Τεχνολογίες επεξεργασίας απορριμμάτων: η περίπτωση της Αττικής

Transcript

1 Τεχνολογίες επεξεργασίας απορριμμάτων: η περίπτωση της Αττικής Γεράσιμος Λυμπεράτος Καθηγητής ΧΜ ΕΜΠ Δημοτικός Σύμβουλος Χαλανδρίου Αναπληρωματικό Μέλος της ΕΕ του ΕΔΣΝΑ

2 μόνιμοι κάτοικοι ετήσια συνολική παραγωγή ΑΣΑ (τόνοι) Περιφέρεια Αττικής ΕΛΛΑΔΑ

3 Η σύνθεση των ΑΣΑ της Αττικής (εκτίμηση για το 2011) Υλικό ποσοστό (%) κ.β. ζυμώσιμα 43,6% χαρτί - χαρτόνι 28,1% πλαστικά 13% μέταλλα 3,3% γυαλί 3,4% λοιπά 8,6% Σύνολο 100

4 Ανάγκη αλλαγής της διαχείρισης Η απ ευθείας διάθεση (έστω και υγειονομικά) αποστερεί πόρους και δημιουργεί περιβαλλοντικά προβλήματα (τουλάχιστον 50% διαφυγή του βιοαερίου που παράγεται) Άρα έχει σημασία η ανάκτηση Η πάσης φύσεως ανάμιξη οδηγεί σε υποβάθμιση (αύξηση της εντροπίας του συστήματος) Η αυξημένη εντροπία απαιτεί περισσότερη ενέργεια προκειμένου να γίνει η ανάκτηση Πρέπει η στόχευση επομένως να είναι η αποφυγή με κάθε τρόπο της ανάμιξης, δηλαδή η εξαφάνιση των σύμμεικτων (zero waste)

5 Η πυραμίδα της ιεράρχησης στη διαχείριση (οδηγία 2008/98/ΕΚ - νόμος 4042/2012)

6 Ανάκτηση Μία ανάλυση κύκλου ζωής (εργαλείο σύγκρισης μεθόδων επεξεργασίας από οικονομική και περιβαλλοντική σκοπιά) δείχνει ότι η ανάκτηση υλικών είναι προτιμότερη από την ενεργειακή ανάκτηση. Η ανάκτηση υλικών μπορεί να γίνει ιδανικά με απ ευθείας χωριστή συλλογή /διαλογή στην πηγή Η ανάκτηση από τα σύμμεικτα με μηχανικό τρόπο οδηγεί σε κατανάλωση ενέργειας και σε υποδεέστερης ποιότητας υλικά και πρέπει να εκμηδενιστεί Τα μη ανακτώμενα υλικά μπορούν να αξιοποιηθούν ενεργειακά με επεξεργασία

7 Μέθοδοι επεξεργασίας Θερμικές Βιολογικές

8 Διεργασίες θερμικής επεξεργασίας ΑΣΑ Καύση: θερμική οξείδωση παρουσία περίσσειας οξυγόνου Πυρόλυση: θερμική επεξεργασία των αστικών στερεών απορριμμάτων σε απουσία αέρα Αεριοποίηση: συναφής διεργασία με την πυρόλυση, όπου πραγματοποιείται προσθήκη αερίων (οξυγόνου, ατμού ή υδρογόνου) με σκοπό την ενίσχυση του σχηματισμού αερίων προϊόντων ή/και την απελευθέρωση θερμότητας μέσα στον αντιδραστήρα Αεριοποίηση πλάσματος: αεριοποίηση σε πολύ υψηλές θεμοκρασίες που παράγει αέριο σύνθεσης και υλοποιημένο στερεό υπόλειμμα

