Drevný odpad... Čo s ním?

Transkript

1 1. Úvod 1. ÚVOD Na Slovensku považujeme za základné energetické nosiče klasické palivá, ako uhlie, ropa, zemný plyn. Využívanie obnoviteľných energetických zdrojov je v podstate návrat k energetike starých čias. Ľudia využívali energiu od nepamäti. Kúrili drevom, využívali geotermálne pramene, rieky im slúžili napríklad na splavovanie dreva, voda v mlynoch poháňala mlynské kolesá... Využitie uhlia, ropy, či zemného plynu priniesla až doba industrializácie. Rozvoj dopravy a priemyslu so sebou zákonite priniesol zvýšené potreby energie. Tempo hospodárskeho rastu sa neustále zvyšovalo, ale dnes už vidíme, že tieto klasické energetické zdroje sú obmedzené. Ich zásoby ľudstvu vystačia len na niekoľko desiatok rokov, ako je to v prípade ropy a plynu, resp. na niekoľko storočí (uhlie). Skutočnosťou však zostáva, že spotrebovanie týchto zdrojov neovplyvní budúce generácie len tým, že vlastne už nebude čo spaľovať, ale prinesie aj následky, ktoré spaľovanie fosílnych palív so sebou prináša. Globálne klimatické zmeny, kyslé dažde, odpady. Dôležitý nie je len aspekt environmentálny, ale aj ekonomický. Slovensko patrí medzi krajiny chudobné na zdroje klasických palív. Je odkázané na dovoz zo zahraničia. Táto skutočnosť je hlavnou príčinou veľkého deficitu zahraničného obchodu, na ktorom sa dovoz palív podieľa najvýraznejšou mierou. V ročnej bilancii dovozu predstavujú objem až 40 miliárd Sk. To, či je možné súčasný nepriaznivý stav zmeniť, súvisí s odpoveďou na otázku, či existuje alternatíva ku klasickým palivám. Oddávna predsa platí, že slnko ako základ obnoviteľných zdrojov energie je jediným zdrojom, na ktoré sa ľudstvo môže plne spoľahnúť. Slnečná energia nám dokáže poskytnúť všetko, čo od energie požadujeme a to veľmi jednoducho, čisto a bez rizika. Teplo, elektrickú energiu, ale aj palivá to všetko je možné získať. Prostredníctvom slnečnej energie alebo energie z nej pochádzajúcej biomasy, veternej a vodnej energie vieme vyprodukovať tepelnú, elektrickú, mechanickú energiu a pod. Publikácia Drevný odpad... Čo s ním? vznikla ako reakcia na skutočnosť, že obyvateľstvo Slovenskej republiky nie je dostatočne informované o možnostiach využívania biomasy na báze drevného odpadu ako obnoviteľného zdroja energie. Jedným z hlavných problémov, ktoré je v tejto oblasti potrebné prekonať, je zmeniť chápanie odpadového dreva v očiach verejnosti. Z kategórie odpad je ho potrebné presunúť do kategórie surovina, ktorú je možné výhodne energeticky zužitkovať. Nedostatok informovanosti spôsobuje podceňovanie priaznivého vplyvu využitia drevného odpadu na životné prostredie a ekonomiku regiónu a krajiny. Platí to často i o kompetentných pracovníkoch ochrany životného prostredia a energetiky. Využiteľný potenciál drevnej biomasy na Slovensku predstavuje 1,3 milióna ton ročne s energetickým ekvivalentom viac ako 26 PJ. V súčasnosti je z tohto potenciálu využívaných len o niečo viac ako 20 %. [2] Priaznivý vplyv spaľovania drevného odpadu na životné prostredie spočíva v tom, že v porovnaní s klasickými fosílnymi palivami vzniká výrazne menšie množstvo emisií. Pri spaľovaní drevnej biomasy nedochádza k nárastu CO 2 v atmosfére, pretože pri spaľovaní sa uvoľní len toľko uhlíka, koľko sa ho pri jeho raste prostredníctvom fotosyntézy z atmosféry naakumuluje. Vydanie publikácie Drevný odpad Čo s ním? si kladie za cieľ sprístupniť odbornej a laickej verejnosti všetky tieto aspekty. Publikácia obsahuje celkové zhodnotenie potenciálu drevného odpadu na Slovensku, environmentálne, legislatívne a ekonomické aspekty jeho využitia, prehľad dostupných technológií, prípadové štúdie zo Slovenska a iných krajín. Súčasťou publikácie je databáza výrobcov a dovozcov technológií spracovania drevného odpadu a jeho spaľovania. Publikácia je určená pôvodcom odpadov, manažmentom drevárskych podnikov, energetickým spoločnostiam, orgánom štátnej a miestnej samosprávy, výrobcom technologických zariadení na spracovanie odpadu, ako aj všetkým, ktorí sa venujú alebo plánujú venovať sa zberu, úprave a zhodnocovaniu odpadov. Táto publikácia vznikla za finančnej podpory programu ENERGIE Európskej komisie. V texte sú uvádzané viaceré slovenské i zahraničné firmy. Ich uvedenie nie je založené na komerčnej báze, ale má za cieľ urobiť dôkladný prehľad sektora spracovania drevného odpadu na Slovensku. Snahou autorov bolo do publikácie zaradiť všetky známe spoločnosti a organizácie činné v tejto oblasti. Autori 5

