Po co nam spalarnie odpadów?

Pomimo że spalanie odpadów na skalę przemysłową znane i stosowane praktycznie jest już od blisko 150 lat, to ciągle każdy pomysł budowy takiej instalacji budzi ogromne emocje i protesty społeczne. Zastanawiające jest, dlaczego budowa spalarni odpadów spotyka się z tak ogromnym oporem.

Obecnie na świecie pracuje już blisko 2500 takich instalacji, w tym w Japonii ponad 1200, ponad 300 w Chinach, niewiele mniej w Stanach Zjednoczonych i około 500 w Europie. Technologia jest znana, stale unowocześniana pod kątem niezawodności i minimalizacji oddziaływania na środowisko. I nie dotyczy to tylko instalacji w najbardziej rozwiniętych krajach świata. W Unii Europejskiej obowiązują takie same zasady i reguły prawne we wszystkich krajach członkowskich, a to oznacza, że nie ma znaczenia, czy instalacja budowana jest w Niemczech, we Francji, Szwecji, Włoszech, czy w Polsce, Czechach bądź na Litwie – każda musi spełniać takie same wymagania. 

Minimalizacja składowania

Jest kilka powodów, dla których buduje się spalarnie odpadów. Pierwszym z nich jest minimalizacja składowania odpadów. Od 1999 roku Unia Europejska konsekwentnie stara się ograniczyć składowanie odpadów, upatrując w tej metodzie postępowania z odpadami komunalnymi źródło poważnego zanieczyszczenia środowiska – zatrucia wód podziemnych, niekontrolowanej emisji metanu czy też uciążliwości zapachowej. Problemem jest także pozyskiwanie coraz nowszych terenów pod składowiska. Spalanie odpadów radykalnie zmniejsza ten problem.

Po procesie spalanie odpadów komunalnych zostaje (wagowo) ok. 25% stałej pozostałości w postaci żużli i popiołów, które mogą być wykorzystane jako kruszywo przy budowie dróg lub mogą być źródłem surowców (metali żelaznych i nieżelaznych, w tym aluminium), oraz ok. 4% w postaci produktów oczyszczania spalin. Tylko ten ostatni strumień musi być składowany, a biorąc pod uwagę gęstość – to z objętości 1 m3 (1000 l) naszych odpadów komunalnych robi się jedynie ok. 6 l odpadów do składowania. 

Energetyczna wartość odpadów

Drugą przyczyną jest wykorzystanie właściwości energetycznych naszych odpadów. Wartość opałowa naszych odpadów komunalnych jest wyższa od wartości opałowej węgla brunatnego, porównywalna z biomasą i niewiele mniejsza od popularnych (tanich) gatunków węgla kamiennego. Oznacza to, że nasze odpady komunalne (po selektywnej zbiórce oraz po wydzieleniu z nich frakcji biologicznej w instalacjach mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych) mogą stanowić paliwo w ciepłowniach i elektrociepłowniach lokalnych, zastępując powszechnie stosowany węgiel.

Jest to dziś niezmiernie ważne, gdyż w ciągu ostatniego roku węgiel podrożał w sposób nieprawdopodobny. W czerwcu 2021 roku jego cena dla ciepłownictwa wynosiła 276 zł za tonę, dziś jest to już 1700 zł za tonę, a cena nadal rośnie. W tym samym czasie gaz podrożał 4-krotnie, biomasa ponad 3-krotnie. A przy tym warte podkreślenia jest to, że w przypadku elektrociepłowni opalanych odpadami to nie one płacą za paliwo, a właśnie przedsiębiorstwa gospodarki odpadami płacą za przyjęcie do spalania, średnio ok. 300 zł za tonę (zależy to od instalacji – w istniejących polskich spalarniach jest to od 200 do 350 zł za tonę). Elektrociepłownia opalana odpadami może więc zaoferować niższą cenę ogrzewania niż w przypadku spalania innych paliw, w najgorszym przypadku jest gwarantem braku dalszych wzrostów cen. W tej sytuacji wygranymi są mieszkańcy miejscowości, w której jest elektrociepłownia opalana odpadami – do niższej ceny za ogrzewanie dopłacają mieszkańcy innych miejscowości, w których nie ma spalarni, a których odpady przywożone są do spalania.

