Spaľovňa odpadu a bioplynová stanica vo Viedni

Inšpiratívny počin v efektívnom využívaní energie predstavuje nedávno ukončený projekt v Rakúsku. Mesto Viedeň vymyslelo nielen efektívnu metódu likvidácie prebytočných surovín, ale aj spôsob, ako transformovať a využívať obrovskú produkciu odpadov výrobu na energie. Nová spaľovňa odpadu sa vďaka technológii a ekologickému prístupu stala najmodernejším zariadením tohto typu v Európe.

Environmentálne centrum na okraji Viedne vyrástlo v pomerne krátkom čase. Jedným zo stimulov, ktorý dal výstavbe zelenú, bol rakúsky zákon, upravujúci narábanie s odpadom. Od roku 2004 sa ním zakazuje skladovanie nespracovaného odpadu a vytváranie nových skládok.

Ako prvá z troch stavieb bola v roku 2005 spustená do prevádzky čistička odpadových vôd. O dva roky neskôr pribudla továreň na výrobu energie z bioplynu Biogas Wien. Spaľovňa odpadu MVA Pfaffenau je najnovším z tretice objektov spomínaného centra. Na plný výkon funguje od septembra 2009. Objekt zužitkuje každý rok okolo 250 000 ton odpadu. Spolu so spaľovňami Flotzersteig a Spittelau pokrýva až 30 % celkovej spotreby energie v meste. Teplom dokáže vykúriť až 50 000 viedenských domácností a 25 000 domácnostiam zabezpečuje elektrickú energiu.

MVA Pfaffenau
Prípravné práce na projekte sa začali v roku 2002. Samotnému umiestneniu a určeniu funkcie stavby predchádzal strategický environmentálny audit, ktorý potvrdil ako najefektívnejšiu alternatívu nakladania s odpadom jeho tepelné spracúvanie a výrobu energie. Zo 16 lokalít nakoniec vyšla víťazne len jedna – priemyselná mestská časť Simmering na juhovýchodnom okraji mesta. O realizácii zámeru v tejto lokalite rozhodlo najmä priame dopravné prepojenie s diaľnicou, priaznivá poloha vo vzťahu k letisku, ale aj súlad zámeru s územným plánom, v ktorom sa navrhovalo lokalitu využívať na environmentálne účely. S výstavbou sa začalo v roku 2006.

Rozmerná stavba s dĺžkou 285 m a šírkou až 100 metrov je prehľadne rozdelená na štyri funkčné celky – zásobník odpadu, spaľovací kotol, výrobu energie a detoxikáciu spalín. Každý deň príde do spaľovne približne 200 nákladných vozidiel, ktoré zložia odpad do špe­ciálneho zásobníka s kapacitou 18 000 m³. Zásobník obsluhujú dva žeriavy, ktoré prenášajú odpad do násypiek dvoch spaľovacích liniek. Spaľovacia pec je navrhnutá ako posuvný systém s fixnými a pohyblivými časťami. Neustály pohyb odpadu a prísun vzduchu z ventilačného systému umiestneného pod roštom napomáhajú efektívne spaľovanie. Kotol pri teplote 850 °C spopolní až 32 ton odpadu za hodinu.

V procese spaľovania dochádza k uvoľňovaniu horúcich plynov, ktoré sa postupným ochladzovaním v hornej časti spaľovacej komory kondenzujú. Horúca para (400 °C) prechádza pod tlakom 40 barov do parnej turbíny, ktorá prostredníctvom generátora vyrába elektrickú energiu, následne transportovanú do domácností. Po znížení tlaku vovnútri turbíny para prechádza do tepelného výmenníka, kde sa na výrobu tepelnej energie druhotne využíva ešte teplo v nej obsiahnuté. Na výmenník sa napája diaľková vykurovacia sústava. Zostatkové teplo z procesu výroby energie dodatočne spracúva ekonomizér. Proces spaľovania a výroby energie trvá približne hodinu. Systém vytriedi nehorľavé látky – kovové časti, kamene, sklo. Kov putuje do neďalekej továrne na recykláciu, troska sa využíva pri výstavbe chodníkov.

MVA Pfaffenau Miesto: Viedeň, Rakúsko Investor: WKU – Wiener Kommunal-Umweltschutz-Projektgesellschaft Autori: Veselinovic-Resetarits (Sne Veselinovic, Erwin Resetarits) Projekt: 2003 – 2008 Výstavba: 2006 – 2008 Rozloha pozemku: 46 000 m2 Zastavaná plocha: 11 000 m2 Celkové náklady: 235 miliónov € Tepelný výkon: 80 MW Objem pary (40 barov, 400 °C): 100 t/h Produkcia elektrickej energie: 65 GWh/ročne Vykurovanie: 410 GWh/ročne

Ekológia a spaľovanie odpadu
V snahe zabezpečiť maximálnu ekologickú neškodnosť prevádzky spaľovňa využíva špeciálny štvorúrovňový systém čistenia spalín. Pozostáva z elektrostatického filtra, mokrej čistiarne, filtra na princípe aktívneho uhlia a katalyzátora na elimináciu oxidov uhlíka. Vďaka tomuto systému vypúšťa továreň do ovzdušia o 90 % menej emisií prachu, a o 95 % menej oxidu siričitého ako pripúšťa európska norma. Elektrostatický filter zachytáva všetky kovové častice.

