ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ Συµβούλιο Ενεργειακής Αξιοποίησης Αποβλήτων ρ. Ευστράτιος Καλογήρου Πρόεδρος Ενεργειακή Αξιοποίηση Αποβλήτων: Τεχνολογικές Εξελίξεις & Επενδυτικές Προτάσεις 4 η ΕΒ ΟΜΑ Α ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΕΝΕ ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΗ ΣΥΝΑΝΤΗΣΗ «ΕΝΕΡΓΕΙΑ Β2Β» 25-27 Νοεµβρίου 2010, Συνεδριακό Κέντρο Εθνικής Ασφαλιστικής 1
ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ Συµβούλιο Ενεργειακής Αξιοποίησης Αποβλήτων Ελλάδας Mε στενή συνεργασία ακαδηµαϊκών, ερευνητικών, δηµοσίων και βιοµηχανικών φορέων θα βοηθήσει την Ελλάδα να αναπτύξει την ενεργειακή αξιοποίηση των αποβλήτων (WTE) µε σκοπό : Την αειφόρο διαχείρισηαποβλήτων Τη διάσωση πολύτιµης Ελληνικής γης για τις µελλοντικές γενεές Την ενίσχυση του ενεργειακού ισοζυγίου της χώρας. Η ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ διαθέτει την τεχνογνωσία να αναλάβει την παρακολούθηση όλων των περιβαλλοντικών παραµέτρων Έργων WTE (εκποµπές καυσαερίων, έλεγχο εκπλυµάτων τέφρας πυθµένα και ιπτάµενης) 2
ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ Ερευνητικό έργο 1. NTUA/ΕΜΠ -Εργαστήριο Θερµοδυναµικής και Φαινοµένων Μεταφοράς : «Πειραµατική µελέτη σταθεροποίησης ιπτάµενης τέφρας από καύση Αστικών Στερεών Αποβλήτων (ΑΣΑ)» 2. AUTH/ΑΠΘ -Εργαστήριο Μετάδοσης Θερµότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής): i. «ιαχείριση Τέφρας Πυθµένα από καύση Αστικών Στερεών Αποβλήτων (ΑΣΑ)» ii. «Επίδραση της προεπεξεργασίας και της ανακύκλωσης στη θερµογόνο δύναµη των ΑΣΑ» 3. Columbia University -Κέντρο Μηχανικών Περιβάλλοντος: «Ανάλυση Προεπεξεργασίας ΑΣΑ» και «Ανάλυση Τεχνολογιών Πλάσµατος για Αεριοποίηση ΑΣΑ» 3
ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ Παρουσιάσεις και συµµετοχές σε working groups 10-12 εκεµβρίου 2009:Παρουσίαση στο ISWA Beacon Conference, «Strategic waste management planning in south eastern European, Middle East and Mediterranean region στο Novi Sad» 25-26Φεβρουαρίου 2010:Συµµετοχή στο Working Group Energy Recoveryτου ISWAτο οποίο πραγµατοποιήθηκε στη Νάπολη. 22 Μαρτίου 2010:Παρουσίαση της ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ στην ηµερίδα που διοργάνωσε το Τεχνικό Επιµελητήριο Ελλάδας στην Θεσσαλονίκηµε θέµα : «ιαχείριση Στερεών Αποβλήτων». 4
