Wojna w Ukrainie na nowo ożywiła debatę na temat wykorzystywania w Polsce odpadów do wytwarzania energii, przede wszystkim cieplnej. 

Oczywiście, odpady nie zastąpią w naszym bilansie energetycznym braków wynikających z planowanej rezygnacji z rosyjskich kopalin. Ale z pewnością będą, prócz innych odnawialnych źródeł energii, składową, która pozwoli na nowo ten bilans domknąć. Według GUS-u, udział energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii brutto wzrósł w skali roku do ok. 16%. Spalanie odpadów może ten bilans poprawić nawet o kilka istotnych punktów procentowych.

Gra o dziesięć procent

Według analiz Centrum Informacji o Rynku Energii (CIRE), dywersyfikacja paliw zużywanych do produkcji ciepła postępuje bardzo powoli. „W dalszym ciągu dominują paliwa węglowe, których udział w 2020 r. stanowił niemal 69% paliw zużywanych w źródłach ciepła (w 2019 r. było to 71%, w 2018 r. – 72,5%, a w 2017 r. – 74%)” – czytamy w komunikacie CIRE.

Centrum zauważa wprawdzie, że od 2002 r. udział paliw węglowych obniżył się o 12,8 punktu procentowego. Jednocześnie jednak wzrasta udział paliw gazowych – o 6,9 punktu procentowego (czyli prawie tyle samo co ze źródeł OZE – o 7,2 punktu procentowego od 2002 r.). Zastępowanie importowanego z Rosji węgla importowanym z Rosji gazem było może odpowiedzialne ekologicznie, ale karkołomne politycznie i ekonomicznie. Co w końcu udowodniła nam sama Rosja, zakręcając kurek z gazem.

Wojna na Wschodzie doprowadziła już do znacznych podwyżek cen paliw. Nawet jeśli uda się zastąpić import z tego kraju importem z innych źródeł – to będzie to kosztowne. Możemy mówić zatem o nieprzewidywalności cen za paliwa kopalne oraz niestabilności ich dostaw. – Tymczasem odpady produkujemy na miejscu, nie musimy ich od nikogo importować. Owszem, odpadami nie zasilimy całej energetyki cieplnej, ale około 10% energii z RDF może i powinno pochodzić z odpadów – ocenia Bogusław Regulski, wiceprezes Izby Gospodarczej Ciepłownictwo Polskie.

Paliwo

Większość Polaków przyznaje się do przykrego doświadczenia spalania „byle czego” przez ich sąsiadów w domowych piecach. I, niestety, to doświadczenie przekłada się na postrzeganie instytucji profesjonalnych spalarni, spalania odpadów w ogóle. – Tymczasem proces spalania odpadów jest bezpieczny i kontrolowany już od momentu odpowiedniego przygotowania samego paliwa – mówi prof. Grzegorz Wielgosiński, ekspert Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej.

Do spalenia przeznaczane jest paliwo alternatywne (wtórne, zastępcze, RDF – czyli Refuse Derived Fuel). Są to odpady palne, rozdrobnione, o jednorodnym stopniu wymieszania, powstałe w wyniku zmieszania odpadów innych niż niebezpieczne. Mogą zawierać udział paliwa stałego, ciekłego lub biomasę – elementy, które w wyniku przekształcenia termicznego nie powodują przekroczenia poziomów emisji określonych w rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji, odnoszących się do procesu współspalania odpadów. Ostrzejszych niż np. dla elektrowni. Do wytworzenia RDF-u wykorzystuje się odpady komunalne, takie jak opony, odpadowe rozpuszczalniki i pozostałości po destylacji rozpuszczalników, tworzywa sztuczne, pozostałości z demontażu samochodów, papier i karton, odpady zwierzęce, przepracowane oleje (oleje odpadowe), trociny i drewno odpadowe, masa włóknista z zakładów papierniczych, osady ściekowe, słoma czy tekstylia (głównie dywany).

Tak przygotowane paliwo RDF wykorzystywane jest do:

  • spalania w specjalnych obiektach energetycznych, przystosowanych jedynie do spalania paliwa alternatywnego, posiadających status spalarni odpadów,
  • współspalania w przemyśle cementowym, będącego zastąpieniem części paliwa kopalnego,
  • współspalania w kotłach energetycznych.

Zasoby

Im społeczeństwo jest bogatsze, tym więcej śmieci produkuje. Wskazują na to dane europejskie. Według danych Eurostatu, w 2019 roku statystyczny Europejczyk wytwarzał 502 kg odpadów rocznie, w tym Duńczyk – 844 kg odpadów, mieszkaniec Luksemburga – 791 kg, Niemiec – 609 kg, a Polak – 336 kg. Przy czym w Polsce ciągle notujemy tendencję wzrostową. W 2021 roku wytworzyliśmy już 346 kg odpadów na statystycznego Polaka. 

