potencijal i mogućnosti energetskog korišćenja otpada koji se može svrstati u biomasu
DESCRIPTION
Potencijal i mogućnosti energetskog korišćenja otpada koji se može svrstati u biomasu. KONFERENCIJA O BIOMASI Privredna komora Srbije Beograd, 3/12/2013. godine. Aleksandar Jovović Univerzitet u Beogradu, Mašinski fakultet. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Potencijal i mogućnosti energetskog korišćenja otpada koji se može svrstati u biomasu
KONFERENCIJA O BIOMASI
Privredna komora Srbije
Beograd, 3/12/2013. godine
Aleksandar Jovović
Univerzitet u Beogradu, Mašinski fakultet
Pregled tehnički iskoristivog potencijala OIE (od 2012. godine) – Nacrt Strategije Energetike do 2025/2030. godine, 2013. god.
Biodegradabilnost/Biorazgradljivost
Heterogenost otpada kao problem
• Komunalni otpad/Municipal solid waste (MSW) je mešavina različitih materijala koji moraju da budu odloženi na način dovoljno siguran po žs.
• U nekom prethodnom periodu pod tim su se podrazumevale deponija.
• Medjutim, MSW sadrži reaktivne bio elemente koji dovode do formiranja metana (problem kao GHG9 ili do problema sa zagadjenjem podzemnih voda procednim vodama i sl.
• Iz tog razloga deponije ne bi trebalo razmatrai kao opciju za netretiran otpad
Direktno odlaganje na deponije u %
To isto ali u EU, %
Republika Srbija • gradsko stanovništvo
generiše prosečno 1 kg komunalnog otpada po stanovniku na dan, dok seosko stanovništvo prosečno generiše 0,7 kg otpada/stanovniku/dan.
• u Beogradu se dnevno generiše 1,2 kg otpada/stanovniku.
• na osnovu popisa, gradsko stanovništvo čini 57%, dok je 43% seoskog stanovništva.
• u proseku, stanovnik Republike Srbije generiše 0,87 kg komunalnog otpada/dan (318 kg/godišnje)
Hijerarhija WM
• Osnovna delatnost (istorijska misija) upravljanja otpadom, da obezbedi zdravstvenu sigurnost u urbanim sredinama je, bar što se tiče većeg dela Evrope, ispunjena.
• Danas su tri druga aspekta postala mogo značajnija i izazov za održivi sistem upravljanja otpadom:• zaštita životne sredine,• očuvanja resursa (energetskih, materijalnih i zemljišta), i• dostizanje što nižih troškova upravljanja (po mogućnost for free).
• U tom smislu obično se hijerarhija strategija upravljanja otpadom razmatra kao
• prevencija nastajanja otpada,
• ponovno korišćenje i reciklaža pojedinih komponenti, kao što su papir, metali, staklo, i jednim delom plastični/veštački materijali
• kompostiranj ili anaerobna digestija orgasnkih delova
• inertizacija ostatka termičkim tretmanima uz iskorišćenje energije, i na kraju
• odlaganje
Hijerarhija WM (nast.)
Reciklaža početkom 20tog veka
Insineracija krajem 19tog veka
Postizanje ciljeva
• Nemačka: Tehničke instrukcije o otpadu iz naselja (TASi) o zabrani deponovanja biodegradabilnog otpada od 1.6.2005. godine
• Švajcarska: Zabrana deponovanja sagorljivog dela otpada od 2000.• Norveška: Zabrana deponovanja biodegradabilnog otpada od 2001.• Austrija: Zabrana deponovanja netretiranog otpada od 2004. godine
Cilj 2020: Potpuno iskorišćenje komunalnog otpada
EU - Ciljevi
POSTUPCI
Termički tretmanPonovno iskorišćenje energije i delimično materijala direktnim sagorevanje (a takodje i pirolitičkim i gasifikacionim procesima).