Επισκέψεις σε µονάδες WtE της Ευρώπης 12-15 Οκτωβρίου 2009: Επίσκεψη στην µονάδα ολοκληρωµένης διαχείρισης 500.000 τόνων/έτος ΑΣΑ στο Lipor στην Πορτογαλία 11 εκεµβρίου 2009:Επίσκεψη στην µονάδα της Toulon της Γαλλίας δυναµικότητας 300.000 τόνων/έτος 25-26 Φεβρουαρίου 2010:Επίσκεψη στη νέα µονάδα Acerra της Ιταλίας, η οποία καλύπτει τις ανάγκες ηλεκτρισµού για περίπου 230,000 οικογένειες. 6-7 Μαΐου 2010: Επίσκεψη στην µονάδα Arnoldstein της Αυστρίας. Η µονάδα εξυπηρετεί όλη την πολιτεία δεχόµενη περίπου το 27% της παραγωγής ΑΣΑ. 5
Παγκόσµια παρουσία WTERT www.wtert.org www.wtert.ca www.wtert.cn www.wtert.eu www.wtert.com.br www.wtert.jp 6
ιαχείριση Αποβλήτων στην Ελλάδα ΧΥΤΑ 77% Ανακύκλωση και κοµποστοποίηση 23% *Στοιχεία Eurostat 2008 7
ιαχείριση ΑΣΑ στην Ελλάδα Η διαχείριση ΑΣΑ στην Ελλάδα γίνεται κυρίως µέσα από ΧΥΤΑ 8
ιαχείριση Αποβλήτων στην Ελλάδα Στην Ελλάδα ακόµα λειτουργούν 250 παράνοµες χωµατερές 9
ιαχείριση Αποβλήτων στην Ελλάδα Στην Ελλάδα υπάρχουν 5 Μονάδες Μηχανικής και Βιολογικής Επεξεργασίας Αποβλήτων: 1. Άνω Λιόσια (Αθήνα) 2. Χανιά (Κρήτη) 3. Ηράκλειο (Κρήτη) 4. Κεφαλλονιά 5.Καλαµάτα 10
ιαχείριση Αποβλήτων στην Ελλάδα Η ανακύκλωση στην Ελλάδα βασίζεται στα σηµεία συλλογής των µπλε κάδων, ιδιαίτερα στις µεγάλες πόλεις. Τα συλλεγµένα υλικά συσκευασιών διαχωρίζονται µέσα στα κέντρα διαλογής ανακυκλώσιµων υλικών (Κ ΑΥ) και οδηγούνται στην ανακύκλωση. 11
Τεχνολογίες Θερµικής Επεξεργασίας Αποβλήτων Αεριοποίηση πλάσµατος:σε σχετικά πειραµατικό στάδιο, µη δοκιµασµένη ευρέως σε σύµµεικτα απορρίµµατα. Λίγες και µικρής δυναµικότητας µονάδες σε λειτουργία σήµερα. Ωστόσο πολλά υποσχόµενη για το µέλλον. Αεριοποίηση:Περιορισµένες : εφαρµογές σε επιλεγµένα ρεύµατα αποβλήτων, µικρού τονάζ. Ωστόσο πολλά υποσχόµενη για το µέλλον. Πυρόλυση: εν έχει επιτύχει σε σύµµεικτα απορρίµµατα. Καύση: Η µόνη αποδεδειγµένη & δοκιµασµένη σε µεγάλη κλίµακα σήµερα (800 µονάδες παγκοσµίως), αποδοτική -τελική λύση διαχείρισης. 12
Θερµική Επεξεργασία απορριµµάτων στην Ευρώπη Σήµερα στην Ευρώπη λειτουργούν 432 µονάδες WTE & 800 παγκοσµίως Το 2008 στην Ευρώπη αποτεφρώθηκαν 69 εκατ. τόνοι απορριµµάτων Υποκατασταθήκαν 7-38εκατ. τόνοι ορυκτών καυσίµων & 17-35 εκατ. τόνοι CO 2 Παρήχθησαν 28εκατ. MWh ηλεκτρικής ενέργειας για 13 εκατ. κατοίκους Παρήχθησαν 69εκατ. MWh θερµικής ενέργειας για 12 εκατ. κατοίκους 13
Μονάδες Ενεργειακής Αξιοποίησης Αποβλήτων στην ΕΕ 14