Zmniejszenie kosztów odbioru odpadów

Pomimo że spalanie odpadów uważane jest za najdroższą metodę postępowania z odpadami komunalnymi, to w obecnej sytuacji w Polsce budowa spalarni odpadów może spowodować obniżkę kosztów odbioru odpadów od mieszkańca. Od 2013 roku ilość wytwarzanych w naszych gospodarstwach domowych odpadów komunalnych systematycznie rośnie, o ok. 0,5 mln ton rocznie, i w 2021 roku osiągnęła już 13,8 mln ton. Z roku na rok zbieramy selektywnie coraz więcej odpadów (w 2021 roku ok. 5,4 mln ton), niestety nie wszystkie nadają się do recyklingu. Pozostałe odpady, tzw. odpady resztkowe, trafiają w części do funkcjonujących w Polsce 8 spalarni odpadów komunalnych i głównie do 182 instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów (MBP). W instalacjach MBP ze strumienia odpadów zmieszanych oraz nienadających się do recyklingu części odpadów zebranych selektywnie (w żółtych, zielonych i niebieskich workach) wydzielane są: frakcja kaloryczna (tzw. pre-RDF), frakcja biologiczna przeznaczona do kompostowania (razem z selektywnie zebraną frakcją „bio” z odpadów komunalnych – brązowy pojemnik) oraz tzw. balast – pozostałość do składowania.

Rocznie pre-RDF-u wytwarzamy w Polsce ok. 4,5 mln ton, przy czym w spalarniach odpadów oraz cementowniach spalanych jest dziś ok. 2,5 mln ton. 

Corocznie nie znajduje więc możliwości zagospodarowania ok. 2 mln ton pre-RDF-u i jest magazynowane w różnych, bardziej i mniej do tego przystosowanych miejscach. Właśnie ten pre-RDF jest od 2016 roku źródłem ponad 100 pożarów rocznie (rekord padł w 2018 r. – 283 pożary). Nadpodaż pre-RDF-u w stosunku do mocy przerobowych instalacji mogących poddać go termicznemu przekształcaniu (spaleniu) powoduje wzrost kosztów w gospodarce odpadami komunalnymi. Działa znane ekonomiczne prawo popytu i podaży. Przy dużym popycie na spalanie pre-RDF-u i braku wystarczającej podaży instalacji spalających ceny rosną, osiągając średnio 400-600 zł za tonę odebranych odpadów, aż do nawet 1000-1200 zł za tonę w niektórych metropoliach (np. w Warszawie). Zahamować to może tylko budowa nowych instalacji spalania odpadów. 

Obecny i przyszły potencjał

Obecnie w Polsce funkcjonuje 8 spalarni odpadów komunalnych. Pierwsza z nich, w Warszawie, została oddana do użytku w 2001 roku i ma wydajność ok. 50 000 ton na rok. W latach 2015-2019 powstały kolejne: w Koninie (96 000 ton na rok), Białymstoku (120 000 ton na rok), Bydgoszczy (180 000 ton na rok), Krakowie (220 000 ton na rok – dziś 245 000 ton na rok), Poznaniu (210 000 ton na rok), Szczecinie (150 000 ton na rok – dziś już 176 000 ton na rok) oraz Rzeszowie (100 000 ton na rok). 

W 2019 roku oddano do użytku kocioł wielopaliwowy w elektrociepłowni FORTUM w Zabrzu (który może spalić 250 000 ton RDF-u rocznie). Aktualnie w budowie znajdują się instalacje w Gdańsku (160 000 ton na rok) i Olsztynie (110 000 ton na rok) oraz rozbudowywana jest instalacje w Warszawie o dwie nowe linie (265 000 ton na rok). Na etapie projektowania (po podpisaniu kontraktów na budowę) znajdują się instalacje w Krośnie (22 000 ton na rok), Starachowicach (30 000 ton na rok) oraz druga linia spalarni w Rzeszowie(80 000 ton na rok). Wszystkie te instalacje będą dofinansowane z funduszy UE za pośrednictwem Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.

