Ορθή περιβαλλοντικά λειτουργία μονάδων παραγωγής βιοαερίου με την αξιοποίηση βιομάζας

Transcript

1 Ορθή περιβαλλοντικά λειτουργία μονάδων παραγωγής βιοαερίου με την αξιοποίηση βιομάζας ΑΡΓΥΡΩ ΛΑΓΟΥΔΗ Δρ. Χημικός TERRA NOVA ΕΠΕ περιβαλλοντική τεχνική συμβουλευτική ΣΥΝΕΔΡΙΟ ΤΕΕ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ»

2 Διαχείριση οργανικών αποβλήτων Κτηνοτροφικά απόβλητα (κοπριά) Υφιστάμενη πρακτική : Απόρριψη σε lagoon ζύμωση στην ατμόσφαιρα - χρήση στις καλλιέργειες ως λίπασμα Προβλήματα: Έκλυση αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα (μεθάνιο και N 2 O), πρόκληση οσμών, απόρριψη στο έδαφος μη λαμβάνοντας υπόψη ορθές πρακτικές Απόβλητα τυροκομικών μονάδων οινοποιείων ελαιοτριβείων: υψηλό οργανικό φορτίο Υφιστάμενη πρακτική : Απαίτηση βιολογικής επεξεργασίας ή σε κάποιες περιπτώσεις διάθεση σε εξατμισιοδεξαμενή ή ανεξέλεγκτη διάθεση σε υδατικούς αποδέκτες Προβλήματα: Υψηλό κόστος διαχείρισης - Οσμές ρύπανση επιφανειακών και υπόγειων υδάτων

3 Μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από βιομάζα Παραγωγή βιοαερίου με την αναερόβια χώνευση οργανικών αποβλήτων : ελεγχόμενη αποσύνθεση της οργανικής ύλης των αποβλήτων παρουσία βακτηρίων και απουσία οξυγόνου σε κατάλληλα δοχεία μετατροπή του άνθρακα σε μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα (βιοαέριο) Σύσταση βιοαερίου: CH4: % CO2 : % Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με την καύση βιοαερίου

4 Πλεονεκτήματα μονάδων βιοαερίου Ορθή περιβαλλοντικά και βιώσιμη λύση για την διαχείριση οργανικών αποβλήτων με σημαντικό οργανικό φορτίο (κτηνοτροφικά, τυροκομικά, κλπ) Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αξιοποιώντας το ενεργειακό περιεχόμενο των αποβλήτων Προώθηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας Η χρήση βιομάζας για την παραγωγή ενέργειας αποτελεί μία από τις σημαντικές προτεραιότητες της ΕΕ Μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου: οι εγκαταστάσεις που εντάσσονται στο σύστημα εμπορίας εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου δεν πληρώνουν για την αγορά δικαιωμάτων εκπομπών εφόσον χρησιμοποιούν ως καύσιμο βιομάζα ή βιοαέριο (Οδηγία 2009/29/ΕΚ) Χρήση οργανικών λιπασμάτων και εδαφοβελτιωτικών και μείωση χρήσης χημικών λιπασμάτων

5 Μονάδα αξιοποίησης βιομάζας Παραλαβή αποθήκευση οργανικών αποβλήτων (βιομάζα) αναερόβια χώνευση της βιομάζας και παραγωγή βιοαερίου καύση βιοαερίου και παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας επεξεργασία και διαχείριση της χωνεμένης βιοϊλύος

6 Περιβαλλοντικά ορθή λειτουργιά Βέλτιστες διαθέσιμες τεχνικές Σωστή επιλογή πρώτης ύλης προς επεξεργασία Οσμές: η διαδικασία της αναερόβιας ζύμωσης πραγματοποιείται σε κλειστά συστήματα Εκπομπές αέριων ρύπων: το βιοαέριο αποτελεί καθαρή πηγή καύσης Ρύθμιση λειτουργίας για αύξηση απόδοσης Ανακύκλωση υγρών στην παραγωγή Παραγόμενη βιοιλύς και τρόπος διαχείρισης της (εδαφοβελτιωτικό λίπασμα)

7 Περιβαλλοντικά ορθή λειτουργιά Σωστή επιλογή πρώτης ύλης προς επεξεργασία Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του αποβλήτου καθορίζουν : Την απόδοση αναερόβιας ζύμωσης Την ποιότητα βιοαερίου και την ενεργειακή απόδοση της μονάδας Τα χαρακτηριστικά βιοιλύος διαχείριση ως εδαφοβελτιωτικό

