Autoryzowana Publikacja nr IV

Formuła R-1, kryterium wydajności energetycznej w instalacjach odzysku energii z odpadów – IOEzO

Janusz Bronisław Bauerek, Ireneusz Orzechowski

Zespół Autorski WNM reprezentowany przez

EKOROZWÓJ Sp. z o.o

Zespół Autorski – Z.A. w oparciu o technologie własne posiada stosowne narzędzia technologiczne, techniczne i prawne do opracowania wymaganych wniosków o wydanie Zezwoleń i Decyzji na przetwarzanie i odzysk odpadów w formule R1. Jednocześnie posiada zdolność wybudowania instalacji, spełniającej wszelkie wymagania prawne, w oparciu o uzyskane decyzje administracyjne, instalacji będącej ciągiem technologicznym wykorzystującym do osiągnięcia efektu formuły R1 kilka technologii własnych współdziałających ze sobą. Oznacza to, że mamy możliwość przetworzenia na energię w ramach formuły R1 niżej wymienionych kodów odpadów:

• 03 03 07   Mechanicznie wydzielone odrzuty z przeróbki makulatury i tektury
• 07 02 80   Odpady z przemysłu gumowego i produkcji gumy
• 15 01 02   Opakowania z tworzyw sztucznych
• 15 01 05   Opakowania wielomateriałowe
• 15 01 06    Zmieszane odpady opakowaniowe
• 15 01 09    Opakowania z tekstyliów
• 16 01 03    Zużyte opony
• 16 01 19    Tworzywa sztuczne
• 17 02 03    Tworzywa sztuczne
• 19 12 10    Odpady palne (paliwo alternatywne)

Należy zauważyć również,  że w ramach instalacji realizującej odzysk energii z ww. odpadów w ramach formuły R1 możemy również przetwarzać odpady o kodach:

• 19 03          Odpady stabilizowane lub zestalone
• 19 03 05    Odpady stabilizowane inne niż wymienione w 19 03 04
• 19 03 07    Odpady zestalone inne niż wymienione w 19 03 06
• 19 05          Odpady z tlenowego rozkładu odpadów stałych (kompostowania)                     
• 19 05 01     Nie przekompostowane frakcje odpadów komunalnych i podobnych      
• 19 05 02     Nie przekompostowane frakcje odpadów pochodzenia zwierzęcego i roślinnego 
• 19 05 03     Kompost nie odpowiadający wymaganiom (nie nadający się do wykorzystania) 
• 19 05 99    Inne nie wymienione odpady
• 19 06         Odpady z beztlenowego rozkładu odpadów
• 19 08         Odpady z oczyszczalni ścieków nie ujęte w innych grupach
• 19 08 05    Ustabilizowane komunalne osady ściekowe
• 19 12          Odpady z mechanicznej obróbki odpadów (np. obróbki ręcznej, sortowania, zgniatania, granulowania) nie ujęte w innych grupach 
• 19 12 01     Papier i tektura 
• 19 12 04     Tworzywa sztuczne i guma 
• 19 12 07     Drewno inne niż wymienione w 19 12 06 
• 19 12 08     Tekstylia
• 19 12 12     Inne odpady (w tym zmieszane substancje i przedmioty) z mechanicznej obróbki odpadów inne niż wymienione w 19 12 11

Możliwość termicznego przetwarzania odpadów – TPO, klasyfikowanych według wyżej wymienionych kodów, została potwierdzona w ramach prowadzonych prawie dwuletnich prac nad doborem odpowiedniego zestawienia rozwiązań Z.A. chronionych w UP RP, dla linii technologicznej Instalacji Odzysku Energii z Odpadów IOEzO, spełniającej kryteria zgodnie z  formułą R1 i w oparciu o niżej podane dane ilościowe statystycznego zakładu RIPOK dla frakcji odpadów z grupy 19 12:

Zmieszane odpady komunalne	65.000,0	Mg/rok
Frakcja podsitowa	50%
	32.500,00	Mg/rok
Frakcja inertna odseparowana z frakcji podsitowej	20%
	6.500,00	Mg/rok
Frakcja biodegradowalna do fermentacji	26.000,00	Mg/rok
Strukturant do procesu fermentacji	4.000,00	Mg/rok
Odpady bioderadowalne/selektywne	1.000,00	Mg/rok
Łącznie	31.000,00	Mg/rok
Wilgotność materiału wyjściowego (pofermentat)	60%
Ilość odwodnionego pofermentatu trafiającego na stabilizację tlenową	26.900,00	Mg/rok
Redukcja masy	20%
Masa stabilizatu	21.520,00	Mg/rok
Udział frakcji 0-20mm w stabilizacie	50%
	10.760,00	Mg/rok
Ustabilizowana frakcja 20-60mm	10.760,00	Mg/rok
Wilgotność frakcji ustabilizowanej	45%
Frakcja nadsitowa	50%
Surowce wtórne ze zmieszanych odpadów komunalnych	15%
	9.750,00	Mg/rok
Frakcja palna odpadów (preRDF)	9%
	5.850,00	Mg/rok
Balast końcowy	16.000,00	Mg/rok
	26%

