TECHNOLOGIE 21. STOLETÍ

Transkript

1 TECHNOLOGIE 21. STOLETÍ Ekologická transformace komunálního a jiného typu odpadu na energetické a materiálové využití na bázi plazmové technologie společnosti Westinghouse Plasma Corporation

2 PGP Terminal, a.s. je od roku 2012 výhradním zástupcem společnosti Westinghouse Plasma Corporation a držitelem licenčních práv pro aplikaci této technologie pro oblast České republiky a Slovenska. Jejím cílem je vybudování zařízení na energetické nebo materiálové využití komunálního odpadu prostřednictvím využití technologie plazmového zplyňování na území České republiky a Slovenska. Hlubinská 917/ Ostrava-Moravská Ostrava Tel: petr.brenek@pgpt.cz

3 AlterNRG je veřejně obchodovatelná společnost v oboru alternativní energie, která nabízí prostřednictvím plazmového zplyňování nové řešení pro získávání čisté energie. Její vizí je komerčně využívat nové technologie prostřednictvím realizace ekologicky udržitelných a ekonomicky životaschopných projektů využívajících alternativní energetické zdroje. Společnost nabízí a prodává technologii plazmového zplyňování vyvinutou Westinghouse Plasma Corporation. Ústředí firmy: Calgary (Canada) 215, th Street SE Calgary, Alberta T2G 2W3 Tel:

4 Westinghouse Plasma Corporation (WPC) je dceřinou společností AlterNRG. Společnost je světovým lídrem v oblasti technologie plazmového zplyňování různých typů odpadů. Cílem společnosti je poskytnout technologickou platformu vedoucí k přeměně odpadu na čistou energii, jakou představuje například elektrická energie, syntetický plyn nebo ethanol. Plazmové zplyňování odpadu od společnosti WPC představuje osvědčené inovativní řešení šetrné k životnímu prostředí, které je komerčně využíváno od roku Plasma Center P.O.Box 410 I-70 Exit 54, Waltz Mill Site Medison, PA Tel:

5 PLAZMOVÉ ZPLYŇOVÁNÍ ODPADU UDRŽITELNÝ ZDROJ ENERGIE, KTERÝ POMÁHÁ UTVÁŘET ROVNOVÁHU MEZI ENERGETICKOU POTŘEBOU A PŘÍRODOU

6 25 kg Elektřina 25 kg = 25 kwh 10 MJ/kg Komunální odpad Teplo 25 kg = 6 m 3 ZP Palivo 25 kg = 5,5 l

7 Blokové schéma O2 Koks Přísa dy Zásobník Drtič Dávkování Chlazení s využitím tepla Čištění plynu (TZL) Čištění plynu (kovy, PZL) Kompresor Plynová turbína Spalinový kotel ČOV Chladí cí věže Parní kotel Pomocné provozy Granulace Materiálové využití Expedice vitrifikátu Výroba paliva Energetické zhodnocení

8 Působením vysoké teploty dochází k rozkladu organických složek odpadu na základní složky vodík a oxid uhelnatý. Ty tvoří energetický bohatý syntetický plyn. Anorganické složky komunálního odpadu které tvoří okolo 30% vsázky jsou vysokou teplotou v okolí plazmových hořáků přeměněny ve sklovitou inertní strusku. Zplyňování

9 Čištění plynu Surový syntetický plyn je šokově ochlazen (prevence vzniku dioxinů) a následně zbaven zbytkových pevných i plynných příměsí.

10 Produkty Syntetický plyn Vitrifikát CO 30% H 2 1% CO 2 24% N 2 9% CH 4, 2% H 2 O 32% Ar 1% Ostatní 1%

11 Emise do ovzduší Emise do ovzduší Limity pro novou spalovnu dle Vyhlášky č. 415/2012 Sb. půlhodinový průměr Emise dosažitelné aplikací nejlepší dostupné techniky (BAT) půlhodinový průměr Plazmový reaktor + kombinovaný cyklus Tuhé znečišťující látky (TZL) 30 mg/m mg/m 3 4 mg/m 3 Dioxiny a furany (PCDD/F) 0,1 ng TEQ/m 3 0,01-0,1 ng TEQ/m 3 méně jak 0,001 ng TEQ/m 3 Oxid siřičitý (SO 2 ) 200 mg/m mg/m 3 3 mg/m 3 Oxidy dusíku (NO x ) 400 mg/m mg/m 3 72 mg/m 3 Chlorovodík (HCl) 60 mg/m mg/m 3 9 mg/m 3 Oxid uhelnatý (CO) 100 mg/m mg/m 3 23 mg/m 3 Rtuť (Hg) 0,05 mg/m 3 0,001-0,003 mg/m 3 0,001 mg/m 3