Μείωση µάζας & όγκου απορριµµάτων µέσω καύσης Με την καύση των απορριµµάτων η µάζα τους µειώνεται κατά 75-80%και ο όγκος κατά 90%,µε αποτέλεσµα µικρότερο υπόλειµµα προς διάθεση, ενώ ανακτώνται και τα περιεχόµενα µέταλλα 1000 kg Απορριµµάτων 220 kg τέφρα πυθµένα τέφρα 30 kg ιπτάµενη 30 kg µέταλλα 720 kg ΜΕΙΩΣΗ ΒΑΡΟΥΣ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ 15
Παραγωγή ενέργειας µέσω Θερµικής Επεξεργασίας Με την καύση 1 τόνου απορριµµάτων εξοικονοµείται 1 τόνος ελληνικού Λιγνίτη 16
Θερµική Επεξεργασία & Ανακύκλωση Γίνεται άµεσα εµφανές πως στην Ε.Ε. η ανακύκλωση συνδυάζεται άριστα µε τη θερµική επεξεργασία απορριµµάτων, ενώ σε χώρες που οι ΧΥΤΑ παραµένουν κυρίαρχη τεχνολογία, η ανακύκλωση και η θερµική επεξεργασία απουσιάζουν σε µεγάλο βαθµό 17
Απορρίµµατα Ανανεώσιµη Πηγή Ενέργειας (ΑΠΕ) Η πρόθεση να δοθεί έµφαση στις Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας και η ψήφιση του νέου Νόµου 3851/2010, για τις ΑΠΕ, θα δώσει την ώθηση που απαιτείται στις επενδύσεις σε δηµόσιο και ιδιωτικό τοµέα προωθώντας έτσι την πράσινη ανάπτυξη. Η ενεργειακή αξιοποίηση θα βοηθήσει στον στόχο που έχει τεθεί για την παραγωγή ενέργειας από Α.Π.Ε, καθώς ένα σηµαντικό ποσοστό των απορριµµάτων είναι βιοαποδοµήσιµο, συνεπώς βιοµάζα σύµφωνα και µε τον ανωτέρω Νόµο Α.Π.Ε. Επιπλέον θα υπερκαλύψει τις ανάγκες της οδηγίας 99/31 η οποία επιβάλει σηµαντική µείωση του ποσοστού του βιοαποδοµήσιµου κλάσµατος των απορριµµάτων που οδηγείται προς υγειονοµική ταφή. 18
Απορρίµµατα Ανανεώσιµη Πηγή Ενέργειας (ΑΠΕ) Σύµφωνα µε στοιχεία της CEWEP, οι ακόλουθες χώρες θεωρούν ως Α.Π.Ε. το ακόλουθο ποσοστό των απορριµµάτων τους: o Γαλλία: 50% o Γερµανία 50% o ανία 80% o Ολλανδία: 47% o Ελβετία: 50% o Η.Π.Α.: 66% 19
Κλιµατική Αλλαγή Η θερµική επεξεργασία απορριµµάτων συµβάλει στην αντιµετώπιση της κλιµατικής αλλαγής, Αυτό γίνεται µε 2 τρόπους: 1. Αποτρέπει την εκποµπή µεθανίου CH 4 (21 φορές ισχυρότερο αέριο από το CO 2 ) και άλλων αέριων ρύπων από τους ΧΥΤΑ 2. Παράγει λιγότερες εκποµπές ρύπων σε σχέση µε ρυπογόνα ορυκτά καύσιµα (π.χ.: λιγνίτης) 20
Ευρωπαϊκός Στόχος 20 20 20 Σύµφωνα µε την κοινοτική οδηγία 2009/28/ΕΚ, το 2020 το 20 % της ενεργειακής κατανάλωσης θα πρέπει να προέρχεται από Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.) o Η θερµική επεξεργασία απορριµµάτων µπορεί να συνεισφέρει στο 7 % αυτού του στόχου Σύµφωνα µε την απόφαση 406/2009/ΕΚ, το 2020 οι εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου πρέπει να µειωθούν κατά 20 %µε βάση τις εκποµπές του έτους 1990 o Η θερµική επεξεργασία απορριµµάτων µπορεί να συνεισφέρει στο 14 % αυτού του στόχου 21
