Παραγωγή, χαρακτηρισμός και αξιοποίηση στερεών εναλλακτικών καυσίμων RDF-SRF Χρήστος Τσομπανίδης Αντιπρόεδρος Διεθνών Σχέσεων Ελληνικής Εταιρείας Διαχείρισης Στερεών Αποβλήτων Αθήνα, 21 Νοεμβρίου, 2014
Σχετικά με την ΕΕΔΣΑ Η ΕΕΔΣΑ (www.eedsa.gr) αποτελεί τη μόνη επιστημονική, μη κερδοσκοπική οργάνωση στην Ελλάδα, η οποία επιδιώκει τη διαμόρφωση βιώσιμων λύσεων για τη διαχείριση των αστικών στερεών αποβλήτων. Εμπλέκεται σε όλα τα στάδια της διαχείρισης των στερεών αποβλήτων και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία λήψης αποφάσεων. Στόχοι της ΕΕΣΔΑ είναι: Προώθηση των αποδεκτών μεθόδων και συστημάτων διαχείρισης στερεών αποβλήτων. Προώθηση επιστημονικών μεθόδων και εφαρμογών ώστε να συμβάλει στη βιώσιμη ανάπτυξη, στην προστασία του περιβάλλοντος και στην εξοικονόμηση φυσικών πόρων και ενέργειας. Η ΕΕΔΣΑ αποτελεί το Εθνικό Μέλος της «Διεθνούς Ένωσης Στερεών Αποβλήτων» (ISWA) ISWA (www.iswa.org) δραστηριοποιείται σε 90 χώρες, αποτελείται από επιστήμονες, επαγγελματίες και επιχειρηματίες με στόχο τη βιώσιμη διαχείριση των στερεών αποβλήτων και τη διάδοση των σχετικών γνώσεων σε όλο τον κόσμο. Είναι μέλος πολλών φορέων λήψης αποφάσεων πολλών κυβερνήσεων, συμπεριλαμβανομένης και της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Αντικείμενο της ΕΕΔΣΑ είναι: Ανταλλαγή απόψεων και εμπειριών μεταξύ των μελών της καθώς και με άλλους συναφείς φορείς Προώθηση της επιστημονικής έρευνας μέσω δημοσιεύσεων Διάδοση της επιστημονικής γνώσης των μελών της μέσα από τη διοργάνωση σεμιναρίων, διαλέξεων, εκθέσεων & συνεδρίων Ίδρυση και διατήρηση βιβλιοθηκών και αρχείων με τα αποτελέσματα της έρευνας, λογισμικών, περιπτοσιολογικών μελετών και άλλων εγγράφων για τα μέλη της ένωσης Ανταλλαγή εμπειριών και τεχνική υποστήριξη προς τρίτους (π.χ. αναπτυσσόμενες χώρες) Συνεργασία με υπηρεσίες λήψης πολιτικών αποφάσεων
Στερεά εναλλακτικά καύσιμα RDF-SRF Ορισμοί RDF (Refused Derived Fuel): αφορά το υψηλής θερμιδικής αξίας κλάσμα που διαχωρίζεται κατά την επεξεργασία Αστικών Στερεών Απορριμμάτων και εμποροβιομηχανικών απορριμμάτων. Ο όρος RDF είναι γενικός και περιλαμβάνει όλα τα ανακτώμενα καύσιμα. SRF (Solid Recovered Fuel): στερεό καύσιμο που προκύπτει από μη επικίνδυνα απόβλητα και το οποίο αξιοποιείται για την ανάκτηση ενέργειας σε εγκαταστάσεις αποτέφρωσης ή συναποτέφρωσης, και πληροί τις απαιτήσεις ταξινόμησης και προδιαγραφών του προτύπου EN 15359. Waste RDF-SRF Waste to Fuel
Διάκριση μεταξύ RDF-SRF RDF (Refused Derived Fuel): Περιλαμβάνει κυρίως χαρτί, πλαστικό, ύφασμα. SRF (Solid Recovered Fuel): Περιλαμβάνει και βιογενές κλάσμα, τουλάχιστον αποξηραμένο και μερικώς σταθεροποιημένο. Επειδή το SRF παίζει σημαντικό ρόλο στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου είναι επιθυμητό να γνωρίζουμε το βιογενές περιεχόμενο του SRF και κατ επέκταση την πραγματική συνεισφορά του στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Για τον καθορισμό του βιογενούς περιεχομένου το πρότυπο ΕΝ 15440 χρησιμοποιείται και περιγράφει τρεις μεθόδους: μέθοδο επιλεκτικής διάλυσης που βασίζεται στη βιομάζα που μπορεί να διαλυθεί σε μίγμα υπεροξειδίου του υδρογόνου/θειικού οξέος μέθοδο χειροδιαλογής κατάλληλη για δείγματα με μέγεθος σωματιδίων > 10 mm μέθοδο C 14 κατάλληλη για δείγματα όλων των τύπων
