13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:26
StrÆnka 1
PLAZMOVÉ
ZPLYŇOVÁNÍ
SMĚSNÉHO
KOMUNÁLNÍHO
ODPADU
ENERGETICKÉ VYUŽÍVÁNÍ SMĚSNÉHO KOMUNÁLNÍHO
ODPADU TECHNOLOGIÍ PLAZMOVÉHO ZPLYŇOVÁNÍ
VYVINUTOU SPOLEČNOSTÍ WESTINGHOUSE PLASMA
CORPORATION
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 2
KANADA
LÍDR V EKOLOGICKÝCH TECHNOLOGIÍCH
KANADA
představuje ve světovém měřítku
jednu z nejvyspělejších zemí v oblasti vývoje
environmentálních technologií, výrobků a služeb.
Mezi klíčová odvětví patří čištění odpadních vod,
řízení kvality ovzduší, nakládání s odpady
a rozvoj sektoru alternativních zdrojů energie.
Odvětví environmentálních technologií zaměst−
nává 53 tisíc lidí a dosahuje obratu 10,6 miliardy
dolarů ročně.
Důležitým faktorem Kanadského úspěchu je pro−
pojení vědy a výzkumu s uváděním nových
poznatků do průmyslové praxe. V zemi je ročně
investována 1 miliarda dolarů do soukromého
a veřejného vědecko−výzkumného sektoru.
Prostřednictvím přímé účasti na vědeckém
výzkumu jsou tak kanadské firmy aktivně zapojeny
do využívání a rozvoje špičkových environmentál−
ních technologií. To umožňuje firmám být
konkurenceschopnými v zahraničí.
Až 82 % z nich svoje produkty exportuje a exporty
představují až 70% celkových příjmu odvětví.
Zvláštní pozornost je věnována unikátním
inovativním technologiím. Mezi tyto techno−
logie patří plazmové zplyňování odpadu.
Progresívní plazmová technologie kanadské
firmy AlterNRG / Westinghouse Plasma
Corporation představuje technologii, která
umožňuje efektivně využít energii ze směs−
ného komunálního odpadu při minimálním
zatížení životního prostředí. Společnosti
AlterNRG / Westinghouse Plasma Corporation
patří přední místo mezi kanadskými společ−
nostmi, jež se touto problematikou zabývají.
Velvyslanectví Kanady pro Českou repub−
liku v Praze podporuje aktivity kanadských
firem v České republice, dovozu kanad−
ského zboží a služeb, ale zároveň
podporuje oboustranné investice, pomáhá
zakládat společné
podniky a navazovat spolupráci v oblasti
vědy a výzkumu. Českým firmám, které
mají zájem o kanadské výrobky, techno−
logie a služby, nebo se rozhodnou inve−
stovat v Kanadě, poskytujeme
bezplatnou asistenci a zprostředkujeme
kontakt s kanadskými dodavateli.
S požadavky
se můžete obrátit na:
Velvyslanectví Kanady
pro Českou republiku v Praze
Ve Struhách 95/2, 160 00 Praha 6
E−mail:
Tel.:
Fax:
[email protected]
+420 272 101 800
+420 272 101 890
www.canadainternational.gc.ca
www.tradecommissioner.gc.ca
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 3
ÚVOD
Plazmové zplyňování směsného komunálního odpadu představuje nejprogresivnější způsob získávání energie z materiálově nevyužitelné části
komunálního odpadu. Princip této inovativní technologie spočívá v rozkladu látek za vysokých teplot, kdy výstupem je hořlavý syntetický plyn
o vysoké energetické hodnotě. Technologie plazmového zplyňování je efektivnější než klasické spalování komunálního odpadu, přičemž dopad
na životní prostředí je nesrovnatelně nižší.
Kapitola
OBSAH
[01] Představení společnosti AlterNRG a WPC, společnosti PGP Terminal
[02] Komunální odpad a způsoby nakládání s ním v ČR a EU
[03] Stav energetického využívání směsných komunálních odpadů v ČR a EU
[04] Způsoby energetického využívání směsného komunálního odpadu
[05] Princip plazmového zplyňování směsného komunálního odpadu
[06] Výhody plazmového zplyňování v porovnání s tradičním procesem spalování odpadu
[07] Vývoj technologie plazmového zplyňování ve světě
[08] Plazmový reaktor od firmy Westinghouse Plasma Corporation
[09] Jednotlivé části závodu plazmové technologie na zplyňování směsného komunálního odpadu
[10] Závody na zplyňování komunálního odpadu od společnosti WPC provozované a budované ve světě
[11] Vstupy a výstupy z technologie WPC
[12] Emise do ovzduší
[13] Vitrifikovaná struska
[14] Uhlíková stopa
[15] Rozsah dodávky zařízení
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 4
Představení společností PGP Terminal, WPC a AlterNRG
01
Kdo je...
