Ing. Alexander Jančárik (+421 2 60201624, alexander.jancarik@sazp.sk), Ing. Elena Bodíková, (+421 2 60201637, elena.bodikova@sazp.sk)phd., Ing. Martin Kohút (martin.kohut@sazp.sk) Slovenská agentúra životného prostredia, Centrum odpadového hospodárstva a environmentálneho manažérstva Hanulova 5/D, 844 40 Bratislava Možnosti energetického zhodnocovania odpadov v SR ABSTRAKT: Odpady sú zaujímavým zdrojom energie, pričom možnosti ich využitia na výrobu energie alebo tepla sú viaceré. Príspevok sa zaoberá potenciálom odpadov na priamu výrobu energia tepla, na výrobu bioplynu, využitie skládkových plynov, ako aj na výrobu palív. V príspevku sú bilancie množstiev odpadov vhodných na jednotlivé spôsoby energetického využitia odpadov pre jednotlivé okresy SR. Úvod: Budúci sociálny a ekonomický rast Slovenska a rozvoj jeho jednotlivých regiónov bude, okrem iného, závisieť najmä od dostupnosti surovín, energetických zdrojov, vody, potravín a procesov zlepšujúcich životné prostredie. Kľúčovým problémom najbližších päť až pätnásť rokov v oblasti energetiky bude, popri hlavnej línii zníženia celkového rozsahu energetickej spotreby, predovšetkým riešenie energetickej bezpečnosti, diverzifikácia energetických zdrojov, využitie obnoviteľných zdrojov energie a energetické úspory. Odpady sú veľmi vítaným zdrojom energie či tepelnej alebo elektrickej predovšetkým pre svoju dostupnosť, pravidelnosť a permanentnosť vzniku, obnoviteľnosť, vysoký energetický obsah a v neposlednom rade pre zaujímavé finančné toky smerom od pôvodcu do energetického zariadenia. Odpady sú zároveň rizikovým faktorom životného prostredia, preto sú regulované prísnou legislatívou. Výroba energie z odpadov je jednou z podporovaných foriem s odpadmi, pretože z hľadiska ochrany zložiek životného prostredia je dostatočne regulovaná a kontrolovateľná. Centrum odpadového hospodárstva Slovenskej agentúry životného prostredia preto v roku 2012 na základe požiadavky Ministerstva životného prostredia SR spracovalo dokument pod názvom Analýza energetického potenciálu odpadov v SR. Nakoľko ide o pomerne rozsiahly dokument, budeme sa v tomto príspevku zaoberať na príklade komunálnych odpadov základnými myšlienkami, aby bolo možné vytvoriť si obraz o postupe riešenia a spôsobe uvažovania spracovateľov analýzy. Analýza sa skladá z troch základných častí. V prvej časti je uvedená použitá metodika, na základe ktorej sa uskutočnil výber odpadov pre ďalšie výpočty. Druhá časť obsahuje údaje o dostupnosti odpadov v členení na komunálne odpady a odpady iné ako komunálne (vznikajúce pri výrobnej činnosti). Boli vypočítané údaje za celé územie SR, ako aj pre jednotlivé okresy SR. V tretej časti sú načrtnuté možnosti využitia týchto odpadov na priamu výrobu energie a tepla, na spoluspaľovanie v cementárňach, príp. vápenkách, na výrobu bioplynu a na výrobu palív. Pri výpočte energetického potenciálu odpadov v SR sa vychádzalo z dostupných informácií, ktoré sa oficiálne zhromažďujú na základe zákonných požiadaviek. Ako zdroje údajov slúžili:
1. údaje o množstvách vzniknutých odpadov z hlásení pôvodcov odpadov podľa vyhlášky MŽP SR č. 283/2001 Z. z. o vykonaní niektorých ustanovení zákona o odpadoch v znení neskorších predpisov 2. údaje o nakladaní s odpadmi odpadov z hlásení pôvodcov odpadov a zariadení na nakladanie s odpadmi podľa vyhlášky MŽP SR č. 283/2001 Z. z. o vykonaní niektorých ustanovení zákona o odpadoch v znení neskorších predpisov 3. údaje o kapacitách zariadení na energetické zhodnocovanie odpadov z rozhodnutí obvodných úradov životného prostredia alebo z integrovaných povolených vydávaných SIŽP 4. údaje o dovoze odpadov zo sprievodných listov odpadov podľa nariadenia Európskeho parlamentu a Rady č. 1013/2006 o preprave v znení neskorších predpisov 5. údaje o množstvách vzniknutých komunálnych odpadoch a údaje o nakladaní s nimi zo štatistických zisťovaní Štatistického úradu SR Ako údajovú základňu pre hodnotenie výskytu odpadov sme použili databázy SAŽP COHEM o vzniku a nakladaní s odpadmi za roky 2005 až 2010. Pre spracovanie boli jednotlivé ročné údaje o vzniku a nakladaní s odpadmi za sledované obdobie spriemerované podľa druhu a spôsobu s ním. Pre zjednodušenie sme spôsoby s odpadmi, ktoré sú v databázach evidované v zmysle číselníkov R a D kódov (v SR sú ešte pridané kódy DO Odovzdanie odpadov na využitie v domácnosti, Z Skladovanie u pôvodcu pred ďalším nakladaním s ním a do roku 2009 bol používaný aj kód O Odovzdanie inej organizácii) rozdelili do troch skupín: Skupina A odpady v súčasnosti energeticky zhodnocované Skupina B odpady v súčasnosti materiálovo zhodnocované Skupina C odpady, ktoré je možné energeticky využiť Podrobné rozdelenie spôsobov do skupín je uvedené v nasledujúcej tabuľke: Skupina Činnosť A energeticky zhodnocované odpady R01 Využitie najmä ako palivo alebo na získanie energie iným spôsobom R02 Spätné získavanie alebo regenerácia rozpúšťadiel R03 Recyklácia alebo spätné získavanie organických látok, ktoré nie sú používané ako rozpúšťadlá (vrátane kompostovania a iných biologických transformačných procesov) R04 Recyklácia alebo spätné získavanie kovov a kovových zlúčenín R05 Recyklácia alebo spätné získavanie iných anorganických materiálov R06 Regenerácia kyselín a zásad B R07 materiálovo Spätné získavanie komponentov používaných pri odstraňovaní znečistenia zhodnocované R08 Spätné získavanie komponentov z katalyzátorov odpady R09 Prečisťovanie oleja alebo jeho iné opätovné použitie R10 Úprava pôdy za účelom dosiahnutia prínosov pre poľnohospodárstvo alebo pre zlepšenie životného prostredia R11 Využitie odpadov vzniknutých pri operáciách označených ako R1 až R10 R12 Úprava odpadov určených na spracovanie niektorou z operácií označených ako R1 až R11 R13 Skladovanie odpadov pred použitím niektorej z operácií označených ako R1 až R12 (okrem dočasného uloženia pred zberom na mieste vzniku) C odpady D01 Uloženie do zeme alebo na povrchu zeme (napr. skládka odpadov)
