V uplynulém období se usilovným vysvětlováním podařilo implementovat do povědomí legislativních i normalizačních odborníků tu skutečnost, že cementářský pecní agregát na výpal slínku představuje ve své nejrozšířenější variantě (rotační pec s disperzním výměníkovým systémem) téměř ideální zařízení na využívání a zneškodňování celé řady různorodých druhotných paliv a odpadů s rozdílným obsahem příměsí.
Nicméně v současné době - vzhledem ke zhoršující se situaci v cenách paliv - se celá řada dalších oborů z ekonomického hlediska snaží využívat odpady a alternativní paliva, což vyvolává potřebu standardizovat využívání těchto paliv pro mnohem širší rozsah spalovacích zařízení, než tomu bylo dříve. Proto se ukazuje nezbytným neustálé opakování skutečností o dokonalém rozkladu a zneškodnění organických reziduí z palivových komponent a vazbě stopových materiálů ve slínkových minerálech, vč. vysvětlování principu bezodpadové technologie se ukazuje nezbytným i v současných procesech IPPC. Alternativní palivo může být spalováno v hlavním hořáku rotační pece společně se základním palivem nebo samostatně v pomocném hořáku v množství představujícím libovolné procento tepelného příkonu pece. Místo pomocného hořáku je také možno u pecí vybavených předkalcinátorem využít hořáku předkalcinátoru.
ALTERNATIVNÍ PALIVA
Prvními alternativními palivy, které byly v cementářských provozech využívány, byly odpadní oleje, na nichž byla beze zbytku zdokumentována technologie rozkladu polychlorovaných bifenylů. Dnes snad již klasickým cementářským palivem jsou použité pneumatiky, u nichž bylo prvně dokladováno souběžné materiálové a energetické využití. Zde je klasický příklad pyrolytického rozkladu za nízkého parciálního tlaku kyslíku v kouřových plynech s předáním tepla v místě kalcinace, tedy v místě největší spotřeby tepla. Za podmínek spalování při nižších teplotách než na hlavním hořáku je spojen s výrazně menší emisí NOx, než kdyby byla tato energie dodávána hlavním hořákem. Obsah zhruba 20 % ocelového kordu, tedy železa, působí při výrobě cementářského slínku nejen jako součást suroviny, kde ušetří přidávání železité korekce, ale také jako účinný mineralizátor, tj. snižuje hodnotu teploty vzniku eutektika, a tím představuje i energetickou úsporu při výrobě.
Spalování vysušených městských čistírenských kalů v cementářské rotační peci prošlo výraznou zkušební etapou a přispělo nejen k získání zkušeností ze spalování nízkoenergetických paliv s výhřevností do 10 MJ/kg, ale zejména ke zkušenostem s termickým chováním těkavých stopových prvků - rtuti a thallia, které musí být z procesu před využíváním odstraněny.
Zcela odlišný problém pak představovalo v současně době pomalu doznívající palivové zařazení masokostních produktů, u moučky spojené s limitováním obsahu P2O5. I zde praxe ukázala, že při možnostech moderní analýzy je využití těchto produktů vyšší, než se předpokládalo.
Prvním skutečným alternativním tuhým palivem, byť výrazně netypickým, byl pravděpodobně Kormul, standardně vyráběné tzv. aditivní palivo na bázi odpadních ropných kalů v rámci asanace starých ekologických zátěží ze sludgeových rybníků. Kaly, uložené ve sludgeových rybnících vznikaly při rafinaci minerálních olejů kyselinou sírovou. Během uložení kalů ve sludgeových rybnících docházelo k jejich odvodnění a k dalším změnám. Obsah sušiny vzrůstal až na 96 %. Vytěžené odpady (sludge) pastovité konzistence jsou míseny s uhelnými multiprachy a vápnem, vápennými nedohasky, popř. vápencem tak, aby výsledný produkt byl briketovatelný a/nebo lisovatelné konzistence. Na základě dlouhodobých zkoušek byla vytvořena podniková norma a bezpečnostní list s limitováním některých škodlivin pro spalování v cementářských rotačních pecích, např. obsahů kadmia, thallia síry a alkálií. Výrobce aditivního paliva Kormul musí rovněž sledovat vlastnosti paliva, aby bylo možno zaručit výhřevnost, obsah popela a vody.
Hlavní skutečný krok k alternativním palivům představovala Refused Derived Fuels (RDF), tedy paliva vyráběná ze složek tuhého komunálního odpadu na principu jejich úpravy změnou fyzikálních, chemických nebo biologických vlastností odpadů. Primární odpad se vyskytuje ve formě, která neumožňuje přímé dávkování do rotační pece a je principiálně hlavní příčinou současného zpřísňování normových požadavků na materiál a legislativních požadavků na návazné emise. Dávkování těchto odpadů jako druhotného paliva jinou cestou než přes hořák nelze připustit s ohledem na možný obsah některých škodlivin, které nelze při nižších teplotách spolehlivě zneškodnit.
