NOVÝ ZDROJ ENERGIE Skládka pražského komunálního odpadu v Praze - Ďáblicích má jako jedna z mála v republice nainstalován systém odplynění s důsledným využitím energie získaného plynu. Úspěšné získávání bioplynu ze skládky komunálního odpadu je možné při splnění několika předpokladů: [*] Z odpadu...
NOVÝ ZDROJ ENERGIE
Skládka pražského komunálního odpadu v Praze - Ďáblicích má jako jedna z mála v republice nainstalován systém odplynění s důsledným využitím energie získaného plynu.
Úspěšné získávání bioplynu ze skládky komunálního odpadu je možné při splnění několika předpokladů:
[*] Z odpadu musí být vytěsněn vzduch, což lze zajistit důkladným hutněním kompaktory.
[*] Ukládaný materiál musí obsahovat biologický odpad. Tato podmínka však po zákazu ukládání biologicky aktivních odpadů nebude splněna, resp. ve zbytkovém odpadu ho bude jen malé množství. Biologický odpad se bude buď kompostovat, nebo energeticky využívat v moderních bioreaktorech.
[*] Musí být zamezeno přístupu vzduchu (kyslíku) do skládky. Jelikož jsou moderní skládky důkladně izolované zespodu, je nutné ji rovněž důkladně uzavírat shora. Vytváří se tzv. rekultivační sendvič, který zajišťuje odizolování tělesa deponie od atmosféry, zejména zamezuje úniku plynu a vnikání srážkových vod do tělesa.
[*] V tělese skládky musí být udržována optimální vlhkost pro nastartování a udržení anaerobního - metanogenního procesu, a to umělým zvlhčováním celého tělesa zasakováním vody pod rekultivační sendvič.
Jsou-li tyto podmínky splněny, vzniká v tělese skládky anaerobní prostředí. V něm se rozvíjejí metanogenní bakterie, produkující skládkový plyn, jehož hlavní součástí je metan (CH4). Jeho množství postupně narůstá. Jakmile množství metanu přestoupí 40 %, lze už uvažovat o jeho využití.
SITUACE U NÁS
Na území republiky existuje dnes kolem 380 skládek. Odplynění s využitím získaného plynu je nainstalováno zhruba na deseti z nich. Zbytek jsou většinou nevelké skládky, u nichž je naděje na energetické využití velmi malá.
Důvody jsou technické. Skládky nebývají dobře hutněny (malé skládce se nevyplatí kompaktor), proto jejich vnitřní prostředí nepodporuje růst metanogenních bakterií.
Vzhledem k jejich velikosti také nemají obvykle dostatečnou mocnost vrstvy odpadu. Plyn v dobré kvalitě produkují sekce s mocností nad 10-15 metrů, ideální je kolem 20-30 metrů. Není-li to dodrženo, malé skládky "úspěšně vyhnívají" hnilobným procesem. Neprodukují metan, ale vyvětrávají a obtěžují okolí zápachem.
Malé skládky často nemají dostatečnou schopnost akumulovat vodu. Při špatném provozování a malé akumulační schopnosti (špatný poměr aktivní plochy a mocnosti odpadu) se stává, že odpad doslova plave ve vodě. Toto prostředí je samozřejmě pro vývin a využití plynu naprosto nevhodné, odpady ve skládkové vodě jen vyhnívají.
Z uvedených důvodů nemůže být většinou využit energetický potenciál odpadu. Je tak ztracena možnost alespoň částečně získat z uskladněného odpadu potenciál, který je v něm uložen. Řešením by podle některých odborníků bylo provozování jen několika velkých skládek.
To však dnes již zajistit nelze. Na počátku rozvoje českého odpadového hospodářství udělal podle jejich názoru stát špatné strategické rozhodnutí, když umožnil vznik takového množství skládkovacích kapacit.
Rekultivace, monitorování a následná péče o velké množství malých skládek bude stát obce a občany značné množství finančních prostředků, stejně jako sanace skládek po zkrachovalých neseriózních provozovatelích (viz případ skládky v Pozďátkách, která ohrožuje okolí kvůli nevhodně uložené zelené skalici apod).