Anaerobni tretmanPonovno iskorišćenje energije i materijala fermentacijom organskog otpada dobijanjem biogasa
Iskorišćenje deponijskog gasaIskorišćenje metana iz postojećih deponija, uz sprovodjenje zabrana deponovanja novog nepreradjenog otpada
Termički tretman ukratko
•Pogodan za organske otpade•Obuhvata različite procese i tehnička rešenja•Sva zahtevaju visoka ulaganja•Proces regulisan vrlo oštrim propisima•Za rad neophodan obrazovan kadar•Srednji do visoki troškovi održavanja•Generiše iskoristljivu energiju•Generiše nusprodukte sa kojima se mora rukovati pod posebnim uslovima
•Vrlo loše prihvaćen od strane javnosti zbog grešaka u prošlosti
Tehnike za termički tretman
Source: Bilitewski
Nus-produkti insineracije
Mogu biti: •Čvrsti•Tečni
•gasoviti
Obuhvataju:• Iskorišćene materijale kao što su
metali, HCl i sl.•Dimne gasove
•Mulj i pepeo•Otpade iz prečišćavanja dimnih
gasova•Otpadne vode
Dimni gasovi-emisije
Dimni gasovi-emisije
Emisije PCDD/F u Nemačkoj
Container-Terminal Altenwerder, Hamburg (3 million TEUs annually)
Application of ash during construction
WtE postrojenja su medjunarodno priznata kao postrojenja koja dovode do smanjenja nastajanja GHG
The Eight Emerging Large-Scale Clean Energy Sectors include1. Onshore Wind2. Offshore Wind3. Solar Photovoltaic (PV)4. Solar Thermal Electricity Generation (STEG)5. Municipal Solid Waste-to-Energy (MSW)6. Sugar-based Ethanol7. Cellulosic and Next Generation Biofuels8. Geothermal Power
Moguća unapredjenja
Posebno sakupljanje i iskorišćenje
otpada
Insineracija otpada
Mehaničko-biološki tretman
Ciljevi MBT
1. Smanjenje zapremine koja bi bila deponovana2. Smanjenje mikrobiološke aktivnosti3. Smanjen je mase opasnih materioja4. Iskorišćenje materijala i energije (SRF-RDF-
biogas-kompost)
MBT u Nemačkoj – Zahtevi za kvalitetom SRF/RDF
Potential consumer Calorific value
Granulometric properties
Content of chlorine
Waste incineration 6-12 MJ/kg no special requirements
no special requirements
Grate combustion < 300 mm
Fluidized bed combustion
< 100 mm
WtE-plants
Pyrolysis
11-17 MJ/kg
< 300 mm
< 2 %
pit coal (dust feeding) > 14 MJ/kg < 20 mm
brown coal (dust feeding)
> 11 MJ/kg < 25 mm
Industrial co-incineration
brown coal (fluidized bed combustion)
> 11 MJ/kg < 50 mm
< 1 %
Primary firing system > 20 MJ/kg < 30 mm
Calciner firing system 14-18 MJ/kg < 35 mm
Cement kiln
Fluidized bed combustion
> 11 MJ/kg < 50 mm
< 1 %
Uticaj odvojenog skupljanjai reciklaže na toplotnu moć
10 9.5 7.5 12 20
0
20
40
60
80
100
120
neobdelanikomunalni
odpadki
10% papirja in50% stekla
50% papirja,plastike, stekla
50% papirja,plastike,
stekla, kovin,bio-odp
ločevanje lahkein težke frakcije
kurilna vrednost
izločeno
ostanek
Druge metode konverzijebiootpada u energente
Pirolizatermička razgradnja u gas/tečno gorivo/čvrsti ostatak
(čadj), srednje-visoke temperature, bez vazduhaGasifikacija
Proces nepotpunog sagorevanja (nedovoljan višak vazduha) uz dodatak vodene pare i dr., proizvodi – gas i
čvrsti ostatak
Biohemijski procesi: Anaerobna digestija
Kontrolisana fermentacija u cilju proizvodnje alkoholaProizvodnja etanola, metanola
Pyrolyzer—Mitsui R21
Fleksibilnost gasifikacije
Konverzija biootpada u gorivo
Resultati:Alcohol (Ethanol)Biogas (Methane)SyngasGasoline (Biocrude) Diesel Fuel (Plant Oil)
Anaerobni digestor
Pretvara životinjski ili biljni otpad u metan