2 2. Drevo zdroj energie 2. DREVO - ZDROJ ENERGIE Od začiatku vývinu ľudstva človek používal prírodu ako zdroj nekonečného množstva surovín, teda aj energetickej suroviny. Najprv to bolo drevo, uhlie, rôzne rudy, neskôr ropa, zemný plyn a iné suroviny, ktoré bol človek postupom času schopný spracovať. V minulosti sa považovali zdroje ropy, uhlia, zemného plynu za nekonečné a nevyčerpateľné. Dnes už vieme, že to nie je pravda. Zásoby uhlia sa odhadujú na 225 rokov, ropy na 40 rokov a zemného plynu na 25 rokov, obrovské množstvá týchto surovín sú ukryté vo veľkých hĺbkach oceánov a morí, avšak v súčasnosti ešte nepoznáme takú technológiu, ktorou by sme boli schopní tieto zásoby využívať [18]. Tento fakt nás núti hľadať nové zdroje, resp. hľadať nové, efektívnejšie technológie využitia už známych obnoviteľných zdrojov, ktoré sú prakticky nevyčerpateľné. 2.1 OBNOVITEĽNÉ ZDROJE Množstvo energie, ktoré Slnko vyžiari za jeden rok, je 10 7 TWr (1 TWr = 8760 hod x W = 8, kwh). Z tejto energie na Zem dopadá len 1, TWr - to je energia, ktorá umožňuje život na našej planéte. V dôsledku odrazov od atmosféry a zemského povrchu sa z tejto hodnoty stráca 0, TWr. Ak si uvedomíme, že celosvetová ročná spotreba energie (uhlia, ropy, plynu, uránu a obnoviteľných zdrojov) je asi 12 TWr, potom je zrejmé, že zo slnečnej energie - 1, TWr absorbovanej za jeden rok povrchom Zeme, by ľudstvo mohlo pokryť spotrebu energiu na takmer 10 tisíc rokov. V prípade Slovenska je ročná spotreba energie nás porovnateľná s množstvom slnečnej energie dopadajúcej na naše územie počas dvoch dní. Ako vyplýva z Energetickej koncepcie pre Slovensko do roku 2005 [1], predstavuje využívanie obnoviteľných zdrojov energie v súčasnosti asi 23 PJ, t.j. 3% z celkovej spotreby primárnych energetických zdrojov. Takmer celý tento príspevok pochádza z využívania vodnej energie. Podiel obnoviteľných zdrojov v energetickej bilancii SR je skutočne veľmi nízky a nezodpovedá našim podmienkam. Veď len podiel biomasy (drevo, slama, bioplyn, bionafta) na celkovej spotrebe energie, ktorý u nás predstavuje 0,16 %, je vo Švédsku až 18 % a v susednom Rakúsku 12 %, pričom tento výsledok bol dosiahnutý za menej ako 10 rokov a navyše má stále rastúci charakter. Okrem toho v Rakúsku, ktoré je rovnako chudobné na zdroje fosílnych palív a má podobné klimatické podmienky ako Slovensko, je inštalovaných viac ako 1 milión m 2 slnečných kolektorov (najviac na jedného obyvateľa v Európe) oproti 20 tis. m 2 inštalovaných u nás. Údaje o množstve a zložení jednotlivých obnoviteľných zdrojov sú v rôznych prameňoch značne rozdielne až protichodné. Podľa Aktualizovanej energetickej koncepcie SR predstavuje reálne využiteľný potenciál obnoviteľných zdrojov v roku 2010 približne 55,4 PJ. Príspevok jednotlivých obnoviteľných zdrojov by mohol byť nasledujúci: Zdroj energie Množstvo v PJ Vodné elektrárne (veľké aj malé) 26,5 Lesná biomasa 11,4 Geotermálna energia 7,2 Slnečná energia 4,9 Bioplyn 4,3 Veterná energia 1,1 Tab. 2.1 Využiteľný potenciál obnoviteľných zdrojov Jedným z týchto zdrojov je aj biomasa, t.j. hmota vznikajúca v prírode biologickými procesmi. Biomasa je rastlinná (dendromasa dreviny, fytomasa zväčša jednoročné rastliny) alebo živočíšna (zoomasa) hmota jedincov, populácie alebo inej časti biocenózy na určitej ploche alebo v priestore. Technická biomasa, o ktorej sa v publikácii pojednáva, je obnoviteľný zdroj surovín rastlinného a živočíšneho pôvodu, vhodný na priemyselné a energetické využitie. 6

3 2. Drevo zdroj energie Množstvo vyprodukovanej biomasy na Zemi za jeden rok predstavuje asi kg, čo zodpovedá energetickému ekvivalentu približne 90 TWr. Z toho vyplýva, že množstvo energie v biomase je 7,5 krát väčšie ako je celosvetová spotreba energie (12 TWr). Slnečná energia absorbovaná v biomase môže byť premenená na užitočnú formu energie - teplo, elektrinu alebo pohonné hmoty pre motorové vozidlá viacerými spôsobmi, napr. spaľovaním, fermentáciou či anaeróbnym vyhnívaním. Ako vhodné palivá sa ponúkajú hlavne drevo, slama, bioplyn alebo špeciálne pestované rastliny s krátkym rotačným cyklom. Pritom najväčšie percento biomasy predstavuje drevný odpad. V súčasnosti energetické využívanie biomasy na Slovensku výrazne zaostáva za potenciálnymi možnosťami a to z hľadiska množstva, energetickej a ekonomickej efektívnosti, ako aj možných environmentálnych prínosov. Využiteľný ročný potenciál biomasy je viac ako 35 PJ, viď obr. 2.1 a tab Podiel zhodnocovanej biomasy na celkovej spotrebe primárnych palivovo-energetických zdrojov SR je v súčasnosti cca 1 % a ročná energetická hodnota využívanej biomasy osciluje okolo 9 PJ. Komunálny odpad 2528 TJ 6,5% ČOV 682,5 1,76% Energické porasty 3230 TJ 8,31% Lesná biomasa 8769,38 TJ 22,56% Drevospracujúci priemysel 15861,8 TJ 40,8% Poľnohospodárska biomasa 7799,9 TJ 20,07% Obr. 2.1 Technicky využiteľný potenciál biomasy v SR Hlavné príčiny nedostatočného energetického využívania biomasy na Slovensku: 1. Absencia prepracovanej stratégie energetického využívania biomasy na úrovni štátu, krajov a nižších územnosprávnych celkov. 2. Chýba legislatíva, ktorá by podporovala využívanie biomasy ako významného tuzemského obnoviteľného zdroja energie. 3. Nedostatočná angažovanosť hlavných producentov a distribútorov palív a energie (SE, SPP) pri rozvoji energetického využívania palivovej biomasy. Cieľom SPP je zvýšiť podiel plynofikovaných obcí zo súčasných 1193 (z celkového počtu 2867 sídiel) na 1900 do roku 2005, pričom plánuje preinvestovať 5,5 miliárd Sk. 4. Deformácia cien klasických palív a energie znemožňuje využívanie biopaliva. Relatívne nízke ceny fosílnych palív pôsobia demotivačne pri jej energetickom využívaní. Podporou klasických zdrojov energie (plynofikácia cez SPP) sa štát stáva závislým na importe palív. 5. Nedostatočná výskumno-vývojová činnosť a podpora rozvoja výroby domácich technológií na zodpovedajúcej technickej úrovni. 6. Nedostatok finančných zdrojov na nákup investične náročných zahraničných technológií. 7