Πρόταση ΣΥΝΕΡΓΕΙΑ για την Αττική υναµικότητα µονάδας WTE (τόνοι/έτος) 400.000 700.000 700.000 απορρίµµατα + 300.000 τόνοι RDF Θερµογόνος ύναµη (MJ/kg) 9 9 10,8 Παραγόµενη Ισχύς (MW) 32,93 57,63 98,73 Καθαρή διαθέσιµη Ισχύς (MW) 27,99 48,98 83,92 R1 0,6972 0,6972 0,6979 Καθαρή ιαθέσιµη Ηλεκτρική Ενέργεια (MWh) 223.929 391.876 671.387 Αριθµός Κατοίκων 141.530 247.677 424.336 Αριθµός νοικοκυριών 47.177 82.559 141.445 22
Τυπική Μονάδα WTE 23
Όλες οι τιµές αντιστοιχούν σε mg/nm 3 Οι τιµές αναφέρονται σε ξηρό αέριο, κανονικές συνθήκες 11% O 2 Εκποµπές Αερίων Ρύπων από τη µονάδα WTE της Brescia, Ιταλία Όρια εξουσιοδότησης της µονάδας 1993 εδοµένα σχεδιασµού της µονάδας 1994 Όρια της Ευρωπαϊκής Ένωσης 2000 Πραγµατικά εδοµένα λειτουργίας 2005 Μικροσωµατίδια 10 3 10 0,4 ιοξείδιο του θείου 150 40 50 6,5 Οξείδια του αζώτου (NOx) 200 100 200 <80 Υδροχλωρικό οξύ (HCl) 30 20 10 3,5 Υδροφθόριο (HF) 1 1 1 0,1 Μονοξείδιο του άνθρακα 100 40 50 15 Βαρέα µέταλλα 2 0,5 0,5 0,01 Κάδµιο (Cd) 0,1 0,02 0,05 0,002 Υδράργυρος (Hg) 0,1 0,02 0,05 0,002 Πολυκυκλικοί αρωµατικοί υδρογονάνθρακες (PAH) 0,05 0,01 0,00001 ιοξίνες (TCDD Teq) 0,1 0,1 0,1 0,002 24
Μονάδα LIPOR στην Πορτογαλία Μονάδα Θερµικής Επεξεργασίας (WTE), δυναµικότητας 330.000 tpa Παράγονται 25 MW e ηλεκτρισµού, εξυπηρετώντας 150.000 κατοίκους Η ιπτάµενη τέφρα αδρανοποιείται on site σε έκταση µόλις 1,5 στρ. Η τέφρα πυθµένα είναι αδρανής και οδηγείται στην οδοποιΐα 25
Μονάδα Θερµικής Επεξεργασίας (2/2) Το σύστηµα καθαρισµού των απαερίων περιλαµβάνει ηµί-υγρες πλυντρίδες, µη καταλυτική αναγωγή αζωτοξειδίων, ηλεκτροστατικά φίλτρα Η ιπτάµενη τέφρα αδρανοποιείται on site σε έκταση µόλις 1,5 στρ. Gate fee 40 /ton 26
Η τέφρα πυθµένα είναι αδρανέςκαι οδηγείται είτε στην οδοποιΐα είτε στο ΧΥΤΑ για ηµερήσια κάλυψη Ανακτώνται µέταλλααπό την τέφρα πυθµένα Τέφρα Πυθµένα 27
Μονάδα Θερµικής Επεξεργασίας Valorsul Πορτογαλία υναµικότητα 662.000 tpa, σε έκταση 40 στρεµµάτων Έχει 3 γραµµές και παράγει 50 MW ηλεκτρικής ισχύος Φίλτρανση απαερίων µέσω µη καταλυτικής αναγωγής αζωτοξειδίων, ηµί-ξηρές πλυντρίδες, φίλτρα ενεργού άνθρακα και σακκόφιλτρα 28
Επεξεργασία Τέφρας Πυθµένα έχεται 130.000 tpa τέφρας πυθµένα, σε µια έκταση 28 στρέµµατα Ανακτώνται το 100% των σιδηρούχωνκαι το 70% των µη σιδηρούχων µετάλλων Η υπολειπόµενη τέφρα ως αδρανέςοδηγείτε ως υλικό επικάλυψης σε ΧΥΤΑ, ως αδρανές στη οδοποιία ή ως υλικό πλήρωσης σε ορυχεία 29