8 Περιβαλλοντικά ορθή λειτουργιά Σωστή επιλογή πρώτης ύλης προς επεξεργασία: υλικά που δεν περιέχουν βαρέα μέταλλα, όπως ζωικά υποπροϊόντα (κοπριά, σφάγεια, απόβλητα μονάδων επεξεργασίας τροφίμων, κλπ.) και αγροτικά απόβλητα, πράσινα υλικά που δεν περιέχουν παθογόνους μικροοργανισμούς (παστερίωση σε περιπτώσεις σφάγειων) Κατάλληλο ισοζύγιο άνθρακα αζώτου Αποφυγή αδρανών υλικών ή τοξικών υλικών (μείωση απόδοσης) Σωστής επιλογή υγρασίας πρώτης ύλης (ποσοστό ξηράς ουσίας στο απόβλητο ανάλογα με την τεχνική (10 25% ή %)) Έλεγχοι των υλικών πριν την παραλαβή τους Επιλογή προμηθευτών Αναλύσεις

9 Περιβαλλοντικά ορθή λειτουργία ΟΣΜΕΣ Βέλτιστες Διαθέσιμες Τεχνικές Παραλαβή οργανικών αποβλήτων σε εσωτερικό χώρο κλειστή δεξαμενή Εγκατάσταση αυτοματισμών για το κλείσιμο του χώρου παραλαβής (αεροκουρτίνα, υποπίεση, κλειστή δεξαμενή με σωλήνα σύνδεσης στο φορτηγό, κλειστό αυλακωτό κανάλι μεταφοράς, κλπ.) Μονάδα απόσμησης στην παραλαβή Πραγματοποίηση όλων των διαδικασιών για την παραγωγή του βιοαερίου σε κλειστά αυτοματοποιημένα συστήματα Η σταθεροποιημένη βιοιλύς μετά την αναερόβια ζύμωση δεν περιέχει οσμηρές ενώσεις

10 Περιβαλλοντικά ορθή λειτουργία ΑΕΡΙΕΣ ΕΚΠΟΜΠΕΣ κατά την καύση Το βιοαέριο αποτελεί καθαρή πηγή καύσης Σύσταση βιοαερίου: CH4: % CO2 : % Βέλτιστες Διαθέσιμες Τεχνικές Επεξεργασίας βιοαερίου πριν την καύση για μείωση υδρόθειου (βιολογική οξείδωση, αφύγρανση, χρήση πλυντρίδας) Χρήση τεχνικών μείωσης των εκπομπών NOx, CO (selective catalytic reduction, thermal oxidation) είναι οικονομικά εφικτή μόνο για μεγάλες μονάδες (>3 MW) Οριακές τιμές ΝΟx 1000 ppm CO 1000 ppm H 2 S 5 ppm

11 Περιβαλλοντικά ορθή λειτουργία: Προτεινόμενες ΒΔΤ για αύξηση απόδοσης Καταγραφή παραμέτρων στο εισερχόμενο και εξερχόμενο υλικό (ΤOC, COD, N, P, Cl) ρύθμιση λειτουργίας Αύξηση χρόνου παραμονής στον βιοαντιδραστήρα / βελτιστοποίηση λειτουργίας αύξηση βιοαερίου Προτίμηση θερμοφυλικών συνθηκών χώνευσης (50-65 C) αύξηση βιοαερίου (ανάλογα με το είδος αποβλήτων εφαρμόζεται και η μεσοφυλική (20-45 C))

12 Περιβαλλοντικά ορθή λειτουργιά: Υγρά απόβλητα Νερά από καθαριότητα χώρων, φορτηγών, κλπ. ΒΕΛΤΙΣΤΕΣ ΔΙΑΘΕΣΙΜΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ Ανακύκλωση όλων των παραγόμενων υγρών αποβλήτων με την προσθήκη τους στον βιοαντιδραστήρα

13 Περιβαλλοντικά ορθή λειτουργιά: Διαχείριση παραγόμενης βιοιλύος (Εγκύκλιος 4/2012 ) αποτελεί οργανικό λίπασμα - βελτιωτικό εδάφους εφόσον : η πρώτη ύλη είναι κοπριά, άλλα ζωικά απόβλητα, γεωργικά απόβλητα, απόβλητα επεξεργασίας τροφίμων, πράσινα, υπολείμματα ενεργειακών φυτών, κλπ. Εφαρμόζονται οι διατάξεις για την Δημόσια Υγεία Κανονισμός 1069/2009 «περί υγειονομικών κανόνων για ζωικά υποπροϊόντα και παράγωγα προϊόντα που δεν προορίζονται για κατανάλωση από τον άνθρωπο και για την κατάργηση του κανονισμού ΕΚ/1774/2002» Κανονισμός 142/2011 «για την εφαρμογή του κανονισμού 1069/2009 περί υγειονομικών κανόνων για ζωικά υποπροϊόντα και παράγωγα προϊόντα που δεν προορίζονται για κατανάλωση από τον άνθρωπο και για την εφαρμογή της οδηγίας 97/78/ΕΚ» Τα επίπεδα βαρέων μετάλλων είναι χαμηλά Απόφαση 2006/799/ΕΚ περί οικολογικών κριτηρίων βελτιωτικών εδάφους Εφαρμόζονται οι απαιτήσεις σχετικά με τη διάθεση αζώτου του Κώδικα Ορθής Γεωργικής Πρακτικής και της νομοθεσίας για την νιτρορύπανση. Υ.Α /820/2000 (Φ.Ε.Κ. 477/Β/ ) Κώδικας Ορθής Γεωργικής πρακτικής Υ.Α /568/2004 Κώδικας Ορθής Γεωργικής πρακτικής ΚΥΑ οικ /1335/1997 (ΦΕΚ519/Β/ ).