W NFOŚiGW złożonych jest kolejnych 11 wniosków o dofinansowanie spalarni odpadów o łącznej wydajności ok. 750 000 ton na rok. Bilansując moce przerobowe istniejących 8 spalarni i kotła wielopaliwowego FORTUM, 3 spalarni w budowie i 3 w projektowaniu, 11 spalarni z wniosków do NFOŚiGW oraz ok. 1 150 000 ton spalanych w cementowniach, uzyskujemy ok. 4 mln ton spalanych odpadów. A zatem pozostaje jeszcze możliwość wybudowania kilku instalacji o łącznej wydajności ok. 0,5 mln ton na rok, budowa następnych będzie już nieuzasadniona. Ale te 11 instalacji (wnioski w NFOŚiGW) oraz kolejne o wydajności ok. 0,5 mln ton na rok wybudować trzeba, i to możliwie szybko!

Nieuzasadnione obawy mieszkańców

Pomimo pokazanych powyżej potrzeb i zalet budowy spalarni odpadów w dalszym ciągu wiele osób boi się tych inwestycji. Najważniejsze obawy związane są z emisją zanieczyszczeń ze spalarni, ewentualnymi awariami oraz możliwą emisją odorów. 

Trzeba, niejako w odpowiedzi, wyraźnie stwierdzić: nowoczesna instalacja termicznego przekształcania odpadów, spalarnia odpadów, elektrociepłownia opalana odpadami to nie ognisko, to nie piec domowy, to nie stara kotłownia osiedlowa. Nowoczesna spalarnia zapewnia bardzo bezpieczne i niskoemisyjne spalanie odpadów, posiada także bardzo wydajny i skuteczny system oczyszczania spalin. 

Wiele przedsiębiorstw ciepłowniczych rozważa wymianę starych kotłów węglowych, rusztowych na instalacje spalania odpadów. Daje to ewidentne korzyści w postaci zmniejszenia emisji. Przykładowo w wielu miejskich ciepłowniach funkcjonują dziś kotły ciepłownicze typu WR-10. Jest ich w całej Polsce aż 262, a zdecydowana większość ma już ponad 30 lat eksploatacji. Ich moc cieplna wynosi ok. 10-12 MW. Jeżeli w miejsce takiego kotła postawimy kocioł opalany odpadami o podobnej mocy, będzie on spalał rocznie ok. 22-25 tys. ton frakcji kalorycznej wydzielonej z odpadów komunalnych (pre-RDF). Z uwagi na znacznie ostrzejsze wymagania emisyjne przy spalaniu odpadów niż przy spalaniu węgla emisja pyłu będzie 10-krotnie mniejsza, emisja tlenków azotu 2-krotnie, a emisja dwutlenku siarki aż 25-krotnie mniejsza. 

Dioksyny

Dużo wątpliwości i emocji związanych z emisją zanieczyszczeń ze spalania odpadów budzi problem dioksyn. Narosło wokół niego wiele mitów i nieporozumień, które trzeba wyjaśniać i prostować. Dioksyny są to związki organiczne zawierające w swojej cząsteczce chlor, powstające we wszystkich procesach termicznych (praktycznie już od 250°C aż do ok. 700°C), gdzie w paliwie znajduje się chlor. 

