REMOVE

Odzysk energii z odpadów na Dolnym Śląsku oraz w innych Regionach Basenu Morza Bałtyckiego

Part-financed by the European Union (European Regional Development Fund)

ODZYSK EnergII Z ODPADÓW na dolnym ŚlĄsku oraz W inNYCH REGIONACH BASENU MORZA BAŁTYCKIEGO Praca zbiorowa pod redakcją: Emilii den Boer Agnieszki Łukaszewskiej Ryszarda Szpadta Listopad 2012

Disclaimer This publication has been produced with the assistance of the European Union.

The content of this publication is the sole responsibility of the authors and can in no way be taken to reflect the views of the European Union.

Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej

Publikacja została opracowana w wyniku realizacji projektu REMOWE – „Regional mobilizing of sustainable waste-to-energy production”, współfinansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach Programu Regionu Morza Bałtyckiego Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego był jednym z partnerów projektu, a w realizacji projektu uczestniczył Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej Autorzy publikacji: Emilia den Boer Jan den Boer Ryszard Szpadt Olga Wojtczuk Bożena Guziana Johan Lindmark Eva Thorin Olga Belous Tuomas Huopana Harri Niska Ari Jääskeläinen Jaan Lõõnik Hang Song

(części 1,2,3,4,5,6) (części 1,2) (części 1,2, 3,4) (części 1,2) (część 5) (część 5) (części 5,6) (część 5) (część 6) (część 6) (część 6) (część 6) (częśc 6)

Redakcja: Emilia den Boer Agnieszka Łukaszewska Ryszard Szpadt

© Copyright by Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego

ISBN: 978-83-936353-0-6

Przygotowanie do druku: Studio MAK

4

Wprowadzenie Niniejsza publikacja przedstawia wybrane wyniki projektu REMOWE – Regional Mobilizing of Sustainable Waste-to-Energy Production.

Projekt REMOWE jest realizowany w ramach Programu Regionu Morza Bałtyckiego (Baltic Sea Region Programme) 2007–2013, wspólfinansowanego przez Unię Europejską w ramach Europejskiej Współpracy Terytorialnej.

W projekcie uczestniczą następujące regiony basenu morza Bałtyckiego, reprezentujące różne jednostki administracyjne: −− Eesti (Estonia) – cały kraj; −− województwo dolnośląskie (Dolny Śląsk) – jedno z 16 województw Polski; −− Klaipeda, Telsiu, Siauliu, Taurages apskritis (zachodnia Litwa) – 4 powiaty Litwy; −− Pohjois-Savo (północna Savonia) – prowincja wschodniej Finlandii; −− Västmanlands län (powiat Västmanland) – jeden z 21 powiatów Szwecji.

Projekt REMOWE – Regional Mobilizing of Sustainable Waste-to-Energy Production (Regionalne działania na rzecz zrównoważonej produkcji energii z odpadów) został zatwierdzony do realizacji na spotkaniu Komitetu Monitorującego Program Regionu Morza Bałtyckiego w dniach 15–16 września 2009 roku. Ogólnym celem tego projektu, na poziomie regionalnym, jest wkład w zmniejszenie negatywnego oddziaływania na środowisko poprzez ograniczenie emisji dwutlenku węgla w wyniku tworzenia równowagi pomiędzy zużyciem energii oraz zrównoważonym wykorzystywaniem odnawialnych źródeł energii. Zagadnienia ograniczenia emisji dwutlenku węgla oraz stosowania odnawialnych źródeł energii mają wiele aspektów. Ten projekt skupia się na odzysku energii z odpadów oraz działaniach ułatwiających wykorzystanie efektywnych energetycznie technologii w basenie Morza Bałtyckiego w dziedzinie odzysku energii z odpadów. Wyzwaniem jest efektywne wykorzystanie odpadów miejskich, rolniczych i przemysłowych do celów energetycznych, a także poszukiwanie możliwości implementacji zrównoważonych systemów odzysku energii z odpadów w basenie Morza Bałtyckiego, a szczególnie, w pierwszym etapie, w regionach partnerów projektu. Czas trwania projektu obejmuje 3 lata: od grudnia 2009 do grudnia 2012.

Długoterminowe cele przewidziane do osiągnięcia w wyniku realizacji projektu obejmują: −− wzrost wytwarzania biogazu oraz odzysku odpadów organicznych, −− wzrost wymagań społeczności lokalnych odnośnie produktów i usług powstałych z wykorzystaniem energii uzyskanej z odpadów, −− wzrost możliwości rozwoju odpowiednich technologii, −− wzrost zastąpienia energii paliw kopalnych energią ze źródeł odnawialnych, −− zmniejszenie zużycia energii, −− rozwój inwestycji, −− stymulację rynku pracy i innowacji, 5

−− wzrost zainteresowania wiedzą i transferem technologii, −− wsparcie wymiany naukowej w obszarze produkcji energii z odpadów.

Zakres badań prowadzonych przez poszczególnych partnerów projektu obejmuje: −− identyfikację źródeł pozyskiwania energii z odpadów w poszczególnych krajach partnerskich, −− identyfikację narzędzi optymalnej i wydajnej energetycznie gospodarki odpadami w celu produkcji bioenergii (energii odnawialnej) z odpadów, −− identyfikację narzędzi optymalnej i wydajnej energetycznie produkcji biogazu z odpadów, −− wykorzystanie produktów ubocznych i pozostałości po fermentacji odpadów jako nawozu organicznego do stosowania w rolnictwie, −− identyfikację istniejących przeszkód oraz brakujących powiązań we wdrażaniu wytwarzania biogazu i innych metod odzysku energii z odpadów, −− studium wykonalności finansowej wytwarzania biogazu z odpadów, −− ocenę możliwości transferu szwedzkich i niemieckich koncepcji produkcji energii z odpadów do Finlandii, Polski, Estonii i Litwy, a także doświadczeń z badań pilotowych w północnej Savonii w Finlandii, dotyczących regionalnego modelowania efektów zdrowotnych, środowiskowych i klimatycznych wytwarzania energii z odpadów.

W ramach pierwszego zadania przedstawiciele regionów partnerskich badali aktualny stan odzysku energii z odpadów, problemy i wąskie gardła, a także potrzeby rozwoju i innowacji. Regiony partnerskie pracowały następnie nad znalezieniem dróg rozwoju odzysku z odpadów i metodologii badań, uwzględniającej specyfikę każdego regionu.

W kolejnym etapie przeprowadzono w każdym regionie proces innowacji, którego wyniki powinny być wykorzystane do opracowania planów działania dla wsparcia małych i średnich firm oraz do opracowania rekomendacji dotyczących poprawy regulacji i strategii odzysku energii w regionie. Możliwości sformułowania regionalnego modelu odzysku energii z odpadów zostały zbadane na przykładzie północnej Savonii w Finlandii.

Ten model może służyć jako narzędzie dla wsparcia podejmowania decyzji podczas tworzenia polityki odzysku energii z odpadów oraz podejmowania inwestycji.

Zespół wykonawców projektu obejmuje instytucje z 6 krajów leżących w basenie Morza Bałtyckiego (Estonii, Finlandii, Litwy, Niemiec, Polski i Szwecji) i są to: −− ze Szwecji Mälardalen University, School of Sustainable Development of Society and Technology jako koordynator projektu, the County Administrative Board of Västmanland, −− z Finlandii Savonia University of Applied Sciences, Centre for Economic Development, Transport and the Environment for North Savo, University of Eastern Finland (UEF) Kuopio,

6

−− z Polski Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego, −− z Litwy Klaipeda University −− z Estonii Estonian Regional and Local Development Agency (ERKAS) −− z Niemiec Ostfalia University of Applied Sciences (Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel).

Podczas realizacji projektu REMOWE Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego współpracował z Instytutem Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej jako podwykonawcą większości zadań, za które był odpowiedzialny.

Publikacja obejmuje 7 głównych rozdziałów, będących sprawozdaniami z wybranych etapów projektu, w szczególności dotyczących sytuacji na Dolnym Śląsku: 1. Obecny stan odzysku energii z odpadów w wybranych regionach basenu Morza Bałtyckiego 2. Obecny stan gospodarki odpadami i odzysku energii z odpadów w województwie dolnośląskim 3. Wyniki badań odpadów i ich zdolności do fermentacji 4. Wyniki procesu innowacji i zalecenia dla działań w zakresie odzysku energii z odpadów w województwie dolnośląskim 5. Poradnik sortowania odpadów dla potrzeb odzysku energii z odpadów 6. Poradnik modelowania produkcji biogazu 7. Podsumowanie i wnioski Słowa kluczowe: odpady komunalne, odpady przemysłowe, energia, OŹE, osady ściekowe, odchody zwierzęce, produkty uboczne, odzysk energii, paliwa z odpadów, spalanie, fermentacja metanowa

7

Spis treści Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Część I Obecny stan odzysku energii z odpadów w wybranych regionach basenu Morza Bałtyckiego . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. Streszczenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2. Charakterystyka regionów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3. Polityki odzysku energii i gospodarki odpadami w krajach i regionach REMOWE . . 19 4. Odpady jako potencjalne źródła energii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5. Infrastruktura dla przetwarzania odpadów komunalnych . . . . . . . . . . . . . 59 6. Porównanie i ocena obecnego stanu odzysku energii z odpadów w regionach . . 64 7. Wnioski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 8. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Część 2 Obecny stan gospodarki odpadami i odzysku energii z odpadów na Dolnym Śląsku . . . 85 Streszczenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 1. Polskie prawo oraz dokumenty strategiczne dotyczące odzysku energii z odpadów, w tym energii z OŹE, w Polsce i na Dolnym Śląsku . . . . . . . . . . 88 2. Gospodarka odpadami komunalnymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98 3. Gospodarka odpadami z komunalnych oczyszczalni ścieków . . . . . . . . . . . 103 4. Gospodarka odpadami z przemysłu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 5. Odchody z hodowli zwierząt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 6. Infrastruktura gospodarki odpadami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 7. Wytwarzanie i zużycie energii na Dolnym Śląsku . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 8. Materiały źródłowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Część 3 Wyniki badań odpadów oraz testów laboratoryjnych fermentacji metanowej 140 1. Streszczenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 2. Wyniki badań odpadów w latach 2008/2009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 3. Wyniki badań odpadów w październiku 2010 roku . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Wnioski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

8

Część 4 Propozycje innowacyjnych rozwiązań w województwie dolnośląskim dla potrzeb regionalnej strategii odzysku energii z odpadów . . . . . . . . . . 155 Streszczenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 1. Przebieg procesu innowacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 2. Propozycje innowacyjnych działań w zakresie odzysku energii z odpadów na Dolnym Śląsku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 3. Propozycje rozwiązań odzysku energii zgłoszone podczas procesu innowacji . 164 4. Wyniki procesu innowacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 5. Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

Część 5 Podręcznik sortowania odpadów dla potrzeb systemów odzysku energii z odpadów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Streszczenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 1. Wdrożenie sortowania odpadów w celu odzysku energii . . . . . . . . . . . . . . 169 2. Sortowanie odpadów dla odzysku energii przedstawione we wcześniejszych badaniach . 171 3. Przykłady ze Szwecji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 4. Przykłady z Litwy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 5. Przykłady z Polski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 6. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Część 6 Regionalny model zrównoważonej produkcji biogazu . . . . . . . . . . . . 210 1. Tło . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 2. Wstęp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 3. Regionalny model produkcji biogazu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 4. Obszar modelowy i dane wejściowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 5. Scenariusze produkcji energii z odpadów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 6. Wyniki i dyskusja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 7. Wnioski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 8. Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

9

Użyte skróty i jednostki: a BAT EU ETS EUR, € GJ GWh kJ kW kWh M MBP MJ MW MWh OŹE PKB RDF SEK s.m. s.m.o.

UE, EU w.m.

ZSEiE

10

rok najlepsza dostępna technika unijny system handlu uprawnieniami do emisji euro gigajoul gigawatogodzina kilojoul kilowat kilowatogodzina mieszkaniec mechaniczno-biologiczne przetwarzanie megajoul megawat megawatogodzina odnawialne źródła energii produkt krajowy brutto paliwo alternatywne (zastępcze) korona szwedzka sucha masa sucha masa organiczna Unia Europejska wilgotna masa Zużyty sprzęt elektryczny i elektroniczny

Część I Obecny stan odzysku energii z odpadów w wybranych regionach basenu Morza Bałtyckiego Emilia den Boer, Jan den Boer, Ryszard Szpadt

1. Streszczenie Niniejszy rozdział prezentuje aktualny stan całego łańcucha odzysku energii z odpadów w regionach partnerskich, ich porównanie i ocenę, ze szczególnym naciskiem na możliwości transferu najlepszych praktyk do innych regionów.

Zawartość tego rozdziału jest oparta na danych z poniższych raportów dotyczących odzysku energii z odpadów w regionach: den Boer E., Szpadt R., den Boer J., Ciesielski S., Pasiecznik I., Wojtczuk O. (2011) Current status of the waste-to-energy chain in Lower Silesia, Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego i Politechnika Wrocławska, Wrocław.

Thorin E., Daianova L., Guziana B., Wallin F., Wossmar S., Degerfeldt V., Granath L. (2011) Current status of the waste-to-energy chain in the County of Västmanland, Sweden. Mälardalen University, Västerås.

Belous O., Strazdauskiene R., Bereisiene K., Zakauskaite A., Balciunas A. (2011) Current status of waste-to-energy in Lithuania Wastern Region. Klaipedos Universitetas, Klaipeda.

Malo L., Koponen L., Jääskeläinen A. (2011) Current status of the waste-to-energy chain in the County of North Savo, Finland. Centre for Economic Development, Transport and the Environment for North Savo and Savonia University of Applied Sciences, Kuopio.

Estonian Regional and Local Development Agency (2010) Current status of wasteto-energy. Estonia. Estonian Regional and Local Development Agency.

Jako poziom odniesienia przyjęto dla wszystkich krajów rok 2008, a w niektórych przypadkach dane z innych lat, jeśli dane z roku 2008 nie są dostępne.

• • • • •

Łączna powierzchnia wszystkich regionów projektu REMOWE wynosi 113 195 km2, a łączna liczba ludności stanowi 5,75 mln mieszkańców. Regiony są silnie zróżnicowane pod względem gęstości zaludnienia. Średnia gęstość zaludnienia dla wszystkich regionów projektu wynosi 51 M/km2, najniższa (północna Savonia) – 12 M/km2, a najwyższa (Dolny Śląsk) – 144 M/km2. Występują także znaczne różnice rozwoju gospodarczego poszczególnych regionów, wyrażonego jako regionalny PKB (produkt krajowy brutto w ujęciu regionalnym na mieszkańca regionu); w północnej Savonii i w Västmanland jest on ponad 2,5-krotnie wyższy niż w Estonii i na Dolnym Śląsku oraz ponad 4-krotnie wyższy niż w Zachodniej Litwie.

11

Gospodarka odpadami jest przedmiotem wielu regulacji prawnych na poziomie UE oraz poszczególnych krajów członkowskich. Na poziomie UE najważniejsza jest dyrektywa ramowa o odpadach, a także dyrektywy dotyczące spalania i składowania odpadów.

Najważniejszymi celami polityki UE w odniesieniu do odpadów są: −− rozerwanie więzi pomiędzy wzrostem gospodarczym i oddziaływaniami na środowisko, np. wzrostem wytwarzania odpadów; −− zapobieganie wytwarzaniu odpadów; −− ewolucja społeczeństwa europejskiego w kierunku społeczeństwa recyklingu; −− promocja odzysku energii z odpadów; −− lepsza implementacja prawa gospodarki odpadami.

Unia Europejska zamierza być liderem nowej rewolucji przemysłowej polegającej na rozwoju gospodarki o wysokiej efektywności energetycznej i niskiej emisji CO2. Dla osiągnięcia tego celu ustanowiono szereg celów ilościowych dotyczących m.in. efektywności energetycznej, energii z odnawialnych źródeł (OŹE) i redukcji emisji gazów cieplarnianych. (EU, 2011) Cele polityki są wspierane przez instrumenty rynkowe (głównie podatki, subsydia i system handlu emisjami CO2), przez rozwój technologii energetycznych (szczególnie o wysokiej efektywności energetycznej oraz energetyki odnawialnej i niskowęglowej), a także przez wspólnotowe instrumenty finansowe. UE przyjęła szereg środków i działań w celu redukcji udziału Europy w globalnym ociepleniu.

Polityka energetyczna UE została sformułowana w licznych strategicznych dokumentach (niebędących aktami prawa) oraz w dyrektywach.

Dyrektywa 2009/28/WE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/ WE, w największym stopniu reguluje rozwój źródeł energii odnawialnej (ang. RES, pol.

OŹE). Ta dyrektywa ustanawia ogólne ramy dla rozwoju energii z OŹE i ogólne cele dla krajów UE dotyczące obowiązkowego udziału energii z OŹE w całkowitym zużyciu energii, jak również udziału paliw odnawialnych w transporcie. Cele dla poszczególnych krajów składają się na ogólny cel dla Wspólnoty – średni, 20% udział energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii brutto we Wspólnocie w 2020 roku.

W każdym kraju, reprezentowanym przez regiony biorące udział w projekcie REMOWE, opracowane zostały krajowe dokumenty strategiczne rozwoju gospodarki odpadami oraz energii z OŹE. Wynikają one z implementacji celów, prawa oraz polityk UE w odniesieniu do poszczególnych obszarów i wskazują instrumenty dla osiągnięcia tych celów. Większość regionów projektu REMOWE opracowała także własne strategiczne dokumenty, jak np. plany gospodarki odpadami i strategie energetyczne, zawierające również strategie odzysku energii z odpadów, w tym energii z odpadów stanowiących OŹE. Istnieje zatem odpowiednia baza polityczna i strategiczna dla realizacji określonych zadań, jednakże rozwój gospodarki odpadami i odzysku energii z odpadów jest zbyt wolny w większości regionów, z wyjątkiem Västmanland.

Sytuację w regionach przedstawiono w odniesieniu do wytwarzania i przetwarzania odpadów, a także wykorzystania odpadów jako OŹE. Zidentyfikowano następujące rodzaje 12

odpadów jako ważne dla odzysku energii: odpady komunalne, osady ściekowe, odpady przemysłowe (dwa strumienie: jeden do fermentacji i produkcji biogazu oraz drugi jako paliwo alternatywne – do spalania lub współspalania), a także odchody zwierzęce.

Ilość oraz skład odpadów komunalnych wytwarzanych w poszczególnych regionach są silnie zróżnicowane, podobnie jak obecne sposoby zagospodarowania tych odpadów.

Największe jednostkowe ilości odpadów w 2008 roku wytworzono w Västmanland – 691 kg/M, a najmniejsze na Dolnym Śląsku – 326 kg/M. Na Dolnym Śląsku ok. 87% odpadów wytworzonych usunięto na składowiska, podczas gdy w Västmanland tylko 8% odpadów składowano. W tym ostatnim regionie ok. 50% odpadów spalono z odzyskiem energii, a 41% poddano recyklingowi. W północnej Savonii w 2008 roku wytworzono 490 kg/M odpadów komunalnych, z czego ok. 13% poddano recyklingowi, 8% przetworzono biologicznie (kompostowanie, współfermentacja), 9% współspalono z odzyskiem energii w kotłach przemysłowych, a 71% składowano. W Estonii w 2008 roku średnia ilość zebranych odpadów komunalnych wynosiła 370 kg/M, a ilość odpadów wytworzonych stanowiła 391 kg/M. Ok. 14% odpadów zebranych przekazano do recyklingu, 11% przetworzono biologicznie i 75% składowano. W zachodniej Litwie jednostkowa ilość wytwarzanych odpadów wyniosła 347 kg/M w 2008 roku. Ok. 6% odpadów poddano recyklingowi (recykling materiałowy i recykling organiczny), a 94% składowano. W 2009 roku ilość odpadów poddanych recyklingowi wzrosła do 10%.

Odzysk energii z odpadów komunalnych obejmuje bezpośrednie spalanie odpadów pozostałych (po zbieraniu selektywnym), produkcję biogazu, którego spalanie w jednostkach kogeneracyjnych prowadzi do odzysku energii elektrycznej i cieplnej, a także uzdatnianie biogazu do metanu (tzw. biometanu) stosowanego jako paliwo. Odzysk energii w procesie fermentacji jest mniejszy niż w procesie bezpośredniego spalania (o ok. 50%), ponieważ tylko część bioodpadów ulega biodegradacji, a ponadto niektóre odpady palne, takie jak tworzywa sztuczne, mające wysoką wartość opałową, zawarte w odpadach poddanych fermentacji (mokra frakcja zmieszanych odpadów komunalnych) nie ulegają biodegradacji.

Obliczone potencjalne zasoby energii w pozostałych odpadach komunalnych (po zbieraniu selektywnym części surowców i bioodpadów) są bardzo wysokie i wynoszą łącznie 3240 GWh/a we wszystkich regionach. Dolny Śląsk ma największy potencjał (1461 GWh/a), podczas gdy północna Savonia i Västmanland mają najmniejsze zasoby energii w odpadach komunalnych (191 GWh/a i ok. 220 GWh/a). Całe zasoby energii zawartej w odpadach komunalnych pozostałych po zbieraniu selektywnym będą tylko wtedy odzyskane, gdy cała masa tych odpadów zostanie spalona z odzyskiem energii elektrycznej i cieplnej. Ten stan osiągnięto już w dużym stopniu w Västmanland, podczas gdy inne regiony są dalekie od tego.

Dostępność danych dotyczących wytwarzania i przetwarzania odpadów przemysłowych jest silnie zróżnicowana w poszczególnych regionach. Także jakość danych nie jest najlepsza i zależy od źródła informacji. W wielu branżach przemysłu wytwarzane są odpady biologicznie rozkładalne przydatne do produkcji biogazu oraz odpady palne nadające się do wytworzenia paliwa zastępczego w celu współspalania w piecach przemysłowych i odzysku energii lub do bezpośredniego spalania w spalarniach odpadów. Większość tych 13

odpadów stanowi biomasa roślinna (bioodpady) z przemysłu spożywczego, z leśnictwa oraz przemysłu drzewnego i papierniczego, a w mniejszych ilościach także z innych branż przemysłu. Odpady te mają konsystencję od płynnej do stałej. Większość z nich należy do grupy 02 Europejskiej Listy Odpadów (European List of Waste – European Waste Catalogue), a mniejsza część do grup 03, 04 i 16. Generalnie odpady są wytwarzane w ilościach od 10 ton do kilku tysięcy ton rocznie, a to zróżnicowanie ilościowe wynika z różnej skali działalności przemysłowej, w której odpady są wytwarzane w poszczególnych regionach.

Całkowita ilość odpadów przemysłowych przydatnych do fermentacji metanowej była największa w 2008 roku w zachodniej Litwie (264 tys. t/a), następnie w Estonii (256 tys. t/a), na Dolnym Śląsku (114 tys. t/a) i w północnej Savonii (33 tys. t/a). Całkowita masa tych odpadów wytworzonych w 2008 roku w czterech wymienionych regionach wyniosła ok. 663 tys. t/a. Średnia produktywność biogazu wymienionych biodegradowalnych odpadów przemysłowych stanowiła ca 56.3 m3/t odpadów, co odpowiada średniemu potencjałowi energetycznemu tych odpadów 1014 MJ/t i 282 kWh/t. Największy potencjał produkcji biogazu i energii ma Dolny Śląsk – 246 tys. GJ/a, a nieznacznie mniejsze potencjały mają zachodnia Litwa – 195 tys. GJ/a i Estonia – 190 tys. GJ/a.

Znaczna część bioodpadów może być wykorzystana do odzysku energii w procesach termicznych, jednak niektóre z nich są przydatne do wytwarzania RDF tylko po odpowiednim przygotowaniu przez sortowanie, suszenie lub zmieszanie z innymi odpadami.

Silnie zróżnicowane są dane dotyczące ilości palnych odpadów przemysłowych w regionalnych bilansach odpadów. Raport dotyczący zachodniej Litwy zawiera wyłącznie odpady drzewne, natomiast raport dla północnej Savonii zawiera odpady drzewne i tworzyw sztucznych. Raporty dotyczące gospodarki odpadami w Estonii i na Dolnym Śląsku obejmują więcej rodzajów odpadów palnych. Odpady drzewne z leśnictwa i przetwórstwa drewna są głównymi odpadami palnymi w Estonii (91%) i na Dolnym Śląsku (32%), jednakże dane dla Dolnego Śląska wydają się niepełne. Innymi ważnymi strumieniami odpadów są: odpady roślinne, papier i karton, tworzywa sztuczne, guma, kompozyty wielomateriałowe oraz osady. Estonia wykazuje największy potencjał odzysku energii z termicznego przetwarzania odpadów przemysłowych (12 642 MWh/a), przekraczający ponad 10-krotnie potencjał energetyczny odpadów z północnej Savonii (1159 MWh/a) i z Dolnego Śląska (954 MWh/a).

Osady ściekowe są potencjalnym źródłem energii odnawialnej w procesach: −− fermentacji metanowej surowych osadów w oczyszczalniach ścieków; −− spalania i współspalania wysuszonych lub tylko odwodnionych osadów w spalarniach odpadów lub piecach przemysłowych z odzyskiem energii (cementownie, zakłady energetyczne).

Zgodnie z danymi regionalnymi najwięcej komunalnych oczyszczalni ścieków eksploatuje się na Dolnym Śląsku (203), a najmniej (11) w Västmanland. Osady są poddawane fermentacji metanowej lub tlenowej stabilizacji w urządzeniach oczyszczalni ścieków. Dane dotyczące ilości wytwarzanych osadów ściekowych są niekompletne. Tylko w trzech regionach (Dolny Śląsk, Västmanland i zachodnia Litwa) znane są całkowite ilości suchej 14

masy wytwarzanych osadów. Wśród nich najwięcej osadów wytwarzają oczyszczalnie Dolnego Śląska (36 660 t s.m./a), a następnie zachodniej Litwy (14 050 t s.m./a). Największe jednostkowe ilości osadów, odniesione do mieszkańca, wytwarzane są w Västmanland (22 kg s.m./M), a najmniejsze na Dolnym Śląsku (13 kg s.m./M). Potencjał energetyczny biogazu z fermentacji osadów ściekowych we wszystkich oczyszczalniach Dolnego Śląska jest szacowany na 86 GWh/a (potencjał energetyczny przefermentowanych osadów szacuje się na 127 GWh/a), 19 GWh/a w Västmanland i 18 GWh/a w północnej Savonii. Odpowiednie wartości dla zachodniej Litwy wynoszą ok. 33 GWh/a, a dla Estonii ok. 45 GWh/a (dla 4 największych oczyszczalni ścieków). Faktyczny potencjał energetyczny osadów jest niższy, gdyż nie wszystkie oczyszczalnie, zwłaszcza małe, są wyposażone w komory do fermentacji osadów z ujęciem biogazu (przykładowo na Dolnym Śląsku tylko 23 oczyszczalnie z 203 mają komory fermentacji, a energia wytwarzanego w nich biogazu stanowi ok.

50% całkowitego potencjału energetycznego biogazu wszystkich wytwarzanych osadów).

Odchody zwierzęce stosowane do nawożenia organicznego nie są klasyfikowane jako odpady, ale jako nawozy organiczne. Odchody przeznaczone do fermentacji nabywają statusu odpadów, a postępowanie z nimi powinno być zgodne w wymaganiami przepisów o gospodarowaniu odpadami. W przypadku biomasy roślinnej, część z niej może być traktowana jako produkty uboczne, a część jako odpady. Produkty rolne mogą być również stosowane do wytwarzania energii, np. w procesie fermentacji wspólnie z odchodami zwierzęcymi. Szacowany potencjał energetyczny odchodów zwierzęcych jest największy na Dolnym Śląsku (859 GWh/a), bardzo wysoki w zachodniej Litwie (349 GWh/a) i północnej Savonii (198 GWh/a) oraz znacznie mniejszy w Västmanland (86 GWh/a) i w Estonii (55 GWh/a). Potencjał energetyczny pozostałości roślinnych jest także znaczący, jednak z uwagi na ich inne zastosowania (np. jako pasze dla zwierząt) nie są one włączone do tego bilansu.

Całkowity potencjał energetyczny pięciu wymienionych powyżej strumieni odpadów (odpady komunalne, odpady przemysłowe przydatne do fermentacji, odpady przemysłowe przydatne do spalania, osady ściekowe i odchody zwierzęce) jest najwyższy na Dolnym Śląsku (2072 GWh/a), bardzo wysoki w zachodniej Litwie, (993 GWh/a) i w Estonii (981 GWh/a) oraz znacznie niższy w Västmanland (313 GWh/a) i w północnej Savonii (426 GWh/a). Pozostałe odpady komunalne (po selektywnym zbieraniu) oraz odchody zwierzęce mają największe potencjały energii (odpowiednio 68% i 24% całkowitego zasobu energii odpadów). Odzysk energii z tych odpadów powinien być priorytetem w systemach gospodarki odpadami poszczególnych regionów. Odpady komunalne, szczególnie w trzech regionach (Estonia, Dolny Śląsk i Västmanland), są głównym źródłem energii z odpadów, stanowiącym odpowiednio 83%, 71% i 69% całkowitych zasobów energii z odpadów w tych regionach.

Jednostkowy potencjał energii (na mieszkańca) jest najwyższy w regionach najsłabiej zaludnionych, tj. w północnej Savonii (1698 kWh/M) i w Västmanland (1202 kWh/M) oraz znacznie niższy w dużych regionach, tj. w zachodniej Litwie (964 kWh/M), Estonii (733 kWh/M) i na Dolnym Śląsku (720 kWh/M).

Infrastruktura do przetwarzania odpadów i odzysku z nich energii jest obecnie silnie zróżnicowana w poszczególnych regionach. Dotyczy to m.in. produkcji biogazu z odpa15

dów oraz odzysku energii elektrycznej i cieplnej. Generalnie te instalacje odzysku energii z odnawialnych źródeł są słabo rozwinięte i należy włożyć wiele wysiłku w rozwój tego sektora gospodarki odpadami, praktycznie w każdym regionie. Przykładem dobrej praktyki może być rozwiązanie wdrożone w Västmanland, gdzie biogaz z odpadów jest oczyszczany w celu wytworzenia paliwa dla autobusów i samochodów osobowych. Całkowite zużycie energii biogazu w Västmanland wynosi ok. 50.4 GWh/a. Łącznie 32 oczyszczalnie ścieków w pięciu regionach REMOWE są wyposażone w instalacje do fermentacji metanowej osadów, w tym więcej niż połowa (6) oczyszczalni w Västmanland, ok. 11% oczyszczalni Dolnego Śląska (23) oraz po jednej instalacji w pozostałych regionach zachodniej Litwy (Klaipeda), północnej Savonii (Kuopio) i Estonii (Tallinn).

W 2008 roku w eksploatacji były tylko 4 biogazownie rolnicze (3 na Dolnym Śląsku i 1 w północnej Savonii), jednak ich rozwój był oczekiwany w następnych latach, szczególnie na Dolnym Śląsku i w Västmanland. Odpady komunalne poddawano fermentacji tylko w 1 instalacji, dwie instalacje były planowane na Dolnym Śląsku.

Tylko jedna spalarnia, wśród pięciu regionów, była eksploatowana w Västmanland, jednak większość odpadów z tego regionu spala się w instalacjach położonych poza regionem (głównie w Sztokholmie). Jedna spalarnia jest w budowie (Klaipeda), a następne są planowane (w Estonii i na Dolnym Śląsku). Zakłady energetyczne Mälarenergi in Västerås budują instalację do spalania RDF, zintegrowaną z istniejącą elektrociepłownią.

Tylko na 8 składowiskach w trzech regionach wykorzystywano ujęty biogaz do kogeneracji energii elektrycznej i cieplnej (2 w północnej Savonii, 4 na Dolnym Śląsku i 2 w Västmanland), dalsze trzy instalacje kogeneracji były w budowie na Dolnym Śląsku.

2. Charakterystyka regionów W projekcie REMOWE bierze udział 5 regionów z basenu Morza Bałtyckiego, reprezentujących różne jednostki administracyjne (rys. 2.1): −− Eesti (Estonia) – cały kraj; −− województwo dolnośląskie (Dolny Śląsk) – jedno z 16 województw Polski; −− Klaipedos, Telsiu, Siauliu, Taurages apskritis (zachodnia Litwa) – 4 powiaty Litwy; −− Pohjois-Savo (północna Savonia) – prowincja wschodniej Finlandii; −− Västmanlands län (powiat Västmanland) – jeden z 21 powiatów Szwecji.

Niemcy są również reprezentowane w projekcie, jednakże w przeciwieństwie do innych jego uczestników Ostfalia University of Applied Sciences pełni funkcję eksperta, niezwiązanego z żadnym regionem.

16

Rys. 2.1. Partnerzy projektu REMOWE

Tab. 2.1 zawiera ogólne charakterystyki każdego regionu oraz całego obszaru projektu.

Całkowita powierzchnia regionów projektu wynosi 113 195 km2, a łączna liczba ludności ok. 5,75 mln. Dolny Śląsk ma największą liczbę ludności – 2,9 mln, podczas gdy populacje najmniejszych regionów (w Szwecji i Finlandii) wynoszą tylko po ok. 250 tys. mieszkańców.

17

Tabela 2.1. Ogólna charakterystyka regionów Parametr

Jednostka

Estonia

Dolny Śląsk

Północna Västman- Zachodnia Razem Savonia land Litwa

Powierzchnia

km2

45 226

19 947

20 367

5145

22 510

113 195

Ludność

tys. M

1340

2878

251

252

1030

5751

Gęstość zaludnienia

M/km2

31

144

12

48

46

51

%

100

6,4

6,0

1,1

34,5

- ludnosci

%

100

7,6

4,7

2,7

30,9

Regionalny PNB

mld EUR

14,3051)

29,449

7,119

6,764

6,7062)

EUR/M

10 675

10 232

28 363

26 841

6511

% kraju - powierzchni

1)

w 2010, 2) w 2009

Regiony projektu REMOWE są silnie zróżnicowane pod względem powierzchni, liczby ludności i gęstości zaludnienia, która wynosi średnio 51 M/km2 dla całego obszaru, z najmniejszą wartością w północnej Savonii (12 M/km2) i największą na Dolnym Śląsku (114 M/km2).

Regiony różnią się także poziomem rozwoju gospodarczego mierzonym regionalnym PKB na mieszkańca. W północnej Savonii i w Västmanland regionalny PKB na mieszkańca jest ponad 2.5-krotnie wyższy niż w Estonii i na Dolnym Śląsku oraz ponad 4-krotnie wyższy niż w zachodniej Litwie.

Ma to wpływ na znaczące zróżnicowanie społecznie akceptowalnej opłaty za gospodarowanie odpadami komunalnymi, która jest generalnie odniesiona do przeciętnego dochodu na osobę (0.75-1.0% rocznego dochodu). W krajach o wyższym dochodzie możliwe są wyższe wydatki na gospodarkę odpadami, z których finansowane są bardziej efektywne i kosztowniejsze rozwiązania zbierania i odbierania odpadów oraz ich przetwarzania.

Regiony charakteryzują się także zróżnicowanym użytkowaniem terenu. W Västmanland i w północnej Savonii dominuje użytkowanie rolnicze i leśne. Lasy zajmują ok. 73%, a obszary rolne ok. 19% całkowitej powierzchni Västmanland. W tym regionie znajduje się 10 gmin o liczbach ludności od 4,5 tys. do 136 tys., jednak tylko populacja jednego miasta przekracza 25 tys. mieszkańców (Västerås).

Ok. 40% terenu Estonii pokrywają lasy, a 6% łąki i pastwiska. Różne obszary ochrony przyrody zajmują ok. 18% powierzchni Estonii. Estonia jest podzielona na 15 powiatów i 226 gmin, w tym 33 gminy miejskie i 193 wiejskie. Wielkość gmin jest silnie zróżnicowana, tylko w 3 miastach populacja przekracza 50 000 mieszkańców. Ok. 33% powierzchni Litwy pokrywają lasy.

18

Struktura użytkowania gruntów na Dolnym Śląsku jest znacznie bardziej zdywersyfikowana niż w innych regionach, lasy stanowią ok. 31% powierzchni, grunty rolne ok. 60%, a inne formy użytkowania ok. 9%. Struktura administracyjna Dolnego Śląska obejmuje 29 powiatów (w tym 3 powiaty grodzkie) i 169 gmin, w tym 36 miejskich, 55 miejskowiejskich i 78 wiejskich. W miastach mieszka ok. 71% populacji Dolnego Śląska.

3. Polityki odzysku energii i gospodarki odpadami w krajach i regionach REMOWE 3.1. Europejska polityka i prawo gospodarki odpadami Polityka UE w odniesieniu do odpadów została przedstawiona w szeregu dokumentów w postaci programów ochrony środowiska oraz przepisów prawnych mających na celu ograniczenie negatywnego oddziaływania odpadów na środowisko i zdrowie ludzi oraz rozwój gospodarki oparty na efektywnym wykorzystaniu zasobów surowców i energii.

Szósty Program Ochrony Środowiska wprowadził koncepcję strategii tematycznych opartych na obecnych ramach prawnych i włączających nową wiedzę dotyczącą zagrożeń dla środowiska oraz zdrowia ludzi. Koncentrują się one na zintegrowanym podejściu (decyzje w ramach jednej polityki wpływają na inne polityki) oraz zagadnieniach implementacji. Strategie tematyczne są traktowane jako kluczowe elementy strategii lepszej regulacji wdrażanej przez Komisję Europejską, ich uzupełnieniem są oceny oddziaływań środowiskowych, ekonomicznych i społecznych różnych opcji polityki z udziałem interesariuszy, a głównym celem, jeśli to możliwe, uproszczenie obecnych ram prawnych.

Zapobieganie wytwarzaniu odpadów i recykling zostały zidentyfikowane jako najważniejsze priorytety i były przedmiotem jednej strategii tematycznej.

W tej strategii wymieniono główne cele polityki UE w odniesieniu do odpadów: −− zerwanie więzi pomiędzy wzrostem ekonomicznym a oddziaływaniem na środowisko, np. wzrostem wytwarzania odpadów; −− zapobieganie wytwarzaniu odpadów; −− ewolucja społeczeństwa europejskiego w kierunku społeczeństwa recyklingu; −− wsparcie odzysku energii z odpadów; −− poprawa implementacji prawa gospodarki odpadami.

Opracowana w 2005 roku strategia tematyczna dotycząca zapobiegania wytwarzaniu odpadów oraz recyklingu stanowiła podstawę do nowelizacji dyrektywy ramowej o odpadach.

Europejska ramowa legislacja UE dotycząca gospodarki odpadami rozwinęła się w trzech podstawowych kierunkach: ogólne przepisy prawa, specyficzne strumienie odpadów i specyficzne metody przetwarzania odpadów (rys. 3.1).

19

Rys. 3.1. Ogólna struktura unijnego prawa gospodarki odpadami

Dyrektywy wprowadziły cele ilościowe zapobiegania, zbierania i recyklingu odpadów, które powinny zostać osiągnięte przez poszczególne państwa w ustalonych terminach.

Cele te przedstawiono w tabeli 3.1.

W odniesieniu do odzysku energii z odpadów istotne są następujące dyrektywy: −− dyrektywa 2008/98/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 19 listopada 2008 w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy; −− dyrektywa 2008/1/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 15 stycznia 2008 w sprawie zintegrowanego zapobiegania i ograniczania (kontroli) zanieczyszczeń (będzie zastąpiona przez dyrektywę 2010/75/EU od 7 stycznia 2013); −− dyrektywa 2010/75/EU Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 24 listopada 2010 w sprawie emisji przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola) – zastąpi dyrektywy 2008/1/EC i 2000/76/EC od 7 stycznia 2013; −− dyrektywa Rady 1999/31/EC z dnia 26 kwietnia 1999 w sprawie składowania odpadów; decyzja Rady 2003/33 z dnia 19 grudnia 2002 w sprawie kryteriów przyjęcia odpadów do składowania; −− dyrektywa Rady i Parlamentu Europejskiego 2000/76/EC z dnia 4 grudnia 2000 w sprawie spalania odpadów (będzie zastąpiona przez dyrektywę 2010/75/EU od 7 stycznia 2013).

20

Tabela 3.1. Cele dotyczące odzysku, w tym recyklingu, oraz selektywnego zbierania odpadów Cele, strumienie odpadów

Lata

Minimalny odzysk

Minimalny recykling

Odp. opakowan.

2008/2014

60%

55%

Pojazdy wycofane z eksploatacji

2015

95%

85%

100%

2006/2008

70%

50%

4 kg/M a

ZSEE

2011 Baterie

Poziom zbierania

50% do 70%

2012

25%

2016

45%

2006 zakaz składowania Zużyte opony Ograniczenie 2006/2010 redukcja do 75% w odniesieniu do roku 1995 składowania bio- 2009/2013 redukcja do 50% w odniesieniu do roku 1995 degrad. frakcji odpadów komun. 2016/2020 redukcja do 35% w odniesieniu do roku 1995 2015 Selektywne zbieranie papier/metale/tworzywa sztuczne/szkło Odpady surowco50% recyklingu lub przygotowania do ponownego użycia: papier/ 2020 we oraz z budowy metale/tworzywa sztuczne/szkło z gospodarstw domowych i demontażu 70% recyklingu lub przygotowania do ponownego użycia: 2020 odpady z budowy i demontażu

Dyrektywa 2008/98/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 19 listopada 2008 w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy (zwana dalej dyrektywą ramową – WFD) jest najważniejszą i najbardziej ogólną europejską regulacją gospodarki odpadami, zawierającą: −− definicje podstawowych pojęć dotyczących odpadów i ich rodzajów oraz gospodarki odpadami, −− zasady postępowania z odpadami.

Dyrektywa odnosi się do całego cyklu gospodarki odpadami, od wytwarzania do końcowego unieszkodliwiania, kładąc szczególny nacisk na odzysk, w tym recykling.

Rys. 3.2a przedstawia współzależności pomiędzy głównymi definicjami gospodarki odpadami oraz procesami postępowania z nimi. Dyrektywa wprowadza nową hierarchię postępowania z odpadami, której priorytetowym elementem jest zapobieganie powstawaniu odpadów (rys. 3.2b), a także reguluje kwestie przetwarzania odpadów i polityki gospodarowania odpadami.

Stosując hierarchię postępowania z odpadami, kraje UE powinny podejmować różne środki dla wsparcia wyboru opcji gospodarki odpadami, dających najlepszy ogólny efekt dla środowiska. Konieczne może być odejście od hierarchii postępowania z niektórymi specyficznymi strumieniami odpadów, jeśli z oceny cyklu życia danego scenariusza wynika, że jest to uzasadnione. Podejmując decyzję, należy brać także pod uwagę ogólne zasady ochrony środowiska, w szczególności reguły przezorności i zrównoważonego rozwoju, wykonalności technicznej i ekonomicznej, ochrony zasobów naturalnych, oddziaływania na środowisko i zdrowie ludzi, a także oddziaływania społeczne i ekonomiczne.

21

Rys. 3.2a. Powiązania pomiędzy głównymi pojęciami gospodarki odpadami oraz procesami postępowania z odpadami

Rys. 3.2b. Hierarchia postępowania z odpadami

Dyrektywa wskazuje na priorytet zapobiegania wytwarzaniu odpadów oraz recyklingu i ustanawia cele ilościowe dla recyklingu oraz przygotowania do ponownego użycia niektórych odpadów surowcowych (papieru, szkła, tworzyw sztucznych i metali) oraz odpadów z budowy i rozbiórki (tabela 3.1) z gospodarstw domowych i z podobnych źródeł.

22

W celu wsparcia ponownego użycia, zapobiegania wytwarzaniu odpadów, ich recyklingu oraz innych metod odzysku, Komisja Europejska wprowadziła środki prawne i pozaprawne dla zapewnienia, że każda osoba fizyczna lub prawna, która wytwarza, przetwarza, sprzedaje lub importuje określone produkty jest objęta zasadą rozszerzonej odpowiedzialności za produkt. Te środki obejmują przyjęcie zwrotów tych produktów oraz odpadów po ich zużyciu, jak również zagospodarowanie tych odpadów oraz finansową odpowiedzialność za te działania. Te środki mogą obejmować również obowiązek zapewnienia publicznie dostępnej informacji dotyczącej możliwości ponownego użycia lub recyklingu danego produktu.

Z punktu widzenia odzysku energii z odpadów ważna jest prawidłowa klasyfikacja procesów przetwarzania odpadów, które prowadzą do tego celu. Sa to procesy biologiczne lub termiczne określone w dyrektywie ramowej o odpadach jako: Procesy odzysku R1 Wykorzystanie głównie jako paliwa lub innego środka wytwarzania energii, z uwzględnieniem instalacji termicznego przekształcania stałych odpadów komunalnych, pod warunkiem, że ich efektywność energetyczna jest równa lub większa niż: −− 0.60 dla działających instalacji, które uzyskały zezwolenie, zgodnie z przepisami wspólnotowymi, przed 1 stycznia 2009 r., −− 0.65 dla instalacji, które uzyskały zezwolenie po 31 grudnia 2008 r.

R3 Recykling/odzysk substancji organicznych, które nie są stosowane jako rozpuszczalniki (w tym kompostowanie i inne biologiczne procesy przekształcania, a także zgazowanie i piroliza z wykorzystaniem tych składników jako substancji chemicznych).

Procesy unieszkodliwiania D8 Obróbka biologiczna, niewymieniona gdzie indziej w załączniku do dyrektywy ramowej, w wyniku której powstają ostateczne związki lub mieszaniny usuwane za pomocą któregokolwiek spośród procesów wymienionych w punktach D1–D12 załącznika do dyrektywy ramowej, D10 Przekształcanie termiczne na lądzie.

Proces odzysku R1 obejmuje użycie odpadów jako paliw zastępczych w piecach przemysłowych (piece cementowe, kotły energetyczne itp.), spalanie odpadów opakowaniowych oraz spalanie odpadów komunalnych z efektywnością energetyczną powyżej 0,60 lub 0,65 (zależnie od daty uzyskania zezwolenia na eksploatację spalarni). Proces unieszkodliwiania D10 obejmuje wszystkie inne procesy spalania z odzyskiem lub bez odzysku energii, w tym również spalanie odpadów komunalnych z efektywnością energetyczną poniżej 0,60 lub 0,65.

Fermentację metanową odpadów, prowadzącą do wytworzenia biogazu i odzysku z niego energii, można klasyfikować jako proces recyklingu R3 (jeśli fermentat – stała pozostałość po fermentacji – spełnia wymagania dla produktów, takich jak nawozy organiczne, które tracą status odpadów) lub proces unieszkodliwiania D8 (jeśli fermentat jest dalej klasyfikowany jako odpad). Zasadniczo proces R3 dotyczy selektywnie zbieranych bioodpadów, natomiast proces D8 jest częścią mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych lub frakcji wydzielonych z tych odpadów.

23

Ważnym elementem postepowania z odpadami są plany gospodarki odpadami. Zgodnie z dyrektywą ramową o odpadach kompetentne organy państw UE mają obowiązek opracowania przynajmniej jednego planu gospodarki odpadami dla całego kraju.

Dyrektywa 1999/31/EC w sprawie składowania odpadów – celem jest ograniczenie składowania odpadów ulegających biodegradacji oraz minimalizacja negatywnego oddziaływania odpadów na środowisko i zdrowie ludzi. Kraje członkowskie muszą ograniczyć składowanie komunalnych odpadów ulegających biodegradacji (OUB) w 2006 r. (2010) do 75% całej masy OUB wytwarzanych w 1995 r., w 2009 r. (2013) do 50% i w 2016 r. (2020) do 35% ilości z roku 1995. Przed 16 lipca 2009 r. kraje członkowskie miały obowiązek dostosowania ich składowisk do ogólnych wymagań zawartych w dyrektywie. Spowodowało to zamknięcie wielu składowisk, szczególnie najmniejszych, praktycznie we wszystkich regionach biorących udział w projekcie REMOWE. Dyrektywa 2000/76/EC w sprawie spalania odpadów ma na celu ustanowienie jednakowych standardów dla metod termicznego przetwarzania odpadów w UE.

3.2. Europejska polityka i prawo energetyczne Unia Europejska zamierza być liderem nowej rewolucji przemysłowej polegającej na rozwoju gospodarki o wysokiej efektywności energetycznej i niskiej emisji CO2. Dla osiągnięcia tego celu ustanowiono szereg celów ilościowych dotyczących m.in. efektywności energetycznej, energii z odnawialnych źródeł (OŹE) i redukcji emisji gazów cieplarnianych. (EU, 2011) Cele polityki są wspierane przez instrumenty rynkowe (głównie podatki, subsydia i system handlu emisjami CO2), przez rozwój technologii energetycznych (szczególnie o wysokiej efektywności energetycznej oraz energetyki odnawialnej i niskowęglowej) i przez wspólnotowe instrumenty finansowe. UE przyjęła szereg środków i działań w celu redukcji udziału Europy w globalnym ociepleniu.

Polityka energetyczna UE została sformułowana w licznych strategicznych dokumentach (niebędących aktami prawa) oraz w dyrektywach. Najważniejsze dokumenty strategiczne przedstawiono poniżej, szczególnie te mające największy wpływ na rozwój OŹE. Energia 2020. Strategia dla konkurencyjnej, zrównoważonej i bezpiecznej energii została przyjęta przez Komisję Europejską w listopadzie 2010 roku. Dokument ten zawiera energetyczną strategię UE do roku 2020, obejmującą 5 priorytetów: −− ograniczenie zużycia energii w Europie; −− budowę paneuropejskiego zintegrowanego rynku energii; −− wsparcie udziału odbiorców energii dla osiągnięcia najwyższego poziomu pewności dostaw i bezpieczeństwa energetycznego; −− utrzymanie wiodącej roli Europy w rozwoju technologii energetycznych i innowacji; −− wzmocnienie zewnętrznego wymiaru rynku energetycznego UE.

24

Zielona Księga. Europejska strategia na rzecz zrównoważonej, konkurencyjnej i bezpiecznej energii (2006). Przedstawiono nowe cele europejskiej polityki energetycznej uwzgledniające zasadę zrównoważonego rowoju, konkurencyjność i bezpieczeństwo zaopatrzenia w energię. Zaproponowano, aby podstawowym elementem długoterminowego rozwoju europejskiej polityki energetycznej był Strategiczny Przegląd Energetyki UE. Mapa drogowa na rzecz energii odnawialnej. Energie odnawialne w 21. wieku: budowa bardziej zrównoważonej przyszłości (2007). Ten dokument jest częścią Strategicznego Przeglądu Energetyki UE i zawiera propozycję przyjęcia obligatoryjnego celu 20% energii z OŹE w zużyciu energii przez UE w 2020 roku. Określa także drogę włączenia energii z OŹE do głównego pakietu działań w zakresie polityki energetycznej i rynków energii UE. Polityka energetyczna dla Europy (2007) stawia trzy cele europejskiej polityki energetycznej: przeciwdziałanie zmianom klimatu, zmniejszanie wrażliwości UE na czynniki zewnętrzne związane z zależnością od dostaw węglowodorów oraz promocję wzrostu i zatrudnienia dla zapewnienia odbiorcom bezpieczeństwa dostaw energii po przystępnych cenach. Podstawą polityki energetycznej UE jest osiągnięcie w 2020 roku przynajmniej 20% redukcji emisji gazów w porównaniu z rokiem 1990.

Pakiet klimatyczno-energetyczny (2007) zwany jest w skrócie pakietem „3x20” i obejmuje następujące cele, które powinny zostać osiągnięte do roku 2020 przez całą UE: −− redukcja emisji gazów cieplarnianych przynajmniej o 20% poniżej poziomu z roku 1990; −− zwiększenie do 20% udziału energii z OŹE w bilansie energetycznym UE; −− zmniejszenie o 20% zużycia pierwotnej energii w porównaniu z wartością prognozowaną, w wyniku wzrostu efektywności energetycznej.

Kluczową rolę w ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych ma odegrać system handlu uprawnieniami do emisji (EU ETS). Każdy kraj członkowski UE ma obowiązek przedstawić Komisji Europejskiej Krajowy Plan Działania (AP – Action Plan), określający kierunki rozwoju poszczególnych OŹE w produkcji energii elektrycznej, ciepła, chłodu i paliw transportowych.

Podstawowym aktem prawa UE regulującym zagadnienia OŹE jest Dyrektywa 2009/28/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z 23 kwietnia 2009 w sprawie promocji stosowania energii z odnawialnych źródeł, zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/EC i 2003/30/EC. Dyrektywa ta ustanawia ogólne ramy rozwoju energii z OŹE w krajach UE i określa obligatoryjne krajowe cele dotyczące osiągnięcia określonych udziałów energii z OŹE w finalnym zużyciu energii brutto, jak również cele dla udziału energii z OŹE w transporcie. Cele nałożone na poszczególne kraje składają się na łączny cel Wspólnoty – 20% udziału energii z OŹE w finalnym zużyciu energii brutto w 2020 roku. Dyrektywa zawiera nową definicję energii z odnawialnych źródeł – jest to energia z odnawialnych niekopalnych źródeł, w tym energia wiatru, promieniowania słonecznego, aerotermalna, geotermalna, hydrotermalna, energia oceanów, energia wodna, energia pozyskiwana z biomasy, biogazu ze 25

składowisk odpadów, oczyszczalni ścieków i ze źródeł biologicznych. Każdy kraj ma obowiązek przyjąć krajowy plan działania w zakresie energii z OŹE, w którym będą zawarte krajowe cele dla udziału energii z OŹE w transporcie, zaopatrzeniu w energię elektryczną, ciepło, chłód w roku 2020 przy uwzględnieniu wpływu innych instrumentów polityki na zmniejszenie zużycia energii.

3.3. Krajowe i regionalne polityki oraz prawo gospodarki odpadami Wszystkie kraje UE mają obowiązek transpozycji prawa wspólnotowego (nie dotyczy to rozporządzeń, obowiązujących bez potrzeby transpozycji) do prawa krajowego w terminach podanych w dyrektywach. Sposób implementacji może różnić się w poszczególnych krajach, jednak wymagania prawa UE muszą znaleźć odzwierciedlenie w prawie krajowym. Kraje UE implementują prawo europejskie poprzez różne regulacje. Zasadniczo prawo gospodarki odpadami jest bardzo zbliżone lub identyczne w krajach UE, jednakże kraje mogą wprowadzać dodatkowe mechanizmy, jak również prawne i ekonomiczne instrumenty, niebędące w sprzeczności z prawem UE, których celem jest implementacja specyficznych celów polityki gospodarki odpadami w tych krajach. Ponadto kraje, które wstąpiły do UE w 2004 roku (wśród nich kraje biorące udział w projekcie REMOWE – Estonia, Litwa i Polska) uzyskały okresy przejściowe w implementacji niektórych dyrektyw, w tym dyrektywy składowiskowej (4 lata) oraz dyrektywy w sprawie opakowań i odpadów opakowaniowych (6 lat), co pozwala na stopniowe dostosowanie własnych rozwiązań gospodarki odpadami do wymagań unijnych. Dotyczy to w szczegolności obowiązku ograniczenia składowania odpadów ulegających biodegradacji oraz dostosowania składowisk do wymagań dyrektywy składowiskowej, jak również uzyskania wymaganych poziomów odzysku, w tym recyklingu, odpadów opakowaniowych.

Każdy kraj opracował własny krajowy plan gospodarki odpadami, który jest wyrazem polityki gospodarki odpadami oraz przedstawia cele i środki do ich osiągnięcia. Wymagania zawarte w planach krajowych są następnie przenoszone na poziomy regionalne i lokalne, w zależności od przyjętych w danym kraju zasad planowania gospodarki odpadami.

W Polsce do 2011 roku obligatoryjne były plany gospodarki odpadami na poziomach: krajowym, wojewódzkim, powiatowym i gminnym, jednak w wyniku zmiany prawa zniesione zostały plany gminne i powiatowe, a pozostał plan krajowy i 16 planów wojewódzkich.

Szwedzkie prawo zawiera obowiązek opracowania lokalnych (gminnych), regionalnych (powiatowych) i krajowego planu gospodarki odpadami. W efekcie gminy powiatu Västmanland opracowały własne plany gospodarki odpadami, chociaż nie wszystkie obowiązują, gdyż część z nich wymaga aktualizacji. Regionalny plan gospodarki odpadami został opracowany przez firmę VafabMiljö AB, należącą do gmin powiatu Västmanland oraz gmin Heby i Enköping. Ten regionalny plan, opracowany w imieniu gmin, pokrywa obszar wszystkich 12 gmin (VafabMiljö AB, 2009b).

W Finlandii obligatoryjny jest tylko krajowy plan gospodarki odpadami, został on przyjęty w 2008 roku i obowiązuje do roku 2016 (Pohjois-Karjalan ympäristökeskus, 2009).

Regionalne plany gospodarki odpadami nie są obowiązkowe, jednak wszystkie regiony Finlandii, w tym również północna Savonia, opracowały własne plany. Ponadto trzy 26

regiony (północna Savonia, południowa Savonia i północna Karelia), należące do prowincji wschodniej Finlandii, opracowały wspólny plan gospodarki odpadami.

Na Litwie obowiązkowy jest krajowy plan gospodarki odpadami, który został opracowany na lata 2007–2013 jako Krajowy Strategiczny Plan Gospodarki Odpadami.

W Estonii rozwój przetwarzania odpadów w latach 2004–2007 oparty był na zapisach krajowego planu gospodarki odpadami Riigikogu, przyjętego w 2002 roku. W 2008 roku rząd zatwierdził nowy plan gospodarki odpadami, który ustanowił cztery główne obszary rozwoju gospodarki odpadami do roku 2013. Z tego dokumentu pochodzą strategiczne cele dla sektora gospodarki odpadami (unikanie wytwarzania odpadów, rozwój odzysku, w tym ponownego użycia i recyklingu), środki do osiągnięcia celów oraz wskaźniki do oceny rozwoju systemu.

Wybrane cele ilościowe, pochodzące z krajowych i regionalnych planów gospodarki odpadami, przedstawiono w tabeli 3.2. Z analizy tych danych wynika, że osiągnięcie celów ilościowych zbierania odpadów oraz redukcji składowania odpadów ulegających biodegradacji wymagać będzie zróżnicowanego podejścia w poszczególnych krajach i regionach, od działań na poziomie podstawowym w Polsce, do bardzo zaawansowanych rozwiązań w Szwecji.

Gospodarka odpadami komunalnymi w Polsce jest obecnie w fazie intensywnego rozwoju. Krajowy plan gospodarki odpadami zawiera rekomendacje i wymagania dotyczące aktualnie wdrażanych rozwiązań i instalacji przetwarzania odpadów. Instalacje te powinny spełniać wymagania BAT – najlepszej dostępnej techniki – i posiadać odpowiednie wydajności dla przyjęcia i przetworzenia odpadów przynajmniej od 150 tys. mieszkańców. Te instalacje powinny zapewnić przynajmniej poniższy zakres usług: −− termiczne lub mechaniczno-biologiczne przetwarzanie zmieszanych odpadów komunalnych i pozostałości po ich sortowaniu; −− unieszkodliwianie (składowanie) przetworzonych odpadów komunalnych; −− kompostowanie odpadów zielonych; −− sortowanie różnych frakcji odpadów komunalnych zebranych selektywnie (opcjonalnie); −− przetwarzanie odpadów wielkogabarytowych (opcjonalnie); −− przetwarzanie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (opcja).

W regionach zamieszkałych przez więcej niż 300 tys. mieszkańców preferowaną metodą przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych jest spalanie.

W zachodniej Litwie wymagana redukcja składowania odpadów ulegających biodegradacji zostanie osiągnięta m.in. dzięki uruchomieniu 19 punktów selektywnego zbierania tych odpadów, które będą następnie transportowane do regionalnych instalacji fermentacji lub będą kompostowane na miejscu.

Poszczególne kraje mogą także opracowywać inne dokumenty strategiczne, wytyczne i rekomendacje dla gospodarowania specyficznymi odpadami, jeśli uznają to za uzasadnione. Przykładowo w Polsce opracowano wytyczne dla biologicznego oraz mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów (stanowiące podstawę do odpowiedniego rozporządzenia Ministra Środowiska), dla planów gospodarki odpadami, strategię gospodarowania osadami ściekowymi i strategię gospodarki odpadami ulegającymi biode27

28

Składowanie

zgodnie z dyrektywą składowiskową

budowa 19 punktów zbierania bioodpadów, z których odpady będą transportowane do instalacji recyklingu organicznego

Zachodnia Litwa

30% udział składowania odpadów biodegradow. w 2013 roku

50% odzysku odpadów do 2013 roku

Estonia 4

1 cele ilościowe krajowego planu gospodarki odpadami KPGO 2014; 2 cele regionalnego planu gospodarki odpadami powiatu Västmanland oraz gmin Heby i Enköping; 3 cele ilościowe krajowego planu gospodarki odpadami do roku 2016, 4 na podstawie krajowego planu gospodarki odpadami Estonii

Inne cele odzysku energii z odpadów

maks. 20% odpadów składowanych

zmniejszenie ilości składowanych odpadów dopuszczalne składowakomun. do maks. 60% ilości nie maks. 4% odpadów odpadów wytwarzanych do komunalnych końca 2014 roku

do 2016: zagospodarowanie całej gnojowicy, w tym 10% w biogazowniach, – 10% ścieków z obszarów słabo zaludnionych unieszkodliwianych w biogazowniach, – 100% komunalnych osadów ściekowych zastosowanych w rolnictwie lub do odzysku energii

50% recyklingu odpadów komun., 30% odzysku energii, 70% odzysku i recykling odpadów z budowy i rozbiórki

50% przygotowania do ponownego użycia oraz recyklingu przynajmniej papieru, metali, tworz. szt. i szkła do 2020 roku

Cele ilościowe odzysku, w tym recyklingu

– zmniejszenie zanieczyszczeń w selekt. zbieranych bioodpadach do <0.8%, – zmniejszenie zanieczyszczeń po odpadach do kompostowania do <10%

Północna Savonia 3

– objęcie całej populacji zorganizowanym odbieSystem zbierania raniem odpadów do 2013 roku, odpadów – objęcie całej populacji zorkomunalnych ganizowanym odbieraniem odpadów do 2015 roku

Västmanland 2 zmniejszenie całkowitej stabilizacja ilości odpadów, a następnie ilości wytwarzanych odpado 2016 roku redukcja ilości odpadów dów oraz powodowanych wytwarzanych do poziomu roku 2000 zagrożeń

Dolny Śląsk 1

Wytwarzanie odpadów komunalnych

Działanie

Tabela 3.2. Cele krajowych i regionalnych planów gospodarki odpadami

gradacji. Te dokumenty stanowią wsparcie dla samorządów i innych organów administracji odpowiedzialnych za gospodarkę odpadami.

Należy podkreślić niektóre z przykładów instrumentów polityki i prawa gospodarki odpadami wprowadzonych indywidualnie przez kraje, z których pochodzą regiony projektu REMOWE: −− kryteria przyjęcia odpadów na składowiska różnych typów (UE, Polska – dodatkowe kryteria); −− zakaz składowania odpadów nieprzetworzonych z uwzględnieniem ograniczenia składowania odpadów komunalnych ulegających biodegradacji (UE); −− zakaz składowania palnych odpadów (Szwecja); −− zakaz składowania palnych odpadów zebranych selektywnie (Polska); −− różne stawki opłat za składowanie odpadów, w tym wysokie stawki za składowanie odpadów komunalnych i wysortowanych z nich różnych frakcji (Polska, Szwecja); −− obowiązek uzyskania określonych poziomów odzysku, w tym recyklingu, wybranych składników odpadów komunalnych – szkła, tworzyw sztucznych, papieru i metali, jak również odpadów opakowaniowych, zużytych olejów, opon itp. (prawo UE oraz specyficzne wymagania wprowadzone w niektórych krajach, np. w Polsce i w Finlandii dla opon samochodowych).

29

3.4. Krajowe i regionalne polityki oraz prawo energetyczne Poszczególne kraje wprowadziły własne instrumenty dla wsparcia własnych polityk i rozwoju energii z odnawialnych źródeł, w tym z odpadów.

Obejmują one: −− instrumenty prawne i ekonomiczne; −− ogólne strategie rozwoju energii opartej na odnawialnych źródłach i szczegółowe strategie dla takich OŹE, jak: biogaz, wiatr, hydroenergia, energia ze spalania odpadów komunalnych etc.

Istniejące lub nowo wprowadzane przepisy prawa dotyczące ograniczania wytwarzania odpadów i jednocześnie wzrastające cele dla recyklingu odpadów ograniczają podaż odpadów do odzysku energii. Prawdopodobne jest także wprowadzenie specyficznych celów dla selektywnego zbierania i recyklingu bioodpadów w całej EU. Te odpady są obecnie w dużej części spalane w spalarniach jako składnik zmieszanych odpadów komunalnych i w ograniczonym stopniu są zbierane selektywnie oraz odrębnie przetwarzane. Zmniejszenie ich udziału w zmieszanych odpadach przeznaczonych do spalania wpłynie na wzrost wartości opałowej tych odpadów, ale jednocześnie spowoduje spadek masy spalanych odpadów i zawartości w nich biomasy. Wzrastać będzie znaczenie fermentacji metanowej bioodpadów jako procesu odzysku zawartej w nich energii w postaci biogazu. Jednakże stopień przetworzenia odpadów, produkcja biogazu oraz odzysk jego energii są mniejsze w procesie fermentacji niż podczas bezpośredniego spalania.

Z drugiej strony pozostałości po procesie fermentacji (fermentat) i dodatkowej stabilizacji tlenowej mogą być poddane odzyskowi jako nawozy organiczne lub środki poprawy jakości gleby w procesach rekultywacji terenów, co jest istotne dla poprawy jakości zdegradowanych gleb.

Dyrektywa 2009/28/EC ustanawia jako nowy cel europejski 20% energii z OŹE w końcowym zużyciu brutto energii w roku 2020, jest on jednak zróżnicowany dla poszczególnych krajów EU-27, dla których ustalono odrębne cele krajowe. W Krajowych Planach Działania na rzecz energii z OŹE (NREAP) poszczególne kraje powinny przedstawić indykatywne trajektorie odnoszące się do udziału energii z OŹE w zużyciu przez nie energii elektrycznej, ciepła oraz paliw w transporcie. Każdy kraj ma obowiązek przedstawić odpowiednie instrumenty do osiągnięcia postawionych mu celów. Tabela 3.3 zawiera krótki przegląd instrumentów ekonomicznych zastosowanych do wsparcia energii z OŹE. Instrumenty klasyfikowane jako „regulacja cen” mają bezpośredni wpływ na przychody z produkcji energii wytwarzanej przez instalacje OŹE. Druga grupa instrumentów jest ukierunkowana na regulowanie wielkości zainstalowanej mocy i ilości wytwarzanej energii. Zielone certyfikaty, które w Polsce stanowią świadectwa pochodzenia energii z OŹE, mogą być zaliczone do obydwu kategorii. Są one wykorzystywane do regulacji ilościowej oraz zwiększenia przychodów producentów energii z OŹE.

30

Tabela 3.3. Mechanizmy wsparcia dla OŹE (Mikucki and Śleszyński, 2009) Mechanizmy Wspierające inwestycje

Regulacja ceny

Wzrost mocy

Dotacje na inwestycje Instrumenty fiskalne (ulgi podatkowe)

Przetargi na dostawę energii

Preferencyjne kredyty Wspierające wytwarzanie energii

Zielone ceny Gwarantowane stałe ceny (feed-in tariff)

System kwotowy (wymagania ilościowe OŹE) Świadectwa pochodzenia

Zielone certyfikaty

Środki na rzecz energii z OŹE, a zwłaszcza poziomy wsparcia, różnią się między państwami członkowskimi UE. W większości regionów przedsiębiorstwa energetyczne dostarczające energię elektryczną użytkownikom końcowym są zobligowane do zakupu energii elektrycznej wytworzonej w OŹE oraz ciepła wytworzonego w kogeneracji. Wszystkie regiony wprowadziły również świadectwa pochodzenia, które potwierdzają, że energia została wytworzona z odnawialnych zasobów. Dodatkowo istnieje szereg zwolnień podatkowych, z których mogą korzystać wytwórcy energii odnawialnej w poszczególnych krajach. W odniesieniu do regulacji cen najczęściej wdrażanymi instrumentami w UE–27 są gwarancje stałej ceny (wyższej dla energii odnawialnej). Dostępne są tutaj dwie możliwości: opcja „feed-in tariff”, która gwarantuje stałą cenę za kWh energii elektrycznej, lub opcja „feed-in premia”, która jest wypłacana jako dodatek do rynkowej ceny energii elektrycznej. Gdy istnienie stałych cen jest zagwarantowane producentom energii elektrycznej przez 15–20 lat, stanowi to wysokie bezpieczeństwo inwestycji. Spośród partnerów REMOWE wsparcie oparte na systemie gwarantowanych stałych cen stosuje się w Estonii, na Litwie i w Finlandii. W tabeli 3.4 przedstawiono porównanie taryf obowiązujących w tych państwach.

Tabela 3.4. Poziom wsparcia w regionach stosowania taryf (feed-in-tariffs) Kraj Estonia Finlandia Litwa

Gwarancja stałej ceny (feed-in tariff) EUR / MWh el 73,5 (lub 51,8) 83,5

Komentarz alternatywnie feed-in premia 53,7 (lub 32,0 EUR/MWh el) W elektrociepłowni premia za ciepło 50 EUR/MWh

87

W Polsce i Szwecji stosowany jest alternatywny system wsparcia, oparty na wymogach kwotowych energii z OŹE, stymulowanych poprzez obrót świadectwami pochodzenia. W tabeli 3.5 porównane są poziomy wsparcia w tym systemie.

31

Tabela 3.5. Poziom wsparcia w regionach stosujących system kwotowy Przychody z tytułu świadectw Komentarz Kraj pochodzenia1, EUR/MWh el

Polska

Szwecja

63,93

Energia elektryczna z OŹE, w tym z biomasy2 i biogazu rolniczego, składowisk odpadów, oczyszczalni ścieków (certyfikat zielony); wtłaczanie biometanu do sieci gazowej (brązowy certyfikat)

93,50

Kogeneracja w oparciu o biogaz rolniczy oraz inne OŹE<1 MW (zielone i żółte certyfikaty)

77,69

Kogeneracja w oparciu o biogaz (w tym biogaz z oczyszczalni ścieków i składowisk > 1 MW) (zielone i fioletowe certyfikaty)

70,81

Kogeneracja z OŹE (inne niż biogaz > 1 MW) (zielone i czerwone certyfikaty)

33

Energia elektryczna z OŹE, w tym z części odpadów komunalnych

jako przychody dodatkowe w stosunku do przychodów ze sprzedaży energii elektrycznej (w Polsce 46 EUR MWh el w 2010), ciepło (w Polsce: ok. 8 EUR/GJ) i biometanu (w Polsce ok. 0,2 EUR/m3 biometanu), przychody z kogeneracji (odrębnie dla energii elektrycznej i dla ciepła) naliczane w oparciu o ilości wytwarzanej energii elektrycznej 2 42% energii generowanej przez spalarnie odpadów komunalnych jest uważane za pochodzące z biomasy, ale dotyczy to tylko spalarni odpadów (dla współspalania odpadów nie ma wsparcia) 1

W Estonii można uzyskać zarówno gwarancję stałej ceny, jak i gwarantowaną premię.

Ustawa o Rynku Energii Elektrycznej Estonii określa, kto jest uprawniony do uzyskania dotacji. Zasadniczo istnieje wsparcie w następujących przypadkach: 1. Na energię elektryczną, jeśli wyprodukowano ją z OŹE , ale (od 1.07.2010) nie z biomasy; 2. od 01.07.2010 na energię elektryczną, jeśli została wytworzona z biomasy w metodzie skojarzonej, ale nie w systemie kondensacji; 3. na energię elektryczną, jeśli została wyprodukowana z odpadów, torfu lub gazu retortowego w metodzie kogeneracji; 4. na energię elektryczną, jeśli została wyprodukowana w metodzie kogeneracji w jednostce o mocy nie większej niż 10 MW. W powyższych przypadkach wytwórca energii elektrycznej jest uprawniony albo do uzyskania gwarantowanej stałej ceny energii lub gwarantowanej premii (płatnej dodatkowo w stosunku do ceny energii elektrycznej, która w 2010 wynosiła ok. 46 EUR/MWh), w wysokości 73,50 EUR/MWh i 53,69 EUR/MWh, odpowiednio dla stałej ceny (feed-in ta riff) i premii dla przypadków 1 i 2. W przypadkach 3 i 4 odpowiednie kwoty wsparcia to 51,77 EUR/MWh (feed-in tariff) lub 31,96 EUR MWh (feed-in premia). Przy aktualnych cenach energii opcja feed-in premia stanowiła silniejszy bodziec ekonomiczny. Estoński Urząd ds. Konkurencji może przyjąć inną wysokość dotacji na podstawie wniosku producenta, jeśli energia elektryczna została wyprodukowana metodą kogeneracji 32

ze źródeł odnawialnych lub torfu. Metodologia obliczania udziału frakcji biodegradowalnych w odpadach komunalnych, a tym samym wsparcia związanego z jej spalaniem jest obecnie w trakcie przygotowywania (Moora 2011). Estońskie gwarantowane ceny stałe (feed-in tariff) są najniższe spośród wszystkich regionów REMOWE, jednak premia stanowi bardziej korzystną opcję.

Na Litwie od 14 października 2005 r. operator systemu przesyłu energii elektrycznej ustanowił świadectwa pochodzenia dla producentów energii z OŹE. Odnawialne źródła energii elektrycznej są promowane poprzez gwarancję stałej ceny (feed-in tariff). Operatorzy instalacji wytwarzania energii elektrycznej z OŹE są upoważnieni wobec operatora sieci do otrzymania zapłaty za energię elektryczną wprowadzaną do sieci. Całkowita ilość energii elektrycznej, kwalifikowanej do wsparcia w systemie cen gwarantowanych (feed-in tariff), jest ograniczona ustawowo i zależy od źródła energii pierwotnej. Poziom gwarantowanej stałej ceny jest określany przez Krajową Komisję Kontroli Cen i Energii. Dla energii wytworzonej z biomasy ewoluowała od 58 EUR/MWh el (2002–2007) do 87 EUR/MWh el obecnie. Wsparcie w postaci gwarantowanej ceny jest stosowane przy zakupie energii elektrycznej wytworzonej z energii wiatru, z biomasy oraz w elektrowniach słonecznych, jak również w elektrowniach wodnych o mocy nie przekraczającej 10 MW (małe elektrownie wodne). Cena energii elektrycznej na Litwie wzrosła w ciągu ostatnich dwóch lat. W 2010 roku cena energii była regulowana na poziomie 44,9 EUR/ MWh, w 2011 r. Lesto (największy krajowy dostawca) sprzedawał energię elektryczną po 46,34 EUR/MWh. W lutym 2011 r. Lesto podniósł ceny energii elektrycznej do 55,03 EUR/MWh (Eesti Energia, 2011). Zatem cena gwarantowana jest o ok. 60 do 90% wyższa niż w przypadku konwencjonalnego systemu cen energii. Obecnie trwają dyskusje, czy wytworzona energia ze spalania odpadów (pierwsza spalarnia jest obecnie w budowie) powinna być przedmiotem wsparcia.

Fiński system wsparcia dla energii z biogazu jest również oparty na gwarancjach stałej ceny (feed-in tariff), która wynosi 83,50 EUR/MWh el, z dodatkową premią za energię cieplną w wysokości 50 EUR za MWh (w kogeneracji). Gwarantowane wsparcie dla energii z biogazu odpowiada różnicy pomiędzy ceną docelową przewidzianą przez prawo i rzeczywistą ceną rynkowej energii elektrycznej. Wytwórcy energii elektrycznej z wiatru, biogazu i biomasy otrzymują gwarancję zmiennej premii doliczanej do cen hurtowych energii elektrycznej przez okres 12 lat. Następujące warunki muszą być spełnione dla biogazowni, aby mogła ubiegać się o tę premię: zakład nie może otrzymywać innych dotacji państwowych; zakład (technologia) musi powstać wyłącznie z nowych części; wydajność nominalna generatora musi wynosić co najmniej 100 kVA.

• • •

Energia elektryczna wytworzona w biogazowni może otrzymywać dodatkowy „bonus za ciepło", jeśli spełnione są następujące warunki: zakład musi wytwarzać zarówno energię elektryczną, jak i ciepło użytkowe; zakład musi osiągnąć współczynnik sprawności na poziomie co najmniej 50% lub 75%, jeśli moc generatorów jest równa lub większa od 1 MVA (Act nr 1396/2010).

• •

33

W Finlandii zakład otrzymujący wsparcie w postaci stałej ceny nie może ubiegać się o wsparcie dla inwestycji, jak również nie kwalifikuje się do dotacji na podatek od produkcji energii elektrycznej. Jeśli zakład nie kwalifikuje się do systemu gwarantowanych cen, może otrzymać obniżoną premię feed-in w wysokości EUR 4,2/MWh dla biogazu.

W Polsce obowiązuje system kwotowy, tzw. zobowiązań ilościowych, nakładanych na przedsiębiorstwa sprzedające energię elektryczną i wymuszający na nich posiadanie rosnącego z roku na rok udziału energii z OŹE w bilansie sprzedaży energii elektrycznej.

Wysokość opłaty zastępczej za brak wywiązania się z takiego obowiązku wyznacza wartość tzw. świadectwa pochodzenia zielonej energii (potocznie – zielonego certyfikatu).

Dostawcy energii elektrycznej zobowiązani są do nabycia określonej liczby świadectw pochodzenia, które są wydawane przez producentów energii elektrycznej z OŹE. Ponadto produkcja energii elektrycznej z OŹE jest wspierana za pomocą pożyczek i ulg podatkowych. System certyfikatów jest dość rozbudowany i obejmuje różne rodzaje certyfikatów: certyfikaty związane wyłącznie z produkcją energii elektrycznej (zielone certyfikaty), z kogeneracją (żółte, fioletowe lub czerwone certyfikaty), dla dostawców biogazu do sieci (certyfikaty, brązowy), jak również w zakresie efektywności energetycznej (białe certyfikaty). W celu wypełnienia zobowiązań ilościowych przedsiębiorstwo może zakupić odpowiedni certyfikat na rynku surowców energetycznych lub uiścić opłatę zastępczą na konto Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Środki z tego źródła powinny być przeznaczone na rozwój odnawialnych źródeł energii i elektrociepłowni w miastach Polski. Producent energii z OŹE otrzymuje środki ze sprzedaży energii elektrycznej (i ciepła lub biogazu) do sieci, a sprzedaż świadectw pochodzenia na rynku surowców energetycznych stanowi dodatkowy przychód. Najwyższy poziom wsparcia jest obecnie dostępny dla biogazowni rolniczych (niezależnie od wielkości mocy) i innych technologii opartych o OŹE o zainstalowanej mocy <1 MW i wytwarzających energię elektryczną oraz ciepło skojarzeniu (uprawnieni do uzyskania zielonych i żółtych certyfikatów). Przychody ze sprzedaży świadectw wynoszą 93,50 EUR/MWh el. Po dodaniu przychodów ze sprzedaży energii elektrycznej i ciepła kwota ta wzrasta do 150 EUR/MWh el. W przypadku spalania odpadów komunalnych można pozyskać zielony certyfikat za ilość energii odpowiadającą 42% wytworzonej energii elektrycznej i certyfikat czerwony dla wytwarzania ciepła. Wraz ze sprzedażą energii elektrycznej i ciepła można uzyskać przychód wysokości 90 EUR za 1 MWh el wytworzonej w instalacji. Poziom wsparcia jest odpowiednikiem zielonego certyfikatu (na podstawie ekwiwalentu energii elektrycznej w biometanie).