9 Σημαντικός παράγοντας για την καύση: η σύσταση των αστικών στερεών απορριμμάτων και ιδιαίτερα η θερμογόνος δύναμή τους. Συνήθης τιμή θερμογόνου δύναμης (άμεση συνάρτηση της υγρασίας των απορριμμάτων): ~ Kcal/ Kg απορριμμάτων. Στην Ελλάδα, τυπική τιμή θερμογόνου δύναμης (λόγω αυξημένης υγρασίας των απορριμμάτων) : ~ Kcal/ Kg

10 Σήμερα σε πλήρη κλίμακα επαρκώς δοκιμασμένη είναι μόνο η καύση! 17 εκ.τόνοι στη Γερμανία και 40 εκ.τόνοι ετησίως στην Ευρώπη Στη Γερμανία αξιοποιείται το 20% της παραγόμενης ενέργειας (εγκαταστάσεις μακριά από τις πόλεις και δεν αξιοποιείται η θερμική ενέργεια) Περιορισμός είναι η διάβρωση από το χλώριο (προσπάθεια αφαίρεσης PVC αλλά πρόβλημα με το αλάτι) που περιορίζει τους καυστήρες (σε 400 ο C και 40 bar)

11 Μειονεκτήματα θερμικών μεθόδων Παραγωγή αέριων ρύπων (σωματίδια, διοξίνες κλπ) που δύσκολα και πλημμελώς αντιμετωπίζονται Παραγωγή τέφρας που απαιτεί ιδιαίτερη και δύσκολη διάθεση Έχει μεγάλο πάγιο και λειτουργικό κόστος Αντίκειται στην ανακύκλωση μια και τα σημαντικότερα συστατικά για καύση είναι τα πλαστικά και το χαρτί/χαρτόνι Το άζωτο που περιέχεται χάνεται στην ατμόσφαιρα

12 Βιολογικές μέθοδοι Διακρίνονται δύο τύποι, η αερόβια και η αναερόβια: Kατά την αερόβια βιοσταθεροποίηση (κομποστοποίηση) παράγεται ως τελικό προϊόν, ένα αρκούντως σταθεροποιημένο υλικό που μπορεί να αποθηκευτεί και να χρησιμοποιηθεί ως εδαφοβελτιωτικό χωρίς περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Kατά την αναερόβια βιοσταθεροποίηση παράγεται κύρια βιοαέριο (μείγμα CH 4 και CO 2 ), ενεργειακά αξιοποιήσιμο

13 Οικιακή κομποστοποίηση

14 Ανοικτή κομποστοποίηση Τοποθέτηση των απορριμμάτων (25-75 mm) σε παράλληλους σωρούς τριγωνικής, τραπεζοειδούς ή ορθογώνιας διατομής, οι οποίοι αναδεύονται σε τακτά διαστήματα με μηχανικό τρόπο για επίτευξη επαρκούς αερισμού και ομοιογένειας στον σωρό.

15 Μηχανικοί κομποστοποιητές

16 Ανάκτηση ενέργειας στερεών απορριμμάτων Η βιολογική μέθοδος που παράγει ενέργεια είναι κατά κύριο λόγο η αναερόβια χώνευση (βιοσταθεροποίηση) η οποία παράγει βιοαέριο Η μέθοδος αυτή είναι ηπιότερη από τις θερμικές μεθόδους μια και είναι φυσική και δεν έχει περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

17 ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΧΩΝΕΥΣΗ Η διεργασία κατά την οποία οργανική ύλη μετατρέπεται σε CH 4 και CO 2 (βιοαέριο) με τη συνδυασμένη δράση μεικτού πληθυσμού μικροοργανισμών απουσία οξυγόνου. Βιοαέριο: CH 4 : 50-70%, CO 2 : 30-50%

18 Αναερόβια χώνευση και στερεά απόβλητα ΧΥΤΑ Ειδικοί βιοαντιδραστήρες

19 Βιοαέριο από ΧΥΤΑ H εκμετάλλευση του βιοαερίου που παράγεται κατά την υγειονομική ταφή αποτελεί μέθοδο ανάκτησης ενέργειας H μέθοδος όμως αυτή χαρακτηρίζεται από πολύ βραδύ ρυθμό που συνήθως διαρκεί 5-10 χρόνια