4 2. Drevo zdroj energie Druh biomasy Lesná biomasa Tenčina stromov do 7 cm Odpadová hrubina stromov Odpad po manipulácii s drevom Palivové drevo Biomasa z prerezávok Pne a korene Odpad po mechanickom spracovaní dreva Poľnohospodárska biomasa Obilná slama Repková a slnečnicová slama Odpad z ovocných sadov a viníc Bioplyn Bionafta Odpad z drevospracujúceho priemyslu Kusový odpad Jemnozrnný odpad Kvapalný odpad Využiteľné množstvo [t/rok] Energetický ekvivalent [TJ/rok] ,05 724, , ,81 138,58 223, ,00 Spolu , * , ,30 528,60 972,50 214,50 Spolu , , , ,00 Spolu ,80 Kaly z ČOV * 682,50 Komunálny odpad Komunálny odpad Drevný komunálny odpad Komunálny odpad spolu *) tis m 3, v tabuľke nie sú uvedené energetické porasty Tab. 2.2 Celkový využiteľný potenciál biomasy na Slovensku , , ,00 CELKOM , DREVNÝ ODPAD Lesy pokrývajú 42% územia Slovenska [2]. Pod energetickým potenciálom rozumieme len drevný odpad, ktorý vzniká v rôznych podobách úmerne s plochou lesného porastu. Drevný odpad môžeme podľa pôvodu vzniku rozdeliť na odpad vznikajúci pri primárnom spracovaní dreva, sekundárnom spracovaní dreva a odpad, ktorý vzniká vo sfére spotreby, obr Produkcia lesnej biomasy závisí od prírodných podmienok v jednotlivých oblastiach Slovenska. Ročný využiteľný potenciál drevných odpadov v jednotlivých okresoch je zrejmý z obr Vzniká v ťažobno-výrobnom procese a prakticky celý zostáva v lesných porastoch. Priemyselné využitie ťažbových odpadov je v súčasnosti technicky zložité a ekonomicky málo efektívne. Ide hlavne o časti korún stromov, korene, pne, kôru a odrezky. Z tabuľky 2.2 je zrejmé, že v súčasnosti sa ročne vyprodukuje viac ako 900 tisíc ton lesnej biomasy s energetickou hodnotou 8 769,38 TJ. Podľa Aktualizovanej energetickej koncepcie SR do roku 2010 sa uvažuje o založení až hektárov rýchlorastúcich drevín. Tým by sa zvýšilo množstvo lesnej biomasy o ďalších tisíc ton ročne s využiteľným energetickým potenciálom TJ. 8

5 2. Drevo zdroj energie Vznik drevného odpadu Lesná biomasa Odpad z drevospracujúceho priemyslu Drevný komunálny odpad Tenčina stromov do 7 cm Kusový odpad Odpadová hrubina stromov Jemnozrnný odpad Odpad po manipulácii s drevom Kvapalný odpad Palivové drevo Biomasa z prerezávok Pne a korene Odpad po mechanickom spracovaní dreva Obr. 2.2 Vznik drevného odpadu LESNÁ BIOMASA Tenčina stromov Ročný výskyt po zohľadnení obmedzení Tenčina po ťažbe biologických a biologických technologických m 3.rok -1 m 3.rok -1 m 3.rok -1 z ihličnanov z listnáčov Spolu Tab. 2.3 Ročný výskyt tenčiny 9

6 2. Drevo zdroj energie Technologické možnosti ťažby tenkého dreva sú obmedzené predpísanou formou hospodárskeho spôsobu pre každý hospodársky súbor. Výpočet využiteľného množstva odpadu vychádza z údajov [2] o veľkosti ťažby podľa platných lesných hospodárskych plánov. Preto sa využiteľné množstvo redukovalo o straty pri ťažbe a sústreďovaní dreva, pozri tab Tento odpad je silne znečistený, má vysokú vlhkosť a veľmi rôznorodú frakciu. Asi najväčšou nevýhodou je jeho malá objemová hustota (hmotnosť/objem). Odpadová hrubina Za predpokladu dodržania technologickej disciplíny zostáva ročne po úmyselnej ťažbe v porastoch m 3 hrubiny, využiteľné množstvo je m 3, viď tabuľka 2.4. Ročný výskyt Hrubina po ťažbe po zohľadnení biologických a technologických obmedzení m 3.rok -1 m 3.rok -1 z ihličnanov z listnáčov Spolu Tab. 2.4 Ročný výskyt hrubiny Odpad po manipulácii s drevom Odpad vzniká na manipulačno-expedičných skladoch, odvozných miestach, pílach a v stavebno sklárskej výrobe. Do tejto skupiny môžeme zaradiť kusový odpad, ktorý vzniká pri výrobe rôznych sortimentov dreva. Ide hlavne o odrezky guľatiny pri sortimentácii pred výrezom, odrezky vznikajúce pri výreze drevnej guľatiny, odrezky vznikajúce delením reziva pri výrobe, kôru a drevný odpad pri odkôrňovaní a hrče. Nezanedbateľné množstvo odpadu predstavujú aj samotné piliny. Využitie tohoto odpadu je efektívnejšie. Vlhkosť odpadu je síce prakticky zhodná s vlhkosťou čerstvého dreva, v porovnaní s tenčinou má však odpad vyššiu objemovú hustotu a rovnorodosť a nie je tak silne znečistený. Palivové drevo Podľa sortimentácie plánovanej ťažby v permanentnej inventarizácii lesov sa predpokladá podiel palivového dreva na celkovej ťažbe 2,3 %, čo predstavuje m 3.rok -1. V skutočnosti sa v posledných rokoch na Slovensku ročne produkuje 320 až 340 tisíc ton palivového dreva (tab. 2.5). Do tejto skupiny môžeme sčasti zaradiť aj palivové drevo z prerezávok. Hlavnými príčinami tohoto rozdielu je vysoká početnosť kalamít, nadhodnotenie kvality dreva pred vykonaním ťažby (skryté vady) a najmä subjektívne príčiny pri vlastnom spracovaní dreva. Ročná výroba palivového dreva [t.rok -1 ] z ihličnanov z listnáčov Spolu Tab. 2.5 Ročná výroba palivového dreva 10