Również szwedzki system wsparcia oparty jest na systemie kwotowym połączonym z certyfikatami pochodzenia energii elektrycznej. Producenci energii elektrycznej z OŹE (energia słoneczna, wiatrowa i wodna, energia elektryczna biopaliwa i energia elektryczna produkowana z torfu w elektrociepłowni) uzyskują świadectwo pochodzenia za każdą MWh wyprodukowanej energii elektrycznej. Wszyscy dystrybutorzy energii elektrycznej, jak również niektórzy użytkownicy końcowi, są zobowiązani do nabycia certyfikatów w ilości adekwatnej do wykorzystanej energii elektrycznej. Kwotę tę ustala się dla każdego roku, a cena ustalana jest na wolnym rynku. Zakład produkcji energii elektrycznej jest uprawniony do otrzymania certyfikatów tylko przez 15 lat. Na koniec 2009 roku przychody ze sprzedaży świadectw wynosiły 300 SEK (33 EUR) za MWh (Tjus 34

i Fortkamp 2011). Wykorzystanie biopaliw do produkcji energii cieplnej i transportu jest wspierane przez zwolnienia podatkowe. W Szwecji od 1991 roku istnieje podatek od paliw kopalnych wykorzystywanych do ogrzewania i transportu. Stymulowało to wzrost wykorzystania biomasy. Od końca lat 90. zaobserwowano wzrost importu RDF, a nawet odpadów z gospodarstw domowych do odzysku energii (Olofsson et al. 2005), jako że odpady z gospodarstw domowych były zwolnione z podatku od paliw kopalnych. Od 2006 r. nałożono podatek na spalanie i współspalanie kopalnego (pochodzącego ze źródeł nieodnawialnych) węgla w odpadach (podobnie jak wcześniej w odniesieniu do produkcji energii cieplnej). Kwota podatku od energii wynosi 17,5 EUR/t węgla z paliw kopalnych, a podatku od emisji CO2 – 419 EUR/t węgla kopalnego. Biogaz jest obecnie zwolniony z podatków od dwutlenku węgla i podatku energetycznego. Celem wprowadzenia podatku od spalania odpadów było m.in. zwiększenie zachęty do recyklingu materiałowego, w tym recyklingu organicznego, ponieważ te metody zagospodarowania stają się stopniowo konkurencyjne ekonomicznie w stosunku do spalania odpadów. Propozycja wielosektorowej strategii biogazu, opracowanej przy współpracy trzech szwedzkich agencji rządowych, sugeruje wprowadzenie wsparcia dla produkcji biogazu z odchodów zwierzących na poziomie 0,2 SEK/kWh (21 EUR/MWh). W opracowanym dokumencie stwierdzono, że wykorzystanie biogazu z obornika stanowiłoby podwójną korzyść dla środowiska: wykorzystanie metanu, który w przeciwnym razie jest emitowany przez nieprzefermentowane odpady do środowiska (Tjus i Fortkamp 2011). Wniosek omawia ponowne wprowadzenie podatku od nawozów mineralnych jako zachętę do zwiększenia wykorzystania osadów z oczyszczalni ścieków do celów nawożenia. Obecnie wykorzystywana jest tylko niewielka część wytworzonego osadu. Dostępne są również subsydia dla budowy nowych instalacji z zakresu fotowoltaiki i kolektorów słonecznych do produkcji biogazu, jak również wsparcie dla upraw energetycznych w rolnictwie.

W regionach dostępne są różne fundusze dla współfinansowania inwestycji w infrastrukturę OŹE. Poziom dotacji waha się od 50% do 85% kosztów kwalifikowanych. W Polsce, Estonii i na Litwie inwestycje realizowane w latach 2007–2015 mogą być współfinansowane z funduszy europejskich, głównie w ramach Programów Operacyjnych Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego i Europejskiego Funduszu Rolnego na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich. Dostępność funduszy europejskich umożliwia budowę spalarni odpadów w 6 miastach Polski (bieżące projekty) i jednej na Litwie. Z drugiej strony dostępność subsydiów powoduje wzrost kosztów inwestycji. W Estonii dwie spalarnie budowane są bez udziału zewnętrznego finansowania. W Szwecji inny mechanizm przyczynił się do sukcesu rozwoju spalani odpadów. Dynamiczny rozwój technologii spalania biomasy i odpadów nastąpił po wprowadzeniu podatku od energetycznego wykorzystania węgla kopalnego (zwłaszcza w okresie, gdy odpady komunalne wciąż były w 100% zwolnione z tego obciążenia).

Bariery rozwoju OŹE: W Polsce największy udział w sprzedaży zielonych certyfikatów (ok. 48%) ma współspalanie biomasy w dużych zakładach energetycznych. Jest to najtańsza metoda osiągnięcia wymaganych poziomów wytworzenia energii z OŹE, jednakże ten środek nie zwiększa całkowitej zainstalowanej wydajności dla OŹE. Wysokie koszty inwestycyjne innych technologii wykorzystujących OŹE są ciągle barierą ich rozwoju, zwłaszcza dotyczy to 35

biogazowni, dla których szacuje się koszt inwestycyjny na ok. 4 mln EUR na 1 MW zainstalowanej mocy elektrycznej. Do innych barier zalicza się: −− brak długoterminowych gwarancji wsparcia ekonomicznego; dotychczas system zielonych certyfikatów jest zapewniony tylko do 2017 roku, jednakże bez gwarancji ceny certyfikatów. Istnieją obawy, że gdy osiągnięty zostanie przez Polskę wymagany udział energii z OŹE w finalnym zużyciu energii (co jest spodziewane w roku 2012), cena zielonych certyfikatów znacznie spadnie (nawet o ponad 50%); −− brak ustawy o OŹE, ostatni projekt ustawy zawiera kontrowersyjne rozwiązania, będące przedmiotem krytyki interesariuszy z sektora OŹE, −− publiczny sprzeciw wobec instalacji przetwarzania odpadów (spalarni, biogazowni rolniczych i wielu innych) z obawy przed zanieczyszczeniem środowiska, odorami itp.; −− trudności w uzyskaniu przyłączenia do sieci energetycznej (np. dla biogazowni rolniczych i biogazowni przy składowiskach odpadów).

Na Litwie do głównych barier rozwoju odzysku energii z odpadów zalicza się: −− społeczny sprzeciw wobec spalarni odpadów z powodu spodziewanych emisji odorów oraz problemów zanieczyszczenia powietrza; −− długą procedurę planistyczną (1–2 lata); −− słabe wsparcie lokalnych regionalnych samorządów dla wytwarzania energii z OŹE. Z powodu małego wsparcia energii wytwarzanej z OŹE spodziewany jest długi okres zwrotu nakładów kapitałowych oraz wydatków bieżących projektu (8–12 lat, zależnie od wydajności i rodzaju technologii).

Główne bariery w Szwecji dotyczą braku infrastruktury, a także zasad i regulacji rozproszonej generacji energii. Przykładowo wykorzystanie gazu ziemnego jest bardzo małe w Szwecji, wskutek czego brak jest infrastruktury gazowej dla ewentualnego wykorzystania biogazu.

W Finlandii dostępne jest dofinansowanie do małych rolniczych biogazowni, jednak brak jest aplikacji z północnej Savonii. Przyczyną tego może być nieefektywność ekonomiczna obecnych technologii dla biogazowni rolniczych.

3.5. Stan odzysku odpadów i energii ze źródeł odnawialnych w krajach projektu REMOWE Istnieją bardzo duże różnice poziomów rozwoju gospodarki odpadami komunalnymi zarówno pomiędzy poszczególnymi krajami projektu REMOWE, jak i w odniesieniu do średniego poziomu dla krajów EU-27 (rys. 3.3).

36

Rys. 3.3. Metody gospodarowania odpadami komunalnymi w krajach REMOWE oraz średnie wartości dla UE-27 w 2009 roku (Eurostat, 2011)

Rys. 3.4 pokazuje, że kraje UE można podzielić na trzy grupy w odniesieniu do strategii redukcji składowania odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, a także względnych udziałów składowania, odzysku materiałowego (głównie recyklingu i kompostowania) i spalania. Pierwsza grupa obejmuje kraje o wysokich poziomach odzysku materiałowego i spalania oraz stosunkowo niskim poziomie składowania. Do drugiej grupy zaliczono kraje o wysokim udziale odzysku materiałowego i średnim udziale spalania oraz składowania. Trzecia grupa obejmuje kraje o niskich poziomach spalania i odzysku materiałowego oraz o wysokim uzależnieniu od składowisk.

37

Rys. 3.4. Trzy grupy krajów wg kryterium strategii przetwarzania odpadów komunalnych (EEA 2007)

Rys. 3.5. Udziały energii z OŹE w 2005 roku i cele na rok 2020 (adapt. Olivier et al. 2008)

Rys. 3.5 prezentuje średnie krajowe udziały energii z OŹE w finalnym zużyciu energii w 2005 roku oraz cele na rok 2020 ustalone dla poszczególnych krajów. Szwecja przewodzi z 40% udziałem energii z OŹE w 2005 roku i celem 49% na rok 2020, za nią są Finlandia, Estonia i Litwa. Polska ma wyraźnie najniższy udział energii z OŹE (7.2%) w 2005 roku, a także najniższy cel – 15% na rok 2020.

38

4. Odpady jako potencjalne źródła energii Wytypowano następujące odpady i produkty uboczne jako źródła energii odnawialnej: −− odpady komunalne; −− odpady przemysłowe; −− komunalne osady ściekowe; −− produkty, produkty uboczne oraz odpady z rolnictwa i leśnictwa.

W dalszych rozdziałach przedstawiono i porównano dane dotyczące wytwarzania i zagospodarowania wymienionych odpadów w poszczególnych regionach.

4.1. Odpady komunalne Ilość i skład odpadów komunalnych wytwarzanych w regionach są silnie zróżnicowane, podobnie jak obecne metody zagospodarowania odpadów (tabele 4.1 i 4.2, rysunki 4.1 i 4.2). Największe jednostkowe ilości odpadów wytwarzane są w Västmanland – 691 kg/M, a najmniejsze na Dolnym Śląsku – 326 kg/M. Szczególnie na Dolnym Śląsku oraz w Estonii występują duże różnice między odpadami wytwarzanymi na obszarach wiejskich (małe ilości, przewaga odpadów mineralnych) i miejskich (duże ilości, większy udział odpadów surowcowych i biodegradowalnych). Te różnice wynikają ze znacznie wyższego standardu życia mieszkańców miast niż wsi.

W regionach, w których wytwarzane są mniejsze ilości odpadów, także poziom ich zbierania w oficjalnym systemie gospodarki odpadami jest mniejszy niż w pozostałych regionach. W zachodniej Litwie odbiera się odpady komunalne średnio od ok. 87% mieszkańców, a w małych gminach wiejskich obserwuje się szybki wzrost poziomu zbierania od 30 do ponad 51%.

W czterech regionach główną metodą unieszkodliwiania odpadów komunalnych jest składowanie, dotyczy to ponad 70% odpadów. W powiecie Västmanland usuwa się na składowisko tylko ok. 8% odpadów wytwarzanych.

Ponad trzecia część odpadów poddawana jest recyklingowi w Västmanland, podczas gdy w zachodniej Litwie poziom recyklingu wynosi ok. 6%, a w pozostałych trzech regionach pomiędzy 10 i 15%.

Ilość odpadów przetwarzanych biologicznie nie jest zbyt wysoka. Najwyższy poziom ok.

11% ilości odpadów wytwarzanych osiągnięto w Estonii, a najniższy w zachodniej Litwie poniżej 0,5%.

Tabela 4.1. Całkowite ilości wytworzonych odpadów komunalnych w regionach w 2008 roku

Ilość odpadów, t/a

Estonia

Dolny Śląsk

Północna Savonia

Västmanland

Zachodnia Litwa

Razem

523 940

939 000

122 855

172 784

357 873

2 116 452

Całkowity teoretyczny potencjał energetyczny odpadów komunalnych można oszacować jako iloczyn całkowitej masy oraz średniej wartości opałowej roboczej tych odpadów.

Ten potencjał mógłby być wykorzystany tylko w przypadku, gdyby cała masa odpadów była spalana z odzyskiem energii. Z uwagi jednak na wymagany recykling części odpa-

39

dów surowcowych oraz prowadzony recykling organiczny bioodpadów, tylko pozostała masa odpadów może być poddana przetworzeniu (odzyskowi i unieszkodliwianiu).

Rys. 4.1. Jednostkowe ilości odpadów komunalnych w regionach (dane dla Estonii: Statistics Estonia 2011) Tabela 4.2. G ospodarowanie odpadami w regionach w 2008 roku, % masy odpadów wytworzonych Estonia*

Dolny Śląsk

Północna Zachodnia Västmanland Savonia Litwa

Recykling

14

10.1

12.7

34.6

6.0

Przetwarzanie biologiczne

11

3.4

7.5

8.3

0

Przetwarzanie termiczne, odzysk energii

0

0

9.0

52.3

0

Składowanie

75

86.5

70.8

4.8

94.0

* dane dla 2009 (recykling obliczony dla roku 2011)

Odzysk energii z odpadów komunalnych, oprócz termicznego przetwarzania, obejmuje także wytwarzanie biogazu. Biogaz może być spalany w jednostkach kogeneracyjnych z wyworzeniem energii elektrycznej i cieplnej lub uzdatniony do metanu wykorzystywanego jako paliwo gazowe. W przypadku fermentacji metanowej, odzysk energii jest niższy niż w wyniku bezpośredniego spalania odpadów z odzyskiem energii elektrycznej i cieplnej (o ok. 50%), gdyż tylko część bioodpadów ulega biodegradacji, podczas gdy inne palne odpady (jak tworzywa sztuczne) o wysokiej wartości opałowej, które są obecne w odpadach do fermentacji (mokra frakcja zmieszanych odpadów komunalnych), nie ulegają biodegradacji.

Na podstawie analiz i obliczeń przeprowadzonych dla Dolnego Śląska oszacowano, że możliwe jest zmniejszenie masy odpadów komunalnych o ok. 30% do 2020 roku w wyniku selektywnego zbierania odpadów surowcowych oraz bioodpadów. Analiza aktualnej sytuacji w innych regionach pokazuje, że założenie to jest realistyczne i prowadzi do podobnych wniosków w przypadku północnej Savonii, zachodniej Litwy oraz Estonii (założenie wynikające z braku wystarczających i szczegółowych danych dla obecnego stanu).

40

Rys. 4.2. Gospodarowanie odpadami komunalnymi w regionach (% masy)

W Västmanland już obecnie osiągnięto prawie 50% selektywnego zbierania odpadów surowcowych do recyklingu i bioodpadów do fermentacji. Wydzielenie części odpadów surowcowych oraz bioodpadów wpływa na zmniejszenie wartości opałowej pozostałych odpadów o ok. 10%.

Tabela 4.3. P otencjalne zasoby energii w całej masie odpadów komunalnych oraz w odpadach pozostałych po zbieraniu selektywnym Parametr Całkowita masa odp.

Jedn.

Estonia

Dolny Śląsk

Północna Savonia

t/a

523 940

939 000

122 855

172 784

357 873

2 116 452

366 800

657 300

86 000

86 400

250 500

1 447 000

4716 1310

8451 2348

1106 307

1209 336

3221 895

18 703 5196

2934 815

5258 1461

688 191

778 216

2004 557

11 662 3240

99 28

629 175

Potencjalna masa t/a odp. pozost.

CałkowiTJ/a ty zasób GWh/a energii Zasób TJ/a energii GWh/a odp. pozost.

Obecny odTJ/a zysk energii GWh/a

Västman- Zachodnia land Litwa

Razem

Obliczenia dla Dolnego Śląska wykazały, że wartość opałowa odpadów pozostałych po selektywnym zbieraniu wynosi ok. 8 MJ/kg w porównaniu z ok. 9 MJ/kg dla niesortowanych, surowych odpadów komunalnych. Założono, że odpady z północnej Savonii, zachodniej Litwy i Estonii mają podobne wartości opałowe jak odpady z Dolnego Śląska.

W przypadku Västmanland wartości opałowe oszacowano na 9 MJ/kg odpadów pozostałych i 10 MJ/kg surowych zmieszanych odpadów komunalnych. Obliczone potencjalne zasoby energii zawartej w odpadach komunalnych – w całej masie i w odpadach pozostałych po zbieraniu selektywnym – przedstawiono w tabeli 4.3.

41

42

1

Odpady tytoniowe

02 03 99

1)

02 03 82

02 03 811)

Inne niewymienione odpady

4

Wytłoki, osady i inne odpady z przetwórstwa produktów roślinnych (z wyłączeniem 02 03 81) Odpady z produkcji pasz roślinnych

02 03 801)

02 03 05

02 03 03 02 03 04

420

969

1,703

4252)

4503)

195

6291

1263

1313

10 924

14 974

3888

6880

Szlamy z mycia, oczyszczania, obierania, odwirowywania i oddzielania surowców Odpady poekstrakcyjne Surowce i produkty nienadające się do spożycia i przetwórstwa Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

226

Inne niewymienione odpady

4191

02 03 01

318

11 903

4041

75

93

3872

02 02 99

377

6697

129

2008

02 02 04

23

8301

528

2009

Odpadowa tkanka zwierzęca

12 106

12 008

107

2008

301

15 675

3879

1 370

13 775

14 545

313

2057

1096

95

85

804

12

2009

Dolny Śląsk

Surowce i produkty nienadające się do spożycia i przetwórstwa Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

571

9819

31

2008

Północna Savonia

02 02 02

817

2009

Estonia

02 02 03

02 02 01

1)

Odpady z mycia i przygotywania surowców

Odpady z upraw hydroponicznych

02 01 07

02 01 83

Odpadowa masa roślinna

Odpady z gospodarki leśnej

02 01 03

Odpadowa tkanka zwierzęca

Osady z mycia i czyszczenia

2008

Zachodnia Litwa

02 01 02

Rodzaje odpadów

02 01 01

Kod

Tabela 4.4. Wytwarzanie odpadów przemysłowych przydatnych do fermentacji metanowej, t/a

43

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

Odpady organiczne inne niż 16 03 05, 16 03 80 Produkty spożywcze przeterminowane lub nieprzydatne do spożycia Razem

16 03 06

2)

1)

odpady klasyfikowane zgodnie z polskim katalogiem odpadów dane dla roku 2006 3) dane dla roku 2007

16 03 801)

04 02 20

03 03 11

02 07 99

1)

02 07 80

02 07 05

02 07 02

02 07 01

1)

Wytłoki, osady moszczowe i pofermentacyjne, wywary Inne niewymienione odpady

Inne niewymienione odpady Odpady z mycia, oczyszczania i mechanicznego rozdrabniania surowców Odpady z destylacji spirytualiów Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

02 06 99

02 06 80

02 06 01

02 05 99

Odpadowa serwatka Inne niewymienione odpady Surowce i produkty nieprzydatne do spożycia i przetwórstwa Nieprzydatne do wykorzystania tłuszcze spożywcze

Surowce i produkty nieprzydatne do spożycia i przetwórstwa Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

Rodzaje odpadów

02 05 801)

02 05 02

02 05 01

Kod

280 275

263 785

257 358

230 737

6969

11 119

8303

2009

12 788

2008

Zachodnia Litwa

255 871

2825

60 9503)

61 25 958

1

110 612

1967

29

2008

Estonia

33 158

31 937

367

56

40

2008

32 870

31 270

291

105

31

2009

Północna Savonia

94 971

1161 1640

928 12

35 556

19

7

532

1368

80 118

201 1001

665 9

24 533

5

47

649

2009

Dolny Śląsk 2008

Całkowite zasoby energii w odpadach pozostałych po zbieraniu selektywnym mogą być tylko wówczas odzyskane, gdy odpady zostaną w całości spalone. Ten stan osiągnięto już prawie w całości w Västmanland, podczas gdy pozostałe regiony są odległe od tego.

4.2. Odpady przemysłowe Dostępność danych dotyczących wytwarzania i przetwarzania odpadów przemysłowych jest silnie zróżnicowana w poszczególnych regionach. Także jakość danych nie jest najlepsza i zależy od źródła informacji. W wielu branżach przemysłu wytwarzane są odpady biologicznie rozkładalne przydatne do produkcji biogazu oraz odpady palne nadające się do wytworzenia paliwa zastępczego w celu współspalania w piecach przemysłowych i odzysku energii lub do bezpośredniego spalania w spalarniach odpadów. Większość tych odpadów stanowi biomasa roślinna (bioodpady) z przemysłu spożywczego, z leśnictwa oraz przemysłu drzewnego i papierniczego, a w mniejszych ilościach także z innych branż przemysłu. Odpady te mają konsystencję od płynnej do stałej.

Odpady do fermentacji metanowej Odpady podatne do przetwarzania w procesie fermentacji metanowej można podzielić na dwie grupy: A – odpady komunalne; B – odpady inne niż komunalne.

Dane dotyczące odpadów komunalnych przedstawiono w rozdz. 4.1. Gospodarka osadami ściekowymi jest przedmiotem rozdziału 4.3.

Tabela 4.4. zawiera listę rodzajów i ilości odpadów innych niż komunalne wytwarzanych w poszczególnych regionach, zgodnie z raportami regionalnymi. Lista ta nie obejmuje odpadów z hodowli zwierząt, jak również biomasy roślinnej z rolnictwa, niestanowiącej odpadu. Większość odpadów należy do grupy 02 Europejskiej Listy Odpadów (European List of Waste – European Waste Catalogue), a pozostałe odpady wytwarzane w mniejszych ilościach klasyfikowane są w grupach 03, 04 i 16. Porównanie danych z różnych regionów, za wyjątkiem Västmanland, wykazuje znaczące zróżnicowanie ilości i rodzajów wytwarzanych odpadów. Istotnym problemem jest niepewność odnośnie jakości danych w bazach odpadowych w regionach. Ten problem analizowano szczegółowo na przykładzie Dolnego Śląska, porównując dane z lat 2002–2008. Duże różnice ilości niektórych rodzajów odpadów wytwarzanych w poszczególnych latach wskazują na niepełne informacje dostarczone do bazy przez wytwarzających odpady, a częściowo wynikają także z likwidacji lub znaczącego ograniczenia działalności pewnych branż przemysłowych. Szczególnym przykładem może być przemysł cukrowniczy, którego produkcja została znacznie ograniczona w wyniku likwidacji większości cukrowni. Efektem tego była duża redukcja ilości wytwarzanych odpadów o kodzie 02 04 80 (wysłodki) w latach 2002–2005.

44

Tabela 4.5. R odzaje odpadów przydatnych do fermentacji metanowej, wytwarzanych w ilościach przekraczających 5 tys. t/a Branża

Rolnictwo, lesnictwo

Przetwórstwo mięsa

Przetwórstwo owoców, warzyw, zboża Przemysł mleczny Napoje alkoholowe i bezalkoholowe

Przemysł papierniczy

Kod

Rodzaje odpadów

Regiony

Ilość, tys. t/a

02 01 02 Odpadowa tkanka zwierzęca

Estonia, Dolny Śląsk

9,95

02 01 03 Odpadowa masa roślinna

Estonia, Dolny Śląsk

16,70

02 01 07 Odpady z gospodarki leśnej

Estonia, Dolny Śląsk

12,20

02 02 02 Odpadowa tkanka zwierzęca

Estonia, Dolny Śląsk, północna Savonia

27,10

Estonia, Dolny Śląsk

19,40

Szlamy z mycia, oczyszczania, 02 03 01 obierania, odwirowywania i oddzielania surowców

Dolny Śląsk, Estonia, północna Savonia

12,30

Wytłoki, osady i inne odpady 02 03 80 z przetwórstwa produktów roślinnych

Dolny Śląsk

6,30

02 05 99 Inne niewymienione odpady

Estonia, zachodnia Litwa

123,38

Odpady z mycia, oczyszczania 02 07 01 i mechanicznego rozdrabniania surowców

Estonia, zachodnia Litwa

37,10

02 07 02

Odpady z destylacji spirytualiów

Estonia, zachodnia Litwa

291,70

02 07 80

Wytłoki, osady moszczowe i pofermentacyjne, wywary

Dolny Śląsk

35,56

Północna Savonia, Dolny Śląsk

32,87

02 02 04

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

Osady z zakładowych 03 03 11 oczyszczalni ścieków inne niż 03 03 10 Razem

624,56

Generalnie odpady są wytwarzane w ilościach od dziesiątek ton do kilku tysięcy ton rocznie, zróżnicowanie ilościowe wynika głównie z różnej skali działalności przemysłowych, w których wytwarzane są odpady w poszczególnych regionach.

Całkowita ilość odpadów do fermentacji była najwyższa w 2008 roku w zachodniej Litwie (264 tys. t/a), następnie w Estonii (256 tys. t/a), na Dolnym Śląsku (110 tys. t/a) oraz w północnej Savonii (33 tys. t/a). Całkowita masa odpadów wytworzonych w czterech regionach w 2008 roku wyniosła 663 tys. t/a. Wśród zdentyfikowanych strumieni odpadów w regionach 12 rodzajów wytworzono w ilościach większych niż 5 tys. t/a, a ich całkowita masa w czterech regionach wyniosła 625 tys. t/a i stanowiła prawie 94% masy wszystkich odpadów przydatnych do fermentacji metanowej. Dane o tych odpadach przedstawiono w tabeli 4.5 dla 2008 roku.

45

Średnia produktywność biogazu wynosi ok. 56.3 m3/t odpadów, co odpowiada średniemu zasobowi energii 1014 MJ/t lub 282 kWh/t. Największy potencjał wytwarzania biogazu ma Dolny Śląsk – 246 tys. GJ/a, a nieznacznie niższe mają zachodnia Litwa – 195 tys.

GJ/a i Estonia – 190 tys. GJ/a. Tabela 4.8 zawiera dane dotyczące produkcji i potencjału energii biogazu z odpadów wytwarzanych w ilościach przekraczających 5 tys. t/a. Biogaz z odpadów wytwarzanych w największych ilościach oraz energia tego biogazu stanowią ok. 94% całkowitej produkcji biogazu i energii z całej masy odpadów przemysłowych.

Odpady do wytwarzania paliw zastępczych lub bezpośredniego współspalania z odpadami komunalnymi Na podstawie przeglądu katalogu odpadów wytypowano te odpady, które, z uwagi na ich właściwości paliwowe, mogą być składnikami paliw alternatywnych (zastępczych) lub spalane bezpośrednio z odpadami komunalnymi w spalarniach tych odpadów. Odpady te można podzielić na specyficzne grupy (inne niż w katalogu odpadów) na podstawie podobnego pochodzenia, składu i właściwości. Są to listy odpadów potencjalnie przydatnych do wytworzenia paliw lub do bezpośredniego spalania. O ich aktualnej dostępności decydują albo czynniki lokalne, albo generalne wymagania lub stan gospodarki odpadami i paliwami w krajach i w poszczególnych regionach oraz w sektorach gospodarki.

Znaczna część tych odpadów jest przydatna do wytwarzania paliw dopiero po odpowiedniej obróbce wstępnej, takiej jak: sortowanie, suszenie lub mieszanie z innymi odpadami. Zidentyfikowano zarówno odpady niebezpieczne, jak i inne niż niebezpieczne.

Paliwa z odpadów niebezpiecznych mogą być stosowane prawie wyłącznie w przemyśle cementowym lub hutniczym, a paliwa z odpadów innych niż niebezpieczne stosowane są również w energetyce. Współspalanie paliw z odpadów niebezpiecznych w piecach cementowych jest klasyfikowane jako termiczne unieszkodliwianie odpadów (proces D10), podczas gdy współspalanie paliw z odpadów innych niż niebezpieczne (tzw. RDF) jest generalnie traktowane jako proces odzysku energii (R1). Większość paliw wytwarza się z odpadów innych niż niebezpieczne. Tabela 4.9 zawiera dane dotyczące wytwarzania odpadów palnych z podziałem na 11 grup, wyselekcjonowanych na podstawie podobnego składu i właściwości. Ilości odpadów palnych wytwarzanych w poszczególnych regionach są silnie zróżnicowane. W zachodniej Litwie zidentyfikowano tylko odpady drzewne, podczas gdy w północnej Savonii odpady drzewne i tworzywa sztuczne. Więcej rodzajów odpadów zawierają bilanse dla Estonii i Dolnego Śląska. Odpady drzewne z leśnictwa oraz z obróbki drewna są głównymi odpadami palnymi w Estonii (90.5%) i na Dolnym Śląsku (31.8%), jednakże dane dla Dolnego Śląska wydają się niepełne. Innymi znaczącymi strumieniami odpadów są: odpady roślinne, papier i karton, tworzywa sztuczne, guma, kompozyty wielomateriałowe oraz osady.

46

Tabela 4.6. Wytwarzanie odpadów przemysłowych przydatnych do fermentacji metanowej, t/a Kod

Rodzaje odpadów

02 01 01 02 01 02 02 01 03 02 01 07 02 01 831) 02 02 01 02 02 02 02 02 03 02 02 04 02 02 99

02 03 01

02 03 03 02 03 04 02 03 05

02 03 801)

02 03 811) 02 03 82

1)

Osady z mycia i czyszczenia Odpadowa tkanka zwierzęca Odpadowa masa roślinna Odpady z gospodarki leśnej Odpady z upraw hydroponicznych Odpady z mycia i przygotywania surowców Odpadowa tkanka zwierzęca Surowce i produkty nienadające się do spożycia i przetwórstwa Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków Inne niewymienione odpady Szlamy z mycia, oczyszczania, obierania, odwirowywania i oddzielania surowców Odpady poekstrakcyjne Surowce i produkty nienadające się do spożycia i przetwórstwa Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków Wytłoki, osady i inne odpady z przetwórstwa produktów roślinnych (z wyłączeniem 02 03 81) Odpady z produkcji pasz roślinnych Odpady tytoniowe

Zachodnia Litwa 2008 2009

Estonia 2008

571

Dolny Śląsk 2008

2009

9819

129

12

12 008

3872

804

12 106

93

85

75

95

4041

1096

31

817

Północna Savonia 2008 2009 107

528

8301

6697

11 903

6880

2057

23

377

318

3888

313

4191

226

195

14 974 14 545

4252)

4503)

10 924

1,703

969

13 775 1

1313

370

1263

3879

6291

15 675

4

301

1

47

Kod 02 03 99 02 05 01 02 05 02 02 05 801) 02 05 99 02 06 01 02 06 801) 02 06 99 02 07 01 02 07 02 02 07 05 02 07 801) 02 07 99 03 03 11 04 02 20 16 03 06

16 03 801)

Rodzaje odpadów Inne niewymienione odpady Surowce i produkty nieprzydatne do spożycia i przetwórstwa Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków Odpadowa serwatka Inne niewymienione odpady Surowce i produkty nieprzydatne do spożycia i przetwórstwa Nieprzydatne do wykorzystania tłuszcze spożywcze Inne niewymienione odpady Odpady z mycia, oczyszczania i mechanicznego rozdrabniania surowców Odpady z destylacji spirytualiów Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków Wytłoki, osady moszczowe i pofermentacyjne, wywary Inne niewymienione odpady Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków Odpady organiczne inne niż 16 03 05, 16 03 80 Produkty spożywcze przeterminowane lub nieprzydatne do spożycia Razem

Zachodnia Litwa 2008 2009

Estonia 2008

48

Dolny Śląsk 2008

2009

420 29

40

31

1967

56

105 1368

12 788

8303

110 612 1

532

649

7

47

19

5

35 556

24 533

928

665

12

9

1161

201

1640

1001

61 11 119

6969

25 958

230 737 257 358 609 503

2825

367

291

31 937 31270

263 785 280 275 255 871 33 158 32 870 94 971 80 118

odpady klasyfikowane zgodnie z polskim katalogiem odpadów 2) dane dla roku 2006 3) dane dla roku 2007 1)

Północna Savonia 2008 2009

Tabela 4.7. P otencjał energetyczny biogazu możliwego do wytworzenia z odpadów przemysłowych w regionach w roku 2008 Całkowita masa odpadów t/a

Ilość biogazu mln m3/a

Potencjał energetyczny GJ/a

Potencjał energetyczny MWh/a

Zachodnia Litwa

263 785

10,84

195 120

54 200

Estonia

255 871

10,57

190 260

52 850

Północna Savonia

33 158

1,43

25 740

7150

Dolny Śląsk

94 971

13,66

245 880

68 300

Razem

647 785

36,50

657 000

182 500

Tabela 4.8. I lości biogazu i energii z fermentacji odpadów przemysłowych wytwarzanych w ilościach przekraczających 5 tys. t/a Odpa- Biogaz EnerBranża Kod Rodzaje odpadów Region dy mln gia tys. t/a m3/a MWh/a Odpadowa tkanka Estonia, 02 01 02 9,95 0,40 1990 zwierzęca Dolny Śląsk Rolnictwo, Odpadowa masa Estonia, 02 01 03 16,70 1,42 7098 leśnictwo roślinna Dolny Śląsk Odpady z gospodarki Estonia, 02 01 07 12,20 1,04 5185 leśnej Dolny Śląsk Estonia, Dolny Odpadowa tkanka 02 02 02 Śląsk, północna 27,10 1,08 5420 zwierzęca PrzetwórSavonia stwo mięsa Osady z zakładowych Estonia, 02 02 04 19,40 1,75 8730 oczyszczalni ścieków Dolny Śląsk Szlamy z mycia, oczy- Dolny Śląsk, 02 03 01 szczania, obierania, Estonia, 12,30 1,08 5412 Przetwóroddzielania surowców północna Savonia stwo owoców, Wytłoki, osady i inne warzyw, odpady z przetwór02 03 80 Dolny Śląsk 6,30 1,34 6710 zbóż stwa produktów roślinnych Przemysł Inne niewymienione Estonia, 02 05 99 123,38 2,22 11 004 mleczny odpady zachodnia Litwa Odpady z mycia, oczysz-

Estonia, 37,10 rozdrabniania surowców Zachodnia Litwa Odpady z destylacji Estonia, 291,70 spirytualiów zachodnia Litwa Wytłoki, osady mosz02 07 80 czowe i pofermenta- Dolny Śląsk 35,56 cyne, wywary Przemysł Osady z zakładowych Północna Savonia, 03 03 11 32,87 papierniczy oczyszczalni ścieków Dolny Śląsk Razem 624,56 02 07 01 czania i mechanicznego.

Napoje alkoholowe 02 07 02 i bezalkoholowe

3,26

16 324

11,67

58 340

7,57

37 871

1,38

6903

34,21

170 987

49

50

Odpady tkanka zwierzęca

Odpady skóry

Papier i karton

Odpady tekstylne

I.4

I.5

I.6

I.7

28 605

38 476

02 01 04, 07 02 13, 07 02 80*, Tworzywa sztuczne, guma, 12 01 05, 12 01 13, 16 01 03, odpady kompozytowe 16 01 19, 17 02 03 02 02 04, 02 03 05, 02 07 05, 03 03 11 08 01 12, 08 01 14, 08 01 18, 08 04 10, 08 04 12, 08 02 16 06 13 03, 07 06 81*, 16 03 06, 17 03 80*, 19 10 04, 19 80 01

Osady

Farby, lakiery, kleje, szczeliwa

Inne odpady

I.8

I.9

I.10

I.11

* zgodnie z polskim katalogiem odpadów

Razem

03 03 10, 04 02 09, 04 02 21, 04 02 22

28 605

2009

03 03 07, 03 03 08

04 01 08, 04 0109

02 02 03, 02 02 81*

Tłuszcze i oleje roślinne 02 06 80*, 07 06 80* i zwierzęce, odpady olejowe

I.3

Odpady roślinne

02 01 03, 02 01 83*, 02 03 03, 02 03 04, 02 03 80*- 02 03 82*, 02 05 01, 02 06 01, 02 07 01, 02 07 04, 02 07 80*, 16 03 80*

I.2

38 476

2008

Zachodnia Litwa

02 01 07, 03 01 01, 03 01 05, 03 03 01, 17 02 01

Kody

Odpady drzewne

Rodzaje odpadów

I.1

Grupa

Tabela 4.9. Wytwarzanie odpadów przemysłowych odpowiednich do produkcji paliw zastępczych

293 968

14 689

279 279

2008

60 688

929

125

318

37 996

948 340

2008

Estonia

6061

672

17 183

20 624

10 360

37 323

1324

3999

137

49 284

68 453

2008

15 4278

3061

558

19 093

13 737

4642

12 530

47

43 430

57 180

2009

Dolny Śląsk

261 453 1 048 396 215 420

261 453

2009

Północna Savonia

Palne odpady różnią się wartościami opałowymi, które zależą w dużym stopniu od wilgotności odpadów (tabela 4.10).

Tabela 4.10. Wilgotność, zawartość wodoru, ciepło spalania i wartość opałowa robocza odpadów Wilgotność %

Wodór % s.m.

Ciepło spalania MJ/kg s.m.

Wartość opałowa MJ/kg

Odpady drzewne

20

6

18–19 (18,5)

13,30

Odpady roślinne

80

6

14–17 (15,5)

0,43

Roślinne i zwierzęce oleje i tłuszcze, odpady olejowe

10

12

18–38 (25)

20,40

Odpadowa tkanka zwierzęca

70

5.3

20

3,90

Odpady skóry

10

6.5

16.5–20 (18)

15,20

Papier i karton

10

5.5

12–20 (18)

15,40

Odpady tekstylne

10

5

15–35 (25)

21,30

Tworzywa sztuczne, guma, odpady kompozytowe

10

10

35–40 (37)

31,1

Osady

80

6

16

0,9

Farby, lakiery, kleje, szczeliwa

10

5

20

16,8

Inne odpady

20

8

20–25 (23)

16,5

Rodzaje odpadów

Tabela 4.11. C ałkowity potencjał energetyczny palnych odpadów przemysłowych w regionach w 2008 r., MWh/a Rodzaje odpadów Odpady drzewne

Zachodnia Litwa

Północna Savonia

Estonia

Dolny Śląsk

142,1

1031,8

12 613,0

252,9

4,5

5,9

Odpady roślinne Roślinne i zwierzęce oleje i tłuszcze, odpady olejowe

0,8

Odpadowa tkanka zwierzęca

0,3

Odpady skóry

4,3 5,6

Papier i karton

0,5

Odpady tekstylne

159,7 61,3

Tworzywa sztuczne, guma, odpady kompozytowe

126,9

Osady

8,0

178,2

15,2

4,3

Farby, lakiery, kleje, szczeliwa

3,1

Inne odpady

27,8

Razem

142,1

1158,7

12 641,5

954,1

51

Te dane pochodzą z przeglądu literatury oraz z własnych badań autorów. Obliczenia wartości opałowej odpadów przeprowadzono zgodnie z poniższym wzorem: WOr = 0,01 (100-W) (CS- 2,441 x 9 x H x 0.01) – 2,441 x W x 0.01 w którym: WOr CS W H 2,441

– wartość opałowa robocza surowych odpadów, kJ/kg – ciepło spalania, kJ/kg s.m.

– wilgotność, % masy – zawartość wodoru, % s.m.

– entalpia parowania wody – 2,441 kJ/kg w temp. 25oC

Na podstawie tych danych oszacowano średnie zasoby energii w palnych odpadach wytwarzanych w poszczególnych regionach (Tabela 4.11). Największy potencjał energii mają odpady wytwarzane w Estonii (12,64 tys. MWh/a), przekracza on ponad 10-krotnie potencjał energii z odpadów z północnej Savonii (1,16 tys. MWh/a) i Dolnego Śląska (954 tys. MWh/a).

4.3. Komunalne osady ściekowe Osady ściekowe są potencjalnym źródłem energii odnawialnej w procesach: −− fermentacji metanowej surowych osadów w oczyszczalniach ścieków; −− spalania i współspalania wysuszonych lub tylko odwodnionych osadów w spalarniach odpadów lub piecach przemysłowych z odzyskiem energii (cementownie, zakłady energetyczne).

Zgodnie z danymi regionalnymi najwięcej komunalnych oczyszczalni ścieków eksploatuje się na Dolnym Śląsku (203), a najmniej (11) w Västmanland (tabela 4.12).

Całkowita ilość oczyszczanych ścieków w 203 oczyszczalniach Dolnego Śląska wynosi ok. 145,576 tys. m3/a, podczas gdy cztery największe oczyszczalnie Estonii oczyszczają 75,498 tys. m3/a (w tym 51,337 tys.m3/a w Tallinnie)1, a największa oczyszczalnia w zachodniej Litwie w Klaipeda – 18,982 tys. m3/a.

Osady są poddawane fermentacji metanowej lub tlenowej stabilizacji w urządzeniach oczyszczalni ścieków. Dane dotyczące ilości wytwarzanych osadów ściekowych są niekompletne. Tylko w trzech regionach (Dolny Śląsk, Västmanland i zachodnia Litwa) znane są całkowite ilości suchej masy wytwarzanych osadów. Wśród nich najwięcej osadów wytwarzają oczyszczalnie Dolnego Śląska (36 660 ton s.m./a), a następnie zachodniej Litwy (14 050 ton s.m./a). Największe jednostkowe ilości osadów, odniesione do mieszkańca, wytwarzane są w Västmanland (22 kg s.m./M), a najmniejsze na Dolnym Śląsku (13 kg s.m./M). Potencjał energetyczny biogazu z fermentacji osadów ściekowych we wszystkich oczyszczalniach Dolnego Śląska jest szacowany na 86 GWh/a (potencjał energetyczny suchej masy przefermentowanych osadów szacuje się na 127 GWh/a), 19 GWh/a w Västmanland i 18 GWh/a w północnej Savonii. Odpowiednie wartości dla zachodniej Litwy wynoszą ok. 33 GWh/a, a dla Estonii ok. 45 GWh/a (dla 4 najwięk1| Wśród 50 największych oczyszczalni komunalnych i przemysłowych w Estonii największa w Tallinnie b oczyszcza 51,337 mln m3 ścieków/a (140,652 m3/d), podczas gdy najmniejsza – Jaagupi Pärnu – 32.65 tys. m3/a (90 m3 /d).

52

szych oczyszczalni ścieków). Faktyczny potencjał energetyczny osadów jest niższy, gdyż nie wszystkie oczyszczalnie, zwłaszcza małe, są wyposażone w komory do fermentacji osadów z ujęciem biogazu (przykładowo na Dolnym Śląsku tylko 23 oczyszczalnie z 203 posiadają komory fermentacyjne, a wytwarzany biogaz z fermentacji osadów stanowi ok.

50% całkowitego potencjału energetycznego biogazu z całej masy osadów). Łącznie 32 komunalne oczyszczalnie ścieków w pięciu regionach są wyposażone w instalacje fermentacji metanowej osadów ściekowych, w tym ponad połowa (6) w Västmanland, ok. 10% oczyszczalni ścieków na Dolnym Śląsku (23) i po jednej oczyszczalni w pozostałych trzech regionach – w zachodniej Litwie (Klaipeda), północnej Savonii (Kuopio) i w Estonii (Tallinn).

Dolny Śląsk i Västmanland różnią się także liczbą komunalnych oczyszczalni ścieków oraz rozwiązaniami biologicznej stabilizacji osadów. Sześć oczyszczalni w Västmanland posiada zamknięte komory fermentacyjne i odzyskuje energię biogazu. Na Dolnym Śląsku 12 z 23 oczyszczalni wyposażonych w komory fermentacyjne wytwarza biogaz, jednak nie ujmuje go (otwarte komory fermentacyjne). Planowane jest wyposażenie dwóch następnych oczyszczalni w jednostki kogeneracyjne CHP – dwie w jednej oczyszczalni o mocy elektrycznej 2 x 165 kWel i dwie w innej oczyszczalni o mocy 2 x (180 kWel + 230 kWth).

W 2008 roku wytworzono na Dolnym Śląsku 8.6 mln m3 biogazu w komorach fermentacyjnych oczyszczalni ścieków i wykorzystano do wytworzenia energii elektrycznej i/lub ciepła. W Västmanland wytworzono ok. 0.66 mln m3 biogazu i ok. 1.5 mln m3 biometanu. Biogaz z największej oczyszczalni ścieków w Västeras jest przetłaczany do Växtkraft Biogas Plant, w którym selektywnie zebrane bioodpady są współfermentowane z biomasą roślinną, a wytworzony biogaz jest uzdatniany do jakości gazu ziemnego.

W północnej Savonii wytworzono w 2008 roku ok. 1.1 mln m3 biogazu w komorze fermentacyjnej jednej oczyszczalni ścieków, z czego odzyskano ok. 2090 MWh energii elektrycznej i 4222 MWh ciepła. Tylko ok. 8000 t osadów z 47 700 t wytwarzanych w ciągu roku wykorzystuje się do produkcji metanu. Większość osadów poddaje się kompostowaniu (73%).

53

Tabela 4.12. Wytwarzanie osadów ściekowych i ich przeróbka w 2008 roku Dolny Śląsk

Västmanland

Całkowita liczba oczyszczalni

203

11

Całkowity przepływ ścieków, tys. m3/a

145 576

Całkowita ilość stabilizowanych osadów, t s.m./a

36 660

5444

14 050 71754)

47 7453)

Jednostkowa ilość osadów, kg s.m./M

12,7

21,6

13,6

190,23)

Oczyszczalnie z fermentacją osadów, w tym:

21

6

1

1

1

1

1

18)

55004) (2,00)

(1,14)

(2,50)7)

– kogeneracja CHP

7

– tylko odzysk ciepła

4

– bez odzysku energii cieplnej i elektrycznej

10

– uzdatnianie biogazu do biometanu

Zachodnia Litwa

Północna Savonia

Estonia

38 75 4986) 51 337 7)

18 9824)

103 3465)

5

1

Całkowita produkcja biogazu, m3/d (mln m3/a)

23 605 1) (8,61)

Całkowita moc CHP, MW

2778

Całkowita moc cieplna CHP, MW

32172)

Produkcja energii elektrycznej, MWhel/a

99112)

47454)

2090

11597)

36 708 2)

65704)

4222

23187)

Produkcja ciepła, MWhth/a

(0,66 +1,5 biometan)

w 10 oczyszczalniach w 6 oczyszczalniach 3) ciekły lub mokry osad 1–20% s.m.

4) oczyszczalnia Klaipeda 5) mokry osad, nieznana zawartość s.m.

6) 4 największe oczyszczalnie 7) oczyszczalnia Tallinn, dane o biogazie z 2007 roku (Energy Efficiency Action Plan for Tallinn, dostępne na www.tallinn.ee) 1) 2)

W zachodniej Litwie wytwarza się ok. 2,0 mln m3/a biogazu w oczyszczalni ścieków w Klaipeda i spala się w jednostce CHP. Druga oczyszczalnia ścieków, przewidziana do wytwarzania biogazu, jest w budowie w Siauliai. Osady z innych oczyszczalni ścieków są tlenowo stabilizowane.

W Estonii wytwarza sie biogaz tylko w jednej oczyszczalni ścieków (Tallinn) w ilości ponad 2,5 mln m3/a (w 2007 roku). Przefermentowany osad jest odwadniany, kompostowany i mieszany z torfem. Biogaz wykorzystuje się do celów technologicznych i do ogrzewania budynków.

54

Rys. 4.3 przedstawia potencjał energetyczny biogazu z osadów ściekowych we wszystkich regionach przy założeniu, że cała masa wytwarzanych osadów byłaby poddana fermentacji.

Rys. 4.3 Potencjał energetyczny biogazu z osadu z komunalnych oczyszczalni ścieków

Rzeczywisty potencjał energetyczny jest mniejszy od szacowanego całkowitego potencjału, gdyż nie wszystkie oczyszczalnie ścieków, szczególnie małe, są wyposażone w komory fermentacji osadów (np. na Dolnym Śląsku tylko 23 oczyszczalnie z 203 wytwarzają biogaz, co stanowi ok. 50% całkowitego potencjału).

4.4. Produkty, produkty uboczne i odpady z rolnictwa i leśnictwa Odchody zwierzęce stosowane do nawożenia organicznego nie są klasyfikowane jako odpady, ale jako nawozy organiczne. Odchody przeznaczone do fermentacji nabywają statusu odpadów, a postępowanie z nimi powinno być zgodne w wymaganiami przepisów o gospodarowaniu odpadami. W przypadku biomasy roślinnej część z niej może być traktowana jako produkty uboczne, a część jako odpady. Produkty rolne mogą być również stosowane do wytwarzania energii np. w procesie fermentacji wspólnie z odchodami zwierzęcymi.

Studia regionalne zawierają wyniki obliczeń potencjału energetycznego biogazu z fermentacji odchodów zwierzęcych. Podstawą tych obliczeń jest liczba zwierząt hodowlanych, jednostkowa produkcja biogazu (specyficzna dla rodzajów zwierząt) oraz wartość opałowa biogazu. Dane użyte w poszczególnych regionach oparte są na doświadczeniach tych regionów, przyjętych założeniach i na regionalnych źródłach informacji. Jednakże ze względu na niekompletność części danych zawartych w raportach regionalnych w niektórych przypadkach konieczne były dodatkowe przeliczenia oparte na ogólnych założeniach.

W przypadku Dolnego Śląska potencjalną produkcję biogazu oszacowano na podstawie następujących wskaźników jednostkowej produkcji biogazu: −− 1 do 2 m3 biogazu na 1 szt. bydła na dzień; −− 0,2 do 0,3 m3 biogazu na sztukę trzody chlewnej na dzień; −− 0,8 do 1,4 m3 biogazu na 100 sztuk drobiu na dzień2.

2|

Dane ze strony http://www.energia-odnawialna.net/biomasa.html

55

Wartość opałowa biogazu z fermentacji odchodów wynosi 21–23 MJ/m3. Do obliczeń przyjęto średnią wartość 22 MJ/m3. Bilans produkcji biogazu obejmował tylko duże fazy farmy bydła, trzody chlewnej i drobiu, mogące być potencjalnymi dostawcami dużych ilości odchodów do biogazowni. Przyjęta do obliczeń liczba sztuk bydła w tych dużych farmach stanowiła tylko 17% ogólnej liczby krów, a dla trzody chlewnej ok. 40%.

Na podstawie danych z Dolnego Śląska obliczono także potencjalną ilość biogazu i energii z odchodów zwierzęcych w zachodniej Litwie. W przypadku Estonii potencjał energii biogazu obliczono na podstawie danych o rocznej ilości wytwarzanych odchodów, zgodnie z estońską bazą danych o odpadach. Założono, że są to odchody z dużych farm, dostępne dla produkcji biogazu.

Tabela 4.13 zawiera porównanie potencjałów energii z biogazu z odchodów zwierzęcych wytwarzanych we wszystkich regionach.

Tabela 4.13. Potencjał energii biogazu z fermentacji odchodów zwierzęcych (GWh/a) Zwierzęta

Dolny Śląsk Västmanland Północna Savonia Zachodnia Litwa

Bydło

354*/56

35

178

175*

Trzoda

172*/67

19

7

140*

Drób

333/333

1

34*

Konie

30

11

Owce

1

2

86

198

Razem

859*/456

Estonia

349*

55**

* Maksymalny potencjał obliczono na podstawie całkowitej możliwej obsady zwierząt i maksymalnej liczby cykli hodowli na rok **Oszacowano na podstawie całkowitej masy wytwarzanych odchodów.

Istotny jest nie tylko całkowity potencjał energii biogazu, ale także przestrzenny rozkład źródeł odpadów, który jest punktem wyjścia dla oceny wykonalności biogazowni w różnych lokalizacjach. Przestrzenne aspekty lokalizacji biogazowni są przedmiotem pakietu roboczego WP5 w projekcie REMOWE, w ramach którego analizowane są lokalizacje biogazowni w północnej Savonii przy uwzględnieniu przestrzennego rozkładu farm i transportu odchodów do potencjalnych biogazowni.

Znacząca część pozostałości z produkcji rolniczej w postaci biomasy roślinnej nie jest definiowana jako odpady, lecz jako pozostałości lub produkty uboczne. Pozostałości roślin w postaci słomy, siana lub innych nadziemnych części roślin nie są wykazywane w statystykach odpadów. Tabela 4.14 zawiera przykładowy bilans potencjalnych i osiągalnych ilości biomasy roślinnej do wykorzystania jako źródło energii odnawialnej na Dolnym Śląsku, a także potencjał energii biomasy roślinnej w Västmanland. Brak jest danych o tych strumieniach energii z innych regionów projektu. Całkowity potencjał energetyczny biomasy dostępnej na Dolnym Śląsku oszacowano na ok. 24,45 tys. GWh/a, w tym 4,72 tys. GWh/a, które mogą być pozyskane poprzez wzrost roślin na obecnie nieużytkowanych gruntach rolnych. Stwierdzono jednak, że ponowne przywrócenie użytkowania tych gruntów i uprawa roślin będą skutkować uwolnieniem większej ilości CO2 do atmosfery niż zaoszczędzono by w wyniku zastąpienia biomasą kopalnych paliw.

Są to hipotetyczne dane, gdyż nie jest możliwe wykorzystanie całego potencjału bioma56

sy – jej większość wykorzystuje się do konsumpcji oraz jako nawozy i pasze zwierzęce.

Aktualnie osiągalna ilość energii odnawialnej z biomasy na Dolnym Śląsku wynosi ok.

11,2 tys. MWh/a, uwzględniając potencjał biomasy z zagospodarowania nieużytków.

Odpowiednie wartości dla Västmanland były znacząco niższe (ponad 30-krotnie), wynosząc ok. 323 GWh/a, jednak dane te nie mogą być bezpośrednio porównywane, gdyż w przypadku Dolnego Śląska uwzględniono więcej strumieni biomasy (drewno, słoma rzepakowa, biomasa z nieużytków). Należy ponadto zauważyć, że całkowita powierzchnia powiatu Västmanland jest 4-krotnie mniejsza od powierzchni Dolnego Śląska.

Tabela 4.14. Potencjalna i osiągalna energia zasobów biomasy w 2009 roku na Dolnym Śląsku i w Västmanland Dolny Śląsk Źródło biomasy

Västmanland

Potencjał tys. GWh/a

Osiągalne tys. GWh/a

tys. GWh/a

Słoma

9.17

2.78

0.305

Siano

0.11

0

n/a

Drewno

4.39

1.47

n/a

Rzepak (ziarno+sloma)

3.81

1.86

0.07 (grain)

Zboże (zielonka)

1.03

0.11

n/a

Buraki cukrowe (etanol)

0.64

0

0.0006

Ziemniaki

0.58

0.22

0.0003

Trawa

0.010

Nieużytki

4.72

4.72

n/a

Całkowita biomasa roślinna

24.45

11.16

0.323

Tabela 4.15. Potencjał produkcji biogazu w Västmanland (Linné et al., 2008) Odpady oraz pozostałości roślinne i zwierzęce

Potencjał biogazu (GWh/a)

Odpady żywności , 100%

37

Odpady żywności, 35%

13

Odpady żywności, 17%

6

Odchody (trzoda, bydło, drób, konie i owce)

86

1

Odpady roślinne (słoma i trawa)

315

Odchody i odpady roślinne z ograniczeniami

2

316

) Odpady żywności z gospodarstw domowych, restauracji, sklepów i kuchni w budynkach niemieszkalnych: przedstawiono trzy różne scenariusze: jeden dla odzysku 100% odpadów żywności do produkcji biogazu, drugi dla użycia 35%, zgodnie z celem National Environmental Protection Agency ta ilość odpadów powinna być przetwarzana biologicznie w 2010 roku, a trzeci scenariusz wykorzystania 17% odpowiada stanowi biologicznego przetwarzania odpadów żywności w 2007 roku.

2 Potencjał ograniczono z uwagi na straty odchodów zwierzęcych w wyniku wypasu zwierząt na pastwiskach oraz ubytków biomasy roślinnej w wyniku obróbki i magazynowania.

1

57

Linné et al. (2008) oszacował całkowity potencjał produkcji biogazu w Västmanland z różnych odpadów i pozostałości, z uwzględnieniem odpadów z rolnictwa i żywności (Tabela 4.15). Całkowity potencjał wynosi ok. 350 GWh/a (322–353 GWh/a). Forsberg (2009) zidentyfikował osiem punktów zapalnych3 dla produkcji biogazu w powiecie Västmanland (trzy w Sala, cztery w Västerås i jeden w Köping) przy całkowitym potencjale energii z biogazu odpowiadającym 27 GWh. W pięciu z tych lokalizacji jest wystarczająca ilość środków inwestycyjnych do budowy stacji uzdatniania biogazu.

4.5. Całkowity potencjał energii z odpadów Tabela 4.16 zawiera podsumowanie danych dotyczących potencjału energetycznego odpadów wytwarzanych w regionach, uwzględniono: odpady komunalne pozostałe po zbieraniu selektywnym (cała masa); odpady przemysłowe przetworzone na biogaz (cała masa); odpady przemysłowe do spalania i współspalania (cała masa); osady ściekowe przetworzone na biogaz (cała masa); odchody zwierzęce z przemysłowych hodowli.

• • • • •

Tabela 4.16. Calkowity potencjał energii z odpadów (GWh/a) Rodzaje odpadów

Estonia

Dolny Śląsk

Pozostałości komunalne

815

1,461

191

216

557

3,240

Przemysłowe – biogaz

53

68

7

–

54

182

Przemysłowe – RDF

13

1

12

–

0.1

26

Osady komunalne

45

86

18

19

33

201

Odchody zwierzęce

55

456

198

68

349

1,126

981

2,072

426

313

993

4,775

Razem

Północna Västman- Zachodnia Savonia land Litwa

Razem

3| Nacisk położono na produkcję paliw dla pojazdów z biogazu z odchodów lub na współfermentację z pozostałościami roślinnymi. Punkt zapalny o dobrym potencjale jest definiowany jako obszar z farmami, który ma potencjał do wytworzenia wystarczająco dużo surowego gazu dla budowy zakładu uzdatniania biogazu. Produkcja biogazu bliska 1 mln m3/a, odpowiadająca 5.9 GWh, jest prawdopodobnie wystarczająca dla rzeczywiście silnego punktu zapalnego. Ponadto dochodowość biogazowni bazującej na jednej farmie może być osiągnięta dla produkcji biogazu min. 160 000 m3/a, odległość transportu odchodów i pozostałości z biogazowni powinna być mniejsza niż 30 km, a odległość od gazociągu nie powinna być większa niż 2.5 km/GWh transportowanego biogazu.

58

Rys. 4.5. Porównanie potencjałów energii z odpadów w regionach, kWh/M

Dane z tabeli 4.16 pokazują, że największy potencjał energii mają pozostałe odpady komunalne (68% całego potencjału energii odpadów) oraz odchody zwierzęce (24%).

Odzysk energii z tych odpadów powinien być priorytetem w systemach gospodarki odpadami poszczególnych regionów. Odpady komunalne, szczególnie w trzech regionach (Estonia, Dolny Śląsk i Västmanland), są dominującym źródłem energii z odpadów, a udziały energii z tych odpadów wynoszą odpowiednio 83%, 71% i 69% całkowitych potencjałów energii z odpadów.

5. Infrastruktura dla przetwarzania odpadów komunalnych Infrastruktura dla przetwarzania odpadów komunalnych w regionach jest bardzo silnie zróżnicowana, co przedstawiono poniżej.

Västmanland W Västmanland większość odpadów komunalnych jest przetwarzanych w instalacjach zlokalizowanych poza tym regionem. Dotyczy to w szczególności spalania odpadów w dużych instalacjach regionalnych. Jedna spalarnia (Norsa), o małej wydajności 25 000 t/a dla odpadów komunalnych i przemysłowych, zlokalizowana jest w Köping i eksploatowana przez VafabMiljö AB. 10 gmin powiatu Västmanland i dwie z powiatu Uppsala (Heby i Enköping) utworzyły regionalne przedsiębiorstwo gospodarki odpadami (VafabMiljö AB), które zbiera, transportuje i przetwarza większość odpadów wytwarzanych w regionie. W Västmanland odpady są zbierane w 15 miejskich punktach zbierania oraz w 5 stacjach recyklingu. W miejskich stacjach recyklingu zbierane są również odpady niebezpieczne i wielkogabarytowe z gospodarstw domowych, a także gazety i opakowania, objęte rozszerzoną odpowiedzialnością producentów. Około 255 kg odpadów na mieszkańca rocznie jest zbieranych w stacjach recyklingu w Västmanland. Odpady zbierane w gospodarstwach domowych (w pojemnikach i workach) są generalnie sor59

towane przez mieszkańców na dwie frakcje: bioodpady do biologicznego przetwarzania oraz odpady pozostałe, które są spalane lub przekazywane do współspalania w celu odzysku energii. Jednakże systemy zbierania są zróżnicowane w poszczególnych obszarach powiatu, tj. selektywne zbieranie u źródła nie wszędzie jest w pełni rozwinięte. Ponadto, oprócz zbierania konwencjonalnych strumieni odpadów, jak opisano powyżej, system obejmuje także zbieranie innych rodzajów odpadów, jak np. wielkogabarytowych, niebezpiecznych, gazet i opakowań. Do zadań gminy należy także odbieranie osadów z przydomowych osadników ściekowych (tzw. osadników gnilnych) oraz odpadów z suchych klozetów.

Gospodarstwa domowe mogą wybrać między trzema schematami zbierania i sortowania odpadów: separacją u źródła (90% gospodarstw), kompostowaniem przydomowym (7%) i bez separacji u źródła (3%). Selektywne zbieranie bioodpadów w brązowych workach nie jest obligatoryjne i odbywa się na podstawie pisemnej umowy pomiędzy gospodarstwem domowym i gminą. Selektywnie zbierane bioodpady są fermentowane w zakładzie współfermentacji Växkraft.

Składowanie odpadów znacznie zmniejszyło się od 1994 roku (o 89%), zmniejszyła się także liczba składowisk. W styczniu 2009 roku otwarto nowe składowisko w zakładzie gospodarki odpadami Gryta w Västerås. Składowisko to zbudowano zgodnie z wymaganiami dyrektywy składowiskowej i zastąpiło ono wszystkie wcześniej eksploatowane składowiska w regionie, które zostały zamknięte (VafabMiljö AB, 2009a).

Dolny Śląsk Na Dolnym Śląsku ok. 94% wytwarzanych odpadów komunalnych zbierano w 2008 roku jako odpady zmieszane, głównie w pojemnikach, o pojemności 110, 120 and 240 l w budynkach jednorodzinnych i 1100 l w budynkach wielorodzinnych. Selektywnie zbierane odpady opakowaniowe stanowiły ok. 2.5% całej masy odpadów komunalnych. Do tego celu wykorzystywane są zestawy pojemników (głównie na obszarach zabudowy wielorodzinnej) i worki (głównie w zabudowie rozproszonej). Liczba gmin, które wprowadziły zbieranie selektywne, wzrosła z 55 w 2002 roku do 154 w 2008 roku (wśród 169 gmin województwa dolnośląskiego). Zakres i skala zbierania selektywnego odpadów są silnie zróżnicowane w poszczególnych gminach, od zbierania selektywnego opartego o kilka zestawów pojemników do dużego nasycenia obszarów gmin pojemnikami i szerokiego stosowania worków na niektórych obszarach.

Selektywne zbieranie odpadów wielkogabarytowych jest organizowane przez gminne firmy i prywatne podmioty odbierające odpady komunalne (odpowiedzialne za zbieranie i odbieranie wszystkich rodzajów odpadów komunalnych, zgodnie z ustawą o utrzymaniu czystości i porządku w gminach). Odbywa się ono poprzez okresowe akcje, tzw. wystawki, polegające na wystawianiu dużych odpadów przez mieszkańców przed budynki lub ich dostarczaniu do wystawionych dużych kontenerów. Odpady te są następnie odbierane i transportowane przez przedsiębiorstwa gminne lub prywatne. Dane zawarte w sprawozdaniach z realizacji gminnych planów gospodarki odpadami pokazują, że selektywne, okresowe zbieranie odpadów wielkogabarytowych miało miejsce w 35 gminach (w 2008 roku), jednak tylko niektóre z nich podały ilości odpadów zebranych.

Zbieranie odpadów zielonych z terenów publicznych jest prowadzone przez gminne firmy komunalne oraz przez przedsiębiorców zajmujących się utrzymaniem terenów zielonych. Te firmy kompostują same odpady zielone lub przekazują je na składowiska lub do 60

centralnych kompostowni, zlokalizowanych obok składowisk lub w zakładach przetwarzania odpadów zbieranych selektywnie albo w zakładach MBP. Na Dolnym Śląsku w 2008 roku większość odpadów komunalnych przetwarzano (w 18 zakładach) lub składowano na terenie województwa. Czynne były 42 składowiska przyjmujące odpady nieprzetworzone lub sortowane mechanicznie frakcje odpadów komunalnych.

Część zmieszanych odpadów komunalnych przetwarzano w zakładach mechanicznego i mechaniczno-biologicznego przetwarzania (MBP) odpadów. W zakładach mechanicznego przetwarzania odpady są przesiewane oraz sortowane w kabinach ręcznego sortowania. Niektóre z tych zakładów są wyposażone także w rozdrabniarki, separatory elektromagnetyczne dla wydzielania metali żelaznych, separatory powietrzne do wydzielania lekkiej frakcji, jak również linie procesowe do wytwarzania paliwa zastępczego z odpadów komunalnych i przemysłowych. Te linie obróbki mechanicznej są elementem sortowni w zakładach przetwarzania odpadów, w skład których wchodzą instalacje mechanicznego lub mechaniczno-biologicznego przetwarzania i składowiska. Rzadko są one odrębnymi instalacjami. Były one projektowane głównie do sortowania zmieszanych odpadów komunalnych, jednak są one wyposażone również w odrębne taśmociągi do zasilania kabin sortowniczych odpadami zebranymi selektywnie, są one sortowane głównie ręcznie. Całkowita wydajność wszystkich instalacji mechanicznego sortowania zmieszanych odpadów komunalnych, a także mechanicznych części zakładów MBP wynosiła w 2008 roku ok.

695 tys. t/a. Należy podkreślić, że jest to głównie (często zawyżona w stosunku do realnych możliwości sortowania) wydajność sit, rozdzielających odpady na różne frakcje granulometryczne bez ich dalszego skutecznego sortowania. Większość przesianych frakcji jest usuwana na składowiska bez biologicznej stabilizacji.

Wydajność linii sortowniczych do sortowania wyłącznie selektywnie zbieranych odpadów komunalnych, w tym opakowaniowych, wynosiła w 2008 roku łącznie 29 000 t/a.

Należy jednak zauważyć, że instalacje MBP są generalnie przydatne do sortowania również odpadów zebranych selektywnie. Łączna wydajność zakładów biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych, jak również biologicznych części MBP wynosiła 90 900 t/a, w tym 10 200 t/a instalacji dla biologicznego przetwarzania selektywnie zebranych bioodpadów. Wydajność biologicznych części zakładów MBP dla zmieszanych odpadów komunalnych była zbyt mała w porównaniu z wydajnością części mechanicznych. W eksploatacji były dwa zakłady wytwarzania paliw zastępczych o łącznej wydajności 111 000 t/a, jednak przetwarzały one głównie wysokokaloryczne odpady przemysłowe i opakowaniowe w paliwa.

Należy także podkreślić, że wydajności poszczególnych instalacji nie były w pełni wykorzystane ze względu na brak wystarczającej ilości odpadów komunalnych na obsługiwanych przez nie obszarach, jak również z uwagi na konkurencję tanich składowisk.

Północna Savonia Zgodnie z prawem gospodarki odpadami każda nieruchomość, będąca w użytkowaniu, ma obowiązek przyłączenia się do zorganizowanego systemu zbierania i transportu odpadów. Każda nieruchomość powinna posiadać przynajmniej jeden pojemnik na odpady zmieszane, jeżeli lokalne regulacje nie wymagają zbierania selektywnego u źródła.

W tym przypadku użytkownik nieruchomości musi mieć możliwość transportu odpadów nadających się do recyklingu do stacji zbierania odpadów. Niektórzy mieszkańcy 61

bardzo słabo zaludnionych obszarów są zobowiązani do dostarczenia zmieszanych odpadów komunalnych do stacji zbierania. Innym rozwiązaniem może być wspólny pojemnik na zmieszane odpady komunalne dla wielu nieruchomości. Zmieszane odpady odebrane z pojemników transportuje się w samochodach bezpylnych bezpośrednio lub za pośrednictwem stacji przeładunkowej do centrów gospodarki odpadami. Bioodpady zbiera się selektywnie tylko tam, gdzie liczba gospodarstw domowych lub ilość bioodpadów przekraczają pewne minimalne wielkości. Propagowane jest kompostowanie przydomowe. Zebrane bioodpady transportowane są do zakładów przetwarzania odpadów w celu kompostowania lub fermentacji. Zaleca się, aby mieszkańcy małych nieruchomości dostarczali odpady surowcowe do punktów zbierania tych odpadów do recyklingu.

Zbieranie „od domu do domu” np. bioodpadów zależy od liczby gospodarstw domowych lub ilości wytwarzanych odpadów. Papier i karton są główną frakcją zbieraną selektywnie, następne są szkło i metale. Szereg frakcji nie jest zbieranych przez gminy lub na ich zlecenie, ale na zlecenie wytwórców produktów lub opakowań albo innych podmiotów wprowadzających je na rynek. Przykładem mogą być zużyte opony, zużyte pojazdy, zużyty sprzęt elektryczny i elektroniczny (ZSEiE). Zbieranie i przetwarzanie tych strumieni odpadów organizują prywatni przedsiębiorcy.

Trzy centra gospodarki odpadami działają w północnej Savonii: centrum w Kuopio, którego właścicielem jest Jätekukko Oy, centrum Peltomäki, należące do Ylä-Savon Jätehuolto oraz centrum Riikinneva, bedące własnością Keski-Savon Jätehuolto. Centra gospodarki odpadami przyjmują, przetwarzają, magazynują i unieszkodliwiają odpady komunalne.

W użytkowaniu jest 17 małych punktów zbierania odpadów, zwanych stacjami zbiorczymi. W eksploatacji jest 5 kompostowni reaktorowych i 16 kompostowni pryzmowych na obszarze północnej Savonii. Kompostownie przetwarzają osady ściekowe, bioodpady i inne odpady roślinne. W centrum w Kuopio kompostuje się także odchody zwierzęce z rzeźni.

Zakład kompostowania tunelowego osadów ściekowych i bioodpadów o wydajności 6000 t/a, zlokalizowany w Varkausi, należy do Vapo Oy. Obecnie kompostuje się tam ok. 4000 ton odpadów, a zużycie energii elektrycznej wynosi ok. 40 kWh/t odpadów. W Varkaus znajduje się też instalacja remediacji zaolejonych gleb, wykorzystująca proces tlenowej stabilizacji. Dwa zakłady kompostowania osadów ściekowych, wyposażone w reaktory bębnowe, znajdują się w oczyszczalniach ścieków w Siilinjärvi i Suonenjoki. Osady są odwadniane przed kompostowaniem w obydwu instalacjach, a w Siilinjärvi także tlenowo stabilizowane w oczyszczalni przed kompostowaniem. W Suonenjoki dodaje się do osadów torf i trociny drzewne jako materiał strukturalny, a w Siilinjärvi tylko torf.

W eksploatacji są także trzy instalacje wytwarzania biogazu i cztery składowiska z ujęciem biogazu i odzyskiem z niego energii. Nie ma natomiast w północnej Savonii spalarni odpadów.

Zachodnia Litwa Zbieranie i transport odpadów wykonują wyspecjalizowane przedsiębiorstwa. Wyróżnia się cztery sposoby zbierania odpadów: −− zbieranie w pojemnikach; −− zbieranie w workach lub luzem; −− zbieranie odpadów wielkogabarytowych w punktach zbiórki; −− inne systemy zbierania.

62

35 komunalnych przedsiębiorstw odbiera odpady w zachodniej Litwie. W 6 z 22 gmin prowadzi się selektywne zbieranie odpadów. Planowane jest wprowadzenie tej formy zbierania odpadów także w pozostałych gminach. Zebrane odpady transportuje się na składowiska bez sortowania i mechanicznej obróbki. Zgodnie z regionalnym planem gospodarki odpadami przewidziano budowę instalacji do przetwarzania odpadów ulegających biodegradacji. Nowe składowiska zostaną wyposażone w urządzenia do mechanicznej obróbki odpadów przed składowaniem. Ta modernizacja została podzielona na dwa etapy. W pierwszym etapie, w latach 2000–2006, zamykano stare składowiska i budowano w ich miejsca nowe. W drugim etapie, w latach 2007–2013, następuje zamykanie pozostałych składowisk niespełniających wymagań oraz budowa stacji zbierania odpadów wielkogabarytowych i kompostowni odpadów zielonych. Ten etap trwa nadal.

W jego wyniku wywozem i odbieraniem odpadów komunalnych zostanie objęte ponad 90% populacji w porównaniu z 60% w roku 2006. Ponadto wprowadzony będzie odzysk surowców wtórnych i wytwarzanie paliwa zastępczego z odpadów. Na Litwie nie ma pracującej spalarni odpadów, jednakże trwa budowa zakładu termicznego przetwarzania odpadów komunalnych w wolnej strefie ekonomicznej w Klaipeda, a rozpoczęcie jej eksploatacji przewidziano na rok 2013.

Estonia Każdy wytwórca odpadów jest obsługiwany w ramach zorganizowanego systemu zbierania odpadów, w którym pojemniki mogą być własnością lub być dzierżawione przez wytwórców odpadów (lub przez wspólnoty mieszkaniowe). Odpady niebezpieczne powinny być dostarczane do stacji lub specjalnych punktów zbierania odpadów. W Tallinnie (Tallinn jest dobrym przykładem gospodarowania odpadami) wytwórcy odpadów są właścicielami pojemników na zmieszane odpady komunalne, odpady ulegające biodegradacji i papier, niektórzy mają też pojemniki na odpady opakowaniowe. Są też ogólnodostępne pojemniki na opakowania. Oprócz pojemników należących do wytwórców odpadów jest także wiele pojemników na odpady opakowaniowe, których koszty opróżniania i transportu są pokrywane przez organizacje odzysku, jak np. ETO4, Eesti Pakendiringlus5 i inne – są one finansowane przez ich klientów (producentów i importerów opakowań), na rzecz których organizacje te organizują zbieranie (i recykling) ich odpadów opakowaniowych. Zebrane odpady są zwykle transportowane do stacji przeładunkowych w samochodach bezpylnych i z nich są wysyłane do sortowni i/lub do organizacji wykorzystujących odpady jako surowce.

Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie (MBP) zmieszanych odpadów komunalnych nie jest szeroko stosowane w Estonii. Potencjalni inwestorzy obawiają się problemów związanych z niską efektywnością ekonomiczną oraz jakością paliw z odpadów i stabilizatu (nie spełnia wymagań dla kompostu). Dwa zakłady MBP są eksploatowane przy istniejących składowiskach w Sillamäe (Ecocleaner Sillamäe OÜ) i Jõelähtme Prügila (AS Veolia Keskkonnateenused).

W 2008 roku nie było w eksploatacji żadnej spalarni, jednak zgodnie z danymi Ministerstwa Środowiska w budowie lub planowaniu są 3 komunalne spalarnie odpadów, 2 spalarnie odpadów niebezpiecznych i jedna instalacja współspalania.

4| Eesti Taaskasutusorganissatsioon http://www.eto.ee 5| Eesti Pakendiringlus http://www.pakendiringlus.ee

63

Ze względu na wysokie wymagania środowiskowe radykalnie zmniejszono liczbę składowisk odpadów pomiędzy latami 2000 i 2010. W 2000 roku czynnych było 170 składowisk, a w roku 2008 pozostało tylko 26 składowisk (w tym 10 dla odpadów inertnych).

Do 16 lipca 2009 r. zamknięto wszystkie składowiska niespełniające wymagań środowiskowych. W 2010 roku pozostało tylko 6 składowisk odpadów komunalnych i jedno dla odpadów niebezpiecznych.

6. Porównanie i ocena obecnego stanu odzysku energii z odpadów w regionach 6.1. Zużycie energii Zużycie pierwotnej energii jest silnie zróżnicowane w poszczególnych regionach i jest ściśle związane z rozwojem gospodarczym regionów oraz efektywnością energetyczną gospodarki w regionach (tabela 6.1).

Tabela 6.1. Zużycie pierwotnej energii w regionach w 2008 roku Zużycie pierwotnej energii całkowite GWh/a

na mieszkańca MWh/M

na regionalny PNB GWh/mln EUR

Estonia

33,968

25.3

2.37

Dolny Śląsk

50,580

17.6

1.70

Północna Savonia

16,811

66.9

2.36

Västmanland

8,686

35

1.30

brak danych

–

–

Zachodnia Litwa

Västmanland ma najmniejsze zużycie energii na jednostkę regionalnego PNB, co wskazuje na najbardziej energooszczędną gospodarkę tego regionu i najwyższą efektywność energetyczną. Dolny Śląsk zużywa nieznacznie więcej energii na jednostkę GDP niż Västmanland. Zużycie energii przez gospodarki Estonii i północnej Savonii jest najwyższe wśród analizowanych regionów.

6.2. Energia z odpadów Energia z odpadów w regionach pochodzi: z produkcji i spalania biogazu z fermentacji metanowej odpadów w oczyszczalniach ścieków, instalacjach fermentacji odpadów komunalnych, biogazowniach rolniczych i przemysłowych oraz w składowiskach odpadów; ze spalania i współspalania odpadów lub paliw z odpadów w spalarniach i kotłach przemysłowych.

• •

64

Biogaz Zestawienie danych dla instalacji biogazu w regionach zawiera Tabela 6.2. Daje ona tylko ogólny pogląd o energii z biogazu, gdyż część danych ma charakter szacunkowy.

Tabela 6.2. Instalacje biogazu i odzysk energii w regionach w 2008 roku Dolny Śląsk Liczba oczyszczalni z odzyskiem energii z biogazu Całkowita produkcja w oczyszczalniach ścieków: 1) energii elektrycznej, MWhel/a 2) ciepła, MWhth/a 3) uzdatnionego biometanu, MWh/a Liczba instalacji współfermentacji (biomasa rośl. + bioodpady) Całkowita produkcja biometanu we współfermentacji, MWh/a Liczba składowisk z odzyskiem energii z biogazu Całkowita produkcja z biogazu ze składowisk: 1) energii elektrycznej, MWh/a 2) ciepła, MWh/a Liczba biogazowni rolniczych Całkowita produkcja w biogazowniach rolniczych: 1) energii elektrycznej, MWhel/a 2) ciepło, MWhth/a Całkowita produkcja: 1) energii elektrycznej, MWhel/a 2) ciepła, MWhth/a 3) uzdatnionego biometanu, MWh/a

7

9911 36 708

Västman- Zachod- Północna land nia Litwa Savonia 6

36571) 15 0002)

Estonia

1

1

1

4745 6570

2090 4222

11 593) 23183)

–

1

–

–

–

–

15 0004)

–

–

–

4

2

brak danych

2

brak danych

17500

47 005) 10 0005)

36)

–

brak danych

7155

brak danych

1

11,400 27 411 48 108

77005) 13 6575) 30 000

4745 6570

2090 11 377

1159 2318

całkowita energia biogazu z 5 oczyszczalni odzyskujących ciepło (nie określono efektywności odzysku) oszacowane dla 1 oczyszczalni, z której biogaz jest uzdatniany do biometanu 3) dane z 2007 roku 4) tylko część biometanu pochodzi z fermentacji odpadów (współfermentacja biomasy roślinnej) 5) dane dostępne tylko dla jednego z dwóch składowisk; dane dotyczą całkowitej energii biogazu 6) dwie biogazownie wykorzystują odpady przemysłowe, trzecia głównie rośliny energetyczne (kiszonka kukurydzy), energia odzyskiwana w ostatniej biogazowni (7,200 MWhel i 8,800 MWth ) nie została uwzględniona w tabeli 1) 2)

Produkcja biogazu z odpadów i odzysk ciepła oraz energii elektrycznej są silnie zróżnicowane w poszczególnych regionach. Generalnie to źródło energii odnawialnej jest słabo rozwinięte, pomimo że praktycznie we wszystkich regionach istnieje duży poten65

cjał jego rozwoju. Dane zawarte w tabeli 6.2 nie dotyczą pierwotnej energii biogazu, lecz uwzględniają już efektywność konwersji energii pierwotnej do ciepła i energii elektrycznej (częściowo w CHP).

Całkowity zasób energii biogazu w Västmanland w 2008 roku został obliczony przez Linné et al. (2008): - oczyszczalnie ścieków

19 GWh/a - składowiska 14,7 GWh/a - zakład współfermentacji 16,7 GWh/a Razem 50,4 GWh/a W porównaniu z całkowitym zużyciem energii w Västmanland – 8686 GWh/a stanowi to ok. 0.58%.

W dalszej części rozdziału przedstawione zostaną dane dotyczące wytwarzania biogazu oraz scharakteryzowane będą istniejące instalacje biogazu w regionach.

