Pro příští léta dostalo naše odpadové hospodářství několik úkolů, jejich splnění nebude úplně jednoduché. Je otázkou, jakými cestami těchto cílů dosáhneme.
Dva přístupy ke zpracování komunálního odpadu
Jedním z požadavků je snižovat množství biologicky rozložitelných odpadů (BRKO) ukládaných na skládky na 75 % hm. do roku 2010, na 50 % hm. do roku 2013 a na 35 % do roku 2020 oproti hodnotám roku 1995. Je také nutné dosáhnout vytřídění komunálního odpadu na úroveň 40 % v roce 2010, 45 % v roce 2013 a 50 % v roce 2020, z toho minimálně 50 % využívat materiálově. Biologicky rozložitelné odpady vytříděné z komunálního odpadu (KO) minimálně z 35 % využívat materiálově do roku 2010, z 50 % do roku 2013, ze 60 % v roce 2020. Navíc lze v EU od roku 2025 očekávat zákaz skládkování směsného komunálního odpadu.
Jak splnit požadavky
Je zřejmé, že při dosažitelné účinnosti třídění lze splnit požadavky na snížení obsahu BRKO ukládaného na skládky jen instalací některé technologie na třídění, úpravu nebo energetické využití odpadů. Množství odpadů, které bude nutné tímto způsobem zpracovat, není zanedbatelné. Například v Plzeňském kraji bude odpad, který nelze skládkovat, představovat v roce 2010 dle údajů z KKOH téměř 150 000 tun komunálního odpadu. V úvahu je také nutné vzít fakt, že z kapacitních a ekonomických důvodů není možný transport zbytkového odpadu k energetickému využití do vzdálených spaloven.
Uvažujeme-li tedy o způsobech, jakými řešit problémy nakládání se směsným komunálním odpadem v budoucnu, je zde k disposici především ověřená a ekologicky akceptovatelná možnost - energetické využívání odpadu - EVO. V poslední době se také zařazuje do systému nakládání se směsným komunálním odpadem mechanicko-biologická úprava odpadů (MBÚ).
Jelikož MBÚ je i v oficiálních dokumentech často uvažována jako lepší varianta než EVO, bylo by přínosné obě technologie ekonomicky i ekologicky porovnat. Bohužel se to zatím nepodařilo. Pro technologii MBÚ není určen tzv. stav techniky a nelze je porovnat s BAT. V České republice ani v EU neexistuje legislativa, která by upravovala provoz těchto zařízení a odpovídající provozní zkušenosti jsou malé.
Energetické využití
Podívejme se však podrobněji na obě technologie. V případě energetického využívání je odpad v procesu spalování přeměňován na energii, spaliny a zbytkové materiály. Vyrobená energie z odpadů nahrazuje energii vyrobenou z neobnovitelných zdrojů energie, spaliny podléhají vysoce účinnému čištění, škodliviny obsažené ve zbytkových materiálech jsou imobilizovány - tedy nejsou již k dispozici životnímu prostředí.
Zařízení na energetické využívání odpadů patří mezi nejlépe a nejpřísněji sledované technologie z hlediska emisí do ovzduší a obecně vlivu na životní prostředí. Limity jsou přísné, je povinně zavedeno kontinuální monitorování spalin atd. Ostatní energetická zařízení jako např. teplárny nebo elektrárny jsou objektivně většími znečišťovateli ovzduší než spalovny odpadů.
Materiály z procesu spalování v klasické spalovně odpadů splňují v případě strusky a popílku (asi 1/3 ze zpracovaného odpadu) požadavky na uložení do skládky SO - inertní odpad, případně splňují kriteria pro výrobek (stavebnictví, tvorba a rekultivace krajiny). Zbytky z procesu čištění spalin (zhruba 1 % váhově ze zpracovaného odpadu) jsou stabilizovány solidifikací a jsou používány např. na zabezpečení skládky NO nebo jsou dále využívány jako zdroj surovin (kyselina solná, zinek).