7 2. Drevo zdroj energie Biomasa z prerezávok 138,58 TJ 1,58% Pne a korene 223,25 TJ 2,55% Palivové drevo 3079,81 TJ 35,12% Odpad po mechanickom spracovaní dreva 1170 TJ 13,34% Odpad po manipulácii s drevom 1050,69 TJ 11,98% Tenčina stromov 2383,05 TJ 27% Odpadová hrubina stromov 724 TJ 8,26% Obr. 2.3 Technicky využiteľný potenciál energetickej hodnoty lesnej biomasy v SR ODPAD Z DREVOSPRACUJÚCEHO PRIEMYSLU Na Slovensku je 150 malých a 21 stredne veľkých a veľkých podnikov drevospracujúceho priemyslu. S celkovou ročnou spracovateľskou kapacitou 2,9 mil. m 3 dreva vyprodukuje ročne približne 1,265 mil. t odpadovej biomasy, (tab. 2.2). Z tohto množstva predstavuje takmer dve tretiny odpad po mechanickom spracovaní dreva a jednu tretinu tvoria tzv. čierne lúhy (obr.2.4). Odpad vzniká po mechanickom, ako aj po chemickom spracovaní dreva pri premene suroviny na výrobok. Z dôvodu vysokej rovnorodosti spracovaného materiálu je aj odpad rovnorodý. Tvoria ho odrezky a kusový odpad, vznikajúci pri výrobe finálnych výrobkov z rastného vysušeného dreva, odrezky vznikajúce pri formátovaní dosiek z aglomerovaných materiálov, odrezky z konštrukčných materiálov, ktoré nespĺňajú kvalitatívne požiadavky a nepodarky pri výrobe. Vysoké je množstvo pilín bez kôry, ktorá vzniká pri rozmerovej a povrchovej úprave dosák, brúsením a pod., tab Druh Ročné množstvo [t.rok -1 ] Energetická hodnota [TJ.rok -1 ] Kusový odpad vlhký suchý Jemnozrnný odpad vlhký suchý Spolu * vlhký odpad nad 30% vlhkosti, suchý odpad 8-12% vlhkosti Tab. 2.6 Štruktúra drevných odpadov z drevospracujúceho priemyslu Energetické využitie čiernych lúhov je miestne a časovo viazané na drevokombináty Ružomberok, Vranov nad Topľou a Štúrovo. Spaľovanie čiernych lúhov je v súčasnosti motivované najmä environmentálnymi dôvodmi. V blízkej budúcnosti sa predpokladá ich využitie len na výrobu tepelnej energie. Kvapalný odpad 6440 TJ 39,6% Kusový odpad 5680,1 TJ 35,81 Jemnozrnný odpad 3741,7 TJ 23,59% Obr. 2.4 Odpady z drevospracujúceho priemyslu, energetická hodnota pri vlhkosti menej ako 30% 11

8 2. Drevo zdroj energie Obr.2.5 Ročný využiteľný potenciál drevných odpadov v jednotlivých okresoch v SR 12

9 2. Drevo zdroj energie DREVNÝ KOMUNÁLNY ODPAD Drevný komunálny odpad vzniká vo sfére spotreby a jeho ročné množstvo je cca ton, (tab. 2.2). Zákon o odpadoch ho radí do skupiny NO nebezpečný odpad. Takýto drevný odpad je veľmi rôznorodý a len ťažko ho možno presne charakterizovať. Je daný charakterom procesu a miesta, kde vzniká a to z hľadiska druhu, veľkosti frakcie, čistoty a vlhkosti. Energetický potenciál komunálneho drevného odpadu podľa jednotlivých krajov je zrejmý z obr Odpad môže byť silne kontaminovaný, napadnutý červotočom, môže byť impregnovaný rôznymi ropnými a chemickými látkami. Môže obsahovať železné a neželezné kovy, plasty a ďalšie materiály, ktoré sa používajú v priemysle ako doplnok k dreveným výrobkom vo forme spojovacieho materiálu, líšt, atď. ako aj ďalšie cudzie prímesi, ktoré sa do odpadu dostali či už pri samotnej výrobe a demontáži, alebo skládkovaní odpadu. Je to väčšinou omietka, skaly, piesok, zemina a iné. Rozmery takéhoto odpadu sú veľmi rôznorodé. Odpad môže mať zrnitú frakciu až po kusy dlhé niekoľko metrov. Prešovský kraj 5514,02 15,47% Banskobystrický kraj 5102,2 TJ 14,32% Košický kraj 3152,25 TJ 8,84% Žilinský kraj 6733,32 TJ 19,89% Bratislavský kraj 2172,52 TJ 6,10% Trnavský kraj 3696,8 TJ 10,37% Trenčiansky kraj 2794,3 TJ 7,84% Nitriansky kraj 6476,32 TJ 19,17% Obr. 2.6 Technicky využiteľný potenciál komunálneho drevného odpadu podľa jednotlivých krajov SR 2.3 EXPORT DREVNÉHO ODPADU Na základe údajov Štatistického úradu, [3] bola zostavená tabuľka pre export komodity HS drevené piliny, zbytky a odpad, tiež aglomerované v tvare klátov, brikiet, peliet a podobných tvarov. V tabuľke sú zaznamenané údaje o exportovaných množstvách uvedenej komodity v rokoch Z citovaného zdroja nebolo možné zistiť štruktúru zloženia komodity. Preto je tabuľka doplnená o vypočítané hodnoty hmotnosti 1 m 3 a o cenu za 1 kg. Z tabuľky 2.7 je zrejmé, že aj keď množstvo vyvezeného odpadu vzrastá len mierne, cena za odpad v sledovanom období vzrástla o viac ako 230 %. Z toho ale vyplýva, že okrem nárastu cien v absolútnych hodnotách sa menia miesta určenia vývozu komodity, prípadne sa mení sledovaná komodita z hľadiska štruktúry. Výrazne vzrastá podiel vývozu drevných brikiet. V roku 1999 je to už takmer 16 tisíc ton. Rok netto [t] množstvo [m 3 ] FCO [mil. Sk] hustota [kg.m -3 ] cena [Sk.kg -1 ] , , , , * ) ,948 * ) údaje z roka 1999 sú predbežné, FCO franco cena Tab. 2.7 Množstvo exportovanej komodity komodity HS Z informácií uvedeného zdroja vyplýva, že najväčšími odberateľmi komodity HS sú Maďarsko, Dánsko, Rakúsko a Česká republika. Ich podiel na celkovom odbere v sledovanom období je zrejmý z grafu na obrázku 2.7. (Údaje z roku 1999 sú len priebežné, nakoľko v čase spracovania publikácie ešte neboli známe celkové údaje za daný rok). Je predpoklad, že z hľadiska štruktúry sledovanej komodity narastá podiel sortimentu s vyššou predajnou hodnotou (brikety, pelety a iné). 13