Odcieki     (instalacje biologicznego przetwarzania)
Fermentacja	7.000,00	m3/rok
Stabilizacja	2.000,00	m3/rok
Łącznie	9.000,00	m3/rok

Parametry odpadów:

191212 – balast końcowy

Wartość opałowa 6-8 MJ/kg,
Wilgotność – ok. 40%

191210- paliwo alternatywne

Wartość opałowa 18-20 MJ/kg
Wilgotność – ok. 20%

Pod pojęciem termicznego przekształcania odpadów rozumie się poza spalaniem odpadów przez ich utlenianie również inne procesy termicznego przekształcania odpadów, w tym pirolizę, zgazowanie, termiczne wyżarzanie i proces plazmowy, o ile substancje – paliwa powstające podczas tych procesów termicznego przekształcania odpadów są następnie spalane w ramach odzysku energii.

Instalacje takie powinny być projektowane, budowane, wyposażane i użytkowane w taki sposób, aby możliwe było osiągnięcie poziomu termicznego przekształcania i odzysku, przy którym ilość i szkodliwość dla życia, zdrowia ludzi lub dla środowiska naturalnego, odpadów i innych emisji powstających wskutek termicznego przekształcania odpadów będzie jak najmniejsza. Termiczne przekształcanie odpadów może być więc procesem unieszkodliwiania w Formule D10, bądź odzysku energii z odpadów w Formule R1, w zależności od rodzaju odpadu poddawanemu procesowi, oraz sposobu postępowania z energią powstającą w tych procesach.

Szczegółowe wymagania dotyczące prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów oraz sposoby postępowania z odpadami powstałymi w wyniku termicznego przekształcania odpadów określa rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 marca 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów (Dz. U. Nr 37, poz. 339, z późn. zm.).

Przepisy rozporządzenia stosuje się do wszelkich instalacji i urządzeń przekształcających termicznie odpady, z odzyskiem i bez odzysku energii, wykorzystujących procesy:

1. spalania,
2.  pirolizy, zgazowania, wyżarzania, techniki plazmowe i inne,

w których produkty powstające w ich trakcie poddawane są spaleniu. Podczas procesu termicznego przekształcania odpadów, zwanego dalej „procesem”, minimalna temperatura w komorze spalania/przetwarzania nie może być niższa niż:

• 1250°C dla odpadów zawierających powyżej 1% związków chlorowcoorganicznych przeliczonych na chlor,
•  850°C dla odpadów zawierających do 1% związków chlorowcoorganicznych przeliczonych na chlor.

Przekształcenie termiczne odpadów powinno zapewniać odpowiedni poziom ich przekształcenia, wyrażony jako maksymalna zawartość nieutlenionych związków organicznych, której miernikiem mogą być oznaczane zgodnie z Polskimi Normami:

• Całkowita zawartość węgla organicznego w ubocznych produktach i popiołach paleniskowych nie przekraczająca 3%.

lub

• Udział części palnych w ubocznych produktach i popiołach paleniskowych nieprzekraczający 5%.

Pozostałości po termicznym przekształcaniu odpadów poddaje się odzyskowi, a w przypadku braku takiej możliwości — unieszkodliwia się, ze szczególnym uwzględnieniem unieszkodliwienia frakcji metali. Dopuszcza jednak się, również wykorzystanie pozostałości po termicznym przekształceniu odpadów do sporządzania mieszanek betonowych na potrzeby budownictwa, z wyłączeniem budynków przeznaczonych do stałego przebywania ludzi lub zwierząt oraz do produkcji lub magazynowania żywności.

Powyższych wymagań, nie stosuje się do termicznego przekształcania odpadów:

•   roślinnych, pochodzących z rolnictwa, leśnictwa,

• roślinnych, pochodzących z przemysłu rolno-spożywczego, przekształcalnych z odzyskiem energii,

• włóknistych, roślinnych, pochodzących z produkcji masy celulozowej wykorzystywanej do produkcji papieru, przekształcanych z odzyskiem energii w miejscu ich powstania,

• drewna nie zanieczyszczonego impregnatami i powłokami ochronnymi,

• korka,

• powstałych z poszukiwań i eksploatacji ropy i gazu na platformach wydobywczych i spalanych na tych platformach,

• zwierzęcych,

Mając na uwadze powyższe oraz szczegółowe wymagania dotyczące prowadzenia procesu termicznego przekształcania i odzysku w Formule R1, Zespół Autorski WNM potwierdza posiadanie własnych technologii, rozwiązań ciągów technologicznych oraz Instalacji Odzysku Energii z Odpadów, spełniające najsurowsze, ww. kryteria prawne ROZPORZÑDZENIA MINISTRA GOSPODARKI z dnia 21 marca 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów z odzyskiem energii z zachowaniem narzuconej Formułą R1 efektywności energetycznej prowadzonego procesu.