14 ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΕΚ/1069/2009: ζωικά υποπροϊόντα Διαχείριση ζωικών υποπροϊόντων κατηγορίας 2 (κοπριά, γάλα, προϊόντα με βάση το γάλα, σφάγεια, κλπ.) : λιπασματοποιούνται ή μετασχηματίζονται σε βιοαέριο Tα κατάλοιπα διάσπασης από μετασχηματισμό σε βιοαέριο ή το λίπασμα μπορούν να διατεθούν στην αγορά και να χρησιμοποιηθούν ως οργανικά λιπάσματα ή βελτιωτικά εδάφους

15 Απαιτήσεις σε μονάδες βιοαερίου ανάλογα με τις πρώτες ύλες Απόβλητα κατηγορίας 2 και 3 πρέπει να διαθέτουν μονάδα παστερίωσης/εξυγίανσης θερμοκρασία 70 C εντός μίας ώρας Μεταποίηση - μείωση μεγέθους (50 mm - 12 mm) καταγραφή θερμοκρασιών κατάλληλο σύστημα ασφαλείας για την πρόληψη ανεπαρκούς θέρμανσης. (εκτός από περιπτώσεις κόπρου, υλικών χωρίς μεταδοτικές ασθένειες ή υλικά τα οποία έχουν υποστεί μεταποίηση)

16 Κανονισμοί 1069/2009 και 142/2011 Απαιτούμενα χαρακτηριστικά οργανικών λιπασμάτων - βελτιωτικών εδάφους (κατάλοιπα διάσπασης) από μονάδες παραγωγής βιοαερίου: Μέτρηση των επιπέδων μικροβιακού φορτίου στην βιοιλύ (σαλμονέλλα, E. coli) Συμμόρφωση με όρια Κανονισμών

17 Βαρέα μέταλλα Έλεγχος των εισερχομένων πρώτων υλών: παραλαβή μόνο κτηνοτροφικών αποβλήτων, σφαγείων, ενσιρρωμάτων, κλπ. ΟΡΙΑΚΕΣ ΤΙΜΕΣ ΑΠΟΦΑΣΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗΣ 2006/799/ΕΚ (Κοινοτικό Οικολογικό Σήμα σε Βελτιωτικά Εδάφους) Παράμετροι Οριακές τιμές (mg/kg ξηράς ουσίας) Κάδμιο 1 Χαλκός 100 Νικέλιο 50 Μόλυβδος 100 Ψευδάργυρος 300 Υδράργυρος 1 Χρώμιο 100

18 Ορθή γεωργική πρακτική νιτρορύπανση (ΚΥΑ 16190/1335/1997) Τα κτηνοτροφικά απόβλητα εφόσον πραγματοποιείται ορθή εφαρμογή τους στο έδαφος θα πρέπει να θεωρηθούν σαν πηγές θρεπτικών στοιχείων και η εφαρμογή τους να συνδυαστεί με υποκατάσταση χημικών λιπασμάτων Σε περιοχές που έχουν χαρακτηριστεί ως ευπρόσβλητες ζώνες για την νιτρορρύπανση : διάθεση μέχρι 17 Kg N/στρέμμα ετησίως

19 Ορθή γεωργική πρακτική Πραγματοποίηση υπολογισμού με βάση την καλλιέργεια Να μην γίνεται εφαρμογή σε απόσταση < 5 μέτρων από όχθες ποταμών και λιμών < 0.5 μέτρα από κανάλια άρδευσης Να χρησιμοποιούνται μηχανήματα λιπασματοδιανομής Να μην γίνεται διασπορά όταν πνέει ισχυρός άνεμος, σε πλημμυρισμένα εδάφη, εδάφη με χιόνι, όταν βρέχει Σωστή αποθήκευση των λιπασμάτων ώστε να μην υπάρχουν διαρροές Ύπαρξη δεξαμενών αποθήκευσης των λιπασμάτων για το χειμώνα