Wybrane elementy problematyki współspalania paliw alternatywnych

Żygadło, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wybrane elementy problematyki współspalania paliw alternatywnych

Autorzy

Żygadło M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Selected aspects of refuse-derived fuel co-combustion

Języki publikacji

Abstrakty

Gospodarka odpadami komunalnymi wymaga dostosowania wymogów krajowych do dyrektyw unijnych, zwłaszcza dotyczących przestrzegania tzw. hierarchii gospodarki odpadami. W gospodarce odpadami szczególny nacisk kładzie się na segregację, recykling i odzyskiwanie surowców, w tym odzyskiwanie energii z odpadów. W tę ideę wpisuje się odzyskiwanie ze strumienia odpadów komunalnych frakcji wysokoenergetycznych, które mogą stanowić zastępcze źródło energii współspalane wraz z paliwami kopalnymi. Przynosi to wymierne skutki ekologiczne w aspekcie ochrony klimatu, gdyż emisję dwutlenku węgla w procesie odzyskiwania energii z biomasy w instalacjach przemysłowych przyjmuje się za zerową. Ponadto umożliwia się w ten sposób zróżnicowanie źródeł energii, oszczędza się w tym procesie również zasoby surowców naturalnych i eliminuje potrzebę składowania na wysypiskach znacznej ilości odpadów o wysokiej wartości kalorycznej. W kraju współspalanie paliw alternatywnych (RDF) prowadzi się na szeroką skalę w cementowniach. Wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu rynku branży cementowej powstało w kraju blisko 200 producentów paliw z odpadów i stan obecny wskazuje na znaczącą ich nadprodukcję w stosunku do zapotrzebowania tego przemysłu. Bariery formalne i techniczne uniemożliwiają spalanie tych paliw w energetyce i ciepłownictwie, co realizowane jest z powodzeniem w krajach wysoko rozwiniętych. W pracy poddano analizie wybrane aspekty prawne i techniczne, które stanowią przeszkodę w wykorzystaniu paliw alternatywnych poza branżą cementową.

Municipal waste management requires national regulations to be adapted to the provisions of EU directives, especially in respect of the so-called waste management hierarchy. Segregation, recycling and raw material recovery, including energy recovery from waste, receive special attention in waste management. In particular, recovery of high-energy fractions from the municipal waste stream may constitute a potential substitute energy source for co-combustion with fossil fuels. This brings measurable environmental effects in terms of climate protection as carbon dioxide emissions from industrial installations in the biomass recovery process are considered as zero. Further, it serves diversifi cation of energy sources, saves the natural resources and eliminates the need for landfi ll storage of high-calorifi c waste in large amounts. In Poland, co-combustion of refuse-derived fuels (RDF) is carried out in cement plants on a wide scale. In order to meet the cement market demand, nearly 200 RDF producers emerged and currently there is a signifi cant RDF overproduction in relation to the real demand. There are still formal and technical barriers that prevent RDF combustion in the power sector and district heating, while it has already been successfully implemented in the highly developed countries. The paper investigates selected legal and technical aspects that hinder RDF usage outside the cement industry.

Słowa kluczowe

paliwa alternatywne ochrona klimatu dywersyfikacja źródeł energii ochrona zasobów naturalnych konwersja odpadów w energię współspalanie odpadów

refuse derived fuel climate protection diversification of energy sources protection of natural resources waste-energy conversion waste co-combustion

Wydawca

Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski

Czasopismo

Ochrona Środowiska

Rocznik

2018

Tom

Vol. 40, nr 2

Strony

39--44

Opis fizyczny

Bibliogr. 69 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żygadło M.

zygadlo@tu.kielce.pl

Politechnika Świętokrzyska, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki, Katedra Geotechniki, Geomatyki i Gospodarki Odpadami, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

