Uvedení Odpadky na Dobré Využití Odpadu-k-Energetické
Foto: Jan Truter
za poslední čtyři desetiletí, jsme lidské bytosti mají ztrojnásobil naší spotřeby přírodních zdrojů země, řekl, že nedávná zpráva Programu Osn pro životní Prostředí. A podle Světového Institutu zdrojů “ jedna polovina až tři čtvrtiny ročních vstupů zdrojů do průmyslových ekonomik se vrací do životního prostředí jako odpad během jediného roku.“
V roce 2013, USA vyrábí 254 milionů tun odpadu, nebo komunálního odpadu. Asi 87 milionů tun bylo buď kompostováno, nebo recyklováno, 32,7 milionu tun bylo spáleno pro energii a 134,3 milionu tun šlo na skládky.
komunální pevný odpad se skládá z papíru, lepenky, potravin, odřezků trávy, listů, dřeva, kůže, plastů, kovů a syntetických materiálů na bázi ropy. Žádný jednotný přístup může zvládnout všechny druhy odpadu, takže „hierarchie nakládání s odpady“ se používá k hodnocení strategie nakládání s odpady podle jejich dopadů na životní prostředí. Klíčovým principem udržitelného nakládání s odpady je snaha vypořádat se s odpady co nejvýše v hierarchii odpadů.
první prioritou je zabránit produkci 
odpadu snížením spotřeby a balení. Další nejlepší možností je recyklace; kompostování organického odpadu přichází na řadu. Poté následuje spalování recyklovaného odpadu pro energii a nakonec skládkování.
počet skládek v USA se v průběhu let snížil, ale průměrná velikost stávajících skládek se zvýšila. Skládky mohou do ovzduší vypouštět oxid uhličitý, metan, těkavé organické sloučeniny a další nebezpečné znečišťující látky. V USA jsou třetím největším přispěvatelem emisí metanu, jehož potenciál globálního oteplování je 25krát silnější než oxid uhličitý za 100 let. Skládkové plyny se mohou také pohybovat pod zemí, což může způsobit požáry a výbuchy, a kapalina nebo výluh, který se hromadí na skládkách, může kontaminovat podzemní vodu. Skládky jsou navíc nevzhledné a zapáchající.
skládka v Danbury, Conn. Foto: organizace Spojených Národů
Skládkování pevného odpadu s sebou přináší výše popsané problémy, a také znamená, že veškerá energie obsaženého v odpadu je promarnil. Spalování odpadu v zařízeních na výrobu odpadu nejen snižuje jeho objem o 87 procent, ale může také využít jeho vloženou energii a dobře ji využít.
Rostliny, které spalování odpadu k výrobě elektrické energie byly nejprve postaveny v roce 1970. Po Clean Air Act vstoupil v platnost, bylo jasné, že byly rostliny produkující nebezpečné rtuti a dioxinů emise; standardy byly stanoveny, je zakázán nekontrolované spalování odpadu a omezené emise částic. Během 90. let USA Agentura pro ochranu životního prostředí stanovila maximální dosažitelné regulační technologické předpisy, které vyžadovaly zařízení pro odpady k instalaci kontrol znečištění ovzduší. V roce 2007, EPA ve srovnání odpadu-k-energetické emise mezi lety 1990 a 2005; bylo zjištěno, snižuje o 24 procent oxidu dusíku, 88 procent v siřičitého, 99 procent v dioxinů a 96 procent v mercury.
V USA, v současné době existuje 77 odpadu-k-energetické zařízení, ve 22 státech, zpracování 95,023 tun odpadu každý den, schopné generovat 20,800 gigawatthodin elektřiny za rok. Evropa má více než 400 takových rostlin a dalších 300 se nachází v jiných částech světa.
většina těchto rostlin je zařízení pro hromadné spalování. Odpad se skladuje ve velkých zásobnících, pak transportován do pohybu roštu v peci, kde je spálen v průběhu 850C po dobu nejméně dvou sekund, aby se zajistilo úplné spalování. Teplo z pece ohřívá vodu v kotli a vytváří páru, která otáčí turbínu, aby poháněla generátor, který vyrábí elektřinu. Elektřina pak vstupuje do sítě. V Evropě některé elektrárny kombinují výrobu elektřiny se systémem dálkového vytápění a využívají přebytečnou páru k výrobě tepla používaného k vytápění domů.