20 Αναερόβια Χώνευση σε Βιοαντιδραστήρες H επιτάχυνση της απελευθέρωσης του βιοαερίου μπορεί να επιτευχθεί σε ειδικούς αντιδραστήρες υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Eπιπλέον, οι αντιδραστήρες αυτοί αποδίδουν το υπόλειμμα της αποσύνθεσης για περαιτέρω επεξεργασία και χρήση ως εδαφοβελτιωτικό, με κομποστοποίηση.

21 Τυπική μονάδα αναερόβιας χώνευσης Βιοαέριο κ.μ kg διαχωρισμός αιώρηση χώνευση Προς ΧΥΤΥ Επαναφορά υγρών Διήθηση ή φυγοκέντριση 550kg ιλύς Αερόβια σταθεροποίηση Κομπόστ kg

22 Συνολικά Τυπικά παράγονται (ανά τόνο απορρίμματος) m 3 βιοαερίου, ανάλογα με τη σύσταση της τροφοδοσίας με περιεκτικότητα σε μεθάνιο 55-70% και kg compost. Η αναερόβια χώνευση τυπικά απαιτεί το 20-40% της παραγόμενης ενέργειας. Με μέση θερμιδική αξία 5,5 kwh/m 3, η καθαρή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι τυπικά kwh/ton.

23 Εκτός από μεθάνιο, με μικρή τροποποίηση μπορεί να παραχθεί μίγμα υδρογόνου και μεθανίου (hythane) με βελτιωμένες ιδιότητες ως αέριο καύσιμο

24 Διαχείριση ΑΣΑ στην Αττική σήμερα (στοιχεία 2012) κομποστοποίηση: αμελητέα (1,8%) ανακύκλωση (μπλε κάδοι): 4,8% των ΑΣΑ ανακύκλωση (άλλα συστήματα): 9,5% ΑΣΑ σύμμεικτα: πάνω από το 84% των ΑΣΑ, οδηγούνται στη Φυλή Από αυτά : το 90% θάβεται απ ευθείας το 10% πηγαίνει στη μονάδα επεξεργασίας (ΕΜΑΚ) το 1% (μεταλλικά ανακυκλώσιμα) ανακτάται το 4% (RDF) θάβεται το 5% πηγαίνει στις επικαλύψεις των παλιών χωματερών

25 Ο προηγούμενος σχεδιασμός (ΠΕΣΔΑ) χαρακτηρίζεται από: Συγκεντρωτισμό μονάδων επεξεργασίας σύμμεικτων ΑΣΑ Υπερ-διαστασιολόγηση μονάδων Προσανατολισμό στην ενεργειακή αξιοποίηση (καύση) Υψηλό κατασκευαστικό κόστος και κόστος διαχείρισης Ακυρώνει την λογική της ιεράρχησης, της πρόληψης και της προδιαλογής υλικών

26 Η λύση βρίσκεται στην αποκεντρωμένη διαχείριση δημόσιο και κοινωνικό χαρακτήρα της διαχείρισης αποκεντρωμένη λειτουργία, με φιλικές περιβαλλοντικά και ωφέλιμες κοινωνικά μεθόδους διαχείρισης οικονομική λειτουργία

27 Αποκεντρωμένη διαχείριση πρώτο επίπεδο κατοικία, επιχείρηση, υπηρεσία, γειτονιά δεύτερο επίπεδο Δήμων τρίτο επίπεδο Ομάδες Δήμων, Περιφέρεια