Společnost 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 plazmo−
vého zplyňování na území České republiky
a Slovenska.
Společnost 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 zplyňo−
vání odpadu od společnosti WPC představuje osvědčené
inovativní řešení šetrné k životnímu prostředí, které je
komerčně využíváno od roku 2002.
Společnost AlterNRG je veřejně obchodovatelná spo−
lečnost 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 životaschop−
ných projektů využívajících alternativní energetické
zdroje. Společnost nabízí a prodává technologii plaz−
mového zplyňování vyvinutou Westinghouse Plasma
Corporation.
Hlubínská 917/20
702 00 Ostrava − Moravská Ostrava
Tel.: +420 597 488 188
Plasma Center
P. O. Box 410
I−70 Exit 54, Waltz Mill Site
Medison, PA 15663; USA
Tel.:+724.722.7053
Ústředí firmy:
Calgary (Canada)
215, 4000 − 4th Street SE
Calgary, Alberta T2G 2W3
Tel.: +403.806.3875
E−mail: [email protected]
www.pgpt.cz
www.westinghouse−plasma.com
www.alternrg.com
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 5
Komunální odpad a způsoby nakládání s ním v ČR a EU
02
Evropská legislativa definuje komunální odpad jako veškerý odpad produkovaný
domácnostmi, ale také jako odpad podobný komunálnímu produkovaný malými
podniky a veřejnými institucemi, který je sbírán v rámci municipalit. Celkové
množství komunálního odpadu produkovaného v jednotlivých evropských zemích
se liší zejména v závislosti na spotřebě a ekonomickém bohatství jednotlivých zemí.
Odráží však také organizaci nakládání s komunálním odpadem a jeho řízení. Obecně však lze rozlišit
vyšší množství vznikajícího komunálního odpadu na obyvatele v rámci zemí západní Evropy oproti
množství odpadu v rámci zemí východní Evropy.
Obrázek 1: Produkce komunálních odpadů na obyvatele v
roce 2011, mezinárodní srovnání [kg/obyv.]
(Zdroj: Eurostat)
Z hlediska nakládání s komunálním odpadem lze z dlouhodo−
bého trendu v rámci zemí EU vysledovat, že dochází
k postupnému zvyšování množství recyklovaného, energeticky
využívaného a kompostovaného komunálního odpadu. Naproti
tomu dochází k redukci komunálního odpadu odstraňovaného
skládkováním. Skládkování komunálního odpadu je nadále
nejvíce rozšířeno v hospodářsky nejméně rozvinutých zemích
Evropy, naopak recyklace, kompostování a energetické
využívání komunálního odpadu se prosazují v hospodářsky
nejrozvinutějších evropských zemích. Česká republika přitom
vykazuje zhruba dvojnásobné poměrné množství skládkova−
ného odpadu na obyvatele v porovnání s průměrem 27 zemí
Evropské unie. Vysoké množství skládkovaného komunálního
odpadu v porovnání s vyspělými evropskými zeměmi předsta−
vuje přetrvávající problém.
Obrázek 2: Způsoby nakládání s komu−
nálním odpadem, EU27 [kg/obyv.]
(Zdroj: Eurostat)
Obrázok 3: Způsoby nakládání
s komunálním odpadem,
Česká republika [kg/obyv.]
(Zdroj: Eurostat)
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 6
Stav energetického využívání směsných komunálních odpadů v ČR a EU
03
Z hlediska komunálních odpadů představuje největší výzvu řešení problematiky směsného komunálního odpadu. Jedná se
o zbytkový odpad, který zůstává po oddělení využitelných složek a nebezpečných složek z komunálních odpadů. Tento odpad
zůstává v rámci komunálních odpadů stále dominantním druhem odpadu.
V rámci vyspělých Evropských zemí je
tento odpad z velké části energeticky
využíván. V celé EU funguje v součas−
nosti cca 450 zařízení pro energetické
využití komunálního odpadu.
Produkce energie z komunálního
odpadu se v rámci zemí EU během let
2000 až 2010 celkově více než zdvoj−
násobila a v roce 2010 dosáhla cca
15,5 miliónů tun ropného ekvivalentu.