Bibliografia

1. Ustawa z 14 grudnia 2012 r. o odpadach. Dziennik Ustaw RP 2018, poz. 992.
2. J. E. SANTIBANEZ-AGUILAR, J. M. PONCE-ORTEGA, J. BETZABE GONZALEZ-CAMPOS, M. SERNA-GONZALEZ, M. M. EL-HALWAGI: Optimal planning for the suitable utilization of municipal solid waste. Waste Management 2013, Vol. 33, No. 12, pp. 2607–2622.
3. E. IACOVIDOU, J. HAHLADAKIS, I. DEANS, C. VELIS, P. PURNELL: Technical properties of biomass and solid recovered fuel (SRF) co-fi red with coal: Impact on multidimensional resource recovery value. Waste Management 2018, Vol. 73, pp. 535–545.
4. J. R. FYFFE, A. C. BRECKEL, A. K. TOWNSEND, M. E. WEBBER: Use of SRF residue as alternative fuel in cement production. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 276–284.
5. A. SEVER AKDAĞ, A. ATIMTAY, F. D. SANIN: Comparison of fuel value and combustion characteristics of two different RDF samples. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 217–224.
6. P. H. BRUNNER, H. RECHBERGER: Waste to energy – key element for sustainable waste management. Waste Management 2015, Vol. 37, pp. 3–12.
7. M. ŻMIGRODZKI: Innowacyjność w energetyce. Zeszyty Naukowe WSEI – Administracja 2015, vol. 5, nr 1, ss. 13–26.
8. E. C. RADA, G. ANDREOTTOLA: RDF/SRF: Which perspective for its future. Waste Management 2012, Vol. 32, No. 6, pp. 1059–1060.
9. R. WASIELEWSKI, B. TORA: Bariery stosowania paliw alternatywnych w energetyce. Polityka Energetyczna 2008, vol. 11, nr 2, ss. 129–136.
10. M. F. CASADO, J. A. RIVERA, E. B. GARCIA, R. E. GUADRADO, M. F. LIORENTE, R. B. SEVILLANO, A. P. DELGADO: Classification and characterization of SRF produced from different flows of processed MSW in the Navarra region and its co-combustion performance with olive tree pruning residues. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 206–216.
11. M. GROSSO, S. DELLAVEDOVA, L. RIGAMONTI, S. SCOTTI: Case study of an MBT plant producing SRF for cement kiln co-combustion, coupled with a bioreactor landfill for process residues. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 267–275.
12. L. del ZOTTO, A. TALLINI, G. di SIMONE, G .MOLINARI, L. CEDOLA: Energy enhancement of solid recovered fuel within systems of conventional thermal power generation. Energy Procedia 2015, Vol. 81, pp. 319–338.
13. S. DOŁĘGOWSKA: Biopaliwa – krok ku zrównoważonemu rozwojowi. Problemy Ekorozwoju 2009, vol. 4, nr 1, ss. 117–121.
14. S. CORNELISSEN, M. KOPER, Y. Y. DENG: The role of bioenergy in fully sustainable global energy. Biomass Bioenergy 2012, Vol. 41, pp. 21–33.
15. P. VAINIKKA, E. TSUPARI, K. SIPILA, M. HUPA: Comparing the greenhouse gas emission from three alternative waste combustion concepts. Waste Management 2012, Vol. 32, pp. 426–437.
16. M.K. WIDOMSKI, P. GLEŃ, G. ŁAGÓD: Zrównoważone składowiska jako końcowy etap systemu gospodarki odpadami komunalnymi. Problemy Ekorozwoju 2017, vol. 12, nr 1, ss. 147–155.
17. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 16 lipca 2015 r. w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach. Dziennik Ustaw RP 2015, poz. 1277.
18. P. NANOU, M. C. CARBO, J. H. A. KIEL: Detailed mapping of the mass and energy balance of a continuous biomass torrefaction plant. Biomass and Bioenergy 2016, Vol. 89, pp. 67–77.
19. Komunikat Komisji do Parlamentu, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów. Znaczenie przetwarzania odpadów w energię w gospodarce o obiegu zamkniętym. Komisja Europejska, COM(2017) 34 final, Bruksela 2017.
20. M. ROUTHET, P. QUICKER: Energetic utilization of refuse derived fuels from landfill mining. Waste Management 2017, Vol. 62, pp. 101–117.
21. G. PASSAMANI, M. RAGAZZI, V. TORRETTA: Potential SRF generation from a closed landfill in northern Italy. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 157–163.
22. The European Environment: State and Outlook 2010 – Synthesis. 4: Natural resources and waste. European Environment Agency, Copenhagen 2010, pp. 69–89.
23. A. MARZEC: Raport Europejskiej Agencji Środowiska. Zasoby naturalne a odpady. Przegląd Komunalny 2011, nr 6, ss. 20–21.
24. R. ROSICKI: Międzynarodowe i europejskie koncepcje zrównoważonego rozwoju. Przegląd Naukowo-Metodyczny 2010, nr 4, ss. 44–56.