28 Πρώτο επίπεδο: διαλογή στην πηγή τις δραστηριότητες διαλογής, ανακύκλωσης, κομποστοποίησης στο επίπεδο της κατοικίας, της υπηρεσίας, του εργασιακού χώρου ένα δίκτυο κάδων προδιαλεγμένων υλικών (ζυμώσιμα, χαρτί, γυαλί-μέταλλα-πλαστικά) ένα επαρκές δίκτυο «πράσινων σημείων», για να υποδέχονται όλα τα απόβλητα που δεν πρέπει να μπαίνουν στους κάδους (ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές, συσσωρευτές, ελαστικά, ογκώδη αντικείμενα κλπ.) καθώς και προδιαλεγμένα υλικά που ανήκουν στην κατηγορία των ανακυκλώσιμων από πολίτες, σχολεία, επιχειρήσεις κλπ οχήματα αποκομιδής και μεταφοράς σε χώρους αποκεντρωμένης διαχείρισης απορριμμάτων (ΑΕΔΑ)

29 Προδιαλογή υλικών σε ξεχωριστούς κάδους

30

31

32 Δεύτερο επίπεδο: αποκεντρωμένη εγκατάσταση διαχείρισης απορριμμάτων (ΑΕΔΑ) Εγκαταστάσεις διαχείρισης μικρής κλίμακας και απλού μηχανολογικού εξοπλισμού, εύκολες και οικονομικές στην κατασκευή και τη λειτουργία τους. συγκέντρωση - διαχωρισμός - διάθεση των ανακυκλώσιμων υλικών κομποστοποίηση του πράσινου κομποστοποίηση σε κλειστούς κομποστοποιητές ή ξήρανση των προδιαλεγμένων οργανικών (η ξήρανση κατά 70% μειώνει το βάρος τους περίπου στο μισό και επομένως σημαντικά το μεταφορικό κόστος και παράγει βιομάζα που μπορεί να συντηρηθεί επί μακρόν και να αξιοποιηθεί π.χ. για την παραγωγή βιοαερίου και κομπόστ).

33

34

35

36 Αερόβια κομποστοποίηση «πράσινων»

37 Τρίτο επίπεδο: Συστάδες Δήμων ή Περιφέρεια Στο επίπεδο αυτό μπορούμε να έχουμε: 1. Μεταβατικά μόνο την αξιοποίηση των σύμμεικτων για περαιτέρω ανάκτηση (με στόχο να μηδενιστεί) 2. την αξιοποίηση με αναερόβια χώνευση των ξηραμένων προδιαλεγμένων ζυμώσιμων για παραγωγή βιοαερίου ή/και κομποστ 3. τη διάθεση σε ΧΥΤΥ του υπολείμματος των προηγούμενων σταδίων, που στο πλαίσιο μιας εκτεταμένης εφαρμογής της λογικής της αποκεντρωμένης ολοκληρωμένης διαχείρισης, αφ ενός θα είναι μικρότερου μεγέθους και, αφετέρου, θα υποδέχονται υπολείμματα με χαρακτηριστικά αδρανών υλικών. Σε αυτό το επίπεδο, η διαστασιολόγηση και η χωροθέτησή τους, πρέπει να αποτελέσει αντικείμενο ευρύτερης συνεννόησης, στο πλαίσιο του περιφερειακού σχεδιασμού, που θα συνυπολογίσει το βαθμό υιοθέτησης της λογικής της αποκεντρωμένης διαχείρισης. Τυπικά 8-15 μονάδες.

38 Οικονομικό κόστος διαχείρισης με αποκεντρωμένη διαχείριση για το Δήμο Χαλανδρίου

39 Κόστος διαχείρισης Δήμου Χαλανδρίου

40 Πρώτα βήματα στο Χαλάνδρι Έχουμε ήδη σχεδιάσει και προϋπολογίσει για το 2015: Την τοποθέτηση κίτρινων κάδων για χωριστή συλλογή του χαρτιού/χαρτονιού από τα μέταλλα/πλαστικά/γυαλί που θα παραμείνουν στον μπλε κάδο Την αγορά οικοπέδων για κομποστοποίηση πρασίνων (5.000 τόνοι ετησίως) και διαλογή/δεματοποίηση/πώληση συσκευασιών