12 Vitrifikát jednotka Detekční hranice dané metody Průměrná měřená hodnota strusky Limit podle JLT-46 Limit pro interní odpad dle Vyhlášky č. 294/2005 Sb. Arzen mg/l 0,001 <0,001 0,01 0,05 Kadmium mg/l 0,001 <0,001 0,01 0,004 Chrom (VI) mg/l 0,005 <0,005 0,05 - Olovo mg/l 0,001 <0,001 0,01 0,05 Rtuť mg/l 0,0001 <0,0001 0,005 0,001 Selen mg/l 0,001 <0,001 0,01 0,01 Poznámka: Test JLT-46 byl proveden v laboratořích společností Shimadzu Techno Research, Inc., Kyoto, Japonsko, a to na vzorcích ze závodu Mihama-Mikata

13 Tři standardní velikosti Gasifier Model Feedstock Capacity (tpd) Air Blown Oxygen Blown Low High Low High Syngas Produced (Nm 3 /hr) Top Dia. Dimensions (meters) Bottom Dia. Vessel Height G65 MSW Haz Waste , W15 MSW Haz Waste , P5 MSW Haz Waste ,

14 Výrobní kapacita t hnědého uhlí 29 mil. m 3 zemního plynu Gasifier Model Capacity (tpd of MSW) Syngas Produced (NM 3 /hr) Syngas Chemical Energy, HHV (GJ/yr) Combined Cycle Power Plant (MW gross/net) G / 39 W / 9 P / 3

15 Legislativa Směrnice 2010/75/EU o průmyslových emisích v článku 3 odst. 40) definuje: zařízením na spalování odpadu stacionární nebo mobilní technická jednotka a zařízení určené k tepelnému zpracování odpadů, s využitím tepla vzniklého spalováním nebo bez něho, prostřednictvím spalování oxidací odpadu a dalšími způsoby tepelného zpracování, jako jsou pyrolýza, zplynování nebo plazmové procesy, pokud jsou látky tímto zpracováním vzniklé následně spáleny; A v odst. 41) definuje: zařízením na spoluspalování odpadu stacionární nebo mobilní technická jednotka, jejímž hlavním účelem je výroba energie nebo hmotných produktů a která využívá odpad jako normální nebo přídavné palivo nebo ve které je odpad tepelně zpracován za účelem jeho odstranění prostřednictvím spalování oxidací odpadu a dalšími způsoby tepelného zpracování, jako jsou pyrolýza, zplynování nebo plazmové procesy, pokud jsou látky tímto zpracováním vzniklé následně spáleny; Zákon č. 201/2012 Sb. 2 písm. o): tepelným zpracováním odpadu oxidace odpadu nebo jeho zpracování jiným termickým procesem, včetně spalování vzniklých látek, pokud by tím mohlo dojít k vyšší úrovni znečišťování oproti spálení odpovídajícího množství zemního plynu o stejném energetickém obsahu ROZSUDEK SOUDNÍHO DVORA: Řízení zahájené na návrh Lahti Energia Oy ve věci C- 209/09 o o musí být plynový generátor, jehož účelem je získat tepelným zpracováním odpadu výrobky v plynném skupenství, v tomto případě vyčištěný plyn, kvalifikován jako,spoluspalovací zařízení ve smyslu čl. 3 [odst.] 5 směrnice 2000/76; elektrárna, která používá jako přídavné palivo, náhradou za fosilní paliva převážně užívaná při její výrobní činnosti, vyčištěný plyn získaný spoluspalováním odpadu v plynovém generátoru, nespadá do oblasti působnosti této směrnice. Směrnice o odpadech 2008/98/ES, příloha II - způsoby využívání: R 3 Recyklace nebo zpětné získávání organických látek, které se nepoužívají jako rozpouštědla (včetně kompostování a dalších biologických transformačních procesů) ** ** Zahrnuje rovněž zplyňování a pyrolýzu s využitím složek jako jsou chemické látky.) O2 Přísa dy Koks Odpad Granulace Expedice vitrifikátu

16 Legislativa Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší o 2 písm. L): palivem spalitelný materiál v pevném, kapalném nebo plynném skupenství, určený jeho výrobcem ke spalování za účelem uvolnění energetického obsahu tohoto materiálu, Zákon č.165/2012 Sb. o podporovaných zdrojích energie o o 2 e) biometanem upravený bioplyn srovnatelný kvalitou a čistotou se zemním plynem, který je po vstupu do přepravní nebo distribuční soustavy považován za zemní plyn 2 f) druhotnými zdroji využitelné energetické zdroje, jejichž energetický potenciál vzniká jako vedlejší produkt při přeměně a konečné spotřebě energie, při uvolňování z bituminozních hornin včetně degazačního a důlního plynu nebo při energetickém využívání nebo odstraňování odpadů a náhradních paliv vyrobených na bázi odpadů nebo při jiné hospodářské činnosti, Chlazení s využitím tepla Čištění plynu (TZL) ČOV Čištění plynu (kovy, PZL) Vyhláška č. 477/2012 Sb., o stanovení druhů a parametrů podporovaných obnovitelných zdrojů pro výrobu elektřiny, tepla nebo biometanu a o stanovení a uchovávání dokumentů o 5 Biologicky rozložitelná část nevytříděného komunálního odpadu: Pokud výrobce energie neprokáže skutečný podíl biologicky rozložitelné části nevytříděného komunálního odpadu na jeho celkovém energetickém obsahu, je podíl biologicky rozložitelné části nevytříděného komunálního odpadu na jeho celkovém energetickém obsahu 60 %. Zbývající podíl 40 % tvoří biologicky nerozložitelná část. Chladí cí věže Pomocné provozy