Náklady na výstavbu moderního zařízení na energetické využívání odpadů o kapacitě 100 000 tun včetně zařízení na eliminaci dioxinů se pohybují od 1,8 do 2 mld. Kč.
Zařízení EVO s sebou může nést riziko odbytu pro vyrobené teplo, otázky legislativní, (je spalování s využitím energie odstraněním nebo využitím odpadů?) a v neposlední řadě značný odpor veřejnosti. Na druhé straně některé země Evropy řeší pomocí EVO většinu svého nakládání s odpady.
Třídění
Naproti tomu je MBÚ značně odlišná technologie. Představuje dělení komunálního odpadu na dvě frakce - nízkovýhřevnou frakci, tzv. těžkou a vysokovýhřevnou frakci, tzv. lehkou. Těžká frakce je podrobena biologické úpravě a následně skládkována, lehká frakce, někdy deklarovaná jako alternativní palivo, je spalována, resp. energeticky využívána.
Na počátku je veškerý zbytkový odpad rozdrcen ve výkonných drtičích. Sítováním je oddělena lehká frakce (papír, plast) o výhřevnosti až 20 000 kJ/kg.
Lehká frakce je spalována spolu s kaly z ČOV nebo jinými odpady ve speciálních spalovnách, v určitém množství jsou používány v cementárnách nebo jiných energetických zařízeních, kde však narážejí na kapacitní a kvalitativní problémy a problémy s emisemi, zejména rtuti. Kde není tato možnost, může být lehká frakce spalována ve spalovnách určených pro vysokovýhřevné odpady, jejichž investiční a provozní náročnost je však nepoměrně vyšší než u klasické spalovny komunálního odpadu.
Frakce s nižší výhřevností a vyšším podílem biologického odpadu (těžká frakce) je podrobena tzv. biologické úpravě (kompostování, anaerobní digesce), přičemž také v tomto procesu je dále odděleno 10-15 % energeticky využitelných částí, které jsou spáleny. Technologie biologické úpravy musí probíhat po první 4 týdny v uzavřeném podtlakovém prostoru a musí obsahovat kromě řady mechanických zařízení např.výkonný systém ventilace pro odsávání plynů, zařízení pro ekologizaci odpadních vod, zařízení pro kontinuální měření emisí, pračku odpadních plynů a případně další zařízení (např. biofiltr). Výstupní materiály musí splňovat kvalitativní limity umožňující jejich uložení do skládky.
Tento postup vede k určitému omezení ukládání organického odpadu do skládek, avšak jsou skládkovány poměrně nekultivované materiály s výhřevností do 6000 kJ/kg. Výsledný produkt zpracování těžké frakce se dále využívá částečně jako rekultivační materiál pro překrytí tělesa skládek komunálního odpadu.
Náklady na pořízení jednoho zařízení obsahujícího mechanickou a biologickou část o kapacitě 50 000 tun nejsou malé: přibližně 13-15 mil. eur, tj. 420-480 mil. Kč. Z hlediska provozního je nutné uvažovat o vybudování více linek MBÚ v jednotlivých regionech.
Pokud je produkce odpadů v kraji přibližně 150 000 tun, pak by bylo nutné vybudovat tři jednotky MBÚ s investičními náklady, které se pohybují od 1,25 mld. do 1,45 mld. korun (s nutností dořešení spalování nadsítné lehké frakce představující investici zhruba ve stejné výši jako u klasické spalovny KO, tzn. 1,8-2 mld. Kč).
Rizikem této technologie jsou problémy s odbytem lehké frakce určené k energetickému využití a chybějící dlouhodobé provozní zkušenosti, které by garantovaly požadovanou kvalitu výstupních materiálů k bezpečnému uložení na skládku. Otázkou je i chybějící legislativa upravující provoz těchto zařízení.