LEGISLATIVA
Právo na úrovni EU (Evropských společenství). Hlavním obecným principem tvorby a aplikace práva v Evropské unii je nadřazenost či přednost práva Evropských společenství (ES) nad národním právem členského státu, znamenající, že v případě konfliktu mezi ustanoveními obou právních řádů převládá právo ES. Tato zásada platí bez ohledu na to, byla-li norma členské země přijata před či po schválení normy primárního nebo sekundárního práva ES. Není přitom ani důležité, tvoří-li národní norma součást ústavního, občanského či trestního práva.
V oblasti nakládání se spalitelnými látkami tvoří jádro práva ES několik právních norem doplněných (jejich výklady) soudními rozhodnutími Evropského soudního dvora (ESD), jež mají povahu precedentu. Z právních norem ES jsou to jednak ty, které upravují požadavky na vybrané druhy paliv, a dále pak normy, které upravují způsob nakládání s odpady, včetně možnosti jejich využití pro výrobu energie. V obecnější rovině však termické využití spalitelných látek rovněž podléhá normám o integrované prevenci a řízení znečištění a posuzování vlivů na životní prostředí (tab. 1).
NORMALIZACE SOLID RECOVERED FUELS
V roce 2003 zahájila svoji práci TC 343 pod mandátem CEN 325 s cílem standardizovat požadavky na tato paliva nejprve ve formě Technical Specifications (TSs) a po zhruba tříleté validaci jejich převedení na plné European Standards (ENs). Česká normalizační komise č. 138 vznikla až v roce 2006, v době, kdy struktura vznikajícího normového systému těchto paliv byla již pevně stabilizována.
Rozsah prací TC 343 podle mandátu začíná bodem přijetí ostatního odpadu do procesu a končí okamžikem výstupu dodávky paliva. Je tedy zřejmé, že tyto normy jsou především určeny výrobcům těchto paliv. Mandát nezahrnuje schéma sběru odpadu, ani aktuální použití těchto paliv ve spalovacích jednotkách. Nicméně mandát uvádí, že dokumenty jsou založeny na rozličných studiích a praktických zkušenostech mnoha cementářských závodů v Evropě. První část prací musí směřovat k sumarizaci vlivů na proces, emise, kvalitu cementu, vyluhovatelnost a zdravotní a bezpečnostní hlediska.
Je evidentní, že vznik norem na SRF paliva byl vyvolán zejména jejich využíváním v cementářských procesech. Používání SRF paliv představuje dvojí výhodu - organická frakce nahrazuje fosilní palivo, zatímco anorganická frakce nahrazuje surovinovou složku.
Základní normou tohoto systému je v současné době prCEN/TS 15357 Solid Recovered Fuels - Terminology, Definitions and Descriptions, která již byla v draftu přeložena do češtiny a je v současné době připomínkována. Stěžejní definicí je pojem solid recovered fuel: solid fuel prepared (prepared - here means processed, homogenised and up-graded to a quality that can be traded amongst producers and users) from non-hazardous waste to be utilised for energy recovery in incineration or co-incineration plants and meeting the classification and specification requirements laid down in prCEN/TS 15359).
Související normou je prCEN/TS 15358 Solid Recovered Fuels - Quality Management Systems - Particular requirements for their application to the production of solid recovered fuels. Mnohem závažnějším předpisem je však prCEN/TS 15359 - Solid Recovered Fuels - Quality Management Systems - Specification and classes.
Navrhovaný klasifikační systém SRF paliv je založen na třech základních parametrech, které popisují důležité vlastnosti. Těmito parametry jsou výhřevnost, obsah chlóru a obsah rtuti. Každý z parametrů je rozdělen do pěti tříd s limitními hodnotami. SRF palivo musí být označeno klasifikační třídou pro každý z těchto tří parametrů. Každý z parametrů má stejnou důležitost.
Parametry SRF paliv se dělí na několik skupin. Povinné - obligatorní zahrnují třídu paliva, původ odpadu (slovně nebo šestimístná klasifikace podle European Waste List, EWC), tvarovou formu (pelety, žoky, brikety, piliny, vločky, chomáče, prach) a velikost částic, vč. distribuční křivky.
Mezi dobrovolné parametry patří obsah popela, obsah vlhkosti, výhřevnost, obsah vybraných a stopových prvků a obsah biomasy. Dále je zde uvedeno složení, tj. hmotnostní zastoupení hlavních složek (dřevo, papír, plasty, guma, textil), postupy přípravy paliva (mletí, řezání, drcení, zmrazování, třídění) a jeho fyzikální parametry (objemová hustota, obsah prchavých látek, teplota tání popela, tvorba kleneb aj.).