17 BREF Spalování odpadu Bref je z roku 2006 a plazmové technologie zde ještě nejsou příliš popisovány Kap Plazmové technologie: v těchto podmínkách se nebezpečné znečišťující látky, jako např. PCB, dioxiny, furany, pesticidy atd., při vstřikování do plazmy rozbíjejí na atomické složky. Proces je využíván k úpravě organických látek, PCB a HCB (hexachlorbenzen). V kapitole je plazmové zplyňování uváděno jako BAT pro zpracování ložového popele. Environmentálním přínosem je stabilní zbytek, který může být ihned recyklován jako struska. Dále se uvádí významné snížení hladiny PCDD/F v upraveném popeli. Pro plazmatický rozklad popílku ze spalovny TKO jsou zaznamenány následující vstupy PCDD/F a emisí. o Vstup popele 50 ngteq/g o Výstup strusky < 0,001 ngteq/g o Výstup popílku < 0,005 ngteq/g o Výstup spalin < 0,05 ngteq/g

18 Zplyňování NENÍ Spalování

19 Technologické aspekty Plazmové zplyňování Spalování Surovinová flexibilita Výroba paliva Uplatnění koncových produktů Vedlejší produkty Schopnost kombinovaného zpracování surovin jako např. Komunální odpad Biomasa (dřevní odpad) Průmyslový odpad Ostatní odpad podobný komunálnímu Nebezpečný odpad Pneumatiky Syngas (oxid uhelnatý a vodík) Syngas může být skladován nebo transportován pro další použití Náhrada zemního plynu nebo topného oleje Výroba elektřiny v parním cyklu Výroba elektřiny v paroplynovém cyklu Dodávka procesní páry Kapalné palivo (ethanol) Vodík Separované kovy, apod. Inertní nevyluhovatelná sklovitá struska použitelná ve stavebnictví nebo při výrobě izolace (rockwool) Částice zachycené při čištění plynu jsou recyklovatelné Komunální odpad nebo ostatní běžné typy odpadů. Teplo Teplo, resp. pára musí být použita k výrobě elektřiny na místě Výroba elektřiny v parním cyklu Dodávka procesní páry Popílek a kaly z čištění spalin klasifikované jako nebezpečný odpad Popel (škvára) s nebezpečnými vlastnostmi

20 Energetická účinnost Zplyňováním se z odpadu získá mnohem více energie při nižších emisích do ovzduší! * *

21 Odpadová pyramida Předcházení vzniku Podpora technologie WPC v souvislosti s legislativními změnami v rámci novelizace odpadového zákona ČR přechod od skládkování k materiálovému a energetickému zhodnocování komunálního odpadu Opětovné použití Recyklace Jiné využití (energetické) Odstra nění

22 Výhody - souhrn Výrazně vyšší energetická účinnost technologie WPC oproti standartní technologii spalování Výrazně nižší emisní hodnoty technologického procesu oproti standartní technologii Energetické a materiálové využití i jiného typu odpadu kategorie ostatní, nebezpečný za dodržení veškerých emisních a ekologických limitů Variabilita aplikací

23 Provozní podpora v EU Velká Británie Renewable Obligation Certificates (ROCs). Standard 0.5 ROCs/MWh, advanced ACTs would receive 2 ROCs/MWh Slovensko URSO,výnos č. 221/2013, 10 : EE ze spalování odpadu klasickou technologií (rošt): 77,60 EUR/MWh, EE z plynu vyrobeného termochemickým zplyňováním odpadu ve zplyňovacím generátoru : 103,24 EUR/MWh EE z plynu vyrobeného termochemickým zplyňováním biomasy ve zplyňovacím generátoru : 122,62 EUR/MWh Česká republika Zelené bonusy podle druhu paliva. Není zohledněna technologie.plazmová technologie byla pro operační období MŽP vyjmuta ze standartní kategorie spalovna a je posuzována jako technologie pro energetické a materiálové využití odpadu samostatně.

24

25 Projekty Projects under Construction o TEESSIDE, UK: TEES VALLEY RENEWABLE ENERGY FACILITIES o SHANGHAI, CHINA o BIJIE, CHINA Commercial Operating Facilities o MEPL, PUNE, INDIA o ECOVALLEY - UTASHINAI, JAPAN o MIHAMA-MIKATA, JAPAN o WUHAN, HUBEI, CHINA Demonstration Plant o WESTINGHOUSE PLASMA CENTER, MADISON, PENNSYLVANIA, USA