10 2. Drevo zdroj energie množstvo [t] Celkove Rakúsko Maďarsko 1996 Dánsko Čechy 1999 Obr. 2.7 Export komodity HS podľa odberateľov 14

11 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu 3. SPÔSOBY ZHODNOTENIA DREVNÉHO ODPADU Dnes je problém drevných odpadov riešený hlavne spaľovaním a skládkovaním. Je to preto, že v súčasnosti sú to ekonomicky najefektívnejšie spôsoby zneškodňovania odpadov. Pri spaľovaní odpadu je prioritnou úlohou zneškodnenie zbavenie sa odpadu bez využitia jeho energetického potenciálu. Pri skládkovaní riešenie nie je konečné, z environmentálneho hľadiska ide len o odsunutie problému do budúcnosti. V súlade so štátnou environmentálnou politikou hlavný dôraz pri nakladaní s odpadom by mal spočívať v snahe opätovného navrátenia suroviny do výroby. Ak to nie je z určitého dôvodu možné, pri organických odpadoch by mala byť táto snaha orientovaná na využitie jeho energetického potenciálu. Až po vyčerpaní všetkých možností recyklácie a energetického zhodnotenia odpadu môžeme uvažovať o jeho termickom zneškodnení, prípadne skládkovaní. Táto postupnosť by sa mala uplatňovať aj v prípade, ak sú uvažované metódy zhodnocovania ekonomicky náročnejšie, ako sú náklady vynaložené na skládkovanie odpadu. Drevný odpad možno zhodnotiť tak materiálovo, ako aj energeticky. Reálne spôsoby zhodnotenia drevného odpadu sú zrejmé z diagramu na obrázku 3.1. Drevný odpad Materiálové zhodnotenie Energetické zhodnotenie Kompostovanie Palivové drevo Kusový odpad ako vstupná surovina Drvina ako vstupná surovina Energetická štiepka Nosič pri alternatívnom palive Iné Zhutnený odpad Iné Obr. 3.1 Možnosti zhodnocovania drevného odpadu Stále treba mať na zreteli priority materiálové zhodnotenie, energetické zhodnotenie a až na poslednom mieste zneškodnenie MATERIÁLOVÉ ZHODNOTENIE Pri materiálovom zhodnotení je upravený odpad použitý ako surovina na výrobu toho istého, alebo iného výrobku. Snahou technológov, konštruktérov a ekonómov na celom svete je zvýšiť objem recyklovaných druhotných surovín. Pasívny prístup k životnému prostrediu, predstavovaný rôznymi spôsobmi skládkovania, treba nahradiť aktívnym riešením, t.j. vybudovaním spracovateľského priemyslu s nasadením techniky, umožňujúcej minimalizovať vznik odpadu, prípadne odpad, ktorý vznikne, vhodne triediť, upravovať a v maximálnej miere ho vracať späť do výroby ako druhotnú surovinu. 15