Z hlediska absolutních čísel je nejvíce
komunálního odpadu energeticky vyu−
žíváno v Německu, následuje Francie,
Itálie a Nizozemsko. Naproti tomu
Česká republika v porovnání s vyspě−
lými ekonomikami vykazuje poměrně
nižší množství energeticky využíva−
ného komunálního odpadu.
Obrázek 4: Produkce energie z komunálních odpadů spalováním [tisíce tun ropného ekvivalentu]
Zdroj: Eurostat
Z hlediska poměru energeticky
využívaného komunálního odpadu
k celkovému množství komunál−
ního odpadu je nejvíce odpadu
energeticky využíváno v Dánsku
(54%) a Švédsku (cca 52%).
Obdobná situace je rovněž
v Norsku nebo Švýcarsku, které
nejsou součástí Evropské unie.
Rozvojem sektoru energetického
využívání komunálních odpadů
všechny tyto státy významně
zredukovaly množství komunálního
odpadu ukládaného na skládky
(pod 5% komunálního odpadu)
a zároveň si zajistily významné
energetické zdroje pro své ekono−
miky. Naproti tomu v ČR bylo
dle údajů Eurostatu v roce 2011
energeticky využíváno 18%
a skládkováno 64% vznikajících
komunálních odpadů.
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 7
Způsoby energetického využívání směsného komunálního odpadu
04
Z hlediska energetického využívání směsného komu−
nálního odpadu se v současnosti ve světě uplatňuje
komerčně několik způsobů jeho využívání.
Mezi hlavní patří:
o Plazmové zplyňování směsného komunálního odpadu
o Spalovny směsného komunálního odpadu
o Výroba a spalování alternativního paliva
PLAZMOVÉ ZPLYŇOVÁNÍ SMĚSNÉHO
KOMUNÁLNÍHO ODPADU
SPALOVNY SMĚSNÉHO
KOMUNÁLNÍHO ODPADU
VÝROBA A SPALOVÁNÍ
ALTERNATIVNÍHO PALIVA
Plazmové zplyňování odpadu představuje nejmoder−
nější způsob získávání energie z komunálního odpadu.
Princip plazmového zplyňování spočívá v rozkladu látek
za vysokých teplot, kde výstupem je energeticky
hodnotný hořlavý syntetický plyn. Ten je možno dále
zpracovat na jiné formy energie jako elektrická energie,
etanol a podobně. Proces plazmového zplyňování lze
uplatnit u řady odpadů, včetně toxických. Tato techno−
logie je efektivnější než klasické spalování komunálního
odpadu, přičemž dopad na životní prostředí je nesrov−
natelně nižší.
Přímé roštové spalování představuje v
současnosti ve světovém měřítku nejroz−
šířenější způsob energetického využívání
směsného komunálního odpadu.
Nevýhodou tohoto způsobu energetického
využívání odpadu je zejména tvorba spalin
s obsahem nebezpečných látek jako např.
dioxinů, které je nutno před vypuštěním
do ovzduší složitě čistit. Zbytek po spalo−
vání představují popel a popílek, které je
nutno ukládat na skládky.
Výroba a spalování alternativního paliva ze směsného
komunálního odpadu představuje proces jeho mecha−
nicko − biologické úpravy s následným spálením jeho
energetické frakce. Alternativní palivo představuje cca
40% z původního množství odpadu, vedle toho při
procesu výroby paliva vzniká kompostovatelná frakce,
kovy a nevyužitelný zbytek (cca15%), který je ukládán
na skládku. Alternativní palivo je spalováno v cementár−
nách, elektrárnách nebo teplárnách, je však nutno dbát
na eliminaci obsahu PVC v palivu z důvodu obsahu
chloru a rizika tvorby dioxinů.
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 8
Princip plazmového zplyňování směsného komunálního odpadu
05
Co je plazma?
Plazma je vysoce ionizovaný plyn obsahující atomy, které ztratily jeden nebo více
elektronů. Atomy jsou tedy elektricky nabité a aktivní. Jelikož se plazma chová jinak
než běžné kapalné, pevné nebo plynné skupenství hmoty, hovoří se někdy o čtvrtém
skupenství hmoty. Příkladem vzniku plazmy v přírodě je výboj blesku, při kterém může
teplota přesáhnout 7000 °C.
Plazmové
zplyňování odpadu
Obrázek 5: Schéma plazmového zplyňování odpadu
Plazmový zplyňovací reaktor představuje
nádobu obsahující podstechiometrické množ−
ství kyslíku, ve které je při teplotách okolo
3000°C (v okolí plazmových hořáků) odpad
přeměněn na tzv. syntetický plyn. Nedochází
zde ke spalování (oxidaci) materiálu, ale
naopak k jeho destrukci na prvky a jedno−
duché sloučeniny jako jsou vodík, oxid
uhelnatý a voda. Tento syntetický plyn je
vysoce energetický a může být po přečištění
dále přetvářen na jiné formy energie, které
představují např. elektrická energie, biopalivo
a podobně.