odpad čeká na spálení. Foto: Ari Herzog
O 20 procent toho, co zbylo po vypálení je non-nebezpečné popel; některé z nich se používá pro kryt na skládky snížit průsakové vody, nebo je na skládce. V Evropě se často používá ve stavebnictví nebo při stavbě silnic.
spalování plastů, jako je polyvinylchlorid produkuje toxické emise, takže kotel výfukových plynů, spalin, musí být zacházeno s filtry, absorpce, drhnutí, a/nebo jiné zařízení, než mohou být uvolněny do atmosféry. Spaliny obsahují popílek složený z částic a toxických chemikálií. Popílek je méně než 5 procent odpadu vstupujícího do zařízení; může být zpracován, ale musí být zlikvidován jako Nebezpečný odpad. Ve skutečnosti musí být všechny znečišťující látky, i když jsou filtrovány nebo zachyceny, zlikvidovány na speciálních skládkách. Odpadní voda produkovaná rostlinou je zpracována a poté uvolněna.
zákon o čistém vzduchu stanoví normy pro emise oxidu siřičitého, chlorovodíku, oxidů dusíku, oxidu uhelnatého, částic, kadmia, olova, rtuti a dioxinů. Federální zákon o ochraně a obnově zdrojů vyžaduje testování zbytkového popela, aby se zajistilo, že není nebezpečný a je řádně zlikvidován nebo znovu použit. Státní požadavky jsou někdy ještě přísnější než federální předpisy.
Protože emise dioxinů jsou hlavní obavy, s odpadu-k-energetické rostliny, Nikolasi Themelis, ředitel a zakladatel Kolumbijské Univerzity Zemi Engineering Center a předseda Globální Odpadu-k-Energetické Výzkum a Technologie Rady, a jeho student Henri Dwyer zveřejněn soupis z roku 2012 emise dioxinů.
„všechny elektrárny na odpadní energii přišly na něco jako tři gramy po dobu jednoho roku,“ řekl Themelis. „Pro srovnání, celkové dioxiny v USA byly 3 000 gramů. Jedním z velkých zdrojů byly požáry skládek s 1300 gramy.“
“ všechny rostliny v USA vyzařují výrazně nižší emise dioxinů, než vnitrostátně stanovené limity…asi 100-krát nižší,“ řekl Athanasios Bourtsalas, asistent asistent profesor na Columbia University Earth a technické oddělení. „A neexistují žádné důkazy o toxických látkách spojených s odpadem na energii. Všechny naše minulé výzkumy prokázaly, že odpad z energie je velmi udržitelnou technikou nakládání s odpady pro více než 1 000 zařízení, která v současné době působí na světě.“
dráp v Covantově Haverhillu, MA plant. Fotografia: Rebecca Zieber
Covanta, lídr v oboru se 41 zařízeními po celém světě, tvrdí, že její americké závody pracují více než 60 až 90 procent pod požadovanými emisními limity. Jeho state-of-the-art emisí ovládá technologii aplikovat amoniaku nebo močoviny do pece, aby zase oxidů dusíku (součást smogu a kyselých dešťů) na neškodný dusík; aktivní uhlí přidány do spalin absorbuje rtuť a dioxiny; vápenné suspenze je rozstřikována do výfuku, odstranění 95 procent oxid uhličitý a kyselina chlorovodíková; a „baghouse“, podobně jako vysavač, odstraňuje 99,5 procenta částic ze spalin. Covanta monitoruje emise 24/7.
Kromě udržitelné hospodaření s odpady, odpadů-energetické rostliny poskytují další výhody, jako jsou brány poplatky (poplatek za tunu, kterou obec zaplatila, do zařízení pro příjem odpadu), elektřina a/nebo co-generované teplo, které se vyrábí, hodnota šrotu shromážděné, a potenciálně, uhlíkové kredity pro obnovitelné zdroje energie (Protože jeho zdroje paliva, je udržitelný, odpad-energie je považována za obnovitelné technologie). Průměrné zařízení na zpracování komunálního pevného odpadu může generovat asi 500-600 kWh na tunu; při 6 centech na kWh může Tuna odpadu přinést 30 až 36 USD. Výroba elektřiny prostřednictvím odpadu místo fosilních paliv také šetří jeden barel ropy nebo jednu čtvrtinu tuny uhlí za každou tunu pevného odpadu, který je spalován. Pokud jde o emise CO2, při této metodě je ve srovnání s skládek, které nejsou obnovit jejich emise metanu, odpad-energie se šetří jedna tuna CO2 na tunu odpadu; při srovnání na skládky, které se obnovit jejich skládkových plynů, šetří to o půl tuny CO2 na tunu odpadu.