SYSTÉM V ĎÁBLICÍCH
Od počátku provozu skládky v Ďáblicích bylo na ni uloženo kolem 1,7 mil. tun odpadů. V době náběhu provozu, v roce 1993, to bylo kolem 100 tis. tun, v letech 1994-1998 v průměru přes 300 tis. tun komunálního odpadu ročně. Po začátku provozu v pražské spalovně (1998) se množství začalo snižovat. Spalovna loni spálila kolem 170 tis. tun odpadů, zbytek byl uložen na skládku.
Ing. Karel Procházka, technický ředitel společnosti .A.S.A. provozující skládku, říká: "Velká skládka vlastně funguje jako bioreaktor generující metan. Ten je nutno dostat ze skládky pryč, jinak způsobuje velké provozní potíže. Není-li instalováno aktivní odplynění, začne se vytlačovat povrchem do okolí. Jelikož má ďáblická skládka mocnost vrstvy kolem 30 metrů a je velkým zdrojem plynu, rozhodli jsme se ho energeticky využít.
Do tělesa skládky jsme v rozponu 30 metrů rozmístili studny na jímání plynu. Jsou zapojeny na odplyňovací systém. Spodní odtah byl založen už při budování skládky, horní odtah je uložen v nejspodnější vrstvě rekultivace po navršení odpadu a uzavírání skládky.
Po uzavření tělesa skládky a vzniku anaerobního prostředí začíná vznikat plyn. Do obsahu metanu 30 % z celkového objemu jde stále (při kolísání obsahu CH4) o třaskavou směs, kterou nelze energeticky využít, ale musí se zneškodňovat - spalovat na fléře, jinak byla neúnosnou zátěží svého okolí.
V prvním roce náběhu, když začalo odebírání plynu z prvních dvou sekcí, se plyn spaloval na fléře v množství až 600 m3 za hodinu. Vznikaly tím značné energetické ztráty, s nimiž se ale nedalo technicky nic dělat. Využití plynu je zajímavé až od určitého množství a kvality.
Plyn má poměrně značnou vlhkost, proto z něj musíme odloučit kondenzát. To jde dvěma cestami: vyspádováním do vlastní studny nebo do kondenzační šachty, která musí být přesně nadimenzována na podtlaky, se kterými pracujeme. Za kondenzační šachtou je pět čerpadel, která dnes dávají dohromady výkon 2600 m3 odsávaného plynu za hodinu."
Zhruba taková by byla vydatnost této skládky, kdyby byly zapojeny všechny studny. Momentálně je jich na skládce zapojeno kolem sedmdesáti, z toho 50 jich vyvíjí kvalitní plyn, ostatní jsou v náběhové křivce.
Ze skládky je odsáváno v současnosti 1000-1500 m3 plynu za hodinu s obsahem 55-60 % metanu. Po rekultivaci dalších sektorů a připojení studní bude výtěžnost plynu dosahovat cca 3000 m3 za hodinu. Odchodem plynu ze skládky ubývá značné množství hmoty. První sekce za dobu odebírání plynu a následným dosednutím poklesla již o šest metrů.
CO SE S PLYNEM DĚJE
Na počátku využívání plynu na skládce byly v areálu instalovány firmou PDI, a. s., dvě kogenerační jednotky o výkonu celkem 1,7 MW. Motory vyráběly nízké napětí, to se transformovalo na 22 kV a bylo přifázováno na rozvodnou síť Pražské energetiky, takže se proud prodával do veřejné sítě jako alternativní zdroj.
Při tomto uspořádání se však ničilo množství výkonu na chladičích motorů. Energetický potenciál plynu je možno rozdělit na využitelný, tedy elektrický výkon generátorů kogeneračních jednotek (kolem 36 %), dalších 40-45 % je možno využít ve formě tepla. Zbytek však odchází bez užitku (nevyužitelné ztráty).
