Analiza Life Cycle Assessment spalania biomasy i odpadów dla celów energetycznych

W pracy przeprowadzono analizę oceny cyklu życia (Life Cycle Assessment - LCA) energetycznego wykorzystania odpadów komunalnych w spalarni. Analiza przeprowadzona została na okres jednego roku dla 250 tys. miasta. Badania obejmowały etap zbierania odpadów, transport, spalanie oraz zagospodarowanie pozostałości po spaleniu. W obrębie zbierania uwzględniono emisję wynikającą z produkcji pojemników niezbędnych do gromadzenia odpadów. Następnie w wyniku transportu do spalarni uwzględniono emitowane substancje szkodliwe do otoczenia. Po przyjeździe odpadów na teren spalarni segregowano odpady. Odpady niesegregowane kierowano następnie do spalenia. Założono, że spalanie przebiega w piecu rusztowym. Palne składniki procesu podlegały konwersji do spalin, natomiast składniki mineralne do żużla oraz popiołu. Spaliny oczyszczane były w instalacji zawierającej szereg urządzeń. W wyniku procesu produkowana była energia elektryczna oraz ciepło. Uwzględniono, że z powstałego w wyniku spalania żużla odzyskiwane były metale. Pozostała część tego materiału, która mogła być wykorzystana kierowana była do budowy dróg, natomiast reszta trafiała na składowisko. Popiół lotny oraz stałe pozostałości z oczyszczania spalin po procesie kierowane były na składowisko odpadów niebezpiecznych. Analiza przeprowadzona została z zastosowaniem metody CML2001. Rozpatrzono kategorie zubożenia zasobów abiotycznych, zmiany klimatu, toksyczności dla ludzi, tworzenia fotoutleniaczy, zakwaszania oraz eutrofizację. Uwzględniono wszystkie elementy obowiązkowe analizy oraz normalizację i ważenie z elementów opcjonalnych. Uzyskane rezultaty następnie omówiono oraz porównano do wskaźników literaturowych dla energetycznego wykorzystania biomasy.

This paper presents a Life Cycle Assessment analysis of combustion of municipal waste in an incinerator plant. The study was performed for a city with a population of 250 thousand over a one year period. Research included examinations of waste collection, transportation, combustion, and utilization residues after combustion. The collection stage included emissions from the production of containers necessary for the waste collection. The stage of transportation included emissions from diesel combustion in the engines of vehicles carrying waste to the incineration plant. Afterwards, the waste was segregated at the incineration plant, and the non-recyleable remainder from sorted municipal waste were then directed for incineration. It is assumed that the combustion takes place in a grate furnace. Combustible components are transformed into flue gas, and minerals into slag and ash. Flue gas was cleaned in an installation with a variety of equipment including an electrostatic precipitator for dedusting of exhaust gases, a scrubber for acidic flue gas and heavy metals separation, a scrubber for neutralization of SO2, a filter with a coke absorber, and a Selective Catalytic Reduction (SCR) for denitrification. The incineration plant produced electricity and heating. The analysis included recovery of metals from the slag. The remaining material which can be used is consigned for road construction, while the rest goes to landfill. Fly ash and solid residues from the cleaning of flue gas are directed to a hazardous materials landfill. The analysis was conducted using the CML2001 method. The study considered categories of mineral resources depletion, global warming, toxicity to humans, photochemical oxidation, acidification, and eutrophication. All obligatory elements were taken into account in addition to normalization and weighting of optional elements. The results are discussed and compared to existing documentation of indicators for biomass.