Προέλευση RDF-SRF από Αστικά Στερεά Απόβλητα Τα RDF-SRF μπορεί να παραχθούν από αστικά στερεά απόβλητα με διάφορες διεργασίες οι οποίες περιλαμβάνουν: Διαχωρισμό στην πηγή, Διαλογή ή μηχανικό διαχωρισμό, Μείωση μεγέθους (τεμαχισμός, άλεση), Διαχωρισμό και κοσκίνιση, Ανάμιξη, Ξήρανση, Μπριγκετοποίηση, Αποθήκευση Δύο βασικές τεχνολογίες μπορούν να οδηγήσουν στην παραγωγή κλάσματος υψηλής θερμιδικής αξίας (RDF-SRF) από αστικά στερεά απόβλητα: Εγκατάσταση μηχανικής-βιολογικής επεξεργασίας με διαχωρισμό οργανικών Διεργασία βιοξήρανσης
Πλεονεκτήματα από τη χρήση RDF-SRF Τα κύρια πλεονεκτήματα από τη χρήση RDF/SRF: 1)Ενεργειακή αξιοποίηση αποβλήτων 2)Εξοικονόμηση Συμβατικών καυσίμων 3)Μείωση εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου
Ευρωπαϊκή Τυποποίηση: CEN/TC 343 Για τον χαρακτηρισμό ενός καυσίμου ως Solid Recovered Fuel, θα πρέπει να πληρούνται οι προδιαγραφές του προτύπου CEN/TC 343 Σκοπός του CEN/TC 343 είναι: Elaboration of standards, Technical Specifications and Technical Reports on solid recovered fuels (RDF, etc.) prepared from non hazardous waste to be utilized for energy recovery in waste incineration or co-incineration plants, excluding those fuels that are included in the scope of CEN/TC 335 Solid Biofuels Το πρότυπο CEN/TC 343 παρουσιάζει την εξής δομή: Ομάδα εργασίας 1: Ορολογία και Διασφάλιση Ποιότητας Ομάδα εργασίας 2: Προδιαγραφές καυσίμου και κατηγορίες (Ταξινόμηση καυσίμου και προδιαγραφές) Ομάδα εργασίας 3: Δειγματοληψία και υποστηρικτικές μέθοδοι ελέγχου Ομάδα εργασίας 4: Φυσικές/μηχανικές δοκιμές Ομάδα εργασίας 5: Χημικές δοκιμές
Παρούσα κατάσταση του CEN/TC 343
Παρούσα κατάσταση του CEN/TC 343
Παρούσα κατάσταση του CEN/TC 343
Ταξινόμηση και προδιαγραφές των Solid Recovered Fuels ΕΝ 15359:2011 Το σύστημα ταξινόμησης του SRF βασίζεται σε τρείς βασικές ιδιότητες: Καθαρή θερμογόνος δύναμη (Οικονομικός δείκτης) Περιεκτικότητα χλωρίου (Τεχνολογικός δείκτης) Περιεκτικότητα υδραργύρου (Περιβαλλοντικός δείκτης) Στον επόμενο πίνακα παρουσιάζεται η κατηγοριοποίηση του RDF/SRF σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ 15359 Ιδιότητα κατάταξης Στατιστικό μέτρο Μονάδα Κατηγορίες Καθαρή θερμογόνος δύναμη 1 2 3 4 5 Μέσος όρος MJ/kg 25 20 15 10 3 Χλώριο Μέσος όρος % 0,2 0,6 1,0 1,5 3 Υδράργυρος Διάμεσος 80 ο εκατοστημόριο mg/mj mg/mj 0,02 0,04 0,03 0,06 0,08 0,16 0,15 0,30 0,50 1,00
Κατηγοριοποίηση του SRF Υποχρεωτική και μη υποχρεωτική ανάλυση (ΕΝ 15359)