Rakousko
Zkušenosti s provozem MBÚ mají z nejbližších zemí např. v Rakousku. Od roku 2004 zde není možné skládkovat neupravené odpady. Zbytkový odpad (odpad, který zbude po separaci u producentů, v domácnostech) se může buďto spalovat ve spalovnách nebo může projít mechanicko-biologickou úpravou (MBÚ), dokud nedosáhne zákonných hodnot, při nichž může být uložen do skládky
Zbytkový odpad bude po roce 2004 zpracováván termicky v devíti klasických spalovnách (roštové ohniště), ve třech spalovnách s fluidním ohništěm (vysokovýhřevný odpad, energetické využívání čistírenských kalů) a v pěti zařízeních na mechanicko biologickou úpravu. Do roku 2010 se plánuje navýšení kapacit pro klasické spalování KO ze současných 1 755 000 tun na 2 385 000 tun (přímé energetické využívání odpadu - spalovny Wels II - kapacita 230 000 tun, Pfaffenau Wien - kapacita 250 000 tun, Zistersdorf - kapacita 130 000 tun) a navýšení kapacit pro MBÚ o 76 000 tun ze současných 640 850 tun na 716 850 tun.
V současné době je 44 % obyvatelstva svými odpady napojeno na spalovny, 35 % na MBÚ. Do roku 2010 se převaha spalování výrazně zvýší. V roce 2000 byla produkce odpadů ve městě Vídni 935 849 tun, z toho bylo 49,1 % energeticky využito (EVO), 29,3 % materiálově využito, 12,3 % uloženo na skládky, 9,3 % kompostováno.
Cena za EVO a za MBÚ je podle rakouských údajů srovnatelná. V konkrétním výběrovém řízení byla nabídnuta cena 130 euro za zpracování tuny odpadů v EVO a 120 euro za zpracování tuny pomocí MBÚ. Nejmodernějším zařízením pro biologickou úpravu těžké frakce je zařízení ve Frohnleiten, které bylo zprovozněno v listopadu 2003 a stálo 9,5 milionů euro.
Dodaný odpad je rovnoměrně rozložen v tunelu, kde zůstává 2 týdny (řízený proces provzdušňování a vlhčení), potom přemístěn do další sekce na 2 týdny. Jestliže hmota splňuje limity (prach max. 20 mg/m3 , org. C včetně methanu max. 100 mg/ m3 , pachové jednotky max. 500 GE/ m3), je odvezena na skládku na vyčleněnou zpevněnou plochu, kde probíhá proces tlení 8 týdnů. Po něm následuje sítování a oddělení spalitelné frakce (10-15 %), která je odvezena do spalovny. Tlením dojde ke snížení hmotnosti o přibližně 10 %. Jestliže hmota splňuje další zákonné limity dané pro MBÚ a skládky (celkový obsah uhlíku TOC <= 6 mg/ m3, aj.) je uložena do skládky (bilance MBÚ viz schéma). Zařízení MBÚ je vybaveno technologií na čištění odpadních plynů na bázi H2SO4 a biofiltry na bázi dřevěných odřezků.
Závěry
Bez energetického využívání odpadů tedy nelze úspěšně aplikovat metodu MBÚ, ani účinně omezit skládkování odpadů. MBÚ však vyžaduje speciální zařízení, zatímco klasická spalovna komunálního odpadu je univerzálním koncovým zařízením schopným v plné míře nahradit skládku.
Stojí za pozornost, že v sousedním Rakousku se MBÚ rozvíjely v době, kdy se připravoval úplný zákaz skládkování neupravených odpadů, avšak jejich provoz a požadavky na kvalitu výstupních materiálů nebyly legislativně upraveny. S účinností směrnice o MBÚ od roku 2003 a zákazem skládkování od roku 2004 jsou dále připravovány pouze kapacity pro přímé energetické využívání odpadu - klasické spalování. V odborném tisku se mluví o tom, že zařízení MBÚ teprve budou muset prokázat svoji schopnost naplnit požadavky plynoucí z této směrnice a směrnice 99/31/EC o skládkách odpadu. Nabízí se tedy oprávněná otázka, zda se ČR nenachází právě v oné době omezování, resp. přípravy zákazu skládkování bez konkrétních požadavků na kvalitu technologie MBÚ a zda bychom si nemohli tento - zdá se - \"procesní krok navíc\" v našem systému odpadového hospodářství ušetřit.
