Na świecie funkcjonuje ponad 2500 instalacji termicznego przekształcania odpadów (ITPO), w Europie jest ich ponad 500, w Polsce mamy ich zaledwie 9. Jedynym regionem, w którym działają dwie instalacje odzysku energii z odpadów, jest województwo wielkopolskie, w którym funkcjonują one w Poznaniu i Koninie.
ITPO to nowoczesne, ekologiczne, bezpieczne rozwiązanie problemu kalorycznej frakcji odpadów komunalnych, które zapewnia efektywne wykorzystanie ich do produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Do instalacji trafiają odpady nienadające się do recyklingu, które posiadają potencjał energetyczny. To właśnie energia z odpadów jest kluczowym efektem funkcjonowania instalacji do odzysku energii.
Instalacje tego rodzaju doskonale wpisują się zatem w ideę zrównoważonego gospodarowania odpadami – są one bowiem ostatnim etapem postępowania z odpadami (po zapobieganiu powstawania odpadów i ich selektywnej zbiórce), w którym dzięki odzyskowi energetycznemu odpad staje się zasobem służącym do produkcji energii – cieplnej oraz elektrycznej. To po prostu się opłaca. Nic więc dziwnego, że to właśnie w Wielkopolsce, słynącej z gospodarności, funkcjonują aż dwa ITPO.
Wiele korzyści
Poza dwoma oczywistymi i najważniejszymi argumentami przemawiającymi za funkcjonowaniem instalacji termicznego przekształcania odpadów (redukcja ilości odpadów komunalnych trafiających na składowiska oraz produkcja energii cieplnej i elektrycznej z odpadów) funkcjonowanie wielkopolskich ITPO pozwoliło między innymi na utworzenie nowych miejsc pracy, ograniczenie zużycia węgla kamiennego oraz zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. Warto dodać, że odpady poprocesowe będące ubocznym efektem termicznego przekształcania odpadów (np. żużle) mają zastosowanie gospodarcze np. w budownictwie drogowym, a popioły lotne są zagospodarowywane w kopalniach soli manganu i potasu. Ponadto w ITPO odzyskuje się z żużli metale żelazne i nieżelazne.
Przekazanie odpadów do termicznego przekształcania powoduje brak konieczności ich składowania, co w efekcie przekłada się na poprawę w zakresie ochrony wód gruntowych przed negatywnym działaniem odpadów. To także znaczące ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.
Poznański ITPOK
Realizacja ITPOK-u w Poznaniu była jednym z najważniejszych działań ekologicznych podjętych w związku z realizacją nowoczesnego sytemu gospodarowania odpadami w aglomeracji poznańskiej. Warto podkreślić, że jest to jedyna w Polsce instalacja, która została zrealizowana na mocy umowy o partnerstwie publiczno-prywatnym, zawartej 8 kwietnia 2013 r. pomiędzy miastem Poznań, które odpowiedzialne jest za zabezpieczenie strumienia odpadów, a spółką PreZero Zielona Energia, odpowiadającą za eksploatację instalacji. Umowa została zawarta na okres 25 lat. Budowa ITPOK-u rozpoczęła się w kwietniu 2014 roku, natomiast od 30 grudnia 2016 roku rozpoczęła się eksploatacja instalacji.
W Poznaniu inwestor odpowiedzialny był za zaprojektowanie, sfinansowanie i wybudowanie instalacji. Umowa między miastem a PreZero przewiduje, że to inwestor odpowiedzialny jest za zarządzanie instalacją przez 25 lat, zgodnie z pozwoleniami i obowiązującymi przepisami, oraz za utrzymanie ITPOK-u w dobrym stanie technicznym. Po wspomnianym okresie 25 lat instalacja zostanie przekazana miastu.