12 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu Kompostovanie Kompostovaná drvina zmiešaná vo vhodnom pomere s inými prísadami je hodnotným hnojivom využívaným v poľnohospodárstve. Navrátenie drevnej hmoty takýmto spôsobom späť do prírody predstavuje environmentálne najčistejšie zhodnotenie nevyužitej drevnej suroviny. Kusový odpad ako vstupná surovina Kusový odpad vzniká v drevospracujúcom priemysle, ako aj vo sfére spotreby. Takýto odpad je možno veľmi často využiť v stavebníctve, poľnohospodárstve alebo na výrobu rôznych debnení, plotov, paliet. Drvina ako vstupná surovina Ide hlavne o výrobu drviny pre drevotrieskové alebo drevovláknité aglomerované dosky. Vzhľadom na veľkú rôznorodosť drevného odpadu je možné týmto spôsobom využívať len jeho malú časť. Suchá drevná drvina sa pre svoje vynikajúce tepelnoizolačné vlastnosti stále viac využíva v stavebníctve. V susednom Rakúsku sa takouto drvinou vypĺňajú steny rodinných domov. Ďalším spôsobom využitie drviny môže byť výroba tvárnic a debnenia na báze cementu, dreva a vodného skla [5]. Ide o veľmi progresívne a dômyselné technológie, ktoré umožňujú rýchle a jednoduché skladanie základného systému (tvárnice/debnenie) do požadovaného tvaru s následným vyplnením vzniknutých stien betónom. Na Slovensku sú známe výrobky DURISOL, ISO-SPAN a VELOX. Aj tieto technológie majú pomerne vysoké požiadavky na drevnú štiepku a to tak z hľadiska druhu (smrek, jedľa...), ako aj veľkosti a vlhkosti drviny. Aj keď ide o veľmi zaujímavú problematiku, s ohľadom na zameranie tejto publikácie nie je možné venovať väčšiu pozornosť materiálovému zhodnoteniu drevného odpadu. 3.2 ENERGETICKÉ ZHODNOTENIE S klesajúcimi zásobami fosílnych energetických zdrojov a zvyšujúcim sa rizikom globálnych zmien rastie tlak na úpravu odpadu a jeho následné využitie ako potenciálneho zdroja energie. Vhodnou úpravou väčšiny organických odpadov je možné získať palivo ako náhradu za fosílne palivá. Využitie odpadu ako potenciálneho zdroja energie je preto úloha stále viac aktuálna. Pri energetickom zhodnotení sa z odpadu vyrába tepelná alebo elektrická a tepelná energia. Pri výrobe tepelnej energie je čiastočne upravený odpad spaľovaný v kotloch. Pri výrobe elektrickej energie je odpad splyňovaný a následne sa v kogeneračnej jednotke z plynu vyrába elektrická a tepelná energia. Takéto palivo má vhodné vlastnosti pre využitie, dopravu a skladovanie. Odpad sa podľa potreby čistí, dezintegruje, suší a následne zhutňuje PALIVOVÉ DREVO Sortiment palivového dreva má normou stanovené kvalitatívne parametre. Vzniká pri manipulácii s drevom z častí kmeňov a konárov, ktoré nevyhovujú kvalitatívnym požiadavkám na sortiment vyššej akosti. Pripravuje sa bežným ťažobným postupom lesného hospodárstva, prípadne sa konečná forma zabezpečuje kombinovanými rezacími a štiepacími strojmi. Približne 70 % palivového dreva sa spotrebováva vo forme polien a polienok. Toto palivové drevo je určené pre vykurovanie rodinných domov a spravidla sa pri tom spotrebiteľ neobíde bez ručnej práce. Množstvo palivového dreva, ktoré sa ročne produkuje, je uvedené v tabuľke 2.2. a jeho štruktúra je popísaná v kap Vzhľadom na zhoršujúcu sa kvalitu dreva a vysoký podiel kalamitných ťažieb zostane podiel palivového dreva aj v budúcnosti na súčasnej úrovni (7 až 8 % z celkovej ťažby) ENERGETICKÁ ŠTIEPKA Z hľadiska budúcnosti ide o veľmi zaujímavý spôsob energetického využitia drevného odpadu. Takáto úprava je perspektívna aj pre odpad, ktorý vzniká priamo pri ťažbe dreva. Energetická štiepka 16

13 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu sa spravidla vyrába z menej hodnotného odpadového dreva, tenčiny, prebierok a kôry. Je perspektívna aj v budúcnosti pri energetickom zhodnocovaní plantáží z rýchlorastúcich drevín. Aby sa zefektívnil proces výroby štiepky z tenčiny, bude treba v technológii rátať s preddrvením odpadu priamo na mieste zberu. Tým sa výrazne zmenší objem odpadu a znížia dopravné náklady na jeho približovanie do miest finálnej úpravy. Uvedená filozofia uvažuje, že mobilné technologické linky na výrobu štiepky sa budú budovať súbežne s lokalitou ťažby dreva. V týchto linkách sa drevo následne upraví na frakciu s požadovanou veľkosťou a vlhkosťou. O perspektíve tejto technológie svedčí aj fakt, že tvar paliva umožňuje plne automatizovať proces spaľovania NOSIČ PRI ALTERNATÍVNOM PALIVE Ide o známu, na Slovensku veľmi propagovanú technológiu úpravy odpadu za účelom jeho termického zhodnotenia. Rôzne druhy inak nevyužiteľných odpadov (organický odpad, poľnohospodársky odpad, plasty...) sú pri tejto technológii drvené na relatívne malú frakciu a viazané na základný nosič. Veľkosť frakcie základného odpadu nesmie byť väčšia ako 1 cm. Ako nosič sa používajú drevné piliny, slama, odpad z konopy a iné. Do základného nosiča a odpadu sú primiešavané aj kvapalné odpady, ako sú staré oleje, farby a rôzne chemikálie. Alternatívne palivo sa využíva v cementárniach, kde je cez trysky vháňané priamo do cementárenskej pece. Na Slovensku sa úpravou odpadu produkciou alternatívneho paliva zaoberá firma ASO, a.s. Pezinok. Ide o prvé pracovisko tohoto druhu v strednej a východnej Európe s investíciou vo výške 80 miliónov korún. Odpad tu vyrobený sa používa ako palivo v cementárskej peci HIROCEM, a.s. Rohožník. Predpokladaná ročná výroba tepelnej energie by mala dosiahnuť 0,5 PJ, čo predstavuje náhradu asi 20 tisíc ton čierneho uhlia. Firma ASO je ochotná drevný odpad odoberať. Musel by sa ale čiastočne čistiť, drviť na požadovanú frakciu (maximálne 1 cm) a dopravovať na miesto spracovania. Po splnení týchto podmienok je nulová výkupná cena. V opačnom prípade by bolo treba za odobratie odpadu platiť. Táto technológia má aj svoje negatíva, ktoré sa veľmi úspešne zamlčujú. Povolené množstvá emisií sa dosahujú len zmenou pomeru miešania jednotlivých druhov odpadov. Tým sa nerieši základný problém znižovania vypúšťaných emisií do ovzdušia, ale len veľmi jednoduchým trikom sa obchádza nedokonalosť zákona. Alternatívne palivo nie je sušené a teda s nárastom vlhkosti proporcionálne klesá jeho výhrevnosť. Pri spaľovaní sa tým súčasne zvyšuje dechtovanie spaľovacieho zariadenia. Technológia je s ohľadom na priebežnú kontrolu emisií a náročnosť úpravy (drvenie, dokonalé premiešavanie...) relatívne nákladná, a preto rentabilná len pri veľkých objemoch spracovaných na jednom mieste. Preto sa v Čechách, resp. na Slovensku uvažuje o vybudovaní jedného, maximálne dvoch takýchto stredísk. Treba si pritom uvedomiť, že s vybudovaním centrálnych závodov na úpravu odpadov sú spojené vysoké náklady na dopravu, či už samotného odpadu na spracovanie alebo alternatívneho paliva do cementární. Alternatívne palivo sa aj do cementárne prepravuje v nezhutnenom stave. Palivo má tiež obmedzený rozsah využitia a teda aj viazanosť odbytových možností. Takéto palivo totiž nie je možné spaľovať v bežných kotloch a predohniskách, ale vyžaduje zakúpenie špeciálnych horákov ZHUTNENÝ ODPAD Vhodnými technológiami pre úpravu drevného odpadu je jeho zhutnenie pri vysokom tlaku a teplote bez pridania spojiva. Známe sú technológie kompaktovania, peletovania a briketovania, obr S ohľadom na požadovaný pomer teploty, tlaku a zotrvanie v tomto stave, využívajú sa pre zhutňovanie dezintegrovaného dreva len technológie peletovania a briketovania. Takto možno v mnohých prípadoch získať ušľachtilé palivo v tvare a stave vhodnom tak pre transport, skladovanie, ako aj jeho energetické využitie CHARAKTERISTIKA ZHUTNENÉHO ODPADU Zlisované brikety/pelety majú pri spaľovaní v porovnaní s neupraveným odpadom viacero výhod, [7]: 17