W związku z powyższym po opracowaniu, oraz przeanalizowaniu danych z tabeli odpadów i ich frakcji, w ramach dostępnych, własnych rozwiązań technologicznych Z.A. uzyskano możliwość odpowiedniego, dedykowanego rozwiązania technologicznego, dla jednoczesnego zagospodarowywania niżej wymienionych frakcji odpadowych w ramach jednej instalacji odzysku energii z odpadów:

Lp.	Frakcje	Ilość
1	Balast końcowy frakcji nadsitowej	16.900,00 Mg/rok
2	Frakcja palna odpadów (preRDF)	5.850,00 Mg/rok
3	Ustabilizowana frakcja podsitowa 20-60 mm	10.760,00 Mg/rok
4	Frakcja podsitowa 0-20mm w sabilizacie	10.760,00 Mg/rok
5	Odcieki z instalacji i składowiska w łącznej ilości	9.000,00 m3/rok

Formuła R1. Wykorzystanie głównie jako paliwa lub innego środka wytwarzania energii^(*)

⁽*⁾ Pozycja obejmuje również obiekty przekształcania termicznego przeznaczone wyłącznie do przetwarzania komunalnych odpadów stałych, pod warunkiem że ich efektywność energetyczna jest równa lub większa niż:

Ø  0,60 dla działających instalacji, które otrzymały zezwolenie zgodnie ze stosownymi przepisami wspólnotowymi obowiązującymi przed dniem 1 stycznia 2009 r.,

Ø  0,65 dla instalacji, które otrzymały zezwolenie po dniu 31 grudnia 2008 r.,

przy zastosowaniu następującego wzoru:

             Efektywność energetyczna = 

gdzie:

Ø  Ep – oznacza ilość energii produkowanej rocznie jako energia cieplna lub elektryczna. Oblicza się ją przez pomnożenie ilości energii elektrycznej przez 2,6, a energii cieplnej wyprodukowanej w celach komercyjnych przez 1,1 (GJ/rok),

Ø  Ef– oznacza ilość energii wprowadzanej rocznie do systemu, pochodzącej ze spalania paliw biorących udział w wytwarzaniu pary (GJ/rok),

Ø  Ew – oznacza roczną ilość energii zawartej w przetwarzanych odpadach, obliczanej przy zastosowaniu dolnej wartości opałowej odpadów (GJ/rok),

Ø  Ei – oznacza roczną ilość energii wprowadzanej z zewnątrz z wyłączeniem Ew i Ef (GJ/rok),

Ø  0,97 – jest współczynnikiem uwzględniającym straty energii przez popiół denny i promieniowanie.

Wzór ten stosowany jest zgodnie z dokumentem referencyjnym dotyczącym najlepszych dostępnych technik - BAT dla termicznego przekształcania odpadów.

Zgodnie z Ustawą o odpadach, procesem odzysku odpadów jest wykorzystanie głównie jako paliwa lub innego środka wytwarzania energii (R1), jeśli ich efektywność energetyczna jest równa lub większa niż 0,65.

R1 nie oddaje wydajności energetycznej instalacji (która jest > 80%) lecz wydajność odzysku prowadzonego przez instalację i jej wykorzystanie przez klientów (i instalację).

Współczynnik R1 nie jest wydajnością podaną w % (ze względu na współczynniki równoważne) lecz stosunkiem wyrażonym za pomocą liczb: 0.60, 0.65, a energia wykorzystana przez instalację liczona jest jako wyprodukowana. Dlatego znacznie łatwiej jest o zgodność z kryterium R1 w przypadku sprzedaży części ciepła.

Odzysk w Formule R1 (Wykorzystanie jako paliwa lub innego środka wytwarzania energii), wymieniony w załączniku 5 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (tekst jednolity: Dz. U. z 2010 r. Nr 185, poz. 1243, z późn. zm.), realizowany jest tylko i wyłącznie pod warunkiem, jeżeli wytwarzana energia wykorzystywana jest poza procesem termicznego przekształcania odpadów.

Podsumowując powyższe możemy potwierdzić, że posiadamy stosowne rozwiązania technologiczne do wybudowania instalacji lub Zakładu zagospodarowującego odpady o ww. kodach zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa i ochrony środowiska w formule R1 zapewniającej osiągnięcie, wymaganej efektywności energetycznej > 0,65 i spełniającej wymogi dotyczące najlepszych dostępnych technik – BAT.