Tři nové technologie mají potenciál k dalšímu snížení toxických emisí, nechte méně zbytky a produkují syntézní plyn, směs plynů, které lze použít jako paliva pro výrobu elektřiny nebo na jiné energetické výrobky. Tři nové technologie, zplyňování, plazmové zplyňování a pyrolýza—jsou považovány za „konverzní technologie“, což jsou technologie, které nezahrnují combustion (spalování s kyslíkem). Jsou super-teplo tuhých odpadů v low-kyslíku prostředí, což výrazně snižuje produkce toxických emisí, a umožňuje okamžitou obnovu kovů a strusky tak méně zbytek jde na skládky, a to, co zůstává, je méně toxické.
i Přes tyto výhody, žádný z těchto nových technologií dosud nebyla zahájena v komerčním měřítku, v USA, V Japonsku a Evropě, kde půdy pro skládky je vzácné, technologie konverze rostliny byly podporovány ze státních dotací a příznivé předpisy. Náklady jsou však vysoké, protože některé rostliny vyžadují homogennější odpad, jehož předběžné třídění zvyšuje náklady a současné metody čištění syngas jsou drahé.
Bourtsalas vysvětlil, že zatímco hmotnost pálení rostliny lze zpracovat více než 1000 tun pevného odpadu za den, technologie konverze rostlin v Japonsku proces jen asi 100 tun denně; jsou v pilotní fázi. Zařízení Tees Valley v hodnotě 900 milionů dolarů ve Velké Británii bylo postaveno pomocí zplyňování ke zpracování 700,000 tun odpadu ročně. Otevřeno bylo v roce 2015, nikdy se nedostalo ze země a zkrachovalo.
„Všechny technologie v použití dnes je základní spalování, výrobu páry, s výjimkou malých rostlin v Japonsku. Bylo by dobré mít více než jednu technologii,“ řekl Themelis. „Ale jedním z problémů odpadu na energii vs. skládkování je, že to stojí o něco víc-v průměru to stojí o 20 dolarů za tunu více. I to trochu peněz je dost, aby se rozdíl, takže pokud dostanete nový proces, který bude stát $ 100 VÍCE, to nebude jít. Je to ekonomie.“
plasty tvoří 13 procent komunálního pevného odpadu.
nejlepší způsob, jak podporovat převod technologií by bylo oddělit více z 10 000 různých druhů plastů do komunálního odpadu. V současné době je v recyklačních programech odděleno pouze 10 procent plastů. „Pokud byste mohli oddělit všechny plasty, pak byste měli dobrou surovinu pro konverzní technologie…pracujeme na tom,“ řekl Themelis. „Městský pevný odpad v New Yorku má v průměru 11 megajoulů na kilogram. Plasty, pokud by byly odděleny, by měly 35 megajoulů na kilogram, takže má smysl začít s tím.“
Protože USA recyklace byla zaseknutá na úrovni kolem 34 procent pro let, někteří zastánci konverzní technologie, tvrdí, že míra recyklace a kompostování se nemůže vypořádat se všemi odpady, a to s cílem snížit množství ukládaného na skládky, některé formy tepelné zpracování je nezbytné. Ty proti odpadu-k-energetické tvrdí, že to konkuruje recyklace, protože rostliny potřebují, aby mohli proces dost odpadu, který má být ziskový, a někdy musí dokonce ji vytáhnout z dálky, vytváří více emisí skleníkových plynů v dopravě. A protože téměř polovina nákladů na zařízení jde do kontroly znečištění, tvrdí, že peníze by mohly být lépe vynaloženy na snižování odpadu a recyklaci.