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 9
Výhody plazmového zplyňování v porovnání s tradičním procesem spalování odpadu
06
Plazmové zplyňování odpadu se proti klasickému spalování odpadu liší v jedné klíčové věci − teplotě. Klasické
spalovny komunálního odpadu pracují při teplotách mezi 800 °C až 900 °C, zatímco teploty při plazmovém
zplyňování odpadu přesahují v okolí elektrického výboje 3000°C. Vysoká teplota v reaktoru a následné rychlé
zchlazení vzniklého syntetického plynu minimalizují vznik dioxinů. Celkově plazmové zplyňování představuje
následující výhody:
o Různorodá vsázka
k Zpracování heterogenní vsázky při její minimální přípravě
k Zpracování odpadu s vysokým obsahem inertní složky a vlhkosti
o Téměř 100% konverze uhlíku
o Sklovitá struska − vitrifikát je inertní, nevyluhovatelná, nekontaminuje půdu ani vodu
o Syntetický plyn může být vyroben podle požadavků na jeho další zpracování (turbína, kotle, výroba etanolu, atd.)
o Spalování syntetického plynu po jeho vyčištění má obdobné dopady na životní prostředí jako spalování zemního plynu
o Podporuje tzv. zásadu 3R pro nakládání s odpady − omezit (reduce), využít (reuse), recyklovat (recycle)
Hlavní výhody z hlediska vlivů na životní pro−
středí u technologie plazmového zplyňování
v porovnání s klasickými spalovnami odpadů
lze spatřovat v minimalizaci emisí vnášených
do ovzduší a v absenci vzniku značného
množství popela a popílku s obsahem nebez−
pečných látek. Při procesu plazmového
zplyňování vzniká jako vedlejší produkt
výroby inertní sklovitá struska, kterou je
možno využít ve stavebnictví. Odpad vzniká
v technologii pouze při čištění syntetického
plynu od jeho nebezpečných složek.
E
1 tuna domovního odpadu
Z celkového množství směsného komunálního odpadu spáleného v klasické
spalovně, musí být uloženo na skládku 20÷30 % vstupního materiálu. Aplikací
technologie plazmového zplyňování lze toto množství snížit na pouhá 2÷4%.
1 − 1,3 MWh energie
Obrázek 6: Konverze odpadu na čistou energii při současném
snížení skleníkových plynů a potřeby skládkování
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 10
Vývoj technologie plazmového zplyňování ve světě
07
Plazmová technologie je ve světě využívána více než 30 let v řadě průmyslových odvětví, včetně chemického a metalurgického průmyslu.
Historicky první použití této technologie v rámci nakládání s odpady bylo uplatněno při bezpečném rozkladu nebezpečných odpadů, stejně jako
při přetavení popela ze spaloven na bezpečnou, nevyluhovatelnou strusku. Využití této technologie v rámci energetického využívání komunálního
odpadu je poměrně novou moderní záležitostí.
Obrázek 7: Vývoj technologie plazmového zplyňování ve světě
1987
2002
2010
PLAZMOVÁ KUPOLOVÁ PEC
General Motors; Defiance,
Ohio, USA
PRVNÍ SVĚTOVÝ PLAZMOVÝ
ZPLYŇOVACÍ REAKTOR
V KOMERČNÍM PROVOZU
Mihama Mikata, Japonsko
ZÁVOD NA LIKVIDACI
NEBEZPEČNÉHO ODPADU
POMOCÍ PLAZMOVÉ
TECHNOLOGIE
Nagpur, Indie
1995
2009
VITRIFIKACE POPELA
ZE SPALOVÁNÍ ODPADU
Kinuura, Japonsko
NEJVĚTŠÍ ZÁVOD NA
SVĚTĚ NA LIKVIDACI
NEBEZPEČNÉHO ODPADU
POMOCÍ PLAZMOVÉ
TECHNOLOGIE
Pune, Indie
2009
1999
PLAZMOVÉ ZAŘÍZENÍ
DRUHÉ GENERACE
PRO VÝROBU ETANOLU
Coskata Lighthouse, USA
PLAZMOVÉ ZPLYŇOVÁNÍ
KOMUNÁLNÍHO ODPADU
Hitachi Metals; Yoshi, Japonsko
1989
2003
2014
PLAZMOVÁ TECHNOLOGIE SE ZAČÍNÁ PROSAZOVAT
Zařízení využívající plazmovou technologii (například od
firmy Alcan), více než 500.000 provozních hodin
NEJVĚTŠÍ PLAZMOVÝ REAKTOR
NA SVĚTĚ NA ZPLYŇOVÁNÍ
KOMUNÁLNÍHO ODPADU
Utashinai, Japonsko
ZPROVOZNĚNÍ NEJVĚTŠÍHO
PLAZMOVÉHO REAKTORU NA SVĚTĚ
S KAPACITOU 950 TUN KOMUNÁLNÍHO
ODPADU ZA DEN
Tees Valley, Velká Británie
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 11
Plazmový reaktor od firmy Westinghouse Plasma Corporation
ZÁKLADNÍ
TECHNOLOGICKÉ
ÚDAJE:
Jedinečná konstrukce plazmového reaktoru Westinghouse
Plasma Corporation je výsledkem třicetiletého vývoje.
