Biogazownia utylizacyjna jako uzupełnienie krajowego systemu gospodarki odpadami

1. Forum Czystej Energii Poznań 2013 Biogazownia utylizacyjna jako uzupełnienie krajowego systemu gospodarki odpadami Barbara Smerkowska Magdalena Rogulska

2. Biogazownia utylizacyjna • Główna funkcja – przetwarzanie odpadów (instalacja odzysku) • Produkcja energii jako dodatkowy profit • Źródło odpadów: z selektywnej zbiórki u źródła lub ze strumienia zmieszanych odpadów komunalnych • Rozbudowany system przyjęcia i przetwarzania odpadów • Przychody z tytułu opłaty utylizacyjnej • Osad pofermentacyjny – właściwości nawozowe • Zmiany w prawie w zakresie gospodarki odpadami zwiększają zainteresowanie tą technologią

3. Definicje (Ustawa o odpadach z 14 grudnia 2012 r.) • Bioodpady – ulegające biodegradacji odpady z ogrodów i parków, odpady spożywcze i kuchenne z gospodarstw domowych, gastronomii, zakładów zbiorowego żywienia, jednostek handlu detalicznego, a także porównywalne odpady z zakładów produkujących lub wprowadzających do obrotu żywność; • Biogazownia instalacją odzysku (recykling organiczny) • Produkt pofermentacyjny - podstawowy produkt instalacji • Biogaz - produkt uboczny • Recykling – odzysk, w ramach którego odpady są ponownie przetwarzane na produkty, materiały lub substancje wykorzystywane w pierwotnym celu lub innych celach; obejmuje to ponowne przetwarzanie materiału organicznego (recykling organiczny), ale nie obejmuje odzysku energii (…) • Odzysk energii – termiczne przekształcanie odpadów w celu odzyskania energii • W krajowych przepisach brak pojęcia odzysku materiałowego i energii w jednej instalacji. Za: E. Krasuska, prezentacja z konferencji „Rozwój biogazowni w Polsce - nowe prawo”, 05.09.2013, Warszawa

4. Biogazownia utylizacyjna spalanie kompostowanie fermentacja metanowa odzysk energii i składników odżywczych odzysk składników odżywczych odzysk energii 4

5. Biogazownia utylizacyjna - schemat 5

6. Teoretyczny potencjał biogazu - 2010 Odchody zwierzęce Organiczna frakcja odpadów komunalnych Źródło: B. Igliński et al. Agricultural biogas plants in Poland…, Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012)

7. Systemy fermentacji Systemy ciągłe: fermentacja mokra i sucha system okresowy – fermentacja sucha 7 Źródło: M. Seiffert, prezentacja BFB 2011 Gdańsk

8. Systemy fermentacji ciągłej Fermentacja mokra Fermentacja sucha Zalety: • Mieszanie – stabilność procesów biologicznych, jednolita temp. w komorze, dobre odprowadzanie biogazu • Konserwacja bez opróżniania reaktora Wady: • systemy kosztowne • Występowanie zjawiska pienienia i osadów • Możliwość wystąpienia stref nieruchomych i intensywnego mieszania • W przypadku suchego wsadu niezbędna woda procesowa • Duża ilość mokrego pofermentu do zagospodarowania Zalety: • Mniejsze wymiary komór dla tego samego uzysku biogazu (większy OLR) • Efektywne kosztowo dla mniejszych instalacji • Rozdział faz fermentacji w przepływie • Krótki czas retencji (HRT) • Niskie straty ciepła (zwarta konstrukcja) Wady: • Konserwacja urządzeń mieszających wymaga opróżnienia reaktora • Znaczne zużycie energii 8 Źródło: M. Seiffert, prezentacja BFB 2011 Gdańsk

9. system okresowy – fermentacja sucha Zalety: • Utylizacja substratów stałych • Niskie koszty inwestycyjne, systemy modułowe, łatwo adaptowalne, • Niskie koszty operacyjne (niskie zapotrzebowanie na energię), • Prosta konstrukcja – ograniczona awaryjność instalacji Wady: • Brak mieszania – nierównomierna produkcja biogazu, • Wymagane znaczne ilości inokulatu dla uzyskania wysokiej wydajności biogazu • Utrzymanie produkcji ciągłej wymaga przesunięcia czasowego załadowania kolejnych komór 9 Źródło: M. Seiffert, prezentacja BFB 2011 Gdańsk

10. Kofermentacja Korzystna jest kofermentacja bioodpadów z odchodami zwierzęcymi lub osadami ściekowymi (poprawa zawartości biogenów i pojemności buforowej mieszaniny co prowadzi do zwiększonego wzrostu bakterii. Zalety: • Zwiększony uzysk biogazu • Wykorzystanie odpadów, które samodzielnie nie stanowią dobrego substratu • Odpowiedni bilans składników odżywczych • Możliwość zwiększenia wilgotności wsadu Wady: • W przypadku osadów ściekowych należy liczyć się z wyższymi zawartościami metali ciężkich i ChZT. • Dodatkowa wstępna obróbka odpadów • Większe zapotrzebowanie na energię mieszania • Problem prawny w zakresie zagospodarowania pofermentu 10