AUTOR: Ing. Jiřina Vyštejnová,
Envifinance, s. r. o.
Základní bilance výstupů MBÚ Frohnleiten
Energetické využití Mechanicko-biologická úprava
Využito na energii 68 % 47 %
Uloženo do skládky 30 % 41 %
Železo 2 % 2 %
Ztráty 10 %
Jak splnit požadavky
Je zřejmé, že při dosažitelné účinnosti třídění lze splnit požadavky na snížení obsahu BRKO ukládaného na skládky jen instalací některé technologie na třídění, úpravu nebo energetické využití odpadů. Množství odpadů, které bude nutné tímto způsobem zpracovat, není zanedbatelné. Například v Plzeňském kraji bude odpad, který nelze skládkovat, představovat v roce 2010 dle údajů z KKOH téměř 150 000 tun komunálního odpadu. V úvahu je také nutné vzít fakt, že z kapacitních a ekonomických důvodů není možný transport zbytkového odpadu k energetickému využití do vzdálených spaloven.
Uvažujeme-li tedy o způsobech, jakými řešit problémy nakládání se směsným komunálním odpadem v budoucnu, je zde k disposici především ověřená a ekologicky akceptovatelná možnost - energetické využívání odpadu - EVO. V poslední době se také zařazuje do systému nakládání se směsným komunálním odpadem mechanicko-biologická úprava odpadů (MBÚ).
Jelikož MBÚ je i v oficiálních dokumentech často uvažována jako lepší varianta než EVO, bylo by přínosné obě technologie ekonomicky i ekologicky porovnat. Bohužel se to zatím nepodařilo. Pro technologii MBÚ není určen tzv. stav techniky a nelze je porovnat s BAT. V České republice ani v EU neexistuje legislativa, která by upravovala provoz těchto zařízení a odpovídající provozní zkušenosti jsou malé.
Energetické využití
Podívejme se však podrobněji na obě technologie. V případě energetického využívání je odpad v procesu spalování přeměňován na energii, spaliny a zbytkové materiály. Vyrobená energie z odpadů nahrazuje energii vyrobenou z neobnovitelných zdrojů energie, spaliny podléhají vysoce účinnému čištění, škodliviny obsažené ve zbytkových materiálech jsou imobilizovány - tedy nejsou již k dispozici životnímu prostředí.
Zařízení na energetické využívání odpadů patří mezi nejlépe a nejpřísněji sledované technologie z hlediska emisí do ovzduší a obecně vlivu na životní prostředí. Limity jsou přísné, je povinně zavedeno kontinuální monitorování spalin atd. Ostatní energetická zařízení jako např. teplárny nebo elektrárny jsou objektivně většími znečišťovateli ovzduší než spalovny odpadů.
Materiály z procesu spalování v klasické spalovně odpadů splňují v případě strusky a popílku (asi 1/3 ze zpracovaného odpadu) požadavky na uložení do skládky SO - inertní odpad, případně splňují kriteria pro výrobek (stavebnictví, tvorba a rekultivace krajiny). Zbytky z procesu čištění spalin (zhruba 1 % váhově ze zpracovaného odpadu) jsou stabilizovány solidifikací a jsou používány např. na zabezpečení skládky NO nebo jsou dále využívány jako zdroj surovin (kyselina solná, zinek).
Náklady na výstavbu moderního zařízení na energetické využívání odpadů o kapacitě 100 000 tun včetně zařízení na eliminaci dioxinů se pohybují od 1,8 do 2 mld. Kč.
Zařízení EVO s sebou může nést riziko odbytu pro vyrobené teplo, otázky legislativní, (je spalování s využitím energie odstraněním nebo využitím odpadů?) a v neposlední řadě značný odpor veřejnosti. Na druhé straně některé země Evropy řeší pomocí EVO většinu svého nakládání s odpady.