Copenhagen ‚ S waste-to-energy plant
v Evropě však odpad z energie neodrazuje od recyklace. Švédsko, Dánsko a Nizozemsko patří mezi země s nejvíce zařízeními na výrobu odpadu a mají jedny z nejvyšších recyklačních sazeb. Několik nejmodernějších evropských závodů nyní nabízí i další atrakce. Závod v Kodani, nastavit otevřít v Březnu roku 2017, bude funkce sjezdovce, a plant Spittelau ve Vídni je považován za jeden z města je 10 nejlepších vyhlídkových míst, protože jeho fantazijní design exteriéru.
Na plant Spittelau ve Vídni
V USA, odpad-energetické spalování o 12 procent komunálního odpadu v roce 2013, pokles z 15% na počátku roku 1990. Je to zčásti proto, že skládkování je stále úspornější varianta v USA, kde je půda bohatá. Výjimkou jsou místa jako New York City, která potřebují přepravovat odpadky na velké vzdálenosti.
po mnoho let poslal New York asi 550,000 tun odpadu do odpadních elektráren v jiných částech státu, ale nedávno se Ministerstvo hygieny zavázalo poslat 800,000 tun, s nárůstem v budoucnosti. V New Yorku jde 25 procent odpadu do takových zařízení a 75 procent jde na skládky, což je lepší než celostátní průměr 10 procent a 90 procent, uvedl Themelis.
existuje několik důvodů pro zastavený vývoj odpadu k energii v USA stále má neopodstatněnou pověst znečištění v některých kruzích a komunity mohou vznést námitky proti umístění zařízení uprostřed. Kromě toho jsou náklady na výstavbu nového zařízení vysoké a ekonomické přínosy mohou trvat roky.
„ve většině států v USA je daň z skládkování méně nákladná než poplatek za bránu do odpadu a neexistuje žádná národní legislativa,“ řekl Bourtsalas. „V Evropě existují velmi silné směrnice-všechny země Evropské unie jsou povinny implementovat odpad z energie do svých systémů nakládání s odpady. V USA, každý stát má své vlastní předpisy, nemají jeden směrnice s možností tisku zákonodárci a zúčastněnými stranami na rozvoji trvale udržitelné nakládání s odpady.“
první a jediná elektrárna na odpad, která má být postavena v USA od roku 1995, začala fungovat loni v létě v Palm Beach County, Fla. $672 milionů state-of-the-art závod očekává, že ke snížení odpadů ukládaných na skládky o 90 procent, generovat 100 MW elektřiny, a obnovit 27.000 tun kovů po odpad se spaluje každý rok. Splňuje nejnižší emisní limity každé takové zařízení v provozu v USA
Shenzhen závod
svět je největší odpadu-k-energetické rostliny, je postavena v Shenzhen, Čína. Set na 35 akrů s designem stadionu, pět akr zařízení bude spalovat 5,500 tun odpadu denně, jedna třetina odpadků generovaných obyvateli Shenzhen. Nejmodernější závod, který by měl být otevřen do roku 2020, má také park a hotel. Růst technologie v Číně je pozoruhodný: v roce 2005 měla 15 odpadních elektráren; dnes jich je 188.
Oslo, Norsko je Klemetsrud rostlina, která produkuje elektřinu a teplo, vyzařuje i přes 330,700 tun CO2 každý rok, jak to hoří komunálního odpadu. Nedávno závod provedl test na zachycení emisí CO2 z výparů a dokázal udržet až 90 procent z nich ve vstupu do atmosféry. Norsko nyní plánuje do roku 2020 závod na sběr uhlíku ve výši 300 milionů dolarů. Zachycený CO2 bude odeslán do Severního moře, aby byl vstřikován a skladován pod mořem, nebo vstřikován do ropných a plynových polí, aby se zvýšila produkce.
globální odpadu na energetickém trhu se očekává růst o 5,9 procenta ročně dosáhnout $37.64 miliard do roku 2020, a to až od $25,3 miliard eur v roce 2013, podle zprávy 2015. Na Odpadu-k-Energetické Výzkum a Technologie Rada pomáhá podporovat tento růst prostřednictvím podpory nejlepších technologií, spolupráce se sesterskými organizacemi v Brazílii, Chile, Číně, Indii, Itálii a jinde a šíření slovo o výhodách odpadu-k-energetické.