Techniki BAT wykorzystywane są jako podstawa określania granicznych wielkości emisyjnych, mających na celu eliminowanie emisji lub ograniczanie emisji i jej wpływu na środowisko jako całość. Zgodnie z art. 205 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (tekst jednolity: Dz. U. z 2008 r. Nr 25, poz. 150, z późn. zm.), nieprzekraczanie wielkości emisji wynikającej z zastosowania BAT nie zwalnia prowadzącego instalację z obowiązku dotrzymania standardów jakości środowiska. Jeśli standardy jakości środowiska wymagają zastosowania surowszych wymagań niż wynikające z zastosowania BAT określa się je w pozwoleniu zintegrowanym – PZ.

Wymogi wynikające z zastosowania BAT określane są w dokumentach referencyjnych, tzw. BREF-ach (ang. BAT Reference Notes), a także mogą wynikać wprost z obowiązujących przepisów prawa oraz innych specyfikacji technicznych, poradników dobrych praktyk, norm technicznych itp. BREF-y opracowywane są przez Europejskie Biuro IPPC w Sewilli dla poszczególnych gałęzi przemysłu objętych dyrektywą IPPC i nie maja charakteru wiążącego, stanowią natomiast wytyczne podające zakres parametrów stosowanych procesów, technik i technologii ograniczania emisji dla poszczególnych rodzajów instalacji.

Według informacji zawartych w podstawowej Specyfikacji Technicznej CEN/TS 15359, stałe paliwo wtórne może być wytwarzane wyłącznie z odpadów innych niż niebezpieczne i stosowane, przetwarzane oraz poddawane odzyskowi tylko w instalacjach spełniających standardy emisyjne, wynikające z Dyrektywy 2000/76/EC. Wynika z tego, że odzysk energii z odpadów w Formule R1 w skali przemysłowej możliwy jest wyłącznie w zgodzie z przepisami dotyczącymi gospodarki odpadami, ze szczególnym uwzględnieniem procesu termicznego przekształcania odpadów i po uzyskaniu stosownych zezwoleń (przede wszystkim na prowadzenie działalności w zakresie odzysku odpadów w procesie R1, a także pozwoleń: na wprowadzanie gazów lub pyłów do powietrza, wodnoprawnego na wprowadzanie ścieków do wód lub do ziemi, na wytwarzanie odpadów lub pozwolenia zintegrowanego - PZ).

Przeprowadzenie opisanego powyżej postępowania w sytuacji dotrzymania stosownych standardów emisyjnych, a także innych wymagań niezbędnych dla prowadzenia procesu odzysku odpadów w Formule R1, winno zaowocować pozytywną decyzją organu samorządowego i udzieleniem stosownego zezwolenia.

Literatura:

1. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (Dz. Urz. UE L 334 z17.12.2010, str. 17­119),

2. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 21 marca 2002 r.w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów,

3. Podstawa prawna: art. 41 ust. 2, ust. 3 pkt 2, art. 42 ust. 2 ustawy z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach (Dz. U. z 2013 r. poz. 21)

4. BIP – Biuletyn Informacji Publicznej – Procedury załatwiania spraw:

• Art. 41 ust. 1, ust. 2, ust. 3 pkt 2 oraz art. 42 ust. 2, ust. 3, ust. 4 ustawy z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach (Dz. U. z 2013 r., poz. 21 ze zm.);
•  Rozporządzenie Ministra środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz. U. z 2014 r., poz. 1923);
•  Ustawa z dnia 14 czerwca 1960r. Kodeks postępowania administracyjnego (Dz. U. z 2013 r. poz. 267, ze zm.);
• Ustawa z dnia 16 listopada 2006r. o opłacie skarbowej (Dz. U. z 2014 r., poz. 1628 ze zm);
•  Rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 28 września 2007 r. w sprawie zapłaty opłaty skarbowej (Dz. U. z 2007 r. Nr 187, poz.1330);
•  Art. 205 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (tekst jednolity: Dz. U. z 2008 r. Nr 25, poz. 150, z późn. zm.);
• Art. 35 ustawy z dnia 14 czerwca 1960r.­ Kodeks postępowania administracyjnego (Dz. U. z 2013 r. poz. 267, ze zm).

5. Najlepsze Dostępne Techniki – BAT, informacje na temat najlepszych dostępnych technik publikowane przez Komisję Europejską zgodnie zart. 16 ust. 2 dyrektywy 1996/61/WE z dnia 24 września 1996 r. dotyczącej zintegrowanego zapobiegania zanieczyszczeniom i ich kontroli (Dz. Urz. WE L 257 z 10.10.1996 str. 26­40, z późn. zm.).,