Zarówno w Polsce, jak i w innych krajach UE w strumieniu odpadów komunalnych pozostaje ok. 30%, które nie nadają się do recyklingu, a powstaniu których nie jesteśmy w stanie zapobiec (względy higieniczne, logistyczne, bezpieczeństwa itp.). Stąd w krajach, w których potrzeby spalania odpadów są zabezpieczone przez wystarczającą wydajność instalacji, średni udział spalania wynosi ok. 30%. Według wyliczeń GUS-u, w 2020 roku w Polsce powstało łącznie 13,1 mln ton odpadów komunalnych, tj. 346 kg per capita, a w 2050 roku wolumen ten wzrośnie do poziomu 15,5 mln ton, tj. 468 kg per capita. Można zatem założyć, że „złoża RDF-u” w najbliższych latach będą w Polsce rosły. 

W spalarniach

Spalanie odpadów w specjalnie do tego przygotowanych spalarniach jest bezpieczne dla środowiska, a do tego, w ocenie Grzegorza Wielgosińskiego, równie bezpieczne jak spalanie gazu ziemnego i znacznie bezpieczniejsze niż produkowanie energii z węgla. – Najbardziej rygorystyczne wymagania dotyczące emisji zanieczyszczeń stawiane są spalarniom odpadów, co powoduje, że emisja zanieczyszczeń ze spalarni jest zawsze mniejsza niż ze spalania innych paliw stałych, porównywalna z emisjami ze spalania gazu ziemnego – zauważa ekspert.

Głównym problemem zanieczyszczenia powietrza w Polsce są występujące w okresie zimowym przekroczenia dopuszczalnych stężeń pyłu (głównie PM10 i PM2,5) oraz benzo(a)pirenu w naszych miastach. Dopuszczalne prawem stężenie pyłu w spalinach 
ze spalania odpadów jest 3-10 razy niższe niż w przypadku elektrowni czy elektrociepłowni węglowych, nie mówiąc już o emisji pyłu z palenisk domowych, które są jeszcze wyższe.

Liczne publikacje naukowe z wielu krajów wskazują na brak negatywnego wpływu spalarni odpadów na środowisko i zdrowie ludzi zamieszkujących w pobliżu. Porównania epidemiologiczne stanu sprzed budowy spalarni i z czasów jej eksploatacji nie wykazują różnic.

Fazy termicznej obróbki odpadów

Dzieje się tak dlatego, że proces termicznej obróbki odpadów jest starannie zaprojektowany i troskliwie przeprowadzany. Składa się z następujących faz (opis za Krakowskim Holdingiem Komunalnym):

  • pierwsza faza – suszenie. W początkowej strefie rusztu odpady ogrzewane są, w wyniku promieniowania lub konwekcji, do temperatury powyżej 100°C, co powoduje odparowanie wilgoci,
  • druga faza – odgazowanie. W wyniku dalszego ogrzewania do temperatury powyżej 250°C wydzielane są składniki lotne (wilgoć i gazy wytlewne),
  • trzecia faza – spalanie. W trzeciej części rusztu osiągane jest całkowite spalanie odpadów. Strata prażenia w tej strefie wynosi poniżej 0,5% udziału masowego,
  • czwarta faza – zgazowanie. W procesie zgazowania produkty lotne są utleniane przez tlen cząsteczkowy. Jedynie jego niewielka część odbywa się na ruszcie. Przeważająca część odpadów utleniana jest w temperaturze 1000°C w górnej strefie komory paleniskowej,
  • piąta faza – dopalanie. Strefa dopalania ma na celu zminimalizowanie części niespalonych ilości tlenku węgla w spalinach. W strefie tej podaje się powietrze wtórne celem zupełnego spalenia. Czas przebywania spalin w tej strefie wynosi minimum 2 sekundy w temperaturze minimum 850°C.

– Kwestia oddziaływania współczesnych spalarni odpadów, wyposażonych w najnowocześniejsze instalacje ochrony powietrza, na środowisko i zdrowie okolicznych mieszkańców została tak dalece zminimalizowana, że nawet najbardziej jej przeciwne organizacje ekologiczne po ten argument niemal już nie sięgają – pointuje prof. Tadeusz Pająk z Katedry Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Na dokładkę: pozostałości po spalaniu odpadów w większości wypadków nadają się do dalszego wykorzystania, np. w budownictwie.

Korzyści dla państwa

Termiczne przekształcanie odpadów nie jest rozwiązaniem nowym. Pierwsza w pełni profesjonalna spalarnia powstała w 1874 roku w angielskim Nottingham. Przełom rozwoju tego typu technologii nastąp...