Biogaz z oczyszczalni ścieków Na Dolnym Śląsku tylko 11 (z 203) komunalnych oczyszczalni ścieków posiada zamknięte komory fermentacji metanowej osadów, ujęcie biogazu i odzysk energii (Tabela 4.12). W siedmiu oczyszczalniach biogaz jest spalany w jednostkach kogeneracyjnych CHP, z odzyskiem energii cieplnej i elektrycznej (rys. 6.1). Część biogazu spala się w kotłach dla wytworzenia ciepła do ogrzania komór fermentacyjnych oraz budynków administracyjno-socjalnych. W pozostałych czterech oczyszczalniach biogaz spala się tylko w kotłach z odzyskiem ciepła. Planowane jest wyposażenie dalszych dwóch oczyszczalni w jednostki kogeneracyjne o mocy 2x165 kWel w Oleśnicy i 2 x (180 kWel+230 kWth) w Legnicy, z odzyskiem ciepła do celów technologicznych.

W Västmanland biogaz jest wytwarzany w sześciu oczyszczalniach ścieków oraz w jednym zakładzie współfermentacji Växtkraft (Tabela 6.3, WSP, 2009). Biogaz z oczyszczalni w Arboga był wykorzystywany do celów grzewczych, a od 2009 roku także do zasilania w ciepło lokalnej sieci ciepłowniczej (Arboga kommun, 2009). Linné et al. (2008) oszacował potencjał produkcji biogazu w oczyszczalniach ścieków powiatu Västmanland na 19 GWh/a.

66

Rys. 6.1. Oczyszczalnia ścieków w Dzierżoniowie (Dolny Śląsk) – urządzenia gospodarki biogazowej (www.wik.dzierzoniow.pl) Tabela 6.3. Instalacje wytwarzania biogazu w Västmanland Zakład/lokalizacja

Proces

Jakość biogazu

Ilość m3/a

Arboga

Oczyszczalnia ścieków

surowy

130 000

Mölntorp, Hallstahammar

Oczyszczalnia ścieków

surowy

120 000

Persbo, Norberg

Oczyszczalnia ścieków

surowy

50 000

Sala

Oczyszczalnia ścieków

surowy

215 000

Haga, Surahammar

Oczyszczalnia ścieków

surowy

150 000

Kungsängen, Västerås

Oczyszczalnia ścieków

uzdatniony, oczyszczony

1 500 000

Växtkraft, Västerås

Współfermentacja odpadów

surowy *

2 740 350

*część biogazu jest uzdatniana i oczyszczana, podano całkowitą ilość biogazu wytworzonego.

Zakład fermentacji Växtkraft jest w eksploatacji od 2005 roku, a schemat głównych elementów tego zakładu przedstawiono na rys. 6.2.

67

Rys. 6.2. Zakład fermentacji Växtkraft (Svensk Växtkraft, 2007) (publikacja za zgodą Svensk Växtkraft AB)

Wsad stanowią organiczne odpady z gospodarstw domowych i restauracji oraz w 1/3 kiszonka traw. Bioodpady z gospodarstw domowych dostarczane są w workach papierowych, następnie rozdrabniane i przesiewane w celu usunięcia zanieczyszczeń w postaci tworzyw sztucznych i papieru. Ciekłe i półciekłe odpady dostarczane są do zasobni. Stałe i ciekłe odpady mieszane są z recyrkulowaną wodą procesową w trzech hydropulperach w celu wytworzenia zawiesiny o zawartości ok. 10% s.m. (suchej masy). Pulpa jest ogrzewana do 70°C i poddana higienizacji przez 1 godzinę przed wprowadzeniem do komory fermentacyjnej. Kiszonka traw podawana jest bezpośrednio do komory. Pojemność komory fermentacji wynosi 4000 m3. Proces jest prowadzony w temp. 37°C (fermentacja mezofilowa). Reaktor pracuje w systemie ciągłym, a czas retencji osadu wynosi ok. 20 dni. Sprężony biogaz wykorzystuje się do mieszania reaktora (komory fermentacyjnej).

Biogaz jest rozprowadzony w reaktorze przez 12 wylotów umieszczonych na jego dnie i odbierany w górnej części reaktora, a następnie jest magazynowany w zbiorniku. Do odwadniania fermentatu (digestatu) zastosowano wirówkę. Odwodniony fermentat zawiera 25 do 30% s.m. i jest wykorzystywany przez miejscowych rolników do celów nawozowych. Ciecz jest recyrkulowana do hydropulperów. Fermentat, także w postaci ciekłej, bezpośrednio z reaktora, jest wykorzystywany jako nawóz organiczny (Svensk Växtkraft, 2006, 2007).

68

W 2008 roku zakład Växtkraft przyjął do fermentacji 14 300 t bioodpadów domowych, 2100 t biodpadów z restaurancji i 4000 t kiszonek traw. Z tych odpadów wytworzono 4500 t stałego nawozu i 15 700 t ciekłych nawozów. (Svensk Växtkraft, 2009) W zakładzie w Västerås działa także instalacja do uzdatniania biogazu do metanu, która przetwarza biogaz z zakładu Växtkraft i z oczyszczalni ścieków Kungsängen. Rocznie wytwarza się uzdatniony metan odpowiadający 24 GWh energii. W przypadku, gdy ilość wytwarzanego biogazu jest większa od zdolności przetwórczej instalacji uzdatniania (wydajność 150–550 m3/h), nadwyżka biogazu zasila kocioł lub jednostkę CHP w celu wytworzenia ciepła dla systemu ciepłowniczego oraz energii elektrycznej. (Svensk Växtkraft, 2007; Benjaminsson and Nilsson, 2009) W północnej Savonii biogaz jest wytwarzany tylko w jednej oczyszczalni ścieków – Kuopion Vesi, zlokalizowanej w Lehtoniemi. Instalację fermentacji w Kuopion Vesi zbudowano w 1987 roku, a przetwarza ona ok. 7000–8000 t/a osadów ściekowych (zawartość suchej masy – 25%). Dwa reaktory mają objętość 2 x 3000 m3. Cały wytworzony biogaz jest wykorzystany do odzysku energii elektrycznej i ciepła w jednostce kogeneracji CHP o mocy 330 kWel /440 kWth. Energia biogazu pokrywa ok. 90% zapotrzebowania oczyszczalni ścieków na energię (Kuittinen et al., 2007). W 2008 roku wytworzono w Lehtoniemi ok. 1,149 mln m³ biogazu (Kuittinen et al., 2009).

Tabela 6.4. P rodukcja biogazu w oczyszczalni ścieków Kuopion Vesi w latach 2006–2009 (Kuittinen et al., 2007–2010) Rok

Produkcja biogazu, mln m3/a

Wykorzystanie biogazu mln m3/a

Energia elektryczna MWh/a

Ciepło MWh/a

CH4 %

2006

1,098

1,081

2,009

4,059

66

2007

1,081

1,059

1,942

3,914

65

2008

1,149

1,141

2,090

4,222

65

2009

1,195

1,137

2,117

4,168

65

69

Rys. 6.3. Komory fermentacji osadu w oczyszczalni ścieków Kuopion vesi (Kuittinen et al., 2007)

Jedyna w Estonii oczyszczalnia ścieków wyposażona w komory fermentacyjne osadów eksploatowana jest przez Tallinna Vesi. W 2007 roku wytworzono łącznie ok. 2,5 mln m3 biogazu. Większość biogazu spalono w jednostce kogeneracyjnej z odzyskiem energii elektrycznej i ciepła, ok. 19% biogazu spalono w pochodni. W 2009 roku, z powodu awarii jednostki kogeneracyjnej, biogaz spalano w kotłowni z odzyskiem ciepła, a większość spalono w pochodni. Brak jest danych odnośnie ilości odzyskanego ciepła. Dla zwiększenia odzysku energii cieplnej i elektrycznej konieczne jest zainstalowanie drugiej jednostki kogeneracyjnej w oczyszczalni.

Biogazownie rolnicze Na Dolnym Śląsku w 2008 roku eksploatowano dwie biogazownie, zlokalizowane w zakładach przemysłu spożywczego (przetwórstwo ziemniaków). W następnych latach uruchomiono jedną biogazownię wykorzystującą kiszonkę kukurydzy. Dalsze instalacje są w budowie. Zagadnienia te przedstawiono szerzej w części 2. tej książki.

W północnej Savonii funkcjonuje tylko jedna biogazownia rolnicza Halola Maaninka w centrum badawczym Agrifood Research Finland (MTT). Instalację zbudowano w 2009 roku. Pojemność reaktora wynosi 300 m3, a jako wsad do fermentacji wykorzystuje się odchody krów oraz biomasę roślinną. Pozostałość pofermentacyjna (fermentat) wykorzystywana jest do nawożenia pól. Temperatura reaktora może być regulowana w zakresie 20–55°C. W początkowym okresie pracy biogazowni utrzymywano mezofilowy zakres temperatur (37°C) (Agrifood Research Finland, 2009). Energia elektryczna i cieplna uzyskana z biogazu wykorzystywana jest w centrum badawczym Maaninka.

70

Dotychczas nie wybudowano żadnej biogazowni rolniczej w Västmanland, jednakże firma Swedish Biogas International AB ma plan budowy takiej instalacji, wykorzystującej jako substrat odchody zwierzęce z wielu farm. Planowana wydajność wynosi ok. 70 000 t/a oraz ok. 3 mln m3/a (ekwiwalent 30 GWh energii) uzdatnionego biogazu jako paliwo dla samochów. Przewiduje się dalszą rozbudowę instalacji do wydajności 5 mln m3 uzdatnionego biogazu na rok (Swedish Biogas International AB, 2010; Persson, 2011).

W 2011 roku eksploatująca zakład fermentacji firma Svensk Växtkraft AB oraz firma transportu publicznego AB Västerås Lokaltrafik (VL) podpisały umowę na zwiększoną dostawę biogazu uzdatnionego do biometanu do 2016 roku (wzrost z 2 mln m3/a do 4.5 mln m3/a). Svensk Växtkraft AB będzie kupować uzdatniony biogaz od zakładu fermentacji, który zostanie wybudowany przez Swedish Biogas International AB, jednakże firma ta zamierza także rozbudować własny zakład fermentacji o instalację suchej fermentacji dla przetwarzania części odpadów pozostałych z gospodarstw domowych do wydajności umożliwiającej uzyskanie biogazu w ilości odpowiadającej energii 20 GWh/a. Firma Sala-Heby Energi AB w Sala analizuje budowę biogazowni dla fermentacji słomy, siana, odpadów z rzeźni i garbarni o szacunkowej wydajności produkcji biogazu odpowiadającej energii 10–15 GWh/a. (Jonerholm and Forsberg, 2010; VafabMiljö AB, 2011) Składowiska odpadów z ujęciem biogazu i odzyskiem energii W północnej Savonii biogaz ujmowany jest z czterech składowisk, jednak tylko na dwóch z nich odzyskuje się energię. Te dwa składowiska zlokalizowane są w Kuopio (Heinälamminrinne and Silmäsuo), a pozostałe w Iisalmi (Peltomäki) i w Leppävirta (Riikinneva). Biogaz ze składowisk Heinälamminrinne i Silmäsuo jest spalany w lokalnej elektrociepłowni w Kuopio. W obydwu składowiskach powstaje ok. 2 mln m3/a biogazu, stacje pompowania biogazu mają wydajność 500 m3/h. Potencjalny odzysk energii cieplnej wynosi ok. 2,5 tys. MWh/a, co odpowiada zapotrzebowaniu na ciepło ok. 800 domów jednorodzinnych w Finlandii (Kuittinen et al., 2009). Biogaz ze składowiska Peltomäki jest spalany w pochodni, co jest zgodne z wymaganiami dyrektywy składowiskowej i bezpieczniejsze dla środowiska niż bezpośrednie odprowadzenie do powietrza. Wydajność ujęcia biogazu na składowisku Peltomäki wynosi 300 m3/h (Kuittinen et al., 2009).

Wraz z biogazem składowiskowym spalany jest także biogaz wytwarzany w kwaterach fermentacji bioodpadów. Operator składowiska bierze pod uwagę możliwość odprowadzania biogazu do lokalnej ciepłowni w celu odzysku energii. Biogaz ze składowiska Riikinneva jest unieszkodliwiany w biofiltrze utleniającym metan przed odprowadzeniem do powietrza. Dokładna ilość wytwarzanego biogazu nie jest znana, jednak strata energii biogazu jest szacowana jako ekwiwalent ok. 250 m3 oleju grzewczego.

71

Tabela 6.5. P rodukcja biogazu składowiskowego w latach 2006–2009.

(Kuittinen et al., 2007–2010) Rok

2009

2008

2007

2006

Produkcja mln m3

Wykorzystanie mln m3

Ciepło MWh

CH4 %

Kuopio, Heinälamminrinne

1,10

1,10

5195

53

Kuopio, Silmäsuo

0,50

0,50

1960

44

Iisalmi, Peltomäki

0,80

45

Kuopio, Heinälamminrinne

1,20

1,20

5560

52

Kuopio, Silmäsuo

0,80

0,80

2851

Iisalmi, Peltomäki

0,80

Kuopio, Heinälamminrinne

1,19

Kuopio, Silmäsuo

0,90

Iisalmi, Peltomäki

0,90

Kuopio, Heinälamminrinne

1,20

Kuopio, Silmäsuo

1,00

Iisalmi, Peltomäki

0,50

Składowisko

45

1,19

5620

53

0,90

3208

40

41

1,20

5574

54

1,00

3475

39 38

W Västmanland biogaz ujmowany jest na dwóch składowiskach: Isätra i Gryta. W 2008 roku uzyskano ok. 3,5 mln m3 biogazu (54% metanu) ze składowiska Gryta, co odpowiada 19 GWh energii. Spalając biogaz w w silniku gazowym oraz w kotle, uzyskano ok. 10 GWh ciepła i 4,7 GWh energii elektrycznej, ok. 0,8 mln m3 biogazu spalono w pochodni. Ciepło wykorzystano do ogrzewania budynków na składowisku, a nadmiar przekazano do sieci ciepłowniczej. Brak jest danych dla składowiska Isätra. Wg danych Swedzkiej Agencji Energii w powiecie Västmanland wytworzono w 2008 roku łącznie ok. 41 GWh biogazu, w tym ok. 20 GWh biogazu składowiskowego. (Willén, 2010; Energimyndigheten, 2010) Na Dolnym Śląsku w 2008 roku tylko trzy składowiska były wyposażone w urządzenia do ujęcia biogazu i odzysku energii. Obowiązek ujęcia biogazu oraz odzysku z niego energii dotyczy składowisk przyjmujących odpady ulegające biodegradacji, z wyjątkiem małych składowisk, których mały potencjał biogazu nie uzasadnia odzysku z niego energii ze względów ekonomicznych. W tym przypadku konieczne jest ujęcie biogazu i spalanie w pochodni. Moc elektryczna jednostek kogeneracyjnych zainstalowanych na trzech składowiskach wynosiła 3,24 MW, a w 2009 roku wytworzono łącznie 17,5 tys.

MWh energii elektrycznej, co stanowi tylko niewielką część potencjału energetycznego biogazu z tych składowisk. Nie odzyskiwano w ogóle ciepła. Dalsze trzy instalacje o łącznej mocy elektrycznej 1,47 MWel zostały wybudowane w latach 2011–2012. Szczegółowe dane tych instalacji przedstawiono w części 2. tej publikacji.

72

Spalarnie odpadów Tabela 6.6 zawiera przegląd funkcjonujących i planowanych spalarni odpadów.

Tabela 6.6. Przegląd spalarni odpadów Północna Savonia

Istniejące

brak

Dwie W budowie instalacje lub plano- o łącznej wane mocy 100 MW

Estonia

brak

Dwie spalarnie w budowie i jedna planowana (łącznie 380 000 t/a); współspalanie RDF (70 000 t/a), dwie spalarnie odpadów niebezp. 8500 t/a

Västmanland

Zachodnia Litwa

25 000 t/a spalarnia Norsa w Köping; 70 000 t/a od- brak padów spalanych poza regionem W budowie spalarnia Współspalanie w Klaipeda, RDF w Elek180 000 trociepłowni t/a; 20 MWel Mälarenergi i 50 MWth

Dolny Śląsk

brak

Planowane dwie spalarnie do 2020 r.

Brak jest obecnie spalarni odpadów w północnej Savonii. Jednakże Lapinlahden Ekolampö Oy posiada zezwolenie na spalanie 14 000 ton wysuszonych termicznie osadów w elektrowni w Lapinlahti. Dawny zakład zgazowania oraz ciepłownia Ecogas, należące do Stora Enso Plc’s (przemysł celulozowo-papierniczy) w Varkaus mogą być zdolne (po modernizacji) do odzysku energii z poddanych obróbce frakcji zmieszanych odpadów komunalnych oraz odpadów przemysłowych.

Osiem firm gospodarki odpadami w prowincji wschodniej Finlandii bada możliwości budowy instalacji spalania RDF w Varkaus i Kitee o mocy odpowiednio 60 MW i 40 MW. Dla obydwu instalacji proponowana jest technologia cyrkulacyjnego złoża fluidalnego zasilanego drewnem i RDF. Analizy potwierdziły wykonalność techniczną i ekonomiczną proponowanych rozwiaząń. Planowano wybór optymalnych lokalizacji tych instalacji w 2011 roku. (Jätelaitosyhdistys, 2011) W 2008 roku nie było w Estonii żadnych spalarni odpadów, jednak zgodnie z danymi ministra środowiska, poniższe spalarnie odpadów były w budowie lub planowaniu: −− Iru (Iru Elektrijaam OÜ) – spalarnia odpadów komunalnych o wydajności 200 000 t/a (według Eesti Energia eksploatacja spalarni rozpocznie się w 2012 roku), −− Väo (Norman Invest OÜ) – spalarnia odpadów komunalnych o wydajności 80 000 t/a, −− Tartu – w fazie planowania, ≈100 000 t/a odpadów komunalnych, −− Kunda Nordik Tsement – spalanie RDF, 70 000 t/a (założono wytworzenie 1000 t RDF z 2000 t zmieszanych odpadów komunalnych), −− AS Epler&Lorenz – 1500 t/a odpadów niebezpiecznych, −− AS Fibo – 7000 t/a odpadów niebezpiecznych.

73

W Västmanland VafabMiljö AB eksploatuje spalarnię Norsa w Köping o rocznej wydajności ok. 25 000 t. Większą część stanowią palne odpady komunalne i przemysłowe z gmin Köping, Arboga i Kungsör. Ok. 70 000 t odpadów z Västmanland spala się w innych spalarniach (Vattenfall w Uppsala, Fortum w Avesta i Högdalen oraz w Tekniskaverken w Linköping), co pokrywa zapotrzebowanie regionu na spalanie. W ostatnich latach elektrociepłownia Mälarenergi przystąpiła do budowy instalacji współspalania RDF w Vasterås (VafabMiljö AB, 2009b).

Obecnie w zachodniej Litwie nie ma żadnej spalarni, jednak pierwsza spalarnia na Litwie jest budowana w Klaipeda, o wydajności 130 000 t/a zmieszanych odpadów komunalnych i 50 000 t/a odpadów innych niż niebezpieczne z innych źródeł. Moc elektryczna wyniesie 20 MW, a cieplna 50 MW, ponadto w okresie zimowym pozyskiwane będzie dodatkowo 16 MW z kondensacji pary wodnej z gazów odlotowych. Odpowiada to rocznej produkcji 120 GWh energii elektrycznej i 400 GWh energii cieplnej. Prąd elektryczny będzie przekazywany do sieci państwowej, a energia cieplna będzie zużywana w powiecie Klaipeda. Zakłada się, że pozyskane ciepło pokryje ok. 40% zapotrzebowania miasta Klaipeda.

Na Dolnym Śląsku nie ma aktualnie spalarni odpadów, a niewielkie ilości odpadów (głównie drzewnych) współspala się w lokalnych kotłowniach z odzyskiem ciepła. Trzy elektrownie (ciepłownie) wykorzystują biomasę roślinną jako odnawialne źródło energii (nie jest to biomasa odpadowa). Planowana jest budowa dwóch spalarni odpadów komunalnych w latach 2012–2020.

Suszenie osadów ściekowych W powiecie Västmanland spalono w 2008 roku 82,7 t odpadów z komunalnych oczyszczalni ścieków.

Na Dolnym Śląsku w 2010 roku w eksploatacji były dwie suszarnie osadów ściekowych (w Kłodzku i w Świdnicy), a dwie dalsze były w budowie i zostały przekazane w 2012 roku do eksploatacji (we Wrocławiu i w Strzelinie). Łączna wydajność pierwszych dwóch instalacji wynosiła 6173 t/a osadu odwodnionego, a wszystkich czterech ok. 89,8 tys. t/a. Uwodnienie osadu przed suszeniem wynosi ok. 78–80% i zmniejsza się do ok. 10% po termicznym suszeniu oraz do 35% po suszeniu solarnym. Ilość osadu wysuszonego z dwóch pierwszych instalacji wynosi ok. 1646 t/a, a z wszystkich czterech wzrosła do ok. 22 tys. t/a.

6.3. Wskaźniki oceny odzysku energii z odpadów w regionach Ocenę różnic i podobieństw między regionami poddano ocenie na podstawie zaproponowanych wskaźników (tabela 6.7). Wskaźniki te pokazują znaczny potencjał odzysku energii z odpadów we wszystkich regionach. Aktualnie tylko mała część wykorzystywanej w tych regionach pochodzi z przetwarzania odpadów, tj. ok. 1% całkowitego zużycia energii w Västmanland i ok. 1,4% energii elektrycznej zużywanej w gospodarstwach domowych Dolnego Śląska pochodzi z biogazu ze składowisk odpadów oraz z komunalnych oczyszczalni ścieków. Potencjał energii z odpadów w poszczególnych regionach wynosi 720–1698 kWh/M, podczas gdy jednostkowe zużycie energii w całej gospodarce poszczególnych regionów stanowi 17,6–66,9 MWh/M. Potencjalny udział energii z odpadów wynosi ok. 2.5 do 4.0% całkowitego zużycia energii w poszczególnych regionach.

74

Największy potencjał energii mają odpady komunalne, ale potencjały odpadów przemysłowych jako paliw zastępczych oraz odchodów zwierzęcych jako źródła biogazu są również znaczące.

Tabela 6.7. Wartości wskaźników dla regionów (głównie na rok 2008) Wskaźnik Ludność – ogółem – % ludności kraju Powierzchnia - ogółem – % pow. kraju PNB regionalny

Jednostka

Estonia

Dolny Śląsk

tys. M %

1340 100

2878 7,6

251 4,7

252 2,7

1030 30,9

km2 % mln EUR EUR/M

45 226 100 14 305 10 675

19 947 6,4 29 449 10 232

20 367 6,0 7119 28 363

5145 1,1 6764 26 841

22 510 34,5 6706,4 6511

391

326

490

691

347

274

228

343

346

243

191

33

132

–

256

783

75

1171

–

37

33 968 25,3 2,37

50 580 17,6 1,70

16 811 66,9 2,36

8686 35 1,30

11594) 0,9

20 523 7,1

2090 8,3

4745 4,6

23184) 1,7 – –

11 400 4,0 – –

12 633 50 – –

30 000 119

6570 6,4 – –

11 137 8

123 255 43

17 270 69

50 400 200

11 000 11

–

–

27 110

174 693

–

608

508

761

857

541

34

30

72

75

32

Odpady komunalne kg/M zbierane Potencjalna ilość odpakg/M dów pozostałych Odpady przemysłowe biologicznie rozkłakg/M dalne Odpady przemysłowe inne niż niebezpieczne kg/M do wytworzenia paliwa Zużycie energii pierwotnej ogółem GWh/a na mieszkańca MWh/M GWh/mln EUR – na jednostkę dochodu Zużycie energii elekMWhel/a trycznej z odpadów kWh/M (biogaz)1) MWhth/a Zużycie ciepła z odpakWh/M dów (biogaz)2) MWh/a Uzdatnianie biogazu kWh/M do biometanu3) Całkowite zużycie MWh/a energii z odpadów kWh/M (biogaz) GWh/a Zużycie energii ze kWh/M spalania odpadów 5) Potencjał energetyczny pozostałych odpadów kWh/M komunalnych Potencjał energetyczny kWh/M osadów ściekowych

Północna Västman- Zachodnia Savonia land Litwa

75

Wskaźnik Potencjał energetyczny odchodów zwierzęcych Potencjał energii z fermentacji odpadów przemysłowych Potencjał energii paliw z odpadów przemysłowych innych niż niebezpieczne Calkowity potencjał energii z odpadów Całkowite zużycie energii z odpadów Potencjał energii z odpadów/zużycie energii pierwotnej

Jednostka

Estonia

Dolny Śląsk

Północna Västman- Zachodnia Savonia land Litwa

kWh/M

41

158

789

kWh/M

40

24

28

kWh/M

10

0.3

48

kWh/M

733

720

1698

1202

964

kWh/M

8

43

179

893

11

%

2,9

4,0

2,5

3,4

270

339 52

1) energia elektryczna z biogazu ze składowisk i oczyszczalni ścieków, 2) ciepło z biogazu ze składowisk i oczyszczalni ścieków, a w przypadku Dolnego Śląska także z 2 rolniczych biogazowni, 3) uzdatnianie biogazu z jednej oczyszczalni i zakładu współfermentacji, w którym 1/3 wsadu stanowi biomasa roślinna (nieodpadowa), 4) dane z roku 2007, 5) łącznie ze spalaniem poza regionem.

6.4. Ocena czynników wpływających na rozwój odzysku energii z odpadów w regionach Różnice gęstości zaludnienia w regionach mają znaczący wpływ na rozwój systemów gospodarki odpadami komunalnymi. W regionach o małej gęstości zaludnienia mogą być preferowane lokalne lub subregionalne instalacje przyjmujące stosunkowo małe ilości odpadów ze względu na duże odległości transportu odpadów, podczas gdy w regionach o dużej gęstości zaludnienia bardziej korzystne są regionalne instalacje o dużej wydajności. Można określić pewne graniczne wielkości wydajności instalacji, poniżej których jednostkowe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne szybko wzrastają, wskutek czego znacząco obniża się efektywność ekonomiczna tych instalacji.

W przypadku spalarni odpadów komunalnych preferowane są wydajności instalacji powyżej 200 000 t/a, a w przypadku instalacji mechaniczno-biologicznych (MBP) – powyżej 40 000 t/a. Te wartości należy traktować jako wskaźnikowe, nie uwzględniają one specyfiki poszczególnych krajów i regionów. Efektywność energetyczna instalacji odzysku energii z odpadów ma szczególne znaczenie dla oceny efektywności ekonomicznej spalarni, gdyż przychody ze sprzedaży energii elektrycznej i cieplnej mogą znacząco wpłynąć na obniżenie opłaty za przyjęcie odpadów do spalarni. Spalarnie odpadów w Szwecji i w innych krajach skandynawskich (zwłaszcza w Danii) cechuje znacznie wyższa efektywność energetyczna niż spalarni w innych krajach europejskich.

Przykładowo wskaźniki efektywności energetycznej przekraczające 0.90 są typowe dla większości spalarni skandynawskich, podczas gdy dane z Niemiec wskazują na wartości wskaźnika efektywności energetycznej poniżej 0.50 dla większości spalarni. Wynika to z fundamentalnie innego podejścia do spalania odpadów komunalnych w Skandynawii 76

niż w innych krajach Europy, w których spalarnie traktowane są głównie jako instalacje unieszkodliwiania odpadów z odzyskiem tylko energii elektrycznej. W krajach skandynawskich, w których znacząca część ciepła w miastach dostarczana jest mieszkańcom za pośrednictwem sieci ciepłowniczych, spalarnie odpadów komunalnych traktowane są jako lokalne ciepłownie opalane odpadami. Rozwiązania skandynawskie mogą być łatwo powielone w Polsce, w tym również na Dolnym Śląsku, w którym 70% społeczeństwa mieszka w miastach. W większości miast znajdują się lokalne sieci ciepłownicze, a zarządzające nimi firmy komunalne powinny być całorocznymi odbiorcami ciepła ze spalania odpadów komunalnych.

W regionach z rozproszonymi źródłami wytwarzania odpadów uzasadniona jest budowa lokalnych stacji przeładunkowych dla usprawnienia transportu odpadów do regionalnych instalacji ich przetwarzania.

Należy podkreślić znacznie wyższą świadomość ekologiczną mieszkańców i władz publicznych Västmanland w porównaniu z innymi regionami. Wyrazem tego są: −− znacznie wyższa skuteczność selektywnego zbierania odpadów do recyklingu niż w innych regionach; −− wprowadzenie systemu selektywnego zbierania bioodpadów do biologicznego przetwarzania i kompostowania przydomowego; −− rozwój transport miejskiego opartego na paliwie z biogazu otrzymanego w wyniku fermentacji osadów ściekowych i bioodpadów; −− zmiana części paliwa przez elektrociepłownię z paliwa konwencjonalnego na paliwo wytworzone z odpadów komunalnych; −− prawie całkowite wyeliminowanie składowania odpadów nieprzetworzonych dzięki wysokiej skuteczności zbierania selektywnego oraz termicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych.

Należy zauważyć także dobrze rozwinięty system wytwarzania biogazu i jego wykorzystania energetycznego w oczyszczalniach ścieków powiatu Västmanland – nawet bardzo małe oczyszczalnie wytwarzają biogaz i spalają go z odzyskiem energii. Jest to bardzo dobry przykład dla innych regionów.

We wszystkich pięciu regionach słabo rozwinięty jest odzysk energii z odpadów i produktów ubocznych rolnictwa. W regionach REMOWE w eksploatacji jest tylko kilka biogazowni przetwarzających odchody zwierzęce oraz pozostałości roślinne. Polityka polskiego rządu oraz ekonomiczne instrumenty wsparcia spowodowały stopniowy rozwój biogazowni rolniczych w Polsce, w tym również na Dolnym Śląsku. W 2011 roku w budowie były 2 nowe biogazownie rolnicze na Dolnym Śląsku i ok. 50 w całej Polsce. Łącznie ok.

300 biogazowni jest w Polsce w różnych fazach rozwoju. Jednakże, w większości z nich, głównym materiałem wsadowym są rośliny energetyczne (zwłaszcza kukurydza).

Istnieje potrzeba i uzasadnienie dla budowy spalarni odpadów komunalnych w dużych regionach miejskich, w tym w szczególności we Wrocławiu i uprzemysłowionej aglomeracji legnicko-głogowskiej (przemysł miedziowy – KGHM Polska Miedź S.A.) na Dolnym Śląsku, w Tallinnie (Estonia), w regionie Klaipeda w zachodniej Litwie. W tych 77

dwóch ostatnich regionach budowa spalarni jest silnie zaawansowana, w przeciwieństwie do Dolnego Śląska.

Instalacje fermentacji metanowej, jako elementy zakładów mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych, nie wymagają tak dużych strumieni odpadów jak spalarnie i dlatego mogą być lokalizowane w mniejszych aglomeracjach.

Instalacje beztlenowe (fermentacji metanowej) stanowią bardziej efektywne (pod względem energetycznym) rozwiązanie przetwarzania odpadów komunalnych niż przetwarzanie tlenowe bez odzysku energii.

We wszystkich regionach składowiska komunalne niespełniające wymagań dyrektywy składowiskowej zostały zamknięte lub są w trakcie zamykania. Duże składowiska stanowią również źródło energii w postaci biogazu, który może być spalany w jednostkach kogeneracyjnych lub w lokalnych kotłowniach.

Poza Västmanland składowanie nieprzetworzonych odpadów komunalnych nie zostało wyeliminowane w żadnym innym regionie. W Västmanland nie ma instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów, gdyż nie są one potrzebne – spalarnie odpadów, zlokalizowane głównie poza tym powiatem, mają wystarczające wydajności do przyjęcia z niego odpadów. Elektrociepłownia, zlokalizowana w Vasterås, podjęła budowę nowego kotła opalanego wysokokaloryczną frakcją odpadów komunalnych i innych odpadów w postaci RDF, dla częściowego zastąpienia spalanych obecnie paliw kopalnych. Jest to kolejna zmiana paliwa podczas wielu lat eksploatacji tego zakładu dla uzyskania optymalnych warunków środowiskowych i ekonomicznych. W tym zakładzie spalane będą nie tylko wszystkie odpady komunalne wytwarzane w regionie (jako RDF), ale także paliwa zastępcze i odpady palne z innych regionów Szwecji (a nawet z innych krajów).

W raporcie przedstawiono pewne braki oraz potrzeby rozwoju i innowacji w specyficznych obszarach odzysku energii z odpadów. Raport może przyczynić się do wzrostu świadomości społecznej oraz do transferu doświadczenia, technologii i wiedzy pomiędzy regionami. Z raportu wynika generalnie, że odzysk energii z odpadów jest obecnie bardzo mały w porównaniu z potencjałem energetycznym odpadów (z wyjątkiem powiatu Västmanland, z którego odpady komunalne są spalane z odzyskiem energii).

Należy podkreślić, że potrzebne są skuteczne instrumenty wsparcia odzysku energii z odpadów w regionach partnerskich dla stymulacji rozwoju tego obszaru gospodarki odpadami i energią.

7. Wnioski Regiony projektu REMOWE są silnie zróżnicowane pod względem powierzchni, liczby ludności, gęstości zaludnienia, wykorzystania terenu, a także poziomu rozwoju gospodarczego. Regiony północna Savonia i Västmanland charakteryzują się najmniejszą populacją i gęstością zaludnienia, ale także najwyższym poziomem rozwoju ekonomicznego mierzonego regionalnym dochodem (PNB) na mieszkańca. W tych dwóch regionach regionalny PNB na mieszkańca jest ponad 2.5-krotnie wyższy niż w Estonii i na Dolnym Śląsku oraz ponad 4-krotnie wyższy niż w zachodniej Litwie.

78

Ma to wpływ na znaczące zróżnicowanie społecznie akceptowalnej opłaty za gospodarowanie odpadami komunalnymi, która jest generalnie odniesiona do przeciętnego dochodu na osobę (0.75-1.0% rocznego dochodu). W krajach o wyższym dochodzie możliwe są wyższe wydatki na gospodarkę odpadami, z których finansowane są bardziej efektywne i kosztowniejsze rozwiązania zbierania i odbierania odpadów oraz ich przetwarzania. Redukcja składowania odpadów ulegających biodegradacji, odzysk, w tym recykling odpadów, są głównymi celami europejskiej legislacji w odniesieniu do odpadów, których wytworzeniu nie udało się zapobiec.

We wszystkich regionach REMOWE zostały opracowane krajowe dokumenty, plany i strategie implementujące europejskie cele gospodarki odpadami. We wszystkich regionach wprowadzono odpowiednie regulacje oraz wsparcie ekonomiczne dla rozwoju odzysku energii z odpadów. Poziom wsparcia ekonomicznego energii z OŹE (w tym również biodegradowalnej części odpadów komunalnych) jest obecnie najwyższy na Dolnym Śląsku. Jednakże sposób jego wprowadzania, a szczególnie brak gwarancji długoterminowych, nie zapewniają wymaganego poziomu bezpieczeństwa dla inwestorów instalacji OŹE. Pomimo wszystkich tych środków tylko mała część istniejącego potencjału energii z odpadów jest obecnie wykorzystana, z wyjątkiem powiatu Västmanland, w którym szczególnie odzysk energii ze spalania odpadów komunalnych został skutecznie wdrożony.

Do odpadów zidentyfikowanych jako ważne dla odzysku energii zaliczono: odpady komunalne, osady ściekowe, odpady przemysłowe oraz odpady i produkty uboczne z rolnictwa. Całkowity potencjał energii z tych źródeł przedstawiono na rys. 7.1

Rys. 7.1. Potencjał energetyczny różnych odpadów

Największy potencjał energii mają odpady komunalne pozostałe po selektywnym zbieraniu (68% całego potencjału) i odchody zwierzęce (24%). Odzysk energii z tych odpadów powinien być priorytetem w systemach gospodarki odpadami w poszczególnych regionach. Odpady komunalne, szczególnie w trzech regionach (Estonia, Dolny Śląsk

79

i Västmanland), są głównym źródłem energii, a ich udziały stanowią odpowiednio 83%, 71% i 69% całego potencjału energii z odpadów.

Największy jednostkowy potencjał energii z odpadów na mieszkańca jest w dwóch regionach o najmniejszym zaludnieniu, tj. w północnej Savonii i w Västmanland i znacznie niższy w zachodniej Litwie i w Estonii, a także najbardziej zaludnionym regionie Dolnego Śląska. Rys. 7.2 przedstawia udziały potencjałów energii z odpadów w całkowitym zużyciu energii pierwotnej w poszczególnych regionach. Wynoszą one od 2.5% (północna Savonia) do 4% (Dolny Śląsk).

Rys. 7.2. Udziały potencjałów energii z odpadów w całkowitym zużyciu energii pierwotnej w regionach

Infrastruktura do przetwarzania odpadów i odzysku energii z odpadów jest obecnie silnie zróżnicowana w poszczególnych regionach. Rys. 7.3 przedstawia stan wykorzystania potencjału energii z odpadów w regionach REMOWE w 2008 roku. Z wyjątkiem Västmanland odzysk energii z odpadów jest słabo rozwinięty w regionach. W Västmanland odzysk energii z odpadów następuje głównie w procesie spalania (w większości w spalarniach zlokalizowanych w sąsiednich regionach) oraz poprzez uzdatnianie biogazu z oczyszczalni ścieków i instalacji współfermentacji odpadów do biometanu. Wykorzystanie biogazu ma miejsce także w innych oczyszczalniach ścieków.

Rys. 7.3. Stan wykorzystania potencjału energii z odpadów w regionach REMOWE, kWh/M

80

Infrastruktura dla odzysku energii z odpadów w innych regionach nie jest zbyt dobrze rozwinięta. Jednakże w tych regionach podjęte zostały działania lub opracowane plany nowych działań w zakresie odzysku energii z odpadów, obejmujące: −− spalarnie odpadów w Estonii, zachodniej Litwie i na Dolnym Śląsku; −− odzysk energii z paliw z odpadów (północna Savonia, Dolny Śląsk, Västmanland); −− fermentację metanową biodegradowalnej części odpadów komunalnych na Dolnym Śląsku; −− fermentację metanową rolniczych odpadów i produktów ubocznych na Dolnym Śląsku i w Västmanland; −− suszenie osadów ścieków do odzysku energii w zachodniej Litwie i na Dolnym Śląsku.

Widoczne jest, że po długim okresie powolnego wzrostu nastąpił rozwój różnych obszarów odzysku energii z odpadów. Doświadczenia i przykłady dobrych praktyk można znaleźć w każdym regionie, mogą być one przeniesione do innych regionów. Przykładowo w Szwecji rozwój odzysku energii z odpadów był stymulowany zakazem składowania odpadów palnych i podatkiem nałożonym na paliwa kopalne. Szwedzki system jest bardzo efektywny, zwłaszcza w odniesieniu do wykorzystania ciepła w miejskich sieciach ciepłowniczych. Innym dobrym przykładem jest wykorzystanie do napędu autobusów miejskich biometanu uzyskanego z biogazu wytwarzanego w oczyszczalni ścieków oraz w instalacji współfermentacji bioodpadów komunalnych i biomasy roślinnej. Dobrym przykładem z północnej Savonii jest bezpośrednie zasilanie biogazem składowiskowym ciepłowni miejskiego układu ciepłowniczego. Na Dolnym Śląsku obserwuje się znaczny rozwój biogazowni rolniczych, co wynika bezpośrednio z dofinansowania skierowanego do inwestorów tych instalacji dla wsparcia rozwoju tego sektora OŹE. Obserwuje się także wzrost zainteresowania technologiami fermentacji w instalacjach mechanicznobiologicznego przetwarzania odpadów komunalnych i spadek zainteresowania tlenową stabilizacją. Następuje także w ostatnim okresie rozwój instalacji suszenia osadów ściekowych. Wysuszone osady jako biomasa są atrakcyjnym paliwem zastępczym dla cementowni z uwagi na obowiązek obniżenia przez nie emisji CO2. Estonia, w przeciwieństwie do innych nowych krajów UE, zdecydowała się na budowę spalarni odpadów komunalnych bez dofinansowania z funduszy europejskich. Uważa się tam, że ten sposób wprowadzania technologii spalania jest bardziej efektywny i nie zakłóca funkcjonowania rynku gospodarki odpadami.

81

8. Bibliografia Agrifood Research Finland (2009), The Research Center of Agrifood Research Finland.

Dostępne na: https://portal.mtt.fi/portal/page/portal/mtt/mtt/tutkimus/infrastruktuuri/maaningantutkimusalusta/ [Ostatnie wejście 2011/3/23].

Analiza wykorzystania naturalnych bogactw regionu w kontekście rozwoju społeczno-gospodarczego z uwzględnieniem przekrojów przestrzennych, w związku z perspektywą wyczerpania się złóż naturalnych bogactw. Opracowanie założeń do strategii zrównoważonego rozwoju w tym zakresie (2010). Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego. Wrocław.

Arboga kommun, (2009), Energi- och klimatstrategi Arboga kommun 2009 [In Swedish].

Badania i analizy potencjału Dolnego Śląska dla wykorzystania odnawialnych źródeł energetycznych oraz badania i analizy wzajemnego oddziaływania sektora OŹE i rynku pracy pod wpływem zmiany gospodarczej (2010). Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego. Wyd. Sygma, Wrocław.

Behrend A., Vasilic D, Ahrens T. (2011) Report on substrate pretreatment, quality and biogas potential of different waste substrates and suitable substrate mixtures for each individual region. REMOWE Project Report.

Behrend A., Vasilic D, Ahrens T. (2011) Strategies concerning digestion residue utilization. REMOWE Project Report.

Belous O., Strazdauskiene R., Bereisiene K., Zakauskaite A., Balciunas A. (2011) Current status of waste-to-energy in Lithuania Wastern Region. Klaipedos Universitetas, Klaipeda.

Benjaminsson J., Nilsson R., (2009), Distributionsformer för biogas och naturgas i Sverige, Grontmij [In Swedish].

Biogaz. Produkcja Wykorzystywanie (2005) Raport w ramach Project RegioSustain, Interreg IIIC. den Boer E., Szpadt R., Thorin E., Jääskalainen A., Malo L., Huopana T. (2011), Current status of waste-to-energy utilisation in some parts of Baltic Sea Region. AMKlehti., No. 2. den Boer E., Szpadt R., Łukaszewska A., Thorin E., Jääskeläinen A., Lõõnik J., Belous O. (2012), Comparative assessment of waste-to-energy potential in European regions. Proc. 20th European Biomass Conference and Exhibition, Milano. den Boer E., Szpadt R., den Boer J., Ciesielski S., Pasiecznik I. and Wojtczuk O. (2011) Current status of the waste-to-energy chain in Lower Silesia, Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego and Politechnika Wrocławska, Wrocław. den Boer E., den Boer J., Szpadt R. (2011), Waste-to-energy in the Baltic Sea Regions.

Report no. O3.2.2., REMOWE. Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions of 10 November 2010 – Energy 2020 A Strategy for competitive, sustainable and secure energy [COM(2010) 639 final – Not published in the Official Journal].

EEA (2007), The road from landfilling to recycling: common destination, different routes, EEA Copenhagen.

Eesti Energia (2011) Iru elektrijaam, dostępne na: https://www.energia.ee/et/power/heatandpower.

82

Energimyndigheten, (2010), Produktion och användning av biogas år 2008, ES 2010:01 [In Swedish].

Energy Efficiency Action Plan for Tallinn, dostępne na: http://www.tallinn.ee/ g4128s55841 [Ostatnie wejście 2011/12/12].

Estonian Regional and Local Development Agency (2010) Current status of waste-toenergy. Estonia. Estonian Regional and Local Development Agency.

EU (2011), available at: http://europa.eu/legislation_summaries/energy/european_energy_policy, 2011 [Ostatnie wejście 2011/01/10].

Eurostat (2011), Recycling accounted for a quarter of total municipal waste treated in 2009 (2011) Eurostat News Release, 37/2011 – 8 March 2011.

Forsberg J., (2009), Biogasens expansion i östra Mellansverige Identifiering av potentiella biogashotspots, thesis work, Uppsala University, UPTEC STS09 035 [In Swedish].

Guziana B., Lindmark J., Thorin E., Belous O., den Boer E. (2011), Manual for sorting waste for waste-to-energy systems. Report no. 4.1.2, REMOWE. Huopana T., Energy efficient model for biogas production in farm scale, Master’s Thesis, Renewable Energy Programme, The University of Jyväskylä, 2011, Retrieved 20.5.2011 from: http://urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201103211905.

Jätelaitosyhdistys (2011). http://www.jly.fi/index.php/ [Last visited 2011/4/18].

Jonerholm K., Forsberg J., (2010), Utbud och Efterfrågan på Fordonsgas i Biogas Öst Regionen, BiogasÖst [In Swedish].

Kuittinen Ville, Huttunen Markku J. & Leinonen Simo (2010). Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 13. Tiedot vuodelta 2009.

Kuittinen Ville, Huttunen Markku J. & Leinonen Simo (2009). Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 12. Tiedot vuodelta 2008.

Kuittinen Ville, Huttunen Markku J. & Leinonen Simo (2008). Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 11. Tiedot vuodelta 2007.

Kuittinen Ville, Huttunen Markku J. & Leinonen Simo (2007). Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 10. Tiedot vuodelta 2006.

Linné M., Ektrandh A., Englesson R., Björnsson L., Lantz M., (2008), Den svenska biogaspotentialen från inheska restprodukter, Avfall Sverige [In Swedish].

Malo L., Koponen L., Jääskeläinen A. (2011) Current status of the waste-to-energy chain in the County of North Savo, Finland, Centre for Economic Development, Transport and the Environment for North Savo and Savonia University of Applied Sciences, Kuopio.

Moora H., (2011) pers. communication.

Olivier, J.G.J., Tuinstra, W., Elzenga, H.E., van den Wijngaart, R.A., Bosch, P.R., Eickhout, R., Visser, M (2008). Consequences of the European Policy Package on Climate and Energy Initial assessment of the consequences for the Netherlands and other Member States, Netherlands Environmental Assessment Agency.

Persson P. E., (2011), VafabMiljö AB, personal communication.

Pohjois-Karjalan ympäristökeskus (2009). Itä-Suomen jätesuunnitelma vuoteen 2016.

Etelä-Savon ympäristökeskus, Pohjois-Savon ympäristökeskus ja Pohjois-Karjalan ympäristökeskus. Suomen ympäristö 47/2009.

Słowik K., Ocena możliwości współspalania odpadów w województwie dolnośląskim.

Praca magisterska, Wrocław, 2012.

Statistics Estonia 2011, Municipal waste generated, available at: www.stat.ee/29986.

83

Svensk Växtkraft, (2009), Svensk Växtkraft AB Årsredovisning 2008 [In Swedish].

Svensk Växtkraft, (2007), The Växtkraft project in Västerås.

Svensk Växtkraft, (2006), Växtkraft – Process description of the Biogas plant in Västerås.

Swedish Biogas International AB, (2010), Ansökan om tillstånd för Lantbruksbaserad biogasanläggning på Sörby Gård – Underlag för samråd enligt miljöbalken 6 kap.

4§ angående en ny anläggning för produktion av biogas till fordon [In Swedish].

Thorin E., Daianova L., Guziana B., Wallin F., Wossmar S., Degerfeldt V., Granath L. (2011) Current status of the waste-to-energy chain in the County of Västmanland, Sweden. Mälardalen University, Västerås.

Tjus and Fortkamp (2011) Bioenergy in Sweden 2010-2020 a review of amounts, future trends and research. Swedish Environmental Research Institute, Stockholm. Report in frame of the SPIN project.

VafabMiljö AB, (2009a), Årsredovisning 2008 [In Swedish].

VafabMiljö AB, (2009b), Avfallsplan 2009-2012 [In Swedish].

VafabMiljö AB, (2011), http:// ww.vafabmiljo.se [last visited 2011/03/15].

Willén J., (2010), Fordonsgas från deponier- en potentialstudie i Biogas Öst-regionen, BiogasÖst [In Swedish].

Wojtczuk O., Koncepcja rozwoju wytwarzania biogazu z odpadów w województwie dolnośląskim. Praca magisterska, Wrocław, 2012.

WSP, (2009), Förstudie av förutsättningar för en biogassatsning inom KAK-kommunerna [In Swedish].

84

Część 2 Obecny stan gospodarki odpadami i odzysku energii z odpadów na Dolnym Śląsku Emilia den Boer, Jan den Boer, Ryszard Szpadt, Olga Wojtczuk

Streszczenie Przedstawiono główne akty prawne oraz strategiczne dokumenty dotyczące energii ze źródeł odnawialnych, w tym z odpadów ulegających biodegradacji oraz palnych odpadów niebiodegradowalnych. W 2013 roku nastąpią znaczące zmiany stanu prawnego zarówno energetyki, jak i gospodarki odpadami, w związku ze spodziewanym przyjęciem nowych ustaw ramowych, tj. prawa energetycznego, ustawy o odnawialnych źródłach energii oraz ustawy o odpadach, których projekty są przedmiotem zaawansowanych prac w rządzie i w sejmie. Zmienią one istotnie warunki oraz zasady wytwarzania i dystrybucji energii w ogóle, a ze źródeł odnawialnych, w tym z bioodpadów, w szczególności. Obowiązywać będą także nowe zasady gospodarki odpadami, w szczególności nacisk będzie położony na zapobieganie wytwarzaniu odpadów oraz na recykling odpadów, odzysk energii z odpadów znajdzie się niżej w hierachii postępowania z odpadami.

Opracowanie zawiera ilościowe i jakościowe charakterystyki wytwarzanych na Dolnym Śląsku następujących odpadów przydatnych do wytwarzania energii: odpadów komunalnych, komunalnych osadów ściekowych, ulegających biodegradacji odpadów przemysłowych, palnych odpadów przemysłowych, a także biomasy z rolnictwa i leśnictwa w postaci odpadów i produktów ubocznych. Dane dotyczące gospodarowania odpadami dotyczą głównie lat 2008-2010, jednak w niektórych przypadkach pokazane będą dłuższe trendy czasowe. Podstawą niniejszego rozdziału są dwa opracowania wykonane w ramach pakietu roboczego WP3 projektu REMOWE, zatytułowane: REMOWE – Wspólne badania aktualnego stanu. Zebranie danych i ich ocena. Raport SPR nr 29/2010, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej, Wrocław den Boer E., Szpadt R., den Boer J., Ciesielski S., Pasiecznik I., Wojtczuk O. (2011), Current status of the waste-to-energy chain in Lower Silesia, Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego, Wrocław.

• •

Masa wytwarzanych odpadów komunalnych na Dolnym Śląsku wynosi ok. 0,94 mln ton rocznie, prognozowany jest wzrost masy tych odpadów do ok. 1,08 mln ton w roku 2020. Udział odpadów ulegających biodegradacji stanowi ok. 54% całej masy odpadów komunalnych, a w odpadach zmieszanych, pozostałych po selektywnym zbieraniu, odpady biodegradowalne stanowią 55,1% masy. W wyniku selektywnego zbierania części odpadów w ilości łącznej 358 985 t/a całkowita masa odpadów zmieszanych zmniejszy się z 1 090 629 do 731 646 t/a, a więc o ok. 32,9%. Przynajmniej 495 836 t/a odpadów pozostałych po zbieraniu selektywnym powinno zostać całkowicie przetworzonych 85

w procesach termicznych lub mechaniczno-biologicznych dla zmniejszenia składowania odpadów ulegających biodegradacji do wymaganego poziomu. Alternatywą jest zwiększenie poziomu zbierania selektywnego odpadów ulegających biodegradacji (głównie papieru oraz odpadów kuchennych i ogrodowych i ich przetwarzanie).

Całkowita potencjalna wartość energetyczna 731 646 t/a odpadów pozostałych po selektywnym zbieraniu wyniesie w 2020 roku ok. 5,12 PJ, przy założeniu średniej wartości opałowej 7 GJ/t.

Osady ściekowe należy traktować jako źródło energii odnawialnej w dwóch aspektach: wytwarzania biogazu lub paliwa zastępczego w postaci osadu wysuszonego, ewentualnie po zmieszaniu z innymi odpadami palnymi. Potencjalna wartość energetyczna suchej masy osadów ściekowych wytwarzanych w województwie dolnośląskim w ilości 37 820 tys. ton w roku 2009 wynosiła 378 200 GJ (0,38 PJ), przy założeniu wartości opałowej 10 MJ/kg s.m. Rzeczywista wartość opałowa osadów wysuszonych do zawartości maks.

90% s.m. wynosi ok. 0,32 PJ. Przefermentowane osady mogą być wykorzystywane do założenia plantacji roślin energetycznych, np. w ramach rekultywacji terenów zdegradowanych. Osady są wykorzystywane do wytworzenia urodzajnej warstwy glebotwórczej na rekultywowanych gruntach zdegradowanych, na powierzchniach rekultywowanych składowisk itp. Osady mogą być wykorzystane także do przygotowania urodzajnego podłoża na gruntach rolnych lub na gruntach nieużytków i ugorów przywracanych do ponownego użytkowania.

Biodegradowalne odpady przemysłowe klasyfikowane są przede wszystkim w grupie 02 katalogu odpadów. Całkowite ilości odpadów grupy 02 wytworzonych przez większych wytwórców (ponad 50 t/a) wynosiły 105,6 tys. t/a w roku 2008 i 106,1 tys. t/a w roku 2009. Największe ilości odpadów wytworzono w powiatach: strzelińskim, polkowickim, legnickim i jaworskim.

Wśród przemysłowych odpadów palnych wyróżniono odpady inne niż niebezpieczne oraz niebezpieczne. Ilość odpadów innych niż niebezpiecznie znacznie przekracza ilość odpadów niebezpiecznych. Wśród tych ostatnich zdecydowanie wyróżniają się odpady olejowe i zaolejone. Do odpadów innych niż niebezpieczne zaliczono głównie odpady drzewne, roślinne, papier i tekturę, odpady tekstylne, tworzywa sztuczne, gumę oraz inne odpady.

Biomasę z rolnictwa i leśnictwa stanowią biomasa roślinna oraz odchody zwierzęce.

Całkowitą potencjalną wartość energetyczną biomasy roślinnej i zwierzęcej oszacowano na 87,20 PJ w roku 2009, w tym biomasa roślinna stanowi 84,9 PJ (97,4%). Realna do uzyskania wartość energetyczna – pod warunkiem wykorzystania istniejących możliwości – wynosi 37 PJ (w tym 36,5 PJ – biomasa roślinna), co stanowi ok. 42,3% zasobów energii potencjalnej. Trzy dominujące źródła biomasy to: biomasa roślin energetycznych możliwa do uzyskania z nieużytków i odłogów, słoma oraz rzepak.

Na Dolnym Śląsku zdecydowanie dominują systemy zbierania zmieszanych odpadów komunalnych. W postaci zmieszanej zbiera się około 94% masy wytwarzanych odpadów

86

komunalnych. Selektywnie zbierane odpady opakowaniowe stanowią tylko ok. 2,5% całkowitej masy odpadów komunalnych.

Zmieszane odpady komunalne są przetwarzane w instalacjach mechanicznych i mechaniczno-biologicznych. W porównaniu z sytuacją w roku 2008 (opisaną w części 1) nastąpił znaczny rozwój instalacji przetwarzania odpadów, ich liczba wzrosła z 20 do 30, a wydajność części mechanicznych wzrosła z 547 tys. t/a do 1465 tys. t/a (w tym wytwarzania paliw z 80 tys. t/a do ponad 200 tys. t/a), części biologicznej stabilizacji z 67,6 tys. t/a do 176,7 tys. t/a, a instalacji kompostowania bioodpadów z 10,2 tys. t/a do 49,7 tys. t/a. Utrzymała się tendencja zdecydowanej przewagi wydajności części mechanicznych nad częściami biologicznymi w zakładach MBP. Wynika to jednak w dużym stopniu z tego, że wydajności części mechanicznych dotyczą wyłącznie przesiewania odpadów, a wydajności sit są w dużych instalacjach zdecydowanie przeszacowane. Wydajności linii do dalszego, głównie ręcznego, sortowania wydzielonych frakcji są dużo mniejsze.

Wydajności poszczególnych instalacji nie są w pełni wykorzystane, co wynika z braku wystarczających ilości odpadów komunalnych w obszarach obsługiwanych przez te instalacje, a także z konkurencji tańszych składowisk o odpady.

Aktualnie sześć składowisk komunalnych jest wyposażonych w urządzenia do odzysku energii elektrycznej z biogazu składowiskowego. Eksploatowane są trzy biogazownie rolnicze, w tym dwie w zakładach przetwórstwa spożywczego, a dalszych pięć jest w fazie budowy lub rozruchu. Tylko 11 komunalnych oczyszczalni ścieków posiada zamknięte komory fermentacyjne oraz ujęcie i wykorzystanie biogazu. W 7 oczyszczalniach biogaz spalany jest w zespołach kogeneracyjnych, w których wytwarzana jest energia elektryczna oraz cieplna. Nadmiar gazu spalany jest w kotłowniach w celu wytworzenia energii cieplnej do ogrzewania komór fermentacyjnych oraz pomieszczeń administracyjnych i socjalnych. W 4 oczyszczalniach biogaz jest wyłącznie spalany w kotłowniach z wytworzeniem energii cieplnej. W województwie dolnośląskim tylko cztery oczyszczalnie ścieków komunalnych są wyposażone w suszarnie osadów ściekowych.

Produkcja energii elektrycznej w województwie przekracza zapotrzebowanie na nią, w związku z czym jest ona wykorzystywana do zaopatrzenia także innych regionów.

Udział energii wytwarzanej w stosunku do produkcji krajowej wynosił w 2008 roku 9,7% dla energii elektrycznej i 5,1% dla energii cieplnej.

W województwie dolnośląskim energia elektryczna z OŹE wytwarzana jest aktualnie w 121 instalacjach o łącznej mocy 235,7 MW, co stanowi ok. 5,9% całkowitej mocy instalacji energetycznych wykorzystujących OŹE w kraju. Instalacje te posiadają koncesje URE oraz uzyskują zielone certyfikaty energii elektrycznej z OŹE, bedące przedmiotem obrotu handlowego. Te dane nie uwzględniają mocy instalacji energetycznych współspalania biomasy z paliwami kopalnymi, gdyż trudno jednoznacznie określić tę wartość.

Liczba wszystkich instalacji energetycznych korzystających z OŹE jest znacznie większa niż podana lista instalacji wytwarzających tylko energię elektryczną.

87

1. Polskie prawo oraz dokumenty strategiczne dotyczące odzysku energii z odpadów, w tym energii z OŹE, w Polsce i na Dolnym Śląsku Wykorzystanie OŹE w Polsce, w tym odpadów biomasy, jest przedmiotem licznych przepisów prawa i dokumentów strategicznych. Najważniejsze z nich omawia się poniżej.

W 2013 roku nastąpią jednak znaczące zmiany stanu prawnego zarówno energetyki, jak i gospodarki odpadami, w związku ze spodziewanym przyjęciem nowych ustaw ramowych, tj. prawa energetycznego, ustawy o odnawialnych źródłach energii oraz ustawy o odpadach, których projekty są przedmiotem zaawansowanych prac w rządzie i w sejmie. Zmienią one istotnie warunki i zasady wytwarzania oraz dystrybucji energii w ogóle, a ze źródeł odnawialnych, w tym z bioodpadów, w szczególności. Obowiązywać będą także nowe zasady gospodarki odpadami, w szczególności nacisk będzie położony na zapobieganie wytwarzaniu odpadów oraz na recykling odpadów, odzysk energii z odpadów znajdzie się niżej w hierachii postępowania z odpadami. Nowych przepisów nie omawia się jednak, gdyż dotychczas znane są tylko ich projekty.

Ustawa Prawo energetyczne z dnia 10 kwietnia 1997 ze zmianami (Dz.U. z 2006 r. nr 89, poz. 625 z późn. zm.) jest podstawowym aktem prawnym regulującym gospodarkę energią w Polsce, w tym energią z OŹE. Ustawa określa zasady kształtowania polityki energetycznej państwa, zasady i warunki zaopatrzenia i użytkowania paliw i energii, w tym ciepła, oraz działalności przedsiębiorstw energetycznych, a także określa organy właściwe w sprawach gospodarki paliwami i energią. Tworzy ona warunki do zrównoważonego rozwoju kraju, zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego, oszczędnego i racjonalnego użytkowania paliw i energii, rozwoju konkurencji, przeciwdziałania negatywnym skutkom naturalnych monopoli, uwzględniania wymogów ochrony środowiska, zobowiązań wynikających z umów międzynarodowych oraz równoważenia interesów przedsiębiorstw energetycznych i odbiorców paliw oraz energii. Ustawa definiuje m.in. odnawialne źródło energii jako źródło wykorzystujące w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalną, fal, prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu wysypiskowego, a także biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków albo rozkładu składowanych szczątków roślinnych i zwierzęcych. Ustawa definiuje także pojęcie biogazu rolniczego, którym jest paliwo gazowe otrzymywane z surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych lub pozostałości przemysłu rolno-spożywczego lub biomasy leśnej w procesie fermentacji metanowej. Biogazem rolniczym nie jest zatem biogaz wytwarzany z odpadów komunalnych i przemysłowych innych niż z przemysłu rolno-spożywczego, a także z komunalnych i przemysłowych osadów ściekowych, zatem biogaz z tych OŹE nie jest traktowany jako paliwo.

Prawo energetyczne wprowadza świadectwa pochodzenia energii, tzw. certyfikaty. Certyfikat zielony potwierdza uzyskanie energii elektrycznej z OŹE, natomiast certyfikat czerwony wytworzenie energii elektrycznej w kogeneracji. Certyfikaty i uzyskane z ich sprzedaży dochody znacząco wspierają stosowanie OŹE w Polsce. Wsparciem dla roz-

88

woju inwestycji w OŹE jest także obowiązek zakupu energii wytworzonej z OŹE oraz pierwszeństwo dostępu do sieci energetycznej.

Ustawa wprowadza obowiązek opracowywania planów rozwoju w zakresie zapotrzebowania na energię oraz ich zakres. Samorząd województwa ma obowiązek udziału w planowaniu zaopatrzenia w energię i paliwa na obszarze województwa oraz badania zgodności planów zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe.

Projekt założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię cieplną i paliwa gazowe powinien m.in. zawierać: −− ocenę stanu aktualnego i przewidywanych zmian zapotrzebowania na nośniki energii, −− przedsięwzięcia racjonalizujące zużycie energii, −− możliwości wykorzystania istniejących nadwyżek i lokalnych zasobów paliw i energii, w tym energii z OŹE i kogeneracji, −− współpracę z innymi gminami.

Projekt założeń służy do opracowania planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe obszaru gminy lub jej części, jeśli taki plan jest potrzebny.

Do ustawy tej zostało wydanych szereg rozporządzeń, z których naistotniejsze dla niniejszego opracowania jest rozp. Min. Gospodarki z dn. 14 sierpnia 2008 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązku uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczania opłaty zastępczej zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii (Dz.U. nr 156, poz. 969). Rozporządzenie to definiuje m.in. pojęcie biomasy – są to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji. Uprawy energetyczne są definiowane jako plantacje zakładane w celu wykorzystania pochodzącej z nich biomasy w procesie wytwarzania energii, natomiast pod pojęciem biogazu rozumie się gaz pozyskany z biomasy, w szczególności z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów.

Do energii wytwarzanej w odnawialnych źródłach energii zalicza się, niezależnie od mocy tego źródła: 1. energię elektryczną lub ciepło pochodzące w szczególności: −− z elektrowni wodnych oraz z elektrowni wiatrowych, −− ze źródeł wytwarzających energię z biomasy oraz biogazu, −− ze słonecznych ogniw fotowoltaicznych oraz kolektorów do produkcji ciepła, −− ze źródeł geotermalnych, 2. część energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych, zgodnie z odrębnym rozporządzeniem Ministra Środowiska.

W przypadku współspalania biomasy lub biogazu z innymi paliwami, rozporządzenie określa szczegółowe warunki uznania części energii za energię z OŹE dla jednostek wytwórczych energii w zależności od ich mocy. Rozporządzenie określa również wymagane 89

udziały energii elektrycznej z OŹE w całkowitej rocznej sprzedaży energii elektrycznej odbiorcom końcowym, wynoszące min. 10,4% w latach 2010–2012, 10,9% w roku 2013 oraz 12,9% w roku 2017.

Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. z 2007 r. nr 39, poz. 251 z późn. zm.) zostanie do końca 2012 roku zastąpiona nową ustawą, uwzględniającą wymagania nowej dyrektywy ramowej o odpadach. Istotne zapisy obecnej ustawy o odpadach, mogące wpłynąć na wzrost odzysku energii z odpadów, wymienia się poniżej: −− zakaz składowania selektywnie zebranych odpadów palnych, −− zakaz składowania selektywnie zebranych odpadów ulegających biodegradacji (od 1 stycznia 2013), −− możliwość zaliczenia części energii ze spalania odpadów komunalnych do OŹE, −− zaliczenie spalania odpadów opakowaniowych oraz odpadów innych niż komunalne i niebezpieczne do procesu odzysku energii energii R1, podczas gdy spalanie odpadów komunalnych i niebezpiecznych jest traktowane w Polsce jako proces unieszkodliwiania D10.

Ta klasyfikacja spalania odpadów komunalnych zmieni się wraz z wejściem w życie nowej ustawy o odpadach, zgodnie z którą termiczne przekształcanie odpadów komunalnych w nowej spalarni osiągającej efektywność energetyczną powyżej 0,65 traktowane jest jako proces odzysku energii R1.

Przepisów ustawy regulujących spalanie odpadów nie stosuje się do spalarni odpadów oraz współspalarni odpadów termicznie przekształcających wyłącznie następujące odpady: 1) roślinne z rolnictwa i leśnictwa, 2) roślinne z przemysłu przetwórstwa spożywczego, jeżeli odzyskuje się wytwarzaną energię cieplną, 3) włókniste, roślinne z procesu produkcji pierwotnej masy celulozowej i z procesu produkcji papieru z masy, jeżeli odpady te są spalane w miejscu produkcji, a wytwarzana energia cieplna jest odzyskiwana, 4) korka, 5) drewna, z wyjątkiem drewna zanieczyszczonego impregnatami i powłokami ochronnymi, które mogą zawierać związki chlorowcoorganiczne lub metale ciężkie, w skład których wchodzą w szczególności odpady drewna pochodzącego z budowy, remontów i rozbiórki obiektów budowlanych oraz infrastruktury drogowej.

Rozp. Min. Środowiska z dnia 2 czerwca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych (Dz.U. nr 117, poz. 788) zalicza do frakcji biodegradowalnych zmieszanych odpadów komunalnych: −− frakcję podsitową o granulacji 0–20 mm, −− odpady kuchenne roślinne i zwierzęce, odpady z ogrodów i terenów zieleni, −− drewno, −− papier i tekturę, −− tekstylia z włókien naturalnych, −− odpady wielomateriałowe, w tym z utrzymania higieny, −− skórę.

90

Ryczałtowy udział energii chemicznej frakcji biodegradowalnych w energii chemicznej całej masy odpadów komunalnych kierowanych do spalania ustalono jako 42% i jest to energia odzyskana z odnawialnego źródła energii. Faktyczny udział energii OŹE powinien zostać ustalony na podstawie badań odpadów.

Rozp. Min. Środowiska z dnia 22 kwietnia 2011 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji (Dz.U. nr 95, poz. 558) definiuje m.in. pojęcie paliwa, którym jest dowolna substancja stała, ciekła lub gazowa z wyjątkiem odpadów. Paliwem jest również biomasa roślinna rozumiana jako: 1. produkty składające się w całości lub w części z substancji roślinnych pochodzących z rolnictwa lub leśnictwa, spalane w celu odzyskania zawartej w nich energii, oraz 2. następujące odpady −− roślinne z rolnictwa i leśnictwa, −− roślinne z przemysłu przetwórstwa spożywczego, jeżeli odzyskuje się wytwarzaną energię cieplną, −− włókniste, roślinne z procesu produkcji pierwotnej masy celulozowej i z procesu produkcji papieru z masy, jeżeli odpady te są spalane w miejscu produkcji, a wytwarzana energia cieplna jest odzyskiwana, −− korka, −− drewna, z wyjątkiem drewna zanieczyszczonego impregnatami i powłokami ochronnymi, które mogą zawierać związki chlorowcoorganiczne lub metale ciężkie, w skład których wchodzą w szczególności odpady drewna pochodzącego z budowy, remontów i rozbiórki obiektów budowlanych oraz infrastruktury drogowej.

Do spalania tych odpadów (zdefiniowanych jako paliwo) nie mają zastosowania przepisy ustawy o odpadach oraz o standardach emisyjnych ze spalania odpadów. Te standardy nie obowiązują również w przypadku współspalania z paliwami odpadów innych niż niebezpieczne w ilości nie większej niż 1% masy tych paliw.

Polityka energetyczna Polski do 2030 roku, przyjęta przez Radę Ministrów w dniu 20 listopada 2009 r., jest strategicznym dokumentem sektora energetycznego, uwzględniającym zasady polityki energetycznej UE i stanowiącym element szerszej koncepcji rozwoju i modernizacji Polski. Jednym z sześciu głównych kierunków rozwoju polskiej energetyki jest rozwój wykorzystania OŹE, w tym biopaliw. Głównymi celami rozwoju OŹE są m.in. −− wzrost udziału OŹE w finalnym zużyciu energii do poziomu min. 15% w roku 2020 i dalszy wzrost w następnych latach, −− osiągnięcie w 2020 roku 10% udziału biopaliw w rynku paliw transportowych, w tym wzrost wykorzystania biopaliw II generacji, −− ochrona lasów przed nadmierną eksploatacją w celu pozyskiwania biomasy oraz zrównoważone wykorzystywanie obszarów rolnych na cele OŹE, aby nie doprowadzić do konkurencji pomiędzy energetyką odnawialną i rolnictwem przy zachowaniu różnorodności biologicznej, −− zwiększenie dywersyfikacji źródeł dostaw energii oraz stworzenie optymalnych warunków do rozwoju energetyki rozproszonej opartej na lokalnie dostępnych surowcach.

91

Działania wspierające rozwój OŹE obejmują m.in.: −− utrzymanie mechanizmów wsparcia dla producentów energii elektrycznej z OŹE np. poprzez system świadectw pochodzenia, −− utrzymanie zasady zwolnienia z akcyzy energii pochodzącej z OŹE, −− bezpośrednie wsparcie budowy nowych jednostek OŹE z wykorzystaniem funduszy europejskich oraz środków funduszy ochrony środowiska, −− wsparcie rozwoju technologii oraz budowy instalacji do pozyskiwania energii odnawialnej z odpadów zawierających materiały ulegające biodegradacji (np. odpadów komunalnych zawierających frakcje ulegające biodegradacji).

Planowanymi efektami tych działań będą m.in.: osiągnięcie wymaganych poziomów udziału OŹE, zmniejszenie emisji CO2 oraz zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego. Ważnym elementem wsparcia realizacji polityki energetycznej są, opracowywane na szczeblach wojewódzkim, powiatowym i gminnym, strategie rozwoju energetyki. Powinny one zapewnić maksymalizację wykorzystania lokalnego potencjału energetyki odnawialnej do produkcji energii elektrycznej, ciepła, chłodu zwłaszcza w kogeneracji, a także do wytwarzania biopaliw ciekłych i biogazu.

Elementem polityki energetycznej Polski do roku 2030 jest Program działań wykonawczych na lata 2009–2012. Zawiera on m.in. szczegółowe działania dotyczące rozwoju biogazowni rolniczych, a także odzysku energii z biodegradowalnej części odpadów.

Strategia rozwoju energetyki odnawialnej została przyjęta przez Sejm RP w 2001 roku.

Wskazuje ona jako podstawowe źródła OŹE biomasę oraz energię wodną. Postawiono cel wzrostu udziału energii z OŹE z poziomu 2,5% w roku 2000 do 7,5% i 14% odpowiednio do 2010 r. i 2020 r. Zidentyfikowano bariery prawne, finansowe, informacyjne, edukacyjne i inne utrudniające rozwój OŹE. Kierunki rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce w latach 2010–2020 zostały przyjęte przez Radę Ministrów RP w dniu 13 lipca 2010 r. Celem tego dokumentu jest: −− stworzenie optymalnych warunków do rozwoju instalacji wytwarzających biogaz rolniczy (przedstawiono niezbędne zmiany prawa dla wsparcia budowy biogazowni), −− wskazanie możliwości współfinansowania biogazowni z istniejących i dostępnych środków publicznych (krajowych i europejskich), −− wsparcie działań edukacyjno-promocyjnych dotyczących budowy i eksploatacji biogazowni rolniczych.

Zakłada się, że do roku 2020 powstanie średnio jedna biogazownia rolnicza w każdej gminie, wykorzystująca biomasę pochodzenia rolniczego, przy założeniu odpowiednich warunków dla uruchomienia tych instalacji w gminach.

Teoretyczny potencjał surowcowy polskiego rolnictwa szacuje się na ok. 5 mln m3 biogazu rocznie. Potencjał ten obejmuje wykorzystanie produktów ubocznych rolnictwa, płynnych i stałych odchodów zwierzęcych oraz produktów ubocznych i pozostałości przemysłu rolno-spożywczego. Równolegle z wykorzystaniem tych substratów zakłada się prowadzenie upraw roślinnych, w tym tzw. energetycznych, z przeznaczeniem jako substrat dla biogazowni. Długoterminowo możliwe jest to na powierzchni ok. 700 tys. ha, 92

co zapewni pokrycie krajowych potrzeb żywnościowych oraz pozyskanie dodatkowych surowców do wytwarzania biopaliw i biogazu rolniczego. Realnie dostępny potencjał surowcowy produkcji biogazu szacuje się jednak na ok. 1,7 mln m3 rocznie, co stanowi ok.

10% krajowego zapotrzebowania na gaz, a spalenie gazu w kogeneracji może dostarczyć ok. 125 tys. MWh energii elektrycznej i ok. 200 tys. MWh energii cieplnej.

Prognoza będąca realizacją zobowiązania wynikającego z art. 4, ust. 3 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/we z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniającej i w następstwie uchylającej dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE. Minister Gospodarki, Warszawa, 2010 zawiera stwierdzenie, że Polska uzyska w 2020 roku nadwyżkę energii ze źródeł odnawialnych powyżej poziomu wskazanego w okresowej trajektorii (zgodnie z częścią B załącznika I do dyrektywy 2009/28/WE) w wysokości prawie 0,5 punktu procentowego. We wszystkich latach okresu 2011–2020 występować będzie nadwyżka energii z OŹE, a największe wartości nadwyżki przewidziane są w latach 2014, 2016 i 2018, każdorazowo o ponad 1,6 punktu procentowego. Prognozowane wartości oparte są na posiadanych obecnie danych i mogą być przedmiotem ewentualnych zmian i aktualizacji w ramach sprawozdań wynikających z dyrektywy 2009/28/WE. Polska nie przewiduje do 2020 roku konieczności wykorzystania energii odnawialnej spoza kraju w celu wypełnienia obowiązku jej udziału w zużyciu energii finalnej (do zrealizowania celu wystarczający jest własny potencjał produkcyjny). Precyzja prognozy szacowana jest obecnie na + 0,5 punktu procentowego.

Polityka ekologiczna państwa w latach 2009–2012 z perspektywą do roku 2016 formułuje m.in. priorytety tej polityki, a wśród nich wypełnienie wymagań pakietu energetyczno-klimatycznego 3x20%. Wskazuje na potrzebę uchwalenia nowej polityki energetycznej Polski do roku 2030 (została już uchwalona), zawierającej mechanizmy stymulujące oszczędność energii oraz promujące rozwój OŹE. Te dwa mechanizmy są uznawane za najbardziej radykalne dla zmniejszenia emisji zanieczyszczeń do środowiska, efektywne ekonomicznie i akceptowalne społecznie.

Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko jest jednym z podstawowych narzędzi do osiągnięcia założonych celów rozwoju infrastruktury oraz ochrony środowiska w Polsce przy wykorzystaniu środków Funduszu Spójności i Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Jednym z sześciu głównych celów Programu jest zapewnienie długookresowego bezpieczeństwa energetycznego Polski poprzez dywersyfikację dostaw (w tym rozwój wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych), zmniejszenie energochłonności gospodarki i rozwój OŹE. Realizacja tych celów wspierać będzie także realizację celów ochrony środowiska, a w szczególności polityki klimatycznej. W ramach programu wsparcie mogą uzyskać działania z zakresu wytwarzania energii z OŹE, wykazujące wyraźny pozytywny wpływ na środowisko. Rozwój wykorzystania OŹE realizowany będzie m.in. poprzez inwestycje w zakresie budowy lub modernizacji instalacji wytwarzania energii elektrycznej przy użyciu biomasy, biogazu, energii wiatru i wody, a także poprzez rozwój przemysłu urządzeń do produkcji paliw i wytwarzania energii z OŹE. Inwestycje te przyczynią się do aktywizacji gospodarczej regionów zasobnych w OŹE. 93

Wojewódzki Program Ochrony Środowiska Województwa Dolnośląskiego na lata 2008-2011 z uwzględnieniem lat 2012–2015 zawiera liczne zapisy dotyczące rozwoju OŹE. W ocenie stanu aktualnego zwrócono uwagę na niski udział energii odnawialnej w ogólnym bilansie energetycznym województwa. Wzrost wykorzystania energii z OŹE stanowi jeden z priorytetów ekologicznych w zakresie poprawy jakości środowiska poprzez ograniczanie emisji zanieczyszczeń. Jako jedno z niezbędnych działań wskazano opracowanie programu alternatywnych źródeł energii. Województwo dolnośląskie będzie wspierało rozwój OŹE m.in. poprzez wspieranie tworzenia odpowiednich mechanizmów i rozwiązań organizacyjnych, instytucjonalno-prawnych i finansowych, które wpłyną na wzrost zainteresowania wykorzystaniem energii z OŹE. W ramach celu strategicznego „Ograniczenie oddziaływania przemysłu i energetyki na środowisko” wprowadzono zasadę stosowania najlepszej dostępnej techniki, w tym technologii energooszczędnych, z maksymalnym wykorzystaniem energii odpadowej i odnawialnej oraz zastępowania węgla paliwami gazowymi i ciekłymi, a także, w miarę lokalnych możliwości, nośnikami energii odnawialnej i z odpadów.

Powiatowe i gminne programy ochrony środowiska zawierają różne zapisy wspierające wykorzystanie OŹE na obszarach objętych tymi planami, będące w części przeniesieniem zapisów z programów ochrony środowiska wyższego szczebla.

Strategia Rozwoju Województwa Dolnośląskiego do 2020 roku, przyjęta w 2005 roku, wskazuje jako jedną ze słabych stron województwa dolnośląskiego niewystarczające wykorzystywanie odnawialnych zasobów oraz wymienia uzyskiwanie energii z OŹE jako jedną z szans rozwoju województwa. Jednym z priorytetów rozwoju gospodarczego jest zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego regionu, m.in. poprzez wykorzystanie źródeł energii odnawialnej, w szczególności elektrowni wodnych, co ma przyczynić się do dywersyfikacji źródeł pozyskiwania energii.

Regionalny Program Operacyjny, jako główne narzędzie realizacji strategii rozwoju województwa dolnośląskiego, zawiera środki dla wsparcia inwestycji służących zapewnieniu bezpieczeństwa środowiskowego i energetycznego regionu. W ramach priorytetu V „Regionalna infrastruktura energetyczna przyjazna środowisku” realizowane są projekty służące zmniejszeniu udziału paliw stałych oraz uwzględniające wymagania ochrony środowiska w procesie wytwarzania energii, w tym z wykorzystaniem OŹE. Preferowane są projekty budowy elektrowni wodnych, zgodnie z naturalnymi warunkami województwa umożliwiającymi tego rodzaju inwestycje, jednak wsparcie uzyskają także projekty przewidujące wykorzystanie innych OŹE do produkcji energii elektrycznej.

Wojewódzki Plan Gospodarki Odpadami dla Województwa Dolnośląskiego 2012 został opracowany na lata 2012–2017 z uwzględnieniem okresu perspektywicznego do roku 2023.

Nadrzędnym celem działań zawartych w planie jest stworzenie systemu gospodarki odpadami zgodnego z zasadami zrównoważonego rozwoju i opartego na hierarchii sposbów postępowania z odpadami komunalnymi.