Ponieważ chlor występuje także w węglu i drewnie, nie tylko w odpadach, również spalanie tych paliw jest źródłem emisji dioksyn (polichlorowanych dibenzo-p-dioksyn, polichlorowanych dibenzofuranów) do środowiska. Wieloletnie badania prowadzone od końca lat 70. XX wieku pokazały, że nie można zakwalifikować dioksyn jako substancji trujących (w odróżnieniu np. od znanego z powieści kryminalnych cyjanku potasu), nie ma też potwierdzonych statystycznie naukowych dowodów na ich kancerogenność. Wiadomo jednak, że wpływają one na gospodarkę hormonalną w naszych organizmach i stąd ich emisja, w szczególności ze spalania odpadów, jest bardzo mocno ograniczana. Dzięki bardzo wydajnym systemom oczyszczania spalin w spalarniach stężenie dioksyn w spalinach jest zazwyczaj niezmiernie niskie, często nawet 10-krotnie niższe niż wymagają tego i tak bardzo surowe przepisy prawa. Jako ciekawostkę warto w tym miejscu wskazać, że stężenie dioksyn w dymie papierosowym jest ok. 20-krotnie wyższe niż dopuszczają to przepisy dla spalarni odpadów. W Polsce (wg oficjalnych danych Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami – KOBiZE) w 2019 roku wyemitowanych zostało w roku ok. 270 g dioksyn. Największym źródłem było spalanie w małych piecach (w tym naszych piecach domowych, nieposiadających żadnych systemów oczyszczania spalin) – ok. 170 g. W gospodarce odpadami największym ich źródłem były pożary miejsc składowania odpadów – ok. 26,5 g, zaś 8 polskich spalarni odpadów komunalnych w wyniku spalenia ok. 1 mln ton odpadów wyemitowało jedynie ok. 0,06 g dioksyn. 

Warto więc w tym miejscu powtórzyć – nowoczesne spalarnie odpadów posiadają bardzo wydajny system oczyszczania spalin, znacznie skuteczniejszy niż systemy oczyszczania spalin w elektrowniach, elektrociepłowniach czy licznych ciepłowniach. Nad prawidłową pracą całej instalacji czuwa system ciągłego monitoringu emisji, który z częstotliwością co 2-3 sekundy mierzy stężenia zanieczyszczeń w kominie. Wyniki ciągłych pomiarów emisji są przekazywane do wojewódzkiego inspektoratu ochrony środowiska i udostępniane w trybie on-line na stronie internetowej spalarni, co zapewnia również społeczną kontrolę nad pracą spalarni odpadów. 

Recykling

Na koniec warto odnieść się do często pojawiających się stwierdzeń, że spalarnia odpadów jest zaprzeczeniem idei gospodarki obiegu zamkniętego i wyklucza się wzajemnie z recyklingiem. Jest to fałszywe stwierdzenie. W strumieniu odpadów komunalnych zawsze jest ok. 30-40% części nienadających się do recyklingu i ta właśnie ilość nadaje się do termicznego przekształcania – spalania w elektrociepłowniach opalanych odpadami. Analiza systemów gospodarki odpadami w bardziej rozwiniętych, bogatszych krajach UE pokazuje, że można mieć nawet 50-65% udziału recyklingu (i przeróbki biologicznej razem) przy 30-40-procentowym udziale spalania, jednocześnie ograniczając składowanie odpadów do poziomu zaledwie kilku procent. Przodują tu Niemcy, którzy przy 67-procentowym udziale recyklingu uzyskują ponad 32% spalania (w blisko 100 spalarniach odpadów), ale jednocześnie składując poniżej 1% odpadów komunalnych.

Wydaje się, że przedstawione powyżej informacje jednoznacznie wyjaśniają, dlaczego potrzebne są spalarnie odpadów, dlaczego nie należy się ich obawiać i jakie są korzyści z ich posiadania. Przyjmijmy więc do wiadomości, że spalarnia odpadów to inaczej elektrociepłownia opalana szczególnym rodzajem paliwa, które codziennie powstaje w naszych gospodarstwach domowych, którego ilość rośnie wraz ze wzrostem zamożności społeczeństwa (wzrostem PKB), w którym zawarta jest energia (7-14 MJ/kg), która nie powinna być marnowana i którego spalanie wymaga spełnienia rygorystycznych wymagań dotyczących samego procesu spalania (np. temperatura), wielkości emisji oraz postępowania z pozostałością (żużle i popioły, produkty oczyszczania spalin). A przede wszystkim uwierzmy wreszcie, że jest to instalacja bezpieczna dla ludzi i środowiska.

prof. dr hab. inż. Grzegorz Wielgosiński
Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska
Politechnika Łódzka

Przegląd Komunalny 10/2022 (373)