14 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu Energetická účinnosť Základným kvalitatívnym kritériom pre porovnanie rôznych druhov palív je ich energetická účinnosť. Výhrevnosť rôznych druhov organických odpadov je uvedená v tabuľke 3.1. Zmena objemu Pri drvení je objem materiálu redukovaný v niektorých prípadoch až o 80 %. Veľkosť zmeny závisí od druhu a štruktúry vstupného materiálu. K výraznej zmene objemu dochádza aj pri zhutnení. Podľa analýz je pomer objemov rozdrveného sypaného a zlisovaného odpadu 1:6. Pre bavlnený a konopný odpad je tento pomer podstatne vyšší - až 1:19. Pri takejto redukcii objemu dochádza k ďalším, nezanedbateľným úsporám na doprave a skladovaní. Lisovanie drevného odpadu prebieha pri tlaku cca 120 MPa a teplote asi 90 C, v dôsledku čoho dochádza k jeho zhutneniu v pomere 1:10. Druh odpadu Výhrevnosť [MJ.kg -1 ] Výhrevnosť [kcal.kg -1 ] Energetický obsah [kwh] Drevené piliny ,5-4,8 Kôra ,5-4,8 Papierový odpad ,2 PVC odpad ,6 Kožiarsky odpad 18,5-21, Polyetylén ,6-12,1 Slama ,9 Konopný odpad ,8-5,6 Trstina Rašelina 18-20, ,7 Bavlna ,9-7 Guma Tab. 3.1 Hodnoty výhrevností analyzovaných odpadov Spôsob horenia Výlisky (brikety/pelety) majú pri danom type približne rovnaký tvar, hustotu a vlhkosť. Preto horia plynulo a ustáleným plameňom. Doba horenia jednej brikety z dreva je (v závislosti od tvaru a veľkosti) v rozsahu minút. Pelety horia minút. Popol možno použiť ako vhodné biologické hnojivo. Zlisovaný odpad má iné mechanické vlastnosti ako pôvodný materiál. Napríklad pri drevnom odpade je hustota výlisku ρ =11,4 kg/dm -3, čo je vyššia hustota ako je hustota samotného dreva. Biopalivo Pri spaľovaní väčšiny organických odpadov vzniká v porovnaní s hnedým uhlím menej emisií [19]. Množstvo emisií pri spaľovaní jednej tony hnedého uhlia a jednej tony drevných brikiet je uvedené v tabuľke 3.2. druh paliva druh emisie Popolček [kg] N 2 O 5 [kg] CO 2 [kg] SO 2 [kg] Hnedé uhlie 26, Drevné brikety 0,3 1,8 1 1 Pomer drevné brikety/ hnedé uhlie 88-krát menšie množstvo 2,7-krát menšie množstvo 40-krát menšie množstvo 30-krát menšie množstvo Tab Množstvo emisií pri spaľovaní hnedého uhlia a drevných brikiet 18

15 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu Cena paliva Cena energie je limitovaná prakticky len nákladmi na spracovanie a dopravu odpadu. V prípade, že sú známe ceny jednotlivých odpadov, prípadne náklady na ich zber, separáciu atď., je možné určiť cenu za jednotku energie. Je reálny predpoklad, že ceny klasických palív a elektrickej energie budú z dôvodov postupného zmenšovania sa zásob fosílnych palív naďalej narastať. Z hľadiska spracovania odpadu za účelom jeho termického zhodnotenia, bude zaujímavý rozdiel medzi výrobnými a odbytovými cenami. Možnosť spaľovania Výlisky môžu byť plnohodnotnou náhradou za drevo, uhlie, plyn, vykurovacie oleje a elektrickú energiu. Pri niektorých materiáloch nie je možné odpad z dôvodu výbušnosti (drevný prach, konopný odpad, bavlnený odpad, skartované bankovky...), ako aj dokonalosti spaľovania (odpad z kože) bez predchádzajúceho lisovania vôbec spaľovať. Objemové percentá popola vzniknuté horením rôznych druhov palív sú uvedené v tabuľke 3.3. Materiál Uhlie Vykurovací olej Drevné brikety Brikety z kôry stromov Množstvo popola 7-20 % 0 % 0,4 1 % 1-2 % Tab Objemové percentá popola vzniknuté horením Ochrana pôdneho fondu Keďže skládky odpadov zaberajú pomerne veľkú plochu, výrobcovia sú pod tlakom hospodárskej politiky štátu nútení investovať do environmentálne nezávadných technológií. Legislatíva Krajiny potenciálneho exportu ochraňujú svoj trh legislatívne. Každý potenciálny exportér by mal preto zohľadňovať už pri návrhu linky a výbere jednotlivých strojov požiadavky na výlisky, ktoré sú uvedené v normách. Najďalej je v tejto oblasti Nemecko a Rakúsko. Požiadavky na drevné výlisky sú klasifikované normou DIN [11], resp. Ö-NORM Normy obsahujú definíciu brikety, jej označenie, rozmery, dovolený podiel emisií, ako aj postup skúšok brikiet. Norma DIN zaraďuje výlisky z drevného odpadu do piatich rozmerových skupín (tab. 3.4) bez definovania, kedy je výsledný produkt briketa, alebo peleta. Všeobecne je za briketu považované teleso, ktoré rozmerovo zodpovedá rozmerovej skupine HP 1 až HP 3. Do rozmerových skupín HP 4 až HP 5 možno zaradiť produkty kompaktovania a peletovania. Rozmerová skupina Dĺžka [cm] Priemer, príp. výška alebo šírka [cm] HP 1 >30 > 10 HP 2 15 až 30 6 až 10 HP 3 10 až 16 3 až 7 HP 4 < 10 1 až 4 HP 5 < 5 0,4 až 1 Tab Rozmerové skupiny výliskov z dreveného odpadu podľa DIN Brikety i pelety majú svoje miesto na trhu s palivami. Výhodou brikiet je, že ich môžeme spaľovať bez akýchkoľvek úprav vo všetkých otvorených systémoch spaľovania. Brikety sú vhodné pre kuchynské sporáky, kachle, etážové a ústredné kúrenie a kozuby. Pelety možno vhodne spaľovať v špeciálnych kotloch, čo je spojené s nemalými investičnými nákladmi. Po určitých technických úpravách je možné ich spaľovať aj v kotloch na spaľovanie kusovej kusového dreva, prípadne v jestvujúcich kotloch na hnedé uhlie. Najväčšou výhodou peliet je to, že s ohľadom na veľkosť a homogenitu paliva možno plne automatizovať proces spaľovania. 19