Wkładem samorządu w to przedsięwzięcie było natomiast wybudowanie nowego układu drogowego do instalacji oraz sąsiednich Koziegłów. Miasto odpowiedzialne było też za uzyskanie dofinansowania do wspomnianej inwestycji z funduszy unijnych. W ramach umowy samorząd Poznania zobowiązany jest do dostarczania odpowiedniej ilości odpadów oraz uiszczanie wynagrodzenia za przetworzenie 210 000 ton odpadów rocznie. Poznański ITPOK przekształca odpady komunalne z terenu aglomeracji liczącej ponad 700 tys. mieszkańców i, co niezwykle istotne, odzyskuje także energię elektryczną i cieplną.
Parametry techniczne ITPOK-u w Poznaniu
- Wydajność/przepustowość: 210 tys. ton odpadów rocznie,
- Liczba linii termicznego przekształcania: 2,
- Nominalna wydajność jednej linii: 13,5 Mg/h,
- Nominalny czas pracy linii: 7800 h/rok,
- Nominalna wartość opałowa: 8400 kJ/kg.
Ile to kosztowało?
Łączny koszt inwestycji w ITPOK w Poznaniu to ok. 832 mln zł. Finansowanie zapewnił partner prywatny, natomiast miasto uzyskało dofinansowanie ze środków europejskich. Połączenie prywatnych finansów i pieniędzy unijnych było pionierskim rozwiązaniem, określanym mianem finansowania hybrydowego. Miasto Poznań pozyskało dofinansowanie z Unii Europejskiej w kwocie 330 mln zł w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko na lata 2007-2013.
MZGOK Konin
Cofnijmy się do roku 1999 – to właśnie wtedy Rada Miasta Konina podjęła uchwałę o utworzeniu Miejskiego Zakładu Gospodarki Odpadami Komunalnymi. Był to początek nowego podejścia do gospodarki odpadowej w regionie. Od 2011 roku MZGOK jest spółką z ograniczoną odpowiedzialnością, a jej udziałowcami jest 36 samorządów subregionu konińskiego, zamieszkiwanych przez ponad 370 tys. osób. Dominującym udziałowcem firmy jest miasto Konin. Zakład Termicznego Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych powstał dzięki dofinansowaniu z UE: 164 mln zł to bezzwrotna dotacja, natomiast 145 mln zł to pożyczka udzielona przez NFOŚiGW.
Przedmiotem działalności MZGOK-u w Koninie jest w szczególności zagospodarowanie odpadów. Tym, co wyróżnia tę spółkę, to kompleksowe podejście do tematu gospodarki odpadowej. To właśnie tu, „za jedną bramą”, znajdziemy wszystkie instalacje służące zagospodarowaniu odpadów komunalnych: sortownię, kompostownię, składowisko odpadów oraz kluczowy dla odzysku energii z odpadów Zakład Termicznego Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych.
Parametry techniczne ZTUOK-u w Koninie
- Wydajność przetwarzania: 94 tys. ton odpadów rocznie,
- Nominalna wydajność godzinowa: 12,05 Mg/h,
- Kocioł parowy rusztowy Martin o wydajności 32,5 Mg pary na godzinę i zainstalowanej mocy cieplnej 28,330 MWt,
- Turbozespół parowy upustowo-kondensacyjny o zainstalowanej mocy elektrycznej 7,3 MW,
- Układ pracuje w kogeneracji: moc elektryczna 6,75 MWe, moc cieplna 15,5 MWt.
Jak to działa?
Zarówno w poznańskiej, jak i w konińskiej instalacji dostarczane odpady są ważone i ewidencjonowane. Następnie pojazdy z odpadami trafiają do hali dostaw, gdzie odpady – z wykorzystaniem jednej z dostępnych bram wyładowczych (w Poznaniu jest ich 6, w Koninie 4) – są wysypywane bezpośrednio do bunkra na odpady. Jest to głęboka, szczelna „fosa”, z której zgromadzone odpady pobiera specjalny chwytak umieszczony na suwnicy, po czym przenosi je do leja zasypowego. Panujące w hali i bunkrze podciśnienie zapobiega wydostawaniu się na zewnątrz nieprzyjemnych zapachów. Zanim odpady trafią do leja zasypowego, operator suwnicy miesza je, aby uzyskać w miarę jednorodną masę o podobnej wartości kalorycznej.