Zpřesněné stanovení obsahu biomasy a biomasového uhlíku v SRF palivech je důležité z hlediska možnosti jejich odpočtu jako enviromentálně neutrálního uhlíku při bilancích CO2 v rámci EU ETS, Kjótského protokolu a monitorovacích plánů jednotlivých instalací. Přestože seznam materiálů uváděných v Monitoring and Reporting Guidelines aplikovaných ve vyhlášce č. 696/20045 Sb., příloha č. 4 je poměrně široký, samo stanovení biomasy je poměrně problémové. Plné dokončení prCEN/TS TS 15440 - Method for the determination of biomass content - by přineslo další možnosti rozšíření těchto látek.
LEGISLATIVA SOLID RECOVERED FUELS
Ve snaze stabilizovat druhotná paliva jako řádnou výrobkovou alternativu k základním palivům fosilního charakteru i k využívání samotných odpadů byla pro alternativní paliva v uplynulých letech vyvinuta v cementářském průmyslu komplexní logistika založená na platné legislativě, tj. byl vytvořen systém přípravy alternativních paliv, zejména tuhých, která jsou vyráběna odpadovými firmami podle předem určených podnikových norem, odsouhlasených odběratelem, tj. cementárnou.
K takto definovanému výrobku byl vypracován bezpečnostní list podle zákona o chemických látkách a přípravcích. Podle legislativy na ochranu ovzduší tento výrobek procházel při svém výrobním využití tzv. dvojnásobnou certifikací, tj. jednak byl schválen příslušnou oprávněnou státní zkušebnou a byl vydán certifikát s prohlášením o shodě, jednak byl na základě autorizovaného měření povolován příslušnou inspekcí životního prostředí pro danou instalaci.
Podle vyhl. č. 357/2002 Sb. o kvalitě paliv k zákonu na ochranu ovzduší, § 2, písm. b) je dosud alternativním palivem směs spalitelných materiálů přírodního nebo umělého původu bez nebezpečných vlastností uvedených pod kódy H1, H4 až H14 v příloze č. 2 zvláštního právního předpisu. Skutečné složení alternativního paliva se ověřuje autorizovanou zkušebnou. Vlastnosti produktů spálení (plynných odpadních plynů a tuhých zbytků) jsou ověřovány autorizovanou osobou podle § 15 zákona na konkrétním zařízení zdroje znečišťování.
V první fázi bylo doporučeno doplnit stávající legislativu pojmy ze zákoně č. 406/2002 Sb., o hospodaření energií, z paragrafu 2 - kde se v základních pojmech uvádí tzv. druhotný energetický zdroj jako takový využitelný energetický zdroj, jehož energetický potenciál vzniká jako vedlejší produkt při přeměně a konečné spotřebě energie a při likvidaci odpadů.
Dále bylo doporučeno zvážit změnu názvu alternativní palivo na druhotné palivo a navázat tak na definici druhotného energetického zdroje podle tohoto zákona. - tj. § 2 b) druhotným palivem - vyrobená (podle zák. o technických požadavcích na výrobky) směs spalitelných materiálů přírodního nebo umělého původu, jejíž skutečné složení a vlastnosti dané normou a bezpečnostním listem (podle zákona o chemických látkách a přípravcích) se ověřují autorizovanou zkušebnou. Vlastnosti produktů spálení (plynných odpadních plynů a tuhých zbytků) jsou ověřovány autorizovanou osobou podle § 15 zákona na konkrétním zařízení zdroje znečišťování.
K návrhu se vždy doporučovalo doplnit § 3, odst (2) "Za tuhá paliva se považují h) tuhé produkty zpracování uhlí, ropy a oleje."
Návrh novely vyhlášky je veden snahou když ne zamezit, tak alespoň limitovat využívání alternativních paliv vzniklých na národní bázi, tedy s podnikovou normou pro definování parametrů pro odběratelsko-dodavatelské vztahy tím způsobem, že bude jejich využívání omezeno i materiálovými parametry na vstupu v palivu - to pro ty zdroje znečišťování, které nemají vlastní specifické emisní limity.
Vlastní využívání SRF paliv podle EN norem pravděpodobně celý systém v budoucnu může natolik prodražit, že může být zejména v kontextu ceny paliva a ceny emisního měření ekonomicky výhodnější spalovat materiály v odpadovém režimu. K tomuto navíc i přispěje přibližování cenového systému v odpadovém hospodářství např. ze SRN k českému systému, vč. zpřísňovaného zákazu ukládání určitých odpadů na skládky.
Ing. Jan Gemrich
VÚ maltovin Praha, s. r. o., Svaz výrobců cementu