Skupina vhodné na energetické zhodnocovanie D02 D03 D04 D05 D06 D07 D08 D09 D10 D11 D12 D13 D14 D15 DO O Z Činnosť Úprava pôdnymi procesmi (napr. biodegradácia kvapalných alebo kalových odpadov v pôde atď.) Hĺbková injektáž (napr. injektáž čerpateľných odpadov do vrtov, soľných baní alebo prirodzených úložísk atď.) Ukladanie do povrchových nádrží (napr. umiestnenie kvapalných alebo kalových odpadov do jám, rybníkov alebo lagún atď.) Špeciálne vybudované skládky odpadov (napr. umiestnenie do samostatných buniek s povrchovou úpravou stien, ktoré sú zakryté a izolované jedna od druhej a od životného prostredia, atď.) Vypúšťanie a vhadzovanie do vodného recipientu okrem morí a oceánov Vypúšťanie a vhadzovanie do morí a oceánov vrátane uloženia na morské dno Biologická úprava nešpecifikovaná v tejto prílohe, pri ktorej vznikajú zlúčeniny alebo zmesi, ktoré sú zneškodnené niektorou z operácií označených ako D1 až D12 Fyzikálno-chemická úprava nešpecifikovaná v tejto prílohe, pri ktorej vznikajú zlúčeniny alebo zmesi, ktoré sú zneškodnené niektorou z operácií označených ako D1 až D12 (napr. Odparovanie, sušenie, kalcinácia, atď.) Spaľovanie na pevnine Spaľovanie na mori Trvalé uloženie (napr. Umiestnenie kontajnerov v baniach atď.) Zmiešavanie alebo miešanie pred použitím niektorého spôsobu zneškodnenia označeného ako D1 až D12 Uloženie do ďalších obalov pred použitím niektorého spôsobu zneškodnenia označeného ako D1 až D12 Skladovanie pred použitím niektorého spôsobu zneškodnenia označeného ako D1 až D14 (okrem dočasného uloženia pred zberom na mieste vzniku) Odovzdanie odpadov na využitie v domácnosti Odovzdanie inej organizácii Skladovanie Pre rozlíšenie spôsobov R12 a R13 (z dôvodu potenciálneho využívania odpadov, s ktorými sa nakladá podľa týchto činností, na energetické zhodnocovanie) od spôsobov R02 R11 sme skupinu B rozdelili na dve podskupiny (BA a BB) (Tab. 5). Do skupiny BA sme zaradili spôsoby, ktoré jednoznačne určujú, že ide o materiálové zhodnocovanie a do skupiny BB sme zaradili spôsoby, ktoré nevylučujú možnosť, že časť týchto odpadov nebude možné zhodnotiť materiálovo, a preto tu pravdepodobne vznikne podiel, ktorý bude možné následne zhodnotiť energeticky. Skupina BA BB R02 R03 R04 R05 R06 R07 R08 R09 R10 R11 R12
Skupina R13 Pre komunálne odpady sme vzali do spracovania ich vznik za sledované obdobie, ktorý je v členení na ostatné (O) a nebezpečné (N) odpady uvedený v nasledujúcej tabuľke: Kategória 2005 2006 2007 2008 2009 2010 N 140,24 44,89 107,43 117,50 154,10 150,21 Podiel N 0,01% 0,00% 0,01% 0,01% 0,01% 0,01% O 1 497 745,96 1 565 984,11 1 607 799,89 1 693 667,51 1 675 982,89 1 724 493,02 Podiel O 99,99% 100,00% 99,99% 99,99% 99,99% 99,99% SPOLU 1 497 886,20 1 566 029,00 1 607 907,32 1 693 785,01 1 676 136,99 1 724 643,23 Pre ďalšie spracovanie sme vzali do úvahy iba komunálne odpady zaradené do kategórie ostatné, nakoľko energetické využívanie nebezpečných odpadov je technicky náročné. Ich celkový vznik za sledované obdobie aj s percentuálnym zastúpením jednotlivých druhov je uvedený v nasledujúcej tabuľke: Názov Vznik (t) Podiel 200101 Papier a lepenka 241 233,67 2,47% 200108 Biologicky rozložiteľný kuchynský a reštauračný odpad 12 395,82 0,13% 200110 Šatstvo 893,50 0,01% 200111 Textílie 2 486,23 0,03% 200125 Jedlé oleje a tuky 98,46 0,00% 200128 Farby, tlačiarenské farby, lepidlá a živice iné ako uvedené v 200127 17,07 0,00% 200130 Detergenty iné ako uvedené v 200129 15,41 0,00% 200132 Liečivá iné ako uvedené v 200131 15,80 0,00% 200138 Drevo iné ako