Očistené spaliny putujú do dvojstupňovej mokrej čistiarne, ktorá ich zbaví toxických látok. Najprv sa pôsobením chemických a fyzických procesov vodou vyplavuje chlór, fluór a ortuť. Voda použitá v procese detoxikácie tečie do izolovanej vodnej čistiarne v areáli spaľovne. Druhý vodný filter s rozpusteným vápnom absorbuje z trosky jedovaté plyny. Získaná sadra sa recykluje. Tretia fáza čistenia prebieha na princípe aktívneho uhlia. Zachytáva uhľovodík a organické nečistoty. Pri poslednom stupni čistenia sa odstraňujú jedovaté oxidy dusíka. Do substancie sa pridáva amoniaková voda. Tá sa v chemickej reakcii s oxidmi dusíka transformuje na neškodný nitrogén a vodnú paru. Neškodlivá troska sa odváža do podzemných skládok. Kvalitu katalyzačného procesu neustále monitorujú meracie prístroje.

Stavby tohto typu nebývajú verejne prístupné, to však neplatí v prípade MVA Pfaffenau. Vedenie prevádzky vytvorilo špeciálne edukačné programy pre odbornú aj laickú verejnosť. Návštevníci majú možnosť na vlastné oči vidieť, aký objem odpadu sa každodenne vyprodukuje. Okrem toho sa zoznámia so všetkými procesmi, ktoré v budove prebiehajú. Mesto tak chce inšpirovať k zodpovednejšiemu prístupu k spo­trebe, ale aj k výstavbe podobných diel.

Biogas Wien
Biogénny odpad (odpad z trhovísk, stravovacích zariadení, kontajnerov na biologický odpad a podobne), ktorý sa môže v objekte bioplynovej stanice zužitkovať na fermentáciu, sa oddeľuje od zvyšného odpadu. Od jesene roku 2007 sa vo viedenskom zariadení na výrobu energie z bioplynu každoročne účinne získava čistá a obnoviteľná energia zo 17 000 ton biogénneho odpadu. Perspektívne sa počíta s ďalším expandovaním až na úroveň 34 000 ton odpadu ročne.

Bioplynové zariadenie Biogas Wien využíva na fermentáciu mezofilnú teplotnú oblasť. Vstupný biologický materiál (organický odpad) sa zberá v uzatvorenej hale. Ďalší presun materiálu sa realizuje pomocou zásobníkového dopravníka, ktorý umožňuje jeho automatický prísun do procesu spracovania. Tekutý odpad sa čerpá priamo z cisternového vozidla. Po rozdrvení materiálu a oddelení kovových častí sa odseparujú hrubozrnné cudzorodé látky ako plasty, drevo či inertný odpad. Následne pokračuje zaparovanie biogénneho odpadu v turbomiešači (pulper), pričom sa súčasne extrahujú ďalšie minerálne alebo kovové prvky.

Hrebeňovo-drážkové kompaktné zariadenie extrahuje na konci aj najmenšie nečistoty. Vzniknutou kašovitou, resp. tekutou hmotou sa plní fermentačný reaktor (fermentor) – cez dva medzistupňové zásobníky a jeden hygienizačný stupeň. Materiál zostáva vovnútri reaktora 20 dní. Bioplyn (40 až 75 % metánu, zušľachtený vodnou parou), ktorý sa počas cyklu vyrobí, sa kompletne využije na vykurovanie domácností.

Zvyškový materiál z fermentácie (digestát) sa po odlúčení vody zmiešava s ďalšími štruktúrovanými materiálmi a konvertuje sa do formy kompostu s cieľom využitia na poľnohospodárske účely.

Bioplynové zariadenia možno označovať aj za energiu recyklujúce elektrárne, pretože energiu obsiahnutú v organickom odpade skutočne recyklujú – bioplynom, ktorý je zdrojom čistej obnoviteľnej energie, a dosahuje maximálnu energetickú efektívnosť pri minimálnom množstve znečisťujúcich látok. Využitím energie na báze bioplynu sa redukuje spotreba fosílnych palív, takže súčasne s poklesom emisií skleníkových plynov sa zlepšuje aj ochrana životného prostredia. Spracovanie biologického odpadu vo Viedni je preto v tomto smere skutočne významným prínosom.

Biogas Wien Miesto: Viedeň, Rakúsko Projekt a realizácia stavby:    Wiener Kommunal-Umweltschutzprojektgesellschaft m. b. H. (WKU) Začiatok výstavby: marec 2006 Začiatok prevádzky: jeseň 2007 Zastavaná plocha: 2 800 m2 Technologický proces: spracovanie, zaparovanie, dvojstupňová metóda oddeľovania, zahusťovanie, využitie bioplynu na oblastné vykurovanie, odsávanie (úprava vzduchu), príprava zvyškového materiálu po fermentácii na kompostovanie Kapacita: 17 000 ton biogénneho odpadu (mestský biogénny odpad, odpad zo stravovacích zariadení, trhov, potraviny po záruke a podobne) s možnosťou zvýšenia až na 34 000 ton ročne Produkcia plynu: 1 125 000 Nm3/rok (počas prvej etapy) Metóda premeny energie: horúcovodné kotly na oblastné vykurovanie (v konečnej fáze sa predpokladá vykurovanie 600 domácností) Produkcia energie: 11 200 MWh/rok (počas prvej etapy)

 
Miriam Turancová, Silvia Friedlová
Odbornú spoluprácu poskytli Ing. Eva Schvarzbacherová, PhD., a prof. Ing. Ján Gaduš, PhD.

Foto: Dano Veselský

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.