Biomasa w odpadach komunalnych

Transkrypt

1 Otwarte seminaria 2012 Biomasa w odpadach komunalnych mgr inż. Oktawian Pastucha Centralne Laboratorium

2 Plan seminarium Podstawowe definicje określające biomasę oraz odpady komunalne występujące w prawie polskim. Źródła i rodzaje biomasy. Metody oznaczania biomasy w odpadach komunalnych i problemy z nimi związane. Znaczenie biomasy jako OZE i kierunki jej wykorzystania w produkcji energii. Skład morfologiczny typowych odpadów komunalnych. Metodyka badań odpadów komunalnych w aspekcie zawartości biomasy. Badania własne zawartości biomasy w poszczególnych frakcjach materiałowych odpadów komunalnych

3 Definicja biomasy w aktach prawnych Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 23 lutego 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii Dz.U. Nr 34, poz.182 Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 12 września 2008 roku w sprawie sposobu monitorowania wielkości emisji substancji objętych wspólnotowym systemem handlu uprawnieniami do emisji (Dz. U. 2008, Nr 183, poz. 1142)

4 Definicja biomasy w aktach prawnych Stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także cześć pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji, oraz ziarna zbóż niespełniające wymagań jakościowych ( ) Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 23 lutego 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii Dz.U. Nr 34, poz.182

5 Definicja biomasy w aktach prawnych Biomasa - niekopalny materiał organiczny ulegający biodegradacji, pochodzący z roślin, zwierząt i mikroorganizmów, a także produkty, produkty uboczne, pozostałości i odpady z działalności w rolnictwie, leśnictwie i z pokrewnych kategorii działalności przemysłowej,niekopalne i ulegające biodegradacji frakcje organiczne odpadów przemysłowych i komunalnych ( ) Część F załącznik 1 do rozporządzenia szczegółowy wykaz substancji uznanych za biomasę. Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 12 września 2008 roku w sprawie sposobu monitorowania wielkości emisji substancji objętych wspólnotowym systemem handlu uprawnieniami do emisji (Dz. U. 2008, Nr 183, poz. 1142)

6 Rodzaje biomasy

7 Odnawialne źródła energii co to takiego? Odnawialne źródła energii odnawialne, niekopalne źródła energii. Energia wiatru Energia słońca Energia fal morskich Biomasa Dyrektywa Parlamentu Europejskiego nr 2001/77/WE w sprawie wspierania produkcji energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii na rynku wewnętrznym energii elektrycznej

8 Perspektywa wykorzystania OZE w Polsce Udział energii elektrycznej z OZE w całkowitej ilości energii elektrycznej sprzedawanej odbiorcom końcowym wg Rozp. Min. Gosp. z r.

9 Możliwości wykorzystania biomasy w produkcji energii. Biomasa różni się od pozostałych odnawialnych źródeł energii tym, że może być wykorzystywana na następujące sposoby: W procesach bezpośredniego spalania W procesach współspalania z węglem W procesach zgazowania z wytworzeniem biogazu.

10 Odpady komunalne - definicja Odpady powstające w gospodarstwach domowych, a także odpady niezawierające odpadów niebezpiecznych pochodzące od innych wytwórców odpadów, które ze względu na swój charakter lub skład są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych, Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001r. o odpadach (Dz.U. z 2010r. Nr 185, poz. 1243)

11 Odpady komunalne problem globalny Na jednego mieszkańca UE przypada ponad 520 kg odpadów na rok. Przeciętnie na jednego mieszkańca Polski przypada na rok około 316 kg odpadów. Najwięcej odpadów komunalnych wytwarzają województwa : mazowieckie, śląskie, dolnośląskie oraz wielkopolskie. Najmniej odpadów komunalnych wytwarza województwo : świętokrzyskie, podlaskie, opolskie oraz warmińskomazurskie.

12 Skład morfologiczny odpadów komunalnych Skład morfologiczny odpadów komunalnych wytworzonych w dużych miastach na podstawie KPGO 2014

13 Skład morfologiczny od czego zależy? Skład morfologiczny i ilość wytwarzanych odpadów są zróżnicowane i zależą od wielu czynników takich jak: wielkość skupiska ludzi (wsie, miasta) rodzaj występującej zabudowy ( blokowiska, kamienice, domy jednorodzinne) zasobność finansowa mieszkańców świadomość ekologiczna

14 Odpady komunalne jako biomasa. Rodzaje frakcji uznanych za biodegradowalne : Frakcja podsitowa 0 20 mm Odpady kuchenne pochodzenia roślinnego, zwierzęcego a także odpady ogrodowe i z terenów zielonych Odpady drewna Papier i tektura Tekstylia Kompozyty (materiały wieloskładnikowe) Skóra Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 2 czerwca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych (Dz.U ),

15 Metody oznaczania biomasy w odpadach komunalnych W normie PN-EN 15440:2011 Stałe paliwa wtórne metody oznaczania biomasy zawarte są 3 metodyki badań : 1. Metoda selektywnego rozpuszczenia w kwasie siarkowym i nadtlenku wodoru. 2. Metoda sortowania ręcznego 3. Metoda oznaczania biomasy izotopem węgla 14 C

16 Metoda selektywnego rozpuszczenia

17 Metoda sortowania ręcznego

18 Metoda izotopu węgla 14 C

19 Zawartość biomasy we frakcjach materiałowych odpadów komunalnych

20 Jaki był cel badań? Określenie zawartości materii ulegającej biodegradacji (biomasy) w poszczególnych frakcjach materiałowych w strumieniu odpadów komunalnych. Zweryfikowanie teoretycznie założonych wskaźników biomasy w poszczególnych frakcjach materiałowych.