o Konstrukce patentovaného plazmového
Vsázka, kterou tvoří podrcený komunální odpad nebo
jiný materiál, se do reaktoru vkládá ve vrchní části.
Ve spodní části reaktoru jsou umístěny plazmové
hořáky vyvinuté Westinghouse Plasma Corporation,
ve kterých je vytvářen elektrický oblouk podobný blesku
zplyňovacího reaktoru firmy Westinghouse
Plasma Corporation je založená na prin−
cipu konstrukce vysoké pece
08
a v přítomnosti řízeně vháněného vzduchu dochází
k tvorbě plazmy. V prostředí plazmy pak dochází v reak−
toru ke zplyňování vsázky. Produktem je syntetický plyn
odebíraný ve vrchní části reaktoru a nevyluhovatelná
sklovitá struska odpichovaná ve spodní části reaktoru.
k Osvědčená konstrukce pro těžké pro−
vozní podmínky
k Ocelová nádoba se žáruvzdornou
vyzdívkou
o Spodní část reaktoru
je chlazená vodou
k Reaktor je schopen generovat vysokou
provozní teplotu a redukovat rychlost
výstupního plynu
k Dlouhé doby setrvání uvnitř reaktoru
zajišťují štěpení dehtujících látek a minima−
lizaci množství prachových částic
unášených syntetickým plynem
k Reaktor neprodukuje popel, ale vitrifiko−
vanou (sklovitou) nevyluhovatelnou strusku
o Různá velikost reaktoru − od 100
do 750 tun odpadu / den
Obrázek 8: Plazmový reaktor Westinghouse Plasma Corporation
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 12
Jednotlivé části závodu plazmové technologie na zplyňování směsného komunálního odpadu
09
Syntetický plyn vzniklý při procesu plazmového zplyňování směsného komunálního odpadu lze přetvořit na různé formy energie. Nejefektivnější cesta je
však jeho využití pro výrobu elektrické energie. V takovémto případě se celý palivoenergetický komplex na bázi energetického využití směsného komunál−
ního odpadu technologií Westinghouse Plasma Corporation skládá z následujících hlavních technologických uzlů:
ZPLYŇOVACÍ REAKTOR
ê
ČIŠTĚNÍ PLYNU
ê ELEKTROBLOK
Celá dodávka technologie zahrnuje nejen samotné plazmové zplyňování směsného komunálního odpadu,
ale rovněž čištění a využívání produkovaného syntetického plynu pro výrobu elektrické energie.
Zplyňovací reaktor spolu s přidruženou techno−
logií (zařízení na drcení komunálního odpadu,
vsázecí zařízení, plazmové hořáky, zařízení
na granulaci strusky, prvotní chlazení syntetic−
kého plynu) představují srdce celého systému.
Pro využívání syntetického plynu na výrobu
elektrické energie je potřeba technologii doplnit
o zařízení pro čištění plynu a elektroblok. Vzniká
tak komplexní závod na energetické využívání
směsného komunálního odpadu.
Obrázek 9: Blokové schéma palivoenergetic−
kého komplexu pro využívání směsného
komunálního odpadu plazmovým zplyňováním
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 13
Závody na zplyňování komunálního odpadu od společnosti WPC provozované a budované ve světě
Plazmová technologie společnosti
Westinghouse Plama Corporation je vyvíjena
více než 30 let. Na počátku vývoje stála spolu−
práce s NASA při užití plazmové technologie
ve vesmírném programu Apollo při testování
vysokých teplot. V současnosti technologie
na plazmové zplyňování odpadu od společ−
nosti Westinghouse Plasma Corporation
představuje nejpokročilejší technologii
v oblasti plazmového zplyňování odpadu
ve světě. Společnost jako jediná na světě
dodala zařízení pro závody, které jsou
komerčně provozovány. Žádná jiná firma
doposud v oblasti plazmového zplyňování
odpadu takovéto reference nemá. Od roku
2010 dochází dále k prudkému nárůstu celo−
světové poptávky po této moderní technologii
a společnost WPC zaznamenává nebývalý
obchodní úspěch v prodeji těchto technologic−
kých celků.