Zgodnie z Krajowym Planem Gospodarki Odpadami przyjęto następujące główne cele: 1. Utrzymanie poziomu prognozowanych ilości wytwarzanych odpadów pomimo wzrostu gospodarczego wyrażonego za pomocą PKB, 94

2. Zwiększenie udziału odzysku, w szczególności recyklingu szkła, metali, tworzyw sztucznych oraz papieru i tektury, jak również odzysku energii z odpadów, zgodnego z wymaganiami ochrony środowiska, 3. Zmniejszenie ilości odpadów kierowanych na składowiska, 4. Wyeliminowanie nielegalnego składowania odpadów, 5. Zmniejszenie liczby czynnych składowisk odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne, 6. Zmniejszenie ilości wytwarzanych odpadów komunalnych.

Dla poszczególnych specyficznych rodzajów odpadów przyjęto długoterminowe oraz krótkoterminowe cele strategiczne, poniżej podaje się te cele dla odpadów komunalnych, stanowiących źródło energii odnawialnej wśród wszystkich rodzajów wytwarzanych odpadów (ponad 68%).

Odpady komunalne, w tym odpady ulegające biodegradacji Cele długoterminowe do roku 2023 1. Minimalizacja ilości wytwarzanych odpadów i ich zagospodarowanie zgodne z hierarchią postępowania z odpadami, 2. Podejmowanie i kontynuacja działań związanych ze zmniejszeniem ilości odpadów ulegających biodegradacji usuwanych na składowiska, 3. Budowa infrastruktury służącej gospodarowaniu odpadami poprzez termiczne przekształcanie odpadów.

Cele krótkoterminowe do roku 2017 1. Objęcie wszystkich mieszkańców zorganizowanym systemem odbierania odpadów oraz systemem selektywnego zbierania najpóźniej do 2015 r., 2. Zmniejszenie ilości odpadów komunalnych ulegających biodegradacji kierowanych na składowiska do maks. 50% w roku 2013 i maks. 35% w roku 2020 w odniesieniu do masy tych odpadów wytworzonych w 1995 r., 3. Zmniejszenie masy składowanych odpadów komunalnych do maks. 60% wytworzonych odpadów do końca 2014 r., 4. Przygotowanie do ponownego wykorzystania i recykling min. 50% masy papieru, tworzyw sztucznych, metali i szkła zawartych w odpadach z gospodarstw domowych oraz w odpadach innego pochodzenia podobnych do odpadów z gospodarstw domowych do 2020 r., 5. Zamykanie i rekultywacja składowisk odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne, 6. Eliminowanie nielegalnego składowania odpadów, 7. Budowa, rozbudowa i modernizacja infrastruktury służącej gospodarowaniu odpadami.

WPGO zawiera podział województwa na 6 regionów gospodarki odpadami komunalnymi, przedstawiony na rys. 1.1. i w tabeli 1.1.

95

Tabela 1.1. Ogólna charakterystyka regionów Region

Ludność w 2010

Masa odpadów 2017, t/a

224 809

70 711

1 001 904

374 980

Południowy

557 659

200 607

Północny

441 252

162 385

Środkowosudecki

335 298

115 968

Zachodni

242 899

79 905

2 803 821

1 004 556

Wschodni Północno-centralny

Razem

Dla wszystkich regionów przedstawiono w WPGO wykazy istniejących regionalnych i zastępczych instalacji przetwarzania odpadów oraz plany ich rozbudowy i/lub modernizacji, a także plany budowy nowych instalacji regionalnych. Są to instalacje mechaniczno-biologiczne (MBP) i składowiska, a także propozycje budowy instalacji termicznego przetwarzania odpadów. Do 2017 roku nie powstaną instalacje termiczne, a gospodarka zmieszanymi odpadami komunalnymi opierać się będzie na instalacjach MBP. Cztery z 6 proponowanych regionów liczą ponad 300 000 mieszkańców, a zatem preferowaną metodą zagospodarowania zmieszanych odpadów komunalnych pozostałych po zbieraniu selektywnym w tych regionach w perspektywie długoterminowej powinno być termiczne przetwarzanie (zgodnie z KPGO). Instalacje MBP traktowane są w wielu krajach europejskich jako instalacje przejściowe, eksploatowane przez 10–15 lat do czasu ukształtowania regionalnego systemu spalarni odpadów jako instalacji odzysku energii, w tym częściowo energii odnawialnej z odpadów.

96

Rys. 1.1. Podział województwa na regiony gospodarki odpadami komunalnymi (wg WPGO 2012)

97

Przykładowo w tak dużej aglomeracji jak Wrocław instalacja MBP nie może być traktowana jako docelowa instalacja przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych, jest to nieuzasadnione ze względów środowiskowych, ekonomicznych oraz racjonalnej gospodarki materiałowej. Także w przypadku wytwarzania paliw zastępczych z odpadów nie ma pewności (w aspekcie długoterminowym) odbioru wytworzonych paliw z odpadów, zwłaszcza że ich jakość będzie się pogarszać wraz ze wzrostem wymaganego recyklingu odpadów palnych – przede wszystkim tworzyw sztucznych i papieru, głównych składników paliw z odpadów.

2. Gospodarka odpadami komunalnymi Odpady komunalne pochodzą z gospodarstw domowych oraz z innych źródeł, w tym z obiektów infrastruktury, handlu, zakładów przemysłowych i gospodarki komunalnej. Tabela 2.1. zawiera zestawienie ilości odpadów komunalnych odebranych w latach 2001–2010 ze wszystkich źródeł Dolnego Śląska, na podstawie danych Głównego Urzędu Statystycznego. Całkowita masa odpadów zebranych i odebranych od mieszkańcach zmniejszyła się znacząco w analizowanym okresie od 1,072 mln t/a w roku 2001 do 994 mln t/a w roku 2010. Regularny spadek miał miejsce do roku 2005, po czym nastąpił nieznaczny wzrost. Analogiczny trend zmian wykazuje także jednostkowy wskaźnik masy odpadów odebranych na mieszkańca. Ten spadek ilości odpadów wytwarzanych w niewielkim stopniu był zależny od zmiany liczby ludności, która zmniejszyła się tylko o ok. 1,1%. Wzrósł w tym okresie także odsetek mieszkańców objętych odbieraniem odpadów.

Tabela 2.1. Ilości odpadów komunalnych zebranych w latach 2001–2010 Rok

98

Ogółem

Selektywnie

tys. t/a

kg/M

tys. t/a

kg/M

2001

1072

361

2002

1031

355

2003

935

322

2004

926

320

24

8,3

2005

893

309

19

6,6

2006

918

318

26

9,0

2007

976

339

47

16,3

2008

928

323

61

21,2

2009

990

344

78

27,1

2010

994

346

71

24,7

Ilości odpadów podawane przed rokiem 2002 mogły być zawyżone przez firmy odbierające odpady, a wraz z wprowadzeniem od 2002 roku opłaty za składowanie odpadów komunalnych nastąpiło natychmiastowe zaniżenie tych danych o odpadach zbieranych.

Było to możliwe dlatego, że duża część składowisk nie była wyposażona w wagi samochodowe, a ilość odpadów szacowano objętościowo i przeliczano na jednostki masy.

Wzrosła natomiast masa odpadów zbieranych selektywnie od 8,3 kg/M w roku 2004 do 27,1 kg/M w roku 2009, udział odpadów zbieranych selektywnie wzrósł w tym okresie z 2,6% do 7,9%. W 2010 zanotowano nieznaczny spadek ilości odpadów zbieranych selektywnie.

Tabela 2.2. zawiera ilościowe zestawienie udziałów poszczególnych metod gospodarowania zmieszanymi odpadami komunalnymi w latach 2004–2010. Dane statystyczne wskazują na wzrost masy odpadów zbieranych w postaci zmieszanej w latach 2008–2010, a także na zmniejszanie się składowania odpadów nieprzetworzonych.

Tabela 2.2. G ospodarka zmieszanymi odpadami komunalnymi zebranymi w latach 2004–2010, wg danych GUS Rok

Odpady odebrane, tys. t/a

Gospodarka odpadami, tys. t/a

ogółem

z handlu i biur

z usług z gospoprzetwo- wysortowane składokomunaldarstw rzone w sortowane nych domowych biologicznie wniach

2004

902

196

45

661

2

–

900

2005

874

192

51

631

5

3

865

2006

893

204

46

644

11

7

876

2007

929

202

74

653

8

6

915

2008

867

224

43

601

20

44

803

2009

913

250

46

616

42

71

799

2010

924

239

45

640

58

99

767

Wzrosła masa odpadów wysortowanych z odpadów zmieszanych w sortowniach oraz masa odpadów przetworzonych biologicznie (frakcji wysortowanych z odpadów zmieszanych). W dalszym jednak ciągu udział odpadów składowanych w postaci nieprzetworzonej jest bardzo wysoki, stanowił on w 2009 roku 83% masy zebranych odpadów zmieszanych oraz 77% całkowitej masy odpadów zebranych (łącznie z zebranymi selektywnie). Całkowity zasób energii odpadów zmieszanych usuniętych w 2010 roku na składowiska wyniósł 5,75 PJ/a (1,60 TWh/a) przy założeniu średniej wartości opałowej roboczej ok. 7,5 MJ/kg odpadów.

99

Tabela 2.3. Zestawienie selektywnie zebranych odpadów komunalnych w tys. t/a Rok

Ogółem Papier Szkło

Tworzywa Metale sztuczne

Tekstylia

Niebez- Wielkoga- Biodegrapieczne barytowe dowalne

2004

24

11

3

3

2

2

0

3

–

2005

19

5

6

3

1

2

0

3

–

2006

25

5

8

4

1

2

0

3

–

2007

47

6

10

4

0

2

0

14

–

2008

61

10

14

6

1

3

0

15

12

2009

78

9

15

6

1

3

0

18

23

2010

71

14

16

8

2

2

0

13

15

Zestawienie rodzajów odpadów zebranych selektywnie w latach 2004–2010 zawiera tabela 2.3. Dane te wskazują na regularny wzrost masy zbieranych odpadów papieru, szkła i tworzyw sztucznych. W 2008 roku po raz pierwszy wykazano selektywne zbieranie odpadów biodegradowalnych.

Prognozy wzrostu ilości wytwarzanych odpadów komunalnych w województwie dolnośląskim zawiera Wojewódzki Plan Gospodarki Odpadami 2012, w którym do obliczenia ilości odpadów wykorzystano szacunkowe wartości zawarte w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami (rys. 2.1).

Rys. 2.1. Prognozy zmian jednostkowego wskaźnika wytwarzania odpadów komunalnych

100

Zestawienie prognozowanych całkowitych ilości odpadów komunalnych wytwarzanych w województwie w latach 2012–2022 zawiera tabela 2.4 oraz rys. 2.2.

Tabela 2.4. P rognoza wzrostu ilości wytwarzanych odpadów komunalnych w woj. dolnośląskim (wg WPGO 2012) Rok 2012 2013

Masa odpadów t/a 979 822 989 023

Odpady ulegające biodegradacji, t/a 541 475 546 457

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

998 157 1 007 379 1 016 537 1 025 800 1 035 058 1 044 271 1 053 670 1 062 863 1 071 828

551 405 556 407 561 375 566 406 571 441 576 456 581 577 586 583 591 462

Rys. 2.2. Prognoza ilości wytworzonych odpadów komunalnych w 2020 r. (Szpadt et al. 2010)

Dla 2020 roku wykonano obliczenia strumieni odpadów, które powinny być zagospodarowane, aby spełnić wymagania dotyczące redukcji składowania odpadów ulegających biodegradacji oraz recyklingu i przygotowania do ponownego użycia czterech rodzajów

101

materiałów (papieru, szkła, tworzyw sztucznych i metali) – wyniki obliczeń zawiera tabela 2.5 (Szpadt et al. 2010).

Tabela 2.5. P rognoza gospodarowania odpadami w roku 2020 w woj. dolnośląskim (Szpadt et al. 2010) Rodzaje odpadów

Wytworzone t/a

Papier

148 708

Szkło

Biodegra- Poziom Ilość odOdpady Pozostałe dowalne recyklin- padów do pozostałe biodegrat/a gu recyklingu t/a dowalne t/a t/a 148 708

0,5

74 354

74 354

108 208

0,5

54 104

54 104

Metale

21 451

0,5

10 726

10 726

Tworzywa sztuczne

144 906

0,5

72 453

72 453

Wielomateriałowe

38 291

15 316

0,4

15 316

22 975

9190

Kuchenne i ogrodowe

327 682

327 682

0,2

65 536

262 146

262 146

Mineralne

44 038

Frakcja < 10 mm

82 061

24 618

Tekstylia

31 335

15 668

Drewno

5073

5073

Niebezpieczne

8941

44 038

0,2

0,7

Inne

52 959

Wielkogabarytowe

25 374

Z terenów zielonych

51 604

51 604

1 090 629

588 669

Razem

74 354

6267

6259

82 061

24 618

25 068

5014

5073

5073

2682 52 959

0,5

12 687

12 687

12 687

0,8

41 283

10 321

10 321

358 985

731 646

403 402

Udział odpadów ulegających biodegradacji w roku 2020 stanowić będzie ok. 54% całej masy odpadów komunalnych, a w odpadach zmieszanych pozostałych po selektywnym zbieraniu odpady biodegradowalne stanowić będą 55,1% masy. W wyniku selektywnego zbierania części odpadów oraz przeznaczenia do recyklingu odpadów w ilości łącznej 358 985 t/a, całkowita masa pozostałych odpadów zmieszanych zmniejszy się z 1 090 629 do 731 646 t/a, a więc o ok. 32,9%.

Dopuszczalne składowanie odpadów ulegających biodegradacji w roku 2020 wynosi 130 017 t/a, co stanowi 130 017/588 669 = 0,22 = 22% masy odpadów biodegradowalnych wytworzonych w roku 2020.

Redukcja odpadów biodegradowalnych w wyniku selektywnego zbierania wynosi 588 669–403 402 = 185 267 t/a, natomiast redukcja odpadów biodegradowalnych w wy-

102

niku przetwarzania odpadów pozostałych po zbieraniu selektywnym powinna wynosić: 403 402 – 130 017 = 273 385 t/a Ta ilość odpadów biodegradowalnych zawarta jest w masie odpadów zmieszanych: 273 385 x 731 646 / 403 402 = 495 836 t/a Przynajmniej taka ilość odpadów pozostałych po zbieraniu selektywnym powinna zostać całkowicie przetworzona w procesach termicznych lub mechaniczno-biologicznych dla zmniejszenia składowania odpadów ulegających biodegradacji do wymaganego poziomu. Alternatywą jest zwiększenie poziomu zbierania selektywnego odpadów ulegających biodegradacji (głównie papieru oraz odpadów kuchennych i ogrodowych i ich przetwarzanie). Rys. 2.3. zawiera zestawienie strumieni odpadów ulegających biodegradacji do przetwarzania zgodnie z przedstawioną prognozą.

Rys. 2.3. Prognoza przetwarzania odpadów ulegających biodegradacji w roku 2020 (Szpadt et al. 2010) Całkowity potencjał energii zawartej w masie 731 646 t odpadów zmieszanych pozostałych w 2020 roku wyniesie ok. 6,22 PJ (1,73 TWh), przy założeniu średniej wartości opałowej roboczej odpadów 8,5 GJ/t.

3. Gospodarka odpadami z komunalnych oczyszczalni ścieków W komunalnych oczyszczalniach powstają zasadniczo trzy rodzaje odpadów, które klasyfikowane są w grupie 19 Europejskiego Katalogu Odpadów (EWC): skratki (kod 19 08 01), piasek z piaskowników (kod 19 08 02), ustabilizowane komunalne osady ściekowe (kod 19 08 05).

W niektórych oczyszczalniach mogą być wydzielane także tłuszcze i oleje (kod 19 08 09), które z reguły są doprowadzane bezpośrednio w oczyszczalni ścieków do komór fermentacyjnych w celu wspólnej fermentacji z osadami ściekowymi.

• • •

103

Ilości tych odpadów zależą od składu i ilości oczyszczanych ścieków oraz układu technologicznego oczyszczalni.

Bilans ilościowy osadów ściekowych wytwarzanych w województwie dolnośląskim opracowano na podstawie danych pochodzących z (tabela 3.1): Krajowego programu oczyszczania ścieków komunalnych (KPOŚK), Głównego Urzędu Statystycznego (GUS), Wojewódzkiego Systemu Odpadowego (WSO) dla województwa dolnośląskiego, opracowań branżowych, dokumentacji technicznych, innych dostępnych materiałów.

• • • •

Z przedstawionych wielkości wynika, że dane zawarte w WSO są niekompletne, dane KPOŚK i GUS są dość zbliżone do siebie i odpowiadają oczekiwanej ilości osadów ściekowych w skali województwa. Analiza szczegółowych danych z poszczególnych oczyszczalni wskazuje jednak, że dane w KPOŚK są nieco zawyżone.

Tabela 3.1. I lości suchej masy osadów wytworzonych w województwie dolnośląskim według danych KPOŚK, GUS i WSO, t s.m./a Sucha masa osadów

2008

2009

wg KPOSK

41 661

42 847

wg GUS

38 088

38 065

wg WSO

8514

13 475

2010

35 355

Zgodnie z danymi GUS w latach 2008–2010 eksploatowanych było 203–208 oczyszczalni ścieków komunalnych. Około 66% wszystkich oczyszczalni stanowiły oczyszczalnie biologiczne, a niespełna jedną trzecią oczyszczalnie z podwyższonym usuwaniem biogenów. 140 oczyszczalni obsługuje ponad 2000 mieszkańców równoważnych. W dolnośląskich oczyszczalniach ścieków w latach 2008–2009 zrealizowanych zostało 17 inwestycji, w większości z zakresu rozbudowy i modernizacji istniejących instalacji. Ponadto, jak wynika z danych przedstawionych w KPOŚK, w najbliższych latach (do roku 2015) planowanych jest kilkadziesiąt inwestycji, włączając budowę 26 nowych oczyszczalni ścieków, rozbudowę i modernizację 29 obiektów oraz modernizację tylko części osadowej w 20 oczyszczalniach.

Zdecydowanie największe ilości osadów ściekowych powstają we Wrocławiu (miasto na prawach powiatu). Kolejne pod względem ilości wytworzonych osadów powiaty to: kłodzki, wałbrzyski, świdnicki, m. Legnica, głogowski, lubiński itd. (rys. 3.1).

104

Rys. 3.1. Ilości osadów ściekowych wytworzonych w powiatach

Tabela 3.2 przedstawia podsumowanie sposobów zagospodarowania osadów ściekowych w latach 2008–2010 w skali województwa. W roku 2008 najwięcej, bo aż 34% osadów zastosowano do rekultywacji terenów, włączając grunty na cele rolne. Kolejnymi sposobami zastosowania było składowanie i inne cele. W roku 2009 zmalał udział osadów stosowanych do rekultywacji terenów do ok. 20%. W latach 2009 i 2010 duże były udziały trzech kierunków zagospodarowania, tj. stosowania w rolnictwie, składowania na składowiskach odpadów i wykorzystania na inne cele. „Zagospodarowanie na inne cele” obejmuje najczęściej wykorzystanie osadów do rekultywacji składowisk oraz, w mniejszym stopniu, wykorzystanie do uprawy roślin niejadalnych.

Ocena składu chemicznego i mikrobiologicznego oraz właściwości osadów wykorzystywanych rolniczo lub do rekultywacji terenów, na podstawie danych zawartych w WSO, wskazuje, że pod względem zawartości metali ciężkich większość osadów spełnia wymagania dla rolniczego wykorzystania. Silnie zróżnicowane są zawartości suchej masy, zmieniające się w zakresie 12,3–38,7% przy średniej wartości 26,9% s.m. Niskie są zawartości substancji organicznej, stanowiące 30,2–75,7% s.m., przy średniej 53,4% s.m, co świadczy o dość dobrym ustabilizowaniu osadów w procesie tlenowym lub beztlenowym. Jest to niekorzystne w aspekcie ewentualnego suszenia w celu odzysku energii z osadu z uwagi na spodziewaną jego stosunkowo niską wartość opałową.

105

Tabela 3.2. Sposoby zagospodarowania osadów ściekowych w województwie dolnośląskim 2008

2009

2010

t s.m.

%

t s.m.

%

t s.m.

%

36 661

100

38 065

100

35 355

100

3835

10,5

11 310

29,7

9977

28,2

12 501

34,1

2986

7,8

3052

8,6

0

0,0

20

0,1

20

0,1

składowane na składowiskach odpadów

7985

21,8

12 422

32,6

11 838

33,5

magazynowane czasowo na terenie oczyszczalni

4473

12,2

1652

4,3

409

1,2

stosowane do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu

241

0,7

340

0,9

977

2,8

przeznaczone na inne cele

7600

20,7

9335

24,5

9102

25,7

Ilość osadów w tym: stosowane w rolnictwie stosowane do rekultywacji terenów, w tym gruntów na cele rolne przekształcone termicznie

Skratki Skratki (19 08 01) są to odpady powstające w procesie mechanicznego oczyszczania ścieków, składające się ze stałych zanieczyszczeń osadzających się na kratach przepompowni i sitach oczyszczalni ścieków. Ilość skratek zależy od wielkości prześwitu oczek sit i krat i można ją oszacować na podstawie średnich wskaźników wytwarzania w przeliczeniu na mieszkańca (MR) równoważnego oczyszczalni. Dla typowych sit o prześwicie 10 mm stosowanych obecnie w oczyszczalniach ścieków jednostkowa ilość skratek wynosi ok.

0,7 kg s.m./Ma. Zgodnie z KPOŚK sumaryczny wskaźnik MR dla oczyszczalni ścieków objętych planem na Dolnym Śląsku wynosi 3 505 070. Na tej podstawie całkowita ilość skratek wytwarzanych w województwie dolnośląskim wynosi ok. 2454 t s.m./a. W przeliczeniu na wilgotność 70% stanowi to ok. 8178 t/a. WSO podaje znacznie niższą ilość wytworzonych skratek – 3548 t w roku 2011.

Skratki wykazują następujące właściwości: −− wilgotność −− gęstość nasypowa −− strata prażenia −− substancje mineralne

70% po sprasowaniu 0,75 Mg/m3 23% masy 7% masy

Zawartość substancji organicznej w skratkach przewyższa 75% s.m., a więc są to odpady o wysokim potencjale energii, jednak z uwagi na wysoką wilgotność nie mogą być spalane samodzielnie bez uprzedniego suszenia.

106

Osady ściekowe należy traktować jako źródło energii odnawialnej w kilku aspektach: −− surowe osady ściekowe poddane fermentacji metanowej w oczyszczalni ścieków stanowią źródło biogazu, −− wysuszone osady (surowe lub przefermentowane) mogą być poddane odzyskowi energii poprzez spalanie w monospalarni, współspalanie z odpadami komunalnymi w spalarni lub współspalanie z paliwami kopalnymi w piecach przemysłowych (kotły energetyczne, piece cementowe), −− wysuszone osady mogą być składnikiem paliw komponowanych z różnych odpadów (w Polsce wyróżnia się tzw. paliwa rozdrabniane z odpadów innych niż niebezpieczne oraz paliwa impregnowane z odpadów innych niż niebezpieczne nasączanych ciekłymi niebezpiecznymi odpadami wysokokalorycznymi – z reguły zużytymi olejami lub rozpuszczalnikami).

Potencjalna wartość energetyczna suchej masy osadów ściekowych wytwarzanych w województwie dolnośląskim w ilości ok. 38 tys. t s.m. wynosi ok. 380 tys. GJ (0,38 PJ), przy założeniu wartości opałowej 10 MJ/kg s.m. Rzeczywista wartość opałowa osadów wysuszonych do zawartości maks. 90% s.m. wynosi ok. 0,32 PJ. Przefermentowane osady mogą być wykorzystywane do założenia plantacji roślin energetycznych, np. w ramach rekultywacji terenów zdegradowanych. Osady są wykorzystywane do wytworzenia urodzajnej warstwy glebotwórczej na rekultywowanych gruntach zdegradowanych, na powierzchniach rekultywowanych składowisk itp. Osady mogą być wykorzystane także do przygotowania urodzajnego podłoża na gruntach rolnych lub na gruntach nieużytków i ugorów przywracanych do ponownego użytkowania.

Odpady z sit i krat zawierają znaczny udział składników biodegradowalnych i palnych (odpady kuchenne, drewno, tworzywa sztuczne) i po usunięciu nadmiaru wody mogą być poddane odzyskowi energii przez spalanie z osadami ściekowymi, a po wysuszeniu mogą być również składnikami paliw z odpadów.

Oleje i tłuszcze wydzielane w komunalnych oczyszczalniach ze ścieków w piaskownikach napowietrzanych oraz w osadnikach wstępnych i wtórnych jako części pływające poddawane są odzyskowi energii poprzez wspólną fermentację z osadami ściekowymi w komorach fermentacyjnych oczyszczalni ścieków. Ilość tych odpadów wynosiła 1028 ton w roku 2011 (wg WSO).

4. Gospodarka odpadami z przemysłu W różnych gałęziach przemysłu wytwarzane są zarówno odpady przydatne do biologicznego przetwarzania w celu wytworzenia biogazu, jak i odpady, które mogą być użyte do wytworzenia paliw zastępczych w celu odzysku energii w piecach przemysłowych lub spalane bezpośrednio w spalarniach odpadów.

Większą część odpadów stanowi biomasa roślinna z przemysłu spożywczego, z leśnictwa, a także z przemysłu papierniczego, drzewnego oraz w mniejszych ilościach z innych branż przemysłu. Odpady te mogą mieć konsystencję od stałej do ciekłej.

107

Odpady do fermentacji Zestawienie wytworzonych odpadów innych niż komunalne w latach 2009–2011 zawiera tabela 4.1. Tabela zawiera też puste pozycje oznaczające, że dane rodzaje odpadów (wykazane w załączniku nr 1) nie są wytwarzane w województwie dolnośląskim lub brak jest danych o ich wytwarzaniu.

Tabela 4.1. Z estawienie ilości i rodzajów odpadów innych niż komunalne nadających się do fermentacji (t/a) Kod odpadu

Rodzaj odpadu

2009

2010

2011

02 01 02

Odpadowa tkanka zwierzęca

12

20

36

02 01 03

Odpadowa masa roślinna

804

1052

3285

02 01 06

Odchody zwierzęce

28 533

28 374

30 961

02 01 07

Odpady z gospodarki leśnej

85

91

29

02 01 83

Odpady z upraw hydroponicznych

95

88

0

02 02 01

Odpady z mycia i przygotowania surowców

1096

47

1

02 02 02

Odpadowa tkanka zwierzęca

2057

6530

8732

02 02 03

Surowce i produkty nienadające się do spożycia i przetwórstwa

313

3735

474

02 02 04

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

14 545

144

3744

02 02 82

Odpady z produkcji mączki rybnej

0

0

0

02 03 01

Szlamy z mycia, oczyszczania, obierania, odwirowywania i oddzielania surowców

13 775

17 739

10 749

02 03 03

Odpady poekstrakcyjne

1

0

0

02 03 04

Surowce i produkty nienadające się do spożycia i przetwórstwa

370

3496

1108

02 03 05

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

3879

3757

9376

02 03 80

Wytłoki, osady i inne odpady z przetwórstwa produktów roślinnych (bez 02 03 81)

15 675

6209

1635

02 03 81

Odpady z produkcji pasz roślinnych

301

96

341

02 03 82

Odpady tytoniowe

0

0

0

02 04 03

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

0

2787

0

02 04 80

Wysłodki

0

0

0

02 05 01

Surowce i produkty nieprzydatne do spożycia oraz przetwarzania

0

1

0

02 05 02

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

0

0

0

02 05 80

Odpadowa serwatka

0

2883

5902

108

Kod odpadu

Rodzaj odpadu

2009

2010

2011

649

790

362

02 06 01

Surowce i produkty nieprzydatne do spożycia oraz przetwarzania

02 06 03

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

0

0

0

02 06 80

Nieprzydatne do wykorzystania tłuszcze spożywcze

47

5

20 693

02 07 01

Odpady z mycia, oczyszczania i mechanicznego rozdrabniania surowców

0

0

16

02 07 02

Odpady z destylacji spirytualiów

0

0

0

02 07 04

Surowce i produkty nieprzydatne do spożycia i przetwórstwa

0

0

0

02 07 05

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

5

123

9

02 07 80

Wytłoki, osady moszczowe i pofermentacyjne, wywary

24 533

24 122

27 386

03 01 82

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

0

0

0

03 03 02

Osady i szlamy z produkcji celulozy metodą siarczynową (w tym osady ługu zielonego)

0

0

0

03 03 05

Szlamy z odbarwiania makulatury

0

1360

187

03 03 11

Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

665

825

1525

04 01 07

Osady niezawierające chromu, zwłaszcza z zakładowych oczyszczalni ścieków

0

0

0

04 02 10

Substancje organiczne z produktów naturalnych (np. tłuszcze, woski)

0

0

0

04 02 20

Odpady z zakładowych oczyszczalni ścieków

9

0

0

16 03 06

Organiczne odpady inne niż wymienione w 16 03 05, 16 03 80

201

1289

1192

16 03 80

Produkty spożywcze przeterminowane lub nieprzydatne do spożycia

1001

2913

3292

19 08 01

Skratki

3347

3084

3548

19 08 09

Tłuszcze i mieszaniny olejów z separacji olej/ woda zawierające wyłącznie oleje jadalne i tłuszcze

1102

2119

1028

19 08 12

Szlamy z biologicznego oczyszczania ścieków przemysłowych

178

114

246

19 09 01

Odpady stałe ze wstępnej filtracji i skratki

10

5

12

19 12 12

Inne odpady (w tym zmieszane substancje i przedmioty) z mechanicznej obróbki odpadów inne niż wymienione w 19 12 11

393 317

443 097

386 474

506 604

556 896

522 339

Razem

109

Głównym rodzajem odpadów wytworzonych w latach 2009–2011 był odpad o kodzie 19 12 12 – inne odpady (w tym zmieszane substancje i przedmioty) z mechanicznej obróbki odpadów inne niż wymienione w 19 12 11. Stanowił on 74–79,6% masy wszystkich odpadów. Odpad ten jest wytwarzany głównie podczas mechanicznego sortowania zmieszanych odpadów komunalnych, tj. są to frakcje granulometryczne <20 mm, <40 mm, 20–80 mm, 40–80 mm oraz >80 mm, które są częściowo sortowane ręcznie, częściowo poddawane stabilizacji tlenowej, a głównie usuwane na składowisko bez żadnego przetworzenia. Odpady te stanowią część strumienia odpadów komunalnych omówionych w rozdz. 2.

Pozostałe główne rodzaje odpadów należą do grupy 02 katalogu odpadów, wymienia się je poniżej (wytwarzane w ilości powyżej 10 tys. t/a we wszystkich latach): −− 02 01 06 – odchody zwierzęce, −− 02 03 80 – wytłoki, osady i inne odpady z przetwórstwa produktów roślinnych (z wyłączeniem odpadów z produkcji pasz roślinnych), −− 02 03 01 – szlamy z mycia, oczyszczania, obierania, odwirowywania i oddzielania surowców.

Odpady z grupy 02 wytwarzane w ilości 1000–10 000 t/a −− 02 03 05 – osady z zakładowych oczyszczalni ścieków, −− 02 02 02 – odpadowa tkanka zwierzęca, −− 02 02 04 – osady z zakładowych oczyszczalni ścieków, −− 02 05 80 – odpadowa serwatka, −− 02 01 03 – odpadowa masa roślinna, −− 02 03 80 – wytłoki, osady i inne odpady z przetwórstwa produktów roślinnych.

Odpady z innych grup wytwarzane w ilości >1000 t/a −− 19 08 01 – skratki, −− 19 08 09 – tłuszcze i mieszaniny olejów z separacji olej/woda zawierające wyłącznie oleje jadalne i tłuszcze, −− 16 03 80 – produkty spożywcze przeterminowane lub nieprzydatne do spożycia, −− 16 03 06 – organiczne odpady inne niż wymienione w 16 03 05, 16 03 80, −− 03 03 11 – osady z zakładowych oczyszczalni ścieków.

Bilanse odchodów zwierzęcych przedstawiono odrębnie w rozdz. 5, a skratek w rozdz. 3.

Faktyczne ilości tych odpadów są znacznie większe niż zarejestrowane w bazie.

110

Rys. 4.1. Główni wytwórcy odpadów grupy 02 w roku 2011

W 2011 roku największe ilości odpadów wytworzono w powiatach: strzelińskim, polkowickim, legnickim, lubińskim, wrocławskim, oławskim i jaworskim (rys. 4.1).

Odpady do wytworzenia paliw zastępczych Na podstawie przeglądu katalogu odpadów wytypowano rodzaje odpadów, które z uwagi na właściwości palne mogą być składnikiem paliw zastępczych. Odpady te sklasyfikowano następnie w charakterystycznych grupach (innych niż w katalogu odpadów), przyjmując za podstawę kwalifikacji podobne pochodzenie, skład i właściwości odpadów wytwarzanych w różnych źródłach (Szpadt et al. 2010).

I. Odpady inne niż niebezpieczne I.1 Odpady drewna I.2 Odpady roślinne I.3 Tłuszcze i oleje roślinne i zwierzęce, odpady zaolejone I.4 Odpady pochodzenia zwierzęcego I.5 Odpady skóry I.6 Papier i tektura I.7 Tekstylia i odpady włókiennicze I.8 Tworzywa sztuczne i guma, odpady mieszane I.9 Osady i szlamy I.10 Odpady farb i lakierów, klejów, szczeliw I.11 Inne odpady

111

II. Odpady niebezpieczne II.1 Odpady drewna II.2 Odpady rozpuszczalników i zawierające rozpuszczalniki II.3 Pozostałości podestylacyjne II.4 Odpady ropopochodne, oleje i zaolejone, smoły II.5 Sorbenty, osady pofiltracyjne II.6 Odpady farb i lakierów, klejów, szczeliw II.7 Osady i szlamy II.8 Inne odpady Są to listy odpadów potencjalnie przydatnych, a o rzeczywistej ich dostępności decydować będą zarówno czynniki lokalne, jak i ogólne wymagania oraz stan gospodarki odpadami i paliwami w kraju, w jego poszczególnych regionach oraz branżach gospodarki. Znaczna część tych odpadów jest przydatna do wytworzenia paliw dopiero po odpowiednim ich przygotowaniu, np. poprzez sortowanie, suszenie, mieszanie z innymi odpadami. Wyodrębniono odpady niebezpieczne oraz inne niż niebezpieczne. Paliwa z odpadów niebezpiecznych mogą być stosowane w zasadzie wyłącznie w przemyśle cementowym, ewentualnie hutniczym, natomiast paliwa z odpadów innych niż niebezpieczne także w energetyce. W Polsce brak jest aktualnie wystarczającej wydajności instalacji do termicznego przetwarzania odpadów w procesie spalania, natomiast bardzo dobrze rozwija się odzysk energii z odpadów i paliw z odpadów w cementowniach.

W 2009 roku polski przemysł cementowy poddał odzyskowi energii ok. 751 tys. ton odpadów, w tym głównie tzw. paliwo alternatywne (19 12 10) w ilości 589 tys. ton, ponadto opony i inne odpady gumowe – 65 tys. ton, tworzywa sztuczne – 14 tys. ton, drewno – 12 tys. ton, inne odpady zawierające węgiel – 13 tys. ton, łupki bitumiczne – 57 tys. ton oraz osady ściekowe – 2 tys. ton. Ok. 36% energii cieplnej zużytej przez przemysł cementowy uzyskano ze spalania paliw z odpadów, w poprzednich latach było to: 26% w roku 2008 i 18% w roku 2007.

Dane z tabeli 4.2 pokazują, że ilości odpadów innych niż niebezpieczne znacząco zmieniały się w poszczególnych latach, co z jednej strony należy przypisać wzrostowi liczby wytwórców odpadów dostarczających dane do bazy, a z drugiej rozwojowi gospodarki w tym okresie. Po roku 2007 obserwuje się spadek ilości odpadów z niektórych grup.

Brak danych dla niektórych lat wynika z błędnych informacji zawartych w bazie, rażąco odbiegających od danych dla pozostałych lat. Całkowita masa odpadów wytworzonych w 2008 roku wynosiła 215,5 tys. t/a. Największe ilości odpadów wytworzono w grupie I.1 (odpady drewna) – 68,5 tys. t/a, I.2 (odpady roślinne) – 49,3 tys. t/a oraz I.6 (papier i tektura) – 37,3 tys. t/a.

112

Tabela 4.2. I lości wytworzonych odpadów przemysłowych innych niż niebezpieczne w latach 2002–2009, potencjalnie przydatnych do wytworzenia paliw zastępczych, t/a Grupa

2002

2003

I.1

28 831

68 304

I.2

36 084

40 371

29 076

I.3

390

174

I.4

457

I.5

2004

2005

2006

2007

2008

2009

89 383

122 888

68 453

57 180

53 164

45 772

12 774

49 284

43 430

124

149

62

9

137

47

1038

5791

4437

1255

1341

925

97 054

3999

191

710

1324

I.6

1360

2636

9199

11 025

23 638

17 690

37 323

12 530

I.7

1328

4717

6463

3259

6978

1929

10 360

4642

I.8

14 061

9118

12 702

11 289

16 747

15 802

20 624

13 737

I.9

4112

1809

3337

6108

8785

17 183

19 093

I.10

116

120

308

203

464

369

672

558

I.11

604

654

700

1777

3324

6061

3061

130 281

165 679

Suma

215 420

Część odpadów palnych spala się bezpośrednio w kotłach przemysłowych, są to głównie odpady drzewne (03 01 05 – wióry, trociny itp.), włókna (04 02 22), osady ściekowe (03 03 11), a także odpady komunalne biodegradowalne z pielęgnacji terenów zielonych (20 02 01). Łączna ilość współspalanych odpadów wyniosła 7660 t w roku 2010 i 5260 t w roku 2011 (rys. 4.2).

Zestawienie odpadów niebezpiecznych przydatnych do paliw zastępczych zawiera tabela 4.3. Wśród ośmiu grup odpadów dominuje grupa II.4 – odpady ropopochodne, oleje i zaolejone, smoły. Na uwagę zasługują też grupy II.5 – sorbenty, osady pofiltracyjne oraz II.8 – inne odpady. Całkowita masa wszystkich odpadów niebezpiecznych wytworzonych w roku 2008 wynosiła 19,6 tys. Mg. Masa odpadów w latach 2003–2009 systematycznie wzrastała. Dominujący jest udział odpadów z grupy II.4, tj. odpadów ropopochodnych, olejów i zaolejonych oraz smół (87,5% masy wszystkich odpadów palnych w roku 2009).

113

Rys. 4.2. Ilości współspalanych odpadów Tabela 4.3. Odpady niebezpieczne potencjalnie przydatne do paliw zastępczych Grupa II.1 II.2 II.3 II.4 II.5 II.6 II.7 II.8 Suma

2002 12 290 53 15 966 684 202 280 467 17 954

2003 10 272 41 5468 1091 282 0 441 7605

2004 14 362 89 7693 1387 1 047 0 441 11 033

2005 74 239 112 6998 1556 372 0

2006 43 84 146 11 351 2091 672 7 798 15 192

2007 1 301 110 9653 1794 527 0 1492 13 878

2008 0 323 178 13 891 3293 836 1 1058 19 580

Rys. 4.3. Ilości wytwarzanych palnych odpadów niebezpiecznych

114

2009 1 211 14 16 167 1120 374 0 583 18 470

5. Odchody z hodowli zwierząt Odchody z hodowli zwierząt gospodarskich stanowią znaczące potencjalne źródło biogazu. Zgodnie z informacjami zawartymi na stronie http://www.energia-odnawialna. net/biomasa.html w optymalnych warunkach fermentacji odchodów uzysk biogazu może wynosić odpowiednio: −− 1 do 2 m3 biogazu na 1 krowę na dzień, −− 0,2 do 0,3 m3 biogazu na 1 świnię na dzień, −− 0,8 do 1,4 m3 biogazu na 100 sztuk drobiu na dzień.

Do obliczeń potencjału produkcji biogazu z odchodów wytwarzanych przez 1 sztukę bydła przyjęto średnio 1,5 m3/d. Wartość opałowa biogazu z fermentacji odchodów zwierzęcych waha się w granicach 21–23 MJ/m3. Do obliczeń przyjęto średnią wartość 22 MJ/m3. Możliwą do pozyskania ilość biogazu oraz jego wartość energetyczną przedstawiono poniżej: Rok

Liczba sztuk

Produkcja biogazu, m3

Potencjał energetyczny, GJ

2008

105 900

57 980 250

1 275 566

2009

98 932

54 165 270

1 191 636

Z Polskiej Federacji Hodowców Bydła i Producentów Mleka we Wrocławiu uzyskano informację na temat największych hodowców bydła, tj. gospodarstw, w których stada bydła liczą od kilku do kilkuset sztuk. Wśród nich wyselekcjonowano 90 hodowli liczących ponad 30 sztuk bydła (rys. 5.1). Oszacowano, iż możliwa do pozyskania wartość energetyczna biogazu z tych hodowli wynosi około 0,2 PJ, co stanowi tylko ok. 17% wartości potencjalnej. Oznacza to, że większość hodowli bydła liczy pojedyncze sztuki.

Rys. 5.1. Rozmieszczenie hodowli bydła przekraczających 50 sztuk w 2009 roku

115

Na podstawie danych z GUS oraz przyjętych wskaźników produkcji biogazu z fermentacji odchodów trzody chlewnej (0,2–0,3 m3 biogazu na sztukę dziennie) obliczono potencjał energetyczny biogazu w latach 2008 i 2009. Przedstawiono go poniżej.

Rok

Liczba sztuk

Produkcja biogazu, m3

Wartość energetyczna (GJ)

2008 2009

307 768 326 421

28 083 830 29 785 916

617 844 655 290

Oszacowana potencjalna wartość energetyczna biogazu wynosi 0,6 PJ, a ilość biogazu 28–29 mln m3/a. Na podstawie wydanych pozwoleń zintegrowanych dla 9 największych hodowli trzody chlewnej (rys. 5.2) obliczono dla nich produkcję biogazu oraz wartość energetyczną.

Potencjał energetyczny możliwego do pozyskania biogazu od największych hodowców trzody chlewnej wynosi około 0,24 PJ, a więc ok. 40% całkowitej produkcji biogazu.

Rys. 5.2. Rozmieszczenie największych ferm trzody chlewnej w 2010 r.

Przyjmując średni wskaźnik produkcji biogazu z fermentacji odchodów drobiu 1,2 m3 biogazu na 100 sztuk drobiu dziennie, podano poniżej całkowitą produkcję oraz wartość energetyczną biogazu: Rok

Liczba sztuk

Produkcja biogazu, m3

Wartość energetyczna, GJ

2008

5 977 623

26 181 989

576 004

2009

5 336 928

23 375 745

514 266

Produkcja biogazu z odchodów z hodowli drobiu może zatem osiągnąć 23–26 mln m3 rocznie o wartości energetycznej rzędu 0,5–0,6 PJ. Na podstawie wydanych pozwoleń zintegrowanych dla 22 największych hodowli drobiu (rys. 5.3) obliczono dla nich produkcję biogazu oraz wartość energetyczną.

116

Rys. 5.3. Lokalizacje największych ferm drobiu

Potencjał energetyczny możliwego do pozyskania biogazu od największych hodowców drobiu wynosi około 1,1 PJ, a więc jest ok. dwukrotnie większy od obliczonego dla województwa na podstawie danych statystycznych GUS, co oznacza, że te ostatnie dane są niekompletne.

Rys. 5.4. Potencjał energetyczny odchodów zwierzęcych z największych hodowli w gminach

117

Na podstawie obliczeń potencjału energii odchodów zwierzęcych z największych hodowli sporządzono mapę województwa prezentującą potencjały energii z odchodów zwierzęcych w gminach (rys. 5.4). Te gminy są potencjalnymi lokalizacjami biogazowni rolniczych przetwarzających odchody zwierzęce.

6. Infrastruktura gospodarki odpadami Gospodarka odpadami obejmuje różne fazy: od zbierania i odbierania począwszy, poprzez sortowanie, biologiczne, mechaniczno-biologiczne i termiczne przetwarzanie, na składowaniu kończąc. W rozdziale tym przedstawione są poszczególne elementy gospodarki odpadami oraz instalacje służące do odzysku i przetwarzania odpadów. Szczegółowe opisy oraz dane techniczne instalacji zawarte są w odrębnych opracowaniach, wykonanych w ramach projektu REMOWE.

6.1. Selektywne i nieselektywne zbieranie odpadów komunalnych Zdecydowanie dominują systemy zbierania zmieszanych odpadów komunalnych.

W postaci zmieszanej zbiera się około 94% masy wytwarzanych odpadów komunalnych.

Zmieszane odpady komunalne zbierane są głównie w systemie pojemników niewymiennych, o objętości 0,11, 0,12 i 0,24 m3 w zabudowie rozproszonej oraz 1,1 m3 w zabudowie zwartej. Coraz rzadziej stosowane są duże kontenery o pojemności 7 m3, zarówno na obszarach zabudowy zwartej, jak i rozproszonej. Do selektywnego zbierania odpadów opakowaniowych wykorzystywane są zestawy pojemników – głównie na obszarach zabudowy zwartej oraz worki – głównie na obszarach zabudowy rozproszonej. Skala i zakres selektywnego zbierania odpadów są bardzo zróżnicowane w poszczególnych gminach: od symbolicznego wystawienia kilku lub kilkunastu zestawów pojemników do znacznego nasycenia obszarów gmin zestawami pojemników lub powszechnego stosowania worków. Na rys. 6.1 przedstawiono ilości odpadów opakowaniowych zbieranych w poszczególnych gminach w 2008 roku.

Selektywne zbieranie odpadów wielkogabarytowych organizowane jest przez gminne jednostki oraz przedsiębiorców odbierających odpady komunalne (zobowiązanych do odbierania wszystkich rodzajów odpadów komunalnych, zgodnie z przepisami ustawy o odpadach i ustawy o utrzymaniu czystości i porządku w gminach) i odbywa się poprzez okresowe akcje wystawiania odpadów przez mieszkańców i ich odbieranie oraz wywóz samochodami gminnych jednostek lub przedsiębiorców. Zbieranie odpadów zielonych z terenów komunalnych prowadzone jest bezpośrednio przez gminne jednostki oraz przedsiębiorców prowadzących konserwację zieleni na tych terenach, którzy kompostują je we własnym zakresie lub usuwają je na składowiska albo do lokalnych kompostowni, zlokalizowanych przy składowiskach lub w odrębnych instalacjach przetwarzania odpadów.

118

Rys. 6.1. Selektywne zbieranie odpadów opakowaniowych w gminach (Selektywna 2010)

6.2. Zakłady mechanicznego, mechaniczno-biologicznego i biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych Instalacje mechanicznego przetwarzania obejmują linie sortownicze złożone na ogół z sita lub sit oraz/lub kabiny ręcznego sortowania. Niekiedy są także wyposażone w rozdrabniarki, separatory elektromagnetyczne do wydzielania metali żelaznych, separatory powietrzne do wydzielania frakcji paliwowych, a także w linie wytwarzania paliw zastępczych z odpadów komunalnych i przemysłowych. Te linie sortownicze są na ogół elementami zakładów zagospodarowania odpadów, w skład których wchodzą instalacje mechanicznego lub mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów oraz składowiska odpadów. Tylko sporadycznie funkcjonują jako samodzielne instalacje. Przeznaczone są głównie do sortowania zmieszanych odpadów komunalnych, ale także są wyposażone w odrębne taśmociągi do zasilania odpadami selektywnie zbieranymi, które są na ogół poddawane tylko ręcznemu sortowaniu w kabinach sortowniczych.

Tabela 6.1 zawiera zestawienie wszystkich zakładów mechanicznego i mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych w województwie dolnośląskim wraz z podstawowymi danymi technologicznymi. Należy jednak podkreślić, że w wielu za119

kładach prowadzone są obecnie inwestycje w celu ich modernizacji i rozbudowy oraz przystosowania do wymagań wynikających z nowych przepisów prawa oraz pełnionych funcji jako regionalnych instalacji przetwarzania odpadów komunalnych. Powstają też nowe instalacje mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów, nie ujęte jeszcze w tabeli 6.1. Należy tu podkreślić, że część instalacji wymienionych w tej tabeli pełnić będzie funkcje instalacji regionalnych, a część funkcje instalacji zastępczych.

Należy podkreślić, że w porównaniu z sytuacją w roku 2008 (opisanej w części 1) nastapił znaczny rozwój instalacji przetwarzania odpadów, ich liczba wzrosła z 20 do 30, a wydajność części mechanicznych wzrosła z 547 tys. t/a do 1465 tys. t/a (w tym wytwarzania paliw z 80 tys. t/a do ponad 200 tys. t/a), części biologicznej stabilizacji z 67,6 tys. t/a do 176,7 tys. t/a, a instalacji kompostowania bioodpadów z 10,2 tys. t/a do 49,7 tys. t/a.

Utrzymała się tendencja zdecydowanej przewagi wydajności części mechanicznych nad częściami biologicznymi w zakładach MBP. Wynika to jednak w dużym stopniu z tego, że wydajności części mechanicznych dotyczą wyłącznie przesiewania odpadów, a wydajności sit są w dużych instalacjach zdecydowanie przeszacowane. Wydajności linii do dalszego, głównie ręcznego, sortowania wydzielonych frakcji są dużo mniejsze.

Tabela 6.1. Z estawienie instalacji mechanicznego, mechaniczno-biologicznego i biologicznego przetwarzania odpadów Nr

Nazwa i adres prowadzącego instalację

Wydajność, tys. Mg/a Lokalizacja

1

KCGO w Ścięgnach-Kostrzycy, Związek Gmin Karkonoskich Pałac-Bukowiec ul. Robotnicza 5 58-533 Mysłakowice

powiat: jeleniogórski gminy: Mysłakowice/ Podgórzyn Ścięgny/ Kostrzyca

2

ZUOKiSOŚ Zakład nr 2 w Jędrzychowicach MPGK Sp. z o.o. ul. Łużycka 3, 59-900 Zgorzelec

3

MZGK Sp. z o.o. ul. Staszica 6, 59-500 Bolesławiec ZUOK w Trzebieniu, ul. Spacerowa 24

4

Zarząd Budynków Komunalnych powiat: kłodzki ul. Fabryczna 7a, gmina: Lądek-Zdrój 57-540 Lądek-Zdrój Lądek-Zdrój Zakład Higienizacji Odpadów w Lądku-Zdroju

120

część me- część biochaniczna logiczna

66,0

4,0 2,0

powiat: zgorzelecki gmina: Zgorzelec (wiejska) Jędrzychowice

30,0

1,9

powiat: bolesławiecki gmina: Bolesławiec (wiejska) Trzebień

40,0

8,0 2,0

2,3

7,2

paliwo

Wydajność, tys. Mg/a

Nr

Nazwa i adres prowadzącego instalację

Lokalizacja

5

Centrum Utylizacji Odpadów Komunalnych w Lubaniu ul. Bazaltowa 1, 59-800 Lubań

powiat: lubański gmina: Lubań (miejska) Lubań

40,0

16,0 1,9

6

„Mundo” MPGO Sp. z o.o. ul. Zielona 1 59-300 Lubin

powiat: lubiński gmina: Lubin Lubin

12,0

2,0

7

Zakład Gospodarowania Odpadami Sp. z o.o. EKOGOK Gać 90, 55-200 Oława

powiat: oławski gmina: Oława (wiejska) Gać

8

Chemeko-System Sp. z o.o. ul. Jerzmanowska 4–6 54-519 Wrocław ZURPiUOKiP w Rudnej Wielkiej

powiat: górowski gmina: Wąsosz Rudna Wielka

9

Zakład Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych IZERY powiat: lwówecki gmina: Lubomierz Sp. z o.o. ul. Kargula i Pawlaka 16 Lubomierz 59-623 Lubomierz

Urząd Miejski w Trzebnicy plac Marsz. J. Piłdudskiego 1 powiat: trzebnicki 10 55-100 Trzebnica gmina: Trzebnica Składowisko odpadów w Mar- Marcinowo cinowie WPO ALBA S.A. 11 ul. Ostrowskiego 7 53-238 Wrocław

powiat: Wrocław Wrocław

Gminne Przedsiębiorstwo Oczyszczania Sp. z o.o.

12 ul. Kilińskiego 17 59-920 Bogatynia

powiat: zgorzelecki gmina: Bogatynia Bogatynia

LPGK Sp. z o.o. w Legnicy 13 ul. Nowodworska 60 59-220 Legnica

powiat: Legnica (grodzki) gmina: Legnica Legnica

PGM Sp. z o.o. powiat: polkowicki ul. Dąbrowskiego 2, 14 gmina: Polkowice 59-100 Polkowice Trzebcz Zakład Gospodarki Odpadami

część me- część biochaniczna logiczna

100,6

140,0

12,0

54,0

paliwo

14,0

6,5

110,0

2,1

4,0

210,0

84,0

0,50

122,0 79,3

16,0 9,0

3,0

121

Nr

Nazwa i adres prowadzącego instalację

Wydajność, tys. Mg/a Lokalizacja

część me- część biochaniczna logiczna

Przedsiębiorstwo Gospodarki Komunalnej Sanikom 15 Sp. z o.o. ul. Nadbrzeżna 5, 58-420 Lubawka

powiat: kamiennogórski gmina: Lubawka Lubawka

ZDiUM we Wrocławiu Kompostownia odpadów 16 zielonych ul. Janowska 54-067 Wrocław

powiat: miasto Wrocław gmina: miasto Wrocław Wrocław

6,0

PWiK „Nysa” Sp. z o.o. ul. Boh. Getta 1A, 59-900 Zgorzelec 17 ZUOKiSOŚ Zakład nr 1 w Jędrzychowicach

powiat: zgorzelecki gmina: Zgorzelec (wiejska) Jędrzychowice

13,0

Zakład Usług Komunalnych „Wodnik” 18 ul. Piwniczna 12 55-100 Trzebnica

powiat: trzebnicki gmina: Trzebnica Trzebnica

Miejska Gospodarka Komunalna Sp. z o.o.

19 ul. 11 Listopada 17 56-400 Oleśnica

powiat: oleśnicki gmina wiejska Oleśnica Smolna

Przeds. Rodz. Merta&Merta 20 Jerzmanowska 4–6 54-519 Wrocław

Wrocław

ECU Sp. z o.o.

21 Rusko 66 58-120 Jaroszów

powiat: świdnicki gmina: Strzegom Rusko

110,0 łącznie z paliwem

PPHU „Lech-Met” 22 ul. Kościuszki 9 55-140 Żmigród

powiat: trzebnicki gmina: Żmigród Żmigród

5,0

PUO Sp. z o.o.

23 Zawiszów 5 58-100 Świdnica

powiat: świdnicki gmina: Świdnica Zawiszów

11,9

37,5

3,0

80,0

ZUK Tadeusz Drozdowski 24 ul. Bielawska 6 28-150 Pieszyce

powiat: dzierżoniowski gmina: Dzierżoniów, gmina: Niemcza Byszów, Gilów

58,5

Gmina Wałbrzych 25 plac Magistracki 1 58-300 Wałbrzych

powiat wałbrzyski Wałbrzych

39,0

122

7,5 2,0

paliwo

Nr

Nazwa i adres prowadzącego instalację

Wydajność, tys. Mg/a Lokalizacja

część me- część biochaniczna logiczna

Ekopartner Lubin Sp. z o o.

26 ul. Zielona 1, 59-300 Lubin

powiat: lubiński Lubin

100,0

68,0 2,0

„GPK – SITA Głogów” Sp. z o.o.

27 ul. Przemysłowa 7A 67-200 Głogów

powiat: głogowski Głogów

60,0

16,0 4,0

„INWESTYCJE” Sp. z o.o.

28 ul Wrocławska 19 59-400 Jawor

powiat: jaworski Jawor

35,0

3,0 2,0

ZB GKiM w Lwówku Śląskim 29 al. Wojska Polskiego 27 59-600 Lwówek Śląski

powiat: lwówecki gmina: Lwówek Śląski Płóczki Dolne

11,2

4,0 0,4

powiat: bolesławiecki ZGK w Warcie Bolesławieckiej gmina: Warta 30 z s. w Lubkowie, Lubków 63 Bolesławiecka.

59-720 Raciborowice Górne Raciborowice Górne

6,0

0,9

paliwo

6.3. Instalacje fermentacji i suszenia komunalnych osadów ściekowych Tylko 11 komunalnych oczyszczalni ścieków posiada zamknięte komory fermentacyjne oraz ujęcie i wykorzystanie biogazu (tabela 6.2). W 7 oczyszczalniach biogaz spalany jest w zespołach kogeneracyjnych, w których wytwarzana jest energia elektryczna oraz cieplna. Nadmiar gazu spalany jest w kotłowniach w celu wytworzenia energii cieplnej do ogrzewania komór fermentacyjnych oraz pomieszczeń administracyjnych i socjalnych. W 4 oczyszczalniach biogaz jest wyłącznie spalany w kotłowniach z wytworzeniem energii cieplnej. Planowane jest zainstalowanie w oczyszczalni ścieków w Oleśnicy 2 jednostek kogeneracyjnych o mocy każdej 165 kWel, oraz w oczyszczalni w Legnicy 2 jednostek o mocy 2x (180 kWel + 230 kWth). W 2012 roku uruchomiono 4 nowe WKF we Wrocławskiej Oczyszczalni Ścieków (łączna pojemność 6x6500 m3).

Aktualnie funkcjonują trzy suszarnie osadów ściekowych (w Kłodzku, Świdnicy i Wrocławiu), a czwarta (w Chociwelu) jest w końcowej fazie budowy.

Suszarnia odwodnionych osadów ściekowych wg technologii firmy Huber w oczyszczalni ścieków w Kłodzku ma przyjmować w przyszłości osady także z innych oczyszczalni.

Projektowana wydajność suszarni 1300 t/a osadu odwodnionego, z którego uzyska się 455 t/a osadu wysuszonego o wilgotności 35% i zawartości suchej masy 65%. Jest to suszarnia szklarniowa o technologii tzw. hybrydowej, tj. wykorzystującej energię słoneczną oraz ciepło zawarte w ściekach oczyszczonych (odzysk za pomocą pomp ciepła).

W oczyszczalni ścieków Bystrzyca w Świdnicy została zainstalowana fluidalna suszarnia osadów ogrzewana gorącym powietrzem. Ilość osadów przefermentowanych, odwodnionych, o zawartości 22% s.m. wynosi 4873 t/a, a po suszeniu zmniejsza się do 1191 t/a przy wilgotności 10%.

123

Suszarnia osadów ściekowych Wrocławskiej Oczyszczalni Ścieków została zaprojektowana dla ilości średniej 48,75 t s.m./d, maks. 70 t s.m./d. W skali rocznej stanowi to średnio 17 794 t s.m./a, w przeliczeniu na osad o wilgotności 10% – 19,77 tys. t/a. Masa przefermentowanego i odwodnionego osadu przed suszeniem wynosi średnio 222 t/d, przy uwodnieniu 78%, tj. 81 tys. t/a.

Suszarnia solarna w Chociwelu została zaprojektowana na wydajność 2600 ton/rok. Szacowana ilość osadów po wysuszeniu z ok. 20% s.m. do ok. 80% s.m. wyniesie ok. 650 t/ rok (520 t s.m./rok). Łączna wydajność suszarni solarnych wyniesie 3900 t/a osadu odwodnionego, a termicznych 85 873 t/a. Uwodnienie osadu przed suszeniem wynosi ok. 78%, a po suszeniu zmniejsza się do ok. 10% w przypadku suszenia termicznego i 35% w suszarniach solarnych. Ilość osadu wysuszonego solarnie wyniesie 1105 t/a, a termicznie 20 961/a.

6.4. Instalacje odzysku energii elektrycznej z biogazu składowiskowego Aktualnie tylko 6 składowisk komunalnych jest wyposażonych w urządzenia do odzysku energii elektrycznej z biogazu składowiskowego. Obowiązek ujęcia biogazu i odzysku energii dotyczy wszystkich składowisk odpadów ulegających biodegradacji, z wyjątkiem tych, których potencjał gazowy jest zbyt mały, wówczas obowiązkowe jest spalanie biogazu w pochodni. Tabela 6.3 zawiera wykaz aktualnie eksploatowanych instalacji na składowiskach odpadów w województwie dolnośląskim. Łączna moc elektryczna tych instalacji wynosi 4,33 MW, co jest niewielką wartością w stosunku do potencjału gazowego składowisk. Nie jest odzyskiwana energia cieplna z agregatów prądotwórczych.

W 2009 roku w trzech instalacjach wytworzono łącznie ok. 17,5 tys. MWh energii elektrycznej.

124

125

3

60 601 738 600 738 600 738

Średnia zawartość metanu w gazie, %

moc elektr., kW

moc cieplna, kW

moc elektr., kW

moc cieplna, kW

moc elektr., kW

moc cieplna, kW 6631 35 131 sprzedaż

Ilość wytworzonej energii elektrycznej, MWh/a

Ilość wytworzonej energii cieplnej, GJ/a

Sposób wykorzystania energii elektrycznej

Agregat prądotwórczy

Agregat prądotwórczy

Agregat prądotwórczy

11 200

2 x 6500

2

Ilość gazu fermentacyjnego, m3/d

Objętość WKF, m

Liczba WKF

WOŚ Janówek

własne potrzeby

800

252

180

252

180

67

1800

Ciernie 2

Bielawa

własne potrzeby

brak pomiaru

1274

380

235

60

2957

2 x 2000 2 x 1856

2

Głogów

Tabela 6.2. Oczyszczalnie ścieków zagospodarowujące biogaz

własne potrzeby

741

437

100

59

60

2000

4 534

1

64

2100

4700

2

Sp. Wodna „Bystrzy- Legnica ca”

brak brak

odsprzedawana do sieci

613,6

brak

brak

brak

brak

60

~700

1462,3

1

Oleśnica

brak pomiaru

726,37

132

104

132

104

59

984

2852

1

Bolesławiec

własne potrzeby

3010

229, 23

139

100

65

686

1850

1

67

374

1200

1

Dzierżo- Bogatyniów nia

własne potrzeby

120

120

804

2300

1

Jędrzychowice

126

Pochodnia biogazu

Tylko kotłownia na biogaz

3

wydajność, m /h

moc, kW

wykorzystanie ciepła na cele:

120–400

2600

193 366

ilość spalonego biogazu, m3/a

Koncesja energii elektrycznej z OŹE

150

1125

2 x 370

tak

Wykorzystanie energii cieplnej na cele:

4000

własne

ogrzewanie WKF, suszenie osadu

moc kotłowni, kW

Ciernie

WOŚ Janówek

120

800

ogrzewa-nie WKF i pomieszczeń

38 370

575

tak

ogrzewanie WKF oraz pomieszczeń

Głogów

Bielawa

150

ogrzewanie WKF

190 000

2*345

brak

ogrzewanie WKF

180

580 000

600–450

Sp. Wodna „Bystrzy- Legnica ca”

100

650

brak

114 454

2*120

tak

technologiczne, ogrzanie obiektów i wody

Dzierżo- Bogatyniów nia

150

100

technologiczne, technoogrzelogiczne wanie i ogrze­ budynwanie ków, wody

118 569

250

brak

brak

ogrzewanie WKF oraz budynku tak

Oleśnica

Bolesławiec

tak

ogrzewanie WKF oraz budynków

Jędrzychowice

Tabela 6.3. Istniejące instalacje odzysku energii z biogazu składowiskowego (2012) Parametr

Jednostka

Lubin

MPGO LPGK „Mundo” Sp. z o.o.

Sp. z o.o.

Operator składowiska Ilość gazu ujętego 2008 2009 Liczba studni

Legnica

mln m3/a

2.7 6.3 75

Moc. elektr.

MW

1.150

Wytworzona energia elektryczna 2008 2009

MWh/a MWh/a

3,400 7,500

8.5 9.5 98 1.150 3 x 0.180

7,212 8,777

Siedlęcin

Głogów

Gać

Rudna Wlk.

MPGK Sp. z o.o.

Jelenia Góra

GPK „Sita” Głogów

ZGO Gać Sp. z o.o.

ChemekoSystem Sp. z o.o.

0.400

0.375

4 x 0,20

0,294

1,200

Planowana 3,942

6.5. Biogazownie rolnicze Aktualnie eksploatowane są trzy biogazownie rolnicze, w tym dwie w zakładach przetwórstwa spożywczego, jedna jest w rozruchu, a 4 w budowie.

Biogazownia w zakładzie The Lorenz Bahlsen Snack-World Sp. z o.o. w Stanowicach (55-200 Stanowice, ul. Jarzębinowa 37) jest elementem biologicznej oczyszczalni ścieków przemysłowych. Bioreaktor fermentacji metanowej ma pojemność 1500 m3, a kopuła zbiornika biogazu – 1000 m3. Proces prowadzony jest w warunkach mezofilowych w temp. 35–37oC. Ilość oczyszczanych ścieków wynosi aktualnie ok. 1000 m3/d, a redukowany ładunek ChZT ok. 2 Mg/d. Produkcja gazu stanowi aktualnie ok. 900 m3/d.

Maksymalna zdolność redukcji ChZT w komorze fermentacji wynosi 5,5 Mg/d, a odpowiadająca jej produkcja gazu – maks. 2475 m3/d. Biogaz spalany jest w kotle gazowym o mocy 400 kW. Szacowany potencjał energii cieplnej wynosi ok. 5.2 GWh/a.

Biogazownia w zakładzie McCain Poland Sp. z o.o. w Chociwelu k./Strzelina przetwarza odpady poprodukcyjne ziemniaków. Odpady są rozdrabniane do ziarna ok. 3-5 mm, a następnie poddane hydrolizie kwaśnej przez min. 24 h, po której są fermentowane w zakresie mezofilowym 35–37oC. Czas fermentacji wynosi 14–30 dni. Roczna ilość odpadów stanowi 37.500 t/a. Zawartość suchej masy w odpadach surowych wynosi 3–8%, a po fermentacji 2–4%. Bioreaktor fermentacji metanowej ma pojemność 3500 m3. Biogaz spalany jest w 2 kotłach olejowo-gazowych o mocy 2 x 11,9 MW, a maksymalne jego zużycie przez jeden palnik wynosi ok. 200 m3/h. Instalacja jest także wyposażona w pochodnię biogazu. Szacowany potencjał energii cieplnej wynosi ok. 6.2 GWh/a.

127

Eksploatowana biogazownia firmy Bio-Wat Sp. z o.o. w Świdnicy wykorzystuje głównie kiszonkę kukurydzy (z obszaru upraw ok. 450 ha), ale może przyjmować także bioodpady z terenów zielonych i inne odpady roślinne. Moc elektryczna jednostki kogeneracyjnej wynosi 1,0 MW, a cieplna ok. 1.1. Roczna produkcja energii elektrycznej szacowana jest na ok. 8–9 tys. MWh, podobnie produkcja energii cieplnej. Koszt inwestycyjny wyniósł 15 mln zł, z czego połowa została pokryta z funduszy unijnych. Oprócz energii elektrycznej ciepło będzie dostarczane do ok. 100 mieszkań w Świdnicy.

Zakończono budowę i rozpoczęto rozruch technologiczny biogazowni rolniczej w Cukrowni Strzelin, należącej do Südzucker Polska. Wsadem do komór fermentacji będą odpady poprodukcyjne – wysłodki w ilości ok. 126 t/d, a w przyszłości także miazga buraczana. Moc elektryczna agregatu kogeneracyjnego wynosi 2 MW. W budowie jest aktualnie biogazownia rolnicza w miejscowości Żerniki Wielkie (gm. Żórawina) zlokalizowana przy Zakładzie Doświadczalnym Instytutu Zootechniki PIB. W zakładzie tym hoduje się 600 macior stada podstawowego i sprzedaje rocznie ok.

14 000 tuczników. W fermie powstaje w ciągu roku 8 tys. ton obornika i 6 tys. ton gnojowicy. Odpady te będą fermentowane z biomasą rolniczą, skupowaną od okolicznych rolników. Docelowa moc zainstalowana agregatów prądotwórczych wyniesie 2 MW, w I etapie zainstalowany będzie agregat o mocy 1 MW. W skład biogazowni wejdą 2 bioreaktory fermentacji mezofilowej (w temp. 35–37oC), każdy o pojemności 4800 m3, średnicy 32 m i wysokości 6 m. Produkcja biogazu wyniesie w I fazie ok. 500 m3/h, docelowo ok. 1000 m3/h. Docelowa produkcja energii elektrycznej wyniesie ok. 13,5 tys.

MWh/a. Inwestorem biogazowni jest firma Polenergia Biogaz Sp. z o.o. w Warszawie.

Ten sam inwestor prowadzi także przygotowania do budowy biogazowni rolniczej w Żarowie o mocy elektrycznej 1,4 MW i cieplnej również 1,4 MW. Trwają przetargi na budowę biogazowni rolniczej w Łagiewnikach, której inwestorem jest Instytut Zarządzania i Samorządności Sp. z o.o. we Wrocławiu. Surowcem do produkcji biogazu będzie zielonka kukurydzy o zawartości 28–35% s.m. oraz gnojowica bydlęca – 6% s.m.). Moc elektryczna biogazowni wyniesie 0,66 MW (2 agregaty po 330 kW), a cieplna 0,64 MW (2x320 kW). W skład biogazowni wchodzą m.in. 2 fermentory o pojemności 2 x 1880 m3, reaktor drugiego stopnia fermentacji o pojemności 2280 m3, zbiornik fermentatu o pojemności 8140 m3.

W budowie jest także biogazownia rolnicza w Gorzesławiu. Instalacja ma osiągnąć moc 1,6 MW, a substratami do produkcji biogazu będą uprawy roślin, między innymi kukurydzy. Jako uzupełnienie wsadu rozważa się odpady organiczne z hodowli zwierzęcej.

Energia elektryczna produkowana w biogazowni dostarczana ma być do sieci przesyłowej spółki ENEA. Rozruch instalacji przewidziany był na wrzesień 2012 roku.

W ostatnich latach prowadzone były ponadto inne działania przez prywatnych inwestorów zmierzające do realizacji biogazowni rolniczych (m.in. w gminach Pielgrzymka, Legnickie Pole oraz Męcinka), jednak stopień ich zaawansowania jest na tyle mały, że trudno przewidzieć, czy zakończą się sukcesem.

128

Rys. 6.2. Lokalizacje instalacji wytwarzania energii z biogazu (istniejące i w budowie)

6.6. Spalarnie i współspalarnie odpadów W województwie dolnośląskim brak jest spalarni odpadów komunalnych i przemysłowych. Trzy zakłady energetycznego spalania paliw wykorzystują biomasę jako OŹE, jednak nie jest to biomasa odpadowa. Należą do nich m.in. Kogeneracja Wrocław i Elektrownia Turów, które mają koncesje na wytwarzanie energii elektrycznej z OŹE. Eksploatowane są także ciepłownie spalające biomasę (słomę, zrębki) jako OŹE, w tym m.in. jedna z pierwszych w kraju ciepłownia w Lubaniu spalająca słomę. 54 przedsiębiorców współspalało w latach 2010–2011 odpady, głównie drzewne (trociny i wióry) w kotłowniach. Byli to głównie przedsiębiorcy z branży drzewnej i ciepłowniczej. W 13 kotłowniach spalano więcej niż 100 t/a odpadów, a w dwóch ponad 1000 t/a. Od 2002 roku w PEC Wałbrzych prowadzone jest współspalanie rozdrobnionych opon samochodowych z węglem kamiennym.

W województwie dolnośląskim działa jedna elektrownia i dziewięć elektrociepłowni oraz siedemnaście ciepłowni i kotłowni o mocy powyżej 5 MWt (rys. 6.3, tab. 6.4). Istnieje duży potencjał wykorzystania paliw z odpadów w zakładach energetyki przemysłowej i zawodowej. Choć badania nad współspalaniem odpadów trwają od wielu lat, a w innych krajach europejskich proces ten prowadzony jest z powodzeniem w licznych instalacjach, polskie przedsiębiorstwa podchodzą z dużą rezerwą do wykorzystania odpadów jako źródła energii. Wykorzystanie instalacji spalania paliw do współspalania paliw z odpadów wiąże się zawsze z nowymi inwestycjami i modernizacją w celu przygotowania instalacji do nowego paliwa. Im jednak koszty inwestycji są niższe, a korzyści, zwłaszcza ekonomiczne większe, tym bardziej prawdopodobne jest zainteresowanie się 129

przedsiębiorstw termicznym przetwarzaniem odpadów. Poniżej przedstawia się wyniki analizy możliwości współspalania paliw z odpadów na Dolnym Śląsku (Słowik, 2012).

Rys. 6.3. Lokalizacje instalacji wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej (Słowik 2012)

Duże możliwości posiada Elektrownia Turów S.A. Modernizacja przeprowadzona w ostatnich latach pozwoliła na rozpoczęcie współspalania biomasy. W przyszłości prawdopodobne może być także współspalanie paliw alternatywnych, zwłaszcza w kotłach fluidalnych zainstalowanych na blokach 1–6. O zainteresowaniu elektrowni paliwami z odpadów może świadczyć uczestnictwo w europejskim projekcie RECOMBIO, którego celem jest opracowanie i rozpowszechnienie wysokowydajnej technologii formowania i termicznego przekształcania odpadów i biomasy. Perspektywiczna w odniesieniu do wykorzystania odpadów może być także prowadzona w elektrowni inwestycja polegająca na zastąpieniu bloków 9–10 nowym blokiem 11, który ma być zaprojektowany i wybudowany według najnowszych dostępnych technologii. Duża moc bloku (430–450 MWe) oraz możliwość jeszcze na etapie projektu założenia współspalania odpadów są szansą na zastosowanie paliw alternatywnych jako źródła energii. Skala, na jaką produkowana jest energia w elektrowni (~11 000 GWh/a), powoduje, iż przy zastąpieniu paliw konwencjonalnych paliwami z odpadów w ilości zaledwie 1% możliwe jest wykorzystanie nawet do 10% wytwarzanych w województwie odpadów komunalnych. Ilość paliw zużywanych do produkcji energii w elektrowni wynosi obecnie około 9905 tys. Mg, a ilość wytwarzanych w województwie odpadów około 994 tys. Mg. 130

Tabela 6.4. Największe instalacje spalania paliw kopalnych na Dolnym Śląsku Nr

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Nazwa i rodzaj podmiotu

Nazwa zakładu

ELEKTROWNIE PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. ELEKTROCIEPŁOWNIE EC-1 Lubin KGHM Miedź Polska S.A. – Ener- EC-2 Polkowice getyka Sp. z o.o.

EC-3 Głogów EC-4 Legnica EC Wrocław Zespół Elektrociepłowni WroEC Czechnica cławskich Kogeneracja S.A. Ciepłownia Zawidawie Fortum Power and Heat Polska EC Świebodzice Sp. z o.o.

ECO Jelenia Góra Sp. z o.o.

EC Jelenia Góra PCC Rokita S.A. EC Rokita CIEPŁOWNIE Ciepłownia Legnica Wojewódzkie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej w Legnicy S.A. Ciepłownia Lubin Wałbrzych C-3 Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej Wałbrzych S.A. Wałbrzych C-1 Miejski Zakład Energetyki Ciepl- Ciepłownia Zawiszów nej w Świdnicy Sp. z o.o.

Ciepłownia Zarzecze Zgorzeleckie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej w Zgorzelcu ZPEC Zgorzelec Sp. z o.o.

Miejska Gospodarka Komunalna ZGC Oleśnica Sp. z o.o.

Zakład Energetyki Cieplnej ZEC Bolesławiec Sp. z o.o.

Spółdzielnia Mieszkaniowa Ciepłownia Bielawa w Bielawie Przedsiębiorstwo Energetyki PEC Lubań Cieplnej Lubań Sp. z o.o.

Miejski Zakład Energetyki CieplMZEC Oława nej Sp. z o.o.

Energetyka Cieplna w Kamiennej EC Kamienna Góra Górze Sp. z o.o.

Zakład Usług Technicznych Sp. z o.o. ZUT Stronie Śląskie Zakład Energetyki Cieplej ZEC Góra Sp. z o.o. w Górze CIEPŁOWNICTWO Sp. z o.o.

PEC Nowa Ruda Razem

Moc Energia ciepl- Energia elekna, MWt tryczna, MWe Elektrownia Turów

1888,00

141,00 211,40 176,60 106,00 812,00 247,00 24,20

27,40 10,40 44,50 15,50 263,00 100,00 –

298,00

5,40

145,70 70,00

22,40 15,00

188,56 202,80 98,15 15,20 58,15 46,52

– – – – – –

48,90

–

47,05

–

47,00

–

34,89

–

31,00

–

27,76

–

24,69

–

12,50

–

9,30

–

b.d.

3124,42

– 2391,60

131

Może to prowadzić do zagospodarowania znacznej ilości odpadów bez konieczności dostosowywania emisji do nowych parametrów emisyjnych (rozporządzenie regulujące wielkości emisji powstających przy współspalaniu odpadów nie obowiązuje, kiedy wraz z paliwami spalane są odpady w ilości do 1% masy paliw).

Innym zakładem posiadającym potencjał do wykorzystania paliw z odpadów jest Zespół Elektrociepłowni Wrocławskich Kogeneracja S.A. Przedsiębiorstwo to chce być postrzegane jako przyjazne dla środowiska, dlatego też w ostatnim czasie dokonało inwestycji polegającej na modernizacji bloków energetycznych w kierunku wykorzystania biomasy.

Wprawdzie elektrociepłownia we Wrocławiu przyjmuje biomasę tylko w postaci odpowiednio przygotowanych pelet, jednak zakład w Siechnicach wyposażony jest w kocioł fluidalny, który pozwala na wykorzystanie różnorodnych form biomasy (np. zrębków drewna). Elektrociepłownie posiadają wysokoefektywne systemy oczyszczania gazów, które redukują emisje zanieczyszczeń znacznie poniżej dopuszczalnych poziomów. Jednak jeśli chodzi o emisjĘ CO2, spółka w 2010 r. musiała dokupywać uprawnienia. Z jednej więc strony, dzięki wysokim poziomom oczyszczania gazów, dopuszczalne emisje dla współspalarni mogą być zachowane. Z drugiej strony, jeśli możliwa będzie kwalifikacja części energii uzyskanej ze współspalania odpadów do OŹE, przedsiębiorstwo będzie mogło „zaoszczędzić” część uprawnień do emisji CO2.

Kolejnym zakładem, w którym możliwe może być współspalanie odpadów, jest Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej w Wałbrzychu. Już obecnie, jako jedyne przedsiębiorstwo energetyczne w Polsce, posiada technologię przetwarzania i energetycznego wykorzystania zużytych opon samochodowych. Prowadzone są także prace nad projektami nowych inwestycji instalacji współspalania paliw z odpadów. Działające kotły nie są przystosowane do współspalania odpadów, dlatego zakład przygotowuje się do rozbudowy.

Oprócz dużych instalacji produkujących energię elektryczną i/lub cieplną, realne jest współspalanie odpowiednio przygotowanych odpadów w Zakładzie Miejskim Energetyki Cieplnej w Świdnicy. Prowadzone są tam bowiem inwestycje dotyczące wybudowania reaktora zgazowania biomasy i produkcji energii cieplnej i elektrycznej w skojarzeniu.

W zainstalowanym już kotle zgazowania paliwem jest biomasa, jednak bez przeszkód może być stosowane inne paliwo z odpadów zawierające duży udział frakcji biodegradowalnych. Instalacja ta dowodzi, iż nawet na niewielką skalę może być opłacalne zastąpienie paliw kopalnych innymi źródłami energii.

Stosunkowo trudno natomiast byłoby zastąpić paliwa konwencjonalne w hutach miedzi spółki KGHM. Projekt taki, choć możliwy, mógłby być dla spółki nieopłacalny. Istnieje bowiem duże ryzyko problemów eksploatacyjnych oraz zanieczyszczenia finalnego produktu. Również spółka Energetyka, należąca do Grupy Kapitałowej KGHM, wydaje się nie być zainteresowana współspalaniem paliw z odpadów. Chociaż w większości elektrociepłowni wykorzystywane są kotły rusztowe (a w EC Legnica pyłowe), w których teoretycznie mogą być współspalanie paliwa z odpadów, w planach rozwojowych nie przewiduje się działań w tym zakresie. Spółka stawia raczej na maksymalizowanie pozyskania energii z węgla kamiennego, a wszelkie inwestycje będą dotyczyły budowy

132

bloków parowo-gazowych. Z drugiej jednak strony spółka jest zainteresowana budową spalarni odpadów komunalnych w Legnicy.