21 Zakres badań Przeprowadzone badania obejmowały analizę próbek frakcji materiałowych wydzielonych z odpadów komunalnych. badania oparto na : Próbkach celowo pobranych i analizowanych dla potrzeb niniejszych badań w mieście 1 w roku 2011 Próbkach odpadów uzyskanych z miasta 2 w wyniku realizacji pracy prowadzonej w latach przez Zespół Zagospodarowania Odpadów IETU za zgodą jej autorów.

22 Metodyka badań Pobór prób, analiza sitowa oraz skład morfologiczny badanych prób odpadów wykonano zgodnie z: Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 2 czerwca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych (Dz.U nr 117 poz. 788)

23 Pryzma odpadów wyładowana bezpośrednio ze śmieciarki

24 Składowisko w trakcie poboru prób odpadów

25 Zakres badań Z pobranych próbek odpadów komunalnych wydzielano frakcje granulometryczne wykorzystując sita o rozmiarach oczek: 10, 40, 100 mm Po przesianiu próbek odpadów otrzymywano następujące frakcje: Frakcję drobną < 10 mm Frakcję średnią mm Frakcję grubą mm Odsiew > 100 mm

26 Analiza morfologiczna odpadów Pełna analiza morfologiczna odpadów zgodnie z wytycznymi 1 obejmuje 13 pozycji. Odpady organiczne pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego Papier lub tekturę Odpady wielomateriałowe (kompozyty) Tworzywa sztuczne Tekstylia Szkło Metale Drewno Skóra Guma Gruz,odpady budowlane Odpady mineralne Odpady niebezpieczne 1 Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 2 czerwca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów komunalnych (Dz.U nr 117 poz. 788)

27 Jakie frakcje materiałowe badano? W badaniach uwzględniono jedynie 6 frakcji materiałowych, najliczniejszych w strumieniu odpadów komunalnych takich jak: Odpady organicznie biodegradowalne Drewno Papier i tekturę Tworzywa sztuczne Tekstylia Kompozyty Nie uwzględniono frakcji materiałowych takich jak: Szkło Metale Substancje niebezpieczne

28 Procedura badań laboratoryjnych Suszenie próbek w 105 C oznaczając jednocześnie wilgotność metodą wagową wg normy PN-ISO 11465:1999 Usunięcie z prób resztek złomu stalowego Mielenie prób wykorzystując młyn firmy Retsch, model SM300 wykorzystując sito 2 mm

29 Procedura badań laboratoryjnych Oznaczenie części palnych ( straty prażenia ) wg normy PN-EN 15169:2007 Badania tak przygotowanych próbek odpadów były poddane oznaczeniu na zawartość biomasy Do oznaczania zawartości biomasy wykorzystano metodę selektywnego rozpuszczenia zawartą w normie PN-EN 15440:2011

30 Wyniki przeprowadzonych badań Średnia zawartość biomasy w poszczególnych frakcjach materiałowych: Frakcja materiałowa Próby miasto 1 [% s.m.] n=6 Próby miasto 2 [% s.m.] n=48 Organiczna 80,8 76,9 Drewno 93,9 88,6 Papier i tektura 83,7 68,8 Tworzywa sztuczne 27,4 23,4 Tekstylia 71,0 73,8 Kompozyty 54,9 71,6

31 Wskaźnik W oze W oze = (średnia zawartość biomasy/ średnie straty prażenia)

32 Wyznaczona wartość wskaźnika W oze w poszczególnych frakcjach materiałowych 1 1 0,98 1 0,97 0,96 1 0,95 0,94 0,92 0,9 0,85 0,8 0,8 0,75 0,7 Frakcja organiczna Frakcja drewno Frakcja papier próby Pruszków próby Kraków Woze teoretyczne

33 Wyznaczona wartość wskaźnika W oze w poszczególnych frakcjach materiałowych 0,9 0,78 0,74 0,84 0,8 0,68 0,7 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3 0,26 0,3 0,2 0,1 0 0 Frakcja tworzywa sztuczne Frakcja Tekstylia Frakcja kompozyty próby Pruszków próby Kraków Woze teoretyczne

34 Otwarte seminaria 2012 Dziękuję za uwagę mgr inż. Oktawian Pastucha