uvedené v 200137 8 856,42 0,09% 200139 Plasty 96 339,38 0,99% 200141 Odpady z vymetania komínov 104,84 0,00% 200201 Biologicky rozložiteľný odpad 488 668,38 5,00% 200203 Iné biologicky nerozložiteľné odpady 22 940,65 0,23% 200301 Zmesový komunálny odpad 7 064 688,17 72,34% 200302 Odpad z trhovísk 9 259,28 0,09% 200303 Odpad z čistenia ulíc 214 613,47 2,20% 200306 Odpad z čistenia kanalizácie 17 026,83 0,17% 200307 Objemný odpad 1 586 020,00 16,24% SPOLU 9 765 673,38 100,00% Po vylúčení odpadov, ktorých celkový priemerný podiel na vzniku tvorí za sledované obdobie menej ako 0,5%, sme dostali konečný výber druhov odpadov pre energetickú bilanciu: Druh Kategória Názov 200101 O Papier a lepenka 200139 O Plasty 200201 O Biologicky rozložiteľný odpad 200301 O Zmesový komunálny odpad
Druh Kategória Názov 200303 O Odpad z čistenia ulíc 200307 1 O Objemný odpad Celkový ročný priemerný energetický obsah komunálnych odpadov vypočítaný podľa stanovených pravidiel pre skupinu spôsobov C, teda odpady, ktoré sa v súčasnosti energeticky nevyužívajú, je uvedený v nasledujúcej tabuľke: Množstvá Merná výhrevnosť Energetický potenciál Názov (tony/rok) (MJ/t) (MJ/rok) 200101 Papier a lepenka 23 387,99 14 110 330 004 538,90 200139 Plasty 6 955,02 40 000 278 200 800,00 200201 Biologicky rozložiteľný odpad 29 183,89 7 810 227 926 180,90 200301 Zmesový komunálny odpad 1 092 219,22 9 120 2 9 961 039 286,40 200303 Odpad z čistenia ulíc 35 743,11 6 990 249 844 338,90 200307 Objemný odpad 257 552,25 12 500 3 219 403 125,00 CELKOM 1 445 041,49 14 061 288 270,10 Na záver sme sa zaoberali možnou dostupnosťou komunálnych odpadov pre energetické zhodnocovanie v jednotlivých regiónoch SR. Množstvá odpadov sú v obrázkoch rozdelené do skupín A, B a C podľa súčasného spôsobu. Dostupnosť komunálnych odpadov na ich možné energetické využitie v okresoch SR je uvedená na nasledujúcom obrázku: 1 V objemnom odpade sú započítané aj Drobné stavebné odpady z obcí (kód 17 99 00) zo zisťovaní ŠÚ SR, ktorý v priemere tvorí cca 35% z celkového evidovaného množstva. 2 Použitá bola priemerná hodnota.
V krajoch SR je dostupnosť komunálnych odpadov pre možné energetické využitie nasledovná:
Záver Údaje v analýze samozrejme vychádzajú z predpokladu, že sa budú spaľovať komunálne odpady priamo bez úpravy (napr. MBÚ). V prípade, že na Slovensku budú budované zariadenia na úpravu komunálnych odpadov, výhrevnosť odpadov sa výrazne zmení a bude potrebné pre každé zariadenie vykonať analytické skúšky na stanovenie výhrevnosti produktov použitej technológie. Rovnako je potrebné vziať do úvahy aj kolísajúce zloženie zmesového komunálneho podľa typu zástavby, ktoré sa v mestskom a vidieckom prostredí líši, pričom podstatný vplyv na zloženie má spôsob vykurovania. Pri teoretickej mernej výhrevnosti hnedého uhlia cca 20 GJ/t, teda komunálne odpady, ktoré je ešte možné energeticky zhodnotiť predstavujú v SR možnú ročnú náhradu približne 700 tisíc ton fosílneho paliva. Pre ilustráciu je možné uviesť, že na Slovensku sa napr. v roku 2007 vyťažilo cca 2,3 milióna ton hnedého uhlia, takže jeho teoretické množstvo ukryté v komunálnych odpadoch predstavuje približne tretinu ťažby.