωση των αποβλήτων με ενεργειακή ανάκτηση εμποδίζει την ανακύκλωση. Βεβαίως, δεν υπάρχει κανένα στοιχείο που να το υποστηρίζει αυτό (βλέπε Σχήμα 3) [7]. Στο προαναφερόμενο σχήμα παρατίθεται ότι, οι χώρες με το χαμηλότερο ποσοστό ταφής των αποβλήτων (λιγότερο από 25%) έχουν τα υψηλότερα ποσοστά ανακύκλωσης, εφαρμόζοντας και την ενεργειακή αξιοποίηση 6

7 με οφέλη. Τελικά, χώρες (π.χ. Ελλάδα, Βουλγαρία, Μάλτα, Κύπρος κλπ.) με υψηλό ποσοστό διάθεσης των απορριμμάτων σε χωματερές (μεγαλύτερο από 50%) δυστυχώς δεν επιτυγχάνουν υψηλά ποσοστά ανακύκλωσης αλλά ούτε και συγκεκριμένα ενεργειακά οφέλη που απορρέουν απο τη θερμική επεξεργασία των Β/ΑΣΑ. ΑΠΟΤΕΦΡΩΣΗ Οι επικρατέστερες μέθοδοι ταχείας θερμοχημικής μετατροπής χαμηλού θερμιδικά περιεχομένου στερεών καυσίμων για την παραγωγή θερμικής και/ή ηλεκτρικής ενέργειας είναι η καύση ή/και αποτέφρωση, η προηγμένη αεριοποίηση/εξαερίωση και η πυρόλυση [8]. Λειτουργικό διάγραμμα μονάδας αποτέφρωσης σύμμεικτων αποβλήτων με σκοπό την παραγωγή ηλεκτρικής ή θερμικής ενέργειας παρατίθεται στο Σχήμα 4. Σχήμα 4. Μονάδα αποτέφρωσης σύμμεικτων απορριμμάτων (SYSAV Malmö, Σουηδία) Σχετικά με τα βασικά τμήματα της μονάδας αποτέφρωσης (Σχήμα 4), παρατηρούνται τα εξής: Τα απορριμματοφόρα μεταφέρουν και εναποθέτουν τα απόβλητα στο σημείο υποδοχής τροφοδοσίας της μονάδας. Αυτά αποθηκεύονται και μεταφέρονται στο θάλαμο καύσης με πλήρως αυτοματοποιημένο σύστημα. Στη συνέχεια εισχωρούν στον εσώκλειστο θάλαμο καύσης, όπου καίγονται σε ελεγχόμενες συνθήκες. Ο θάλαμος καύσης υποστηρίζει τη καύση των σύμμεικτων αποβλήτων σε σύστημα εσχάρας. Τα αέρια της καύσης διαφεύγοντας από τον θάλαμο καύσης διέρχονται μέσα από εναλλάκτη θερμότητας. Η παραγόμενη θερμότητα θερμαίνει το νερό μέσω του εναλλάκτη σε σχετική θερμοκρασία βρασμού και παράγεται ατμός και στη συνέχεια με τη βοήθεια ατμοστροβίλου ηλεκτρική ενέργεια. Μία από τις βασικές λειτουργίες της εγκατάστασης είναι η απομάκρυνση της τέφρας από το θάλαμο καύσης και της αιωρούμενης τέφρας που μεταφέρεται με τα απαέρια. Η αιωρούμενη τέφρα απομαστεύεται από την αιώρηση, με την χρησιμοποίηση συσκευών συλλογής, κλπ. Μέσω συστήματος καπνοδόχου εκτονώνονται τα αέρια της καύσης στο ατμοσφαιρικό περιβάλλον (Φωτ. 1-3). Η εγκατάσταση που περιγράφεται περιλαμβάνει τα απαραίτητα όργανα και συστήματα ελέγχου για την εξασφάλιση των συνθηκών λειτουργίας. Για το έτος 2007 παγκόσμια τιμητική διάκριση έλαβαν 10 λειτουργούσες μονάδες (Πίνακες 2 και 3). 7

8 Πίνακας 2. Τιμητική διάκριση σε 10 μονάδες αποτέφρωσης αποβλήτων για το έτος 2007 [9]. Πίνακας 3. Μέση τιμή ρύπων από τις 10 μονάδες ενεργειακής αξιοποίησης αποβλήτων [9]. Φωτ. 1. Μονάδα αποτέφρωσης Β/ΑΣΑ, Spittelau Αυστρία. Φωτ. 2. Μονάδα αποτέφρωσης Β/ΑΣΑ, ASM, Ιταλία. Φωτ. 3. Μονάδα αποτέφρωσης Β/ΑΣΑ, SYSAV Σουηδία. 8