W ITPOK-u odpady z leja zasypowego trafiają na ruchomy ruszt, na którym przesuwają się jednostajnie w dół, a cały proces spalania jest kontrolowany. Temperatura spalania odpadów może wynieść ponad 1000°C. Ciepło wytworzone podczas spalania odpadów podgrzewa wodę w kotle zintegrowanym z rusztem. Powstała w tym procesie para wodna jest przekazywana do turbiny napędzającej generator. Urządzenie to jest odpowiedzialne za produkcję energii elektrycznej, która zasila krajową sieć elektroenergetyczną. W Poznaniu para pochodząca z upustów turbiny jest wykorzystywana do produkcji energii cieplnej kierowanej do miejskiej sieci ciepłowniczej. Instalacja wytwarzania energii działa w systemie kogeneracji, co oznacza, że może jednocześnie produkować ciepło i prąd. Energia elektryczna wytworzona w poznańskiej instalacji zasila krajowy system elektroenergetyczny – rocznie jest to ok. 100 tys. MWh energii elektrycznej. Ponadto ITPOK produkuje energię cieplną, która w całości (za pośrednictwem Elektrociepłowni Karolin) zasila miejski system ciepłowniczy.
W ZTUOK-u w Koninie technologia oparta została na zastosowaniu kotła parowego z rusztem posuwisto-zwrotnym umożliwiającym intensyfikację procesu mieszania i spalania odpadów. Wytworzona w kotle para przegrzana, o ciśnieniu 4 MPa i temperaturze 400°C, kierowana jest do turbiny parowej upustowo-kondensacyjnej sprzęgniętej z generatorem prądu przemiennego. Para z upustów turbiny kierowana jest do wymienników ciepłowniczych zasilających, podobnie jak w przypadku Poznania (ale w mniejszej skali), miejską sieć ciepłowniczą. Energia elektryczna wytworzona w generatorze prądu przemiennego również wyprowadzana jest do krajowej sieci elektroenergetycznej oraz zaspokaja potrzeby własne zakładu. ZTUOK produkuje rocznie 47 000 MWh energii elektrycznej i ponad 130 000 GJ ciepła przeznaczonego na potrzeby Konina.
Monitorowanie procesów
Warto podkreślić, że dzięki wysokiej temperaturze już w komorze spalania następuje znaczna redukcja powstających zanieczyszczeń. Zarówno w poznańskim ITPOK-u, jak i w ZTUOK-u w Koninie wszystkie parametry procesów zachodzących w instalacji są stale sprawdzane i optymalizowane. Monitoring emisji odbywa się przez czujniki zamontowane na kominach. Kontrolę danych przeprowadzają właściwe zewnętrzne instytucje (WIOŚ) oraz pracujący w instalacjach specjaliści.
Oczyszczanie gazów wylotowych powstałych w wyniku spalania to wieloetapowy proces i newralgiczny element całego systemu. Zanieczyszczenia są ograniczane zarówno poprzez zastosowanie odpowiednich urządzeń i technologii, jak i przez odpowiednie, stabilne prowadzenie procesu technologicznego. Jak deklaruje poznański ITPOK, skuteczność zastosowanych metod oczyszczania spalin wynosi 99%. Systemy w obu omawianych instalacjach gwarantują spełnienie surowych norm środowiskowych. Warto podkreślić, że rzeczywista emisja szkodliwych związków do atmosfery jest dziesięciokrotnie mniejsza niż w elektrociepłowniach węglowych.
Wielkopolskie plany
Wszystko wskazuje na to, Wielkopolska, będąca liderem termicznego przekształcania odpadów i odzysku energii, nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa. Przypomnijmy, że wśród 39 wniosków złożonych do NFOŚiGW pod koniec roku 2022, a dotyczących dofinansowania inwestycji w instalacje termicznego przekształcanie odpadów, aż 5 dotyczyło obiektów, które miałyby powstać w Wielkopolsce.