Κατάσταση παραγωγής SRF/RDF στην Ευρώπη Η δυνατότητα παραγωγής SRF στην Ευρώπη είναι EU 27>70 Mt και προέρχεται από αστικά απορρίμματα, βιομηχανικά απορρίμματα και απορρίμματα εκσκαφών, κατασκευών και κατεδαφίσεων (ΑΕΚΚ). Περιλαμβάνει πλαστικά, χαρτιά, χαρτόνια, υφάσματα, ξύλο, καθώς και το υψηλής θερμογόνου δύναμης κλάσμα που προκύπτει από εγκαταστάσεις Μ.Β.Ε./Β.Μ.Ε. 12 Mt περίπου ή 17% χρησιμοποιείται για ανάκτηση ενέργειας Τα ποσοστά ανάκτησης διαφέρουν μεταξύ 2% και 35% στα διάφορα κράτη μέλη Η χρήση λαμβάνει χώρα σε βιομηχανίες όπως τσιμεντοποιεία, χαρτοβιομηχανίες, μετάλλου και χημικές βιομηχανίες Οι χώρες με τα υψηλότερα ποσοστά ανάκτησης είναι: Δανία, Γερμανία, Ολλανδία, Σουηδία Οι χώρες με τα χαμηλότερα ποσοστά ανάκτησης είναι: Βουλγαρία, Ελλάδα, Ρουμανία, Πολωνία
Αξιοποίηση RDF/SRF Το διάγραμμα απεικονίζει τους διαφορετικούς τρόπους αξιοποίησης των στερεών ανακτηθέντων καυσίμων είτε για ενεργειακούς σκοπούς (πορτοκαλί χρώμα) είτε για χρήση υλικών ή ιδιοτήτων τους (μπλε χρώμα) Οι τρεις βασικές κατηγορίες αξιοποίησης του RDF/SRF είναι οι τσιμεντοκλίβανοι, οι εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και οι εγκαταστάσεις αποτέφρωσης.
Αξιοποίηση RDF/SRF σε τσιμεντοβιομηχανίες Η βιομηχανία τσιμέντου καταναλώνει μεγάλα ποσά καυσίμου και ενέργειας και συνεισφέρει 4% στις παγκόσμιες εκπομπές CO2. Για κάθε 1000 kg τσιμέντου υπάρχει ανάγκη 60-120 kg πετρελαίου. Οι βιομηχανίες τσιμέντου χρησιμοποιούν διάφορα είδη απορριμμάτων ως υποκατάστατο πηγών ενέργειας, ένα από τα οποία είναι και το RDF/SRF. Οι ποσότητες αποβλήτων που χρησιμοποιούνται στην τσιμεντοβιομηχανία τετραπλασιάστηκαν στη 15ετία 1990-2005 Η γερμανική τσιμεντοβιομηχανία αξιοποιεί περίπου 2 εκατομμύρια τόνους RDF-SRF/χρόνο. Καύσιμα τα οποία χρησιμοποιούνται σε γερμανικές τσιμεντοβιομηχανίες
Αξιοποίηση RDF/SRF σε εγκαταστάσεις καύσης λιγνίτη Η υποκατάσταση μικρών ποσοτήτων συμβατικού καυσίμου με RDF/SRF μειώνει την κατανάλωση λιγνίτη καθώς και τις εκπομπές CO 2 Παράδειγμα αποτελεί το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Weisweiler στη Γερμανία
Αξιοποίηση RDF/SRF σε εγκαταστάσεις αποτέφρωσης Οι εγκαταστάσεις αυτές χρησιμοποιούν RDF/SRF ως το μοναδικό καύσιμο για την παραγωγή ενέργειας είτε ηλεκτρικής είτε ηλεκτρικής και θερμικής. Τα κύρια μέρη των εγκαταστάσεων αυτών περιλαμβάνουν (α) χώρο υποδοχής αποβλήτων, (β) αποτέφρωση αποβλήτων, (γ) σύστημα επεξεργασίας καυσαερίων και (δ) παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή συμπαραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας Στο σχήμα που ακολουθεί δίνεται η διαγραμματική απεικόνιση μίας εγκατάστασης αποτέφρωσης
Αξιοποίηση RDF/SRF σε εγκαταστάσεις αποτέφρωσης Μονάδα στο βιομηχανικό πάρκο Hoechst κοντά στη Φρανκφούρτη Δυναμικότητα 700.000 t/year RDF Εισερχόμενη θερμική ισχύς 270 MW th Παραγόμενη ηλεκτρική ισχύς 86 MW el Τεχνολογία καύσης: ρευστοποιημένη κλίνη Μονάδα στην πόλη Rostock Δυναμικότητα 170.000 t/year RDF Εισερχόμενη θερμική ισχύς 87 MW th Παραγόμενη ηλεκτρική ισχύς 18 MW el Τεχνολογία καύσης: υδρόψυκτη εσχάρα