V současné době fungují kromě demon−
stračního zařízení v USA komerční
závody vybavené plazmovou technologií
firmy Westinghouse Plasma Corporation
v Japonsku a Indii, staví se zplyňovací
zařízení ve Velké Británii a Číně,
ve stádiu příprav jsou projekty v Austrálii
nebo USA.
10
JAPONSKO
Utašinai
Vsázka:
Kapacita reaktoru:
Hlavní výstup závodu:
komunální odpad
220 tun za den
syntetický plyn
Mihama−Mikata
Vsázka:
Kapacita reaktoru:
Hlavní výstup závodu:
komunální odpad a vysušený kal z odpadních vod
24 tun za den
syntetický plyn
INDIE
Pune
Vsázka:
Kapacita reaktoru:
Hlavní výstup závodu:
nebezpečný odpad
72 tun za den
elektrická energie
ČÍNA
Wu−chan (ve výstavbě, uvedení do provozu 2013)
Vsázka:
Kapacita reaktoru:
Hlavní výstup závodu:
biomasa
max. 90 tun za den
elektrická energie
VELKÁ BRITÁNIE
Tees Valley (ve výstavbě, uvedení do provozu 2014)
Vsázka:
Kapacita reaktoru:
Hlavní výstup závodu:
komunální odpad
950 tun za den
(plazmový reaktor s největší kapacitou na světě)
elektrická energie
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 14
Vstupy a výstupy z technologie Westinghouse Plasma Corporation
11
Plazmová technologie si umí poradit jak s kapalnou vsázkou, tak pevným materiálem nebo
odpadem či jejich směsí. V současné době však představuje v celosvětovém měřítku významný
problém nakládání se směsným komunálním odpadem. Hlavní vstupní surovinu pro nově
budované komerční závody využívající technologii plazmového zplyňování odpadu představuje
proto směsný komunální odpad s energetickou hodnotou cca 10 až 12 MJ/t. Vstupní vsázku
dále tvoří koks (1t na 25t komunálního odpadu) a vápenec. Vedle toho je pro provoz techno−
logie nezbytná elektrická energie pro plazmové hořáky, stlačený vzduch nebo kyslík
pro vytváření plazmy a chladící voda pro chlazení syntetického plynu.
Obrázek 10: Vstupy a výstupy pro závod na plazmové zplyňování směsného
komunálního odpadu o kapacitě 1000 tun za den
Hlavní výstupy technologického
procesu plazmového zplyňování
komunálního odpadu představují:
− SYNTETICKÝ PLYN
− TEPLO
− INERTNÍ VITRIFIKÁT
− ODPAD Z ČIŠTĚNÍ PLYNU
Energeticky bohatý syntetický plyn (7−12 MJ/Nm3)
představuje hlavní výstup z procesu plazmového zply−
ňování. Tento plyn může být po vyčištění konvertován
na různé varianty energie. Nejčastěji na elektrickou
energii v plynových turbínách s následným využitím
tepla pro vytápění. Čištění syntetického plynu je pro−
váděno na parametry podobné zemnímu plynu, proto
i emise vznikající při jeho spalování jsou velice nízké.
Vedle syntetického plynu vzniká při procesu plazmo−
vého zplyňování odpadu sklovitá struska, která
představuje inertní nevyluhovatelný dále využitelný
materiál. Odpad z čištění syntetického plynu je vracen
zpět do procesu zplyňování. Na skládku je nutno
ukládat pouze zanedbatelnou část odpadu z druhého
stupně čištění syntetického plynu.
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 15
Emise do ovzduší
Při energetickém využívání odpadu bývá nejvíce diskutována otázka
vlivů zařízení na kvalitu ovzduší.