25. Komunikat Komisji. Europa 2010. Strategia na rzecz inteligentnego i zrównoważonego rozwoju sprzyjającego włączeniu społecznemu. Komisja Europejska, COM(2010) 2020 wersja ostateczna, Bruksela 2010.
26. A. PULTOWICZ: Przesłanki rozwoju rynku odnawialnych źródeł energii w Polsce w świetle idei zrównoważonego rozwoju. Problemy Ekorozwoju 2009, vol. 4, No. 1, ss. 109–115.
27. M. SAMI, K. ANNAMALAI, M. WOOLDRIDGE: Co-firing of coal and biomass fuel blends. Progress in Energy and Combustion Science 2001, Vol. 27, pp. 171–214.
28. H. WU, P. GLARBORG, F. J. FRANDSEN, K. DAM-JOHANSEN, P. A. JENSEN: Co-combustion of pulverized coal and solid recovered fuel in an entrained flow reactor. Fuel 2011, Vol. 90, pp. 1980–1991.
29. M. NOWAK, M. SZUL: Possibilities for application of alternative fuels in Poland. Archives of Waste Management and Environmental Protection 2016, Vol. 18, No. 1, pp. 33–44.
30. D. VAMVUKA, S. SFOKIOTAKIS, S. SAXIONI: Evaluation of urban wastes as promising co-fuels for energy production – a TG/MS study. Fuel 2015, Vol. 147, pp. 170–183.
31. L. LOMBARDI, E. CARNEVALE, A. CORTI: A review of technologies and performances of thermal treatment systems for energy recovery from waste. Waste Management 2015, Vol. 37, pp. 26–44.
32. R. SARC, K.E. LORBER: Production quality and quality assurance of refuse derived fuels (RDFs). Waste Management 2013, Vol. 33, pp. 1825–1834.
33. R. WASIELEWSKI, J. HRABAK: The use of alternative fuels in power boilers. Archives of Waste Management and Environmental Protection 2013, Vol. 15, No. 4, pp. 29–36.
34. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 9 grudnia 2014 r. sprawie katalogu odpadów. Dziennik Ustaw RP 2014, poz. 1923.
35. A. RAHMAN, M. G. RASUL, M. M. K. KHAN, S. SHARMA: Recent development on uses of alternative fuels in cement manufacturing process. Fuel 2015, Vol. 145, pp. 84–99.
36. S. T. WAGLAND, P. KILGALLON, R. COVENEY, A. GARG, R. SMITH, P. J. LONGHURST, S. J. T. POLLARD, N. SIMMS: Comparison of coal/solid recovered fuel (SRF) with coal/refuse derived fuel in fluidized bed reactor. Waste Management 2011, Vol. 31, pp. 1176–1183.
37. A. BIAŁOWIEC, J. PULKA, P. MANCZARSKI, J. GOŁASZEWSKI: The RDF/SRF torrefaction: An effect of temperature on characterization of the product – carbonized refuse derived fuel. Waste Management 2017, Vol. 70, pp. 91–100.
38. Dyrektywa 2000/76/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z 4 grudnia 2000 r. w sprawie spalania odpadów.
39. PN-EN 15375:2011: Stałe paliwa wtórne – Terminologia, definicje i określenia.
40. D. GARCES, E. DIAZ, H. SASTRE, S. ORDONEZ, J. M. GONZALEZ-LA FUENTE: Evaluation of the potential different high calorific waste fractions for the preparation of solid recovered fuels. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 164–173.
41. D. MONTANE, S. ABELLO, X. FARRIOL, C. BERRUECO: Volatilization characteristics of solid recovered fuels SRFs. Fuel Processing Technology 2013, Vol. 113, pp. 90–96.
42. PN-EN 15359:2012: Stałe paliwa wtórne – Wymagania techniczne i klasy.
43. C. BESSI, L. LOMBARDI, R. MEONI, A. CANOVAI, A. CORTI: Solid recovered fuel: An experiment on classification and potential applications. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 184–194.
44. M. WZOREK, A. KRÓL: Ocena jakości paliw z odpadów stosowanych w procesach współspalania z węglem. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych 2012, nr 5, ss. 444–453.
45. C. VRANCKEN, P. J. LONGHURST, S. T. WAGLAND: Critical review of real-time methods for solid waste characterization: Informing material recovery and fuel production. Waste Management 2017, Vol. 61, pp. 40–57.
46. W. K. H. ARIYARATNE, Ø. ASGAUTSEN, M. C. MELAAEN, K. EINE, L.-A. TOKHEIN: Determination of fossil fraction of refuse derived fuel by the selective dissolution method in calorific value basis: Development of simplified method. Fuel 2012, Vol. 98, pp. 41–47.
47. E. C. RADA: Present and future of SRF. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 155–156.
48. G. DUNNU, J. MAIER, T. HILBER, G. SCHEFFKNECHT: Characterization of large solid recovered fuel particles for direct co-firing in large PF power plants. Fuel 2009, Vol. 88, pp. 2403–2408.
49. J. L. EASTERLY, M. BURNHAM: Overview of biomass and waste fuel resources for power production. Biomass and Bioenergy 1996, Vol. 10, No. 2–3, pp. 79–92.