Αξιοποίηση RDF/SRF σε άλλες εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας Η αξιοποίηση του RDF/SRF σε άλλες εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας περιλαμβάνει: Αεριοποίηση Πυρόλυση Στο σχήμα που ακολουθεί δίνεται ένα γενικό διάγραμμα ροής των δύο αυτών τεχνολογιών θερμικής επεξεργασίας
Αξιοποίηση RDF/SRF σε άλλες εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας
Πλεονεκτήματα από την αξιοποίηση RDF/SRF σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις Τα πλεονεκτήματα από την αξιοποίηση του RDF/SRF σε βιομηχανικές διεργασίες είναι: Εξοικονόμηση ορυκτών καυσίμων στην βιομηχανία Εναλλακτική επιλογή διαχείρισης αποβλήτων 45-70% βιογενές περιεχόμενο στο SRF που συνεπάγεται μείωση των εκπομπών CO 2 Ενίσχυση ανταγωνιστικότητας βιομηχανίας Αξιοποίηση των υφιστάμενων εγκαταστάσεων (τσιμεντοκλίβανοι, μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας) γεγονός που συνεπάγεται χαμηλότερο επενδυτικό κόστος για τη Διαχείριση Στερεών Απορριμμάτων
Υφιστάμενη κατάσταση RDF/SRF στην Ελλάδα Οι εγκαταστάσεις που λειτουργούν αυτή τη στιγμή στην Ελλάδα και παράγουν RDF/SRF είναι: Αττική-Άνω Λιόσια (Παραγωγή RDF 2013 81,000 t) Ηράκλειο (Παραγωγή SRF) Κεφαλονιά (Παραγωγή SRF) Χανιά (Παραγωγή RDF) Σήμερα το σύνολο του παραγόμενου RDF/SRF στην Ελλάδα διατίθεται προς διάθεση σε Χ.Υ.Τ.Α./Υ.
Προδιαγραφές RDF/SRF ΚΥΑ 114218/1997, Παράρτημα Ι (Πλαίσιο τεχνικών προδιαγραφών διαχείρισης στερεών αποβλήτων), παράγραφος 7 (Τεχνικές προδιαγραφές κατασκευής και λειτουργίας εγκαταστάσεων μηχανικής διαλογής και κομποστοποίησης), εδάφιο 8 (R.D.F.): -Κατώτερη θερμογόνος ικανότητα >4000 Kcal/kg -Υγρασία<20% -Περιεκτικότητα σε χαρτί-πλαστικό >98% ξηρού βάρους Σχέδιο προδιαγραφών σε διαβούλευση, Ποιοτικά χαρακτηριστικά προϊόντων Μηχανικής Βιολογικής Επεξεργασίας Σύμμεικτων Αστικών Απορριμμάτων Εθελοντική συμφωνία συνεργασίας «για την Πρόληψη και τον έλεγχο της ρύπανσης από την τσιμεντοβιομηχανία» Αντικείμενο αυτής της συμφωνίας είναι ο καθορισμός ενός γενικού πλαισίου για την αξιοποίηση εναλλακτικών καυσίμων από την τσιμεντοβιομηχανία. Σύμφωνα με αυτήν τα προσφερόμενα εναλλακτικά καύσιμα πρέπει να καλύπτουν τις ποιοτικές προδιαγραφές τόσο των ευρωπαϊκών προτύπων ΕΝ 15359:2011 όσο και αυτών της τσιμεντοβιομηχανίας
Θα μπορούσε να θεωρηθεί προϊόν; Η οδηγία πλαίσιο για τα απόβλητα 2008/98/ΕΚ, άρθρο 6, δίνει τη δυνατότητα σε διάφορα απόβλητα να πάψουν να θεωρούνται απόβλητα, προβλέποντας τη θέσπιση κριτηρίων αποχαρακτηρισμού των αποβλήτων. Το RDF/SRF δεν συγκαταλέγεται στα υλικά, τα οποία έχουν προσδιοριστεί από την Οδηγία 2008/98/ΕΚ ως τα ελάχιστα, για τα οποία θα πρέπει να θεσπιστούν κριτήρια αποχαρακτηρισμού, χωρίς όμως αυτό να το αποκλείει κιόλας. Εάν δεν έχουν καθοριστεί κριτήρια αποχαρακτηρισμού σε κοινοτικό επίπεδο, τότε τα κράτη μέλη μπορούν να θεσπίζουν τα δικά τους κριτήρια.
Ευχαριστώ για την προσοχή σας! Website: http://www.eedsa.gr/ E-mail: info@eedsa.gr Christos Tsompanidis E-mail: ct@enviroplan.gr