Obecně v rámci spaloven komunálních odpadů
jsou hlavními složkami spalování odpadů vodní
pára a oxid uhličitý, vedle těchto
běžných složek spalování vznikají rovněž
v závislosti na složení spalovaných odpadů
a provozních podmínkách CO, HCl, HBr, NOx,
SO2, VOC, PCDD/F, PCB a sloučeniny těžkých
kovů. V rámci spaloven komunálního odpadu
budí největší obavy z hlediska vlivů na životní
prostředí a zdraví obyvatel v okolí spaloven
dioxiny (PCDD/F). Dioxiny je obecný název
Emise do ovzduší
Tuhé znečišťující látky (TZL)
Dioxiny a furany (PCDD/F)
Oxid siričitý (SO2)
Oxidy dusíku (NOx)
Chlorovodík (HCl)
Oxid uhelnatý (CO)
Rtuť (Hg)
pro skupinu toxických polychlorovaných orga−
nických heterocyklických sloučenin,
odvozených od dibenzo(b,e)(1,4)dioxinu, obsa−
hujícího šestičlenný 1,4−dioxanový cyklus.
Většinou se mezi ně řadí i polychlorované deri−
váty dibenzofuranu. Vznikají nedokonalým
spalováním chlorovaných organických látek,
popřípadě při spalování jakýchkoli organických
látek v přítomnosti chloridových iontů.
Dioxinům je i v nízkých dávkách připisována
teratogenita (vývojová toxicita) a karcinogenita.
Nízké emise do ovzduší z technologie plazmo−
vého zplyňování komunálních odpadů jsou
jednou z hlavních výhod v porovnání se spalo−
váním (oxidací) odpadů ve spalovnách. Emise
u technologie plazmového zplyňování ve spojení
s kombinovanou výrobou elektřiny a tepla jsou
řádově nižší než u běžných spaloven. To platí
i v případě dioxinů. Zatímco v případě běžných
spaloven komunálních odpadů jsou dioxiny
čištěny z výstupních spalin, proces plazmového
zplyňování ve své podstatě předchází jejich
tvorbě. Vysoká provozní teplota ve spojení
s nízkou úrovní kyslíku rozkládají veškeré
dioxiny a furany, které mohou být přítomny
v odpadu, a eliminují jejich potenciální tvorbu.
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
30 mg/m3
0,1 ng TEQ/m3
200 mg/m3
400 mg/m3
60 mg/m3
100 mg/m3
0,05 mg/m3
1−20 mg/m3
0,01−0,1 ng TEQ/m3
1−150 mg/m3
30−350 mg/m3
1−50 mg/m3
5−100 mg/m3
0,001−0,003 mg/m3
4 mg/m3
méně jak 0,001 ng TEQ/m3
3 mg/m3
72 mg/m3
9 mg/m3
23 mg/m3
0,001 mg/m3
12
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 16
Vitrifikovaná struska
13
Odpady z procesu spalování (oxidace)
odpadu tvoří škvára jako zbytek ze spále−
ného odpadu, popílek
ze zachytávání pevných částic
ve spalinách a filtrační koláč
z úpravy odpadních vod
z čištění spalin. V někte−
rých případech je možno
výše uvedené odpady
ze spalování komunál−
ního
odpadu
dále
zpracovat na využitelné
produkty, většinou však
nelze vyloučit jejich nebez−
pečné vlastnosti a jako odpad
ze spalování odpadu jsou skládkovány
na skládkách příslušné kategorie.
Při procesu plazmového zplyňování odpadu
nevznikají klasické zbytky ze spalování.
Vedlejším produktem při procesu plazmo−
vého zplyňování odpadu je sklovitá
struska, která představuje inertní
nevyluhovatelný materiál. Tato
skutečnost byla potvrzena řadou
testů, které byly provedeny
nezávislými
laboratořemi
v Japonsku u strusky vznikající
v
japonských
závodech.
Výsledky ukazují, že složky
strusky jsou pod detekčními hrani−
cemi analytických metod a struska je
tudíž považována za nevyluhovatelnou.
Veškerá vznikající struska je proto v Japonsku
používána na výrobu betonových výrobků.
Obrázek 11: Závod Mihama−Mikata
na zpracování směsného komunálního
odpadu technologií plazmového zplyňování
o kapacitě 20 tun za den
VÝSLEDKY ZKOUŠEK PODLE JLT−46 PRO STRUSKU ZE ZÁVODU MIHAMA−MIKATA
Těžké kovy
jednotka
Detekční hranice dané metody
Průměrná měřená hodnota strusky
Limit podle JLT−46
Limit pro inertní odpad
dle Vyhlášky č.294/2005 Sb.