Třídění
Naproti tomu je MBÚ značně odlišná technologie. Představuje dělení komunálního odpadu na dvě frakce - nízkovýhřevnou frakci, tzv. těžkou a vysokovýhřevnou frakci, tzv. lehkou. Těžká frakce je podrobena biologické úpravě a následně skládkována, lehká frakce, někdy deklarovaná jako alternativní palivo, je spalována, resp. energeticky využívána.
Na počátku je veškerý zbytkový odpad rozdrcen ve výkonných drtičích. Sítováním je oddělena lehká frakce (papír, plast) o výhřevnosti až 20 000 kJ/kg.
Lehká frakce je spalována spolu s kaly z ČOV nebo jinými odpady ve speciálních spalovnách, v určitém množství jsou používány v cementárnách nebo jiných energetických zařízeních, kde však narážejí na kapacitní a kvalitativní problémy a problémy s emisemi, zejména rtuti. Kde není tato možnost, může být lehká frakce spalována ve spalovnách určených pro vysokovýhřevné odpady, jejichž investiční a provozní náročnost je však nepoměrně vyšší než u klasické spalovny komunálního odpadu.
Frakce s nižší výhřevností a vyšším podílem biologického odpadu (těžká frakce) je podrobena tzv. biologické úpravě (kompostování, anaerobní digesce), přičemž také v tomto procesu je dále odděleno 10-15 % energeticky využitelných částí, které jsou spáleny. Technologie biologické úpravy musí probíhat po první 4 týdny v uzavřeném podtlakovém prostoru a musí obsahovat kromě řady mechanických zařízení např.výkonný systém ventilace pro odsávání plynů, zařízení pro ekologizaci odpadních vod, zařízení pro kontinuální měření emisí, pračku odpadních plynů a případně další zařízení (např. biofiltr). Výstupní materiály musí splňovat kvalitativní limity umožňující jejich uložení do skládky.
Tento postup vede k určitému omezení ukládání organického odpadu do skládek, avšak jsou skládkovány poměrně nekultivované materiály s výhřevností do 6000 kJ/kg. Výsledný produkt zpracování těžké frakce se dále využívá částečně jako rekultivační materiál pro překrytí tělesa skládek komunálního odpadu.
Náklady na pořízení jednoho zařízení obsahujícího mechanickou a biologickou část o kapacitě 50 000 tun nejsou malé: přibližně 13-15 mil. eur, tj. 420-480 mil. Kč. Z hlediska provozního je nutné uvažovat o vybudování více linek MBÚ v jednotlivých regionech.
Pokud je produkce odpadů v kraji přibližně 150 000 tun, pak by bylo nutné vybudovat tři jednotky MBÚ s investičními náklady, které se pohybují od 1,25 mld. do 1,45 mld. korun (s nutností dořešení spalování nadsítné lehké frakce představující investici zhruba ve stejné výši jako u klasické spalovny KO, tzn. 1,8-2 mld. Kč).
Rizikem této technologie jsou problémy s odbytem lehké frakce určené k energetickému využití a chybějící dlouhodobé provozní zkušenosti, které by garantovaly požadovanou kvalitu výstupních materiálů k bezpečnému uložení na skládku. Otázkou je i chybějící legislativa upravující provoz těchto zařízení.
Rakousko
Zkušenosti s provozem MBÚ mají z nejbližších zemí např. v Rakousku. Od roku 2004 zde není možné skládkovat neupravené odpady. Zbytkový odpad (odpad, který zbude po separaci u producentů, v domácnostech) se může buďto spalovat ve spalovnách nebo může projít mechanicko-biologickou úpravou (MBÚ), dokud nedosáhne zákonných hodnot, při nichž může být uložen do skládky
Zbytkový odpad bude po roce 2004 zpracováván termicky v devíti klasických spalovnách (roštové ohniště), ve třech spalovnách s fluidním ohništěm (vysokovýhřevný odpad, energetické využívání čistírenských kalů) a v pěti zařízeních na mechanicko biologickou úpravu. Do roku 2010 se plánuje navýšení kapacit pro klasické spalování KO ze současných 1 755 000 tun na 2 385 000 tun (přímé energetické využívání odpadu - spalovny Wels II - kapacita 230 000 tun, Pfaffenau Wien - kapacita 250 000 tun, Zistersdorf - kapacita 130 000 tun) a navýšení kapacit pro MBÚ o 76 000 tun ze současných 640 850 tun na 716 850 tun.