9 Η ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗ/ΕΞΑΕΡΙΩΣΗ (B/ΑΣΑ) Η καινοτόμος τεχνολογία της εξαερίωσης των αποβλήτων δεν είναι αποτέφρωση σύμμεικτων απορριμμάτων. Η εξαερίωση λαμβάνει χώρο υπό ελεγχόμενες συνθήκες και υπερτερεί σε σχέση με την καύση ή/και αποτέφρωση καθώς δε και την πυρόλυση των Β/ΑΣΑ, ως προς την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, εκπεμπόμενων ρύπων, κλπ. Για να είναι επιτυχής η διαδικασία της ενεργειακής διαχείρισης των Β/ΑΣΑ με τη μέθοδο της θερμικής εξαερίωσης θα πρέπει η προτεινόμενη τεχνολογία να είναι φιλική προς το περιβάλλον (για παράδειγμα προηγείται ανακύκλωση, ανάκτηση πρώτων υλών, κλπ), με οικονομικά οφέλη (παραγωγή ενέργειας, κλπ) και τεχνικά διαστασιολογημένη (για παράδειγμα know-how και εφαρμογή Σουηδικής τεχνολογίας, κλπ). Επειδή οι μέχρι σήμερα τεχνολογικές εξελίξεις των διεργασιών της εξαερίωσης εμφανίζουν συγκρίσιμα κόστη επένδυσης κεφαλαίου και λειτουργίας με τη συμβατική μέθοδο της αποτέφρωσης, η αναδρομή στην πρόσφατη βιβλιογραφία περιορίζεται στην τεχνολογία της εξαερίωσης με ρευστοποιημένη κλίνη [10, 11, 12, 13]. Η μέθοδος της θερμικής εξαερίωσης συνίσταται στη χημική αντίδραση των στοιχείων (ανθρακούχων ενώσεων) των στερεών καυσίμων, με σχετικό εμπειρικό τύπο (C xh ψo ω) m ), με τον οξειδωτικό παράγοντα (ατμός, αέρας, οξυγόνο, CO 2, κλπ), προς παραγωγή αέριου καυσίμου προϊόντος με συγκεκριμένη θερμογόνο δύναμη. Η μέθοδος συνδυάζει τις φυσικοχημικές διαδικασίες της θερμικής πυρόλυσης και της χημικής οξείδωσης και βασίζεται στο γεγονός ότι επιτυγχάνεται ταυτοχρόνως μια θερμική διάσπαση και μια ελεγχόμενη χημική οξείδωση του στοιχειακού άνθρακα της καύσιμης ύλης, (βλέπε Σχήμα 7). Σχήμα 7. Συγκρότημα ρευστοποιημένης κλίνης επεξεργασμένων Β/ΑΣΑ (Refuse Derived Fuel, RDF, μπρικέττες, βιολογικές/βιομηχανικές λυματολάσπες, κλπ) στο Norrköping της Σουηδίας. Το επεξεργαζόμενο υλικό - μετά την ανακύκλωση υλικών στη πηγή ή/και στην ίδια τη μονάδα (βλέπε Ο.Ε.Δ.Α) - τροφοδοτείται στον αντιδραστήρα μέσα στην ρευστοποιημένη κλίνη η οποία, εμφυσημένη από τον οξειδωτικό παράγοντα, συμπεριφέρεται σαν ρευστό (ρευστοποιημένη κλίνη). Η κίνηση της καύσιμης ύλης μέσα στην ρευστοποιημένη κλίνη χαρακτηρίζεται επιστημονικά εναλλασσόμενη, ταχεία και χαοτική [13]. Από την κλίνη του αντιδραστήρα, η οποία μπορεί να είναι ρευστοποιημένη ή σταθερή, αποτελούμενη από αδρανές υλικό και/ή δολομίτη, κλπ, η απαιτούμενη θερμότητα μεταφέρεται προς την καύσιμη ύλη, δεσμευόμενη στο μεγαλύτερο μέρος της κλίνης του αντιδραστήρα. Ανάλογα με τον οξειδωτικό παράγοντα που χρησιμοποιείται κατά την αεριοποίηση, την θερμοκρασία των αντιδράσεων που λαμβάνουν μέρος και την πίεση στον αντιδραστήρα, παράγεται ένα αέριο καύσιμο προϊόν με θερμογόνο δύναμη που ποικίλλει. Τέλος η κλίνη του αεριοποιητή επιδρά και στην θερμογόνο δύναμη του παραγόμενου αέριου καυσίμου. 9

