Ocena efektywności ekonomicznej procesu zgazowania odpadów komunalnych i przemysłowych

• Autorzy: Kwaśniewski K. , Grzesiak P. , Kapłan R.

Identyfikatory

DOI

10.24425/123722

Warianty tytułu

EN

The economic assessment of the municipal and industrial waste gasification process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejsza publikacja przedstawia ocenę efektywności ekonomicznej hipotetycznej instalacji zgazowania odpadów komunalnych i przemysłowych do produkcji gazu procesowego wykorzystywanego w dalszej kolejności do produkcji energii bądź produktów chemicznych. W pierwszej części pracy przedstawiono przykładowy układ technologiczny energochemicznego przetwarzania mułu węglowego i odpadów komunalnych, bazujący na procesie zgazowania z wykorzystaniem reaktora fluidalnego. Hipotetyczna instalacja składa się z dwóch głównych bloków: przygotowania paliwa oraz zgazowania. W bloku przygotowania paliwa realizowane są operacje przyjęcia surowców, ich magazynowania (składowania), a następnie podjęcia, mielenia, mieszania, suszenia oraz transportu paliwa do bloku zgazowania. W bloku zgazowania realizowane są operacje zgazowania paliwa, produkcji tlenu, chłodzenia i oczyszczania surowego gazu procesowego oraz obróbki popiołu. W dalszej części szczegółowo opisano kluczowe założenia dotyczące prowadzonego procesu zgazowania, a także oszacowano nakłady inwestycyjne oraz koszty operacyjne związane z prowadzeniem procesu. W konsekwencji bazując na metodzie zdyskontowanych przepływów pieniężnych, wyznaczono jednostkowy koszt wytworzenia energii zawartej w gazie syntezowym (cost of energy, COE) oraz dokonano interpretacji wyników. Celem uzyskania akceptowalnej efektywności procesu zgazowania paliw odpadowych do produkcji alternatywnego paliwa, gazu procesowego, konieczne jest uzupełnienie mieszanki miał-muł domieszką RDF. W takim przypadku jednostkowy koszt paliwa mierzony wskaźnikiem zł/GJ jest niższy niż w przypadku węgla kamiennego a porównywalny z węglem brunatnym. Wykorzystanie mułów węglowych do produkcji gazu procesowego w sposób efektywny ekonomicznie jest możliwe jedynie w przypadku zmian w systemie regulacji prawnych umożliwiających pobieranie opłat za utylizacje odpadów przemysłowych – mułów węglowych.

EN

This publication presents an assessment of the economic efficiency of a hypothetical installation for the gasification of the municipal and industrial waste for the production of syngas used subsequently for the production of energy or chemical products. The first part of the work presents an example of a technological system for the energo-chemical processing of coal mud and municipal waste, based on the gasification process using a fluidized bed reactor. A hypothetical installation consists of two main blocks: a fuel preparation unit and a gasification unit. In the fuel preparation installation, reception operations take place, storage, and then grinding, mixing, drying and transporting fuel to the gasification unit. In the gasification installation, fuel gasification, oxygen production, cooling and purification of raw process gas and ash treatment are carried out. The following key assumptions regarding the gasification process, as well as the capital expenditures and operating costs related to the process, were estimated. Consequently, based on the method of discounted cash flows, the unit cost of generating energy contained in the synthesis gas (cost of energy, COE) was determined and the results were interpreted. In order to obtain an acceptable efficiency of the gasification process for waste fuels for the production of alternative fuel (process gas), it is necessary to supplement the mixture of waste coal and coal mud with the RDF. In this case, the unit cost of fuel measured by the PLN/GJ index is lower than in the case of hard coal and comparable with brown coal. The use of coal mud for the production of process gas in an economically efficient way is possible only in the case of changes in the legal system allowing for charging fees for the utilization of industrial waste – coal mud.

Słowa kluczowe

PL

efektywność; COE; technologie energetyczne; zgazowanie odpadów

EN

efficiency; COE; energy technologies; municipal waste gasification

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 107
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kwaśniewski K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Zarządzania, Katedra Zarządzania w Energetyce, Kraków

autor

Grzesiak P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Zarządzania, Katedra Zarządzania w Energetyce, Kraków

autor

Kapłan R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Zarządzania, Katedra Zarządzania w Energetyce, Kraków

Bibliografia

• [1] Chmielniak, T. i Ściążko, M. 2008a. Czysta energia produkty chemiczne i paliwa z węgla – ocena potencjału rozwojowego. Zgazowanie węgla. Wyd. IChPW.
• [2] Chmielniak, T. i Ściążko, M. 2018b. Wyniki analizy procesowej instalacji zgazowania paliw odpadowych w reaktorze fluidalnym (materiał niepublikowany).
• [3] ICHPW 2008. Czysta energia, produkty chemiczne i paliwa z węgla – ocena potencjału rozwojowego. Praca zbiorowa. Zabrze: Wydawnictwo IChPW.
• [4] IEA 2005. Projected Costs of Generating Electricity Update, OECD/IEA.
• [5] Komisja Wspólnot Europejskich 2006 – Zielona Księga – Europejska strategia na rzecz zrównoważonej, konkurencyjnej i bezpiecznej energii, Bruksela.
• [6] Komisja Wspólnot Europejskich 2007. Pakiet energetyczny, Bruksela.
• [7] Komisja Wspólnot Europejskich 2007. Pakiet liberalizacyjny, Bruksela.
• [8] Komisja Wspólnot Europejskich 2008. Pakiet klimatyczny, Bruksela.
• [9] Kwaśniewski i in. 2015 – Kwaśniewski, K., Kopacz, M., Kapłan, R., Grzesiak, P. i Sobczyk, J. 2015. Zgazowanie węgla: uwarunkowania, efektywność i perspektywy rozwoju red. Kwaśniewski K. i Kopacz M., Kraków: Wyd. AGH.
• [10] MOŚ 2014. Aktualizacja Krajowego planu gospodarki odpadami 2014.
• [11] NETL 2011. Quality guidelines for Energy System Studies: Cost Estimation Methodology for NETL Assessments for Power Plant Performance, DOE/NETL-2011/1455, April 2011.
• [12] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 lipca 2015 r. w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach. Dziennik Ustaw RP Warszawa, 1 września 2015 r. Poz. 1277.
• [13] Szuba, J. i Michalik, L. 1983. Karbochemia – zarys rozwoju. Wyd. Śląsk.