Również mało prawdopodobne ze względów eksploatacyjno-ekologicznych jest użycie paliw z odpadów w zakładach wapienniczych w Wojcieszowie. Producent kładzie nacisk na jakość wyrobu, a nawet niewielkie wahania w składzie chemicznym paliwa mogą przynieść ogromne straty (135 Mg/h) jakości materiałów.

7. Wytwarzanie i zużycie energii na Dolnym Śląsku 7.1. Wytwarzanie energii Zaopatrzenie w energię elektryczną województwa dolnośląskiego realizowane jest z dwóch głównych źródeł: Elektrowni Turów oraz Kogeneracji Wrocław. Energię elektryczną wytwarzają także niewielkie elektrownie wodne i przemysłowe. Poniżej zestawiono zainstalowane moce elektryczne oraz wytworzenie energii w województwie dolnośląskim w roku 2007 [Ropuszyńska-Surma, 2007].

Moc zainstalowana MW Produkcja energii GWh

Elektrownie cieplne zawodowe

przemysłowe

Elektrownie wodne

Inne OŹE

2757,4

2499,7

241,8

48,7

15,9

14 777,5

14 243,4

476,3

165

57,8

Ogółem

Rys. 6.3 zawiera główne źródła wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej. Produkcja energii elektrycznej w województwie przekracza zapotrzebowanie na nią, w związku z czym jest ona wykorzystywana do zaopatrzenia także innych regionów. Udział energii wytwarzanej w stosunku do produkcji krajowej wynosił w 2008 roku 9,7% dla energii elektrycznej i 5,1% dla energii cieplnej. Poniżej przedstawiono dane o produkcji energii elektrycznej i ciepła w województwie dolnośląskim na podstawie US we Wrocławiu (Rocznik 2009).

Produkt

2000

2005

2007

2008

Energia elektryczna GWh

12 493,3

15 784,9

14 790,3

14 774,1

Ciepło w parze lub gorącej wodzie, TJ

36 872,7

29 391,2

27 781,5

27 918,9

Produkcja ciepła w ciepłej wodzie i parze wynosiła na Dolnym Śląsku ok. 27 919 TJ w 2008 roku. Ciepło wytwarza 30 przedsiębiorstw ciepłownictwa zawodowego, w tym m.in. elektrownia Turów, 9 elektrociepłowni i 13 dużych ciepłowni miejskich. Oprócz nich, ciepło do centralnego zbiorowego ogrzewania pozyskiwane jest w ciepłowniach niezawodowych (ok. 220 ciepłowni i 18% ciepła) oraz w przedsiębiorstwach produkcyjno-dystrybucyjnych (ok. 23%).

133

7.2. Zużycie energii Zużycie paliw i nośników energii w 2008 roku w województwie dolnośląskim przedstawiono szczegółowo w opracowaniu GUS (Zużycie 2009). W tabeli 7.1 przedstawia się ważniejsze dane dotyczące tego zagadnienia.

Tabela 7.1. Zużycie głównych nośników energii Użytkownicy Elektrownie i elektrociepłownie Kotły ciepłownicze zawodowe Ciepłownie niezawodowe Przemysł i budownictwo Transport Drobni odbiorcy Rolnictwo Gospodarstwa domowe Pozostali odbiorcy Ogółem

Węgiel Gaz kamienny ziemny tys. t/a TJ/a 1034

280

382

799

2

185

713

8129

0

392

877

16 962

96

Ciekły Lekki olej Ciężki Ciepło gaz (bez opałowy, olej opał.

TJ/a pojazd.) tys. t/a tys. t/a tys. t/a

3

Energia elektr.

GWh/a

14

1520

0,9

2

44

0,1

0

20

5

6692

4911

4

102

188

34

50

15 063

5195

–

3

6

402

112

703

11 279

26

20

13 398

1974

78

5683

5

24

1263

3109

3009

26 749

37

75

21 857

11 857

3

23

Ważniejsze dane dotyczące zużycia energii elektrycznej w gospodarstwach domowych województwa dolnośląskiego przedstawiono w tabeli 7.2 wg GUS (Rocznik 2009). Następuje ciągły wzrost zużycia energii elektrycznej przez mieszkańców, co wiąże się z postępem cywilizacyjnym i wzrostem wyposażenia mieszkań w różne urządzenia zasilane prądem elektrycznym, pomimo zmniejszania zużycia energii przez te urządzenia.

Tabela 7.2. Zużycie energii elektrycznej w gospodarstwach domowych Zużycie energii elektrycznej, GWh/a, w tym: – w miastach – na wsiach Jednostkowe zużycie energii elektrycznej, kWh/a: – w miastach, na 1 mieszkańca – w miastach, na 1 odbiorcę – na wsiach, na 1 odbiorcę

134

2000

2005

2007

2008

–

1946,8

2032,2

2045,5

1339,4

1409,5 537,3

1462,5 569,7

1472,6 572,9

641,8 1771,0

685,8 1783,4 2027,0

717,6 1811,0 2096,2

725,3 1818,3 2157,4

Podstawowe dane dotyczące sieci gazowych i zużycia gazu sieciowego przez mieszkańców zawiera tabela 7.3. Następuje znaczny wzrost długości sieci gazowych i liczby przyłączeń do budynków przy nieznacznym wzroście liczby odbiorców i niewielkim spadku zużycia gazu sieciowego.

Tabela 7.3. Sieć gazowa oraz odbiorcy i zużycie gazu z sieci w gospodarstwach domowych 2005

2007

2008 ogółem

miasta

wieś

Sieć gazowa, km

7471,1

7947,5

8003,8

4804,0

3199,8

Połączenia do budynków, szt.

123 418

131 317

135 466

112 848

22 618

Odbiorcy gazu z sieci, tys.

659,9

661,8

667,4

639,8

27,7

Zużycie gazu z sieci, km /a

326,2

324,9

325,4

297,6

27,8

Średnie zużycie gazu na mieszkańca woj. dolnośląskiego, m3/a

112,9

112,8

113,1

146,6

32,9

3

Zużycie ciepła w gospodarstwach domowych w latach 2005–2008, a także stan sieci ciepłowniczych przedstawiono w tabeli 7.4.

Tabela 7.4. Stan sieci ciepłowniczych i ogrzewania gospodarstw domowych

Sieć cieplna przesyłowa, km Kotłownie, szt.

Sprzedaż energii cieplnej PJ/a

ogółem

2008 miasta

wieś

1273,7

1423,6

1364,3

59,3

1478

1405

1464

1223

241

13,902

13,163

12,996

12,922

0,073

2005

2007

1253,2

Całkowite zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania mieszkań w województwie dolnośląskim oszacowano na ok. 70 PJ/a (w tym: 27 919 TJ do ogrzewania mieszkań ze zbiorowego systemu c.o., ok. 25 566 TJ w indywidualnych systemach c.o. oraz ok. 16 600 TJ ciepła w ogrzewaniu piecowym).

Województwo dolnośląskie charakteryzuje się stosunkowo gęstą siecią przewodów gazowych. Łączna jej długość w regionie wynosiła w 2008 roku ponad 8003 kilometry, w tym ok. 2000 kilometrów stanowi sieć przesyłowa (tabela 7.3). Długość rozdzielczej sieci gazowej wynosi ok. 6000 kilometrów. Z gazu sieciowego korzysta obecnie ponad 65% ludności regionu, w tym 87,8% ludności miejskiej regionu dolnośląskiego, lecz jedynie 9,3% ludności wiejskiej.

Ogrzewnictwo na terenie województwa dolnośląskiego oparte jest głównie na zdecentralizowanym systemie dostaw energii cieplnej, lecz ze względów ekonomicznych oraz ochrony środowiska coraz większą rolę, zwłaszcza w miastach, odgrywa system sieciowy.

Infrastrukturę ogrzewnictwa w 2008 roku stanowiły 1464 kotłownie, 1424 kilometry sieci cieplnych, w tym 1364 km w miastach i jedynie 59 km w miejscowościach wiejskich.

Energia cieplna w regionie wytwarzana jest głównie w kotłach węglowych, choć coraz 135

częściej stosowane są kotły zasilane gazem ziemnym czy olejem opałowym. Kotłownie są najlepiej w kraju wyposażone w urządzenia chroniące atmosferę przed zanieczyszczeniami (urządzenia odpylające, instalacje odsiarczania, palniki niskoemisyjne itp.).

Region Dolnego Śląska zaopatrywany jest w energię elektryczną praktycznie przez jedno koncesjonowane przedsiębiorstwo energetyczne Energia Pro SA należące do Grupy Energetycznej Tauron SA. Zgodnie z zasadą TPA (Third Party Access) istnieje możliwość zaopatrywania się poszczególnych podmiotów przemysłowych i komunalnych u dowolnych, zewnętrznych dostawców, jednak niewiele podmiotów korzysta z zasady TPA na Dolnym Śląsku. Przyczynami tego są: brak doświadczenia w pokonywaniu trudności proceduralnych przy zmianie przedsiębiorstwa dostarczającego energię oraz mierne efekty ekonomiczne takiego działania. Energia Pro SA, główny dostawca energii elektrycznej na Dolnym Śląsku, jest firmą dystrybucyjną, która dostarcza odbiorcom finalnym energię elektryczną zakupioną od hurtowników, przede wszystkim od przedsiębiorstwa Polskie Sieci Elektroenergetyczne dysponującego siecią przesyłową niskiego napięcia i pośredniczącego w transporcie energii elektrycznej wytworzonej w dużych elektrowniach zawodowych.

Energia Pro SA wprowadza również do swojej sieci dystrybucyjnej energię elektryczną wyprodukowaną w elektrociepłowniach, takich jak np. Kogeneracja SA, w elektrowniach i elektrociepłowniach przemysłowych oraz w niewielkich elektrowniach wodnych. W przyszłości planuje się przyłączenie do sieci dystrybucyjnej znacznych mocy pochodzących od elektrowni wiatrowych i dostaw energii elektrycznej pochodzącej z innych OŹE.

7.3. Energia ze źródeł odnawialnych Tabela 7.5. zawiera wykaz instalacji wytwarzających energię elektryczną w województwie dolnośląskim i w całym kraju, w których wykorzystywane są OŹE w 2012 roku.

Tabela 7.5. I nstalacje wytwarzające energię elektryczną z OŹE wg danych URE na dzień 30.09.2012 Województwo dolnośląskie Polska Rodzaj instalacji Liczba Moc, MW Liczba Moc, MW Elektrownie biogazowe, w tym 13 8,855 193 124,015 – rolnicze 3 1,952 – w oczyszczalniach ścieków 5 2,558 – na składowiskach odpadów 5 4,345 Elektrownie wiatrowe 6 62,265 663 2341,312 Energia słoneczna 1 0,124 8 1,251 765 958,160 97 64,459 Elektrownie wodne przepływowe, w tym: – do 0,3 MW 61 6,528 23 12,347 – do 1 MW – do 5MW 11 28,279 2 17,305 – do 10 MW Elektrownie biomasowe 1 100,00 24 559,260 Współspalanie biomasy w elektro3 0,0* 40 0,0* wniach i elektrociepłowniach Razem 121 235,703 1693 3983,998 * – nie określa się mocy

136

W województwie dolnośląskim energia elektryczna z OŹE wytwarzana jest aktualnie w 121 instalacjach o łącznej mocy 235,7 MW, co stanowi tylko ok. 5,9% całkowitej mocy instalacji energetycznych wykorzystujących OŹE w kraju. Instalacje te posiadają koncesje URE oraz uzyskują zielone certyfikaty energii elektrycznej z OŹE, bedące przedmiotem obrotu handlowego. Te dane nie uwzględniają mocy instalacji energetycznych współspalania biomasy z paliwami kopalnymi, gdyż trudno jednoznacznie określić tę wartość.

Rys. 7.1. Lokalizacje instalacji wykorzystujących OŹE w województwie dolnośląskim (aktualizacja 2011)

Liczba wszystkich instalacji energetycznych korzystających z OŹE jest znacznie większa niż podana lista instalacji wytwarzających tylko energię elektryczną. Na rys. 7.1 przedstawiono lokalizacje również innych instalacji wykorzystujących OŹE w województwie dolnośląskim (aktualizacja 2011). Dane te pochodzą z przeprowadzonych w 2009 roku ankiet w 169 gminach województwa dolnośląskiego dotyczących m.in. wykorzystania OŹE. Wynika z nich, że w 16 gminach wykorzystywana była biomasa (słoma, odpady drzewne, rośliny energetyczne), w 9 gminach biogaz (szczegółowe rozpoznanie wykonane w ramach tego opracowania wskazuje na 16 instalacji w 2009 roku), w 11 – pompy ciepła oraz w 28 gminach instalacje solarne. Łącznie w 64 gminach wykorzystywane były OŹE. Dominujący jest jednak udział elektrowni wodnych. Wzrost zapotrzebowania na 137

energię przewidują 94 gminy, a działania planistyczne i lokalizacyjne związane z wykorzystaniem OŹE podjęto w 84 gminach. Niewiele gmin (54 na 158) posiadało jednak podstawowy dokument planistyczny dla gospodarki energią – projekt założeń do planu zaopatrzenia w ciepło, energię elektryczną i paliwa gazowe.

8. Materiały źródłowe Aktualizacja Studium Przestrzennych Uwarunkowań Rozwoju Energetyki Wiatrowej na Dolnym Śląsku (2011). WBU, Wrocław.

Badania i analizy potencjału Dolnego Śląska dla wykorzystania odnawialnych źródeł energetycznych oraz badania i analizy wzajemnego oddziaływania sektora OŹE i rynku pracy pod wpływem zmiany gospodarczej (2010). Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego, Wyd. Sygma, Wrocław. den Boer E. i inni (2009), Porównanie składu odpadów komunalnych z terenów miejskich i wiejskich. W: Kompleksowe zarządzanie gospodarką odpadami. Wyd. PZITS, Poznań. den Boer E., Szpadt R. (2012), Ocena cyklu życia gospodarki odpadami na przykładzie Wrocławia, Ochrona Środowiska, nr 3. den Boer E., Szpadt R., den Boer J., Ciesielski S., Pasiecznik I., Wojtczuk O. (2011), Current status of the waste-to-energy chain in Lower Silesia, Urząd Marszałkowski Województwa Dolnośląskiego, Wrocław. den Boer E., Szpadt R., Łukaszewska A., (2011), Regionalne działania na rzecz zrównoważonej energii z odpadów w basenie Morza Bałtyckiego. W: Kompleksowe zarządzanie gospodarką odpadami, T. 1, Poznań, Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych. Oddział Wielkopolski. den Boer J. i inni (2008), Zmienność składu i właściwości odpadów komunalnych m. st.

Warszawy na podstawie wyników monitoringu prowadzonego przez m. st. Warszawa w latach 2000–2008. WAMECO S.C., Kamieniec Wr. den Boer J., Szpadt R. (2010), Bilans odpadów przydatnych do wytworzenia paliwa alternatywnego. WAMECO S.C., Kamieniec Wr. Gnutek i inni (2007), Opracowanie Regionalnego Programu – Energia. Sieć Naukowo-Gospodarcza „Energia”, Wrocław.

Gospodarka odpadami w Polsce. Wyzwania w świetle wymogów unijnych i zmian legislacyjnych, opinie społeczne i perspektywy (2011), Deloitte Polska, Fortum, 4P research mix.

Gradziuk P., Grzybek A., Koscik B., Kowalczyk K. (2002) „Biopaliwa” Wydawnictwo Wieś Jutra, Warszawa.

Jackiewicz K., Czysta energia ze ścieków. Przegląd Komunalny, 11/2010.

Jędrczak A. (2009), Skład morfologiczny produktów przesiewania odpadów komunalnych w zależności od wymiarów oczek sita. W: Kompleksowe zarządzanie gospodarką odpadami. PZITS, Poznań.

Krajowy Plan Gospodarki Odpadami 2014. Załącznik do uchwały nr 217 Rady Ministrów z dnia 24 grudnia 2010 r., M.P. nr 101, poz. 1183.

Polityka ekologiczna państwa w latach 2009–2012 z perspektywą do roku 2016. Ministerstwo Środowiska, Warszawa, 2008.

138

Prognoza będąca realizacją zobowiązania wynikającego z art. 4 ust. 3 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/we z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniającej i w następstwie uchylającej dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE. Minister Gospodarki, Warszawa, 2010.

Rocznik statystyczny województwa dolnośląskiego 2009. Urząd Statystyczny we Wrocławiu, Wrocław.

Ropuszyńska-Surma E. (2009), Wykonane analizy i badania w ramach projektu –wybrane problemy. Prezentacja Projektu POIG 01.01.01-00-005/08., Wrocław.

Selektywna zbiórka odpadów opakowaniowych i biodegradowalnych w gminie – wyniki i kierunki rozwiązań (2010), Fundacja Ekologiczna „Zielona Akcja”, Legnica.

Sygit M. (2006), Potencjał Dolnego Śląska w zakresie rozwoju alternatywnych źródeł energii. Wrocław.

Szpadt R., Prognoza zmian w zakresie gospodarki odpadami. Opracowanie dla Ministerstwa Środowiska, Kamieniec Wr., maj 2010.

Szpadt R. i inni (2009) Badania składu frakcyjnego i morfologicznego odpadów komunalnych dla potrzeb przedsięwzięcia „System gospodarki odpadami Ślęza-Oława”.

Raport serii SPR -4/2009, IIOŚ Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.

Szpadt R., den Boer E., den Boer J., Ciesielski S., Pasiecznik I., Wojtczuk O. (2010), REMOWE – Wspólne badania aktualnego stanu. Zebranie danych i ich ocena. Raport SPR nr 29/2010, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.

Wandrasz J.W., Wandrasz A.J., Paliwa formowane. Biopaliwa i paliwa z odpadów w procesach termicznych. Wyd. Seidel-Przywecki Sp. z o.o., Warszawa, 2006.

Wojewódzki Plan Gospodarki Odpadami dla Województwa Dolnośląskiego 2012.

(2012). Załącznik do uchwały nr XXIV/616/12 Sejmiku Województwa Dolnośląskiego z dnia 27 czerwca 2012 r.

Wojewódzki Program Ochrony Środowiska Województwa Dolnośląskiego na lata 2008 –2011 z uwzględnieniem lat 2012–2015 (2008), Zarząd Województwa Dolnośląskiego, Wrocław.

Wandrasz J.W., Wandrasz A.J., Paliwa formowane. Biopaliwa i paliwa z odpadów w procesach termicznych. Wyd. Seidel-Przywecki Sp. z o.o., Warszawa, 2006.

Zużycie paliw i nośników energii w 2008 r. GUS, Warszawa, 2009.

139

Część 3 Wyniki badań odpadów oraz testów laboratoryjnych fermentacji metanowej Emilia den Boer, Ryszard Szpadt

1. Streszczenie Zakres tej części publikacji obejmuje przedstawienie i omówienie wyników badań składu granulometrycznego i materiałowego odpadów komunalnych oraz testów ich fermentacji metanowej w warunkach laboratoryjnych. Badania odpadów komunalnych na terenie Dolnego Śląska wykonano w ostatnich latach w wielu powiatach i gminach dla potrzeb projektowania systemów i zakładów gospodarowania odpadami. Badania wykonane w ramach projektu REMOWE stanowią kontynuację wykonanych wcześniej (w latach 2008–2009) rocznych badań odpadów wytwarzanych w regionie Ślęza-Oława i dostarczanych do ZGO w Gaci. Roczne badania odpadów wykazały istotne sezonowe zróżnicowanie składu odpadów komunalnych, a także istotne różnice składu granulometrycznego i materiałowego odpadów z miast oraz wsi.

Zasadnicze różnice składów granulometrycznych dotyczącą tylko zawartości dwóch frakcji, najgrubszej (>100 mm) i najdrobniejszej (<10 mm). Odpady miejskie zawierają o ok. 42% więcej frakcji grubej niż odpady wiejskie, z kolei odpady wiejskie zawierają ponad dwukrotnie więcej frakcji drobnej niż odpady z miasta. Gęstość nasypowa odpadów z miast jest znacznie mniejsza niż odpadów z gmin wiejskich, średnie roczne wartości wynoszą odpowiednio 148 kg/m3 oraz 234 kg/m3, średnioroczna ważona gęstość nasypowa odpadów (w pojemnikach) dla regionu wynosi 167 kg/m3. Gęstości nasypowe poszczególnych frakcji granulometrycznych wzrastają wraz ze zmniejszaniem wymiarów ziarn (frakcji granulometrycznych). Najważniejsze różnice składu materiałowego odpadów z terenów miejskich i wiejskich dotyczą znacznie większych zawartości odpadów kuchennych oraz papieru i tektury w odpadach miejskich.

Skład materiałowy frakcji granulometrycznych (<80 mm, <60 mm i 20–80 mm) badanej próby odpadów (średniej z jednej doby w październiku 2010 r.) różnił się znacząco od składu średniorocznego tych frakcji, przede wszystkim mniejszym udziałem frakcji ulegających biodegradacji, co wpłynęło istotnie na niską produkcję biogazu, co pokazano na przykładzie frakcji <60 mm. Gdyby przeliczyć udziały frakcji biodegradowalnych na produkcję gazu w obydwu przypadkach, szacunkowa średnia roczna produkcja gazu z tej frakcji wyniosłaby ok. 80 m3/t odpadów oraz ok. 428 m3/t s.m.o., wobec zmierzonych wartości w testach 47,2 m3/t odpadów oraz ok. 252 m3/t s.m.o. Wszystkie próby przekazane do testów fermentacji charakteryzowały się stosunkowo niskimi wartościami wilgotności i strat prażenia, niekorzystnymi nawet dla fermentacji suchej. Najwyższe wartości wilgotności (39,1%) oraz straty prażenia (40,4% s.m.) wykazała frakcja 20–80 mm. Wyniki przeprowadzonych badań pokazują stosunkowo małą produkcję biogazu z różnych frakcji odpadów, które z uwagi na największy udział frakcji biodegradowal140

nych są przeznaczane generalnie w istniejących instalacjach do biologicznej stabilizacji w procesach tlenowych i beztlenowych. Najwyższą produkcję biogazu uzyskano z frakcji <80 mm (72,5 m3/t odpadów), a najniższą z frakcji <60 mm (47,2 m3/t odpadów). Wyniki badań wskazują na duże znaczenie frakcji <20 mm dla produkcji metanu z uwagi na wysoką zawartość łatwo rozkładalnych biologicznie odpadów roślinnych, zwłaszcza w podfrakcji 10–20 mm. Zawartość metanu w gazie fermentacyjnym była stosunkowo niska i wynosiła 41,79–58,78% obj., średnio 52,2% obj.

We wszystkich próbach fermentacji występowało okresowo wysokie stężenie siarkowodoru w gazie fermentacyjnym, przekraczające 2000 ppm, niezależnie od granulacji fermentowanego materiału. Najniższe stężenia siarkowodoru stwierdzono w gazie z fermentacji frakcji <80 mm, nie zauważono natomiast istotnych różnic zawartości siarkowodoru w gazie z fermentacji pozostałych dwóch frakcji <60 mm i 20–80 mm. Wysoka zawartość siarkowodoru w gazie jest niekorzystna w aspekcie wysokiego kosztu jego usuwania.

Badania fermentacji odpadów przeprowadzone w ramach projektu miały charakter jednorazowy, a ich wyniki należy traktować jako wstępne rozpoznanie wydajności fermentacji odpadów. Badania należałoby przeprowadzić w pełnym rocznym cyklu dla uchwycenia wpływu zmian składu odpadów na przebieg procesu fermentacji. Takich badań nie prowadzi się jednak w Polsce, pomimo że są niezbędne dla potrzeb projektowania instalacji fermentacji. Jest to niekorzystne w kontekście podejmowanych w Polsce projektów fermentacji metanowej zmieszanych odpadów komunalnych, gdyż oparcie się wyłącznie na danych literaturowych może prowadzić do przeszacowania oczekiwanych efektów, a to wpłynie na koszty inwestycyjne i eksploatacyjne instalacji. Istotny jest także właściwy dobór frakcji do fermentacji poprzez wstępną obróbkę odpadów i wydzielenie frakcji biodegradowalnej o określonej granulacji i składzie materiałowym.

2. Wyniki badań odpadów w latach 2008/2009 Projektowanie i dobór technologii każdego zakładu przetwarzania odpadów komunalnych wymaga szczegółowego rozpoznania składu granulometrycznego i materiałowego odpadów, a także składu i właściwości fiz.-chem. wybranych frakcji odpadów w aspekcie ich przydatności do określonych metod przetwarzania. Badania odpadów były przeprowadzone w okresie rocznym, w czterech seriach: zimą, wiosną, latem i jesienią. Badania te uwzględniały zróżnicowanie ilościowo-jakościowe odpadów komunalnych wytwarzanych w zabudowie miejskiej i wiejskiej, gdyż w projektowanym przedsięwzięciu uczestniczą zarówno gminy miejskie, jak i wiejskie. Badania wykonano zgodnie z metodyką referencyjną zalecaną przez Ministerstwo Środowiska, Departament Gospodarki Odpadami oraz NFOŚiGW dla projektów ubiegających się o dofinansowanie ze środków publicznych.

Badaniami objęto mieszkańców regionu liczącego łącznie ponad 217 tys. mieszkańców.

Końcowe opracowanie wyników wykonano dla obszaru liczącego łącznie 183 703 mieszkańców, w tym 96 408 mieszkańców w 6 miastach oraz 87 295 mieszkańców w 11 gminach wiejskich i miejsko-wiejskich. Struktura demograficzna obszaru projektu jest zróżnicowana, liczba mieszkańców miast zmienia się od 2261 do 37 982, a gmin wiejskich (łącznie z mieszkańcami wsi w gminach miejsko-wiejskich) od 3189 do 13 747. Średnia liczba mieszkańców miasta wynosi 16 068, a gminy wiejskiej 7936.

141

Ilość odpadów W tabeli 1 przedstawiono średnie jednostkowe oraz całkowite ilości odpadów z terenów miast, gmin wiejskich oraz całego regionu. W ogólnym bilansie zmieszanych odpadów komunalnych wytwarzanych w regionie udział odpadów z terenów miejskich wynosi 62%, a odpadów z terenów wiejskich 38%. Stosunek masy odpadów miejskich do wiejskich 1,63:1.

Tabela 1. Ilości wytwarzanych odpadów Liczba mieszkańców

Jednostkowy wskaźnik wytwarzania, kg/Ma

Całkowita ilość odpadów, t/a

Miasta

96 408

346

33 200

Wsie

87 295

233

20 309

Region

183 703

291

53 509

Ilości te odpowiadają średnim krajowym, zgodnie z KPGO 2014.

Skład granulometryczny W tabeli 2 oraz na rys. 1 zestawiono dane dotyczące średniego składu granulometrycznego odpadów z miast i z gmin wiejskich. Obliczono także średni ważony skład granulometryczny odpadów dla całego regionu, uwzględniający udziały odpadów z miast i gmin wiejskich w bilansie ilościowym odpadów.

Porównanie składów granulometrycznych odpadów z miast i terenów wiejskich pokazuje, że zasadnicze różnice dotyczą tylko zawartości dwóch frakcji: najgrubszej (>100 mm) i najdrobniejszej (<10 mm). Odpady miejskie zawierają o ok. 42% więcej frakcji grubej niż odpady wiejskie, z kolei odpady wiejskie zawierają ponad dwukrotnie więcej frakcji drobnej niż odpady z miasta. Frakcję grubą stanowią głównie odpady surowcowe, opakowaniowe i nieopakowaniowe, natomiast frakcję drobną ziemia, pyły i popioły ze spalania paliw stałych, a także drobne frakcje ulegające biodegradacji. Średni ważony skład granulometryczny odpadów z terenu projektu jest bliższy składowi odpadów miejskich, które stanowią ok. 62% masy wszystkich wytwarzanych odpadów. Suma grubych frakcji (>60 mm) o charakterze dominująco surowcowym stanowi prawie 50% masy odpadów, natomiast frakcje drobne (<20 mm) występują w ilości 19,5% masy odpadów. Najwięcej odpadów biodegradowalnych zawierają frakcje średnie o uziarnieniu pomiędzy 20 i 60 mm, stanowiące łącznie 30,5% masy odpadów z terenu projektu.

142

Tabela 2. Średni skład granulometryczny odpadów z gmin wiejskich i miejskich, % masy Pora

>100

60–100

40–60

20–40

10–20

<10

Gminy wiejskie Wiosna

16,93

19,33

10,4

24,37

7,26

21,71

Lato

26,86

28,44

8,1

14,22

8,35

14,03

Jesień

19,34

21,16

12,29

20,71

10,52

15,98

Zima

19,34

21,16

12,29

20,71

10,52

15,98

Rok

20,53

22,45

10,73

19,92

8,84

17,53

Miasta Wiosna

28,59

17,65

12,38

17,78

6,96

16,64

Lato

37,26

26,41

11,11

15,78

5,40

4,04

Jesień

26,31

25,35

15,56

20,59

8,57

3,63

Zima

24,86

26,01

15,27

18,89

9,57

5,40

Rok

29,25

23,86

13,58

18,26

7,62

7,43

Rys. 1. Skład granulometryczny odpadów Tabela 3. Średni ważony skład granulometryczny odpadów >100

60–100

40–60

20–40

10–20

<10

Gminy wiejskie

20,53

22,45

10,73

19,92

8,84

17,53

Miasta

29,25

23,86

13,58

18,26

7,62

7,43

Średnia ważona

26,5

23,4

12,7

18,8

8,0

10,6

143

Gęstości nasypowe Gęstość nasypowa odpadów z miast jest znacznie mniejsza niż odpadów z gmin wiejskich, średnie roczne wartości wynoszą odpowiednio 148 kg/m3 oraz 234 kg/m3, średnioroczna ważona gęstość nasypowa odpadów (w pojemnikach) dla regionu wynosi 167 kg/m3. Gęstości nasypowe poszczególnych frakcji granulometrycznych wzrastają wraz ze zmniejszaniem się wymiarów ziarn (frakcji granulometrycznych) – tabela 4. Poza frakcją <10 mm pozostałe frakcje wydzielone z odpadów wiejskich mają wyższe gęstości nasypowe niż frakcje wyodrębnione z odpadów miejskich. Średnioroczne gęstości nasypowe frakcji odpadów z obszaru projektu mieszczą się w bardzo szerokim zakresie 56,6–755,5 kg/m3.

Tabela 4. Gęstości nasypowe średnioroczne frakcji granulometrycznych odpadów >100

60–100

40–60

20–40

10–20

<10

Gminy wiejskie

62,4

114,2

219,3

358,6

426,5

532,7

Miasta

53,8

102,8

180,3

342,3

337,3

860,3

Średnia ważona

56,6

106,4

192,8

347,5

365,8

755,5

Skład materiałowy Tabela 5 zawiera średnioroczne składy materiałowe odpadów z terenów miejskich i wiejskich oraz średni ważony skład odpadów dla regionu. Najważniejsze różnice składu materiałowego odpadów z terenów miejskich i wiejskich dotyczą: −− znacznie większych zawartości odpadów kuchennych oraz papieru i tektury w odpadach miejskich, −− znacznie większej zawartości frakcji drobnej <10 mm w odpadach wiejskich.

Tabela 5. Średnie składy materiałowe odpadów z miast i gmin wiejskich, % masy Składnik

Miasta

Gminy wiejskie

Obszar projektu

Kuchenne i ogrodowe

33,16

26,98

31,2

Drewno

0,32

0,67

0,4

Papier i tektura

10,42

5,18

8,7

Tworzywa sztuczne

11,92

10,69

11,5

Szkło

11,08

10,40

10,9

Tekstylia

4,37

2,21

3,7

Metale

1,67

2,53

1,9

Odpady niebezpieczne

0,09

0,23

0,1

Wielomateriałowe

4,29

4,25

4,3

Inertne

2,13

5,42

3,2

Inne kategorie

5,50

5,10

5,4

Frakcja 10–20 mm

7,62

8,83

8,0

144

Frakcja < 10 mm

7,43

17,53

10,7

Razem

100,00

100,00

100,0

Rys. 2. Skład materiałowy odpadów

W średnim składzie materiałowym odpadów z regionu dominujący udział mają odpady kuchenne i ogrodowe (31,2%), a następnie w ilościach ponad 10% występują tworzywa sztuczne (11,5%), szkło (10,9%) i frakcja drobna <10 mm (10,7). Bardzo niska jest zawartość papieru i tektury (8,7%), a także odpadów niebezpiecznych – tylko 0,1%.

Tabela 6. Średni skład materiałowy frakcji granulometrycznych i całej średniej próby odpadów z regionu, % całej masy próby (dla całego roku) Składnik

>100

60–100

40–60

20–40

10–20

<10

Razem

Kuchenne i ogrodowe

3,00

5,86

7,32

15,12

31,30

Drewno

0,17

0,09

0,08

0,04

0,38

Papier i tektura

3,98

2,09

1,95

0,56

8,58

Tworzywa sztuczne

6,18

3,77

1,25

0,28

11,48

Szkło

2,96

6,58

1,06

0,26

10,86

Tekstylia

3,01

0,6

0,18

0,03

3,82

Metale

0,49

0,9

0,39

0,16

1,94

Odpady niebezpieczne

0,03

0,04

0,04

0,03

0,14

Wielomateriałowe

2,27

1,15

0,51

0,14

4,07

Inertne

1,25

0,32

0,34

1,25

3,16

Inne kategorie

2,57

2,22

0,19

0,46

5,44

8,05

8,05

10,78

10,78

8,05

10,78

100

Frakcja 10–20 mm Frakcja < 10 mm Razem

25,91

23,62

13,31

18,33

145

Analizując średni roczny skład materiałowy czterech frakcji granulometrycznych >20 mm w odniesieniu do całej masy odpadów, stwierdza się, że (tabela 6): −− odpady kuchenne i ogrodowe dominują we frakcji 20–40 mm (15,1%), a we frakcjach 40–60 mm i 60–100 mm stanowią odpowiednio 7,3% oraz 5,9%, −− tworzywa sztuczne dominują we frakcji >100 mm (6,2%), w znacznej ilości występują także we frakcji 60–100 mm (3,8%), −− szkło występuje głównie we frakcji 60–100 mm (6,6%), a we frakcji >100 mm stanowi 3,0%, −− papier i tektura, tekstylia oraz odpady wielomateriałowe występują w największych ilościach we frakcji >100 mm (odpowiednio 4,0%, 3% i 2,3%), a następnie we frakcji 60–100 mm (odpowiednio 2,1%, 0,6% i 1,2%). Średnica ziarna 60 mm stanowi wyraźną granicę podziału pomiędzy odpadami surowcowymi i palnymi a odpadami o wysokiej zawartości odpadów ulegających biodegradacji z kuchni i ogrodów. Przesunięcie tej granicy w kierunku 80 mm powoduje zmniejszenie we frakcji >80 mm zawartości odpadów kuchennych i ogrodowych, ale także wzrost tworzyw sztucznych, papieru i tektury, odpadów wielomateriałowych i szkła.

Tabele 7 i 8 zawierają zestawienia wyników badań składu materiałowego frakcji granulometrycznych odpadów z miast i gmin wiejskich. Ogólne charakterystyki frakcji odpadów z miast i wsi są zbliżone, a różnice dotyczą mniejszego udziału odpadów kuchennych i ogrodowych oraz papieru i tektury, a także większego udziału drobnych frakcji <10 mm w odpadach ze wsi.

Tabela 7. Ś redni skład materiałowy frakcji granulometrycznych i całej średniej próby odpadów jako % całej masy odpadów (miasta – dla całego roku) Składnik

>100

60–100

40–60

20–40

10–20

<10

Razem

3,44

6,12

8,3

15,49

33,35

Drewno

0,2

0,04

0,01

0

0,25

Papier i tektura

4,82

2,46

2,3

0,61

10,19

Tworzywa sztuczne

6,49

3,82

1,23

0,31

11,85

Szkło

3,19

6,65

0,97

0,26

11,07

Tekstylia

3,69

0,69

0,17

0,04

4,59

Metale

0,47

0,77

0,29

0,13

1,66

0

0,04

0,03

0,02

0,09

Wielomateriałowe

2,25

1,15

0,48

0,11

3,99

Inertne

1,22

0,2

0,3

0,37

2,09

Inne kategorie

Kuchenne i ogrodowe

Odpady niebezpieczne

3,15

1,95

0,17

0,33

5,6

Frakcja 10–20 mm

0

0

0

0

7,68

7,68

Frakcja < 10 mm

0

0

0

0

7,59

7,59

28,92

23,89

14,25

17,67

7,68

7,59

100

Razem

146

Tabela 8. Średni roczny skład materiałowy frakcji granulometrycznych odpadów, % całej masy odpadów (wsie – dla całego roku) Składnik

>100

60–100

40–60

20–40

10–20

<10

Razem

Kuchenne i ogrodowe

2,08

5,3

5,23

14,34

26,95

Drewno

0,11

0,2

0,24

0,13

0,68

Papier i tektura

2,21

1,3

1,21

0,46

5,18

Tworzywa sztuczne

5,51

3,66

1,28

0,23

10,68

Szkło

2,47

6,42

1,25

0,25

10,39

Tekstylia

1,58

0,41

0,21

0,02

2,22

Metale

0,54

1,18

0,59

0,22

2,53

Odpady niebezpieczne

0,09

0,05

0,05

0,04

0,23

Wielomateriałowe

2,32

1,15

0,58

0,2

4,25

Inertne

1,32

0,57

0,41

3,12

5,42

Inne kategorie

1,33

2,8

0,23

0,74

5,10

Frakcja 10–20 mm

8,84

8,84

Frakcja < 10 mm

17,53

17,53

19,56

23,04

11,28

19,75

8,84

17,53

100

Razem

Szczególną grupę, ze względu na regulacje prawne dotyczące ograniczania składowania tych odpadów, stanowią odpady ulegające biodegradacji. Do odpadów ulegających biodegradacji zaliczono w całości odpady kuchenne, z ogrodów i parków, inne odpady ulegające biodegradacji, drewno niepoddane obróbce, papier (bez nieulegającego biodegradacji), 50% odzieży i tekstyliów innych niż odzież, 88% frakcji 10–20 mm oraz 50% frakcji <10 mm. Średnia roczna ilość tych odpadów stanowiła 54,2% masy zmieszanych odpadów komunalnych, w tym 55,8% w miastach i 50,5% na obszarach wiejskich.

3. Wyniki badań odpadów w październiku 2010 roku Badania odpadów miały charakter jednorazowy i służyły wstępnej ocenie potencjału gazowego wybranych frakcji odpadów w procesie fermentacji. Próby odpadów pobrano w dniu 19.10.2010 r. w ZGO Sp. z o.o. w Gaci. Zakład ten poddany jest aktualnie modernizacji, której celem jest wzrost stopnia wydzielenia frakcji materiałowych do recyklingu oraz przygotowanie frakcji wysokokalorycznej do wytwarzania RDF. Kolejnym etapem modernizacji będzie budowa instalacji do suchej fermentacji frakcji odpadów o granulacji <60 mm (15–60 mm) wydzielonej mechanicznie ze zmieszanych odpadów komunalnych.

Do badań wytypowano trzy frakcje granulometryczne <60 mm, <80 mm oraz 20–80 mm w celu porównania ich składu i właściwości oraz wpływu tych czynników na efektywność procesu fermentacji.

Zakres przeprowadzonych badań obejmował: −− pobór i przygotowanie prób odpadów do badań fermentacji metanowej suchej w laboratorium Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften w Wolfenbüttel, 147

−− analizę składu morfologicznego i granulometrycznego oraz wybranych właściwości fizykochemicznych frakcji odpadów przekazanych do badań fermentacji – te badania wykonano w Instytucie Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej.

Szczegółowe wyniki badań odpadów zawiera opracowanie (Banaszkiewicz et al. 2010), a poniżej przedstawiono wybrane wyniki dotyczące składu badanych frakcji odpadów, przeznaczonych do fermentacji (tabela 9 oraz rys. 3 i 4). Skład materiałowy frakcji <60 mm porównano ze średnim rocznym składem tej frakcji z badań przeprowadzonych w latach 2008/2009 (tabela 9).

W pobranych do badań fermentacji frakcjach <80, <60 i 20–80 mm odpady ulegające biodegradacji stanowiły odpowiednio: 43,7% masy frakcji <80 mm; 42,50% masy frakcji <60 mm oraz 48,5% masy frakcji 20–80 mm. Były to wartości bardzo niskie, np. w porównaniu ze średnią roczną, która dla frakcji <60 mm stanowiła 73,1%.

Wszystkie próby przekazane do testów fermentacji charakteryzują się stosunkowo niskimi wartościami wilgotności i strat prażenia, niekorzystnymi nawet dla fermentacji suchej (tabela 10). Przed fermentacją należy zwiększyć wilgotność przynajmniej do 65–70%. Należy liczyć się z niską produkcją gazu z uwagi na małą zawartość składników ulegających biodegradacji.

Tabela 9. Średni skład materiałowy frakcji <80, <60 i 20–80 mm Średnia roczna

Badana próba, udział, %

Frakcja

<80 mm

<60 mm

20–80 mm

<60 mm

Kuchenne i ogrodowe

17,7

16,6

34,7

41,8

Drewno

0,2

0,2

0,4

0,0

Papier i tektura

6,3

4,4

12,3

3,9

Tworzywa sztuczne

3,7

2,5

7,3

1,9

Szkło

16,2

17,0

31,8

2,3

Tekstylia

0,2

0,1

0,4

0,2

Metale

1,3

0,7

2,5

1,1

Odpady niebezpieczne

0,1

0,0

0,2

0,1

Wielomateriałowe

1,1

1,0

2,2

1,0

Inertne

1,5

1,6

2,9

2,6

Inne kategorie

2,8

2,2

5,4

1,1

10–20 mm, biodegradowalne

13,6

14,9

-

12,9

10–20 mm, niebiodegradowalne

8,7

9,6

-

<10 mm

26,8

29,3

-

31,0

Suma

100,0

100,0

100,0

100,0

Suma biodegradowalnych

43,7

42,5

48,5

73,1

148

Próby odpadów dostarczone do Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften w Wolfenbüttel (Ostfalia University of Applied Sciences w Wolfenbüttel) zostały tam poddane ponownym badaniom zawartości suchej masy i organicznej suchej masy. Wyniki tych badań zawiera tabela 11. Odbiegają one nieznacznie od wyników badań przeprowadzonych przez Politechnikę Wrocławską, co można przypisać niejednorodności prób.

Rys. 3. Skład materiałowy frakcji przekazanych do fermentacji

Rys. 4. Porównanie składów materiałowych frakcji przekazanych do fermentacji Tabela 10. Wilgotność i straty prażenia prób odpadów przekazanych do badań fermentacji.

Frakcja granulometryczna mm

Frakcja 1 materiałowa

Wilgotność %

Strata prażenia % s.m.

<80

cała frakcja

34,5

31,1

<60

cała frakcja

33,6

28,1

20–80

cała frakcja

39,1

40,4

149

Tabela 11. Wilgotność, sucha masa i sucha masa organiczna odpadów Frakcja granulometryczna mm <80 <60 20–80

Wilgotność % 31,49 36,83 34,37

Sucha masa % 68,51 63,17 65,63

Sucha masa organiczna, % 23,37 18,70 21,16

Sucha masa organiczna, % s.m.

34,1 29,6 32,2

Testy fermentacji metanowej Badania prowadzono w skali laboratoryjnej (rys. 5) w warunkach termofilowych w temp.

55°C w procesie fermentacji suchej. Wilgotność materiału wynosiła 71%, a sucha masa 29%. Jako inoculum użyto wodę osadową z instalacji fermentacji termofilowej w Brunswick (Behrendt 2008a, Behrendt 2008b).

Rys. 5. Stanowisko laboratoryjne do badań fermentacji

Przykładowy wykres zawierający wyniki badań produkcji metanu z frakcji 20–80 mm zawiera rys. 6. Podobne krzywe uzyskano dla pozostałych badanych frakcji.

Zestawienie wyników badań produkcji metanu w przeliczeniu na masę odpadów surowych oraz na suchą masę organiczną odpadów zawiera tabela 12.

150

Rys. 6. Wyniki badań produkcji metanu z frakcji 20–80 mm Tabela 12. Wyniki badań fermentacji metanowej frakcji odpadów Frakcja

Ilość metanu Ilość metanu Zawartość Ilość gazu m3n/t odp. sur. m3n/t s.m.o. metanu % obj. m3n/t odp. sur.

Ilość gazu m3n/t s.m.o.

<80 mm

26,97

115,40

48,33

55,8

238,8

< 80 mm

48,18

206,15

54,00

89,2

381,8

Średnio

37,58

160,77

51,17

72,5

310,3

< 60 mm

22,10

118,18

62,15

35,6

190,2

< 60 mm

32,50

173,79

55,40

58,7

313,7

Średnio

27,30

145,99

58,78

47,2

252,0

20–80 mm

19,29

91,17

41,79

46,2

218,2

20–80 mm

29,26

138,33

51,31

57,0

269,6

Średnio

24,28

114,75

46,55

51,6

243,9

Wyniki pierwszej serii badań pokazały, że produktywność gazu podczas fermentacji poszczególnych frakcji jest bardzo zróżnicowana. Produkcja metanu z frakcji 20–80 mm była najniższa z wszystkich badanych frakcji, natomiast najwyższa była produkcja gazu z frakcji <80 mm. Dotyczy to zarówno przeliczenia produkcji gazu na masę odpadów surowych, jak i suchą masę organiczną. Zawartość metanu w gazie fermentacyjnym była stosunkowo niska i wynosiła 41,79–58,78% obj., średnio 52,2% obj.

W literaturze podaje się na ogół całkowitą produkcję gazu, uwzględniającą nie tylko metan, ale także dwutlenek węgla i inne składniki gazowe. W tabeli 12 podano również te wartości produkcji gazu przeliczone na masę odpadów surowych oraz na suchą masę organiczną. Tabela 13 zawiera zestawienie wybranych wyników badań składu oraz produkcji gazu trzech frakcji odpadów.

151

Tabela 13. Zestawienie wybranych wyników badań odpadów Parametr

Jednostka

<80 mm

<60 mm

20–80 mm

Zawartość frakcji biodegradowalnych

% masy

43,7

42,5

48,5

Strata prażenia (Politechnika Wrocławska)

% s.m.

31,1

28,1

40,4

Strata prażenia (Ostfalia University)

% s.m.

34,1

29,6

32,2

Produkcja gazu

m3n/t odp. sur.

72,5

47,2

51,6

Produkcja gazu

m3n/t s.m.o.

310,3

252,0

243,9

Z powyższego zestawienia wynika, że wyższy udział składników biodegradowalnych we frakcji 20–80 mm nie przekłada się bezpośrednio na wzrost produkcji gazu. Do tych składników biodegradowalnych zalicza się głównie odpady kuchenne i ogrodowe oraz papier i tekturę. We frakcjach <60 mm i <80 mm obecna jest frakcja <20 mm, na którą w znacznej części składają się łatwo rozkładalne składniki biodegradowalne, które decydują o wyższej produkcji z tych frakcji. Frakcja 10–20 mm, co wynika z rocznych badań, zawiera ponad 80% części roślinnych, które także, ze względu na swoje wymiary, są dostępne dla bakterii biorących udział w procesie fermentacji. Frakcja <10 mm może zawierać nawet do 50% składników biodegradowalnych, ale także ponad 50% składników mineralnych (zwłaszcza popiołów ze spalania węgla w okresie zimowym), które mogą bardzo niekorzystnie wpływać na przebieg fermentacji.

Negatywne oddziaływanie frakcji drobnej może mieć dwa aspekty: przyśpieszenie mechanicznego ścierania elementów instalacji oraz zwiększenie ilości siarkowodoru w gazie fermentacyjnym w wyniku redukcji siarczanów, zawartych w popiołach oraz drobnych cząstkach tynków gipsowych.

Siarkowodór jest gazem o właściwościach korozyjnych, a jego usuwanie z gazu jest kosztowne i prowadzi do wytworzenia odpadów (zużyte masy sorbentów). We wszystkich próbach fermentacji stężenie siarkowodoru w gazie fermentacyjnym przekraczało okresowo 2000 ppm, niezależnie od granulacji fermentowanego materiału. Najniższe stężenie siarkowodoru stwierdzono w gazie z fermentacji frakcji <80 mm, nie zauważono natomiast istotnych różnic zawartości siarkowodoru w gazie z fermentacji pozostałych dwóch frakcji <60 mm i 20–80 mm.

Z powyższych względów należy usuwać z odpadów przeznaczonych do fermentacji frakcję <10 mm w okresie zimowym. Z uwagi na problemy eksploatacyjne sit o oczkach <10 mm (zatykanie się) stosuje się sita o oczkach 15 mm, co jednak wiąże się z ubytkiem części frakcji biodegradowalnej, najbardziej podatnej na biologiczny rozkład.

Uzyskane wartości produkcji biogazu są stosunkowo niskie w porównaniu z danymi literaturowymi i zaleceniami dotyczącymi projektowania instalacji do fermentacji odpadów komunalnych, zwłaszcza że proces był prowadzony w skali laboratoryjnej w warunkach termofilowych. Produkcja gazu z biofrakcji wydzielonej ze zmieszanych odpadów komunalnych mieści się w szerokim zakresie 80–180 m3/t odpadów surowych, a więc jest 152

znacznie wyższa od uzyskanej w badaniach (Jędrczak 2008). Niska produkcja gazu z badanych odpadów wynika ze stosunkowo małej zawartości substancji organicznej w badanej próbie odpadów oraz niskiej jej podatności na biodegradację w procesie fermentacji metanowej.

Badana próba odbiegała jednak swoim składem znacząco od średniego składu odpadów w rocznym cyklu badań, co pokazano na przykładzie frakcji <60 mm. Gdyby przeliczyć udziały frakcji biodegradowalnych na produkcję gazu w obydwu przypadkach, średnia roczna produkcja gazu z tej frakcji wyniosłaby ok. 80 m3/t odpadów oraz ok. 428 m3/t s.m.o., co odpowiada dolnym wartościom z zakresu podawanego w literaturze. Powyższe oszacowanie należałoby potwierdzić w pełnych rocznych badaniach fermentacji odpadów.

Takich badań nie prowadzi się jednak w Polsce, pomimo że są niezbędne dla potrzeb projektowania procesu i instalacji fermentacji. Jest to niekorzystne w kontekście podejmowanych w Polsce projektów fermentacji metanowej zmieszanych odpadów komunalnych, gdyż oparcie się wyłącznie na danych literaturowych może prowadzić do przeszacowania oczekiwanych efektów (ekonomicznych i ekologicznych), a to wpłynie na koszty inwestycyjne i eksploatacyjne instalacji oraz trudność rozliczenia środków publicznych, przeznaczanych na te projekty. Istotny jest także właściwy dobór frakcji do fermentacji poprzez wstępną obróbkę odpadów i wydzielenie frakcji biodegradowalnej o określonej granulacji i składzie materiałowym.

Wnioski Wszystkie próby przekazane do fermentacji charakteryzowały się stosunkowo niskimi wartościami wilgotności i strat prażenia, niekorzystnymi nawet dla fermentacji suchej.

Najwyższe wartości wilgotności (39,1%) oraz straty prażenia (40,4% s.m.) wykazała frakcja 20–80 mm.

Wyniki badań pokazują stosunkowo małą produkcję biogazu z różnych frakcji odpadów, które z uwagi na największy udział frakcji biodegradowalnych są przeznaczane generalnie w istniejących instalacjach do biologicznej stabilizacji w procesach tlenowych i beztlenowych.

Najwyższą produkcję biogazu uzyskano z frakcji <80 mm (72,5 m3/t odpadów), a najniższą z frakcji <60 mm (47,2 m3/t odpadów). Wyniki badań wskazują na duże znaczenie frakcji <20 mm dla produkcji metanu z uwagi na wysoką zawartość łatwo rozkładalnych biologicznie odpadów roślinnych, zwłaszcza w podfrakcji 10–20 mm.

Badana próba odbiegała jednak swoim składem znacząco od średniego składu odpadów w rocznym cyklu badań, co pokazano na przykładzie frakcji <60 mm. Gdyby przeliczyć udziały frakcji biodegradowalnych na produkcję gazu w obydwu przypadkach, średnia roczna produkcja gazu z tej frakcji wyniosłaby ok. 80 m3/t odpadów oraz ok. 428 m3/t s.m.o., co odpowiada dolnym wartościom z zakresu podawanego w literaturze. Powyższe oszacowanie należałoby potwierdzić w pełnych rocznych badaniach fermentacji odpadów.

153

Zawartość metanu w gazie fermentacyjnym była stosunkowo niska i wynosiła 41,79–58,78% obj., średnio 52,2% obj. We wszystkich próbach fermentacji występowało okresowo wysokie stężenie siarkowodoru w gazie fermentacyjnym, przekraczające 2000 ppm, niezależnie od granulacji fermentowanego materiału. Najniższe stężenia siarkowodoru stwierdzono w gazie z fermentacji frakcji <80 mm, nie zauważono natomiast istotnych różnic zawartości siarkowodoru w gazie z fermentacji pozostałych dwóch frakcji <60 mm i 20–80 mm. Wysoka zawartość siarkowodoru w gazie jest niekorzystna w aspekcie wysokiego kosztu jego usuwania wskutek wysokiego zużycia sorbenta.

Bibliografia Banaszkiewicz K., den Boer E., Szpadt R. (2010, Etap II, A 3.2.2. Skład i właściwości odpadów organicznych. Raport IIOŚ Politechniki Wrocławskiej serii SPR nr 27/2010.

Jędrczak A. (2008), Biologiczne przetwarzanie odpadów. WN PWN, Warszawa.

Szpadt R., et al. (2009), Badania składu frakcyjnego i morfologicznego odpadów komunalnych dla potrzeb przedsięwzięcia „System gospodarki odpadami Ślęza-Oława”. Sprawozdanie zbiorcze końcowe. Raport serii SPR /2009. Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2009.

Behrendt A., Vasilic D., Thorsten A. (2011a), Report on substrate pretreatment, quality and biogas potential of different waste substrates and suitable substrate mixtures for each individual region. Project REMOWE, Report no: O3.2.3.1., Ostfalia University of Applied Sciences. Wolfenbüttel.

Behrendt A., Vasilic D., Thorsten A. (2011b), Strategies concerning digestion residue utilization. Project REMOWE, Report no: O3.2.3.2., Ostfalia University of Applied Sciences. Wolfenbüttel.

Jędrczak A., Szpadt R. (2006), Określenie metodyki badań składu sitowego, morfologicznego i chemicznego odpadów komunalnych. Min. Środowiska, Warszawa.

R POIG.01.01.01-00- 05/08

154

Część 4 Propozycje innowacyjnych rozwiązań w województwie dolnośląskim dla potrzeb regionalnej strategii odzysku energii z odpadów Emilia den Boer, Ryszard Szpadt

Streszczenie Celem procesu innowacji było zebranie i ocena różnych pomysłów i koncepcji dotyczących efektywnych technologii odzysku energii z odpadów, które mogłyby zostać wdrożone na terenie Dolnego Śląska. Proces innowacji rozpoczął się seminarium otwierającym w dniu 24 listopada 2011 roku i trwał do 23 maja 2012 roku. Podczas seminarium przedstawione zostały propozycje głównych działań strategicznych w zakresie odzysku energii z odpadów, które powinny być realizowane w województwie dolnośląskim. W okresie pomiędzy listopadem 2011 i majem 2012 zgłoszone zostały 22 propozycje innowacyjnych rozwiązań, które zostały następnie ocenione przez zespół międzynarodowych ekspertów uczestniczących w projekcie REMOWE. Wyniki tej oceny przedstawiono uczestnikom seminarium w dniu innowacji – 23 maja 2012. Uczestnicy dnia innowacji wzięli udział w warsztatach poświęconych ocenie zgłoszonych wcześniej propozycji i przedstawili własne rankingi tych propozycji. W procesie innowacji uczestniczyło ponad 90 osób z Dolnego Śląska, najwięcej wśród wszystkich regionów biorących udział w projekcie REMOWE. Uczestnikami dnia innowacji byli przedstawiciele administracji publicznej, przedsiębiorstw komunalnych i prywatnych, a także studenci i pracownicy wyższych uczelni Wrocławia (Politechniki Wrocławskiej, Uniwersytetu Wrocławskiego oraz Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu).

Analiza potencjalnych możliwości wykorzystania energii z odpadów wykazała, że największy jest potencjał energii zawartej w odpadach komunalnych, a następnie w odchodach zwierzęcych. W przypadku odpadów komunalnych wykorzystanie tej energii jest możliwe w procesach spalania odpadów zmieszanych, wytwarzania i spalania paliwa z odpadów oraz fermentacji biofrakcji wydzielonej z odpadów zmieszanych lub selektywnie zbieranych bioodpadów. Odzysk energii z odchodów zwierzęcych jest możliwy poprzez fermentację i spalanie biogazu z odzyskiem energii elektrycznej i cieplnej. Ten kierunek przetwarzania odchodów jest zgodny z polityką ekologiczną Polski. W przypadku osadów ściekowych znaczny potencjał odzysku energii ma modernizacja oczyszczalni ścieków z otwartymi komorami fermentacyjnymi poprzez przykrycie komór i odbieranie biogazu. Także fermentacja bioodpadów w oczyszczalniach ścieków stanowi jedną z możliwości zwiększenia wydajności produkcji biogazu w tych komorach.

Wymienione rozwiązania odzysku energii z odpadów zostały zgłoszone w ramach procesu innowacji i uzyskały największe poparcie uczestników tego procesu w województwie dolnośląskim.

155

1. Przebieg procesu innowacji Celem procesu innowacji było zebranie i ocena różnych pomysłów i koncepcji dotyczących efektywnych technologii odzysku energii z odpadów, które mogłyby zostać wdrożone na terenie Dolnego Śląska. Do udziału w procesie innowacji zaproszeni zostali przedstawiciele lokalnych władz, zakładów komunalnych, w szczególności zakładów zagospodarowania odpadów i oczyszczalni ścieków oraz przedsiębiorcy. Proces innowacji rozpoczął się seminarium otwierającym w dniu 24 listopada 2011 roku i trwał do 23 maja 2012 roku. Podczas seminarium przedstawione zostały propozycje głównych działań strategicznych w zakresie odzysku energii z odpadów, które powinny być realizowane w województwie dolnośląskim. Zaprezentowano ponadto platformę innowacji jako narzędzie dla zgłaszania i oceny propozycji innowacyjnych rozwiązań. Wszyscy, którzy nie mogli wziąć udziału w seminarium otwierającym, mogli również zgłaszać swoje pomysły przez platformę internetową (http://apps.savonia.fi/Projects/Remowe) lub bezpośredni kontakt z wykonawcami projektu REMOWE. W okresie pomiędzy listopadem 2011 i majem 2012 zgłoszone zostały 22 propozycje innowacyjnych rozwiązań, które zostały następnie ocenione przez zespół międzynarodowych ekspertów uczestniczących w projekcie REMOWE. Wyniki tej oceny przedstawiono uczestnikom seminarium w dniu innowacji – 23 maja 2012. Uczestnicy dnia innowacji wzięli udział w warsztatach poświęconych ocenie zgłoszonych wcześniej propozycji i przedstawili własne rankingi tych propozycji. W procesie innowacji uczestniczyło ponad 90 osób z Dolnego Śląska, najwięcej wśród wszystkich regionów biorących udział w projekcie REMOWE. Uczestnikami dnia innowacji byli przedstawiciele administracji publicznej, przedsiębiorstw komunalnych i prywatnych, a także studenci i pracownicy wyższych uczelni Wrocławia (Politechniki Wrocławskiej, Uniwersytetu Wrocławskiego oraz Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu).

2. Propozycje innowacyjnych działań w zakresie odzysku energii z odpadów na Dolnym Śląsku Na terenie Dolnego Śląska wykorzystanie odpadów dla potrzeb wytwarzania energii jest dotąd niewielkie w odniesieniu do istniejącego potencjału. W ramach projektu REMOWE zebrano informacje na temat podstawowych źródeł odpadów o wysokim potencjale energetycznym występujących na Dolnym Śląsku, są to: odpady komunalne, produkty uboczne z rolnictwa, pozostałości roślin, ochody zwierzęce, osady ściekowe, wysokoenergetyczne odpady z przemysłu.

Dla każdej z wymienionych grup odpadów zaproponowano innowacyjne technologie odzysku energii. Proponowane główne trendy odzysku energii z odpadów przedstawiono jako bazowe scenariusze. W ramach tych scenariuszy można wdrażać różne technologie i sposoby realizacji odzysku energii z odpadów.

Koncepcje te mogą dotyczyć technologii znajdujących się na różnych etapach rozwoju: sprawdzonych i wdrożonych w innych regionach technologii, technologii, które znajdują się obecnie w fazie rozwoju i weryfikacji, jak również zupełnie nowych, niezrealizowanych dotąd koncepcji.

• • • •

• • •

156

Zestawienie głównych scenariuszy rozwoju odzysku energii z odpadów na tle potencjału energetycznego odpadów przedstawiono na rys. 1.

Rys. 1. Scenariusze odzysku energii z odpadów

2.1. Odpady komunalne (scenariusze I i II) Zgodnie z danymi GUS w roku 2009 w woj. dolnośląskim wytworzono 1,065 mln ton odpadów komunalnych (370 kg/mieszkańca), z czego odebrano ok. 90,9%. Selektywnie zebrano ok. 8% odpadów komunalnych, a z pozostałych zmieszanych odpadów biologicznie przetworzono 4,6%; wysegregowano w sortowniach 7,8%, natomiast pozostałe 87% zdeponowano na składowiskach odpadów (rys. 2).

Rys.2. Gospodarka odpadami komunalnymi w województwie dolnośląskim

Wyniki te świadczą o bardzo niskim stopniu odzysku (w tym recyklingu odpadów komunalnych) oraz o konieczności drastycznej zmiany obecnej sytuacji, aby umożliwić wypełnienie obowiązków w zakresie gospodarowania odpadami, z których najważniejsze to (rys. 3): 157

•

osiągnięcie do 2020 roku przynajmniej 50% przygotowania do ponownego użycia lub recyklingu czterech rodzajów odpadów surowcowych: papieru i tektury, tworzyw sztucznych, szkła oraz metali pochodzących z gospodarstw domowych oraz możliwie także z innych źródeł. ograniczenie składowania odpadów ulegających biodegradacji: −− w roku 2013 do 50% masy odpadów ulegających biodegradacji wytworzonych w 1995 roku, −− w roku 2020 do 35% masy odpadów ulegających biodegradacji wytworzonych w 1995 roku, zakaz składowania odpadów o cieple spalania powyżej 6000 kJ/kg s.m. od 1 stycznia 2013.

• •

Rys. 3. Cele ilościowe w gospodarce odpadami komunalnymi

W praktyce oznacza to konieczność budowy znacznej liczby instalacji do przetwarzania odpadów, w tym instalacji dla miasta Wrocławia, w którym powstaje ok. 24% odpadów komunalnych wytwarzanych w całym województwie. Rysunki 4 i 5 przedstawiają prognozowany skład odpadów komunalnych wytwarzanych w 2020 roku oraz oczekiwany skład odpadów zmieszanych po wydzieleniu surowców do recyklingu na wymaganym poziomie 50%. Po wydzieleniu surowców w skali województwa pozostaje jeszcze ok. 732 tys. Mg odpadów do zagospodarowania w ciągu roku.

158

Rys. 4. Skład odpadów wytworzonych i po wydzieleniu surowców – prognozy na rok 2020

Rys. 5. Zmiany ilości oraz zawartości frakcji biodegradowalnych i wartości opałowej odpadów po wydzieleniu surowców

Zgodnie ze znowelizowaną ustawą o odpadach podstawą gospodarki odpadami komunalnymi są regionalne instalacje do przetwarzania odpadów komunalnych, spełniające wymagania najlepszej dostępnej techniki oraz zapewniające termiczne przekształcanie odpadów lub: a) mechaniczno-biologiczne przetwarzanie (MBP) zmieszanych odpadów komunalnych i wydzielanie ze zmieszanych odpadów komunalnych frakcji nadających się w całości lub w części do odzysku, b) przetwarzanie selektywnie zebranych odpadów zielonych i innych bioodpadów oraz wytwarzanie z nich produktu o właściwościach nawozowych lub środków wspomagających uprawę roślin, spełniającego wymagania określone w przepisach odrębnych, c) składowanie odpadów powstających w procesie mechaniczno-biologicznego przetwarzania zmieszanych odpadów komunalnych oraz pozostałości z sortowania odpadów komunalnych.

Celem długoterminowym gospodarki odpadami w województwie, obok zapobiegania wytwarzaniu odpadów, znaczącego wzrostu recyklingu odpadów surowcowych i prze159

twarzania selektywnie zebranych bioodpadów, jest budowa dwóch lub więcej instalacji termicznego przetwarzania odpadów, które zapewniłyby znaczną redukcję strumienia odpadów komunalnych w połączeniu z odzyskiem energii z odpadów. Jednakże, w perspektywie krótkoterminowej, realizacja tego celu nie jest możliwa. W związku z tym zaproponowano dwa scenariusze gospodarki odpadami komunalnymi: Scenariusz I (przejściowy) oparty w całości o instalacje MBP dla zmieszanych, pozostałych po selektywnym zbieraniu odpadów; Scenariusz II – docelowy, oparty o przynajmniej dwie instalacje termicznego przekształcania odpadów, z czego jedna jako regionalna instalacja dla aglomeracji wrocławskiej oraz mechaniczno-biologiczne instalacje w mniejszych regionach.

Scenariusz I Mechaniczno-biologiczne instalacje przekształcania odpadów zmieszanych (scenariusz przejściowy, do roku 2020) Założono, że w okresie obowiązywania pierwszego i drugiego progu redukcji ilości składowanych odpadów ulegających biodegradacji (lata 2011–2019) obowiązki redukcji składowania odpadów ulegających biodegradacji będą realizowane poprzez: −− selektywne zbieranie frakcji surowcowych ulegających biodegradacji (papieru i tektury, tekstyliów z włókien naturalnych), −− selektywne zbieranie frakcji ulegających biodegradacji do kompostowania i fermentacji, −− stabilizację biologiczną frakcji średniej z odpadów zmieszanych, −− wydzielanie do recyklingu frakcji surowcowych ulegających biodegradacji z frakcji grubej odpadów zmieszanych, −− wykorzystanie frakcji grubej odpadów zmieszanych jako paliwa alternatywnego.

W celu zapewnienia przetwarzania wszystkich odpadów zmieszanych należy rozbudować i uzupełnić istniejące zakłady MBP. W instalacjach spełniających wymogi BAT frakcja średnia odpadów zmieszanych poddawana będzie stabilizacji biologicznej, frakcja gruba, po wydzieleniu z niej frakcji surowcowych do recyklingu, wykorzystywana będzie do komponowania paliwa alternatywnego, natomiast frakcja drobna po ustabilizowaniu będzie usuwana na składowiska.

W celu poprawy bilansu energetycznego zakładów MBP należy rozważyć możliwość odzysku energii ze średniej frakcji odpadów. Frakcja ta jest zasobna w odpady kuchenne i ogrodowe ulegające biodegradacji. W procesie beztlenowym odpady te ulegają fermentacji z wydzieleniem biogazu, który może być wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej i ciepła. Innym rozwiązaniem może być biologiczne suszenie tej frakcji w celu odzysku większej ilości paliwa alternatywnego.

Scenariusz II Termiczne przetwarzanie odpadów (horyzont długoterminowy) W drugim scenariuszu przewiduje się, że na terenie Dolnego Śląska uruchomione zostaną przynajmniej dwie instalacje termicznego przekształcania odpadów komunalnych (TPOK). Instalacje te uruchomione będą po roku 2013, a więc już w momencie obowiązywania drugiego progu redukcji ilości składowanych odpadów ulegających biodegradacji i funkcjonowania instalacji MBP. W celu zapewnienia z jednej strony odpowiedniej ilości odpadów do instalacji TPOK, a z drugiej strony zapewnienia infrastruktury umożliwiającej odbiór i wykorzystanie ciepła wytworzonego w instalacjach, instalacje 160

te powinny obsługiwać minimum 500 tys. mieszkańców. Cześć instalacji MBP mogłaby w horyzoncie długoterminowym zostać przekształcona w instalacje przekształcania selektywnie zbieranych odpadów ulegających biodegradacji, których strumień będzie rósł wraz ze wzrostem efektywności selektywnego zbierania.

Zgodnie z obowiązującym prawem część energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych może być zakwalifikowana jako energia z odnawialnego źródła energii, co wiąże się z pozyskaniem dodatkowych wpływów ze sprzedaży świadectw pochodzenia. Optymalne wykorzystanie wytworzonej energii (zarówno energii elektrycznej, jak i cieplnej) zapewnia rentowność ekonomiczną instalacji.

Scenariusz III Odzysk biogazu z innych odpadów ulegających biodegradacji (okres krótko- i długoterminowy) Scenariusz ten obejmuje rozwój technologii odzysku biogazu z czystych frakcji odpadów ulegających biodegradacji, pochodzących z innych źródeł – głównie z rolnictwa oraz przemysłu spożywczego. Rozwój biogazowni rolniczych stanowi jeden z priorytetów polityki energetycznej państwa. W „Kierunkach rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce w latach 2010–2020” założono, że do roku 2020 powstanie średnio jedna biogazownia rolnicza w każdej gminie, wykorzystująca biomasę pochodzenia rolniczego, przy założeniu odpowiednich warunków dla uruchomienia tych instalacji w gminach.

W rolnictwie wytwarzane są odpady roślinne i zwierzęce. Również produkty rolne mogą być wykorzystane do produkcji energii, np. fermentacji, wspólnie z odchodami zwierzęcymi. Z uwagi na skład tych odpadów istnieje możliwość zarówno odzysku energii, jak i rolnicze wykorzystanie pozostałości pofermentacyjnej w celu nawożenia gleby. Alternatywnie, pozostałość po fermentacji można po wysuszeniu wykorzystywać jako paliwo w procesach termicznych.

Na Dolnym Śląsku eksploatowane są obecnie 3 biogazownie rolnicze, z czego dwie na terenach zakładów spożywczych, w których zagospodarowywane są powstające tam odpady. Trzecia biogazownia (o mocy 0,9 MW) powstała na terenie dużego gospodarstwa rolnego i wykorzystuje jako podstawowy wsad kiszonkę kukurydzy oraz w mniejszym stopniu odpady z terenów zielonych. W budowie są kolejne biogazownie rolnicze, natomiast niewykorzystany potencjał dla tego typu instalacji jest wciąż bardzo duży. W tabeli 1 zestawiono potencjał energetyczny biomasy roślinnej i odchodów zwierzęcych Dolnego Śląska. Łącznie odpowiada on całorocznej produkcji energii przez elektrownię o mocy ok. 17 MW. Na rysunku 6 przedstawiono szczególnie atrakcyjne lokalizacje dla biogazowni rolniczych ze względu na występowanie największych hodowli zwierząt.

161

Tabela 1. Potencjał energetyczny biogazu z odchodów zwierzęcych (GWh/rok) Rodzaje biomasy

Potencjalna wartość energetyczna tys. GWh/rok

Realna do uzyskania wartość energetyczna tys. GWh/rok

Biomasa roślinna Słoma

9,17

Siano

0,11

0

Drewno

4,39

1,47

Rzepak (ziarno + słoma)

3,81

1,86

Kukurydza (zielonka)

1,03

0,11

Buraki (etanol)

0,64

0

Ziemniaki

0,58

0,22

Nieużytki

4,72

4,72

24,45

11,16

Razem

2,78

Biomasa zwierzęca Bydło

0,3

0,1

Trzoda chlewna

0,2

0,1

Drób

0,3

0,3

Razem

0,8

0,5

Ogółem

25,25

11,66

Rys. 6. Potencjał odzysku energii z odpadów zwierzęcych

162

Scenariusz IV Odzysk biogazu z komór fermentacji komunalnych osadów ściekowych (horyzont krótkoterminowy) Komunalne osady ściekowe powstające w procesie oczyszczania ścieków stanowią kolejne potencjalne źródło energii. Ich całkowity potencjał w roku 2009 oszacowano na ok. 38 tys. t s.m. Osady te pochodzą z 203 oczyszczalni (MR>2000), które funkcjonowały w 2009 roku. Wykorzystanie biogazu powstałego w procesie fermentacji osadów umożliwia produkcję energii elektrycznej i ciepła. Stan odzysku biogazu w dolnośląskich oczyszczalniach jest następujący: −− w 7 oczyszczalniach ujmuje się biogaz i odzyskuje energię w kogeneracji, −− w 4 ujmuje się biogaz i wytwarza się tylko energię cieplną, −− w 12 biogaz wytwarza się bez ujmowania (otwarte komory fermentacyjne).

Jednym z proponowanych kierunków poprawy, o stosunkowo niskich nakładach inwestycyjnych, jest przykrycie istniejących otwartych komór fermentacji, tak aby możliwy był odzysk powstającego biogazu. Następnym krokiem jest wyposażanie kolejnych oczyszczalni ścieków w komory fermentacji. Rysunek 7 przedstawia ilości osadów wytwarzanych w poszczególnych powiatach.

Odwodnione osady ściekowe można dalej po wysuszeniu wykorzystywać jako źródło energii w procesach termicznych (biomasa). Aktualnie funkcjonują trzy suszarnie osadów ściekowych (w Kłodzku, Świdnicy i Wrocławiu), a czwarta wejdzie do eksploatacji w 2012 roku (w Chociwelu). Uwodnienie osadu przed suszeniem wynosi ok. 78%, a po suszeniu zmniejsza się do ok. 10% w przypadku suszenia termicznego i 35% w suszarniach solarnych. Wysuszone termicznie osady stanowią atrakcyjne paliwo dla cementowni.

Rys. 7. Ilości osadów ściekowych wytwarzanych w 2009 roku (t s.m.)

163

Scenariusz V Decentralne ciepłownie/elektrociepłownie opalane biomasą odpadową, współspalanie odpadów (horyzont krótko- i długoterminowy) Spalanie i współspalanie odpadów komunalnych (w ilości powyżej 1%) wiąże się z koniecznością przestrzegania rygorystycznych warunków prowadzenia procesu i norm emisyjnych, które obecnie poza spalarniami spełniają tylko cementownie. Przepisów tych nie stosuje się do objętych definicją „paliwa” grup odpadów roślinnych: z rolnictwa i leśnictwa; z przemysłu przetwórstwa spożywczego, jeżeli odzyskuje się wytwarzaną energię cieplną; włóknistych, z procesu produkcji pierwotnej masy celulozowej i z procesu produkcji papieru z masy, jeżeli odpady te są spalane w miejscu produkcji, a wytwarzana energia cieplna jest odzyskiwana; korka i drewna, z wyjątkiem drewna zanieczyszczonego.

Odzysk energetyczny tych odpadów może być prowadzony w stosunkowo prostych instalacjach, których przykładem jest opalana słomą ciepłownia w Lubaniu.

3. Propozycje rozwiązań odzysku energii zgłoszone podczas procesu innowacji Zestawienie wszystkich zgłoszonych propozycji, uporządkowane poprzez ich przypisanie do określonych scenariuszy gospodarki odpadami, przedstawiono poniżej.

Scenariusz I (przejściowy) oparty w całości o instalacje MBP zmieszanych odpadów 1. Sucha fermentacja odpadów komunalnych 2. Biologiczne suszenie – biosuszenie 3. Zastosowanie robotyki do sortowania odpadów Scenariusz II Termiczne przetwarzanie odpadów (horyzont długoterminowy) 4.1 Spalanie odpadów 4.2 Współspalanie odpadów 5. Piroliza 6. Piroliza oparta na biznesowym modelu franczyzy Scenariusz III Odzysk biogazu z innych odpadów ulegających biodegradacji (okres krótko- i długoterminowy) 7. Beztlenowe przetwarzanie (współfermentacja) 8. Założenie biogazowni na obrzeżach miasta 9. Budowa regionalnych elektrociepłowni i biogazowni 10. Odzysk energii ze składowisk odpadów połączony z odparowaniem odcieków 11. Wykorzystanie gazu wysypiskowego jako źródła energii dla procesów przetwarzania odpadów Scenariusz IV Odzysk biogazu z komór fermentacji komunalnych osadów ściekowych (horyzont krótkoterminowy) 12. Przykrywanie otwartych komór fermentacji w oczyszczalniach ścieków w celu ujęcia gazu 13. Fermentacja bioodpadów w komorach fermentacyjnych oczyszczalni ścieków w Bielawie 164

14. Wykorzystanie komór fermentacji oczyszczalni ścieków we Wrocławiu do fermentacji bioodpadów Scenariusz V Decentralne elektrociepłownie opalane biomasą odpadową, współspalanie odpadów (horyzont krótko- i długoterminowy) 15. Tworzenie lokalnych ciepłowni odzyskujących energię z odpadów 16. Odzysk energii z selektywnie zbieranych odpadów z ogrodów i sadów Inne technologie i pomysły 17. Ciemna fermentacja – wytwarzanie wodoru z bioodpadów 18. Biorafineria 19. Technologia KDV (katalityczna bezciśnieniowa depolimeryzacja) 20. Wytwarzanie ogniw solarnych z „puszek” aluminiowych 21. Podnoszenie poziomu informacji i świadomości 22. Poprawa higieny pracy

4. Wyniki procesu innowacji W tabeli 2 przedstawiono wyniki oceny zgłoszonych propozycji przeprowadzonej przez zespół międzynarodowych ekspertów. Do oceny projektów zastosowano metodologię RPM (Robust Portfolio Modeling), uwzględniającą trzy kryteria: −− innowacyjność, −− zrównoważoność, −− wykonalność techniczną.

Biorąc pod uwagę innowacyjność, najwyższe oceny (powyżej 5 w skali 0–10) uzyskały propozycje: 18. Biorafineria 19. Technologia KDV (katalityczna bezciśnieniowa depolimeryzacja) 17. Ciemna fermentacja – wytwarzanie wodoru z bioodpadów 3. Zastosowanie robotyki do sortowania odpadów

• • • •

165

Tabela 2 . W yniki oceny innowacyjnych propozycji odzysku energii z odpadów zgłoszonych w województwie dolnośląskim Nr 1

Innowacyj- Zrównowaność żenie 4,7 5,2

Wykonalność Propozycja techniczna 4,9 Sucha fermentacja odpadów komunalnych

2

4,9

4,6

5,4

Biologiczne suszenie – biosuszenie

3

5,2

4,3

3,4

Zastosowanie robotyki do sortowania odpadów

4.1 4.2

4

5,8

5,9

Spalanie i współspalanie odpadów komunalnych

5

4,3

4,7

3,6

Piroliza

6

4,9

5,1

3,9

Piroliza oparta na biznesowym modelu franczyzy

7

4,3

6

5,9

Beztlenowe przetwarzanie (współfermentacja)

8

4,3

5

4,2

Założenie biogazowni na obrzeżach miasta

9

3,8

4,8

4,7

Budowa regionalnych ciepłowni i biogazowni

10

4,1

4,4

4,6

Odzysk energii ze składowisk odpadów połączony z odparowaniem odcieków

11

2,8

5,2

4,9

Wykorzystanie gazu wysypiskowego jako źródła energii dla przetwarzania odpadów

12

4,1

6,1

6,2

Przykrycie otwartych komór fermentacji w oczyszczalniach ścieków

13

4,3

5,9

6,1

Fermentacja bioodpadów w oczyszczalni ścieków w Bielawie

14

4,3

5,9

6,1

Wykorzystanie WKF oczyszczalni ścieków we Wrocławiu do fermentacji bioodpadów

15

3,5

4,7

4,4

Tworzenie lokalnych ciepłowni odzyskujących energię z odpadów

16

3,4

4,9

5,4

Odzysk energii z odpadów z ogrodów i sadów

17

5,5

5,9

4,8

Ciemna fermentacja

18

5,9

5,8

4,7

Biorafineria

19

5,8

5,6

4

Technologia KDV (katalityczna bezciśnieniowa depolimeryzacja)

20

4,8

4,7

2,5

Wytwarzanie ogniw solarnych z „puszek” aluminiowych

21

4,7

5,2

5,2

Podnoszenie poziomu informacji i świadomości

22

2,6

4,4

6,3

Poprawa higieny pracy

166

Uwzględniając kryterium zrównoważenia, najwyższe oceny uzyskały propozycje: 12. Przykrywanie otwartych komór fermentacji w oczyszczalniach ścieków w celu ujęcia gazu 7. Beztlenowe przetwarzanie (współfermentacja) 13. Fermentacja bioodpadów w komorach fermentacyjnych oczyszczalni ścieków w Bielawie 14. Wykorzystanie komór fermentacji oczyszczalni ścieków we Wrocławiu do fermentacji bioodpadów 17. Ciemna fermentacja – wytwarzanie wodoru z bioodpadów

• • • • •

Biorąc pod uwagę techniczną wykonalność, najwyższe oceny uzyskały propozycje: 12. Przykrywanie otwartych komór fermentacji w oczyszczalniach ścieków w celu ujęcia gazu 13. Fermentacja bioodpadów w komorach fermentacyjnych oczyszczalni ścieków w Bielawie 14. Wykorzystanie komór fermentacji oczyszczalni ścieków we Wrocławiu do fermentacji bioodpadów Podczas Dnia Innowacji we Wrocławiu jego uczestnicy zostali podzieleni na 9 grup roboczych, które podczas warsztatów wytypowały po 3 najlepsze propozycje, biorąc pod uwagę łącznie trzy wcześniej wymienione kryteria. Wyniki tej oceny zawiera tabela 3.