Μονάδα Ενεργειακής Αξιοποίησης Απορριµµάτων & Βιοµάζας στο Αµβούργο Χρονολογία Κατασκευής: 1994 Τεχνολογία: 2 γραµµές µε δυναµικότητα 21,5 t/h Κόστος κατασκευής: 186 Μ Ετήσια υναµικότητα: : 324,998 t (2009) Ατµοπαραγωγή: 736,340 MWh/y (2009) Ετήσια λειτουργία: 315ηµέρες Προσωπικό: 99άτοµα 30
Location of MVB Power Plant: Coal and Gas MVB Unit 1 and 2: MSW MVB Unit 3: Wood AVG: Hazardous Waste 31
ίκτυο Τηλεθέρµανσης 32
Ισοζύγιο µάζας WTE Αµβούργο Boiler Boiler feed feed water water / Condensate / 952.433 m³ Waste 324.998 Mg Rain and process water 236.630 m³ Lime hydrate 578 Mg Ammonia water 1.275 Mg Fuel oil EL 477 Mg Furnace coke 299 Mg Electricity 31.718 MWh Combustion and Flue gas cleaning Slag Scrap metal Gypsum Hydrochloric acid Boiler-/Filter particulates CaCl 2 61.721 Mg 9.114 Mg 1.134 Mg 4.097 Mg 8.177 Mg 757 Mg District Heating / Steam 736.340 Mg 33
Σύνθεση τροφοδοσίας WTE Αµβούργο Sperrmüll Bulky refuse Hausmüllähnl. Commercial waste Gewerbeabfall Hausmüll Municipal waste 4% 4% 92% 34
ιάγραµµα Ροής WTEΑµβούργο district heating turbine ammonia water condensate mixing condenser generator clean gas waste boiler impregnated activated carbon water milk of lime SNCR grate furnace coke bag house HClscrubber SO 2 - scrubber stack slag treatment HCl treatment gypsum treatment induced draught slag scrap boiler ash filter dust HCl salts of calcium gypsum 35
Εστία & Ατµοπαραγωγός WTE Αµβούργο Waste input 21.5 t/h Steam output 70 t/h at 19 bar, 380 C 36
ΕΚΠΟΜΠΕΣ Legal limit in mg/m³ 200 50 10 10 10 50 0.03 50 0.03 Emissions [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 120 5 5 5 NOx CO dust Cges HCl SO2 Hg 98.3 7.4 0.3 0.2 0.2 5.5 0.0038 Average 2009 in mg/m³ 30 Legal limit Operation license Average previous years Average 2007 Average 2008 Average 2009 Validated data according to DIN 14181 37
ΕΚΠΟΜΠΕΣ Legal limit in mg/m³ 4 0.05 0.5 0.05 0.1 ng/m³ 0,1 0.1 Emissions [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,8 0.8 0,01 0.01 0.1 0,1 (TMW) 0,02 0.02 HF Cd + Tl Sb-Sn As-BaP PCDD/F Legal limit Operation license Average previous years Average 2007 Average 2008 Average 2009 0.045 0.0006 0.0066 0.0017 0.0085 ng/m³ Average 2009 in mg/m³ Validated data according to DIN 14181 38
