Do 2030 roku ma się zwiększyć ilość odpadów przeznaczanych do recyklingu. Zamiast 44 przetworzeniu ma podlegać aż 70 proc. Tak gospodarkę odpadami widzi Parlament Europejski. W Polsce można tego dokonać między innymi poprzez odzysk biogazu z wysypisk.
Jedna z blisko stu instalacji do odzysku i przetwarzania gazu wysypiskowego, jakie są w Polsce, działa w Nowym Sączu. W ubiegłym roku komunalna spółka NOVA zarządzająca wysypiskiem pozyskała 978 934 m3 biogazu. W efekcie spalania w silniku gazowym wyprodukowano 1232 MWh energii elektrycznej.
Zysk z hektarów śmieci
Nowosądeckie składowisko odpadów położone jest w granicach miasta. Obszar, na którym deponowane są odpady, wynosi ok. 4 ha, a jego objętość to 583 296 m3. Kwatery eksploatowane są od 1998 roku.
Instalacja odgazowania składowiska to 35 pionowych studni odgazowujących i 13 studni poziomych. Indywidualnymi przewodami biogaz płynie do Stacji Pozyskiwania i Obróbki Biogazu z Pochodnią Dachową (MPR). W MPR znajduje się kolektor zbiorczy, skraplacz kondensatu, filtr gazu, system kontroli i pomiaru jego składu. Jest tam też system sterowania i regulacji pracy instalacji. Biogaz dostarczony z kolektora zbiorczego za pomocą ssawy jest zasysany, filtrowany i sprężony do odpowiedniego ciśnienia. Tak przygotowany i oczyszczony wykorzystywany jest jako paliwo dla silnika gazowego lub przekazywany do spalenia w pochodni dachowej (np. podczas przerw w pracy agregatu).
Praca całego systemu sterowana jest automatycznie, przy praktycznie bezobsługowym działaniu całej instalacji. Kontrola systemu i zmiana parametrów pracy elektrociepłowni odbywa się w systemie online za pomocą sieci internetowej. W razie zatrzymania agregatu lub wystąpienia awarii, osoby odpowiedzialne za jej funkcjonowanie otrzymują na swój telefon komórkowy z informacją o rodzaju usterki.
Instalacja w Nowym Sączu składa się z:
– pionowych i poziomych perforowanych studni gazowych,
– rurociągów przesyłowych biogazu,
– odwadniacza bateryjnego,
– stacji pozyskiwania i obróbki biogazu z pochodnią dachową i kolektorem zbiorczym,
– kolektora tłocznego,
– kogeneracyjnego zespołu prądotwórczego (elektrociepłownia biogazowa),
– wewnętrznej linii zasilającej, łączącej zespół prądotwórczy ze stacją transformatorową,
– stacji transformatorowej z napowietrzną linią energetyczną,
– wewnętrznej sieci ciepłowniczej.
Biogazowy agregat prądotwórczy z blokiem odzysku ciepła w obudowie kontenerowej jest źródłem energii elektrycznej i energii cieplnej. Agregat kogeneracyjny na biogaz może pracować w sposób ciągły z maksymalną mocą 365 kWe i mocą cieplną 455 kWt.
Układ odzysku ciepła jest wykonany jako kompaktowy i zabudowany pod silnikiem i prądnicą.
Moduł odzyskuje energię cieplną z:
– układu chłodzenia silnika,
– spalin wylotowych – wymiennik płaszczowo rurowy typu spaliny/ciecz,
– zbiorczego wymiennika płytowego typu ciecz/ciecz do oddawania ciepła od całego systemu.
Średni skład gazu, który jest spalany w silniku, przedstawia się następująco dla podstawowych składników gazu: CH4 : 52,5 proc., CO2 : 36 proc., O2 : 0,3 proc.
Zawiercie też korzysta z gazu wysypiskowego
Zakład Gospodarki Komunalnej w Zawierciu we współpracy ze spółką Neo Energy wypracował koncepcję instalacji kogeneracyjnej, gdzie beneficjentem cieplnym i energetycznym jest spółka komunalna. – W ramach partnerstwa publiczno-prywatnego spółka Neo Energy podjęła się przeprowadzenia pompowania próbnego gazu i oszacowania zasobności gazowej składowiska – mówi Mateusz Reiff z NeoEnergy.
Prywatny partner pokrył koszty badań i budowy instalacji. Wykonał projekt instalacji gazowej, elektroenergetycznej i cieplnej i wreszcie wybudował instalację OZE. Partner publiczny, czyli Zakład Gospodarki Komunalnej Zawiercie, udostępnia zasoby gazu, teren do posadowienia urządzeń energetycznych i gazowych, a wewnętrzną instalację elektroenergetyczną do podłączenia generatora.