• • •

Tabela 3. Ocena propozycji innowacyjnych rozwiązań odzysku energii z odpadów w województwie dolnośląskim Nr

Nazwa propozycji

4.1

Spalanie zmieszanych odpadów komunalnych

6

9

Budowa regionalnych ciepłowni i biogazowni

3

12

Przykrycie otwartych komór fermentacji w oczyszczalniach ścieków

3

11

Wykorzystanie gazu wysypiskowego jako źródło energii dla procesów przetwarzania odpadów

3

18

Biorafineria

3

19

Technologia KDV

2

15

Tworzenie lokalnych ciepłowni odzyskujących energię z odpadów

1

21

Podnoszenie poziomu informacji i świadomości

1

13

Fermentacja bioodpadów w oczyszczalni ścieków w Bielawie

1

2

Biologiczne suszenie

1

3

Zastosowanie robotyki do sortowania odpadów

1

4.2

Współspalanie paliw z odpadów komunalnych

1

Piroliza

1

5

Punkty

167

Analizując wyniki tej oceny, należy podkreślić, że w województwie dolnośląskim najwyższe uznanie znalazły propozycje o wysokiej wykonalności technicznej, a dopiero w następnej kolejności rozwiązania innowacyjne, których techniczna wykonalność nie została jeszcze potwierdzona w pełnej skali technicznej.

5. Podsumowanie Analiza potencjalnych możliwości wykorzystania energii z odpadów wykazała, że największy jest potencjał energii zawartej w odpadach komunalnych, a następnie w odchodach zwierzęcych.

W przypadku odpadów komunalnych wykorzystanie tej energii jest możliwe w procesach spalania odpadów zmieszanych, wytwarzania i spalania paliwa z odpadów oraz fermentacji biofrakcji wydzielonej z odpadów zmieszanych lub selektywnie zbieranych bioodpadów.

Odzysk energii z odchodów zwierzęcych jest możliwy poprzez fermentację i spalanie biogazu z odzyskiem energii elektrycznej i cieplnej. Ten kierunek przetwarzania odchodów jest zgodny z polityką ekologiczną Polski.

W przypadku osadów ściekowych znaczny potencjał odzysku energii ma modernizacja oczyszczalni ścieków z otwartymi komorami fermentacyjnymi poprzez przykrycie komór i odbieranie biogazu. Także fermentacja bioodpadów w oczyszczalniach ścieków stanowi jedną z możliwości zwiększenia wydajności produkcji biogazu w tych komorach.

Wymienione rozwiązania odzysku energii z odpadów zostały zgłoszone w ramach procesu innowacji i uzyskały największe poparcie uczestników tego procesu w województwie dolnośląskim.

TYTUŁ PROJEKTU: Strategia rozwoju energetyki na Dolnym Śląsku

168

Część 5 Podręcznik sortowania odpadów dla potrzeb systemów odzysku energii z odpadów Bożena Guziana, Johan Lindmark, Eva Thorin, Olga Belous, Emilia den Boer

Streszczenie Niniejszy podręcznik opisuje systemy sortowania odpadów w celu odzysku z nich energii. Zamiarem autorów podręcznika jest jego wykorzystanie przez organy administracji publicznej i przedsiębiorstwa celem zwiększenia odzysku energii z odpadów. Podręcznik powstał na podstawie badań i doświadczeń niektórych regionów partnerskich oraz informacji dostępnych w literaturze. Rozdział 1 prezentuje podsumowanie najważniejszych kroków w ramach wdrożenia sortowania odpadów, opracowanych głównie na podstawie doświadczeń partnerskiego regionu projektu w Szwecji oraz raportów/literatury przedmiotu. Rozdział 2 zawiera informacje o sortowaniu odpadów pochodzące z literatury, tj. wcześniejszych raportów i artykułów. Następnie przedstawiono opis systemów sortowania i doświadczeń z ich stosowaniem w Szwecji, po czym umieszczono opis bieżącej sytuacji w zakresie sortowania odpadów w zachodniej Litwie. Ostatni rozdział dotyczy mechanicznych systemów sortowania wykorzystywanych w Polsce.

Wszystkie zdjęcia zawarte w niniejszym raporcie zostały wykonane przez jego autorów, o ile nie wskazano inaczej.

1. Wdrożenie sortowania odpadów w celu odzysku energii Najważniejsze kroki dla wdrażania sortowania odpadów domowych w celu przygotowania odpadów do odzysku energii pokazano na rys. 1.1. Zostały tu zawarte istotne kwestie i przykłady, których źródłem są doświadczenia w Szwecji, Polsce i na Litwie oraz raporty/literatura przedmiotu.

169

Planowanie

Studium wykonalności – wytwarzanie odpadów – skład – koszty – opłaty

Zaangażowanie całego personelu

Określenie celów

Wybór systemu

System sortowania – papierowe worki na odpady spożywcze – kolorowe worki z tworzyw sztucznych – pojemniki z czterema komorami

System zbierania

Zakład przekształcania/ przetwarzania

Wymagania w zakresie przestrzeni – sortowanie odpadów u klienta

Informowanie

Wdrożenie

– punkty dostarczania – centrum recyklingu – system regularnego odbierania odpadów z posesji Harmonogram zbierania

Rozważenie lokalnych celów i warunków

Wyraźne cele, na przykład: – produkcja biogazu – odzysk substancji odżywczych – odsetek klientów sortujących odpady – czystość zebranych odpadów spożywczych – stopień zbierania Harmonogram Pojemniki i frakcje Kontakt bezpośredni informacje werbalne

Dobre przykłady wdrożenia systemów domowego sortowania odpadów

Test w ograniczonej skali – technologia – opinia klientów Wysoka niezawodność

Dostępne pojemniki do sortowania – w pobliskich sklepach – zapewniane przez zakład odzysku lub gminę

Ekonomiczne instrumenty motywacyjne – zróżnicowanie opłat

Osiągnięcie celu przez – klientów/ użytkowników – zakład/personel

Osiągnięcia

Wpływy na przykład: – wykorzystanie biogazu – redukcja emisji CO2

Materiały tekstowe Powtarzanie

Ocena

Przekazanie informacji zwrotnych

Rys. 1.1 Proces wdrażania sortowania domowych odpadów w celu wykorzystania energii i istotne kwestie z tym związane

170

2. Sortowanie odpadów dla odzysku energii przedstawione we wcześniejszych badaniach

McDougall i in. (2008) wskazuje na duże znaczenie właściwej organizacji systemu zbierania i sortowania odpadów dla dalszego przetwarzania lub wykorzystania. Z drugiej strony autorzy tej publikacji podkreślają, że dostępne rynki lub potencjał rynkowy dla materiałów uzyskanych w wyniku zbierania i sortowania odpadów również determinują, które systemy zbierania i sortowania są realne. Przedstawiono wnioski i wyniki analiz podjętych we wcześniejszych badaniach dotyczących zbierania i sortowania różnych rodzajów odpadów.

2.1. Stałe odpady komunalne Niektóre badania wykazały, że sortowanie odpadów w gospodarstwach domowych na kilka różnych kategorii jest możliwe przy bardzo wysokiej, ponad 95% skuteczności (McDougall i in., 2008). Niemniej efektywność sortowania zależy od motywacji ludzi, a McDougall i in. (2008) powołuje się na badania przeprowadzone w Ameryce Północnej i Wielkiej Brytanii w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku, w których ochotnicy uczestniczyli w sortowaniu odpadów domowych, a efektywność sortowania wahała się pomiędzy 60 a 90%. Według tych badań poziom wygody, częstość wywozu, niezawodność wywozu, rodzaj zabudowy mieszkaniowej i poziom świadomości środowiskowej to czynniki mające wpływ na liczbę osób sortujących i skuteczność sortowania. Badania wykazały, że liczba osób sortujących jest zazwyczaj mniejsza pośród mieszkańców wielorodzinnych bloków mieszkaniowych niż wśród mieszkańców domków jednorodzinnych. Wykazano też, że niezawodność wywozu odpadów jest ważnym czynnikiem kształtującym liczbę osób sortujących. Dahlén i Lagerkvist (2010) przeprowadzili badania systemów zbierania odpadów oraz czynników decydujących o wynikach programów recyklingu i wyciągnęli wnioski, że ocena programów zbierania i recyklingu zawsze w jakimś stopniu zależy od miejsca ich prowadzenia.

W ramach przeglądu literatury wyodrębnili oni 43 czynniki, które mają wpływ na wyniki programów recyklingu, ale wskazują dziewięć czynników o szczególnej wadze: rodzaj systemu zbierania odpadów, ilość i rodzaj materiałów zbieranych selektywnie, programy obowiązkowe lub dobrowolne, wykorzystanie ekonomicznych instrumentów motywacyjnych, strategie informacyjne, struktura zabudowy mieszkaniowej, różnice socjalno-ekonomiczne (wykształcenie, dochód itp.), prywatne kompostowanie przydomowe, dostępność alternatywnych miejsc zbierania odpadów.

• • • • • • • • •

Ponadto wskazują oni na wagę wiarygodnych danych dotyczących wytwarzania odpadów i ich składu dla opracowywania strategii gospodarowania odpadami oraz na brak międzynarodowych standardów.

171

Tabela 2.1 P rzykłady czynników mających wpływ na wyniki programów selektywnego zbierania w systemach odbierania odpadów z nieruchomości (Dahlén, 2008) Czynniki kontrolowane przez lokalne/regionalne straCzynniki kontrolowane przez tegie gospodarowania odpadami krajowe strategie gospodarowania odpadami Koszty operacyjne na akceptowanym poziomie Cele gospodarki odpadami Rozwiązania techniczne sprzętu i pojazdów do odbierania odpadów Rodzaje odpadów zbieranych selektywnie Obowiązkowe i dobrowolne programy recyklingu Rodzaje opłat za zbieranie odpadów; pieniężne instrumenty motywacyjne Strategie informacyjne i jasność instrukcji w zakresie sortowania Programy edukacyjne (np. programy szkolne, w mediach) Dostarczenie domowego sprzętu do sortowania (np. kosze pod zlewem), jeśli tak, to rodzaj sprzętu Zachęcanie do prywatnego kompostowania (np. zapewnienie sprzętu do prowadzenia kompostowania i/lub instrukcji)

Poziom i rodzaj finansowania – zaakceptowany i legalny Ustawodawstwo (np. odpowiedzialność wytwórcy) Krajowe ekonomiczne instrumenty motywacyjne (np. opłaty za składowanie odpadów) Poziom publicznej edukacji i świadomości na temat odpadów

Rodzaje odpadów zbieranych blisko nieruchomości (zbieranie odpadów z posesji) – dogodność i prostota harmonogramów zbierania – rodzaje pojemników i/lub worków – własność pojemników i odpowiedzialność za ich utrzymanie w czystości Rodzaje odpadów zbieranych w ramach systemów dostarczania – dogodna lokalizacja punktów zbierania (naturalna przy trasach, odległości od domów) – funkcja i atrakcyjność punktu zbierania Korzystanie z kuchennych rozdrabniarek odpadów Dostępność alternatywnych miejsc usuwania odpadów (np. centrów recyklingu) Zarządzanie systemami zbierania (np. koordynacja w regionie, własność operatora)

Czynniki, które mają wpływ na zachowania gospodarstw domowych w zakresie recyklingu, można pogrupować w różny sposób, na przykład można je podzielić na cztery grupy teoretyczne: społeczno-psychologiczne, techniczno-organizacyjne, indywidualne socjalno-ekonomiczne i specyficzne dla danego programu (Miafodzyeva i Brandt, 2011).

Dahlén (2008) pogrupował te zmienne na trzy kategorie: czynniki kształtowane przez lokalne/regionalne strategie gospodarowania odpadami, czynniki kształtowane przez krajowe strategie gospodarowania odpadami i czynniki niezwiązane z żadnymi strategiami 172

gospodarowania odpadami. Czynniki, które można kontrolować w ramach gospodarki odpadami, wzbudzają szczególne zainteresowanie. Czynniki te przedstawia tabela 2.1.

Stopa produkcji i konsumpcji, ekonomia gospodarstw domowych, struktura zabudowy mieszkaniowej, cykl życia rodziny i inne różnice kulturalne oraz socjalno-ekonomiczne to przykłady czynników poza kontrolą strategii gospodarowania odpadami.

2.2. Zbieranie i odbieranie odpadów domowych Wyróżnić można dwie główne metody zbierania odpadów domowych: system dostarczania i system odbierania z nieruchomości (McDoguall i in., 2008; Dahlén, 2008). Pierwszą metodę można następnie podzielić na różne kategorie w zależności od odległości od domu do punktu zbierania (McDougall i in., 2008).

Centra recyklingu (na przykład recyklingu szkła) to jeden z przykładów systemu dostarczania odpadów. Gęstość rozmieszenia centrów wpływa na ilość zebranych odpadów i koszty obsługi systemu zbierania odpadów. Według McDougall i in. (2008) niewiele wiadomo o optymalnej gęstości centrów.

Zbieranie i odbieranie odpadów z prywatnych domów można zorganizować na kilka sposobów, na przykład z użyciem pojemników na różne posortowane frakcje odbierane przez samochód posiadający kilka komór na różne odpady lub wywożenie poszczególnych materiałów w różnych terminach. Ponadto materiały posortowane u źródła można zbierać oddzielnie lub w postaci zmieszanej. Zmieszane materiały można posortować ręcznie lub mechanicznie w zakładach odzysku surowców z materiałów zebranych selektywnie lub w pojeździe do odbierania odpadów przez jego operatora. Czasami stosuje się technikę sortowania optycznego kolorowych worków do zbierania określonych rodzajów materiałów w jednym pojemniku (Dahlén, 2008; McDougall i in., 2008).

Analiza wyników wybranych badań dotyczących odpadów domowych w Szwecji (Avfall Sverige, 2011a) pokazuje, że system zbierania ma istotne znaczenie dla ilości i składu odpadów, osiąganego poziomu selektywnego zbierania u źródła i skuteczności selektywnego zbierania bioodpadów: ilość odpadów organicznych i odpadów resztkowych (pozostałych zmieszanych po zbieraniu selektywnym) w budynkach jednorodzinnych jest niższa w systemie zbierania wykorzystującym pojemniki z czterema komorami niż w systemie zbierania wykorzystującym oddzielne pojemniki, ilość opakowań i papieru1 (w kg na gospodarstwo domowe na tydzień) w odpadach resztkowych z budynków jednorodzinnych jest niższa w systemie zbierania wykorzystującym pojemniki do segregowania z czterema komorami niż w systemie zbierania wykorzystującym osobne pojemniki, w systemach z odrębnymi pojemnikami czystość odpadów spożywczych jest trochę większa w tych gminach, w których stosuje się worki papierowe niż w tych, w których stosuje się worki z biodegradowalnych tworzyw sztucznych, w domkach jednorodzinnych wskaźnik segregacji u źródła odpadów spożywczych jest wyższy w systemach wykorzystującym pojemniki z czterema komorami niż w systemach wykorzystujących osobne pojemniki na odpady spożywcze.

• • • •

1| „Surowce wtórne” patrz w 3.1. Większa odpowiedzialność wytwórcy

173

Zbieranie bioodpadów Bioodpady można zbierać w pojemnikach, workach z tworzyw sztucznych, workach papierowych z biodegradowalną izolacją przeciwwilgociową lub w biodegradowalnych workach polimerowych. Korzyść ze stosowania worków papierowych polega na tym, że umożliwiają one odparowanie części wody, a przez to redukuje się nieprzyjemne zapachy. Podczas zbierania selektywnego bioodpadów należy liczyć się z ryzykiem pojawienia się odcieku z odpadów w samochodzie do ich odbierania i transportu. Ponadto harmonogram odbierania odpadów jest również istotnym parametrem organizacji systemów gospodarki odpadami. Często potrzebny jest alternatywny harmonogram zbierania, jeśli zbierane są więcej niż trzy frakcje. (McDougall i in., 2008) W Szwecji przeprowadzono niedawno badania dotyczące różnych technik zbierania odpadów spożywczych, badania te koncentrowały się na kwestiach technicznych (Henriksson, 2010). Ich wyniki pokazały, że istnieje kilka rozwiązań technicznych zbierania i wykorzystania odpadów spożywczych, ale żaden nie zapewnia optymalnego rozwiązania dla całego łańcucha logistycznego. W tabeli 2.2 zawarto podsumowanie różnych rozwiązań i problemów zidentyfikowanych przez Henrikssona (2010).

Stosuje się kilka rodzajów pojazdów do odbierania i transportu odpadów. Korozja i wycieki to dwa podstawowe problemy dotykające pojazdy do odbierania odpadów spożywczych. W zakładach przetwarzających odpady worki z tworzyw sztucznych, w tym również biodegradowalnych, powodują zatykanie różnych urządzeń, takich jak: pompy, kraty i rolki. W zakładach tych stwierdzono również problemy z korozją. Na bieżąco trwają prace nad: −− jakością worków papierowych, aby można było je stosować w systemach podciśnieniowego odbioru odpadów, −− systemami odbierania odpadów spożywczych poprzez system podciśnieniowy bezpośrednio z każdego mieszkania, −− systemami sortowania, −− rozdrabniaczami połączonymi z separatorami.

Wyniki badania wskazują, że worki, pojemniki i urządzenia sortujące do zbierania odpadów spożywczych wymagają dalszych prac rozwojowych. (Henriksson, 2010)

174

Tabela 2.2 Rozwiązania zbierania odpadów spożywczych i problemy zidentyfikowane w Szwecji (Henriksson, 2010) Miejsce zbierania

Rozwiązanie Najczęstsze zaznaczono pogrubioną czcionką Worki papierowe

Gospodarstwa domowe

Worki z biodegradowalnych tworzyw sztucznych Worki z tworzyw sztucznych Rozdrabniacz Pojemnik wentylowany

Zamknięty pojemnik Domki jednorodzinne

Bloki mieszkaniowe

Pojemnik z kilkoma komorami

Problemy Najczęstsze zaznaczono pogrubioną czcionką wytrzymałość, przemoczenie worka, użytkownik wybiera worek z tworzywa sztucznego wytrzymałość, przemoczenie worka, użytkownik wybiera worek z tworzyw sztucznych Brak problemów Nie zgłoszono nieprawidłowe umieszczenie odpadów, pleśń, odpady pokryte lodem, larwy much/muchy, nieprzyjemny zapach, brudny pojemnik nieprawidłowe umieszczenie odpadów, pleśń, odpady pokryte lodem, larwy much/muchy, nieprzyjemny zapach, brudny pojemnik nieprawidłowe umieszczenie odpadów, pleśń, odpady pokryte lodem, larwy much/muchy, nieprzyjemny zapach, brudny pojemnik

Optyczne sortowanie worków z tworzywa sztucznego

nieprawidłowe umieszczenie odpadów, larwy much/muchy, nieprzyjemny zapach, brudny zbiornik

Inne Odrębne pojemniki System podciśnieniowy usuwania odpadów (stacjonarny lub mobilny) Wieszak na worki Optyczne sortowanie Zsyp ze ścianą do segregacji (z tkaniny zwanej Sock Sophia) Zbiornik podziemny

Nie zgłoszono

nieprawidłowe umieszczenie odpadów, pleśń, odpady pokryte lodem, larwy much/ muchy, nieprzyjemny zapach, brudny zbiornik, problemy z odciekiem z odpadów, ciężkie zbiorniki, wymagana duża przestrzeń

Centralne sortownie odpadów domowych Zebrane zmieszane odpady domowe można sortować mechanicznie i ręcznie lub przez połączenie obu tych sposobów. W systemach sortowania mechanicznego wykorzystuje się różne właściwości materiałów, takie jak: rozmiar, kształt, masa, właściwości magnetyczne i barwa (McDougall i in., 2008). Henriksson (2010) wspomina o zainteresowa175

niu opracowaniem linii do sortowania odpadów spożywczych w celu ich oddzielenia od odpadów palnych, ale może to być sprzeczne ze szwedzkimi celami w zakresie ochrony środowiska, według których odpady przeznaczone do biologicznego przetwarzania powinny być segregowane u źródła.

2.3. Odpady przemysłowe Według badań przeprowadzonych przez Avfall Sverige (2009) wiedza na temat odpadów pochodzących z innych źródeł niż gospodarstwa domowe nie jest tak duża jak wiedza o odpadach domowych. Wiadomo jednak, że wiele branż przemysłowych posiada tzw. „czyste” strumienie odpadów, rodzaje odpadów składające się z tylko jednego materiału (na przykład metalu lub papieru), który w większości przypadków można poddać recyklingowi. Niektóre materiały są również spalane, a wśród nich dużą część stanowią odpady tworzyw sztucznych. Wśród źródeł odpadów zmieszanych, które posiadają potencjał wtórnego wykorzystania, wyróżnia się dwa sektory: budownictwo i usługi. Obecnie większość odpadów zmieszanych jest spalana, ale większy udział recyklingu tych materiałów jest możliwy. (Avfall Sverige, 2009) Zmieszane odpady przemysłowe można segregować przy użyciu dźwigu, oddzielając z nich metale i odpady niebezpieczne, a następnie można je rozdrabniać dla uzyskania paliwa zastępczego, stosowanego do odzysku energii w większych elektrowniach. Firma Ekokem eksploatuje taką elektrownię w Kuopio, w Finlandii.

Badania przeprowadzone przez Henrikssona (2010) nad różnymi technikami zbierania odpadów spożywczych dotyczyły również zbierania odpadów spożywczych z restauracji, kuchni, instytucji użyteczności publicznej i ze sklepów. Zróżnicowanie systemów zbierania jest większe dla tych odpadów niż dla domowych odpadów spożywczych. Oprócz systemów opisanych w tabeli 2.2 możliwe jest zbieranie odpadów spożywczych bezpośrednio w pojemniku w systemie wymiennym, w którym pełny pojemnik jest wymieniany na pusty podczas operacji odbierania odpadów. Stosowanie biodegradowalnych worków ma miejsce częściej dla odpadów spożywczych z restauracji i kuchni z obiektów użyteczności publicznej oraz ze sklepów niż dla odpadów z gospodarstw domowych. Problemy zidentyfikowane dla zbierania i odbierania odpadów spożywczych z gospodarstw domowych są również aktualne dla zbierania i odbierania bioodpadów z restauracji i kuchni w instytucjach użyteczności publicznej oraz ze sklepów. Najczęstszym problemem jest to, że odpady są bardzo mokre, pojemniki na odpady są brudne, a odpady są nieprawidłowo umieszczane. Problemem zidentyfikowanym dla sklepów jest trudność w pozbyciu się opakowanych odpadów spożywczych. Zalecane przez kilka gmin jako bardzo dobre rozwiązanie zbierania odpadów spożywczych z restauracji i kuchni instytucji użyteczności publicznej jest wykorzystanie rozdrabniacza połączonego z pojemnikiem na odpady.

3. Przykłady ze Szwecji W Szwecji gminy ponoszą odpowiedzialność za wszystkie odpady wytworzone na ich terenie. Odpowiedzialność za zbieranie odpadów domowych spoczywa na władzach lokalnych i wytwórcach odpadów (zgodnie z definicją w rozporządzeniu w sprawie odpowiedzialności wytwórcy). Gminy posiadają na własność większość obiektów infrastruk176

tury przeznaczonej do przetwarzania odpadów, a sektor prywatny inwestuje głównie w systemy zbierania i w recykling.

Przeprowadzono badania systemów gospodarki odpadami w dwóch gminach w Szwecji, Västerås i Eskilstuna, które szerzej opisano poniżej. Västerås to największa z ośmiu gmin powiatu Västmanland, a Eskilstuna to największa z dziewięciu gmin powiatu Södermanland. W Västerås przedsiębiorstwo gospodarki odpadami jest własnością nie tylko gminy, ale wszystkich gmin powiatu Västmanland, jak również dwóch gmin (Enköping i Heby) spoza powiatu; wszystkie te gminy tworzą „region VafabMiljö”. Gospodarka odpadami w Västerås opisana w niniejszym podręczniku dotyczy wszystkich gmin regionu VafabMiljö. Działania koncentrują się nie tylko na czysto technicznych aspektach segregowania odpadów u źródła, ale również na akceptacji systemu. System segregacji tworzy się na podstawie akceptacji i zrozumienia przez klienta, bez tego system nie może funkcjonować.

W gminach Eskilstuna i Västerås frakcję organiczną komunalnych odpadów stałych segreguje się w gospodarstwach domowych, odpowiednio od 2006 r. i od 1997 r. W gminie Västerås frakcję organiczną wcześniej kompostowano w celu wytworzenia kompostu stosowanego na terenach zieleni publicznej, ale od 2005 r. poddawana jest ona fermentacji. W gminie Eskilstuna wdrożono nowy system segregacji, którego celem jest wytworzenie substratu do produkcji biogazu. Obecnie frakcja organiczna w obu gminach wykorzystywana jest do produkcji biogazu, stosowanego (po uzdatnieniu do biometanu) przez lokalne przedsiębiorstwa transportowe w autobusach, taksówkach i przez właścicieli prywatnych samochodów.

3.1. Szwedzkie przepisy i polityka W Szwecji w ciągu ostatnich 20 lat system gospodarki odpadami znacznie się zmienił dzięki wprowadzeniu nowych przepisów i regulacji zwiększających poziom recyklingu i stopień zrównoważenia gospodarki odpadami. Celem ostatecznym jest odzysk wszystkich strumieni odpadów, ponowne ich użycie i recykling w największym możliwym zakresie, a jedynie odpady, których w żaden sposób nie można już przetworzyć, można umieścić na składowisku odpadów.

Najważniejsze instrumenty prawne, które miały wpływ na rozwój gospodarki odpadami w Szwecji, to rozszerzona odpowiedzialność wytwórcy (EPR), opłata za składowanie odpadów i zakazy składowania niektórych odpadów. Należy wspomnieć, że zmieniły się nie tylko przepisy. W tym czasie wzrosła publiczna świadomość w zakresie ochrony środowiska, a ludzie są lepiej przygotowani, by zmienić swoje zachowania i podjąć wysiłek dla ochrony środowiska.

Rozszerzona odpowiedzialność producenta W 1994 r. weszło w życie szwedzkie rozporządzenie w sprawie odpowiedzialności producentów (SFS 1994: 1235), oparte na zasadzie „zanieczyszczający płaci”, według którego wytwórcy opakowań (z tworzyw sztucznych, metali, szkła i kartonu) oraz papieru/papieru gazetowego ponoszą odpowiedzialność za powstające z tych materiałów odpady poużytkowe i ich recykling. Dla ww. materiałów opakowaniowych i papieru gazetowego, zwanych dalej „surowcami wtórnymi”, stworzono systemy selektywnego zbierania i recyklingu.

177

Odpowiedzialność wytwórcy została rozszerzona na baterie, produkty elektryczne i elektroniczne (np. komputery, urządzenia kuchenne i żarówki), opony, samochody i pewne określone produkty radioaktywne. W celu zorganizowania zbierania i recyklingu materiałów przedsiębiorcy utworzyli organizacje, zajmujące się praktycznym wdrażaniem przepisów: przedsiębiorstwo zajmujące się zbieraniem opakowań i gazet – FTI (Förpacknings- och Tidninginsamlingen) i przedsiębiorstwo zajmujące się zbieraniem i recyklingiem używanych i sortowanych opakowań szklanych, Szwedzkie Przedsiębiorstwo Recyklingu Szkła (Svensk GlasÅtervinning AB). Zgodnie z tymi samymi przepisami klient zobowiązany jest przez prawo do segregacji własnych odpadów i pozostawienia ich w dostępnych miejscach zbierania. Przepisy EPR zobowiązują wytwórców produktów do osiągnięcia ustawowych poziomów recyklingu.

Opłata za składowanie odpadów Opłatę za składowanie odpadów wprowadzono w 2000 r. w wysokości 250 SEK (około 27 €) za tonę. W 2002 r. stawka opłaty wzrosła do 288 SEK, w 2003 do 370 SEK (około 40 €). Obecna stawka wynosi 435 SEK za tonę. Według danych szwedzkiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) opłata ta miała znaczący wpływ na wzrost recyklingu i redukcję składowania odpadów (EPA, 2011).

Zakazy składowania niektórych odpadów Zgodnie z zakazem składowania odpadów palnych z 2002 r. wszystkie materiały palne należy wyodrębnić z odpadów. W 2005 r. zakaz składowania odpadów rozszerzono na odpady organiczne (SFS2001:512). Zakaz ten doprowadził do rozwoju różnych sposobów przetwarzania odpadów palnych i organicznych, takich jak: spalanie, kompostowanie i fermentacja.

Odpady spożywcze Zgodnie ze szwedzkimi celami w zakresie ochrony środowiska do 2010 r. należało zapewnić biologiczne przetwarzanie 35% wszystkich odpadów spożywczych. Systemy zbierania odpadów spożywczych stosowane są w więcej niż połowie spośród 290 gmin w Szwecji. 60 gmin planuje ich wdrożenie. W 2009 r. w Szwecji ok. 21% odpadów spożywczych z gospodarstw domowych, restauracji i sklepów odzyskano poprzez przetwarzanie biologiczne. Dla powiatu Västmanland poziom ten wynosił 60% (BiogasÖst, 2011).

3.2. Systemy zbierania W Szwecji dobrze rozwinięte są systemy dostarczania odpadów i systemy zbierania blisko nieruchomości (rys. 3.2).

System dostarczania obejmuje dwa podsystemy: punkty zbierania (rys. 3.3), do których gospodarstwa domowe przywożą posegregowane surowce wtórne i centra recyklingu (rys. 3.4), które, w przeciwieństwie do punktów zbierania, przyjmują również odpady wielkogabarytowe, odpady ogrodowe, zużyty sprzęt elektroniczny i odpady niebezpieczne. Informacje o punktach zbierania w różnych gminach w Szwecji znajdują się na stronie internetowej przedsiębiorstwa zajmującego się zbieraniem opakowań i gazet FTI (2011). W Szwecji znajduje się ogółem 5800 stacji recyklingu, zlokalizowanych w miejscach publicznych, zazwyczaj przy sklepach, stacjach benzynowych i terenach mieszkalnych (FTI, 2011).

178

Zbieranie blisko nieruchomości (na terenie posesji) dotyczy domków jednorodzinnych oraz bloków mieszkalnych. W tym ostatnim przypadku zbieranie może odbywać się wewnątrz i na zewnątrz (rys. 3.5).

Zbieranie odpadów domowych Szwecja

System zbierania blisko domu

System dostarczania

Centrum recyklingu

Punkty zbierania

(Odpady wielkogabarytowe, ogrodowe, elektroniczne, niebezpieczne)

(Surowce wtórne) 5800

650

Odpowiedzialność wytwórcy

Domki jednorodzinne

Bloki mieszkaniowe

Na zewnątrz

Wewnątrz

Odpowiedzialność gminy

Rys 3.2 System zbierania odpadów domowych w Szwecji

179

...

...

...Dziękujemy za recykling!

Rys 3.3 Zdjęcie pokazuje przykład punktu zbierania umieszczonego na parkingu na Uniwersytecie Mälardalen

180

Rys. 3.4. Schemat centrum recyklingu w gminie Uppsala

Silnie zróżnicowane są systemy zbierania surowców wtórnych. Systemy zbierania w blokach mieszkalnych obejmują nie tylko odpady spożywcze (w gminach, w których zbiera się je selektywnie) i odpady resztkowe, ale również surowce wtórne oraz lampy i baterie. Zbieranie blisko nieruchomości w domkach jednorodzinnych jest zróżnicowane w gminach, od dwóch frakcji – odpady spożywcze i odpady resztkowe, jak ma to miejsce w regionie VafabMiljö i w Eskilstuna, do wszystkich surowców wtórnych i ośmiu frakcji odpadów ogółem, jak ma to miejsce w południowych gminach Szwecji, w których korzysta się z pojemników do zbierania z czterema komorami (rys. 3.6).

181

a) Zbieranie na zewnątrz. Zdjęcia na górze pokazują pojemniki na odpady resztkowe. Czerwone pojemniki na zdjęciu w prawym rogu poniżej przeznaczone są na baterie i żarówki (lampy).

b) Zbieranie wewnątrz Rys. 3.5 Zbieranie odpadów blisko nieruchomości, przy blokach mieszkalnych, a) na zewnątrz i b) wewnątrz

182

Rys. 3.6 System zbierania czterech frakcji odpadów wykorzystujący pojemniki z czterema komorami. Zdjęcie PWSAB (PWSAB, 2011) wykorzystano za pozwoleniem

Odpady wielkogabarytowe, stanowiące około 30% masy odpadów domowych, najczęściej zbierane są w centrach recyklingu. Około 70% wielkogabarytowych odpadów domowych można wykorzystać jako źródło energii (30% odpady palne, 25% odpady drzewne, 15% odpady ogrodowe). Większość gmin uważa, że centra recyklingu są ekonomiczne i zapewniają dobrą segregację frakcji odpadów. Jednakże kilka gmin posiada również systemy zbierania odpadów wielkogabarytowych z prywatnych domów i głównym argumentem jest lepsza obsługa. Stosowane systemy zbierania odpadów wielkogabarytowych w blokach obejmują pomieszczenia na te odpady, dostarczanie kontenerów w określonych porach lub odbieranie z gospodarstw domowych na życzenie (Avfall Sverige, 2010). Gminy w Szwecji wydają się być zadowolone z segregacji odpadów w centralnych punktach zbierania odpadów wielkogabarytowych. McDougall i in. (2008) nawiązuje do badań, które wskazują, że materiały zbierane selektywnie w domu są mniej zanieczyszczone (1–32%) niż materiały zbierane w systemach dostarczania odpadów do punków zbierania (35–56%).

3.3. Selektywne zbieranie i sortowanie odpadów do spalania Odpady przeznaczone do spalania mogą pochodzić z różnych źródeł.

Szwedzkie przepisy stanowią, że odpady domowe przeznaczone do spalania nie mogą zawierać odpadów niebezpiecznych, baterii, zużytego sprzętu elektrycznego, opakowań, gazet lub metali, które powinny zostać wysortowane przed spalaniem. Zaleca się również wydzielenie odpadów zawierających gips budowlany z odpadów przeznaczonych do spalania. (Avfall Sverige, 2011d) Obecnie, sortowanie jest ukierowane na usunięcie głównie materiałów obojętnych i może obejmować rozdrabnianie, separację magnetyczną i przesiewanie. Dostępne są urządzenia o różnym stopniu automatyzacji, w niektórych zakładach znaczny zakres sortowania wykonywany jest przez personel, pomimo że głównym kierunkiem rozwoju jest zwiększenie stopnia automatyzacji. W powiecie Västmanland spółka Mälarenergi AB wybuduje nowy zakład spalania odpadów, w którym jako paliwo spalane będą różne rodzaje odpadów. Układ technologiczny przygotowania odpadów do spalania będzie obejmował usuwanie materiałów obojętnych. (Ericsson, 2011)

3.4. Zbieranie i sortowanie odpadów u źródła w Västerås Przedsiębiorstwo gospodarki odpadami w Västerås funkcjonuje na poziomie regionalnym. Jest własnością wszystkich gmin powiatu Västmanland (Arboga, Fagersta, Hallstahammar, Kungsör, Köping, Norberg, Sala, Skinnskatteberg, Surahammar and Västerås)

183

oraz gmin Heby and Enköping. W Västerås znajduje się 6 centrów recyklingu i 43 punkty zbierania odpadów do recyklingu.

Zbieranie odpadów w Västerås Tabela 3.1. przedstawia różne opłaty za odbieranie odpadów z budynków jednorodzinnych.

Tabela 3.1. O płaty za odbieranie odpadów od gospodarstwa jednorodzinnego. Przykład opłaty obliczonej jako suma kosztów stałych i zmiennych dla najmniejszego pojemnika opróżnianego co drugi tydzień.

Zakres usługi – standard

Opis

Koszty (€)

Kompostowanie przydomowe

Kompostownik i pojemnik na odpady resztkowe

207

Odpady segregowane u źródła

Pojemnik na odpady organiczne i resztkowe

228

Odpady mieszane

Pojemnik na odpady mieszane

490

Inne stawki opłat w tym regionie przedstawiono w załączniku nr 1. Kompostowanie przydomowe charakteryzują najniższe opłaty, nieco wyższe dotyczą odbierania odpadów zebranych selektywnie, a najwyższe są opłaty za odbieranie zmieszanych odpadów.

Wszystkie odpady domowe, w tym opakowania i gazety, pochodzące z wielorodzinnej zabudowy blokowej zbierane są we wspólnym pomieszczeniu na odpady; opakowania i gazety nie są jednak odbierane z domków jednorodzinnych; ich mieszkańcy muszą je dostarczyć do centrów recyklingu i 43 punktów zbierania. Domy jednorodzinne zazwyczaj posiadają jeden lub dwa pojemniki do zbierania odpadów, w zależności od standardu usługi. Odpady zbierane są do zielonych lub brązowych pojemników na kółkach o pojemności 120–600 l. Zielony pojemnik przeznaczony jest na odpady resztkowe i na niesegregowane odpady mieszane. Pojemnik brązowy, przeznaczony na organiczne odpady domowe, wyposażony jest w kilka otworów wentylacyjnych, których celem jest jak największe wysuszenie materiału przed opróżnieniem pojemnika. Pojemnik opróżniany jest raz w tygodniu lub co dwa tygodnie w zależności od wymagań klienta.

Organiczne odpady domowe zbierane są w małych workach papierowych (rys. 3.7), chronionych przed zawilgoceniem dzięki woskowanej powierzchni, umożliwiającej odparowanie wody. Papierowe worki umożliwiają wysychanie odpadów podczas ich przetrzymania w domu oraz w pojemnikach, co wpływa na zmniejszenie problemów z nieprzyjemnym zapachem, a także na zmniejszenie kosztów transportu oraz problemów z odciekami. Łatwiej też zauważyć nieprawidłowe wrzuty innych materiałów (worki z tworzyw sztucznych wrzucone do pojemnika na papierowe worki) i usunąć te worki ręcznie lub w inny sposób w sortowni.

Standard obsługi obejmujący kompostowanie przydomowe dostępny jest tylko dla klientów posiadających własne kompostowniki, odbiera się od nich jedynie odpady resztkowe. Mieszkańcy użytkujący kompostowniki na odpady organiczne powinni przestrzegać

184

pewnych zasad dla uniknięcia problemów z nieprzyjemnym zapachem, szczurami i innymi szkodnikami.

W standardzie sortowania u źródła występują dwie frakcje odpadów: organiczne i resztkowe. Klienci zamieszkujący domy jednorodzinne posiadają najczęściej dwa pojemniki do zbierania odpadów domowych: jeden (brązowy) na odpady organiczne, a drugi (zielony) na odpady resztkowe.

W standardzie odbierania tylko odpadów zmieszanych wszystkie odpady są zbierane w jednym pojemniku, ale koszty są znacznie wyższe.

Rys. 3.7 Worek papierowy stosowany do zbierania odpadów spożywczych w regionie VafabMiljö.

Napis na worku wskazuje wyraźnie, że jest on przeznaczony na „bioodpady”, które zostaną wykorzystane do produkcji biogazu, nie do kompostowania

W wielu innych gminach worki papierowe na odpady spożywcze nazywane są „workami kompostowymi”.

3.5. Zbieranie odpadów w Eskilstuna Eskilstuna Energy and Environment (EEM) jest przedsiębiorstwem gospodarki odpadami, należącym do gminy Eskilstuna w Södermanland. W Eskilstuna znajduje się jedno centrum recyklingu i 41 punktów zbierania odpadów do recyklingu.

Zbieranie selektywne w Eskilstuna Odpady domowe w tym mieście zbierane są do worków w sześciu różnych kolorach, w tym niektóre służą do zbierania opakowań. Do selektywnego zbierania w Eskilstuna wykorzystuje się zielone worki z tworzyw sztucznych na odpady organiczne, pomarańczowe worki na opakowania z tworzyw sztucznych, żółte worki na opakowania papierowe, szare worki na opakowania metalowe, niebieskie worki na gazety i białe worki (zwykłe reklamówki z supermarketu) na odpady palne. Następnie worki zbierane są w jednym kontenerze, transportowane w samochodzie do odbierania odpadów i sortowane automatycznie (sortowanie optyczne) w centralnej sortowni odpadów Lilla Nyby.

Odpady zbierane są do 190–660 litrowych pojemników na kółkach. Pojemnik opróżnia-

185

ny jest od jednego razu w tygodniu do czterech razy w tygodniu lub co dwa tygodnie, w zależności od wymagań gospodarstwa domowego.

Różne standardy (taryfy), dostępne dla gospodarstw jednorodzinnych w regionie EEM, przedstawiono w tabeli 4.2.

Tabela 4.2. S tandardy (taryfy) odbierania odpadów dla domu jednorodzinnego. Przykład opłaty obliczonej jako suma kosztów stałych i zmiennych dla najmniejszego pojemnika.

Przedziały czasowe odbierania odpadów wynoszą raz w tygodniu dla bioodpadów, co drugi tydzień – dla innych rodzajów zbieranych selektywnie odpadów i odpadów zmieszanych oraz raz na cztery tygodnie dla odpadów zbieranych selektywnie, jeśli stosowany jest kompostownik.

Standard – taryfa Kompostowanie

Opis Kompostownik i pojemnik na odpady zbierane selektywnie

Koszty (€) 209

Odpady zbierane selekywnie u źródła Pojemnik na odpady zbierane selektywnie

360

Odpady mieszane

480*

Pojemnik na odpady mieszane

* cena obejmuje opłatę środowiskową w wysokości 131 €, której nie trzeba płacić, jeśli EEM nie może zapewnić alternatywy dla segregacji u źródła w danej lokalizacji

Standard obejmujący kompostowanie przydomowe dostępny jest dla klientów posiadających własny kompostownik, od których odbiera się tylko odpady resztkowe. W pojemniku na odpady segregowane u źródła odpady umieszcza się w workach o różnych kolorach, które sortowane są optycznie w zakładzie sortowania odpadów. Tak samo jak w Västerås, dla użytkowników kompostowników przydomowych wprowadzono zasady, których należy przestrzegać, by uniknąć problemów z nieprzyjemnym zapachem, szczurami i innymi szkodnikami.

W normalnym standardzie, obejmującym zbieranie selektywne u źródła, klienci potrzebują jedynie pojemnika na odpady sortowane, w których odpady umieszcza się w workach o różnych kolorach, sortowanych optycznie w zakładzie sortowania odpadów.

W standardzie odbierania odpadów mieszanych wszystkie odpady umieszcza się w jednym pojemniku bez segregacji, ale koszty są wyższe. Ze względu na potrzebę stałego rozwoju infrastruktury zbierania i odbierania odpadów nałożona została dodatkowa opłata na gospodarstwa, którym zaoferowano selektywne zbieranie u źródła, jednak one nie skorzystały z tej możliwości.

3.6. Wdrożenie systemu selektywnego zbierania u źródła Akceptacja systemu segregacji przez klientów jest kluczem do jego sukcesu (McDougall i in. 2008). Wiele z systemów segregacji i selektywnego zbierania stosowanych w Szwecji rozwijało się w czasie, zwiększając stopniowo zaangażowanie klientów w przygotowanie czystych frakcji odpadów. System (lub systemy alternatywne) należy testować w niewielkiej skali i badać zarówno ewentualne problemy techniczne, jak i zbierać opinie klientów (Lundkvist, 1997).

186

Opłaty za odbieranie odpadów działają jako ekonomiczne instrumenty motywacyjne dla klientów dla wsparcia segregowania odpadów, gdyż inne systemy zbierania odpadów (w postaci zmieszanej) są droższe. Opłaty za odbieranie odpadów nakładane przez VafabMiljö i EEM składają się z dwóch części: jedna to koszty stałe, które płacą wszystkie gospodarstwa, a druga to koszty zmienne w zależności od wybranego standardu obsługi. System zbudowany jest w ten sposób, że klient ma wolność wyboru indywidualnego rozwiązania zbierania i odbierania odpadów dzięki oferowanym mu różnym standardom, ale koszty są niższe w przypadku segregacji i selektywnego zbierania odpadów. Oferta cenowa wygląda w ten sposób, że klient oszczędza pieniądze dzięki przejęciu odpowiedzialności za segregację odpadów, a przedsiębiorstwo gospodarki odpadami może wpływać na to, który standard klienci wybiorą, poprzez zaoferowanie atrakcyjnych cen. Korzystne może być dostarczenie klientom worków na odpady i włączenie kosztów tych worków do opłaty za odbieranie odpadów, ponieważ konieczność pozyskania tych worków często spotyka się ze sceptycyzmem klientów (EEM, 2011).

Innym ważnym problemem dla klienta są wymagania dotyczące miejsca na pojemniki do zbierania frakcji odpadów w gospodarstwie domowym i niezbędne wyposażenie do tego celu. Aby klientowi ułatwić przejście ze starego do nowego systemu, należy pokazać mu przykłady dobrego wdrożenia systemu zbierania selektywnego u źródła. W Eskilstuna i Västerås materiały informacyjne zawierają ilustracje, jak można rozmieścić różne pojemniki do zbierania odpadów pod zlewem oraz sugestię, że suche odpady, jak opakowania, można przechowywać gdzie indziej (brak problemów higienicznych lub odorów podczas zbierania np. opakowań papierowych lub gazet), jeśli pod zlewem nie ma wystarczająco miejsca. Pojemniki na odpady powinny być łatwo dostępne w okolicznych sklepach lub być dostarczane przez zakład gospodarki odpadami (za dodatkową opłatą lub wliczoną w opłatę za odbieranie odpadów). Problem braku miejsca i pojemników może powodować irytację u klientów. (EEM, 2011) Chociaż Szwecja zajmuje wiodącą pozycję w świecie w gospodarce odpadami (Avfall Sverige, 2011d), ilość odpadów poddanych recyklingowi może jeszcze znacząco wzrosnąć (Ambell, 2010). W szwedzkim procesie innowacji, w ramach projektu REMOWE, niektóre z przedstawionych pomysłów dotyczyły recyklingu i segregacji w domu (Guziana i in., 2011), na przykład projektów pojemników dla małych przestrzeni lub pojemników bardziej przyjaznych dla użytkownika, rys. 3.8. Zaproponowano również różne kolory pojemników dla różnych frakcji surowców wtórnych.

Selektywne zbieranie (bio)odpadów spożywczych Nie został osiągnięty cel, którym było zapewnienie 35% odzysku odpadów spożywczych do 2010 r. System zbierania odpadów spożywczych wdrożono w połowie gmin, 60 innych gmin pracuje nad rozwojem lub wprowadzeniem systemów selektywnego zbierania odpadów spożywczych. Podjęto różne inicjatywy dla zachęcenia pozostałych gmin do zajęcia się problemem odpadów spożywczych. Jedną z nich jest raport przygotowany przez Biogaz Wschód (BiogasÖst), regionalną organizację promującą biogaz w środkowo-wschodniej Szwecji od 2008 r. „Odpady spożywcze stają się biogazem.

Pięć dobrych przykładów” (BiogasÖst, 2011) oraz raport opublikowany przez stowarzyszenie Szwedzka Gospodarka Odpadami (Avfall Sverige) „Pomoc we wprowadzeniu systemu selektywnego zbierania odpadów spożywczych” (Avfall Sverige, 2011a). Drugi 187

z wymienionych raportów zawiera opis możliwych systemów zbierania wraz z opisami technicznymi i przykładami odpowiednich pojazdów do odbierania odpadów, najczęstszych harmonogramów wywozu odpadów, zwiększonych opłat za pojemnik, informacje i inne. Zawiera również przewodnik ze wskazówkami, jakie aspekty gmina musi wziąć pod uwagę podczas wdrażania systemu zbierania odpadów spożywczych. Przewodnik ten opublikowano też osobno jako „Podręcznik wdrożenia systemu selektywnego zbierania odpadów spożywczych” (Avfall Sverige, 2011b). Według podręcznika czynniki zapewniające powodzenie wdrożenia selektywnego zbierania segregowanych u źródła odpadów spożywczych mają głównie „miękki” charakter. Zalicza do nich: planowanie, odpowiednie zasoby ludzkie, informację i monitoring oraz kontrolę, tj. czynniki, które nie są tak naprawdę powiązane z określonym projektem systemu zbierania. Jednym z nasuwających się wniosków jest to, że ważniejszy jest sposób postępowania podczas wdrażania systemu, zarówno jego wprowadzenie, jak i eksploatacja, niż wybór konkretnego systemu.

Rys. 3.8 Podniesienie pokrywy dużego pojemnika do recyklingu i jednoczesne włożenie posegregowanych odpadów do pojemnika może okazać się trudne.

Różne systemy zbierania mają swoje plusy i minusy. Najważniejsze jest, by systemy zostały dobrze zaadaptowane do danej gminy. Według podręcznika należy rozważyć następujące kwestie: wprowadzenie segregacji odpadów spożywczych to przedsięwzięcie, które wymaga planowania. Studium wykonalności powinno odpowiedzieć na pytanie, czy należy wprowadzić selektywne zbieranie odpadów spożywczych w gminie, a jeżeli tak, to dlaczego, ważne jest „zarażenie” entuzjazmem i zaangażowanie całej organizacji najszybciej jak to możliwe, od personelu odpowiedzialnego za zbieranie odpadów, po kierownictwo i decydentów, wybór systemów zbierania powinien uwzględniać cele i lokalne uwarunkowania danej gminy, zbieranie i odbieranie odpadów z domów jednorodzinnych, bloków mieszkaniowych i firm to różne operacje, różnice te należy uwzględnić podczas wyboru i projektowania systemu zbierania,

• • • •

188

• •

jeśli planowane selektywne zbieranie stanowi „projekt dotyczący odpadów spożywczych”, oprócz zbierania odpadów spożywczych, należy jednocześnie rozważyć budowę zakładu przetwarzania, a wstępne przetwarzanie, przetwarzanie i unieszkodliwianie produktów powinny być analizowane równolegle, ważne jest śledzenie rezultatów zbierania i przekazywanie gospodarstwom domowym informacji zwrotnej na temat ich skuteczności.

Podręcznik podkreśla wagę przedstawienia wyraźnego, jasno określonego celu wprowadzenia zbierania odpadów spożywczych. Cel ten powinien odzwierciedlać cele gminy dotyczące zbierania, takie jak: produkcja biogazu, zawrócenie substancji nawozowych do gleby, odsetek gospodarstw i firm, które segregują odpady spożywcze, udział odpadów spożywczych do biologicznego przetwarzania, czystość zebranych odpadów spożywczych, stopień wydzielenia frakcji odpadów w segregujących gospodarstwach i firmach.

• • • • • •

Doświadczenia z Västerås2 Doświadczenia z budowy systemu recyklingu bioodpadów w Västerås sugerują, że najważniejsze na początku są aspekty psychologiczne, zachowanie ludzi i motywacja (Vafab Miljö AB, 2011). Za ważny uznano bezpośredni kontakt z mieszkańcami uczestniczącymi w projekcie i bliska współpraca z nimi. Cel, który zakładał przekazanie 80% gospodarstw informacji werbalnej, wdrożono w czterech etapach: 1) duże zebrania (około 500 gospodarstw domowych zapraszanych w ramach jednej sesji, około 10% osób zaproszonych pojawiło się na zebraniu), 2) szkoły i supermarkety wybierane jako miejsca zebrań, 3) bezpośrednie wizyty w domach, 4) rozmowy telefoniczne.

Koszty informacji drukowanych wyniosły ok. 25–30 SEK na gospodarstwo, a kampanie informacyjne, przy wykorzystaniu poczty, powtarzano kilka razy w ciągu paru lat. Dodatkowo informacje przekazywano dzieciom w wieku szkolnym, ponieważ przez dzieci można łatwiej dotrzeć do rodziców. Broszury wysyłane pocztą i materiały tekstowe są skutecznym sposobem komunikacji z mieszkańcami, ale ważne jest zróżnicowanie informacji i ciągłe podejmowanie nowych kampanii. Informacje zwrotne są ważne dla wzrostu motywacji, np. informacje, jak system działa, ile odpadów zebrano i ile wyprodukowano biogazu. Jako przykład można przekazać informację, że fermentacja odpadów z brązowego worka dostarcza biogazu na przejazd 25 kilometrów przez samochód.

Istnieje potrzeba powtarzania kampanii. Bardzo ważne jest przekazanie solidnych informacji na początku. Harmonogram czasowy jest również ważny, nie może upłynąć zbyt długi czas od wysłania informacji do gospodarstw do zapewnienia mieszkańcom możliwości segregacji odpadów spożywczych. Przykłady informacyjnych materiałów tekstowych w Eskilstuna pokazano na rys. 3.9.

2| Jeśli nie podano innego źródła, ten fragment powstał na podstawie informacji Biogas Öst

189

Powtarzanie informacji jest ważne, by utrzymać jakość i ilość zebranych odpadów spożywczych. Ponadto korzystna jest współpraca z właścicielami nieruchomości, by dotrzeć do jak największej liczby gospodarstw domowych. Istotny jest również łatwy dostęp do worków i innych akcesoriów.

Aby wdrożenie było łatwiejsze, system segregacji u źródła musi być zrozumiały i jednoznaczny dla klienta. Na przykład w Västerås do selektywnego zbierania odpadów organicznych stosuje się papierowe worki jako intuicyjny sposób przekazania, że taki worek jest przeznaczony tylko dla odpadów organicznych i jest przyjazny dla środowiska, oprócz innych korzyści. W Eskilstuna stosuje się worki w różnych kolorach, odpady organiczne zbiera się w zielonych workach. Worki z tworzyw sztucznych są trwałe, ale klienci mogą ich nie kojarzyć jako przyjaznych dla środowiska, należy podkreślać fakt, że worki wykonane są z tworzyw nadających się do recyklingu lub biodegradowalnych. Doświadczenia Västerås pokazują, że wykorzystanie worków papierowych do zbierania odpadów spożywczych jest korzystne z pedagogicznego punktu widzenia.

Jeśli mieszkaniec nauczy się zbierać odpady spożywcze w osobnym worku określonego rodzaju, trudno mu będzie włożyć do takiego worka inne odpady niż spożywcze (VafabMiljö AB, 2011). Fakt ten potwierdzają wyniki wcześniej wspomnianej analizy (Avfall Sverige, 2011 c).

Rys. 3.9 Informacyjne materiały tekstowe na temat systemu segregacji w Eskilstuna. Duży arkusz to przewodnik po tym, które materiały można segregować do jakich worków, a broszura po prawej opisuje system segregacji w sposób podobny do książeczek dla małych dzieci.

Punkty i stacje zbierania sortowanych odpadów Przegląd infrastruktury przestawia tabela 3.3. Istnieją różnice pomiędzy infrastrukturą do recyklingu w Västerås i Eskilstuna. W Västerås jest sześć centrów recyklingu, w Eskilstuna tylko jedno. Liczba stacji recyklingu jest podobna, ale udział stacji recyklingu, które mogą przyjąć wszystkie surowce wtórne, w Västerås wynosi tylko 26%, podczas gdy w Eskilstuna stanowią one 93%.

190

Tabela 3.3 Infrastruktura do recyklingu w Västerås i Eskilstuna Västerås

Eskilstuna

Liczba ludności (2010) (w tys.)

137 207

96 311

Obszar ogółem [km2] Obszar gruntów Obszar jezior

1143 963 180

1257 1104 154

Przedsiębiorstwo gospodarki odpadami

Przedsiębiorstwo regionalne, własność 12 gmin

Własność gminy Eskilstuna

Centra recyklingu (2011)

6

1

43 26 (60%)

41 38 (93%)

Stacje recyklingu – FTI (2011) Ogółem Wraz ze wszystkimi frakcjami surowców wtórnych

4. Przykłady z Litwy Krajowa Strategia Zrównoważonego Rozwoju (National Sustainable Development Strategy, 2007) podkreśla, iż składowanie odpadów domowych na składowiskach odpadów jest konsekwencją obecnego słabego rozwoju systemu gospodarki odpadami domowymi, braku segregacji odpadów i niewystarczającego recyklingu surowców wtórnych (materiałów i artykułów, które po kompletnym pierwotnym użyciu można użyć ponownie w produkcji jako surowiec) i kładzie nacisk na potrzebę udoskonalenia istniejącego systemu gospodarki odpadami domowymi i większej stymulacji mieszkańców do selektywnego zbierania odpadów domowych.

Na Litwie odzysk energii z odpadów wiąże się z wdrożeniem regionalnej strategii systemu gospodarki odpadami. W 1999 r. przyjęto Krajową Strategię Gospodarki Odpadami i opracowano Zasady Gospodarki Odpadami, według których samorządy zobowiązane są do opracowania koniecznych procedur wdrożenia gospodarki odpadami (Seimas of the Republic of Lithuania, 2011). Następujący po tym etap reorganizacji – rozwój podstaw prawnych, organizacyjnych i finansowych gospodarki odpadami był bezpośrednim rezultatem procesu przygotowania do członkowstwa w UE. Inny ważny dokument, Krajowa Strategia Zrównoważonego Rozwoju (National Sustainable Development Strategy, 2007) określa politykę w zakresie gospodarki odpadami domowymi na poziomach lokalnym i regionalnym.

4.1. Litewskie przepisy i polityka Wdrożenie polityki odzysku energii z odpadów znajduje się na etapie początkowym.

Najważniejsze litewskie dokumenty dotyczące krajowej strategii odzysku energii z odpadów obejmują: Krajowy Strategiczny Plan Gospodarki Odpadami 2007-2013 (National Strategic Waste Management Plan 2007–2013, 2007), opracowany na podstawie wymogów prawnych UE, Krajową Strategię Rozwoju Długofalowego i Krajową Strategię Zrównoważonego Rozwoju. Krajowy Strategiczny Plan Gospodarki Odpadami obejmuje ana191

lizę SWOT bieżącej sytuacji w zakresie gospodarki odpadami i określa najważniejsze zadania planu wdrożenia.

Odpady biodegradowalne powinny być przetwarzane zgodnie z następującymi wymogami (w odniesieniu do odpadów ulegających biodegradacji wytwarzanych w 1995 roku): do 2010 r. nie więcej niż 75% wszystkich biodegradowalnych odpadów komunalnych można usuwać na składowiska; do 2013 r. – nie więcej niż 50% wszystkich biodegradowalnych odpadów komunalnych można usuwać na składowiska; do 2020 r. – nie więcej niż 35% wszystkich biodegradowalnych odpadów komunalnych można usuwać na składowiska.

• • •

Nowe przepisy dotyczące określania składu i ilości odpadów biodegradowalnych wraz z metodami i częstotliwością analizy odpadów na regionalnych składowiskach odpadów weszły w życie 31 sierpnia 2011 r. Postawa wobec przetwarzania odpadów uległa zmianie na poziomach krajowym, regionalnym i gminnym, co doprowadziło do rozwoju regionalnego systemu składowisk odpadów. System ten zmusza gminy do organizowania gospodarki odpadami zgodnie z przepisami i planami krajowymi. Na Litwie Zachodniej te cele zostaną osiągnięte poprzez utworzenie 19 punktów zbierania biodegradowalnych odpadów „zielonych” i transport tych odpadów do regionalnych zakładów przetwarzenie w procesie fermentacji lub ich kompostowanie bezpośrednio w danym punkcie. Ponadto planuje się wdrożenie instalacji przetwarzania mechaniczno-biologicznego dla wydzielenia odpadów nadających się do recyklingu i odpadów biodegradowalnych z głównych strumieni odpadów, usuwanych na projektowane regionalne składowiska.

4.2. Segregacja u źródła w regionie zachodniej Litwy Litwa Zachodnia, podobnie jak cały kraj, poszukuje metod minimalizacji składowania odpadów ulegających biodegradacji i surowców wtórnych na składowiskach. Można to osiągnąć poprzez selektywne zbieranie i segregację potencjalnie użytecznych odpadów spośród odpadów domowych usuwanych na składowiska. W omawianym regionie realizowanych jest kilka projektów, których celem jest stymulowanie segregacji odpadów biodegradowalnych.

Regionalne centra gospodarki odpadami, odpowiedzialne za zbieranie, magazynowanie i odzysk wszystkich odpadów (Klaipeda regional waste management center, 2011), rozprowadziły już pewną ilość biokontenerów do kompostowania odpadów ulegających biodegradacji. Regionalne centra gospodarki odpadami w Klaipeda i Siauliai (Siauliai regional waste management center, 2011) wykazały, że u 94% mieszkańców, którym dostarczono pojemniki na bioodpady, nastąpił widoczny spadek ilości zmieszanych odpadów domowych. Z tego powodu, po uzyskaniu pomocy z funduszu UE „Linkage”, centra te mają zamiar rozprowadzić łącznie 48 000 biokontenerów o pojemności 140–240 litrów oraz kompostowników ogrodowych o pojemności 500–800 l.

Mieszkańcy domów jednorodzinnych będą mieli prawo wyboru kompostownika lub biokontenera. Jeśli mieszkańcy zdecydują się kompostować odpady domowe, opłata za odbieranie odpadów resztkowych będzie niższa. Nadal trwają dyskusje nad kosztami, 192

ale im mniejsze ilości odpadów trzeba będzie transportować, tym tańszy będzie cały system.

Zamiast miejscowych organizacji operatorzy systemu biokontenerów będą odpowiedzialni za pobranie opłaty za odbieranie odpadów. Zgodnie ze strategicznym planem gospodarki odpadami, najwyższa dozwolona roczna ilość odpadów biodegradowalnych, które można będzie usunąć na składowisko, będzie wynosić w Klaipeda w 2013 r. ok.

27 500 ton odpadów, a w 2020 r. tylko 19 300 ton. Dzięki kompostowaniu ilość odpadów biodegradowalnych na składowiskach zmniejszy się, a gospodarstwa domowe mogą uzyskać naturalny nawóz.

Ponadto, zgodnie ze strategicznym planem gospodarki odpadami, ilość składowanych surowców wtórnych powinna się również zmniejszyć. Gminy ponoszą odpowiedzialność za funkcjonowanie lokalnego systemu zbierania odpadów i za dystrybucję kontenerów do recyklingu (1 kontener na 600 mieszkańców w dużych miastach, między innymi w Klaipeda i Siauliai), umieszczenie kontenerów do recyklingu w komunalnych punktach zbierania odpadów lub w innych dogodnych, specjalnie przygotowanych miejscach, spełniających wymogi estetyczne i higieniczne.

Inne gminy mają obowiązek zorganizować co najmniej jedno miejsce zbierania surowców wtórnych na 800 mieszkańców w pobliżu komunalnych punktów zbierania odpadów lub innym miejscu dogodnym dla mieszkańców. Gminy (odpowiedzialne za gospodarkę odpadami na poziomie regionalnym), na których terenie znajdują sie domy jednorodzinne, małe osady, ogrody i/lub warsztaty samochodowe (domki letniskowe i warsztaty samochodowe), zobowiązane są do umieszczenia jednego kontenera na odpady do recyklingu obok drogi głównej.

Opracowano plany zorganizowania 23 punktów zbierania odpadów wielkogabarytowych na Litwie Zachodniej, aby osiągnąć cele określone w regionalnym planie gospodarki odpadami. Będą to miejsca zbierania nietypowych odpadów, nieobjętych systemem odbierania odpadów komunalnych, takich jak: zużyte opony, odpady budowlane, papier, różne materiały polimerowe, akumulatory samochodowe, drewno, plastik, szkło, odpady włókiennicze, odpady mieszane obejmujące płytki ceramiczne, odpady domowe (meble, sprzęt itp.). Odpady niebezpieczne, takie jak: akumulatory samochodowe, zużyty olej i filtry, pestycydy, leki i inne będą zbierane i wysyłane do zakładów unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych. Odpady pochodzące od mieszkańców tego regionu będą zbierane bez dodatkowych opłat, ale zbieranie odpadów od firm i różnych instytucji będzie podlegało opłatom, w zależności od rodzaju odpadów. Każde regionalne składowisko odpadów posiada cennik składowania odpadów przemysłowych, niebędących odpadami niebezpiecznymi.

4.3. Sortowanie odpadów do spalania w regionie zachodniej Litwy Republika Litewska rozpoczęła budowę spalarni odpadów znajdującej się w wolnej strefie ekonomicznej w Klaipeda. Budowa spalarni stanowi jedno z zobowiązań Litwy w celu zminimalizowania składowania odpadów biodegradowalnych i pokrycia 23% ogólnego zużycia energii energią z odnawialnych źródeł. W omawianym regionie lokalne centra gospodarki odpadami funkcjonują w ramach ogólnego systemu gospodarki odpadami i stymulują minimalizację składowania materiałów nadających się do recyklingu oraz odpadów biodegradowalnych. Na składowiskach odpadów odpady komunalne będą 193

przetwarzane w instalacjach mechaniczno-biologicznych przed spalaniem i składowaniem.

Opracowano plany budowy zakładu mechanicznego przetwarzania odpadów z regionu Klaipeda. W sortowni odpady zostaną wyładowane do zasobni, przetransportowane przenośnikiem taśmowym, a po separacji elektromagnetycznej elementów żelaznych odpady trafią do wirówki celem oddzielenia gleby, żwiru i innych odpadów. Surowce wtórne – szkło, metale i tworzywa sztuczne – zostaną usunięte ręcznie lub mechanicznie, odpady niebezpieczne będą wydzielone, a wysortowane odpady surowcowe zostaną ostatecznie przetransportowane do firm zajmujących się recyklingiem. Reszta masy odpadowej zostanie osuszona w sortowni, by zmaksymalizować jej wartość opałową przed spalaniem.

Regionalne centra gospodarki odpadami w Siauliai, Telsiai i Tauroge (Taurage regional waste management center, 2011; Telsiai regional waste management center, 2011), które zamierzają przetwarzać odpady komunalne mechanicznie i biologicznie, opracowały strategiczne oceny oddziaływania na środowisko tych planów. Przewidziano biologiczne suszenie odpadów organicznych. Wysuszone odpady będą ponownie sortowane mechanicznie w celu wydzielenia metali i paliwa alternatywnego.

Regionalne centra gospodarki odpadami złożyły wnioski na budowę instalacji gospodarki odpadami do Kierownictwa Projektów Środowiskowych. Pomimo że technologie są różne, przewidywane podstawowe elementy instalacji są podobne: urządzenia potrzebne do separacji i/lub zbierania selektywnego odpadów biodegradowalnych oraz do sortowania odpadów/materiałów. Niektóre złożone wnioski dotyczyły komór fermentacyjnych do wytwarzania biogazu i urządzeń do kompostowania odpadów (Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie analizy składu odpadów biodegradowalnych i komunalnych odpadów stałych innych niż niebezpieczne na regionalnych składowiskach odpadów, 2011).

5. Przykłady z Polski W niniejszym rozdziale przedstawiono przegląd technik sortowania zmieszanych odpadów komunalnych w Polsce. Mechaniczne sortowanie zmieszanych odpadów komunalnych rozwinęło się w Polsce w ostatnich latach ze względu na zbyt małą skuteczność selektywnego zbierania odpadów u źródła (ok. 6,8%, tj. 682 000 ton spośród 10 036 000 ton odpadów komunalnych zbieranych w całym kraju). Z tych względów stosuje się sortowanie mechaniczne, umożliwiające wyższy poziom recyklingu materiałów i odzysku energii. Należy jednak zauważyć, że techniki sortowania mechanicznego nie zapewniają wysokiej jakości surowców wtórnych. Zwłaszcza papier i bioodpady są frakcjami szczególnie podatnymi na zanieczyszczenie. Prawie niemożliwe jest uzyskanie z odpadów zmieszanych kompostu lub odpadu pofermentacyjnego dobrej jakości, który spełniałby rygorystyczne wymagania w zakresie zastosowań w rolnictwie. Dlatego sortowanie mechaniczne należy uznać raczej za system uzupełniający w stosunku do zbierania selektywnego u źródła, stosowany do ostatecznego oczyszczenia oddzielnie zebranych surowców wtórnych lub do rozdzielenia mieszanych suchych surowców wtórnych na frakcje albo do sortowania zmieszanych odpadów różnych tworzyw sztucznych na poszczególne polimery.

194

W 2008 r. w Polsce czynnych było 139 sortowni, spośród których: 74 zakładów do sortowania selektywnie zebranych odpadów komunalnych o wydajności 508 300 ton/rok, 31 sortowni odpadów komunalnych o wydajności 581 700 ton/rok, 34 sortowni odpadów zebranych selektywnie i odpadów zmieszanych o wydajności 1 097 100 ton/rok.

• • •

We Wrocławiu, stolicy Dolnego Śląska, czynna jest sortownia odpadów zmieszanych i zebranych selektywnie o wydajności 210 000 ton/rok odpadów mieszanych i 20 000 ton/rok surowców wtórnych zebranych selektywnie. Ze zmieszanego strumienia odpadów sortownia wydzielała do 8% surowców wtórnych, a pozostałe odpady były usuwane na składowisko odpadów. Niedawno sortownia została zmodernizowana i może dodatkowo wytwarzać paliwo alternatywne (RDF) w ilości 40 000–50 000 ton/rok (ilość ta dotyczy odpadów komunalnych zmieszanych z odpadami przemysłowymi, dokładne ich proporcje nie są znane).

5.1. Technologie sortowania odpadów zmieszanych Do niedawna typowa sortownia odpadów zmieszanych w dużej mierze opierała się na sortowaniu ręcznym i składała się z: rozrywacza worków, systemu transporterów, sita bębnowego lub wibracyjnego, kabiny sortowniczej na platformie, z licznymi stanowiskami do sortowania ręcznego, kontenerów na posortowane surowce wtórne , perforatorów i pras do surowców wtórnych.

• • • • • •

Od 2008 roku w Polsce wdrożono technologię optycznego automatycznego sortowania.

Obecnie działa wiele sortowni wyposażonych w separatory automatyczne przeznaczone do odpadów mieszanych i zbieranych selektywnie. Separatory automatyczne składają się z: czujnika (skanera) z systemem lamp, paneli z dyszami sprężonego powietrza i regulatorami powietrza, z terminalem komputerowym oraz innymi urządzeniami pomocniczymi. Odpady transportowane są do separatora na szybkim przenośniku taśmowym, który zapewnia rozłożenie odpadów w równomiernej, pojedynczej warstwie, co wyklucza nakładanie się na siebie pojedynczych odpadów. Najczęściej stosowane separatory optyczne wykorzystują technologię NIR (bliskiej podczerwieni), technologię VIS (spektrometrii wizualnej) lub technologii rentgenowskiej (analiza gęstości atomowej).

Połączenie tych czujników umożliwia liczne zastosowania do sortowania odpadów komunalnych: Odpady zmieszanych opakowań Pozytywne sortowanie kartonów po napojach, PE, PP, PS, PET, EPS, papieru Sortowanie mieszanych polimerów od innych materiałów

• •

Paliwo alternatywne (RDF) PCV z odpadów mieszanych (sortowanie negatywne) RDF z odpadów komunalnych

• •

195

Sortowanie papieru Makulatura odbarwiona Oddzielenie kartonu, tworzyw sztucznych i opakowań po napojach od mieszanego papieru Oddzielenie papieru barwnego od mieszanej makulatury bezbarwnej

• • •

Recykling tworzyw sztucznych PET/PE Sortowanie PET wg barwy (jasnoniebieski, przezroczysty, kolorowy) Pozytywne sortowanie PET z mieszanych tworzyw sztucznych Wydzielenie PCV ze strumienia PET (sortowanie negatywne)

• • •

Aby wydzielić rożne frakcje odpadów z odpadów mieszanych, np. pojedyncze polimery lub tworzywa o różnych kolorach, należy zainstalować kilka separatorów optycznych.

Rys. 5.1 pokazuje przykładową możliwą konfigurację separatorów optycznych w zakładzie mechaniczno-biologicznego przetwarzania (MBP). W porównaniu z klasyczną sortownią ręczną koszty sortowania są niższe przy zastosowaniu technologii zautomatyzowanej za sprawą znacznie niższego zatrudnienia i kosztów robocizny. Obecnie trwają próby zastosowania sortowania optycznego do wydzielenia frakcji biodegradowalnej z odpadów resztkowych.

Rys. 5.1 Automatyczna sortownia odpadów mieszanych (adaptacja z Rajca 2009)

196

5.2. Charakterystyka frakcji odpadów Ważne jest poznanie charakterystyki odpadów, by móc ocenić ich potencjał odzysku materiałów, w tym recyklingu oraz odzysku energii. W ostatnim czasie przeprowadzono w Polsce różne badania składu odpadów komunalnych, aby sprawdzić ich potencjał odzysku w planowanych nowych zakładach przetwarzania odpadów. W załączniku nr II przedstawiono wyniki dwóch serii analiz: jedna dotyczy dużego miasta – Warszawy, a druga obszarów wiejskich, w tym małych miast i wsi z regionu Ślęza-Oława. Dodatkowo przedstawiono dane dotyczące strumieni odpadów pochodzących z sortowni w zakładzie mechaniczno-biologicznego przetwarzania (MBP).

6. Bibliografia Ambell Ch., Björklund A., Ljungren Söderlund, M. (2010). Potential för ökad materialåtervinning av hushållsavfall och industriavfall (Potencjał w zakresie większego recyklingu materiałów pochodzących z odpadów domowych i przemysłowych), TRITA-INFRA-FMS 2010:4 [w języku szwedzkim].

Avfall Sverige (2011a). Hjälpmedel för introduktion av system för insamling av källsorterat matavfall (Pomoc we wdrożeniu systemu zbiórki posegregowanych odpadów spożywczych), RAPPORT U2011:19 [w języku szwedzkim].

Avfall Sverige (2011b). Guide för införande av system för insamling av källsorterat matavfall (Podręcznik wdrożenia systemu zbiórki posegregowanych odpadów spożywczych) [w języku szwedzkim].

Avfall Sverige (2011c). Nationell kartläggning av plockanalyser av hushållens kärl -och säckavfall. (Krajowa mapa analizy odpadów domowych zbieranych do pojemników i worków.) RAPPORT U2011:04 [w języku szwedzkim].

Avfall Sverige (2011d). http://www.avfallsverige.se/ [last visited 2011/11/21].

Avfall Sverige (2010). Hantering av grovavfall i Sverige (Postępowanie z odpadami wielkogabarytowymi w Szwecji), RAPPORT U2010:05 [w języku szwedzkim].

Avfall Sverige (2009). Inventering av återvinningsbart material i verksamhetsavfall – förstudie (Spis materiałów podlegających recyklingowi w odpadach przemysłowych – badanie pilotażowe), RAPPORT U2009:17 [w języku szwedzkim].

BiogasÖst (2011). Matavfall blir biogas. Fem goda exempel (Odpady spożywcze stają się biogazem. Pięć dobrych przykładów) [w języku szwedzkim].

Dahlén, L. (2008). Waste Collection. Factors and Variations, Doctoral Thesis, 2008:33, Luleå University of Technology.

Dahlén L., Lagerkvist A. (2010). Evaluation of recycling programmes in household waste collection systems, Waste Management & Research, 28: 577–586. den Boer, E., den Boer, J., Jaroszyńska, J., Szpadt, R. (2011). Monitoring of municipal waste generated in the City of Warsaw, Waste Management & Research.

EEM (2011). Personal communication with persons working at Eskilstuna Energi och Miljö.

EPA (2011). Policy instruments for sustainable waste management, http://www.naturvardsverket.se/en/In-English/Start/Products-and-waste/Waste/Objectives-strategies-and-results/Policy-instruments-for-sustainable-waste-management/ [last visited 2011/11/21].

197

Ericsson (2011). Personal communication, Anders Ericsson, Mälarenergi FTI (2011). http://www.ftiab.se [last visited 2011/11/21].

Guziana B., Dahlquist E., Wossmar S. (2011). Västmanland innovation process. List of actions, REMOWE: Report no. A4.2.2.

Henriksson G. (2010). Kartläggning av utvecklingsarbete samt problem vid olika insamlingstekniker för matavfall (Badanie prac rozwojowych i problemów dotyczących różnych technik zbiórki odpadów spożywczych), Project number WR-31 [w języku szwedzkim].

Lundkvist A. (1997), Källsortering av köksavfall i Skultuna – Separat hantering av komposterbar fraktion (Segregacja odpadów kuchennych w Skultuna – Odrębne postępowanie z frakcją podlegającą kompostowaniu), Thesis work, Luleå University of Technology [w języku szwedzkim].

Miafodzyeva S., Brandt N. (2011). A synthesis of research results on a conceptual framework for studying variables and determinants of recycling behaviour among householders. Proceedings from: WASTES: Solution, Treatments and Opportunities. 1st International Conference September 12th –14th 2001, Universidade do Minho, Guimarães, Portugal.

McDougall F. R., White P. R, Franke M., Hindle P. (2008). Integrated Solid Waste Management: a Life Cycle Inventory, John Wiley & Sons, Ltd. PWSAB (2011) http://www.pwsab.se/pwsnordic/index.asp [last visited 2011/11/21].

Rajca, M. (2009). Możliwe poziomy odzysku surowców wtórnych i frakcji stanowiącej paliwo z odpadów. Redukcja strumienia odpadów na przykładzie instalacji MBP. II Ogólnopolska Konferencja Szkoleniowa „Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów komunalnych” TiTech Sp. z o.o., Starachowice-Radom, 06.05.2009 [w języku polskim].

Roczniak (2011). www.roczniak.pl [last visited 2011/11/10].

Seimas of the Republic of Lithuania (2011). Waste management rules in Lithuania, http:// www3.lrs.lt/pls/inter/w2008_home.home [last visited 2011/11/21].

SFS 1994:1235, Förordningen om producentansvar för förpackningar [w języku szwedzkim].

SFS2001:512, Förordning om deponering av avfall [w języku szwedzkim].

Siauliai regional waste management center (2011). http://www.sratc.lt [last visited 2011/11/21].

Sieja, L. (2011). Założenia do mechaniczno-biologicznego przerobu w krajowym planie gospodarki odpadami 2014, Poznań, IV Ogólnopolska Konferencja Szkoleniowa „Mechaniczno-biologiczne przetwarzanie odpadów”, 9–11 maja 2011 r., Poznań [w języku polskim].

Szpadt, R., Sebastian, M., Małysa, H., Maćków, I., Joczyn, A., den Boer, E., Banaszkiewicz, K. (2009). Badania składu frakcyjnego i morfologicznego odpadów komunalnych dla potrzeb przedsięwzięcia „System gospodarki odpadami Ślęza-Oława” Inst. Inż. Ochrony Środowiska, Politechniki Wrocławskiej, Raport 2009.

Taurage regional waste management center (2011). http://www.uabtratc.lt [last visited 2011/11/21].

Telsiai regional waste management center (2011). http://www.tratc.lt [last visited 2011/11/21].

Vafab Miljö AB (2011). Personal communication with persons working at Vafab AB. 198

Załącznik I – Taryfy opłat za różne standardy odbierania odpadów w Västerås 2011 Niniejszy załącznik zawiera podstawowe opłaty za odbieranie odpadów z gospodarstw domowych i przedsiębiorstw. Przedsiębiorstwo gospodarki odpadami świadczy dodatkowo inne usługi za dodatkową opłatą, kiedy nie ma możliwości załadowania odpadów za pomocą urządzeń stanowiących standardowe wyposażenie samochodu i kierowca wykonuje pracę ręcznie.