Tipični primenljivi otpadi:Djubrivo (sa farmi svinja, živine i sl.)Otpad iz mlinova maslina i sl.Otpad/otpadne vode iz prerade krompira (izuzetno visok BPK)
Otpad iz prerade šećerne trske u metan
Plastični materijali izradjeni od pirolitičkog ulja (drvni otpad-čips)
AWM DRY FERMENTATION PLANT - MUNICH
Types of waste: Biowaste (Kitchen and Garden Waste)Capacity: 25,000 tons/yearCombined heat & power plant (CHP) electric output: 3 x 190 kilowatt (electric)Fermentation residues are processed into finished compost which is then returned to the biomass
cycle as valuable fertilizer (ca. 9,000 tons/year)
Advantages:• Simple technology• Low maintenance costs• Low process energy consumption• Low susceptibility to interfering substances (e.g. foils or woody or fibrous constituents)• Greatly reduced emission
Source: BEKON, AWM München
KIRCHSTOCKACH MULTI STAGE WET FERMENTATION PLANT
Types of waste: Biowaste with a high content of garden waste (>30%)Capacity: 30,000 tons/yearBiogas yield: 1.85 Million m³/year (Heating value ~ 22 – 25 MJ/m3)Combined heat & power plant (CHP) electric output: 2 x 310 kilowatt (electric)
Advantages:• Short retention time• High biogas yield• High methane content in biogas• Greatly reduced emission• Heat generated is used by houses nearby
Source: BTA
Status quo
Type presentation title here21/04/23
Type presentation title here21/04/23
Vrsta otpada Biokanta Rec. mat OstaloBaštenski otpad 85% 5% 10%Ostali biorazgradivi otpad 85% 5% 10%Papir 3% 95% 2%Staklo 3% 15% 82%Karton 3% 95% 2%Kompozitni materijali 5% 15% 80%Ambalažni i ostali 3% 95% 2%Aluminijumske konzerve 3% 95% 2%Plastični ambalažni otpad 3% 95% 2%Plastične kese 5% 15% 80%Tvrda plastika 3% 95% 2%Tekstil 5% 5% 90%Koža 5% 5% 90%Pelene 5% 5% 90%Fini elementi 5% 5% 90%
Scenario – anaerobna digestija I kompostiranje I cementara
Type presentation title here21/04/23
Sastav kanti?
Type presentation title here21/04/23
Baštenski otpad Zelena Plava
Ostali biorazgradivi otpad 81,9% 18,1%
Papir 87,8% 12,2%
Karton 52,3% 47,7%
Staklo 39,9% 60,1%
Kompozitni materijali 51,5% 48,5%
Ambalažni i ostali metali 37,4% 62,6%
Aluminijumske konzerve 38,7% 61,3%Plastični ambalažni otpad 37,3% 62,7%
PET flaše 35,9% 64,1%
Plastične kese 27,8% 72,2%
Tvrda plastika 72,2% 27,8%
Tekstil 77,1% 22,9%
Koža 58,1% 41,9%
Pelene 0,0% 100,0%
Fini elementi 96,5% 3,5%
82,8% 17,2%
Sakupljanje uzoraka
Type presentation title here21/04/23
Sadrzaj plavih kanti
Type presentation title here21/04/23
Sastav zelenih kanti
Type presentation title here21/04/23
Zaključci
• Sagorevanje, za sada, ostaje dominantan proces za termički tretman komunalnog otpada uz znatno unapredjen sistem tretmana dimnih gasova
• Gasifikacija i piroliza dovedeni su do komercijalnog nivoa, ali je industrija/tržište i dalje veoma obazrivo (primer Thermoselect)
• Potrebno je osigurati visok stepen iskorišćenja – maksimalna energetska efikasnost
• Neophodno je unapredjivanje postojećih sistema u radu• Više nego važno je izradjivati LCA za svaku tehniku
• Upotrebljavati samo proverenu i pouzdanUpotrebljavati samo proverenu i pouzdanuu tehnologiju (u skladu sa BAT)tehnologiju (u skladu sa BAT)
ISWA/SeSWA/WTERT Serbia
• ISWA – International Solid Waste Association• SeSWA
– Serbian Solid Waste Association– Member of ISWA as a National Committee– Founded on September 2007.
• WTERT Serbia – part of SeSWA• ISWA World Congress – Novi Sad 2016.