10 Φωτ. 4. Συγκρότημα ενεργειακής αξιοποίησης βιομάζας και Β/ΑΣΑ. Φωτ. 5. Συγκρότημα ενεργειακής αξιοποίησης Β/ΑΣΑ Επιπρόσθετα είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν διάφορες πιέσεις και θερμοκρασίες, σε εφαρμογές όπου δεν είναι επιθυμητή η οξείδωση της καύσιμης ύλης. Οι μονάδες εξαερίωσης είναι συμπαγείς, θεωρούνται ευέλικτα συστήματα που, μέσω απλών ρυθμίσεων στις συνθήκες λειτουργίας τους, (π.χ. θερμοκρασία, πίεση λειτουργίας, και αναλογία οξειδωτικού παράγοντα και βιοκαυσίμου), είναι δυνατόν να αποφέρουν άριστα αποτελέσματα ως προς την επεξεργασία κάθε είδους οργανικού αποβλήτου και με υψηλό περιεχόμενο υγρασίας όπως τα Ελληνικά Β/ΑΣΑ. Η προτεινόμενη Σουηδική τεχνολογία της εξαερίωσης εξαρτάται και από την παράμετρο της υγρασίας των Β/ΑΣΑ, η οποία στα Ελληνικά (Β/ΑΣΑ) υπολογίζεται να είναι μεγαλύτερη του >30% κ/β. Ο έλεγχος της αεριοποίησής τους επιτυγχάνεται προσαρμόζοντας την λειτουργία της εγκατάστασης ως προς την αφύγρανση και την οξείδωση της οργανικής ύλης τους. Τα οργανικά συστατικά των στερεών βιοκαυσίμων αεριοποιούνται κατά ποσοστό >90 % σε επιθυμητά πτητικά στοιχεία και παράγεται ως παραπροϊόν στερεά στάχτη (ash) και σκωριοειδές υπόλοιπο (slag) [11]. Η ποσότητα των υπολειμμάτων εξαρτάται από τα ενδογενή και αδρανή στοιχεία του στερεού καυσίμου. Ο εμπλουτισμός των στερεών βιοκαυσίμων σε οργανικά στοιχεία σχετίζεται με τις διαδικασίες προεπεξεργασίας των Β/ΑΣΑ σε Refuse Derived Fuel, RDF, μπρικέττες, κλπ, μεταξύ άλλων, για τη μείωση των ποσοτήτων των υπολειμμάτων. Το αυτοματοποιημένο σύστημα καθαρισμού των απαερίων που παρατίθεται στο Σχήμα 7 παρέχει τις βέλτιστες συνθήκες λειτουργίας της μονάδας. Τα συστήματα εξαερίωσης καλύπτουν ευρύτερο φάσμα αποβλήτων και διακρίνονται από την απαλλαγή βαρέων διεργασιών αντιρρυπαντικής τεχνολογίας σε αντίθεση με την περίπτωση της αποτέφρωσης (βλέπε Σχήμα 4 ). 10

11 Τα Βιοαποικοδομήσιμα Αστικά Απόβλητα (ΒΑΑ), ως ουδέτερο καύσιμο σε σχέση με τις εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον για εκμετάλλευση και από άλλα συστήματα συμπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, περιορίζοντας έτσι σημαντικά τη χρήση των ορυκτών καυσίμων (πετρέλαιο, λιγνίτης, λιθάνθρακας, κλπ) [12]. Για την ενεργειακή εκμετάλλευση των Β/ΑΣΑ σε μονάδες θερμικής επεξεργασίας, είναι επιθυμητό, οι αποστάσεις της μεταφοράς τους να ελαχιστοποιούνται με την κατάλληλη χωροθέτησή τους κοντά και μέσα στην αστική περιοχή του δυναμικού τους [14]. Στην Σκανδιναβία (Σουηδία, Δανία Νορβηγία και Φιλανδία) δαπανώνται ιδιαίτερα υψηλά ποσά για έρευνα και ανάπτυξη αντιρρυπαντικών τεχνολογιών (βλέπε Βέλτιστες Διαθέσιμες Τεχνικές), για σωστή συντήρηση των μονάδων θερμικής επεξεργασίας απορριμμάτων, με σκοπό την διατήρηση της ποιότητας του περιβάλλοντος. Οι εμπειρίες άλλων χωρών και οι διαθέσιμες τεχνολογίες και τεχνικές, σε συνδυασμό με το πλαίσιο που ορίζεται από την νέα αναθεωρημένη Κοινοτική Οδηγία, μας δίνουν την ευκαιρία να λύσουμε χρόνια προβλήματα