Arsen
Kadmium
Chrom (VI)
Olovo
Rtuť
Selen
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
0,001
0,001
0,005
0,001
0,0001
0,001
<0,001
<0,001
<0,005
<0,001
<0,0001
<0,001
0,01
0,01
0,05
0,01
0,005
0,01
0,05
0,004
−
0,05
0,001
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
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 17
Uhlíková stopa
Scientific
Certification
Systems
ve své studii
uvádí:
"Výsledky této analýzy
ukazují, že plazmové
zplyňování s kombino−
vaným cyklem výroby
elektrické energie a tepla
("PGCC") poskytuje nej−
nižší emise skleníkových
plynů z hodnocených
systémů pro odstraňo−
vání odpadů. Snížení
emisí, snížení množství
pevných odpadů, které je
nutno skládkovat, a sní−
žení emisí skleníkových
plynů − plazmové zplyňo−
vání má lepší parametry
z hlediska životního pro−
středí ve všech
oblastech."
Co je uhlíková stopa?
14
Uhlíková stopa je měřítkem dopadu lidské činnosti na klimatické změny. Představuje množství oxidu
uhličitého a ostatních skleníkových plynů uvolněné do atmosféry během životního cyklu výrobku
a služby. Umožňuje tedy porovnat dopad různých činností na globální klimatické změny.
Scientific Certification Systems ("SCS") je nezávislá konzultační
společnost, která v roce 2010 vypracovala studii srovnávající emise
skleníkových plynů z různých technologií na zpracování směsného
komunálního odpadu. Porovnány byly emise z technologie plazmo−
vého zplyňování s kombinovanou výrobou elektřiny a tepla, emise
ze spaloven komunálních odpadů a emise ze skládky odpadu
s energetickým využíváním skládkového plynu.
Obrázek 12: Výsledky studie SCS
porovnávající emise skleníkových plynů
z hlediska životního cyklu
Pozn. Akumulované 20−ti leté zatížení
atmosféry skleníkovými plyny pro čtyři
varianty výroby energie
− Výsledky byly porovnávány na základě
1 000 000 MWh
Vedle zařízení na zpracování komunálních odpadů byla jako refe−
renční zařízení hodnocena rovněž technologie spalování zemního
plynu při kombinované výrobě elektrické energie a tepla. Studie
dospěla k závěru, že emise skleníkových plynů ze závodu na plaz−
mové zplyňování komunálního odpadu jsou nejnižší ze všech
hodnocených zařízení a prakticky odpovídají stavu z teplárny
na zemní plyn s kombinovanou výrobou elektrické energie a tepla.
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 18
Rozsah dodávky zařízení
15
Zařízení pro energetické využívání odpadu metodou plazmového zplyňování založeného na technologii
Westinghouse Plasma Corporation se obvykle dodává formou komplexního projektu, který obsahuje dílčí
technologické celky:
o Energetické využití syntetického plynu
(variantně dle potřeb v lokalitě stavby)
k Paroplynový cyklus (plynová turbína, spalinový výměník, parní turbína)
k Kombinovaná výroba elektřiny a tepla (parní kotel, protitlaká parní turbína, prodej tepla)
k Výroba biopaliva
o Příjem odpadů
k Vstupní příjmový zásobník
k Mechanická úprava odpadů
k Doprava odpadů do zplyňovacího reaktoru
o Zplyňování
k Dávkování odpadů a pomocných surovin
k Plazmové hořáky
k První stupeň chlazení syntetického plynu
k Chlazení a granulace vitrifikátu
o Čištění syntetického plynu
k Chlazení plynu (venturi scrubber)
k Filtrace tuhých částic
k Odstranění plynných příměsí
o Obslužné provozy
k Nakládání s pomocnými surovinami
k Čistění odpadních vod
k Administrativní a sociální zázemí
Obrázek 13: Zařízení pro kombinovaný
cyklus s plynovou turbínou
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 19
Plazmové zplyňování odpadu:
www.pgpt.cz
www.alternrg.com
www.westinghouse−plasma.com
Energie z odpadu:
www.wtert.ca
www.energyfromwaste.ca
13035Nrg_brozura A5 CZ.qxd
12.9.2013 17:27
StrÆnka 20
Vydavatel:
Za podpory:
PGP Terminal, a.s.
Hlubínská 917/20
702 00 Ostrava−Moravská Ostrava
Tel.: +420 597 488 188
E−mail: [email protected]
Velvyslanectví Kanady pro Českou republiku v Praze
Ve Struhách 95/2, 160 00 Praha 6
e−mail: [email protected]
Tel.: +420 272 101 800, Fax: +420 272 101 890
www.canadainternational.gc.ca
www.tradecommissioner.gc.ca
www.pgpt.cz
Download

PGPT CZ lowres A5.pdf (pdf / 1,03 MB)