Tabela I.1. O płaty stałe dla różnych rodzajów gospodarstw domowych i przedsiębiorstw, € na gospodarstwo domowe/przedsiębiorstwo i rok Rodzaj gospodarstwa domowego Gospodarstwo w bloku mieszkalnym

Opłaty stałe (€) 89

Gospodarstwo w domku jednorodzinnym

141

Domek letni

74

Przedsiębiorstwa

77

Przedsiębiorstwa, okres letni

39

Tabela I.2. O płaty zmienne dla gospodarstw domowych/przedsiębiorstw w €/rok, odbieranie co drugi tydzień Abonament

Rodzaj odpadów i wielkość pojemnika

Opłaty (€)

Odpady resztkowe

Kompostowanie domowe

120–140 l

66

160–190 l

82

210–240 l

98

300–400 l

137

600 l

208 Bioodpady

Selektywne zbieranie u źródła

120–140 l

21

190–240 l

30

300–400 l

43

Odpady resztkowe 120–140 l

66

160–190 l

82

210–240 l

98

300–400 l

137

600 l

208

199

Abonament

Rodzaj odpadów i wielkość pojemnika

Opłaty (€)

Odpady niesegregowane

Niesegregowane

120–140 l

349

160–190 l

392

210–240 l

454

300–400 l

615

600 l

902

Tabela I.3. D la innych częstotliwości odbierania odpadów niż wymienione w tabeli I.2 opłaty mnoży się przez wskaźniki wymienione w tej tabeli.

200

Częstotliwość (odbieranie/rok)

Wskaźnik

2

0,2

4

0,28

13

0,54

52

2,06

104

4,13

156

6,44

Załącznik nr II – Charakterystyka frakcji odpadów w Polsce Badania odpadów komunalnych w Warszawie prowadzone są regularnie od lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Monitoring odpadów komunalnych w Warszawie obejmuje analizy odpadów z czterech różnych tras ich odbierania, reprezentujących wszystkie typowe rodzaje zabudowy. Dane dla całego miasta obliczono jako średnią ważoną, z uwzględnieniem liczby mieszkańców w różnych obszarach miejskich. Odpady podzielono na następujące frakcje granulometryczne: <10 mm, 10–40 mm, 40–60 mm, 60–100 mm i >100 mm. Wszystkie frakcje powyżej 40 mm posortowano na 18 kategorii materiałowych (tabela II.3). Frakcję 10–40 mm podzielono na materiały biodegradowalne i nieulegające biodegradacji, nie badano natomiast składu materiałowego frakcji drobnej <10 mm, określając tylko jej udział w odpadach.

W regionie Ślęza–Oława analizy odpadów wykonywano przez cały rok 2008. Celem badań było uzyskanie danych do projektowania przebudowy i rozbudowy zakładu mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów w miejscowości Gać. Istniejąca instalacja mechaniczna zostanie uzupełniona o suchą fermentację metanową odpadów biodegradowalnych.

Granulacja odpadów domowych W tabelach II.1 i II.2 przedstawiono wyniki analizy zawartości ziaren o różnej wielkości (granulometrii) jako wartości średnich ważonych dla Warszawy oraz obszarów miejskich i wiejskich regionu Ślęza-Oława. Zaobserwowano sezonowe różnice zawartości frakcji 40–100 mm i większych niż 100 mm. Wiosną i latem frakcja gruba (>100 mm) stanowi ok. 46% masy odpadów, prawie o 10% więcej niż jesienią i zimą. Sytuacja ta może być spowodowana mniejszą ilością odpadów zielonych i opakowań po napojach w miesiącach zimowych. Ponadto w sezonie grzewczym część frakcji papieru i tworzyw sztucznych najprawdopodobniej jest spalana w piecach węglowych i kominkach. W obszarach, w których występuje indywidualne ogrzewanie, udział frakcji drobnej (<10 mm) jest większy w sezonie grzewczym niż w miesiącach letnich, co może być spowodowane większą ilością popiołu z pieców węglowych i kominków.

W tabelach II.3 i II.4 przedstawiono wyniki badań składu materiałowego odpadów domowych w postaci średnich ważonych dla badanego obszaru. Frakcje większe niż 40 mm podzielono na 18 frakcji materiałowych. Kategoria „inne odpady” obejmuje odpady niewymienione gdzie indziej, np. pieluchy, artykuły higieniczne i odpady niebezpieczne.

Z danych prezentowanych dla Warszawy wynika, że biodegradowalne odpady kuchenne pojawiają się głównie we frakcji 40-60 mm, w której stanowią ok. 45% masy. We frakcji 60–100 mm udział tego materiału jest również wysoki (ok. 26%) . Papier i karton występują głównie we frakcji 40–60 mm i we frakcji grubej (>100 mm). W ciągu całego roku udział papieru i kartonu jest najwyższy w dzielnicach z zabudową wielorodzinną.

201

Tabela II.1 Skład granulometryczny odpadów w Warszawie (den Boer i in. 2011) Frakcja

0–10 10–40

w tym

40–100

biodegr. nie biodegr.

w tym

>100

Ogółem

40–60 60–100

Pora roku

%

%

%

%

%

%

%

%

%

lato

4.1

19.9

14.6

5.3

30.5

8.9

21.6

45.5

100.0

jesień

5.9

22.1

18.5

3.6

34.3

9.6

24.7

37.7

100.0

zima

5.6

24.2

20.8

3.4

35.1

10.5

24.6

35.0

100.0

wiosna

4.3

19.6

16.5

3.1

30.6

11.0

19.6

45.6

100.0

Rok

5.0

21.5

17.7

3.8

32.6

10.0

22.6

40.9

100.0

1

Tabela II.2 Skład granulometryczny odpadów w regionie Ślęza-Oława (Szpadt i in. 2009) Pora roku

>100

60–100

40–60

20–40

10–20

<10

Gminy wiejskie wiosna

16,93

19,33

10,4

24,37

7,26

21,71

lato

26,86

28,44

8,1

14,22

8,35

14,03

jesień

19,34

21,16

12,29

20,71

10,52

15,98

zima

19,34

21,16

12,29

20,71

10,52

15,98

Rok

20,53

22,45

10,73

19,92

8,84

17,53

Miasta wiosna

28,59

17,65

12,38

17,78

6,96

16,64

lato

37,26

26,41

11,11

15,78

5,40

4,04

jesień

26,31

25,35

15,56

20,59

8,57

3,63

zima

24,86

26,01

15,27

18,89

9,57

5,40

Rok

29,25

23,86

13,58

18,26

7,62

7,43

Łączny udział tworzyw sztucznych (zarówno opakowaniowych, jak i nieopakowaniowych) jest najwyższy w odpadach z nowoczesnych dzielnic mieszkaniowych. Dla całego miasta najniższe wartości notuje się w zimie i jesienią, co najprawdopodobniej wynika z mniejszego spożycia napojów pakowanych w butelki z tworzyw sztucznych. Udział szkła opakowaniowego jest wyraźnie najwyższy dla dzielnicy domków jednorodzinnych.

Ogólnie więcej odpadów szklanych wytwarzanych jest wiosną i jesienią.

Inne odpady stanowią ok. 5% masy odpadów wytwarzanych w Warszawie. Największą podkategorią są jednorazowe pieluchy. Średnia roczna ilość mieszanych odpadów do202

mowych wynosi 286 kg na mieszkańca (zawierają one również odpady podobne do domowych z małych sklepów, biur itp.). Ogólna masa odpadów domowych wytworzonych w Warszawie wynosiła 519 209 ton w sezonie 2007/2008. Ponad 40% z nich stanowiła frakcja gruba (>100 mm), którą można łatwo wysortować do recyklingu lub do wytworzenia paliwa alternatywnego (RDF).

Tabela II.3. S kład materiałowy odpadów domowych w Warszawie w 2007/2008 (den Boer i in. 2011) Frakcja, mm:

40–60

60–100

>100

ogółem

biodegradowalne odpady kuchenne

4,5%

5,9%

3,9%

14,3%

odpady zielone

0,3%

0,3%

1,0%

1,7%

papier i karton nieopakowaniowy

1,9%

2,1%

8,0%

12,0%

papier i karton opakowaniowy

0,2%

1,0%

3,8%

5,1%

kompozyty opakowaniowe

0,2%

0,7%

1,7%

2,6%

tworzywa sztuczne nieopakowaniowe

0,2%

0,5%

1,2%

1,9%

tworzywa sztuczne opakowaniowe

0,7%

4,1%

9,5%

14,4%

tekstylia

0,1%

0,7%

2,0%

2,8%

szkło nieopakowaniowe

0,0%

0,1%

0,0%

0,2%

szkło opakowaniowe

0,8%

3,2%

4,8%

8,8%

metale żelazne opakowaniowe

0,1%

0,7%

0,7%

1,5%

aluminium opakowaniowe

0,1%

0,3%

0,2%

0,6%

inne metale

0,1%

0,1%

0,6%

0,8%

odpady mineralne >10 mm

0,1%

0,3%

0,3%

0,8%

drewno i materiały drewnopodobne

0,0%

0,0%

0,1%

0,1%

drewno opakowaniowe

0,0%

0,0%

0,0%

0,0%

odpady budowlane

0,2%

0,4%

0,3%

1,0%

inne odpady

0,3%

1,9%

2,7%

4,9%

0–10 mm

5,0%

10–40 mm: biodegradowalne

17,7%

10–40 mm: niebiodegradowalne

3,8%

Ogółem:

10,0%

22,6%

40,9%

100,0%

203

Tabela II.4. S kład materiałowy odpadów domowych w regionie Ślęza-Oława w 2009 r., % masy (Szpadt i in. 2009) Frakcja, mm

>100

20–40

10–20

<10

Ogółem

Odpady kuchenne i ogrodowe

3,00

5,86

7,32

15,12

31,30

Drewno

0,17

0,09

0,08

0,04

0,38

Papier i karton

3,98

2,09

1,95

0,56

8,58

Tworzywa sztuczne

6,18

3,77

1,25

0,28

11,48

Szkło

2,96

6,58

1,06

0,26

10,86

Tekstylia

3,01

0,6

0,18

0,03

3,82

Metale

0,49

0,9

0,39

0,16

1,94

Odpady niebezpieczne

0,03

0,04

0,04

0,03

0,14

Kompozyty

2,27

1,15

0,51

0,14

4,07

Materiały inertne

1,25

0,32

0,34

1,25

3,16

Inne kategorie

2,57

2,22

0,19

0,46

5,44

Frakcja 10–20 mm

8,05

8,05

Frakcja < 10 mm

10,78

10,78

8,05

10,78

100

Ogółem

25,91

60–100 40–60

23,62

13,31

18,33

Surowce wtórne są selektywnie zbierane w Warszawie, ale na małą skalę. Gruba frakcja odpadów zmieszanych (>100 mm) nadal zawiera wiele rodzajów odpadów nadających się do recyklingu, które obecnie usuwa się na składowiska lub spala się. Średnio na mieszkańca przypada ok. 33 kg papieru i kartonu, 31 kg tworzyw sztucznych, 14 kg szkła, 6 kg tekstyliów i 4 kg metali. Ponadto gospodarstwa domowe w Warszawie wytworzyły średnio 46 kg na mieszkańca rocznie odpadów kuchennych i zielonych we frakcji ponad 40 mm. Biodegradowalne odpady (głównie kuchenne i ogrodowe) we frakcji 10–40 mm stanowią kolejne 51 kg na mieszkańca rocznie. Odpady te można przetwarzać biologicznie.

Przedstawione dane dotyczące obszarów wiejskich wskazują na niższy potencjał odpadów do recyklingu i niższy udział odpadów biodegradowalnych (wynoszący do 52% odpadów ogółem). Zawartość odpadów biodegradowalnych jest najwyższa we frakcji 20–40 mm (86%) i frakcji 40–60 mm (72%), podczas gdy we frakcjach grubych wynosi 37% (10–60 mm) i 36% (>100 mm) masy tych frakcji. Z tego względu frakcje poniżej 60 mm nadają się do przetwarzania biologicznego.

Właściwości fizykochemiczne odpadów domowych Tabela II.5 oraz rys. II.1. przedstawiają wyniki analiz fizykochemicznych odpadów domowych w Warszawie, obejmujące średnie roczne właściwości paliwowe oraz skład elementarny frakcji odpadów. Właściwości paliwowe określa wartość opałowa robocza.

204

Pomimo tego, że ciepło spalania trzech frakcji gruboziarnistych (>40 mm) jest podobne, ich robocze wartości opałowe wykazują istotne różnice.

Rys. II.1 Właściwości fizykochemiczne frakcji granulometrycznych odpadów domowych w Warszawie w latach 2007/2008 Tabela II.5. W łaściwości chemiczne odpadów domowych w Warszawie w latach 2007/2008 (den Boer i in. 2011) S

Zawartość ziaren o różnej wielkości

Cl

%

%

O

Wartość opałowa robocza

N

Ciepło spalania opałowa

C

Zawartość popiołu

H

% s.m.

% s.m.

kJ/kg s.m.

kJ/kg

% % % % % % s.m. s.m. s.m. s.m. s.m. s.m.

31.5

65.8

6,923

2,826

2.3

16.9

1.1

0.2

0.1

13.6 37.6

4.8

10–40 mm 46.3

51.6

10,205

2,107

3.8

23.7

1.5

0.2

0.1

19.2 55.2

21.1

40–60 mm 66.1

31.4

15,583

4,430

5.6

33.1

1.6

0.5

0.2

27.7 54.5

10.2

60–100 mm >100 mm

67.4

30.7

16,810

6,654

5.6

33.3

1.2

0.6

0.1

28.5 46.4

22.7

69.8

27.7

17,488 10,020

6.1

36.6

0.7

0.3

0.1

28.6 30.7

41.1

62.2

35.5

15,133

5.3

31.9

1.1

0.4

0.1

25.8 42.2 100.0

0–10 mm

Ogółem

3

1

Skład elementarny1

Zawartość wody

Właściwości paliwowe Całkowity węgiel organiczny2

Frakcja

6,696

frakcji palnej, strata prażenia w temp. 550°C, średnia ważona; s.m. = sucha masa 2

3

205

Przyczyną tego jest różna wilgotność frakcji, najniższą ma frakcja >100 mm. Jednocześnie frakcja ta zawiera najmniej chloru i siarki; stąd najlepiej nadaje się do odzysku energii.

Minimalna robocza wartość opałowa dla autotermicznego spalania odpadów komunalnych wynosi 5700 kJ/kg. W przypadku odpadów domowych w Warszawie, warunek ten spełniają frakcje grube 60–100 mm i >100 mm oraz cała masa odpadów mieszanych.

Właściwości fizykochemiczne odpadów z regionu Ślęza-Oława badano w odniesieniu do poszczególnych materiałów. Niektóre wyniki zawierają rys. II.2. do II.5. Wilgotność papieru i kartonu (8,4–3,6%), tworzyw sztucznych (0,2–32,5%) i kompozytów (8–21,3%) wydzielonych z odpadów zmieszanych jest podwyższona i silnie zróżnicowana. Wartości te są raczej niekorzystne w kontekście ich przydatności do recyklingu i odzysku energii.

Najwyższą zawartość substancji organicznej (jako strata prażenia) zmierzono dla: tworzyw sztucznych (88,4–99,7% s.m.), papieru (58,85–89,6% s.m.), odpadów biodegradowalnych (są to głównie odpady kuchenne i ogrodowe – 60,6–89,3% s.m.) i kompozytów (20.2–90.6% s.m.). Zawartość substancji organicznej odpadów nieulegających biodegradacji wydzielonych z frakcji 20–40 mm wynosiła 15,5–83,7% s.m., analogiczne dane dla frakcji 10–20 mm stanowiły 53,6–70,9% s.m. Zawartość substancji organicznej w całej frakcji 10–20 mm wynosiła od 55,7 do 72,2% s.m., a we frakcji <10 mm stanowiła od 27,4 do 46,0% s.m. (średnio 38,8% s.m.).

Rys. II.2 Wilgotność różnych frakcji papieru wydzielonego z odpadów zmieszanych,% masy (Szpadt i in. 2009)

206

Rys. II.3 Zawartość masy organicznej w różnych frakcjach papieru wydzielonego z odpadów mieszanych,% s.m. (Szpadt i in. 2009)

Ze względu na wysoką stratę prażenia odpady tworzyw sztucznych, papieru i kompozytówe są bardzo dobrymi surowcami do produkcji paliwa alternatywnego. Jednakże wysoka wilgotność może znacząco obniżyć ich rzeczywistą wartość opałową. Odpady kuchenne i ogrodowe nadają się do przetwarzania biologicznego, ale po wysuszeniu mogą być również cennym składnikiem paliwa alternatywnego (jako biomasa – źródło energii odnawialnej).

Rys. II.4. Wilgotność różnych frakcji odpadów biodegradowalnych wydzielonych z odpadów mieszanych,% masy (Szpadt i in. 2009)

207

Rys. II.5 Zawartość masy organicznej w różnych frakcjach odpadów biodegradowalnych wydzielonych z odpadów mieszanych,% s.m. (Szpadt i in. 2009)

Charakterystyka strumieni odpadów wydzielonych w części mechanicznej instalacji MBP Rys. II.6 przedstawia skład materiałowy frakcji granulometrycznych wydzielonych z odpadów w mechanicznej części zakładu MBP. Dane wyraźnie pokazują wysoką zawartość bioodpadów (odpadów kuchennych i ogrodowych) we frakcji 25–80 mm, dochodzącą do ok. 50% masy tej frakcji.

Tabela II.6 zawiera zestawienie właściwości fizykochemicznych trzech frakcji wydzielonych w sortowni. Zawartość wilgoci we wszystkich frakcjach odpadów jest znacznie niższa niż w odpadach z Warszawy. Wskutek tego wartość opałowa frakcji grubej jest również wyższa niż w przypadku odpadów z Warszawy. Zawartość biomasy jest bardzo wysoka we frakcji grubej, znacznie wyższa niż we frakcji średniej, co jest raczej nietypowe. Jednakże zawartości materiałów wchodzących w jej skład są inne niż we frakcji średniej. We frakcji grubej wyraźnie dominuje papier, a bioodpady stanowią drugi w kolejności komponent, następnie tkaniny (50% naturalnych włókien) i kompozyty (40% papieru).

208

Rys. II.6 Skład frakcji wydzielonych w sortowni MBP,% masy frakcji (Sieja, 2011) Tabela II.6. Parametry frakcji odpadów z sortowni – średnie roczne (Sieja, 2011) Parametr

Frakcja < 25 mm

Frakcja 25–80 mm

Frakcja >80 mm

Wilgotność,%

30.76

40.98

28.84

Substancja organiczna (strata prażenia),% s.m.

28.08

59.91

81.21

Ciepło spalania, MJ/kg s.m.

5.74

10.74

18.82

Wartość opałowa robocza, MJ/kg

3.25

5.45

12.42

Węgiel organiczny,% s.m.

9.30

22.80

28.50

Zawartość biomasy,% s.m.

19.86

48.50

56.75

209

Część 6 Regionalny model zrównoważonej produkcji biogazu

Studium przypadku: północna Savonia, Finlandia Tuomas Huopana, Harri Niska, Ari Jääskeläinen, Jaan Lõõnik, Emilia den Boer, Hang Song i Eva Thorin

1. Tło Niniejszy raport przedstawia wyniki modelowania przeprowadzonego w ramach pakietu roboczego WP5 projektu REMOWE (Model zrównoważonej regionalnej produkcji energii z odpadów). Głównym celem było opracowanie ramowych warunków modelowania z wykorzystaniem systemów GIS, zrównoważonej produkcji energii z odpadów, bazując na fińskim regionie północnej Savonii jako regionie modelowym. Opracowano narzędzie modelowania regionalnego, który umożliwia partnerom, planistom i władzom regionalnym oraz przemysłowi wykonywanie własnych analiz, które stanowić będą wsparcie dla lokalnej i regionalnej gospodarki przestrzennej oraz związanych z nią procesów decyzyjnych w zakresie wytwarzania energii z odpadów w danym regionie. Początkowo zamierzano włączyć do modelowania zarówno wytwarzanie biogazu, jak i paliw wtórnych (REF), jednak, ze względu na obecną sytuację regionów partnerskich, skoncentrowano się ostatecznie na modelowaniu produkcji biogazu. Okazało się, iż przeprowadzone zostały liczne analizy cyklu życia (LCA) dla spalania odpadów, co stanowi wsparcie dla realizowanych projektów spalarni w regionach [1]. Niniejszy raport obejmuje wyniki regionalnego modelowania skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej oraz produkcji paliwa napędowego z biogazu (O5.3.3, O5.3.6). Raport zawiera zalecenia dotyczące rozwiązania problemu „wąskich gardeł” oraz brakujących ogniw w regionalnej produkcji paliwa napędowego oraz skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej z biogazu (O5.4.3). Przedstawiono także zalecenia dotyczące regionalnych polityk i strategii (O5.4.4), jak również wnioski dla innych krajów regionu Morza Bałtyckiego (O5.6.1).

2. Wstęp Komisja Europejska otworzyła rynki dla rozwoju systemów odzysku energii z odpadów, które mogą wpłynąć na wzrost wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych (OŹE), zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych w odniesieniu do roku 1990 i poprawić efektywność gospodarki odpadami. Naukowcy prognozują, że Unia Europejska powinna drastycznie zwiększyć produkcję energii z własnych źródeł i zmniejszyć zależność od paliw kopalnych, co stało się głównym punktem wyjścia do nowych regulacji. Dyrektywa 2009/28/EC zawiera wytyczne dla wzrostu produkcji energii z OŹE w sposób zrów210

noważony, tj. zmniejszający emisje gazów cieplarnianych. Biopaliwa, w tym biometan, są wtedy uważane za zrównoważone, gdy w całym łańcuchu ich produkcji nastąpi zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych o więcej niż 60% do roku 2017 [2]. Jeśli bilans energetyczny całego łańcucha produkcyjnego jest dodatni, można zakładać, że produkcja energii ma potencjał dla redukcji emisji gazów cieplarnianych, co wskazuje na jej zrównoważony charakter.

Zgodnie z dyrektywą 2009/28/EC zrównoważona produkcja biopaliwa może być subsydiowana. Dyrektywa ramowa w sprawie odpadów (2008/98/EC) zawiera ogólne wytyczne dotyczące organizacji systemów gospodarki odpadami przez państwa członkowskie UE. Przykładowo, składowanie odpadów komunalnych ulegających biodegradacji ma być zmniejszone do roku 2016 do 35% masy tych odpadów wytwarzanych w 1995 roku (dyrektywa 1999/31/EC). W praktyce wykorzystanie energii odpadów ulegających biodegradacji oznacza rozwój technologii i systemów wytwarzania biogazu, biorących pod uwagę regulacje dla pozostałości po fermentacji pozostałości roślinnych (86/278/EEC).

Spodziewany jest znaczny wzrost odzysku energii z odpadów ulegających biodegradacji dla spełnienia wymagań prawa gospodarki odpadami. Fińska strategia ochrony środowiska zakłada, iż do roku 2016 połowa stałych odpadów komunalnych będzie poddawana recyklingowi, a 30% tych odpadów będzie wykorzystanych do produkcji energii [3]. Pozostałe 20% stałych odpadów komunalnych będzie składowanych. Według prawa obowiązującego w Finlandii, począwszy od roku 2016, odpady, w których zawartość ogólnego węgla organicznego (OWO) wynosi ponad 10% ich całkowitej masy, nie będą mogły być deponowane na składowiskach [2]. Co więcej, z dniem 1 stycznia 2013 roku opłata za składowanie odpadów wzrośnie z 40 do 50 €/t, co już zmusza podmioty do szukania efektywnych ekonomicznie i przyjaznych dla środowiska rozwiązań produkcji energii z odpadów biodegradowalnych [5].

Szacuje się, że energia wyprodukowana z biogazu może zaspokoić 6,6% całkowitego zużycia energii Finlandii [6]. Maksymalny potencjał energetyczny odpadów biodegradowalnych oszacowano na 25 TWh przy założeniu, że energia będzie pozyskiwana z biomasy roślinnej, odchodów zwierzęcych, stałych odpadów komunalnych oraz osadów ściekowych. Potencjał energetyczny biomasy roślinnej stanowi 82% całkowitego potencjału energetycznego. Pozostałe składowe całego potencjału energetycznego odpadów biodegradowalnych obejmują odchody zwierzęce (10%), stałe odpady komunalne (7,6%) oraz osady ściekowe (0,4%). Te dane pokazują, iż odpady biodegradowalne pochodzą głównie z gospodarstw rolnych, które w Finlandii są często rozrzucone na dużych obszarach wewnątrz regionów. Z drugiej strony potencjał energetyczny stałych odpadów komunalnych, osadów ściekowych oraz odchodów zwierzęcych wynosi około 1,2 % całkowitego zapotrzebowania na energię Finlandii. W związku z tymi danymi nasuwa się pytanie o sposób, w jaki substancje biodegradowalne mogłyby zostać wykorzystywane do produkcji biogazu oraz o ewentualne lokalizacje biogazowni. Według jednego z wniosków, wysuniętego również przez Jussi Tuomisto [6], pytanie o zasadniczym znaczeniu dotyczy relacji między lokalizacją biogazowni a dostępnością substratów i dostawą energii do odbiorców końcowych. W Finlandii biogaz był wytwarzany dotychczas głównie na składowiskach. W 2009 roku z biogazu wytworzono łącznie 378,3 GWh ciepła oraz 58,1 211

GWh energii elektrycznej [8]. Niniejsze opracowanie pokazuje, że potencjał energetyczny odpadów ulegających biodegradacji w północnej Savonii wynosi 238 GWh/rok.

W tym opracowaniu przedstawiono regionalny model (rozdział 3), który może być użyty do określenia zrównoważonej wielkości produkcji paliwa napędowego, lokalizacji zakładu, potencjalnych substratów, jak również efektywności ekonomicznej, energetycznej oraz środowiskowej biogazowni. Głównymi substratami uwzględnionymi w niniejszym opracowaniu są odchody zwierzęce, odpadowa kiszonka traw, bioodpady oraz osady.

Dane pochodzą z regionu północnej Savonii (rozdział 4) i stanowią punkt wyjścia do obliczeń modelowych różnych regionalnych scenariuszy produkcji biogazu (rozdział 5).

Model został także użyty do oszacowania opłaty za przyjęcie odpadów biodegradowalnych do instalacji wytwarzania energii elektrycznej (rozdział 6.1) oraz paliwa napędowego (rozdział 6.2) z biogazu w różnych scenariuszach. Potencjalne lokalizacje, skład mieszaniny substratów oraz charakterystyczne parametry biogazowni zostały określone dla tzw. realistycznej (akceptowalnej) opłaty za przyjęcie odpadów.

Istniejące ciepłownie zostały przyjęte jako potencjalne lokalizacje biogazowni, gdyż one sprzedają ciepło do sieci ciepłowniczych, co ma istotne znaczenie dla bilansu energetycznego biogazowni. Na koniec przedstawiono wnioski z północnej Savonii jako regionu modelowego oraz ogólne wnioski dotyczące modelowania regionalnego mające znaczenie i zastosowanie do innych regionów Morza Bałtyckiego (rozdział 7).

Rys. 1. Opłaty za przyjęcie odpadów ma składowiska (bez opłaty ekologicznej za składowanie oraz podatku VAT) [9]

Wytwórcy odpadów muszą płacić opłatę za przyjęcie ich odpadów do zakładów przetwarzania odpadów, co zapewnia ekonomiczną opłacalność gospodarki odpadami. Przykładowo opłata za przyjęcie odpadów komunalnych na składowiska zmienia się w szerokim 212

zakresie w Europie (rys. 1). W północnej Savonii celem jest wydzielenie frakcji odpadów ulegających biodegradacji z odpadów komunalnych zmieszanych poprzez zwiększenie skuteczności selektywnego zbierania. Opłaty za przyjęcie odpadów ulegających biodegradacji we wsch. Finlandii stały się krytyczne dla efektywności ekonomicznej zakładów.

Przykładowo firma biogazowa Bio10 Oy uzyskuje ok. 90% przychodów z opłaty za przyjęcie odpadów. Dlatego określono opłaty za przyjęcie odpadów do zakładów wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej z biogazu oraz zakładów wytwarzających paliwo napędowe w regionie północnej Savonii przy użyciu modelu regionalnego, który uwzględnia regionalne ograniczenia, jak regionalne zapotrzebowanie na ciepło, a także potrzebę dodatnich przychodów z energii oraz eksploatacji instalacji.

3. Regionalny model produkcji biogazu Modele skojarzonej produkcji energii cieplnej i elektrycznej (podrozdział 3.1.) oraz produkcji paliw napędowych (podrozdział 3.2) zostały wykorzystane do opracowania bilansu energetycznego, bilansu gazów cieplarnianych oraz bilansu ekonomicznego (podrozdział 3.3) łańcuchów produkcyjnych.

Wytwarzane w zakładzie ciepło EPHi, energia elektryczna EELi oraz paliwo napędowe EVFi traktowane są jako energia uzyskiwana, a energia doprowadzana obejmuje transport odpadów i fermentatu, zużycie energii elektrycznej oraz ciepła przez biogazownię. Dla oceny wytwarzania gazów cieplarnianych obliczono całkowite emisje tych gazów w całym cyklu produkcyjnym w przeliczeniu na ilość wytworzonego biometanu oraz energii elektrycznej z biogazu. Algorytm metaheurystyczny wykorzystano w celu wyboru substratów dla potencjalnej biogazowni, zapewniających dla niej najlepszy bilans ekonomiczny, przy uwzględnieniu jednak regionalnych ograniczeń dla substratów. Z uwagi na to, iż ciepło jest produktem ubocznym produkcji energii elektrycznej, żaden zakład nie może przetwarzać więcej substratów niż to wynika z potrzeby pokrycia regionalnego zapotrzebowania na ciepło. Aby uzyskać zrównoważoną produkcję energii, należy zapewnić dodatni bilans energetyczny oraz ekonomiczny całego łańcucha produkcyjnego.

Kiedy bilans energetyczny netto jest dodatni, końcowa produkcja energii ma potencjał zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych w porównaniu z końcową produkcją energii z kopalnych surowców energetycznych. Przyjmuje się, iż minimalna pojemność reaktora wynosi 150 m3. Wymiary reaktora biogazowego ustala się przy założeniu, iż obciążenie objętościowe nie przekracza 3,0 kg s.m.o./m3∙d. Zawartość suchej masy organicznej w suchej masie substratu szacowana jest na 90%. Ponieważ fińskie biogazownie mogą korzystać z cen gwarantowanych energii elektrycznej, minimalna moc nominalna produkcji energii elektrycznej wynosi 100 kVA [10].

3.1. Produkcja energii elektrycznej z biogazu Opracowano bilanse masy, energii oraz dochodów operacyjnych z produkcji energii elektrycznej z biogazu w granicach systemu (rys. 2). Modelowanie produkcji biogazu oraz procesów związanych z kogeneracją ciepła i energii elektrycznej odbywa się w sposób zbliżony do przedstawionego przez partnerów Remowe w artykule [11]. Granice systemu obejmują transport odpadów, instalację do produkcji biogazu, skojarzoną pro213

dukcję ciepła i energii elektrycznej oraz dostawę ciepła. Transport odpadów wymaga energii doprowadzanej ETRi, a gazy cieplarniane CTRi są emitowane do atmosfery.

Efektywność produkcji ciepła EPHi i energii elektrycznej EELi zależy od ilości wyprodukowanego biogazu. Uwzględniono również CO2 , wyemitowany do atmosfery w wyniku spalania biogazu CELi. Dostawa ciepła uwzględnia straty ciepła podczas przesyłu do odbiorcy końcowego, zlokalizowanego w maksymalnej odległości 5 km od jednostki kogeneracyjnej. Bilans energetyczny produkcji ciepła i energii elektrycznej ΔEEi określa równanie ∆EEi=EELi+ EPHi- ETRi,

(1)

Stosunek ilości energii dostarczanej do ilości energii uzyskiwanej w całym łańcuchu produkcji energii elektrycznej z biogazu (EIOE) określa następujące równanie: .

(2)

Względną (jednostkową) emisję gazów cieplarnianych podczas kogeneracji ciepła i energii elektrycznej określono poniższym równaniem:

(3)

Rys. 2. Granice systemu produkcji ciepła i energii elektrycznej z biogazu na podstawie artykułu partnerów projektu Remowe [8]

Efektywność produkcji ciepła i energii elektrycznej zależy od nominalnej mocy (zasobu energii) substratu (rys. 3). Założono, że w kogeneracji ciepła i energii elektrycznej sto214

suje się silniki o zapłonie iskrowym. Dane dotyczące efektywności kogeneracji ciepła i energii elektrycznej opierają się na nominalnej efektywności produkcji ciepła i energii elektrycznej w 57 elektrociepłowniach [12]. Zazwyczaj im większa moc substratu, tym większa wydajność produkcji energii elektrycznej. Jednakże efektywność produkcji ciepła maleje wraz ze wzrostem mocy substratu.

Rys. 3. Efektywność produkcji ciepła i energii elektrycznej w funkcji nominalnej mocy substratu

Model biogazowni składał się z komory fermentacyjnej wraz z systemem grzewczym, mieszającym i pompującym oraz agregatu kogeneracji ciepła i energii elektrycznej (rys.

2). Potencjał energetyczny obliczono na podstawie wartości opałowej metanu wyprodukowanego z każdego substratu. Przyjęto, iż uzysk metanu wynosi 100% potencjału metanowego substratu. Przy zastosowaniu tradycyjnej mieszanki wsadowej pobór energii podczas mieszania, pompowania oraz przez drobne urządzenia energetyczne wynosił odpowiednio: 51 MJ/t∙rok, 0,5 MJ/t∙rok oraz 9 MJ/t∙rok [13]. Berglund przedstawił roczne zużycie energii elektrycznej wynoszące 33 MJ/t [14], jednak w tym modelu przyjęto łączne zużycie energii elektrycznej 60 MJ/t [13].

Ustalono, iż w fińskich warunkach klimatycznych ogrzewanie reaktora biogazowego odpowiada za największe zużycie energii w całym łańcuchu produkcyjnym wytwarzania ciepła i energii elektrycznej z biomasy w mikrobiogazowni rolniczej zlokalizowanej w gospodarstwie rolnym [13]. Przeciętne zużycie ciepła wyniosło 14 kW w mikrobiogazowni pracującej w warunkach mezofilowych o pojemności komory fermentacyjnej 300 m3 dla przepływu masowego gnojowicy 10 t/d (rys. 4), co prowadzi do rocznego zapotrzebowania ciepła 120 MJ/t. Ten model zakłada zużycie ciepła wynoszące od 197 MJ/t to 360 MJ/t [11], co jest zgodne z podanym przez Berglund zużyciem ciepła 250 MJ/t [14].

215

Zakłada się, iż zużycie ciepła biogazowni (EHDi) obejmuje ciepło ogrzewania wsadu do temperatury higienizacji oraz odzysk ciepła z fermentatu. Dla uproszczenia modelu przyjmuje się, iż reaktor jest odpowiednio zaizolowany termicznie oraz nie uwzględnia się powodowanego przez mikroorganizmy efektu samoogrzewania. W obliczeniach zużycia ciepła przez reaktor uwzględnia się zawartość suchej masy substratu, temperaturę otoczenia 5°C, temperaturę mezofilową reaktora 37°C oraz temperaturę higienizacji 70°C. Substrat zasilający bioreaktor jest ogrzewany w pierwszym wymienniku ciepła o sprawności wymiany ciepła 41% [15]. W tym pierwszym wymienniku ciepła substrat odbiera ciepło od fermentatu, który ma temperaturę 37oC. Substrat zostaje ogrzany do temperatury 18oC w pierwszym wymienniku i jest dalej pompowany do drugiego wymiennika, również o sprawności wymiany ciepła 41% [15].

Rys. 5. Zużycie energii cieplnej przez reaktor mezofilowy wiosną 2010 [10]

Temperatura substratu wzrasta do 26oC [15]. Konieczne jest dodatkowe ciepło ze źródeł zewnętrznych (EHDi) do ogrzania substratu od temperatury 26oC do temperatury 70oC. Ostatecznie trzeci wymiennik o sprawności 50% [15] jest stosowany do odzysku ciepła z fermentatu o temperaturze 37oC dla substratu w drugim wymienniku ciepła. Straty ciepła podczas przesyłu do odbiorców zależą od różnicy temperatury płynnego nośnika ciepła i otoczenia oraz wymiarów i właściwości systemu przesyłowego. Badając przesył ciepła w niskiej temperaturze otoczenia, ustalono, iż straty ciepła wahają się między 2,6 W/m a 5 W/m [16] przy różnicy temperatury płynnego nośnika ciepła oraz otoczenia wynoszącej mniej niż 50 K. Gdy różnica między temperaturą otoczenia oraz temperaturą płynnego nośnika ciepła wynosiła ponad 100 K, straty ciepła wahały się między 64 W/m a 108 W/m[17]. W modelu straty ciepła uwzględniono stratę ciepła o wartości 16 W/m w przypadku, gdy różnica temperatur wynosi 115 K [11]. W fińskich warunkach klimatycznych strata ciepła wynosi 4% na każdy kilometr rurociągu ciepłowniczego [11], co przyjęto w modelu straty ciepła w niniejszym opracowaniu.

Do dostawy substratu przyjęto samochody ciężarowe o ładowności wynoszącej 9 i 19 ton. Dla dostaw bioodpadów przyjęto wykorzystanie wyłącznie pojazdów o ładowności 19 ton. Oszacowano, iż odległość między dwoma miejscami wynosi 1,4 odległości euklidesowej [18]. Zużycie energii przez pojazdy o ładowności 9 oraz 19 ton wynosi od216

powiednio: 1 MJ/t∙km oraz 0,7 MJ/t∙km [19]. Emisja gazów cieplarnianych CTRi w przypadku samochodów o ładownościach 9 oraz 19 ton stanowi odpowiednio równowartość 73 oraz 47 g CO2 na kilometr transportu 1 tony ładunku [19].

3.2. Dochody operacyjne z produkcji energii elektrycznej z biogazu Bilans ekonomiczny netto obliczony został dla roku działalności biogazowni. Przychody pochodzą ze sprzedaży energii elektrycznej EEli oraz ciepła EPHi, jak również opłat za przyjęcie odpadów oraz sprzedaży nawozów, natomiast rozchody związane są z kosztami eksploatacji zakładu oraz transportu substratów. Zakłada się, iż biogazownia spełnia warunki dla ustawowo gwarantowanych stałych cen („feed-in tariffs”) przewidzianych dla energii elektrycznej wytworzonej z biogazu [10], co oznacza, że cena energii elektrycznej (IE) wynosi 133,5 €/MWh. Cenę energii cieplnej (IH) szacuje się na 25 €/MWh. Koszty transportu substratów (OTR) przyjęto na poziomie 0,05 €/(t∙km). Opłaty za przyjęcie substratów (IGFEj ) zostały określone przy założeniu, iż wszystkie substraty spełniające ograniczenia regionalne zostaną wykorzystane do produkcji energii elektrycznej lub paliwa napędowego z biogazu. Opłaty za przyjęcie odpadów zostały szczegółowo opisane w podrozdziale 6.2. Fermentat jest zazwyczaj sprzedawany jako nawóz, którego wartość określa się w oparciu o zawartość suchej masy. Fińskie przedsiębiorstwo biogazowe sprzedaje metr sześcienny suchego nawozu w cenie 15 €/m3, zawartość suchej masy tego nawozu wynosi 25%[20], a gęstość 890 kg/m3. Zakładając, że ubytek masy w wyniku dodatkowej tlenowej stabilizacji jest pomijalnie mały, a sucha masa fermentatu wynosi 5% [13], cena sprzedaży fermentatu jako nawozu (IF) wynosi 3,4 €/t. W fińskich biogazowniach fermentat nie jest traktowany jako wartościowy nawóz, jeśli nie zostanie odwodniony dla uzyskania wyższej zawartości suchej masy. Model przedstawiony w tym opracowaniu zakłada uzyskanie nawet minimalnej ceny ze sprzedaży fermentatu.

Koszty biogazowni są zależne od różnych czynników, takich jak typ oraz wielkość instalacji (Tabela 1). Dane dotyczące kosztów biogazowni pochodzą od fińskich przedsiębiorstw biogazowych, które rozpoczęły inwestycje w ciągu ostatnich 10 lat. Przyjęto, iż na roczne koszty wpływa proporcjonalnie udział każdego substratu w objętości reaktora.

Roczną ratę inwestycyjną oszacowano, przyjmując odsetki w wysokości 5% oraz okres spłaty kredytu 10 lat. Jednostkowe koszty instalacji kogeneracji uwzględniają koszty inwestycji, remontów oraz eksploatacji silnika z zapłonem iskrowym w ciągu 10 lat użytkowania [12]: CHPCi=79.77∙ηEi∙PFSi+16534,

(4)

gdzie: ηE oznacza efektywność produkcji energii elektrycznej, a PFS, zapotrzebowanie na moc substratu.

Roczne koszty zatrudnienia w typowej biogazowni oszacowano na 47 €/m3 pojemności reaktora. Przykładowo koszty zatrudnienia załogi produkcyjnej w fińskiej biogazowni dysponującej reaktorem o pojemności 3700 m3 wynoszą 50 tys. € na osobę, zakładając 3,5 etatu w takiej biogazowni. W tej samej biogazowni roczne koszty utrzymania wynosiły 150 tys. €, co przekłada się na jednostkowe koszty w wysokości 40 €/m3. W innej biogazowni koszty utrzymania w skali roku oszacowano na 10 € za m3 objętości reaktora.

217

Średni poziom kosztów utrzymania przyjęto jako 30 €/m3. Założono, iż koszty biogazowni mogą odbiegać od oszacowanej wartości o 25%. Można zauważyć, iż koszty biogazowni maleją wraz ze wzrostem objętości reaktora (rys. 5). Dla objętości reaktora biogazowni przekraczającej 10 500 m3 przyjmuje się szacunkowe koszty w wysokości 225 €/ m3*rok. Wartość przychodów z kogeneracji ciepła i energii elektrycznej (NSE) określono jako: ,

(5)

gdzie dij oznacza odległość między biogazownią oraz wytwórcą odpadów, a mij – masę odpadów j.

Objętość zajmowaną w reaktorze biogazowni i przez odpady j określa wzór:

(9)

gdzie: obciążenie objętościowe OLR wynosi 3,0 kg VS/(m3∙d), a przepływ suchej masy organicznej wyrażony w kg VS na dobę został określony jako mVS, przy założeniu, iż sucha masa organiczna stanowi 90% suchej masy (tabela 4).

Tabela 1. R oczna produkcja energii elektrycznej oraz koszty biogazowni przy dziesięcioletnim okresie spłaty oraz odsetkach 5% Koszty zakładu oraz parametry Pojemność reaktora, m3

150 [22]

250 [22]

1500 [23]

3700 [22]

4400 [24]

10 500

Nominalna moc elektr., kW

20 A)[22]

30 [22]

159 [25]

400 [22]

330

500 [26]

Koszt inwest. biogazowni, tys. €

300 [22]

190 [22]

1030 [25]

5200 [22]

9740 [27]

8950

Koszt inwest. jedn. kogen.

(7), €:

52 345

63 768

Koszt utrzymania, €/m3*rok

30

30

30

30

30

30

Koszt personelu, €/m3*rok

47

47

47

47

47

47

EPC B), €/m3*rok

381

208

181

270

371

192

PC C), €/m3*rok

336

175

166

259

364

187

165 602 300 794 264 822 349 270

) Szacuje się, iż efektywność produkcji energii elektrycznej stanowi 2/3 efektywności produkcji ciepła.

EPC = „Koszty produkcji energii elektrycznej z biogazu” C) PC = „Koszty biogazowni ogółem, obejmujące koszty operacyjne i inwestycyjne” A

B)

218

Rys. 5. Koszty inwestycyjne i operacyjne biogazowni na podstawie danych z tabeli 1

3.3. Produkcja paliwa napędowego Jako alternatywę dla modelu produkcji energii elektrycznej z biogazu opracowano model produkcji paliwa napędowego. Model ten bazuje na modelu produkcji energii elektrycznej z biogazu, jednak został poszerzony o instalację uzdatniania biogazu do biometanu oraz zewnętrzne źródło ciepła w miejsce jednostki kogeneracyjnej. W granicach systemu produkcji paliwa napędowego znajduje się biogazownia, transport substratu oraz fermentatu, uzdatnianie biogazu oraz ciepłownia (Rys. 6).

Rys. 6. Biogazownia obejmująca system uzdatniania biogazu oraz ciepłownię

219

Zapotrzebowanie biogazowni na ciepło wynosi ηDH ∙EWFi dla ilości energii zawartej w paliwie dostarczanym do ciepłowni wynoszącej EWFi. Szacuje się, iż efektywność produkcji ciepła jest równa średniej efektywności produkcji ciepła w fińskich ciepłowniach osiedlowych, czyli 77% wartości opałowej doprowadzanego paliwa [27].

Energia elektryczna EEINi jest kupowana z komercyjnej sieci energetycznej w celu zasilenia urządzeń eksploatacyjnych biogazowni. Biogaz jest uzdatniany do jakości paliwa napędowego o zasobie energii EVFi. Bilans energetyczny produkcji paliwa napędowego ΔEVFi określono równaniem ∆EVFi=EVFi- ETRi- EEINi- EWFi .

(7)

Stosunek energii dostarczanej do energii uzyskiwanej w łańcuchu produkcji paliwa (EIOV) określono jako:

.

(8)

Wielkość emisji gazów cieplarnianych powstających w wyniku spalania paliwa grzewczego w ciepłowni CDHi oszacowano jako równowartość 220 kg równ.CO2 na 1 MWh ciepła [28]. W czasie procesu uzdatniania biogazu do atmosfery emitowane są pewne ilości metanu oraz dwutlenku węgla, które określono jako CVFi. Względna (jednostkowa) emisja gazów cieplarnianych w procesie produkcji paliwa została zdefiniowana jako:

.

(9)

Najpowszechniej stosowanymi rozwiązaniami uzdatniania biogazu są płuczka wodna, absorpcja zmiennociśnieniowa (PSA), proces Selexol oraz absorpcja chemiczna.

W płuczce wodnej dwutlenek węgla oraz siarkowodór rozpuszczają się w wodzie w reaktorze uzdatniania gazu przy ciśnieniu wody wynoszącym od 4 do 7 barów [29]. Do płuczki wodnej można dodać Selexol (eter poliglikolu), w którym rozpuszcza się woda, dwutlenek węgla oraz siarkowodór. W wyniku obniżenia ciśnienia rozpuszczony dwutlenek węgla oraz siarkowodór zostają uwolnione z roztworu wodnego zawierającego biogaz lub roztworu zawierającego wodę, biogaz i Selexol. Woda może zostać ponownie wykorzystana w tym procesie. Absorpcja zmiennociśnieniowa polega na absorpcji dwutlenku węgla na węglu aktywnym lub zeolitach pod wysokim ciśnieniem (4 do 7 bar) oraz desorpcji zaabsorbowanego CO2 poprzez zmianę ciśnienia w zbiorniku uzdatniania biogazu. Przed wprowadzeniem surowego biogazu do procesu absorpcji zmiennociśnieniowej usuwa się z niego siarkowodór oraz wodę. Zaabsorbowany dwutlenek węgla zostaje uwolniony do atmosfery. Technologie chemicznego oczyszczania biogazu zazwyczaj bazują na reakcji chemicznej z dwutlenkiem węgla oraz hydroksyaminami pod ciśnieniem 1 bar. Hydroksyaminy są poddawane regeneracji parowej. We wszystkich procesach oczyszczony biogaz jest osuszany oraz zatłaczany do zbiorników magazynowych pod ciśnieniem 200 barów. Zużycie energii elektrycznej w procesie chemicznego uzdatniania biogazu wynosi około 0,15 kWh/Nm3 biogazu, a przy zastosowaniu płuczki wodnej, Selexolu oraz absorpcji zmiennociśnieniowej od 0,3 do 0,6 kWh/Nm3 biogazu 220

[30], jednak w przedstawionym modelu przyjęto zużycie energii elektrycznej na poziomie 0,3 kWh/Nm3 biogazu. Straty metanu podczas procesów oczyszczania wynosiły od 2 do 10% oczyszczanego biogazu [30], a w omawianym modelu przyjęto straty metanu na poziomie 6%. Na łączną emisję gazów cieplarnianych wytwarzanych podczas uzdatniania biogazu CVFi składają się straty metanu wynoszące 6% produkowanego metanu, uwolnienie dwutlenku węgla podczas procesu uzdatniania biogazu oraz spalanie CH4 jako paliwa napędowego pojazdów. Emisje metanu zwiększają efekt globalnego ocieplenia 21 razy bardziej niż dwutlenek węgla [31].

3.4. Przychody operacyjne z produkcji paliwa transportowego Efektywność ekonomiczną produkcji paliwa analizowano podobnie jak efektywność produkcji energii elektrycznej z biogazu, z wyjątkiem jednostki kogeneracyjnej, zastąpionej tu przez instalację uzdatniania biogazu. Oznacza to, że ciepło ηDH ∙EWFi jest kupowane z ciepłowni, a energia elektryczna EEINi z sieci energetycznej. Cenę zakupu ciepła i energii elektrycznej przyjęto odpowiednio jako 2,5 centa/kWh oraz 15 centów/kWh. Uzdatniony biogaz (o zawartości 94% metanu) ma taką cenę jak olej napędowy – diesel (IVF), tj. 14 centów/kWh. Koszty uzdatniania biogazu podano, opierając się na kosztach inwestycyjnych i operacyjnych w czasie cyklu życia większości stosowanych technologii uzdatniania gazu. Koszty inwestycyjne różnych instalacji uzdatniania biogazu maleją wraz z ze wzrostem wydajności (Rys. 7).

Rys. 7. Koszty inwestycyjne instalacji uzdatniania biogazu na podstawie dostępnego piśmiennictwa i faktycznych wartości [30]

Roczną ratę kapitałową ustalono w oparciu o odsetki kredytu w wysokości 5% oraz okres spłaty wynoszący 10 lat. Dyspozycyjność instalacji uzdatniania biogazu oszacowano na 95% [30] w czasie jej dziesięcioletniego cyklu życia. Model produkcji paliwa napędowego obejmuje również instalację wytwarzania ciepła wykorzystywanego do higienizacji fermentatu oraz do ogrzewania reaktora biogazowego. Cena ciepła OH została ustalona na 25 €//MWh dla efektywności produkcji ciepła wynoszącej 77% [27] . Płuczka wodna zużywa na ogół dużo wody. Przykładowo instalacja uzdatniania biogazu Metener zużywa 30 litrów wody na Nm3 biogazu [32]. Z uwagi na powyższe przyjęty model zakładał zużycie wody wynoszące 30 litrów na 1 Nm3 biogazu przy cenie wody wynoszącej 2,3 €/m3 [33], 221

co przekłada się na koszt wody OW w wysokości 6,9 centa/ Nm3 biogazu. Z uwagi na to, że zużycie energii elektrycznej w instalacji uzdatniania biogazu jest względnie niskie (stanowi od 3 do 6% wartości energetycznej uzdatnianego biogazu), przyjęto, iż zakład zaopatruje się w energię elektryczną z komercyjnej sieci energetycznej w cenie OEB 15 centów/kWh. Przyjęto, że zużycie energii elektrycznej wynosi 0,3 kWh/Nm3 biogazu, co przekłada się na koszty energii elektrycznej OEL w wysokości 4.5 centa/ Nm3 biogazu. Zatem roczny dochód (€/rok) z produkcji paliwa napędowego określono wzorem:

(10)

gdzie VBGi oznacza objętość surowego biogazu zawierającego 50% metanu, roczna rata zwrotu dla 10-letniego okresu zwrotu z inwestycji oraz oprocentowania kredytu w wysokości 5% wynosi 0.1295.

4. Obszar modelowy i dane wejściowe Północna Savonia jest regionem o niskiej gęstości zaludnienia oraz dużej powierzchni obszarów leśnych i zbiorników wodnych. W porównaniu z wieloma innymi krajami europejskimi segregacja i przetwarzanie odpadów w północnej Savonii funkcjonują całkiem dobrze, jednak duże odległości i niskie zaludnienie są wyzwaniem dla rozwoju gospodarki odpadów [34].

Poziom obecnego wykorzystania energii z niektórych rodzajów odpadów jest wysoki, szczególnie w przypadku odpadów drzewnych, jednak w dalszym ciągu sporo energii marnuje się wskutek niewłaściwego gospodarowania odpadami. Przede wszystkim należy zauważyć, iż północna Savonia ma duży potencjał odpadów organicznych, które mogą zostać wykorzystane do produkcji biogazu [34]. Większość osadów ścieków komunalnych (około 48 tys. ton) oraz selektywnie zbieranych bioodpadów (ok. 7 tys. ton) kompostuje się, co oznacza utratę wartości opałowej tych odpadów [34].

Północna Savonia jest regionem o dużej liczbie zwierząt hodowlanych (w porównaniu z innymi regionami Finlandii), w związku z czym wytwarzane są tam duże ilości odchodów zwierzęcych (ok. 1,7 miliona ton). Obecnie odchody zwierzęce stosowane są do nawożenia gleby bez jakiejkolwiek uprzedniej obróbki. Lepszym rozwiązaniem byłoby poddanie odchodów zwierzęcych fermentacji w celu wykorzystania wartości opałowej tego substratu [34].

W północnej Savonii biogaz ujmowany jest na czterech składowiskach, jednak tylko dwa z nich wykorzystują jego energię. Dwa składowiska, które pozyskują energię z odpadów (Heinälamminrinne oraz Silmäsuo), znajdują się w Kuopio. Biogaz z tych składowisk odpadów spalany jest w miejscowej elektrowni w Kuopio (rys. 8). Składowiska wytwarzają łącznie około dwa miliony m3 biogazu rocznie. W 2009 roku z biogazu ze składowisk odpadów w Heinälamminrinne i Silmäsuo wyprodukowano energię cieplną w ilościach odpowiednio 5195 MWh oraz 1960 MWh [8].

222

Dwa pozostałe składowiska odpadów znajdują się w Iisalmi (Peltomäki) oraz Leppävirta (Riikinneva). Biogaz ze składowiska Peltomäki spalany jest w pochodni, co jest lepszym rozwiązaniem niż odprowadzanie metanu do atmosfery. Operator składowiska rozważa możliwość doprowadzenia biogazu do lokalnej elektrowni w celu odzysku energii. Składowisko Peltomäki pozyskuje rocznie 800 tys. m3 biogazu o 45% zawartości metanu, co odpowiada energii wynoszącej 3600 MWh w skali roku [8]. Biogaz ze składowiska Riikinneva jest uzdatniany przy użycia biofiltra utleniającego metan, który uniemożliwia emisję metanu do atmosfery. Ilość wytwarzanego biogazu na tym składowisku nie jest znana, jednak szacowana utracona energia może odpowiadać 250 m3 ropy naftowej [34].

W 2009 roku instalacja fermentacji osadów w oczyszczalni ścieków Kuopion Vesi wyprodukowała ciepło oraz energię elektryczną w ilości odpowiednio 4168 MWh oraz 2117 MWh [8] (rys. 8). Roczna produkcja ciepła i energii elektrycznej w biogazowni Fińskiego Instytutu Badań Rolniczych (MTT) w Maaninka wyniosła odpowiednio 354 MWh oraz 248 MWh [8]. W całym regionie północnej Savonii wyprodukowano z biogazu 11,7 GWh ciepła oraz 2,4 GWh energii elektrycznej.

Energia odpadów komunalnych jest obecnie odzyskiwana tylko w kilku przypadkach.

Tabela 2 przedstawia podsumowanie odzysku energii z odpadów komunalnych oraz możliwości jego rozwoju w regionie północnej Savonii. Komórki o zielonym tle wskazują, iż odpady są wykorzystywane do pozyskiwania energii, natomiast białe, że istnieje taka możliwość, jednak wymagane są inwestycje.

Tabela 2. Obecny stan odzysku energii z odpadów komunalnych oraz możliwości odzysku energii w północnej Savonii na podstawie raportu przedstawiającego bieżącą sytuację [34] Regionalna firma gospodarki odpadami w północnej Savonii Ylä-SavonJätehuolto Oy

Metoga gospodarki bioodpadami

Ujęcie biogazu ze składowiska/ metoda obróbki biogazu

Selektywne zbieranie odpadów palnych

Możliwość wstępnej obróbki/ sortowania odpadów palnych

Liczba instalacji przetwarzania

Fermentacja w celach

Tak/spalanie w pochodni

Przez dwie prywatne firmy

W dwóch prywatnych firmach

0

Tak/spalanie w ciepłowni

Nie

W centrum gospodarki odpadami Jätekukko Oy

1

Tak/utlenianie w biofiltrze

Nie

Nie

0

Kompostowanie w OutoJätekukko Oy kumpu (poza regionem) Keski-Savon Jätehuolto

Kompostowanie

Odpady biodegradowalne wydają się być odpowiednim dodatkowym paliwem, które pomoże zaspokoić regionalne zapotrzebowanie. Według opracowania [34] potencjał bioenergii z odpadów w północnej Savonii wynosi 1,0 MWh/mieszkańca. Odpady te obejmują odchody zwierzęce, kiszonkę traw, osady ściekowe oraz odpady komunalne. W roku 2010 223

wielkość zużycia energii pierwotnej wyniosła 65 MWh/mieszk. (25 MWh/mieszk. stanowiła energia ze źródeł odnawialnych [35, 36]). W tym samym roku zapotrzebowanie energii przez jednego mieszkańca stanowiło 32 MWh [35, 36]. Wykaz istniejących ciepłowni uwzględnianych jako potencjalne lokalizacje biogazowni zawiera Tabela 3.

Rys. 8. Lokalizacje instalacji produkujących biogaz w północnej Savonii Tabela 3. Roczna produkcja ciepła w 2009 roku w oparciu o statystyki Finnish Energy Industries

224

Ciepłownia

Produkcja ciepła, MWh

Ciepłownia

Produkcja ciepła, MWh

Iisalmi

187 500

Rautalampi

10 400

Kiuruvesi

46 800

Varpaisjärvi

8600

Leppävirta

40 600

Karttula

6100

Suonenjoki

39 800

Maaninka

5900

Pielavesi

25 400

Varkaus

216 600

Lapinlahti

21 400

Kuopio

969 000

Juankoski

19 700

Siilinjärvi

97 000

Keitele

11 300

Nilsiä

1800

4.1. Dane o substratach Niniejsze opracowanie uwzględnia jedynie biodegradowalne frakcje odpadów nadające się do wytwarzania biogazu. Dane o liczbie zwierząt hodowlanych pochodzą z rolniczej bazy danych Finlandii z 2010 roku [38]. Dane dotyczące frakcji domowych odpadów ulegających biodegradacji pochodzą z bazy Vahti z roku 2009 [39]. Parametry głównych substratów bazują na danych dostępnych w piśmiennictwie, w bazach danych oraz kompleksowych obliczeniach (tabela 4) [11].

4.2. Dane dotyczące odbiorców końcowych W niniejszej pracy odbiorcy ciepła uznani zostali za odbiorców końcowych energii. Regionalne zużycie ciepła zostało obliczone dla obszaru o promieniu 5 km i obejmowało zużycie energii przez obiekty przemysłowe [40], gospodarstwa rolne [38] oraz budynki mieszkalne [41]. Przyjęto założenie, iż w mieszkaniach zużywa się rocznie 130 kWh/ m2∙rok energii [37]. Zakłada się również, iż fermy bydła oraz trzody chlewnej zużywają rocznie odpowiednio 1000 kWh oraz 250 kWh ciepła na jedno zwierzę [42].

Potencjał metanowy niskiej jakości resztek kiszonki traw wynosi 62.18 Nm3 CH4/t w.m. (w.m. – wilgotnej masy) w przypadku, gdy niskiej jakości kiszonka trawy stanowi 1,47% wyprodukowanej kiszonki oraz 80 Nm3 CH4/t w.m., gdy niskiej jakości kiszonka stanowi 1,79% wyprodukowanej kiszonki traw. Obliczono, że średni potencjał metanowy resztek niskiej jakości kiszonki wynosi 71,96 Nm3 CH4/t w.m., tę wartość przyjęto jako potencjał metanowy odpadowej kiszonki traw. Zatem odpadowa kiszonka niskiej jakości stanowiła łącznie 3,26% masy wytworzonej kiszonki traw.

5. Scenariusze produkcji energii z odpadów Przeprowadzono analizę regionalnych scenariuszy produkcji energii elektrycznej i ciepła w kogeneracji oraz paliwa napędowego z biogazu w celu wsparcia regionalnej polityki wzrostu wytwarzania energii z OŹE. Jednostkowa emisja gazów cieplarnianych, ilość wytworzonej energii, efektywność produkcji energii oraz bilans ekonomiczny netto zostały obliczone dla różnych końcowych produktów energetycznych przy wykorzystaniu modelu regionalnego (podrozdział 3).

Przed wykonaniem obliczeń dla każdego ze scenariuszy określono wysokość opłat za przyjęcie odpadów do produkcji energii elektrycznej i ciepła w kogeneracji oraz paliwa napędowego z biogazu.

225

Tabela 4. Właściwości odpadów jako substratów do produkcji biogazu Potencjał metanu Nm3CH4/t w.m.

ρij, kg/m3

TSij, % w.m.

Uwagi

Gnojowica bydlęca

10c

992,7 [41]

5,5 [43]

16 t w.m./krowę (założenie)

Gnojowica świńska

8,4c

997,1 [41]

3,5 [43]

2 t w.m./świnię (założenie)

Odchody końskie stałe

49c

527,8 [41]

31,4 [43]

6 m3/konia (założenie)

Stałe odchody owiec i kóz

54c

589,6 [41]

34 [43]

1,5 m3/owcę/kozę [44]

Stałe odchody kaczek

76c

621,5 [41]

48 [43]

0,05 m3/kaczkę [44]

Odpadowa kiszonka trawy

71,96c

750a

31,8 [5]

Uzysk kiszonki z trawy 17,64 t w.m./ha [13]

Niskiej jakości kiszonka trawy

62,18 [45]

750a

31,8 [13]

1,47% całkowitego uzysku [45]

80 [45]

750a

31,8 [13]

1,79% całkowitego uzysku [45]

99c

850a

33 [46]

300 Nm3CH4/(t TS) [47]

(53–66)c

900a

992,7 [48]

267 Nm3CH4/(t TS) [49]

Pozostałości tłuszczu i oleju

344 [50]

950a

30 [48]

Ścieki zaolejone

232 [50]

950a

50 [48]

Osad ściekowy

(6–78)c

900a

3–35 [48]

Substancja Odchody zwierzęce

Przeterminowana kiszonka z trawy Bioodpady Bioodpady z gospodarstw domowych Odpady ziemniaczane Osady i ścieki

a c

205 Nm3CH4/(t TS) (założenie)

Wartość szacunkowa.

Wartość obliczona.

Przeanalizowano następujące scenariusze produkcji energii elektrycznej i ciepła w kogeneracji oraz paliwa napędowego z biogazu.

Scenariusz I Lokalizacja biogazowni w Kuopio.

Scenariusz II Lokalizacja biogazowni w Lapinlahti, Kuopio oraz Suonenjoki.

Scenariusz III Lokalizacja biogazowni przy istniejących ciepłowniach (Tabela 3).

• • •

Kuopio jest jedną z najbardziej interesujących lokalizacji biogazowni, gdyż posiada wystarczający potencjalny zasób substratów w postaci bioodpadów i osadów ściekowych oraz wystarczającą liczbę odbiorców ciepła. Ciepło wytwarzane w dużych ciepłowniach stanowi również jedno z potencjalnych źródeł energii zewnętrznej dla procesu produkcji paliwa 226

napędowego. Kuopio jest zlokalizowane centralnie w północnej Savonii i w odniesieniu do źródeł odpadów w prowincji wschodniej Finlandii. WamBio Oy zamierza zbudować biogazownię w Kuopio o wydajności 60 tys./rok bioodpadów pochodzenia komunalnego [51].

Zakładana roczna produkcja energii elektrycznej i ciepła wyniesie odpowiednio 13 GWh i 14 GWh. Koszty inwestycji szacowane są na 9 mln €. Jednym z potencjalnych źródeł substratów dla biogazowni w Kuopio będą selektywnie zbierane bioodpady komunalne w ilości ok. 5 tys. ton/rok [48]. Przyszłościowe plany zakładają wzrost ilości zbieranych bioodpadów w północnej Savonii do 10 tys. ton/rok, ale w niniejszej pracy przyjęto roczną ilość 5 tys. ton bioodpadów z regionu północnej Savonii. Regionalny model dostarcza więcej danych, szczególnie dotyczących dostępności odchodów zwierzęcych z ferm hodowlanych.

Aktualnie miasto Lapinlahti poszukuje rozwiązań zagospodarowania osadów ściekowych, a fermentacja metanowa jest przedmiotem szczegółowej oceny. Potencjalne miejsce lokalizacji biogazowni w Lapinlahti znajduje się w pobliżu zakładu przetwarzania osadów ściekowych o wydajności 11 tys. ton/rok [48]. Oczyszczalnia ścieków w Lapinlahti ma stosunkowo dużą przepustowość w porównaniu z liczbą ludności tego miasta, co wynika z dopływu ścieków z dużej mleczarni, a ilość wytwarzanych osadów ścieków jest w 85% spowodowana udziałem ścieków z mleczarni [52]. Ostatnio rozważane było spalanie osadów ściekowych jako metoda ich zagospodarowania, jednak wskutek niekorzystnych właściwości paliwowych osadów, ich suszenie i spalanie nie daje dobrych rezultatów. W tej sytuacji fermentacja metanowa może być lepszym rozwiązaniem dla osadów z Lapinlahti.

Rolnicy z miejscowości Suonenjoki wyrazili zainteresowanie przetwarzaniem w biogazowni wytwarzanych przez ich gospodarstwa hodowlane odchodów zwierzęcych, co postrzegane jest również jako możliwość uzyskania dodatkowego przychodu oraz ekonomiczny sposób wyeliminowania stosowania nawozów mineralnych. Zapobieganie uciążliwości odorowej w wyniku przetwarzania odchodów w biogazowni może poprawić jakość powietrza w tym rejonie, odwiedzanym w lecie przez turystów. Suonenjoki jest znane jako miejsce hodowli truskawek i związanej z tym turystyki, a fermentat może stanowić wartościowy nawóz organiczny dla tych upraw. W obecnej sytuacji nie jest prawdopodobne, by rolnicy, którzy mogliby dostarczać odchody zwierzęce lub odpady roślinne do biogazowni, byli gotowi płacić za przyjęcie odpadów przez instalację.

Dlatego w analizie nie uwzględniono opłat za przyjęcie odchodów zwierzęcych oraz odpadowej kiszonki traw do biogazowni.

6. Wyniki i dyskusja Przeprowadzono ocenę energetyczną, ekonomiczną i środowiskową skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej oraz paliwa napędowego z biogazu opartą na realistycznych stawkach opłat za przyjęcie odpadów, ocenie stopnia zrównoważenia oraz porównaniu różnych scenariuszy. Realistyczne stawki opłat za przyjęcie odpadów stanowiły podstawę poszukiwania optymalnych lokalizacji biogazowni oraz źródeł substratów, gdyż one mają kluczowe znaczenie dla efektywności ekonomicznej łańcuchów produkcyjnych (tabele 6 i 7). Większość potencjału energetycznego odpadów biodegradowal227

nych znajduje się w północnych częściach regionu. Jest to przede wszystkim potencjał energetyczny substratów z gospodarstw rolnych (rys. 10). Uwzględniając dane regionalne oraz określone realistyczne stawki opłat za przyjęcie odpadów, w kilku scenariuszach określono wydajność oraz parametry biogazowni (tabele 10 i 11 – podrozdział 5).

Porównano efektywność energetyczną i ekonomiczną kogeneracji energii elektrycznej i ciepła oraz produkcji paliwa napędowego z biogazu.

6.1. Potencjał regionalnej produkcji energii z odpadów W niniejszym opracowaniu uwzględniono jedynie produkcję energii z odpadów, pominięto natomiast inne potencjalne substraty. Takim substratem do produkcji biogazu może być biomasa roślinna, której potencjał produkcji energii z biogazu stanowi 82% całkowitego potencjału biogazu Finlandii [6]. W niniejszych badaniach największy potencjał produkcji energii z biogazu z wszystkich odpadów biodegradowalnych miały odchody zwierzęce, których potencjał energetyczny wynosi 190 GWh/rok, co stanowi 80% całkowitego potencjału produkcji biogazu północnej Savonii (rys. 9). Jednakże odchody zwierzęce wytwarzane w Finlandii mają potencjał energetyczny produkcji biogazu stanowiący jedynie 10% całkowitego krajowego potencjału energii biogazu [6]. Wyznaczony potencjał energetyczny odchodów zwierzęcych 190 GWh/rok jest zbliżony do wcześniej podanej wartości 241 GWh/rok [6]. W północnej Savonii całkowity potencjał energetyczny odpadów biodegradowalnych wynosi 238 GWh/rok, podczas gdy całkowity potencjał energetyczny, uwzględniający również biomasę roślinną, stanowi 1200 GWh/rok [6]. Oczywiste jest, iż całkowity potencjał energetyczny odpadów w niniejszym opracowaniu jest niższy, ponieważ uwzględniono jedynie substraty odpadowe.

Rys. 9. Potencjał energetyczny odpadów biodegradowalnych oraz potencjał produkcji energii elektrycznej wyznaczone na podstawie danych dotyczących substratów (Tabela 4)

228

Kryteria zrównoważoności mają wpływ na wykorzystanie całkowitego potencjału energetycznego odpadów biodegradowalnych wynoszącego 238 GWh/rok (rys. 9). Jeżeli paliwo napędowe byłoby produkowane w miejscu wytwarzania odpadów, a strata metanu w procesie uzdatniania stanowi 6%, całkowita roczna produkcja paliwa napędowego wyniesie 224 GWh. Podobnie roczna produkcja energii elektrycznej z biogazu wyniosłaby 89 GWh przy założeniu, iż energia elektryczna produkowana jest w miejscu wytwarzania odpadów, a efektywność produkcji energii elektrycznej wynosi 37,7%. Niniejsze opracowanie pokazuje, iż te ilości wytworzonej energii (elektrycznej i paliwa) nie korespondują z produkcją energii przy uwzględnieniu kryteriów zrównoważoności [2].

Największy potencjał energetyczny związany z odpadami biodegradowalnymi występuje w północnych częściach północnej Savonii (rys. 10). Gospodarstwa rolne wytwarzające odchody zwierzęce oraz odpadową kiszonkę traw mają największy potencjał energii w rejonie Iisalmi i Kiuruvesi (rys. 11 i 12). W południowych częściach północnej Savonii potencjał energetyczny jest niższy, gdyż jest to najładniejszy obszar wypoczynku letniego w tym regionie.

W skali lokalnej potencjał energetyczny biodegradowalnych odpadów komunalnych występuje w największych miastach regionu północnej Savonii. Rys. 10 pokazuje lokalizacje miejsc wytwarzania bioodpadów domowych oraz osadu ściekowego, które są zbierane w centrach gospodarki odpadami oraz w zakładach przetwarzania osadów ściekowych. Dla przykładu w 2009 roku w Kuopio, w centralnej części północnej Savonii, zebrano około 5000 ton bioodpadów z gospodarstw domowych [48]. W południowych i północnych częściach północnej Savonii w 2009 roku zebrano tylko około 1000 ton bioodpadów z gospodarstw domowych, które zostały przekazane zakładom w Varkaus oraz Iisalmi [48]. Oczyszczalnie ścieków również miały wpływ na regionalny potencjał energii biogazu w Siilinjärvi oraz Lapinlahti.

229

Rys. 10. Regionalny potencjał energetyczny biogazu obejmujący potencjał energetyczny odchodów zwierzęcych, odpadowej kiszonki traw, bioodpadów oraz osadów

Rys. 11. Regionalny potencjał energetyczny odchodów zwierzęcych oraz istniejące ciepłownie

230

Rys. 12. Regionalny potencjał energetyczny odpadowej kiszonki traw oraz istniejące ciepłownie

6.2. Opłaty za przyjęcie odpadów Wysokość opłat za przyjęcie odpadów do skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła oraz paliwa napędowego z biogazu w północnej Savonii powinna być wystarczająca dla przetwarzania substratów, które mają pozytywny wpływ na bilans energetyczny netto (równania (1) oraz (4)) oraz poziom rocznego dochodu operacyjnego (równania (8) oraz (10)). Istniejące ciepłownie postrzegane są jako potencjalne lokalizacje biogazowni.

Algorytm metaheurystyczny (podrozdział 3) został zastosowany w celu wyboru substratów dla tych lokalizacji biogazowni w scenariuszach zakładających różne wysokości opłat za przyjęcie odpadów – od 0 do 100 EUR/t, przyjmując interwały co 1 EUR. Gdy opłata za przyjęcie określonego substratu przekracza swoją wartość progową, biogazownie w północnej Savonii są w stanie przyjąć maksymalną ilość tego substratu. Wartości progowe uznane za wystarczające stawki opłat za przyjęcie odpadów można odczytać z rys. 13. Dla opłat za przyjęcie odpadów do produkcji energii elektrycznej i ciepła w kogeneracji oraz paliwa napędowego z biogazu wykonano analizę wrażliwości, zmieniając wysokość kosztu produkcji energii elektrycznej EPC (tabela 1) oraz kosztu wytworzenia paliwa, który obejmował koszt produkcji biogazu PC (tabela 1) oraz koszt uzdatniania biogazu (rys. 7). Koszt uzdatniania biogazu obejmował roczne koszty inwestycyjne i eksploatacyjne, w tym koszty zużycia wody i energii elektrycznej (podrozdziały 3.2 i 3.4).

Opłaty za przyjęcie odpadów do biogazowni z kogeneracją ciepła i energii elektrycznej Realistyczne stawki opłat za przyjęcie odpadów zostały oszacowane dla produkcji energii elektrycznej z biogazu (tabela 5). Gdyby koszty produkcji energii elektrycznej z biogazu EPC były takie same jak oszacowano (tabela 1), wystarczające opłaty za przyjęcie osadów, bioodpadów, odpadowej kiszonki traw oraz odchodów zwierzęcych do biogazowni w północnej Savonii wynoszą odpowiednio: 40 €/t, 31 €/t, 40 €/t oraz 49 €/t (rys. 13).

Z rys. 13 wynika także, że gdyby opłaty za przyjęcie odchodów zwierzęcych wzrosły z 36 €/t do 45 €/t, koszty produkcji energii elektrycznej z biogazu wzrosłyby z 30 centów/kWh do 32 centów/kWh. Koszt produkcji energii elektrycznej z biogazu uwzględnia koszty transportu oraz koszty przetwarzania odpadów w biogazowni, a także zużycia energii oraz strat ciepła podczas jego przesyłu do odbiorców.

231

Rys. 13. Wykorzystanie substratów, koszty produkcji energii elektrycznej oraz wielkość produkcji dla różnych scenariuszy opłat za przyjęcie substratu zgodnie z szacowanymi kosztami produkcji biogazu (Tabela 1)

Rys. 14. Skala wykorzystania substratów, koszty produkcji energii elektrycznej oraz wielkość produkcji dla różnych scenariuszy opłat za przyjęcie odpadów i kosztów produkcji biogazu niższych o 25% od założonych (Tabela 1)

232

Rys. 15. Skala wykorzystania substratów, koszty produkcji energii elektrycznej oraz wielkość produkcji dla różnych scenariuszy opłat za przyjęcie odpadów i kosztów produkcji biogazu wyższych o 25% od założonych (Tabela 1)

Główną przyczyną wzrostu kosztów jest niski potencjał energii zawartej w gnojowicy (odchodach zwierzęcych). Gdyby wystarczające opłaty za przyjęcie odpadów były pokrywane, a substraty były transportowane do biogazowni w granicach maksymalnych zrównoważonych odległości transportu, całkowita produkcja energii elektrycznej wyniosłaby w północnej Savonii 17,16 GWh/rok. Realistyczne opłaty za przyjęcie odpadów mogłyby zachęcać wytwórców odpadów do płacenia tych opłat w biogazowniach.

Tabela 5. Stawki opłat za przyjęcie odpadów dla określonych substratów €/t, przy uwzględnieniu różnych kosztów produkcji energii elektrycznej z biogazu: -25%, 0% oraz 25%.

-25%

0%

+25%

Realistyczna wysokość opłat za przyjęcie odpadów, IGFEj

Osady

26

40

55

40

Bioodpady

17

31

50

31

Kiszonka z trawy

26

40

54

0

Odchody zwierzęce

34

49

65

0

Gdyby koszt produkcji energii elektrycznej z biogazu był niższy o 25%, wówczas wystarczająca (dla pozyskania substratów) opłata za przyjęcie odpadów byłaby niższa i wyno233

siła 34 €/t gnojowicy (rys. 14). Gdyby natomiast koszt produkcji energii elektrycznej był wyższy o 25%, opłata za przyjęcie gnojowicy wzrosłaby do 65 €/t, co jest nierealistyczne (rys. 15). Zmienność wystarczającej opłaty za przyjęcie odpadów przedstawiono w tabeli 5 w odniesieniu do zmienności kosztu produkcji energii elektrycznej z biogazu. Ponieważ rolnicy nie są gotowi ponosić opłat za przyjęcie gnojowicy (odchodów zwierzęcych) oraz odpadowej kiszonki traw do biogazowni, opłaty za przyjęcie tych substratów nie zostały uwzględnione. Szacuje się również, iż koszt skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej z biogazu nie zmieni się. Przyjęcie realistycznych opłat za przyjęcie odpadów jest szczególnie pożądane przez producentów biogazu, gdyż od stycznia 2013 roku stawka opłaty za składowanie odpadów wynosić będzie 50 €/t [5].

Wprowadzenie takich opłat zachęciłoby wytwórców odpadów do sprzedaży wytwarzanych przez ich gospodarstwa odpadów operatorom instalacji wytwarzających energię z biogazu, niemniej jednak nadal potrzebne byłyby mechanizmy wspierające przetwarzanie substratów z gospodarstw rolnych.

Nadal jednak istniałaby potrzeba wprowadzenia mechanizmów wspierających przetwarzanie odchodów zwierzęcych oraz odpadowej kiszonki traw. Proponowana wysokość opłat za przyjęcie odchodów zwierzęcych oraz odpadowej kiszonki traw wynosi odpowiednio 40 oraz 49 €/t przy założeniu, że koszty skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej z biogazu nie będą odbiegać od założonych (tabela 5). Gdyby przetwarzano wszystkie substraty, roczna produkcji energii elektrycznej wyniosłaby 18,1 GWh/rok (tabela 6). W takim przypadku, biogazownia w Kuopio byłaby najbardziej efektywnym ekonomicznie zakładem produkcji energii elektrycznej z biogazu (rys. 16). Przyjmując realistyczne opłaty za przyjęcie odpadów, najbardziej efektywne ekonomicznie zakłady kogeneracji należałoby zlokalizować w Kuopio i w Lapinlahti (tab. 5 oraz rys. 17).

W takim przypadku roczna produkcja energii elektrycznej z biogazu z przetwarzania bioodpadów oraz osadów wynosiłaby 5.8 GWh/rok (tab. 6). W przypadku braku dotacji dla odzysku energii z substratów w mikrobiogazowniach zlokalizowanych w gospodarstwach rolnych, produkcja energii elektrycznej z odpadów ulegających biodegradacji zmniejszyłaby się o 68%. Szczegółowe informacje o innych parametrach biogazowni, takich jak: pojemność reaktora, skład mieszanki wsadowej oraz wielkość sprzedaży netto dla każdego przypadku zawarte są w tabeli 6.

Ekonomika zakładu odgrywa znaczącą rolę dla efektywności ekonomicznej całego łańcucha produkcyjnego, co można zauważyć na rys. 17, gdy wszystkie bioodpady są transportowane do Kuopio. Transport bioodpadów z Iisalmi byłby krótszy do biogazowni w Lapinlahti niż w Kuopio, jednak instalacja kogeneracji w Kuopio wykazuje wyższą efektywność ekonomiczną, dlatego transport bioodpadów z Iisalmi do Kuopio jest uzasadniony. Większą efektywność kosztową można jednak osiągnąć, transportując osady ściekowe z północnych rejonów regionu do zakładu w Lapinlahti niż w Kuopio.

W przypadku dotowania odzysku energii z odpadów w gospodarstwach rolnych, jedyny efektywny ekonomicznie zakład w północnej Savonii powinien zostać zlokalizowany w Kuopio (rys. 16).