διαχείρισης των Β/ΑΣΑ. Είναι αξιοσημείωτο ότι, μέσω της ενεργειακής αξιοποίησης ,0 τόνων αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων στη Σουηδία, μόνο για το έτος 2008, παρήχθησαν TWh (δηλ., ,0 KWh) πράσινης ηλεκτρικής/θερμικής ενέργειας [15]. Τέλος η ενεργειακή διαχείριση των Β/ΑΣΑ στη Σουηδία όπου σήμερα λειτουργούν 30 μονάδες υψηλών προδιαγραφών δεν είναι αποτέλεσμα προσπαθειών μιας ή δύο δεκαετιών, αλλά μιας συστηματικής και διαχρονικής τεχνολογικής ανάπτυξης. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Directive 1999/31/EC on the landfill of waste, Official Journal of European Communities, 26 April, [2] KYA 29407/3508/2002. «Μέτρα και όροι για την υγειονομική ταφή των αποβλήτων», (ΦΕΚ1572/16 Δεκ., 2002). [3] Ευρωπαϊκή Επιτροπή «Ενέργεια για τo Μέλλον, Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Λευκή Βίβλος για Κοινοτική Στρατηγική και Σχέδιο Δράσης», COM (97) 599 τελικό, Βρυξέλλες, Νοέμβριος [4] Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Renewable Energy Sources RES). Electricity Directive (K.O 2001/77/EC). «Προαγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές στην εσωτερική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας». [5] ΚΥΑ 50910/2727/2003. «Μέτρα και όροι για τη διαχείριση στερεών αποβλήτων (ΣΑ), Εθνικός και Περιφερειακός σχεδιασμός διαχείρισης». [6] Directive 2000/76/EC on the incineration of waste, Official Journal of European Comm., 4 Dec., [7] State of the environment report No 1/ of_environment_report_ 2007_1/en. [8] Malkow Th. Novel and innovative pyrolysis and gasification technologies for energy efficient and environmentally sound MSW disposal. Waste management 2004, 24, [9] Themelis, N.J. Highlight of 2006 WTERT Meeting, Columbia University, N.Y., [10] Lahti gasification co firing project. Lahti, Finland. [11] Belgiorno V., et al., Energy from gasification of solid wastes. Waste management, 2003, 23, [12] Taralas, G and Kontominas, M. Dispatch management of municipal solid waste (MSW) power plant-based on a risk and financial engineering approach. Proceeding of the International Conference of Science in Thermal and Chemical Biomass Conversion, Edited by A. V. Bridgwater and D. G. Boocock, CPL, Press, Victoria, Vancouver Island, BC, Canada, 30 Aug. 2 Sept., 2004, [13] Taralas, G and Kontominas, M. A mathematical Tool for the Simulation of Circulating Fluidized Bed Gasifiers Utilizing Industrial and Municipal Solid Waste for Intelligent Energy Generation: Computational Fluid dynamics Flow Approach. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Τομέας Bιομηχανικής Xημείας και Xημείας Tροφίμων, [14] Τάσιος Δ. Η πρόκληση της καύσης των σκουπιδιών. Η Καθημερινή, Τρίτη 3 Ιουνίου [15] 11

12 S.E.P. Scandinavian Energy Project AB Head office: Bror Nilssons Gata 16 S Gothenbοurg SWEDEN Telephone: +46-(0) Facsimile: +46-(0) Homepage: 12