50. A. JOHNSON, L. J. J. CATALAN, S. D. KIRADE: Characterization and evaluation of fly ash from co-combustion of lignite and wood pellets for use as cement admixture. Fuel 2010, Vol. 89, pp. 3042–3050.
51. C. S. PSOMOPOULOS: Residue derived fuels as an alternative fuel for the Hellenic Power Generation Sector and their potential for emission reduction. AIMS Energy 2014, Vol. 2, No. 3, pp. 321–341.
52. A. SKAWIŃSKA, B. MICEK, J. HRABAK: Ocena wartości opałowej oraz zawartości chloru i siarki w wybranych odpadach w aspekcie ich energetycznego wykorzystania. Ochrona Środowiska 2017, vol. 39, nr 1, ss. 39–43.
53. E. MOKRZYCKI, A. ULIASZ-BOCHEŃCZYK: Paliwa alternatywne z odpadów dla energetyki. Polityka Energetyczna 2005, t. 8, zeszyt specjalny, ss. 507–514.
54. R. WASIELEWSKI, A. SOBOLEWSKI: Uwarunkowania i perspektywy wykorzystania paliw z odpadów do generowania energii elektrycznej i ciepła. Przemysł Chemiczny 2015, nr 4, ss. 1000–1005.
55. R. WASIELEWSKI, B. TORA: Stałe paliwa wtórne. Górnictwo i Geoinżynieria 2009, vol. 33, nr 4, ss. 309–315.
56. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE z 19 listopada 2008 r. w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy.
57. A. M. L. NASER, E. E. S. LORA, J. C. E. PALACIO, M. H. ROCHA, J. C. RESTREPO, O. J. VENTURINI, A. RATNER: Refuse derived fuel (RDF) production and gasification in a pilot plant integrated with ab Otto cycle ICE through Aspen plusTM modeling: Thermodynamic and economic viability. Waste Management 2017, Vol. 69, pp. 187–201.
58. A. K. DALAI, N. BATTA, I. ESWARAMOORTHI, G. J. SCHOENAU: Gasification of refuse derived fuel in fixed bed reactor for syngas production. Waste Management 2009, Vol. 29, No. 1, pp. 252–258.
59. G. DUNNU, K. D. PANOPOULOS, S. KARELLAS, J. MAIER, S. TOULIOU, G. KOUFODIMOS, I. BOUKIS, E. KAKARAS: The solid recovered fuel Stabilat®: Characteristics and fluidized bed gasification tests. Fuel 2012, Vol. 93, pp. 273–283.
60. F. PINTO, R. N. ANDRE, C. CAROLINO, M. MIRANDA, P. ABELHA, D. DIREITO, N. PERDIKARIS, I. BOUKIS: Gasification improvement of poor quality solid recovered fuel (SRF): Effect of using minerals and biomass wastes blends. Fuel 2014, Vol. 117, pp. 1034–1044.
61. M. C. di LEONARDO, M. FRANZESE, G. COSTA, R. GAVASCI, F. LOMBARDI: The application of SRF vs. RDF classification and specifications to the material flocks of two mechanical-biological treatment plants of Rome: Comparison and implications. Waste Management 2016, Vol. 47, pp. 195–205.
62. J. TINTNER, E. SMIDT, K. BOHM, E. BINNER: Investigations of biological processes in Austrian MBT plants. Waste Management 2010, Vol. 30, No. 10, pp. 1903–1907.
63. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 8 czerwca 2016 r. w sprawie warunków technicznych kwalifikowania części energii odzyskanej z termicznego przekształcania odpadów. Dziennik Ustaw RP 2016, poz. 847.
64. R. WASIELEWSKI, M. BAŁAZIŃSKA: Odzysk energii z odpadów w aspekcie kwalifikacji wytworzonej energii elektrycznej i ciepła jako pochodzących z odnawialnego źródła energii oraz uczestnictwa w systemie handlu uprawnieniami o emisji gazów cieplarnianych. Inżynieria Ekologiczna 2017, vol. 18, nr 5, ss. 170–178.
65. M. DIAZ-SOMOANO, S. UNTERBERGER, K. R. G. HEIN: Prediction of trace element volatility during co-combustion processes. Fuel 2006, Vol. 85, pp. 1087–1093.
66. A. S. MYRIN, P.-E. PERSSON, S. JAHNSSON: The influence of food waste on dioxin formation during incineration of refuse-derived fuels. Fuel 2014, Vol. 132, pp. 165–169.
67. Rozporządzenie Ministra Rozwoju z 21 stycznia 2016 r. w sprawie wymagań dotyczących prowadzenia procesu termicznego przekształcania odpadów oraz sposobów postępowania z odpadami powstałymi w wyniku tego procesu. Dziennik Ustaw RP 2016, poz. 108.
68. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 30 października 2014 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów wielkości emisji oraz pomiarów ilości pobieranej wody. Dziennik Ustaw RP 2014, poz. 1542.
69. G. WIELGOSIŃSKI: Technologie oczyszczania spalin w spalarniach odpadów – i nie tylko. Nowa Energia 2013, vol. 31, nr 1, ss. 32–35.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-29906eb3-5a72-489c-8354-8bba37beb9cf