Oszczędzają na nowym
Nowa instalacja OZE zastąpiła nieefektywną, prywatną elektrownię biogazową. Sprzedawała ona energię bezpośrednio do sieci energetycznej z pominięciem potrzeb własnych ZUO. Od momentu ukończeniu inwestycji poprawiła się efektywność energetyczną należącego do ZGK Zakładu Utylizacji Odpadów. Ponadto zmniejszyły się zakupy energii elektrycznej i straty przesyłowe.
Nakłady inwestycyjne okazały się być o ponad 50 proc. niższe w stosunku do nakładów inwestycyjnych instalacji wykonywanych na podstawie Ustawy Prawo Zamówień Publicznych. Ryzyko inwestycji i zarządzania Instalacją OZE scedowano na profesjonalnego partnera prywatnego.
Wszelkie prace na terenie instalacji związane z jej działaniem, takie jak regulacja, przeglądy i serwisy, prowadzone są nieodpłatnie i w stopniu całkowitym przez partnera prywatnego. Partner prywatny jest uprawniony do zwiększenia mocy instalacji.
Na uruchomieniu nowej instalacji korzystają też mieszkańcy Zawiercia. W efekcie redukcji emisji gazu, zapachów i aerozoli poprawiła się jakość powietrza. Poprawiły się również parametry prądu w lokalnej sieci elektroenergetycznej. A jest go tyle, że może pokryć zapotrzebowanie dla 564 gospodarstw domowych.
Cel biogazowni wysypiskowej to ograniczenie emisji niezorganizowanej gazów z powierzchni składowiska i wykorzystanie biogazu powstającego w złożu odpadów do założeń energetycznych w biogazowym kogeneracyjnym zespole prądotwórczym.
Emisja biogazu składowiskowego (metanu) trwa do kilkudziesięciu lat po zamknięciu składowiska. W Polsce składowiska odpadów emitują co roku do atmosfery ponad 600 mln m3, tj. ponad 440 tys. ton czystego metanu (równoważnik 9,2 mln ton CO2) i są po górnictwie największym emitentem metanu do atmosfery.
Gaz składowiskowy odbierany ze studni przesyłany jest do stacji zbiorczej stanowiącej integralną część instalacji do utylizacji gazu. Zadaniem stacji zbiorczej jest też oczyszczenie gazu i przesłanie do instalacji wytwarzającej energię. Gaz z odgazowania składowisk może zostać wykorzystany jako paliwo do silników tłokowych lub turbinowych zasilających generatory prądotwórcze. Może być także spalany w kotłach gazowych produkujących energię cieplną lub stanowić paliwo dla jednostek kogeneracyjnych.
Koszty budowy biogazowni mogą wynosić nawet 60 mln zł. Tak było w przypadku biogazowni uruchomionej przez Zakład Zagospodarowania Odpadów w Poznaniu. Znaczna część tych pieniędzy, bo aż 23 mln zł, pochodziła z funduszy zewnętrznych. Biogazownia ma przerabiać 30 tys. ton odpadów biodegradowalnych rocznie.
Pomoc publiczna wprowadzona w 2005 r. w postaci zielonych certyfikatów rozpoczęła rozwój sektora biogazu składowiskowego OZE. Do końca 2016 r. powstało 97 instalacji o mocy zainstalowanej 63 MW*.
* dane Urzędu Regulacji Energetyki z 31.12.2016 r.
Technologia – bioodpady przewiezione na składowiska są poddawane fermentacji. Trwa ona 21 dni. W tym okresie z odpadów pozyskiwany jest biogaz. Przez kolejnych dwanaście tygodni są one kompostowane. Końcowym efektem jest humus wykorzystywany jako nawóz. Technologie, z jakich korzystają biogazownie składowiskowe, pochodzą przede wszystkim z Austrii i Skandynawii.
Utylizacja jednej tony metanu poprzez jego spalenie ogranicza emisję dwutlenku węgla o 18 ton.
Metan to główny składnik biogazu składowiskowego. Ma ok. dwudziestokrotnie większy wpływ na tworzenie się efektu cieplarnianego niż dwutlenek węgla. Pozyskiwanie biogazu składowiskowego oraz jego neutralizacja przyczynia się do ograniczenia emisji niezorganizowanych gazów cieplarnianych do atmosfery, takich jak dwutlenek węgla i metan, które są odpowiedzialne za zmiany klimatyczne na ziemi.
Źródła:
Ewa Woźniak, Występowanie elektrowni biogazowych w Polsce
Nafta-Gaz 2014, nr 12, s. 932-937, E
BA Biomethane & Biogas Report 2015
www.odnawialnezrodlaenergii.pl
Materiał ukazał się w „Magazynie Biomasa” nr 4/2017.
Zdjęcia: ZZO Poznań, Nova
Newsletter
Bądź na bieżąco z branżą OZE
