Zařízení pro energetické využití odpadu (spalovny)

Všeobecné povědomí obyvatel ČR o spalovnách odpadů je spíše negativní. Lidé si často představují hořící skládky odpadu, černý dým, nebezpečné emise unikající do ovzduší a zápach v okolí spalovny. Realita je ovšem úplně jiná. Spalovny jsou ekologická zařízení pro likvidaci odpadu. Z uvolněné energie z odpadu se využívá teplo k výrobě páry pohánějící turbínu při výrobě elektřiny a dále se pára nebo horká voda dodává do soustavy centrálního zásobování teplem.

V České republice jsou v provozu 3 spalovny odpadu, ZEVO v Praze s kapacitou 315 000 t/rok, SAKO v Brně s kapacitou 224 000 t/rok a Termizo v Liberci s kapacitou 96 000 t/rok. První dvě jmenované patří městu, liberecká spalovna je vlastněna německou skupinou MVV Energie A.G. Čtvrtá spalovna odpadu se staví v Chotíkově u Plzně s plánovanou kapacitou 95 000 t/rok.

Nejmenší provozovaná spalovna komunálního odpadu v Evropě k roku 2010 je na ostrově patřící Velké Británii, Isles of Scilly, s kapacitou 3700 t/rok. Obdobně je na tom Island s 8 spalovnami odpadu, každá má kapacitu 4000 t/rok. Naopak největší spalovna je v Amsterdamu s kapacitou 1 190 000 t/rok.

Studie „Optimální nastavení výše podpory výroby elektřiny z odpadu ve vztahu k ceně elektřiny pro spotřebitele“, zpracovaná v květnu 2011 ve VUT v Brně, se detailně zabývá výstavbou nových ZEVO (zařízení pro energetické využití odpadu) v celé ČR a výší finanční podpory ze strany EU a státu. Ze současné kapacity energetického využití odpadu 620 000 t/rok (20 % energetického využití z celkového objemu odpadu) by se při postavení všech 11 nových ZEVO zvýšila kapacita na 2 800 000 t/rok. Investiční náklady jsou odhadnuty na 49 mld. Kč. ASEK předpokládá výstavbu 4 nových ZEVO do roku 2030.

Investiční náklady na výstavbu nového ZEVO se pohybují mezi 2 – 3 mld. Kč, podle kapacity zpracování odpadu a podle zvolené technologie čištění spalin. Podle studie VUT Brno by se měla investiční podpora pro přilákání soukromých investorů pohybovat mezi 25-30 % z celkové investice. Studie předpokládá IRR (vnitřní výnosové procento) pro investora ve výši 11 %.

Samotná výstavba spalovny odpadu trvá 3 roky, administrativní úkony tento proces můžou protáhnout ia o několik dalších let. Rekonstrukce SAKO Brno trvala od počátečního rozhodnutí do „nového provozu“ 9 let. V roce 2024 chce ČR podle návrhu novely „Zákona o odpadech“ zakázat skládkování odpadu. V tomto směru nejde stihnout postavit dostatečné kapacity pro odklonění 3 346 000 t odpadu ze skládek.

Spalovna SAKO v Brně

Spalování odpadu má v Brně dlouholetou tradici. První spalovna byla postavena v roce 1905, ta byla ale zničena za 2. světové války. Nová spalovna byla ve výstavbě v letech 1984 – 1989 a v letech 2001 – 2011 proběhla modernizace (z toho pouze 3 roky vlastní realizace).

Technologie je založena na transformaci energie v odpadu jeho spalováním a následném využití této energie v kogeneračním režimu pro výrobu elektřiny a tepla. Smyslem kogenerační technologie je umožnit nezávislost provozu na odběru tepla a zároveň zachovat vysokou účinnost využití energie odpadu. Srdcem procesu jsou dva parní kotle s roštovým ohništěm, na kterém je odpad řízeně spalován. Každý z nich je schopen spálit za hodinu až 16 tun odpadu a vyrobit 50 tun páry o tlaku 40 bar a teplotě 400°C. Tato pára následně proudí do turbosoustrojí, ve kterém se využívá pro výrobu elektřiny. Část páry je pak z turbíny dodávána do městské sítě centrálního zásobování teplem CZT.

Spaliny vzniklé spalováním odpadů jsou čištěny a vypouštěny do atmosféry, škvára je tříděna a dále materiálově využívána, popílek je ukládán na skládku. Součástí technologie je i dotřiďovací linka na odpady ze separovaného sběru (PET láhve, papír apod.), která umožňuje následné kvalitnější materiálové využití těchto odpadů.

Skladování odpadu

Komunální odpad je do spalovny svážen svozovými vozidly a velkoobjemovými kontejnery. Po svážení se odpad vysype do betonového bunkru – zásobníku odpadů. Ten vystačí asi na týden provozu spalovny. Aby bylo zamezeno úniku zápachu a prachu ze zásobníku, je uvnitř udržován podtlak prostřednictvím sání primárního spalovacího vzduchu. Velkoobjemový odpad je drcen v drtiči.

Spalovací zařízení

Pro spalování odpadů je používán vratisuvný rošt MARTIN. Ten je skloněn pod úhlem 26° a je složen z roštnic posazených do tvaru schodiště. Každý druhý schod dělá posuvný pohyb dolů, proti směru sklonu roštu. Tento princip nejenže promíchává hořící vrstvu odpadu, ale také mísí již hořící odpad s odpadem podávaným na rošt. Odpad začíná okamžitě hořet, přičemž teplota v hořící vrstvě je 1000 – 1100°C. Výsledkem spalování je škvára, která propadává na vyhrnovač a je chlazena vodou. Spalovací rošt je umístěn ve spodní části spalovací komory kotle a je tak s parním kotlem plně integrován.

Parní kotel

Byla zvolena klasická koncepce se třemi tahy, dvěma bubny a kotlovým svazkem. „Spalovací komora kotle je vyzděná žáruvzdornou vyzdívkou provedenou z cihel. Smyslem vyzdívky je zajištění dostatečné teploty a doby setrvání spalin nutné pro vyhoření potenciálně nebezpečných uhlovodíkových sloučenin, tak jak požaduje legislativa. Ve druhém tahu kotle je umístěn deskový přehřívák páry. Ve třetím tahu je umístěn kotlový svazek, který spojuje horní a spodní kotlový buben.

Čištění spalin

Čištění spalin je založeno na polosuché metodě. Emise oxidu dusíku jsou snižovány dávkováním močoviny do horní části spalovací komory kotle. Spaliny dále proudí do absorbéru, v jehož horní části se vysokootáčkovou turbínou rozprašuje chemické vápenné mléko. Do absorbéru je současně dávkováno i aktivní uhlí. Směs spalin, popílku a reakčních produktů je vedena do tkaninového filtru. Vyčištěné spaliny jsou z tkaninového filtru vysávány ventilátorem do komína spalovny.

Video z liberecké spalovny Termizo

Úvodní fotografie: Model spalovny v Chotíkově u Plzně. Zdroj: iDnes.cz