Μονάδα Ενεργειακής Αξιοποίησης Αποβλήτων ξυλείας (Βιοµάζα), Αµβούργο Χρονολογία Κατασκευής: Τεχνολογία: Κόστος Κατασκευής: υναµικότητα βιοµάζας: Παραγόµενη ηλεκτρική ενέργεια: 2005 Μία γραµµή, µε δυναµικότητα 18 t/hσε ρευστοποιηµένη κλίνη 42 εκατ.. 157,743 tpa(2009) 159,420 MWh/y (2009) 39
Σύνθεση αποβλήτων ξυλείας 35% A4 65% A1 - A3 40
Ισοζύγιο µάζας µονάδας Βιοµάζας, Αµβούργο Boiler feed water / Condensate 16.120 m³ Used wood, A1 - A4 157.743 Mg Fuel oil 448 m³ Lime hydrate 1.000 Mg Sand 1.366 Mg Electricity 14.020 MWh Combustion and Flue gas cleaning Combusted bed ash, fine 6.417 Mg Combusted bed ash, rough 4.967 4,295 Mg Flue dust 6.978 Mg Oversized grain 411 Mg Generation of electricity 159.420 MWh 41
ιάγραµµα Ροής µονάδας Βιοµάζας, Αµβούργο 42
Συνεχώς µετρούµενα µεγέθη εκποµπών Legal limit in mg/m³ 200 50 10 10 10 50 0.03 4 50 10 10 50 Emissions [% %] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 140 5 NOx CO Staub dust Cges HCl SO2 Hg HF Legal limit Operation license Average previous years Average 2007 Average 2008 Average 2009 86 13 0.6 0.8 2.0 2.7 0.1 0.1 Average 2009 in mg/m³ 0.03 1 Validated data according to DIN 14181 43
Περιοδικά µετρούµενα µεγέθη εκποµπών Legal limit in mg/m³ 0.05 0.5 0.02 0.1 ng/m³ Emissions [%] 100 0.05 90 0.02 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.01 0.1 Cd + Tl Sb-Sn As-BaP PCDD/F Legal limit Operation license Average previous years Average 2007 Average 2008 Average 2009 0.0008 0.011 0.0023 0.0012 ng/m³ Average 2009 in mg/m³ (Sampling average) Validated data according to DIN 14181 44
Συµπεράσµατα Να αναπτυχθεί ένα ολοκληρωµένο σύστηµα ανακύκλωσης, το οποίο θα στηρίζεται στη ιαλογή των απορριµµάτων στην Πηγή Να εφαρµοστεί η περιβαλλοντικά φιλική και η ενεργειακά αποδοτική θερµική επεξεργασία των απορριµµάτων Να λαµβάνεται υπόψη το διπλό όφελος των µονάδων ενεργειακής αξιοποίησης, η διαχείριση αποβλήτων σε συνδυασµό µε την ενεργειακή παραγωγή, µεγάλο µέρος της οποίας θεωρείται ΑΠΕ Οι Πράσινες Πρωτεύουσες της Ευρώπης (Στοκχόλµη, Κοπεγχάγη, Παρίσι, Βιέννη, κ.α.) χρησιµοποιούν Ανακύκλωση στην Πηγή και Θερµική Επεξεργασία των Απορριµµάτων µε Παραγωγή Ενέργειας 45
Φωτογραφίες Μονάδων Θερµικής Επεξεργασίας Spittelau -Βιέννη 46
Φωτογραφίες Μονάδων Θερµικής Επεξεργασίας Χωροθέτηση Spittelau - Βιέννη 47
Φωτογραφίες Μονάδων Θερµικής Επεξεργασίας Isséane Plant - Paris 48
Ευχαριστώ για την προσοχή σας! 49