234

Przy dostatecznych opłatach za przyjęcie odpadów koszty energii elektrycznej wytworzonej z biogazu byłyby bardzo wysokie w porównaniu z tradycyjną ceną energii, która wynosi 15 centów za kWh oraz obejmuje koszt samej energii elektrycznej i przesyłu.

Gdyby wszystkie dostępne substraty o odpowiednio wysokich stawkach za przyjęcie odpadów były przekazywane do biogazowni, produkcja energii elektrycznej w północnej Savonii wyniosłaby 17,16 GWh/rok (rys. 13, 14 i 15). Koszty produkcji energii elektrycznej z biogazu wynosiłyby odpowiednio 24, 32 oraz 39 centów za 1 kWh w przypadku, gdyby koszty produkcji energii elektrycznej były o 25% niższe od założonych, nie zmieniły się oraz wzrosły o 25% w stosunku do założonych (rys. 12, 13 i 14).

Gdyby koszty produkcji ciepła i energii elektrycznej z biogazu były wyższe o 25% od założonych, wytwórcy osadów oraz bioodpadów musieliby płacić za przyjęcie odpadów odpowiednio: 55 €/t oraz 50 €/t (tab. 5). Od 1.01.2013 r. opłata za składowanie odpadów wynosić będzie 50 €/t, czyli równowartość opłat za przyjęcie osadów ściekowych oraz bioodpadów. W przypadku, gdy substrat zawiera zanieczyszczenia, takie jak opakowania z tworzyw sztucznych, które blokują śruby oraz pompy, koszty operacyjne mogą być wyższe. Przykładowo we wschodniej Finlandii nadal wykorzystywane są opakowania z biodegradowalnych tworzyw sztucznych, co może zakłócać pracę biogazowni.

235

236

CO2/ MWh

1210

Kuopio

EPH

18.10

17.57

GWh/a GWh/a

EEL

9

(2)

EIOE

1269

tys. €/ rok

NSE (8)

725

tys. €/ rok

Transport

1995

tys. €/ rok

Bilans

97

tys. t/ rok

Wydajność

44

% wsadu

Osady

7

% wsadu

Bioodpady

34

% wsadu

Kiszonka traw

15

% wsadu

Odchody zwierz.

22 200

m3

V

5727

tys. €/ rok

Koszty

1410

1280

Kuopio

CO2/ MWh

Lapinlahti

ĊEi (3)

EPH

4.79

1.01

5.30

1.01

GWh/a GWh/a

EEL

17

21

(2)

EIOE

319

242

tys. €/ rok

NSE (8)

113

16

tys. €/ rok

432

258

tys. €/ rok

Trans- Bilans port zakładu

28

13

tys. t/ rok

Wydajność

75

100

% wsadu

Osady

25

0

% wsadu

Bioodpady

0

0

% wsadu

Kiszonka z trawy

0

0

% wsadu

Odchody zwierz.

5800

1600

m3

V

1571

451

tys. €/ rok

Koszty

Opłaty za przyjęcie odpadów wg określonych substratów: osady 40 €/t, bioodpady 31 €/t, zepsuta kiszonka z trawy 0 €/t, odchody zwierzęce 0 €/t

ĊEi (3)

Opłaty za przyjęcie odpadów wg określonych substratów: osady 40 €/t, bioodpady 31 €/t, zepsuta kiszonka z trawy 40 €/t, odchody zwierzęce 49 €/t

Tabela 6. Parametry zakładów wytwarzających energię elektryczną z biogazu dla różnych opłat za przyjęcie odpadów

237

GWh/a

CO2/ MWh

530

520

Lapinlahti

Kuopio

3.4

2.4

(5)

EIOV

340

120

NSVF (10) tys. €/ rok

126

15

Transport tys. €/ rok

460

130 31

12 77

100

WydajOsady ność tys. €/ tys. t/ % rok rok wsadu

Bilans

23

0 0

0 0

0

Biood- Kiszon- Odchody pady ka traw zw. % % wsadu % wsadu wsadu

6500

1500

m3

V

2490

610

tys. €/ rok

Koszty

2340

520

Zuż. en. el.

MWh/ rok

GWh/a

CO2/ MWh

630 630 550 630

620

620 630 580 630 630 630 630 630 630 630 520

Iisalmi Siilinjärvi Kiuruvesi Leppävirta

Suonenjoki

Vuorela Pielavesi Lapinlahti Juankoski Nilsiä Keitele Rautalampi Tahkovuori Varpaisjärvi Maaninka Kuopio

0.8 1.0 6.3 5.4 4.5 1.7 1.4 1.9 2.9 6.6 29.8

1.1

2.7 4.4 26.6 0.5

EVF

ĊVFi (3)

1.0 1.0 1.4 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 3.3

1.1

1.0 1.0 1.9 1.0

(5)

EIOV

220 310 1280 1780 1490 520 420 600 930 2200 690

330

880 1440 3490 120

tys. €/ rok

NSVF (10)

6 11 37 61 51 19 14 20 26 65 265

7

29 50 220 7

tys. €/ rok

Transport

220 320 1320 1840 1540 540 430 620 960 2260 960

340

910 1490 3710 130

tys. €/ rok

9 12 51 62 52 19 16 22 33 76 56

13

32 51 134 6

tys. t/ rok

0 0 22 0 0 0 0 0 0 0 42

0

0 0 6 0

% wsadu

Bilans WydajzakłaOsady ność du

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11

0

0 0 1 0

% wsadu

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 28

0

0 0 12 0 100 100 78 100 100 100 100 100 100 100 18

100

100 100 81 100

% wsadu % wsadu

Zepsuta BioodOdchody kiszonka pady zwierzęce z trawy

400 500 3100 2800 2400 900 700 1000 1500 3400 13 200

600

1400 2300 12 700 300

m3

V

200 260 1230 1150 980 390 330 440 630 1380 4760

270

610 950 4580 150

tys. €/ rok

Koszty

130 180 1030 910 760 280 230 320 480 1110 4570

190

460 740 4250 80

MWh/ rok

Zuż. en. el.

Zuż. ciepła

680

80

Zuż. ciepła

40 60 220 360 300 110 80 120 150 380 1510

40

170 290 1270 40

560 770 3180 3980 3350 1250 1010 1410 2120 4860 2990

820

2030 3250 8200 370

MWh/rok MWh/rok

En. transp.

1660

740

MWh/rok MWh/rok

En. transp.

Opłaty za przyjęcie odpadów: osady ściekowe 20 €/t, bioodpady 8 €/t, zepsuta kiszonka z trawy 19 €/t, odchody zwierzęce 33 €/t

16.0

3.3

EVF

ĊVFi (3)

Tabela 7. Parametry zakładów produkcji paliwa napędowego z biogazu dla różnych opłat za przyjęcie odpadów Opłaty za przyjęcie odpadów: osady 20 €/t, bioodpady 8 €/t, zepsuta kiszonka z trawy 0 €/t, odchody zwierzęce 0 €/t

Rys. 16. Zakłady produkcji energii elektrycznej z biogazu oraz miejsca pochodzenia substratów przy uwzględnieniu założonych kosztów biogazowni oraz opłat za przyjęcie odpadów

Rys. 17. Zakłady produkcji energii elektrycznej z biogazu oraz miejsca pochodzenia substratów przy uwzględnieniu założonych kosztów biogazowni oraz opłat za przyjęcie substratów.

(Tabela 5)

Opłaty za przyjęcie substratów dla produkcji paliwa napędowego Realistyczne opłaty za przyjęcie odpadów dla całego łańcucha produkcji paliwa napędowego zostały oszacowane podobnie jak dla łańcucha skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej z biogazu (tabela 8). Oszacowano również wartości progowe dla opłat za przyjęcie odpadów przy założeniu, że przyjęte koszty produkcji zmienią się o 25%.

We wszystkich przypadkach do wyprodukowania 97 GWh biometanu/rok zużytoby 560 tys. t odchodów zwierzęcych, 42 tys. t osadów ściekowych, 33 tys. t odpadowej kiszonki traw oraz 7 tys. t bioodpadów. W przypadku, gdy wysokość opłat za przyjęcie odpadów jest wystarczająca do pozyskania wymienionych substratów, koszt produkcji paliwa napędowego, w razie gdy koszty maleją o 25%, nie ulegają zmianie oraz wzrastają o 25% w stosunku do założonych kosztów, wynosi odpowiednio: 11 centów/kWh, 19 centów/ kWh (rys. 18) oraz 28 centów/kWh (rys. 19).

238

Rys. 18. Opłaty za przyjęcie substratów dla kosztów produkcji paliwa napędowego zgodnych z założonymi

Rys. 19. Opłaty za przyjęcie odpadów w przypadku, gdy koszty produkcji paliwa napędowego są wyższe o 25% od założonych

239

Spadek kosztów produkcji o 25% oznaczałby, iż stosowanie opłat za przyjęcie odpadów nie byłoby konieczne. Jeżeli jednak koszty produkcji odpowiadałyby założonym, opłaty za przyjęcie osadów, bioodpadów, odpadowej kiszonki traw oraz odchodów zwierzęcych wyniosłyby odpowiednio: 20 €/t, 8 €/t, 19 €/t oraz 33 €/t. Można również zauważyć, iż rentowność produkcji paliwa napędowego jest bardziej wrażliwa na wzrost kosztów produkcji niż skojarzona produkcja ciepła i energii elektrycznej z biogazu, co wpływa na wyższe wartości progowe opłat za przyjęcie odpadów.

Lokalizacje zakładów produkcji paliwa napędowego oraz ich parametry określono dla opłat za przyjęcie odpadów wyznaczonych na podstawie szacunkowych kosztów produkcji (+ 0%) oraz dla realistycznych stawek opłat za przyjęcie odpadów (tab. 7). Gdyby wprowadzono mechanizmy wsparcia przetwarzania substratów rolniczych, z 644 tys. t wszystkich substratów wyprodukowanoby 97 GWh/rok paliwa. Skutkiem takich zmian byłoby powstawanie zakładów produkcji paliwa napędowego (rys. 20). Przy zastosowaniu realistycznych stawek opłat za przyjęcie odpadów, do produkcji paliwa napędowego wykorzystanoby 43 tys. t substratów rocznie, co przełożyłoby się na roczną produkcję paliwa napędowego wynoszącą 19 GWh. W takim przypadku biogazownie zostałyby zlokalizowane w Kuopio oraz Lapinlahti (rys. 21). Jeżeli nie zostaną wprowadzone mechanizmy wsparcia odzysku energii z substratów odpadowych w gospodarstwach rolnych, utracony zostanie olbrzymi potencjał energetyczny paliwa napędowego, wynoszący 78 GWh/rok.

Przewaga konkurencyjna skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej nad produkcją paliwa zmniejszy się wraz ze spadkiem ilości wytwarzanego biogazu. Gdy produkcja biogazu jest mała, efektywność produkcji energii elektrycznej spada, a efektywność produkcji ciepła wzrasta (rys. 3). W przypadku małej produkcji biometanu metan jest uzdatniany dla uzyskania cennego, końcowego produktu sprzedawanego w cenie 15 centów/kWh. W skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej prowadzonej na niewielką skalę metan jest wykorzystywany do produkcji ciepła, dla którego przyjmuje się cenę 2,5 centa/kWh. Biorąc pod uwagę wartość końcowego produktu, bardziej zasadne jest prowadzenie niewielkiego zakładu produkcji paliwa napędowego niż zakładu produkcji ciepła i energii elektrycznej w kogeneracji.

Biogazownia ma największy wpływ na bilans energetyczny oraz ekonomiczny całego łańcucha produkcyjnego. Przykładowo w Kuopio całkowite zużycie energii w całym łańcuchu produkcyjnym wynosi 4,68 GWh/rok, przy czym zużycie ciepła i energii elektrycznej wynosi odpowiednio: 1,66 GWh/rok oraz 2,34 GWh/rok (tab. 7). Oznacza to, iż sam zakład zużywa 85% całkowitego zapotrzebowania energii. Ponadto zapotrzebowanie na ciepło w biogazowniach odpowiadało 10% energii wyprodukowanego metanu. Wykorzystując źródła odpadowego ciepła oraz zakładając, iż cena ciepła będzie wynosić 2,5 centa/kWh, możnaby zaoszczędzić 41 500 € rocznie, co zwiększyłoby wielkość sprzedaży netto o 340 tys. – 381 tys. € w skali roku. Roczne koszty produkcji paliwa napędowego wyniosłyby 2,49 miliona €, przy założeniu, że roczne koszty inwestycyjne oraz operacyjne wynosiłyby 2,36 miliona €. Koszty zakładu stanowią zatem 94% wszystkich kosztów.

240

Tabela 8. Opłaty za przyjęcie odpadów dla całego łańcucha produkcji paliwa napędowego i różnych kosztów produkcji: -25%, 0% oraz 25%.

-25%

0%

+25%

Realistyczne stawki opłat IGFFj

Osady

0

20

70

20

Bioodpady

0

8

57

8

Odpadowa kiszonka traw

0

19

65

0

Odchody zwierzęce

0

33

77

0

Rys. 20. Zakłady produkcji paliwa napędowego Rys. 21. Zakłady produkcji paliwa napędowego i źródła substratów przy założeniu, iż stawki i źródła substratów przy założeniu, iż stawki opłat za przyjęcie odchodów zwierzęcych, opłat za przyjęcie odchodów zwierzęcych, osadów, bioodpadów oraz odpadowej kiszonki osadów, bioodpadów oraz odpadowej kiszonki traw wynoszą odpowiednio: 33 €/t, 20 €/t, 8 €/t traw wynoszą odpowiednio: 0 €/t, 20 €/t, 8 €/t oraz 19 €/t (Tabela 8) oraz 0 €/t (Tabela 8)

6.3. Produkcja ciepła i energii elektrycznej Produkcję energii elektrycznej z biogazu poddano ocenie poprzez analizę aspektów zrównoważonego rozwoju oraz scenariuszy, które wskazują potencjalne obszary interesujące dla przedsiębiorstw wytwarzających energię elektryczną z biogazu. Zrównoważoność produkcji energii elektrycznej z biogazu bada się, biorąc pod uwagę minimalizację emisji gazów cieplarnianych oraz maksymalizację produkcji energii elektrycznej w całym łańcuchu produkcyjnym. W każdym przypadku rozpatruje się takie zmienne, jak: mieszanka wsadowa, emisje gazów cieplarnianych, produkcja energii elektrycznej oraz lokalizacje poten241

cjalnych biogazowni. Produkcja energii elektrycznej z biogazu stanowi jedynie około 0,5% łącznego zużycia energii regionu. Ocena zrównoważoności pokazuje, iż produkcja energii z biogazu z przetwarzania odpadów biodegradowalnych powinna być postrzegana bardziej jako sposób gospodarki odpadami niż produkcja energii sama w sobie. Oceny scenariuszy pokazują, że wraz ze wzrostem skali produkcji zakładu wzrasta wydajność energetyczna i ekonomiczna zakładu. W tej grze zwycięzcą będzie firma, która pierwsza podpisze umowy z wytwórcami odpadów i rozpocznie proces inwestycyjny.

Parametry substratów Materiał wsadowy może być uważany przez biogazownię jako surowiec energetyczny, jeśli ma pozytywny wpływ na bilans energetyczny netto; zasada ta stanowi jedno z ograniczeń regionalnych. Dla bilansu energetycznego netto (równanie (1)) wynoszącego 0, maksymalne odległości transportu substratu podano w tabeli 9. W przypadku gnojowicy bydlęcej i świńskiej bilans energetyczny przyjmuje wartość ujemną, co wyklucza te frakcje jako substraty do produkcji biogazu. Dla osadu ściekowego maksymalna odległość transportu przyjmuje wartość ujemną w przypadku, gdy ciepło wytwarzane z osadu ściekowego ma być dostarczane na odległość wynoszącą maksymalnie 5 km od zakładu produkującego ciepło i energię elektryczną w kogeneracji, a zawartość suchej masy osadu wynosi 3% (tab. 4). Pomijając straty ciepła oraz zapotrzebowanie energii na przesył ciepła oraz przyjmując 35% suchej masy osadu ściekowego, wartość maksymalnej odległości transportu osadów ściekowych wynosi 518 km [11].

Maksymalne odległości transportu różnych substratów zależą od wartości wejściowych różnych modeli, stąd nie zawsze możliwe jest dokładne porównanie wyników modelowania. Dodatni bilans energetyczny netto można osiągnąć w przypadku instalacji kogeneracji ciepła i energii elektrycznej z biogazu dla maksymalnych odległości transportu odchodów bydlęcych oraz stałych odpadów komunalnych wynoszących odpowiednio: 22 oraz 425 km [14]. W niniejszym opracowaniu maksymalne odległości transportu odpadów ziemniaczanych oraz osadów ściekowych były zbliżone i wynosiły odpowiednio 416 km oraz 518 km, podobnie do podawanych przez Pöschl dla stałych odpadów komunalnych [14]. Duża maksymalna odległość transportu (2314 km) dla bioodpadów z gospodarstw domowych wynika głównie z wysokiego uzysku metanu oraz wysokiej zawartości suchej masy (tab. 4). [11]

242

Tabela 9. Maksymalne odległości transportu substratów dla bilansu energetycznego netto wynoszącego 0 [11]

Odchody zwierzęce Gnojowica bydlęca Gnojowica świńska Odchody końskie stałe Stałe odchody owiec i kóz Stałe odchody kaczek Odpadowa kiszonka traw Niskiej jakości kiszonka traw Przeterminowana kiszonka traw Odpady komunalne Bioodpady domowe Odpady ziemniaczane Tłuszcze i oleje odpadowe Zaolejone ścieki Osad ściekowy

Odległość przesyłu ciepła wynosząca 5 km

Odległość przesyłu ciepła wynosząca 0 km

Maks. odległość transportu, km

Maks. odległość transportu, km

-96 -108 110 161 325

-30 -44 233 287 474

244

375

364

518

859 191 2163 1422 -132

2314 416 2651 1760 518

Zmaksymalizowana produkcja energii elektrycznej Produkcję energii elektrycznej można zmaksymalizować, korzystając z algorytmu metaheurystycznego (podrozdział 3). Uwzględniając regionalne ograniczenia oraz produkcję energii elektrycznej jako powierzchnię kosztów, podaż substratów tylko dla biogazowni w Lapinlahti wynosiłaby 98,1 tys. t/rok (rys. 22). Roczna produkcja energii elektrycznej oraz jednostkowa emisja gazów cieplarnianych wynosiłyby odpowiednio 19,96 GWh oraz 1186,4 kg CO2/MWh. Roczna produkcja energii elektrycznej wynosząca 20 GWh stanowiłaby jedynie 0,5% zużycia energii elektrycznej regionu północnej Savonii [11].

Substrat dla tej biogazowni stanowiłyby odpady komunalne (50 tys. t/rok), odpadowa kiszonka traw (33 tys. t/rok) oraz odchody zwierzęce (16 tys. t/rok), łącznie 4,6% masy wszystkich odpadów biodegradowalnych wytwarzanych w północnej Savonii[11]. Centralna biogazownia mogłaby przetwarzać 92% wytwarzanych odpadów komunalnych, 99% odpadów roślinnych oraz 1% odchodów zwierzęcych. Szczególnie niski jest stopień przetwarzania odchodów zwierzęcych, zwłaszcza w świetle postanowień fińskiego planu gospodarki odpadami, który zakłada, że do 2016 roku 10% odchodów zwierzęcych będzie przetwarzanych na biogaz [53]. Całkowita, roczna emisja gazów cieplarnianych stanowiłaby równowartość 23,68 tys. t ekwiw. CO2. Gdyby substraty, z których można wyprodukować 19,96 GWh energii elektrycznej, uległy obecnie całkowitemu rozkładowi do metanu, do atmosfery wyemitowane byłyby gazy cieplarniane będące ekwiwalentem 89,85 tys. t CO2. Przetwarzanie odpadów w zakładzie kogeneracji ciepła i energii elektrycznej pozwoliłoby zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o 74% w stosunku do teoretycznej maksymalnej emisji. [11]

243

Rys. 22. Lokalizacja jednej biogazowni w przypadku maksymalizacji produkcji energii elektrycznej

Minimalizacja emisji gazów cieplarnianych Zakłady produkcji energii elektrycznej z biogazu w północnej Savonii i ich parametry zostały wyznaczone przy założeniu minimalizacji emisji gazów cieplarnianych w całym łańcuchu produkcyjnym, co przedstawiono w rozdziale 3. Lokalizacja pierwszej biogazowni została wyznaczona w obszarze o minimalnej jednostkowej emisji gazów cieplarnianych (rys. 23). Łączna roczna produkcja energii elektrycznej 26 biogazowni wynosiłaby 19,92 GWh, a łączna emisja gazów cieplarnianych z tych instalacji odpowiadałaby 23,07 tys. t CO2 (rys. 26).

Gdyby cały substrat, z którego można wyprodukować 19,96 GWh energii elektrycznej, uległ całkowitemu rozkładowi do metanu, do atmosfery wyemitowano by gazy cieplarniane będące ekwiwalentem 89,67 tys. t CO2. Emisje gazów cieplarnianych zatem uległyby zmniejszeniu o 74% w stosunku do maksymalnych emisji [11].

Rys. 24 przedstawia produkcję energetycznej oraz jednostkowe emisje gazów cieplarnianych w każdej biogazowni, które wzrastają, gdy algorytm metaheurystyczny wybiera lokalizacje biogazowni. Proporcje masowe substratów dla każdej biogazowni przedstawia rys. 25, który koresponduje z danymi o produkcji energii elektrycznej oraz emisji gazów cieplarnianych na rys. 24. Wszystkie biogazownie mogłyby rocznie przetworzyć łącznie 98,1 tys. t odpadów ulegających biodegradacji, obejmujących 15,9 tys. t odchodów zwierzęcych, 32,8 tys. t odpadowej kiszonki traw oraz 49,4 tys. t odpadów komunalnych.

244

Scenariusze kogeneracji ciepła i energii elektrycznej z biogazu Po ustaleniu lokalizacji zapewniających najwyższą efektywność ekonomiczną biogazowni oraz ich parametrów poddano ocenie praktyczne propozycje lokalizacji biogazowni w ramach trzech scenariuszy (podrozdział 5). W każdym ze scenariuszy przyjęto realistyczne stawki opłat za przyjęcie odpadów w wysokości 40 €/t osadów oraz 31 €/t bioodpadów. Ponieważ substraty pochodzące z gospodarstw rolnych nie są subsydiowane, zwiększają one ujemny bilans sprzedaży netto, co wyklucza je z wykorzystania do produkcji energii.

Efektywność energetyczna i ekonomiczna biogazowni odgrywa zasadniczą rolę na obszarze modelowym. Efektywność energetyczna zakładów kogeneracji ciepła i energii elektrycznej z biogazu wzrasta wraz ze zmniejszaniem potrzeb transportu odpadów (tab.

10). Zużycie energii podczas transportu nadal stanowi od 2 do 10% produkowanej energii elektrycznej oraz ciepła, a koszty transportu stanowią od 5 do 38% wartości sprzedaży netto. Przedsiębiorstwo wytwarzające ciepło i energię elektryczną w kogeneracji, które zwiększy skalę produkcji do poziomu maksymalnej podaży odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, może stać się najbardziej efektywnym ekonomicznie zakładem z uwagi na dużą zdolność przetwórczą. Zakład w Kuopio jest zlokalizowany centralnie oraz otoczony źródłami substratów, co stanowi o jego konkurencyjności, jednak sąsiednie zakłady również mogłyby stanowić dla niego konkurencję, gdyby podjęły rywalizację z tym zakładem oraz zaczęły podpisywać umowy z wytwórcami odpadów.

Jedna biogazownia w Kuopio byłaby w stanie wytworzyć rocznie 8,6 GWh energii elektrycznej przetwarzając 50 tys. t substratu w reaktorze o objętości 10 000 m3 (tab. 1).

Substrat składałby się w 86% z osadów oraz w 14% z bioodpadów ze źródeł przedstawionych na rys. 27. Szacowane roczne koszty zakładu, obejmujące koszty inwestycyjne oraz operacyjne, wynoszą 2,5 mln €, przy dziesięcioletnim okresie spłaty kredytu oraz 5% odsetkach. Wartość sprzedaży netto wynosiłaby 0,9 mln €, uwzględniając sprzedaż ciepła, energii elektrycznej, nawozów oraz realistyczne opłaty za przyjęcie odpadów.

W drugim scenariuszu, trzecia biogazownia z kogeneracją energii elektrycznej i ciepła z biogazu byłaby w stanie konkurować z zakładami w Kuopio oraz Lapinlahti, jednak efektywność produkcji energii w całym łańcuchu produkcyjnym nie byłaby równie wysoka jak w przypadku Kuopio oraz Lapinlahti (rys. 28). Transport bioodpadów z południowych części regionu do Suonenjoki jest bardziej efektywny kosztowo niż transport do biogazowni w Kuopio, co stanowi o konkurencyjności zakładu w Suonenjoki względem innych zakładów.

245

Rys. 23. Lokalizacje o minimalnej jednostkowej emisji gazów cieplarnianych

Rys. 24. Produkcja energii elektrycznej oraz jednostkowa emisja gazów cieplarnianych

Rys. 25. Udziały głównych substratów w każdej biogazowni

Rys. 26. Łączna produkcja energii elektrycznej oraz łączna emisja gazów cieplarnianych

246

Gdyby biogazownia w Kuopio mogła przyjmować większą ilość substratu, transport bioodpadów z południowych części regionu do Kuopio byłby bardziej efektywny kosztowo niż transport do Suonenjoki, co widać w trzecim scenariuszu (rys. 29). Gdyby zakład w Suonenjoki podpisał umowę na przetwarzanie odpadów komunalnych, stałby się lokalnym monopolistą jako producent energii elektrycznej z biogazu.

W trzecim scenariuszu energia elektryczna byłaby produkowana z biogazu w istniejących ciepłowniach rejonowych, jednak warunki brzegowe ograniczają produkcję energii tylko do ciepłowni w Iisalmi, Lapinlahti oraz Kuopio (rys. 29). Niska efektywność produkcji energii elektrycznej przy małej ilości odpadów do przetwarzania wpływa na ujemny bilans energetyczny pozostałych ciepłowni. Gdyby zwiększyć efektywność produkcji energii elektrycznej w kogeneracji, istniałaby możliwość odzysku energii z substratów komunalnych w sąsiedztwie istniejących ciepłowni rejonowych, gdzie znajdują się również oczyszczalnie ścieków.

6.4. Produkcja paliwa napędowego Lokalizacje zakładów produkujących paliwo napędowe (rys. 29–31) oraz ich parametry (tab. 11) zostały ustalone dla trzech różnych scenariuszy, przy założeniu, iż stawki opłat za przyjęcie odpadów wynosić będą: 8 €/t bioodpadów oraz 20 €/t osadów. Ponieważ rolnicy nie są gotowi płacić biogazowniom za przyjęcie odpadów, nie uwzględniono opłat za przyjęcie odchodów zwierzęcych oraz kiszonki traw. We wszystkich scenariuszach jednostkowa emisja gazów cieplarnianych jest zazwyczaj niższa niż produkcja energii elektrycznej z biogazu, gdyż 94% zasobu energii biogazu uzdatnia się do jakości paliwa napędowego, podczas gdy efektywność produkcji energii elektrycznej wahała się między 28% a 43% (rys. 3).

Moc przerobowa jednego zakładu w Kuopio wynosiłaby 47 tys. t/rok, na co składałyby się 42 tys. t/rok osadów oraz 5 tys. t/rok bioodpadów (tabela 11). Zakład produkcji paliwa napędowego zlokalizowany w Kuopio dysponowałby takimi samymi mocami przerobowymi jak zakład kogeneracji ciepła i energii elektrycznej z biogazu. Samochód osobowy zużywający 0,06 Nm3 CH4/km (biometan o wartości opałowej 9,2 kWh/Nm3) i przejeżdżający rocznie 30 000 km zużywa rocznie 16,56 MWh energii. Zatem produkcja paliwa napędowego 23 GWh/rok w zakładzie odpowiada zużyciu paliwa przez 1400 samochodów.

Zapotrzebowanie na ciepło z ciepłowni rejonowej wynosiłoby rocznie 2,7 GWh, jednak ilość wytwarzanego ciepła zależna jest od zawartości suchej masy w substracie (scenariusz 1 w tabeli 11). Uzdatnianie biogazu z fermentacji osadów ściekowych o zawartości suchej masy 14% oraz uzysku metanu 28,7 Nm3 CH4/t osadu wymaga 1,7 kWh ciepła/m3 uzdatnionego biometanu. W przypadku bioodpadów o zawartości suchej masy 33% oraz uzysku metanu 99 Nm3 CH4/t zużycie ciepła wynosi 0,4 kWh/m3 uzdatnionego biometanu. Zużycie ciepła wynosi zatem od 0,4 do 1,7 kWh na m3 uzdatnionego biometanu.

247

Rys. 27

Rys. 28 Rys. 27. Biogazownie z kogeneracją ciepła i energii elektrycznej z biogazu w scenariuszu 1 przy uwzględnieniu realistycznych opłat za przyjęcie odpadów

Rys. 28. Biogazownie z kogeneracją ciepła i energii elektrycznej z biogazu w scenariuszu 2 przy uwzględnieniu realistycznych opłat za przyjęcie odpadów

Rys. 29

248

Rys. 29. Biogazownie z kogeneracją ciepła i energii elektrycznej z biogazu w scenariuszu 3 przy uwzględnieniu istniejących ciepłowni rejonowych jako potencjalnych lokalizacji biogazowni i przy założeniu realistycznych opłat za przyjęcie odpadów

249

8.60

7.88

GWh/a

EPH

10

(2)

EIOE

Transport

Bilans zakładu

Wydajność Osady

Biood- Kiszonka Odchody pady traw zw.

851

301

1152

49

86

14

0

0

tys. €/rok tys. €/rok tys. €/rok tys. t/rok % wsadu % wsadu % wsadu % wsadu

NSE (8)

9800

m3

V

GWh/a

CO2/ MWh

1160

1120

1170

Lapinlahti

Kuopio

Suonenjoki

1.68

3.59

2.59

GWh/a

EPH

11

43

20

(2)

EIOE

Transport

Bilans zakładu

Moc przetwórcza Osady

Biood- Kiszonka Odchody pady traw zw.

150

402

463 57

32

48 207

434

511 10

19

21 86

75

95

14

25

5

0

0

0

0

0

0

tys. €/rok tys. €/rok tys. €/rok tys. t/rok % wsadu % wsadu % wsadu % wsadu

NSE (8)

2100

4100

3600

m3

V

GWh/a

CO2/ MWh

1130

1160

1140

Iisalmi

Lapinlahti

Kuopio

5.66

1.31

1.64

EEL

ĊEi (3)

5.31

0.98

1.62

GWh/a

EPH

18

25

62

(2)

EIOE

Transport

Bilans zakładu

Moc przetwórcza

Osady

Biood- Kiszonka Odchody pady traw zw.

533

350

136

109

16

9

642

366

146

29

13

8

79

100

88

21

0

12

0

0

0

0

0

0

tys. €/rok tys. €/rok tys. €/rok tys. t/rok % wsadu % wsadu % wsadu % wsadu

NSE (8)

6200

1700

1900

m3

V

Scenariusz 3 Stawki opłat za przyjęcie odpadów: osady 40 €/t, bioodpady 31 €/t, odpadowa kiszonka traw 0 €/t, odchody zwierzęce 0 €/t

1.83

3.82

2.95

EEL

ĊEi (3)

Scenariusz 2 Stawki opłat za przyjęcie odpadów: osady 40 €/t, bioodpady 31 €/t, odpadowa kiszonka traw 0 €/t, odchody zwierzęce 0 €/t

1170

GWh/a

CO2/ MWh

Kuopio

EEL

ĊEi (3)

Scenariusz 1 Stawki opłat za przyjęcie odpadów: osady 40 €/t, bioodpady 31 €/t, odpadowa kiszonka traw 0 €/t, odchody zwierzęce 0 €/t

1511

390

439

tys. €/rok

Koszty

531

960

852

tys. €/rok

Koszty

2507

tys. €/rok

Koszty

Tabela 10. Biogazownie z kogeneracją ciepła i energii elektrycznej z biogazu w różnych scenariuszach przy uwzględnieniu realistycznych opłat za przyjęcie odpadów

Zużycie energii elektrycznej głównie do uzdatniania biogazu oraz w biogazowni wyniosłoby 3,5 GWh (scenariusz 1 w tabeli 11). Oszacowano, iż instalacja uzdatniania biogazu zużywa energię elektryczną w ilości 0,3 kWh/Nm3 biogazu, a zużycie energii elektrycznej przez urządzenia procesowe biogazowni wyniosłoby 17 kWh na tonę odpadów. Przetworzenie osadów ściekowych niskiej jakości o zawartości suchej masy 3% wymagałoby zużycia energii elektrycznej w ilości 2,8 kWh/Nm3 biogazu. W przypadku bioodpadów domowych o zawartości suchej masy 33%, zużycie energii elektrycznej podczas mieszania wyniosłoby 0,17 kWh/Nm3 biogazu. Osady ściekowe o zawartości suchej masy 3% przyczyniają się do większego zużycia energii elektrycznej przez biogazownię niż bioodpady o 33% zawartości suchej masy, ponieważ osady ściekowe zajmują większą objętość reaktora biogazowego niż bioodpady. Im większa jest objętość, którą zajmuje dany substrat, tym większe zużycie energii elektrycznej podczas jego mieszania i pompowania.

Z tego powodu zużycie energii elektrycznej wynosi od 5 do 34% energii uzdatnianego biometanu.

Efektywność energetyczna EIOV wzrasta, a efektywność ekonomiczna maleje wraz ze zmniejszeniem wydajności zakładu. Wzrost efektywności energetycznej wynika ze zmniejszającego się udziału transportu. W modelu założono, że zużycie energii na tonę odpadów nie zmienia się przy zmianie mocy przerobowych zakładu. Najwyższą efektywność energetyczną całego łańcucha produkcyjnego EIOV wykazuje scenariusz 3, w którym biogazownie zostały zlokalizowane blisko zakładów przetwarzających osady ściekowe (rys. 32). Niższą efektywność ekonomiczną mają małe zakłady produkujące paliwo napędowe ze względu na wysokie koszty niewielkich instalacji uzdatniania gazu.

Scenariusz 3 byłby możliwy tylko wtedy, gdyby miasta postanowiły wybudować swoje własne zakłady przetwarzające ich odpady komunalne. W warunkach swobodnej konkurencji osady ściekowe byłyby transportowane do zakładów o najwyższej efektywności kosztowej, co można zaobserwować na rys. 30.

250

Rys. 30

Rys. 31

Rys. 30. Lokalizacje zakładów produkcji paliwa napędowego i źródeł substratów w scenariuszu 1 przy założonych realistycznych opłatach za przyjęcie odpadów

Rys. 31. Lokalizacje zakładów produkcji paliwa napędowego i źródeł substratów w scenariuszu 2

Rys. 32. Lokalizacje zakładów produkcji paliwa napędowego i źródeł substratów w scenariuszu 3

Rys. 32

251

252

530

23.1

2.9

(5)

EIOV

599

301

900

49

tys. t/ rok

TransWydajBilans port ność

tys. €/ tys. €/ tys. €/ rok rok rok

NSVF (10) Biood- KiOdpady szonka chody

86

14

0

0

% % wsa% % wsadu du wsadu wsadu

Osady

9800

m3

V

3644

tys. €/ rok

Koszty

3470

MWh/ rok

Zuż. en. el.

1700

MWh/ rok

Zuż. en.tran.

2720

MWh/ rok

Zuż ciepła

520

510

520

Lapinlahti

Kuopio

Suonenjoki

4.9

10.2

8.0

CO2/ GWh/a MWh

EVF

ĊVFi (3)

3.1

3.8

3.0

(5)

EIOV

115

340

308

57

32

48

172

372

356

10

19

21

tys. t/ rok

TransWydajBilans port ność

tys. €/ tys. €/ tys. €/ rok rok rok

NSVF (10)

Biood- KiOdpady szonka chody

86

75

95

14

25

5

0

0

0

0

0

0

% % wsa% % wsadu du wsadu wsadu

Osady

2100

4100

3600

m3

V

773

1451

1257

tys. €/ rok

Koszty

740

1490

1240

MWh/ rok

Zuż. en. el.

320

170

270

MWh/ rok

Zuż. en. tran.

520

1040

1160

MWh/ rok

Zuż. ciepła

Scenariusz 2 przyjmujący następujące stawki opłat za przyjęcie odpadów: osady 20 €/t, bioodpady 8 €/t, odpadowa kiszonka traw 0 €/t, odchody zwierzęce 0 €/t

Kuopio

CO2/ GWh/a MWh

EVF

ĊVFi (3)

Scenariusz 1 przyjmujący następujące stawki opłat za przyjęcie odpadów: osady 20 €/t, bioodpady 8 €/t, odpadowa kiszonka traw 0 €/t, odchody zwierzęce 0 €/t

Tabela 11. Parametry zakładów produkujących paliwo silnikowe w różnych scenariuszach przy uwzględnieniu realistycznych wysokości opłat za przyjęcie odpadów

253

500

520

520

530

500

530

510

520

500

500

Iisalmi

Siilinjärvi

Kiuruvesi

Leppävirta

Suonenjoki

Lapinlahti

Juankoski

Karttula

Varkaus

Kuopio

7.5

2.3

1.4

1.1

3.0

1.19

0.4

0.4

2.0

4.0

CO2/ GWh/a MWh

EVF

ĊVFi (3)

4.3

3.9

3.2

3.3

2.6

4.2

2.6

2.6

3.0

4.3

(5)

EIOV

253

74

33

30

189

37

25

27

89

102

9.3

2.7

10.7

5.5

4.2

1.2

0.2

0.2

4.4

2.7

262

77

44

35

193

38

25

27

93

105

12.3

4.2

2.9

2.3

11

1.9

1.4

1.6

5.6

6.2

tys. t/ rok

TransWydajBilans port ność

tys. €/ tys. €/ tys. €/ rok rok rok

NSVF (10) Biood- KiOdpady szonka chody

62

80

95

100

100

80

100

95

100

85

38

20

5

0

0

20

0

0

0

15

0

0

1

0

0

0

0

5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

% % wsa% % wsadu du wsadu wsadu

Osady

2900

900

600

500

1400

500

200

200

900

1700

m3

V

1011

324

221

170

470

168

59

68

315

590

tys. €/ rok

Koszty

1070

340

210

170

470

170

60

70

310

610

MWh/ rok

Zuż. en. el.

40

10

60

30

20

10

0

0

30

10

MWh/ rok

Zuż. en. tran.

650

220

160

130

660

100

80

100

320

310

MWh/ rok

Zuż. ciepła

Scenariusz 3 przyjmujący następujące stawki opłat za przyjęcie odpadów: osady 20 €/t, bioodpady 8 €/t, odpadowa kiszonka traw 0 €/t, odchody zwierzęce 0 €/t

7. Wnioski Regionalne modelowanie produkcji biogazu i paliwa napędowego w północnej Savonii pokazuje, że region ma niewykorzystany duży potencjał energii odpadów ulegających biodegradacji, co ma miejsce również w innych regionach i krajach basenu Morza Bałtyckiego. W regionie modelowym z oceny właściwości substratów wynika potrzeba poprawy jakości wsadu do produkcji biogazu (podrozdział 7.1). Na podstawie wyników modelowania w północnej Savonii, przedstawione zostaną rekomendacje wprowadzenia zmian w polityce energetycznej (podrozdział 7.2) oraz ogólne wnioski dla innych państw regionu Morza Bałtyckiego (podrozdział 7.3). Przedstawiony w tym opracowaniu regionalny model produkcji biogazu powinien być przydatny dla krajów, które mają znaczne niewykorzystane potencjały produkcji energii z odpadów ulegających biodegradacji.

7.1. Wnioski dla północnej Savonii Potencjał energetyczny odpadów ulegających biodegradacji w północnej Savonii jest mały, jednak stwarza korzystne możliwości budowy dwóch biogazowni w rejonie Lapinlahti oraz Kuopio dla przetworzenia odpadów komunalnych ulegających biodegradacji. Jednakże największy potencjał energii mają substraty pochodzące z gospodarstw rolnych, które stanowią 89% całego potencjału energetycznego odpadów ulegających biodegradacji. Obecnie produkcja biogazu z odchodów zwierzęcych oraz odpadów roślinnych nie jest dotowana, co czyni ją nieopłacalną. Impulsem do zagospodarowania substratów pochodzących z gospodarstw rolnych może być poprawa efektywności energetycznej instalacji. Zaleca się zatem przetwarzanie substratów rolniczych i komunalnych w odrębnych instalacjach.

Najbardziej pożądanym produktem końcowym jest paliwo napędowe.

W celu zwiększenia odzysku energii z rolniczych substratów rolnicy powinni ponosić opłaty wynoszące kilkadziesiąt €/t za przyjęcie odpadów przez biogazownie. Należałoby zatem uwzględnić dotacje w wysokości kilkudziesięciu €/t odpadów dla tych gospodarstw rolnych, które oddawałyby odchody zwierzęce do biogazowni. Istnieją również inne czynniki, które mogłyby poprawić ekonomiczne wyniki mikroinstalacji biogazowych budowanych w gospodarstwach rolnych. Wykorzystanie fermentatu jako nawozu nie wymaga jego higienizacji, jeżeli odchody zwierzęce oraz odpady roślinne zostaną poddane fermentacji, co poprawi efektywność energetyczną i ekonomiczną biogazowni.

Odpowiednie podejście do gospodarowania wodą oraz odchodami zwierzęcymi w gospodarstwie rolnym wpłynie na wzrost zawartości suchej masy w odchodach zwierzęcych nawet powyżej 5%, a więc wartości przyjętej w modelu dla gnojowicy bydlęcej.

Efektywność energetyczną biogazowni można podnieść poprzez utrzymanie możliwie jak najwyższej temperatury pozyskiwanych odchodów zwierzęcych. Cel ten można również osiągnąć w mikrobiogazowniach rolniczych poprzez poprawę izolacji termicznej układu pompowania odchodów bydlęcych. Podczas transportu drogowego odchodów zwierzęcych możliwe jest jednak znaczne wychłodzenie gnojowicy.

Duże biogazownie przetwarzające odpady komunalne osiągają wyższą efektywność ekonomiczną niż małe zakłady. Biogazownie te mają większe zapotrzebowanie na ciepło niż mikrobiogazownie rolnicze ze względu na konieczność higienizacji odpadów. Istniejące ciepłownie rejonowe mogłyby sprzedawać ciepło zakładom produkującym paliwo napędowe z biogazu. Ponieważ bilans cieplny ma znaczny wpływ na efektywność biogazowni, 254

większą uwagę należy zwrócić na efektywność produkcji ciepła oraz systemy odzysku ciepła. Dla przykładu wykorzystanie odpadowego ciepła przemysłowego może być efektywnym rozwiązaniem dla dużych biogazowni. Jednym z potencjalnych źródeł ciepła mogą być osady z przemysłu drzewnego, których temperatura zazwyczaj wynosi od 37 do 55°C, co możnaby wykorzystać do podgrzewania substratów [54]. Warto również wspomnieć, iż efektywność energetyczna i ekonomiczna biogazowni wzrasta wraz ze wzrostem jej mocy przerobowych.

Chociaż najlepszymi lokalizacjami zakładu produkcji paliwa napędowego w aspekcie efektywności ekonomicznej były Kuopio oraz Lapinlahti, to Varkaus posiada duży potencjał odzysku ciepła z osadów z przemysłu drzewnego do ogrzewania substratów do fermentacji, co mogłoby stanowić konkurencyjne rozwiązanie produkcji biometanu z odpadów biodegradowalnych.

7.2. Rekomendacje dotyczące polityki energetycznej dla północnej Savonii W fińskim regionie modelowym pozyskanie substratów do produkcji biogazu z gospodarstw rolnych jest bardzo kosztowne. Potrzebne są proste i efektywne ekonomiczne rozwiązania produkcji biogazu w mikrobiogazowniach w gospodarstwach rolnych, ale również dotacje wspierające pozyskiwanie odpadów biodegradowalnych. Fińskie, ustawowo gwarantowane stałe ceny przyjęcia energii elektrycznej do sieci stanowią wsparcie jedynie dla dużych biogazowni, a biogazownie rolnicze są w większości wykluczone z systemu stałych gwarantowanych cen. Jedynie kilka gospodarstw rolnych w północnej Savonii byłoby w stanie osiągnąć moc wytwórczą energii elektrycznej w biogazowni wynoszącą 100 kVA. Duże odległości transportu w znacznym stopniu ograniczają transport odchodów zwierzęcych do centralnych biogazowni. Ministerstwo pracy i gospodarki przyznaje, iż fiński system stałych gwarantowanych cen energii elektrycznej nie został wprowadzony zgodnie z pierwotnymi założeniami [55].

Aby lepiej wykorzystać środki budżetowe dla wzrostu produkcji energii ze źródeł odnawialnych, Finlandia powinna skoncentrować się na wykorzystaniu potencjału energetycznego rolniczych odpadów biodegradowalnych. Działania takie mogą polegać na dotowaniu mikrobiogazowni rolniczych w gospodarstwach rolnych, które mogłyby wytwarzać biogaz przy największej efektywności energetycznej. Przejściowe, zwiększone dotacje inwestycyjne dla biogazowni w gospodarstwach rolnych powinny zostać wprowadzone (przynajmniej w wysokości 50%) w latach 2013–2014. Szczególny nacisk należy położyć na uzdatnianie biogazu do jakości paliwa napędowego. Dotacje powinny również objąć wykorzystanie fermentatu (obecnie dotacje obejmują jedynie wykorzystanie jako nawozu nieprzetworzonych odchodów zwierzęcych). Ze względu na pozytywny wpływ na środowisko dotacje do wykorzystania fermentatu powinny być wyższe niż dla nieprzetworzonych odchodów zwierzęcych. Specjalne dotacje można wprowadzić dla gospodarstw rolnych, które zdecydują się na zakup ciągników napędzanych biogazem [56].

Należy jednak zauważyć, iż zbyt duże dotacje mogą przyczynić się do wypaczenia rynku i doprowadzić do nieefektywnej gospodarki energetycznej. Organizacja Finnish Energy 255

Industries prowadzi politykę zmierzającą do ujednolicenia stawek dotacji dla bioenergii [55]. Finlandia powinna w większym stopniu skoncentrować się na stworzeniu systemu kontroli emisji dwutlenku węgla, w ramach którego przyznawane byłyby dotacje dla rozwiązań bioenergetycznych. Należałoby ponadto wyeliminować panującą na rynkach niepewność poprzez zniesienie dotacji dla systemów, które nie są efektywne ekonomicznie. Takie zmiany umożliwiłyby długofalową stabilizację rynków energetycznych.

7.3. Wnioski dla innych regionów Opracowanie systemu zrównoważonej produkcji energii elektrycznej z odpadów powinno być oparte na wynikach regionalnego modelowania w każdym regionie basenu Morza Bałtyckiego, posiadającym niewykorzystany potencjał energii odpadów ulegających biodegradacji, analogicznie jak w północnej Savonii. Plany działań w zakresie zrównoważonej produkcji bioenergetycznej opracowywane są w każdym kraju członkowskim UE ze względu na wymagania dyrektyw unijnych. Wstępne założenia do regionalnego modelowania produkcji biogazu w Estonii i na Dolnym Śląsku pokazały konieczność uwzględnienia specyficznych uwarunkowań tych regionów. W Västmanland przeprowadzono już studia optymalnego regionalnego systemu odzysku energii z odpadów.

Jednakże pewne ogólne wnioski, dotyczące regionalnego modelowania, mogą być skierowane do innych regionów basenu regionu Morza Bałtyckiego.

Model przedstawiony w niniejszym raporcie może zostać wykorzystany przez inne państwa dla opracowania programów bioenergetycznych w aspekcie zrównoważenia ekonomiczno-środowiskowego. Raport dotyczący aktualnej sytuacji w regionach projektu REMOWE zawiera charakterystyki odpadów jako substratów do produkcji biogazu oraz pokazuje duże zróżnicowanie potencjałów tych odpadów w poszczególnych regionach.

Przykładowo odchody zwierzęce stanowią 5%, 22%, 46%, 26% i 35% ogólnego potencjału energii z odpadów, odpowiednio w Estonii, na Dolnym Śląsku, w północnej Savonii, Västmanland i w zachodniej Litwie [57]. Różne składy substratów do produkcji biogazu wynikają ze zróżnicowania infrastruktury w poszczególnych krajach basenu Morza Bałtyckiego. Tym niemniej odchody zwierzęce są jednym z głównych źródeł energii z odpadów w regionach projektu. W szczególności pozyskanie odchodów zwierzęcych do produkcji biogazu jest wrażliwe na właściwości tego substratu, w tym na uzysk metanu.

Należy również uwzględnić, iż w poszczególnych krajach obowiązują różne programy wsparcia odzysku energii z odpadów. Na przykład wytwórcy energii elektrycznej mogą otrzymać maksymalną stałą cenę 12,718 centa/kWh, 8,7 centa/kWh, 13,35 centa/kWh odpowiednio w Estonii, Litwie i Finlandii [57]. Gwarantowane ceny są wyższe w Finlandii i Estonii, jeśli energia elektryczna jest wytwarzana w kogeneracji z ciepłem. Inne subsydia w postaci pożyczek i ulg podatkowych dla producentów energii z OŹE są stosowane w Polsce, a system oparty jest na certyfikatach pochodzenia energii. Najwyższe wpływy ze sprzedaży energii elektrycznej 15 centów/kWh może uzyskać operator biogazowni rolniczej wytwarzającej energię elektryczną w skojarzeniu z ciepłem oraz wytwarzającej biometan. Szwecja stosuje system kwotowy oparty na certyfikatach pochodzenia energii oraz zwolnienia podatkowe dla wsparcia produkcji energii z OŹE. Przykładowo w 2009 roku producent energii elektrycznej z biogazu mógł uzyskać 3,3 256

centa/kWh energii elektrycznej. Produkcja biometanu jest wspierana w Szwecji przez zwolnienia podatkowe [57]. Stosując model produkcji biogazu w północnej Savonii, należy podkreślić, że model powinien być w przyszłości zastosowany dla całego kraju. Tak więc w przyszłości niezbędne będą dane z wszystkich krajów basenu Morza Bałtyckiego, a nie tylko dane z regionów.

Regionalne procesy decyzyjne w krajach basenu Morza Bałtyckiego mogą bazować na regionalnym modelu produkcji biogazu, który uwzględnia dyrektywę zrównoważonej produkcji energii ze źródeł odnawialnych (2009/28/WE) oraz wytyczne zawarte w dyrektywie ramowej w sprawie odpadów (2008/98/WE). Modelowaniu poddać można najrozmaitsze scenariusze produkcji energii elektrycznej z biogazu i biometanu, które będą uwzględniać działania operacyjne w każdym regionie. Dla przykładu modelować można wpływ dotacji do energii z OŹE, mających istotne znaczenie dla planowania przyszłych inwestycji bioenergetycznych. Należy określić skalę zrównoważonej produkcji bioenergetycznej w danym regionie, uwzględniając takie ograniczenia regionalne jak maksymalne odległości transportu substratów. Modelowanie powinno również zmierzać do ustalenia potencjalnych lokalizacji biogazowni oraz optymalnych mieszanek wsadowych. Po określeniu w obszarach modelowych optymalnych systemów produkcji biogazu można rozpocząć odpowiednie procedury inwestycyjne.

Estonia Regionalne modelowanie ma duży potencjał rozwoju w Estonii, gdyż umożliwia znalezienie najlepszych lokalizacji biogazowni przy uwzględnieniu szeregu czynników, jak: logistyka, oddziaływania ekonomiczne i środowiskowe oraz dostępne substraty. Estonia jest bliska północnej Savonii pod względem strukturalnym i zagospodarowania. Na podstawie doświadczeń z modelowania w północnej Savonii można zatem spodziewać się, że te same czynniki jak: niska gęstość zaludnienia, duże odległości, lokalizacje gospodarstw rolnych pozwolą na wiarygodne porównania sytuacji w obydwu regionach. Jednym z najbardziej rozwiniętych obszarów hodowli zwierząt w Estonii jest region środkowej Estonii, gdzie obsada wielu ferm bydła przekracza 1000 sztuk, a fermy trzody chlewnej liczą po kilka tysięcy zwierząt. Środkowa Estonia leżąca na wyżynie Pandivere oraz położony w sąsiedztwie region Adavere należą do obszarów najbardziej narażonych na zanieczyszczenie azotanami, w których woda gruntowa jest niewystarczająco chroniona.

Fermentacja gnojowicy przed jej stosowaniem do nawożenia będzie zatem pozytywnie wpływać na ekosystem tego obszaru, konieczne są jednak dalsze studia dla sformułowania konkretnych zaleceń. Dobrym wsparciem dla tych studiów jest to, że w tym regionie zostały już zbudowane dwie biogazownie w Aravete i Vinni. Dalsze modelowanie produkcji biogazu w tym regionie powinno być korzystne dla uzyskania szczegółowych rozwiązań gospodarki gnojowicą, budowy nowych biogazowni i optymalnych rozwiązań logistycznych.

Dolny Śląsk Na Dolnym Śląsku nie prowadzono regionalnego modelowania dla wyboru optymalnego rozwiązania fermentacji odpadów ulegających biodegradacji, pochodzących z różnych źródeł. Zadanie to było realizowane tylko w północnej Savonii jako modelowym regionie. Wnioski z modelowania fermentacji odpadów w północnej Savonii są jednak 257

częściowo przydatne dla Dolnego Śląska, chociaż wymagają adaptacji do warunków tego regionu. Wnioski te powinny jednak w większym stopniu uwzględniać wymagania przygotowywanego przez Komisję Europejską rozporządzenia w sprawie utraty statusu odpadów przez produkty wytwarzane z bioodpadów. W sierpniu 2012 został opublikowany trzeci dokument roboczy wprowadzający kryteria utraty statusu odpadów przez komposty i fermentaty z przetwarzania odpadów ulegających biodegradacji [58]. Dokument ten nie jest jeszcze wiążący, a jego ustalenia mogą zostać zmienione w trakcie dalszych prac, wskazuje jednak tendencje i kierunki legislacji w tej dziedzinie. Stosowanie produktów z przetwarzania bioodpadów w rolnictwie do nawożenia i rekultywacji gruntów rolnych i nierolnych nie będzie regulowane przepisami prawa gospodarki odpadami, lecz prawa o nawozach i nawożeniu. Częścią dokumentu roboczego jest tzw. pozytywna lista substratów, tj. różnych rodzajów odpadów ulegających biodegradacji ze źródeł komunalnych, rolniczych i przemysłowych. Lista obejmuje odpady z grup 02, 03, 04, 15, 16, 17, 19, 20 Europejskiego Katalogu Odpadów. Są to generalnie selektywnie zbierane bioodpady, a także podobne do nich składem i właściwościami ulegające biodegradacji odpady z różnych źródeł. Lista substratów zawiera także komunalne osady ściekowe spełniające wymagania dla bezpośredniego stosowania w rolnictwie (kod 19 08 05) oraz zmieszane odpady komunalne lub mechanicznie wydzielone frakcje zmieszanych odpadów komunalnych (bez podania kodu). Maksymalne dopuszczalne zawartości metali ciężkich w kompostach/fermentatach zostały ustalone na bardzo niskich poziomach, co może w wielu przypadkach wykluczyć współfermentację osadów i/lub zmieszanych odpadów komunalnych z selektywnie zbieranymi bioodpadami.

Na podstawie założeń regulacji dotyczącej utraty statusu odpadów przez produkty z przetwarzania bioodpadów preferuje się odrębne przetwarzanie selektywnie zbieranych bioodpadów z sektora komunalnego, rolniczego i przemysłowego oraz osadów ściekowych i/lub mechanicznie wydzielonej biofrakcji ze zmieszanych odpadów komunalnych. Akceptowalna jest współfermentacja osadów ściekowych z mechanicznie wydzieloną biofrakcją ze zmieszanych odpadów komunalnych, jednak fermentat może nie spełniać w wielu przypadkach kryteriów utraty statusu odpadów.

Na Dolnym Śląsku głównymi strumieniami odpadów do fermentacji są: −− selektywnie zbierane komunalne bioodpady – potencjał energii biogazu wynosi ok. 209 GWh/rok, −− odchody zwierzęce z dużych ferm (456 GWh/rok), −− selektywnie zbierane bioodpady z przemysłu spożywczego (ok. 68 GWh/rok), −− osady z komunalnych oczyszczalni ścieków (ok. 86 GWh/rok).

Całkowity potencjał energii biogazu z wszystkich odpadów wynosi ok. 819 GWh/rok.

Dla Dolnego Śląska zaleca się przeprowadzenie regionalnego modelowania fermentacji obejmującego następujące wariantowe rozwiązania technologiczne i organizacyjne: −− odrębną fermentację bioodpadów komunalnych z różnych źródeł w ramach regionów gospodarki odpadami komunalnymi, −− fermentację bioodpadów komunalnych z bioodpadami z przemysłu spożywczego i odchodami zwierzęcymi z dużych ferm hodowlanych, 258

−− fermentację odchodów zwierzęcych z dużych ferm hodowlanych z bioodpadami przemysłowymi, −− wykorzystanie wolnych pojemności komór fermentacyjnych w dużych oczyszczalniach ścieków do przyjęcia do fermentacji osadów z małych oczyszczalni, nieposiadających komór fermentacyjnych, −− wspólną fermentację biofrakcji wydzielonej ze zmieszanych odpadów komunalnych z osadami z małych oczyszczalni ścieków, niewyposażonych w komory fermentacyjne, w ramach regionów gospodarki odpadami komunalnymi, −− wspólną fermentację biofrakcji wydzielonej ze zmieszanych odpadów komunalnych z różnych źródeł w ramach regionów gospodarki odpadami komunalnymi, −− tworzenie regionalnych instalacji fermentacji odpadów z różnych źródeł, jednak w odrębnych komorach fermentacyjnych, przy uwzględnieniu kryteriów utraty statusu odpadu przez fermentat.

Szwecja W powiecie Västmanland w Szwecji, liczącym 0,25 mln mieszkańców i zajmującym powierzchnię 5145 km2, zastosowano inny dynamiczny model MILP oparty na regionalnym bilansie energetycznym podaż–popyt, wykorzystujący energię różnych odpadów i roślin energetycznych, obecne i przyszłe zakłady odzysku energii z odpadów, dystrybucję końcowych produktów energetycznych, metody transportu oraz import–eksport produktów energetycznych, odpadów i roślin energetycznych. Zapotrzebowanie na energię jest pokrywane przez wytwarzane w regionie i importowane produkty energetyczne. Nadwyżki wytwarzanych produktów energetycznych mogą być eksportowane poza region dla osiągnięcia dochodu. Dane wejściowe obejmują podaż odpadów i roślin energetycznych, transport, wydajność zakładów energetycznych, zmieniające się zapotrzebowanie na produkty energetyczne i ich ceny, a także stopnie konwersji różnych substratów w produkty energetyczne. Warunkami brzegowymi są ilości odpadów i roślin energetycznych wytwarzanych w regionie, zapotrzebowanie na energię różnych gmin i wydajności zakładów wytwarzających produkty energetyczne. Studium przypadku przedstawia możliwości uniezależnienia się regionu od paliw kopalnych przez budowę nowych instalacji odzysku energii z odpadów wytwarzających bioetanol (wydajność zakładów od 1350 do 1580 GWh/rok w różnych scenariuszach) i biogaz (wydajność do 200 GWh/rok), założenie nowych plantacji roślin energetycznych dla wytwarzania biodiesla w optymalnych lokalizacjach (1180 do 1360 GWh/rok) i rozbudowę obecnych spalarni odpadów (780–978 GWh/rok) dla stopniowego zastępowania paliw kopalnych. Ponadto emisja CO2 pochodząca ze spalania paliw kopalnych zostanie zmniejszona z 2,8 t/ mieszk. do 0,19–1,8 ton/mieszk. rocznie w różnych scenariuszach.

Jednakże te wyniki opierają się na dwóch założeniach: 1. obecny import energii ze źródeł odnawialnych będzie kontynuowany do roku 2030 i 2. deficyt paliw napędowych po roku 2020, prócz biogazu z odchodów zwierzęcych, odpadów domowych i osadów ściekowych, będzie pokrywany gazem z innych źródeł odnawialnych (np. ze zgazowania biomasy).

Nowe zakłady wytwarzania energii będą zlokalizowane pomiędzy głównymi miastami a obszarami zaopatrzenia w substraty energetyczne, jak fermy hodowlane i lasy.

259

Ogólne wnioski dotyczące modelowania regionalnego W systemach wytwarzania energii z odpadów o niskiej wartości opałowej lokalizacja instalacji odgrywa dużą rolę. Przykładowo maksymalna odległość transportu odchodów zwierzęcych, właśnie ze względu na niski zasób energii tego substratu, jest bliska zeru (tab. 9). Lokalizacja zakładu nie jest tak istotna w przypadku substratów o wysokiej wartości opałowej, czego przykładem są bioodpady z gospodarstw domowych.

Należy wykorzystywać źródła ciepła niskotemperaturowego. Temperatura ciekłego nośnika energii w rejonowych systemach przesyłu ciepła do odbiorcy końcowego wynosi od 40 do 60°C [59]. Osady z przemysłu drzewnego mają temperaturę od 37°C do 55°C, którą można wykorzystać do ogrzewania substratów [54]. Usprawnienie systemów odzysku ciepła pozwoliłoby polepszyć bilans energetyczny netto o 10%. Lepszy bilans energetyczny przyczyniłby się do zwiększenia maksymalnej odległości zrównoważonego transportu o kilkadziesiąt kilometrów, co zwiększyłoby obszar pozyskiwania odpadów ulegających biodegradacji do produkcji biogazu.

Przez poprawę efektywności energetycznej mikrobiogazowni rolniczych możnaby zwiększyć odzysk energii z substratów pochodzących z rolnictwa. Największym „wąskim gardłem” odzysku energii z odchodów zwierzęcych było dotychczas względnie wysokie zapotrzebowanie na ciepło procesowe przy niskim uzysku metanu. Rozwiązań tego problemu należy upatrywać we wdrożeniu systemów zwiększających zawartość suchej masy w odchodach i wykorzystujących ciepło odpadowe oraz w podnoszeniu wydajności systemów odzysku ciepła. Ponadto wystarczający uzysk metanu z odchodów zwierzęcych powinien być osiągany za pomocą możliwie jak najprostszych instalacji. Dla przykładu profesor Rune Bakke opracował prosty i tani fermentor do produkcji biogazu [54]. Pojemność reaktora, który można zintegrować ze zbiornikiem magazynującym odchody zwierzęce o pojemności 1800 m3, wynosi zaledwie 10 m3. Reaktor pracuje w technologii fermentacji wysokoobciążonej (HRAD), która pod względem kosztów jest rozwiązaniem konkurencyjnym wobec technologii reaktora o pełnym wymieszaniu (CSTR).

7.4. Perspektywy rozwoju Odzysk energii z odpadów ulegających biodegradacji w regionach basenu Morza Bałtyckiego rozwija się szybko w ostatnim okresie. Duży niewykorzystany potencjał energii z odpadów mają szczególnie: Dolny Śląsk, zachodnia Litwa, Estonia oraz północna Savonia, natomiast Västmanland może pochwalić się wykorzystaniem ok. 68% potencjału energii z odpadów [57]. W tym regionie nie jest problemem wybór lokalizacji zakładów odzysku energii z odpadów, lecz optymalizacja wytwarzania energii z OŹE w skali regionu oraz poszczególnych zakładów. Pozostałe regiony potrzebują odpowiednich narzędzi wsparcia podejmowania decyzji dotyczących odzysku energii z odpadów ulegających biodegradacji. Regionalny model opracowany w ramach projektu REMOWE umożliwia znalezienie korzystnych rozwiązań maksymalizacji odzysku energii z odpadów. Regionalne modelowanie ma zastosowanie do planowania zrównoważonej produkcji energii elektrycznej i biometanu z biogazu oraz podejmowania decyzji inwestycyjnych.

Wnioski z modelowania w północnej Savonii mogą być wykorzystane w innych regionach basenu Morza Bałtyckiego, jednak konieczna jest bardziej szczegółowa ocena 260

danych wejściowych do modelu dla planowania zrównoważonego odzysku bioenergii.

Dane o substratach i systemy wsparcia w krajach basenu Morza Bałtyckiego są silnie zróżnicowane, co potwierdza konieczność indywidualnego planowania regionalnego.

Dla procedur inwestycyjnych wymagane są informacje dotyczące lokalizacji biogazowni, składu substratów, a także kosztów przetwarzania odpadów. Na koniec pozostaje tylko rozpoczęcie pertraktacji pomiędzy dostawcami i odbiorcami substratów do biogazowni oraz wybór optymalnej technologii wytwarzania biogazu.

8. Bibliografia [1] Bernadette Assamoi, Yuri Lawryshyn. The environmental comparison of landfilling vs. incineration of MSW accounting for waste diversion. Waste Management 2012;32(5):1019-1030.

[2] Directive2009/28/EC of the European parliament and the council. The promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC. April 23, 2009. [Cited: October 26, 2012.] http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2009:140:0016:0062:en:PDF. [3] Kaarina Huhtinen, Raimo Lilja, Laura Sokka, Hanna Salmenperä, Suvi Runsten.

Valtakunnallinen jätesuunnitelma vuoteen 2016. [Online] Suomen ympäristöministeriö, 2007. [Cited: November 29, 2012.] http://www.ymparisto.fi/download. asp?contentid=69139&lan=fi. Finnish.

[4] Finlex. The waste law of Finland. June 17, 2011. [Cited: October 29, 2012.] http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2011/20110646. Finnish.

[5] Finlex. Waste tax law. December 17, 2010. [Cited: October 29, 2012.] http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2010/20101126. Finnish.

[6] Antti Simola and Jukka Kola (edited). Bioenergian tuotannon aluetaloudelliset vaikutukset Suomessa, final report. The University of Helsinki, 2010. [Cited: Sebtember 2, 2010.] http://www.helsinki.fi/taloustiede/Abs/Pub49.pdf. Finnish.

[7] Han Song, Erik Dotzauer, Eva Thorin, Bozena Guziana, Tuomas Huopana, Jinyue Yan. A dynamic model to optimize a regional energy system with waste and crops as energy resources for greenhouse gases mitigation. Energy 2012;46(1):522-532.

[8] Pertti Pasanen. Suomen biokaasulaitosrekisteri n:o 13. University of Eastern Finland. [Cited: November 28, 2011.] http://www.biokaasuyhdistys.net/images/stories/pdf/biokaasulaitosrekisteri13.pdf. Finnish.

[9] European Environmental Agency. Gate fees for landfilling municipal waste (excluding tax and VAT). November 12, 2009. [Cited: November 28, 2012.] http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/gate-fees-for-landfilling-municipal-waste-excluding-tax-and-vat.

[10] Finlex. Laki uusiutuvilla energialähteillä tuotetun sähkön tuotantotuesta 30.12.2010/1396. December 30, 2010. [Cited: January 30, 2011.] http://www.finlex.fi/fi/laki/ajantasa/2010/20101396. Finnish.

[11] Tuomas Huopana, Han Song, Harri Niska and Mikko Kolehmainen. A regional model for sustainable biogas electricity production: A case study from a Finnish province. Applied Energy 2013;102:676-686.

261

[12] Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch.

BHKW-Kenndaten 2005. [Cited: May 23, 2012.] http://asue.de/cms/upload/inhalte/blockheizkraftwerke/broschuere/BHKW-Kenndaten-2005.pdf. German.

[13] Tuomas Huopana. Energy efficient model for biogas production in farm scale.

Master’s thesis. University of Jyväskylä, March 21, 2011. [Cited: July 13, 2011.] http://urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201103211905.

[14] Maria Berglund and Pål Börjesson. Assessment of energy performance in the life cycle of biogas production. Biomass & Bioenergy 2006;30(3):256-266.

[15] Frank P. Incropeda, David P. Dewitt, Theodore L. Bergman, Adrienne S. Lavinne. Fundamentals of Heat and Mass Transfer 6th ed. Wiley; 2006.

[16] A. Dalla Rosa, H. Li, S. Svendsen. Method for optimal design of pipes for low-energy district heating, with focus on heat losses. Energy 2011;36(5):2407–2418.

[17] Kemal Comakli, Bredri Yüksel, Ömer Comakli. Evaluation of energy and exergy losses in district heating network. Applied Thermal Engineering 2004;24(7):1009–1017.

[18] S. Leduc, J. Lundgren, O. Franklin, E. Dotzauer. Location of a biomass based methanol production plant: A dynamic problem in northern Sweden. Applied Energy 2010;87(1):68-75.

[19] VTT. Liikenteen päästöt. November 15, 2010. [Cited: July 27, 2011.] http://lipasto.vtt.fi/yksikkopaastot/tavaraliikenne/tieliikenne/tavara_tie.htm.

Finnish.

[20] Bio10. Hygienisoituja luomulannoitteita myös kotipuutarhoihin. May 5, 2012. [Cited: Sebtember 24, 2012.] http://www.bio10.fi/sitenews/view/-/nid/11/ngid/1.

Finnish.

[21] Kainuun Ympäristökeskus & MTT. Biokaasu- ja jätealan opintomatka 15.17.4.2009. [Cited: July 1, 2012.] http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=102504&lan=sv. Finnish.

[22] Aluehallintovirasto, Itä-Suomi Ympäristövastuualue. Ympäristölupapäätös. November 19, 2010. [Cited: Sebtember 17, 2012.] http://www.avi.fi/fi/virastot/itasuomenavi/ymparistojavesitalousluvat/ymparistoluvat/Documents/P%C3%A4%C3%A4t%C3%B6kset/Vuosi%202010/isavi_paatos_112_10_1-2010-11-19.pdf.

Finnish.

[23] Aluehallintovirasto, Länsi- ja Sisä-Suomi. Ympäristölupapäätös. August 31, 2010.

[Cited: Sebtember 17, 2012.] http://www.avi.fi/fi/virastot/lansijasisasuomenavi/ Ymparistojavesitalousluvat/Ymparistoluvat/Documents/P%C3%A4%C3%A4t%C3%B6kset/Vuosi%202010/lssavi_paatos_92_2010_1-2010-8-31.pdf. Finnish.

[24] Juvan lehti. Biokaasusta lämpöä ja sähköä Turakkalan Puutarhalle. Sebtember 3, 2012. [Cited: Sebtember 17, 2012.] http://www.juvanlehti.fi/Etusivu/biokaasusta_l%C3%A4mp%C3%B6%C3%A4_ja_s%C3%A4hk%C3%B6%C3%A4_turakkalan_puutarhalle_9463819.html. Finnish.

[25] Aluehallintovirasto, Länsi- ja Sisä-Suomi. Ympäristölupapäätös. December 22, 2011. [Cited: Sebtember 17, 2012.] http://www.avi.fi/fi/virastot/lansijasisasuomenavi/Ymparistojavesitalousluvat/Ymparistoluvat/Documents/P%C3%A4%C3%A4t%C3%B6kset/Vuosi%202011/lssavi_paatos_176_2011_1_2011_12_22. pdf. Finnish.

262

[26] Yle uutiset. Biokaasulaitos saa energiatukea. [Online] Keski-Pohjanmaa, December 29, 2011. [Cited: Sebtember 17, 2012.] http://yle.fi/uutiset/biokaasulaitos_saa_ energiatukea/5474437. Finnish.

[27] Energiateollisuus ry. Kaukolämmön käyttötaloudelliset tunnusluvut 2010. [Cited: October 5, 2012.] http://energia.fi/sites/default/files/dokumentit/tilastot-jajulkaisut/kayttotaloudelliset_tunnusluvut_2010.pdf. Finnish.

[28] Ulla Suomi and Janne Hietaniemi. Yksittäisen kohteen CO2-päästöjen laskentaohjeistus sekä käytettävät CO2-päästökertoimet. Motiva Oy. [Cited: October 5, 2012.] http://www.motiva.fi/files/209/Laskentaohje_CO2_kohde_040622.pdf. Finnish.

[29] Saana Ahonen. Alueellinen liikennebiokaasun tuotanto, siirto ja jakelu: esimerkkitapauksena Keski-Suomen maakunta. Master’s thesis. University of Jyväskylä, 2010. [Cited: October 22, 2010.] http://urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201008122457.

Finnish.

[30] Margareta Persson. Evaluation of upgrading techniques for biogas. School of Environmental Engineering, Lund University, 2003.

[31] Piers Forster. Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing.

IPCC. [Cited: Sebtember 22, 2012.] https://www.ipcc-wg1.unibe.ch/publications/ wg1-ar4/ar4-wg1-chapter2.pdf.

[32] Metener Oy. [Cited: Sebtember 5, 2012.] www.metener.fi. Finnish.

[33] Kuopion Vesi Oy. Hinnasto. January 1, 2012. [Cited: Sebtember 5, 2012.] http://www.kuopio.fi/c/document_library/get_file?uuid=32a5fb2c-dab0-4e81bab1-4f01d8c52529&groupId=518539. Finnish.

[34] Laura Malo, Lea Koponen, and Ari Jääskeläinen. Current status of the waste-toenergy chain in the County of North Savo, Finland. Pohjois-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen julkaisuja 21/2011. [Cited: January 15, 2012.] http://www.ely-keskus.fi/fi/elykeskukset/pohjoissavonely/Ajankohtaista/Julkaisut/Documents/julkaisusarja/pos_ely_julkaisuja_21_2011.pdf.

[35] Kajaanin yliopistokeskus. Itä-Suomen energiatilastointi 2010. January 31, 2012.

[Cited: Sebtember 5, 2012.] http://www.isbeo2020.fi/dman/Document.phx/~sivut-isbe/Lomakepankki/energiatilastot+2010?folderId=~sivut-isbe%2FLomakepankki&cmd=download. Finnish.

[36] Regional Council of Pohjois-Savo. Pohjois-Savon väkiluku, pinta-ala ja asukastiheys. December 31, 2010. [Cited: June 5, 2012.] http://www.pohjois-savo.fi/fi/psl/ liitetiedostot/tilastot/2010/astih_2009_a.pdf. Finnish.

[37] Energiateollisuus ry. District heat in Finland year 2009. [Cited: Sebtember 5, 2012.] http://energia.fi/sites/default/files/kaukolampotilasto_2009_pdf_web.pdf. Finnish.

[38] Information Centre of the Ministry of Agriculture and Forestry. Tietojen tilaus.

[Online], 2010. [Cited: Sebtember 1, 2011.] http://www.mmmtike.fi/www/fi/palvelut/tietopalvelut/tietojen_tilaus.php.

[39] Finland’s environmental administration. The Compliance Monitoring Data system – VAHTI, data base for generated wastes, water- and air emissions. Data from 2006 to 2009. [Cited: Decebmer 1, 2010.] http://www.ymparisto.fi/default. asp?contentid=142451&lan=FI&clan=en. Finnish.

[40] Energiateollisuus ry. [Cited: February 29, 2011.] http://www.energia.fi/. Finnish.

[41] Statistics Finland. Grid data base 2010, population statistics. [Cited: January 4, 2011.] http://www.stat.fi/tup/ruututietokanta/griddatabase2010.pdf.

263

[42] TTS Tutkimus. Maatilojen energiankäyttö. November 17, 2009. [Cited: June 20, 2011.] http://www.tts.fi/images/stories/tts_julkaisut/maatilojen_energiankulutusTTS171109.pdf. Finnish.

[43] Viljavuuspalvelu Oy. Manure statictics from 2000 to 2004. [Cited: July 18, 2011.] http://www.viljavuuspalvelu.fi/user_files/files/kotielain/lanta_tilastot.pdf. Finnish.

[44] The Ministry of Agriculture and Foresty in Finland. Maa- ja metsätalousministeriön rakentamismääräykset ja ohjeet. [Cited: December 8, 2010.] http://www.mmm.fi/attachments/maaseutu/rakentaminen/5g7GBLiUF/L12rmoC4-01.pdf. Finnish.

[45] Teija Rantala and Anna-Liisa Viljakainen. Esiselvitys maa- ja hevostalouden sivutuotteiden hyödyntämismahdollisuuksista Pohjois-Savossa. Savonia University of Applied Sciences, June 2010. [Cited: November 1, 2010.] http://portal.savonia.fi/ img/amk/sisalto/teknologia_ja_ymparisto/ymparistotekniikka/Heinapaali_esiselvitysraportti.pdf. Finnish.

[46] Heikki Kallunki, Tapio Koskenmäki. Kotitalouksissa syntyvän biojätteen keräilymenetelmän vaikutus biojätteen ominaisuuksiin. Jätekukko Oy, 2004. [Cited: October 1, 2012.] http://www.jatekukko.fi/www/fi/liitetiedostot/ohjeet_esitteet/ raportit/raportti_biojatteen_keraysmenetelman_vaikutus.pdf. Finnish.

[47] Juha-Pekka Sura. Source-sorted municipal biowaste in biogas production Observing parameters for full scale plant engineering with Watrec Ltd. pilot-reactor.

Lahden ammattikorkeakoulu, 2008. [Cited: November 30, 2010.] https://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/12092/2008-05-13-08.pdf?sequence=1.

[48] Ministry of the Environment. The Compliance Monitoring Data System. Data for generated wastes, water- and air emissions, Data from 2006 to 2009. [Cited: July 19, 2011.] http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=142451&lan=FI&clan=en.

[49] Cropgen-project. Renewable energy from crops and agrowastes. Database for energy crop methane potentials. March 20, 2008. [Cited: November 30, 2010.] http://www.cropgen.soton.ac.uk/deliverables.htm.

[50] Hélène Carrère et al. Methane Potential of Waste Activated Sludge and Fatty Residues: Impact of Codigestion and Alkaline Pretreatments. The Open Environment Engineering Journal 2010;3:71–76.

[51] Kauppalehti. Taaleritehtaan ensimmäinen biokaasulaitos Kuopioon. October 31, 2012. [Cited: November 26, 2012] http://www.kauppalehti.fi/etusivu/taaleritehtaan+ensimmainen+biokaasulaitos+kuopioon/201210294855. Finnish.

[52] Jussi-Pekka Aukia. Lapinlahti on Maito-Suomen puhdistamo. Kemira, February 2009. [Cited: November 26, 2012.] http://www.kemira.com/fi/solutionsproducts/ vedenpuhdistuspalvelu/yhteistyolahteekumppanuudesta/Pages/default.aspx. Finnish.

[53] Finland’s environmental administration. Itä-Suomen jätesuunnitelma vuoteen 2016. [Cited: June 1, 2011.] www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=115290&lan=fi. Finnish.

[54] Eeva Lehtonen. Paperitehtaan jätevesien käsittely termofiilisellä aktiiviliete- ja biofilmiprosessilla. Master’s Thesis. University of Jyväskylä 2005. [Cited: Sebtember 16, 2012] http://urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-2006554. Finnish.

264

[55] Tuomas Huopana and Harri Niska. Bioenergiantuotantoa tukevien mallinnuspalveluiden kaupallistamisselvitys. Report. University of Eastern Finland, 2012. Finnish.

[56] Anu Laakkonen. Esitykset biokaasuinvestointien edistämiseksi. ProAgria PohjoisKarjala: Liikennebiokaasua energiatiloilta – hanke, 28.9.2012. Finnish.

[57] Emilia den Boer, Jan den Boer and Ryszard Szpadt. Waste-to-energy in the Baltic Sea regions, Report no: O3.2.2. Baltic Sea Region Programme, 2011. [Cited: Sebtember 12, 2012] http://www.remowe.eu.

[58] IPTS. Technical report for End-of-waste criteria on Biodegradable waste subject to biological treatment. JRC European Commission, August 2012. [Cited: November 27, 2012.] http://susproc.jrc.ec.europa.eu/activities/waste/documents/IPTS_ EoW_Biodegradable_waste_3rd_working_document_wo_line_nr.pdf.

[59] Energiateollisuus ry. Kaukolämmön toimintaperiaate. [Cited: November 8, 2012.] http://energia.fi/koti-ja-lammitys/kaukolammitys/toimintaperiaate. Finnish.

[60] Rune Bakke, Wenche Bergland and Jon Hovland. New Technology fot Anaerobic Digestion, Using Granules. Department of Process, Energy and Environmental Technology, Telemark University College. Nordic Bioenergy – Book of Proceedings, 2011.

265

ISBN: 978-83-936353-0-6

Disclaimer This publication has been produced with the assistance of the European Union.

The content of this publication is the sole responsibility of the authors and can in no way be taken to reflect the views of the European Union.