V současné době je 44 % obyvatelstva svými odpady napojeno na spalovny, 35 % na MBÚ. Do roku 2010 se převaha spalování výrazně zvýší. V roce 2000 byla produkce odpadů ve městě Vídni 935 849 tun, z toho bylo 49,1 % energeticky využito (EVO), 29,3 % materiálově využito, 12,3 % uloženo na skládky, 9,3 % kompostováno.
Cena za EVO a za MBÚ je podle rakouských údajů srovnatelná. V konkrétním výběrovém řízení byla nabídnuta cena 130 euro za zpracování tuny odpadů v EVO a 120 euro za zpracování tuny pomocí MBÚ. Nejmodernějším zařízením pro biologickou úpravu těžké frakce je zařízení ve Frohnleiten, které bylo zprovozněno v listopadu 2003 a stálo 9,5 milionů euro.
Dodaný odpad je rovnoměrně rozložen v tunelu, kde zůstává 2 týdny (řízený proces provzdušňování a vlhčení), potom přemístěn do další sekce na 2 týdny. Jestliže hmota splňuje limity (prach max. 20 mg/m3 , org. C včetně methanu max. 100 mg/ m3 , pachové jednotky max. 500 GE/ m3), je odvezena na skládku na vyčleněnou zpevněnou plochu, kde probíhá proces tlení 8 týdnů. Po něm následuje sítování a oddělení spalitelné frakce (10-15 %), která je odvezena do spalovny. Tlením dojde ke snížení hmotnosti o přibližně 10 %. Jestliže hmota splňuje další zákonné limity dané pro MBÚ a skládky (celkový obsah uhlíku TOC <= 6 mg/ m3, aj.) je uložena do skládky (bilance MBÚ viz schéma). Zařízení MBÚ je vybaveno technologií na čištění odpadních plynů na bázi H2SO4 a biofiltry na bázi dřevěných odřezků.
Závěry
Bez energetického využívání odpadů tedy nelze úspěšně aplikovat metodu MBÚ, ani účinně omezit skládkování odpadů. MBÚ však vyžaduje speciální zařízení, zatímco klasická spalovna komunálního odpadu je univerzálním koncovým zařízením schopným v plné míře nahradit skládku.
Stojí za pozornost, že v sousedním Rakousku se MBÚ rozvíjely v době, kdy se připravoval úplný zákaz skládkování neupravených odpadů, avšak jejich provoz a požadavky na kvalitu výstupních materiálů nebyly legislativně upraveny. S účinností směrnice o MBÚ od roku 2003 a zákazem skládkování od roku 2004 jsou dále připravovány pouze kapacity pro přímé energetické využívání odpadu - klasické spalování. V odborném tisku se mluví o tom, že zařízení MBÚ teprve budou muset prokázat svoji schopnost naplnit požadavky plynoucí z této směrnice a směrnice 99/31/EC o skládkách odpadu. Nabízí se tedy oprávněná otázka, zda se ČR nenachází právě v oné době omezování, resp. přípravy zákazu skládkování bez konkrétních požadavků na kvalitu technologie MBÚ a zda bychom si nemohli tento - zdá se - \"procesní krok navíc\" v našem systému odpadového hospodářství ušetřit.
AUTOR: Ing. Jiřina Vyštejnová,
Envifinance, s. r. o.
Základní bilance výstupů MBÚ Frohnleiten
Energetické využití Mechanicko-biologická úprava
Využito na energii 68 % 47 %
Uloženo do skládky 30 % 41 %
Železo 2 % 2 %
Ztráty 10 %
Zdroj:Odpady
Sdílet článek na sociálních sítích