"Abychom zabránili ztrátám vznikajícím chlazením motorů nainstalovaných původně v Ďáblicích, vytvořili jsme spolu našimi strategickými partnery pro využití bioplynu (PDI, a.s. a Ústavem využití plynu v Brně) novou koncepci," dodává Ing. Procházka. "Stará pražská skládka v Dolních Chabrech zatěžovala své okolí velkými úniky plynu do okolí, vyvíjí však velmi kvalitní plyn.
Ten jsme z části plochy začali jímat a potrubím jsme ho přivedli do ďáblického areálu. Zde se oba zdroje - ďáblický a chaberský - mísí a plyn se vychlazuje na -20 0C. Tím se omezuje kondenzace vody při velkých dopravních vzdálenostech.
Plynovými motory jsou poháněny kompresory, které vytlačují zhruba 3000 m3 plynu za hodinu do pět kilometrů vzdáleného podniku Daewoo Avia v Letňanech.
Tam je plyn využíván jako skutečný alternativní zdroj. Na kogeneračních turbínách se produkuje elektřina pro potřebu vlastní továrny. Využitelných 40 % tepla, které na skládce odcházelo bez upotřebení (bylo zničeno v chladičích motorů), se v Letňanech používá na topení a ohřev teplé užitkové vody.
Zbytek se spaluje v turbíně s výrobou vlastní páry pro vytápění. Díky tomuto projektu má dnes, aniž o tom ví, část obyvatel na sídlišti Letňany teplo z plynu vznikajícího na skládce odpadů."
Plyn je samozřejmě také využíván v samotném areálu skládky: je zde instalována malá kogenerační jednotka na výkon 375 kW, která zásobuje areál, osvětlení i vytápění, dmychadla jsou poháněna přímo motory spalujícími skládkový plyn.
JAKO BIOREAKTOR
Plyn ze skládky je velmi čistý, má vysoký obsah metanu (60 % CH4, zbytek je zejména dusík a oxid uhličitý). Jeho složení se neustále sleduje a na základě monitorovaných parametrů se nastavuje odplyňovací systém. Výhodou je, že neobsahuje žádnou síru, neboť kogenerační jednotky jsou na jeho přítomnost (agresivitu) velmi citlivé.
Aby se zabránilo přístupu vzduchu do skládky a tím zajistila vysoká kvalita plynu, je na ní vybudována technická izolační vrstva o síle (mocnosti) zhruba 1,7 metru. Tuto rekultivaci je nutno stále ošetřovat.
Vzhledem k velké rozloze bylo na ní vybudováno zavlažování, které má zajistit, aby vzrostlo několik desítek tisíc vysázených keřů (zkušenosti suchého období letošního roku). Sázeny jsou také mělce kořenící stromy, jež však nesmějí dosáhnout vyššího vzrůstu než pět metrů, jinak by mohly ohrozit vývratem těsnost povrchové konstrukce.
Skládka bude jako bioreaktor na výrobu metanu fungovat asi dvacet let, pak bude množství plynu klesat k nule. Potom budou muset být ještě několik let být provozovány monitorovací studny a jímání průsakových vod, jichž však bude také postupně ubývat.
Ďáblická skládka bude po ukončení produkce definitivně uzavřena bezpečnostní obálkou o síle asi zhruba 4 metry, vybudovanou z výkopového materiálu a uzavřenou ornicí. Na ní bude provedena konečná rekultivace. Do vzniklého lesoparku už budou moci lidé chodit.
To však bude trvat ještě možná několik desítek let. Vybudovaná obálka (konteinment) zahladí znaky technického tělesa. Vznikne pseudopřírodní útvar, který po "vyhasnutí" skládky a odpovídajícím technickému zabezpečení nebude pro své okolí, podzemní vody nebo atmosféru znamenat žádné nebezpečí.
Provozovatel je povinen podle smlouvy s hl. m. Prahou pečovat o skládku po dobu 50 let a musí pro to zajistit dostatečné finanční rezervy. O jiném využití rozhodnou městské úřady podle aktuální situace.
JARMILA ŠŤASTNÁ,
FOTO ARCHÍV .A.S.A., s. r. o.