11. Przykładowe rozwiązania - Firma SYSAV w Malmo • Firma SYSAV należy do związku 14 gmin szwedzkich i jest odpowiedzialna za gospodarkę odpadami w rejonie Skania na południu Szwecji. • Od 2009 r. w Sysav obok instalacji termicznego przetwarzania odpadów komunalnych działa instalacja wstępnego przetwarzania odpadów żywnościowych. • Obecnie produktem końcowym tej linii jest jednorodna zawiesina – substrat do produkcji biogazu. Przewożony jest cysternami do biogazowni Karpalund. 11

12. Przykładowe rozwiązania - Firma SYSAV w Malmo Legenda: 1 – prasa, 2 – rozdrabnianie, 3 – mieszanie, 4 – ekstruder, 5 – zbiornik na frakcję płynną, 6 – transport frakcji do spalania 12

13. Sysav - 3 linie wstępnego przetwarzania odpadów • Dwie pierwsze linie są przeznaczone do przyjmowania płynnych odpadów: jedna do odpadów przywożonych cysternami, druga dla pakowanych płynów (np. w kartonach lub plastykowych butelkach) – 2 000 ton/rok. • Trzecia linia o przepustowości 10 000 ton/rok przeznaczona jest do przetwarzania stałych odpadów żywnościowych np. segregowanych w domach do specjalnych papierowych toreb. Odpady z leja zasypowego przekazywane są do rozdrabniacza (2), następnie są homogenizowane (3) i trafiają do ekstrudera (4). Odciek trafia do zbiornika (5) a pozostała frakcja przekazywana jest do spalenia (6). 13 Źródło: www.sysav.se

14. Krajowe uwarunkowania prawne Zarówno w obszarze odpadów jak i zielonej energii biogazownie utylizacyjne są niezauważone Przeoczenie czy świadome działanie?? Analizy z istniejących instalacji pokazują, że korzyści z biogazowni w całym cyklu życia przewyższają koszty inwestycyjne. Co mamy dziś? Ustawa o OZE nadal w przygotowaniu… Niepewność co do wsparcia Nieelastyczny system gospodarki odpadami (RIPOK) Brak współpracy międzyresortowej w zakresie wspólnych rozwiązań 14

15. Gdzie leży problem? odnawialne źródło energii – źródło wykorzystujące w procesie przetwarzania energię wiatru, promieniowania słonecznego, aerotermalną, geotermalną, hydrotermalną, fal, prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz energię pozyskiwaną z biomasy, biogazu pochodzącego ze składowisk odpadów, a także biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków albo rozkładu składowanych szczątków roślinnych i zwierzęcych (art. 3 Ustawy Prawo energetyczne) może się okazać że biogaz z mieszanego strumienia substratów czy biogaz rolniczy nie jest w ogóle OZE… 15

16. Gdzie leży problem? „Potrafimy zdziałać cuda z twoich odpadków żywnościowych. Przetwarzamy je w biogaz i bionawóz, które są alternatywą dla benzyny i nawozów sztucznych.” (SE) „Czy Twój samochód zatankujesz ogryzkami z jabłek?? – film o odpadach żywnościowych” (SE) 16

17. Zamiast podsumowania… • Znaczący potencjał rynku w Polsce (efekt synergii rynku OZE i gospodarki odpadami) • Brak przeszkód technologicznych – istnieją sprawdzone rozwiązania • Istniejący system prawny i przedłużające się prace nad ustawą o OZE • Zmiany w prawie w zakresie gospodarki odpadami szansą, której nie warto marnować • Uniezależnienie się od systemu wsparcia? - biogaz dla transportu • Pierwsze projekty – projekt polsko-szwedzki w Zabrzu (zakończono inwentaryzację potencjalnych substratów) • http://biogaz.zabrze.pl/

18. Oferta Zakładu Odnawialnych Zasobów Energii • projektowanie systemu zagospodarowania biodegradowalnej frakcji odpadów komunalnych na cele energetyczne • studia wykonalności dla wykorzystania biogazu, w tym w obszarze uzdatniania biogazu do jakości gazu ziemnego (sieć gazowa, transport) • plany gospodarki niskoemisyjnej • doradztwo inwestycyjne, analizy uwarunkowań inwestycji w OZE • szkolenia dotyczące realizacji inwestycji w OZE Zapraszamy do współpracy! http://pimot.org.pl/struktura/laboratoria-pracownie-i-zaklady/zaklady/zaklad-odnawialnych-zasobow-energii 18

19. Konferencja „Rozwój w Technologii Produkcji Biogazu” Ystad, Szwecja, 13-14 listopada 2013r. Konferencja organizowana jest w ramach Szwedzko – Polskiej Platformy Zrównoważonej Energetyki (www.energyplatform.net). Głównym celem spotkania jest wymiana wiedzy i technologii pomiędzy podmiotami polskimi i szwedzkimi, omówienie zmian na polskim rynku biogazu oraz nawiązanie kontaktów biznesowych. Program: http://www.pimot.eu/newsy/503-konferencja-rozwoj-w-technologii-produkcji-biogazu Zapraszamy!!! 19

20. Dziękuję za uwagę Barbara Smerkowska b.smerkowska@pimot.eu Magdalena Rogulska m.rogulska@pimot.eu www.pimot.eu www.energyplatform.net 20