16 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu Pelety Základné technické parametre peliet (obr. 3.2) sú uvedené v tabuľke 3.5. Pre vykurovanie budov sa pelety najčastejšie vyrábajú v priemeroch 6 až 8 milimetrov. Väčšie priemery sa používajú len pre spaľovanie vo veľkých kotolniach a cementárniach. Priemer pelety 4-20 mm Dĺžka pelety 5-30 mm Hustota pelety 0,8 1,1 kg.dm -3 Objemová (sypná) 650 kg.m -3 hmotnosť Relatívna vlhkosť % Obsah popola 1,5 % Výhrevnosť 17,5 MJ.kg -1 Tab. 3.5 Parametre peliet Obr. 3.2 Voľne sypané pelety Brikety Produkt zhutnenia - brikety je možné rozdeliť podľa veľkosti (tab. 3.4) a podľa tvaru, obr Brikety s dierou sa vo všeobecnosti vyrábajú len pri väčších priemeroch (vonkajší priemer brikety je väčší ako 88 milimetrov) z dôvodu lepšieho horenia. Výroba takýchto brikiet je náročnejšia a výkon stroja sa pritom zníži až o jednu štvrtinu. Tvary jednotlivých brikiet sú znázornené na obrázku 3.4, technické parametre brikiet v tabuľke 3.6. Tvar brikety Valec N - uholník Kváder Bez diery S dierou Bez diery S dierou Obr. 3.3 Možné tvary brikiet a) valcová briketa bez diery b) 8-uholníková briketa s dierou c) obdĺžniková briketa Obr. 3.4 Reálne tvary brikiet 20

17 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu Priemer brikety [mm] Dĺžka brikety [mm] Hustota brikety ihličnaté drevo [kg.dm -3 ] 1,27-1,32 listnaté drevo [kg.dm -3 ] 1,15-1,21 Relatívna vlhkosť [%] 5,2-9,6 Obsah popola [%] 3,9-4,3 Výhrevnosť Tab Orientačné parametre brikiet v sušine [MJ.kg -1 ] 16,8-17,06 v horľavine [MJ.kg -1 ] 17,6-18,4 Podľa zrealizovaného prieskumu [7] sa na Slovensku ročne vyprodukuje asi 18 tisíc ton drevných brikiet. Z uvedeného množstva sa takmer 90% exportuje CENA ZHUTNENÉHO ODPADU Pri ekonomickej analýze výroby paliva, vykonanej v kap. 5., treba poznať okrem výrobných nákladov aj odbytové ceny produktu. Ceny biopaliva (palety/brikety) sú veľmi rozdielne. Závisia od lokality, kde sa vyrábajú, sezóny, druhu spracovaného materiálu, veľkosti a spôsobu balenia, odoberaného množstva. Pre ilustráciu uvádzame ponúkané ceny brikiet od firmy BRONČEK (tab. 3.7) a peliet od firmy HOLZ PRODUKT (tab. 3.8). Situovanie slovenských producentov paliva je zrejmé z mapy na obr Zoznam a kontaktné adresy sú uvedené v kapitole 12. Balenie Zimná cena [Sk/kg] Letná cena [Sk/kg] Celoročná cena [Sk/kg] PE vrecia 25 kg 3,1 2,1 2,6 PE vrecia 10 kg 3,2 2,2 2,7 Papierové tašky cca 10 kg 3,5 2,5 3 - pri odbere nad 100 ton mesačne zľava 5%, - pri predplatbe alebo platbe v hotovosti skonto 2% - pri odbere ton mesačne zľava 10%, - ceny sú bez DPH Tab. 3.7 Cenník drevných brikiet firmy BRONČEK Cena [Sk/kg] pri odbere množstva [kg] Balenie do 50 nad 50 nad 250 nad 600 nad kg 15 14, kg 14, ,6 10,6 9,6 8,6 - pri odbere väčšieho množstva sa ceny určia dohodou, - ceny sú bez DPH Tab. 3.8 Cenník drevných peliet firmy HOLZ PRODUKT Pri tvorbe ceny nového druhu paliva si treba uvedomiť, že tento produkt má na trhu šancu na úspech len vtedy, ak je ekonomický porovnateľný s klasickým palivom. V takomto prípade je možné počítať s tým, že tak podniky, ako aj malospotrebitelia budú ochotní pristúpiť na zmenu energetického zhodnocovania zhutneného drevného produktu ako náhradu za dnes používané palivá. Argumentom na zamyslenie je aj fakt, že cena energie získavaná z klasických palív bude v dôsledku ich postupného úbytku rásť progresívnejšie, ako cena energie z odpadu. Taktiež kritériá environmentálnej vhodnosti sú v prípade biopaliva na báze dreva podstatne lepšie, ako pri klasických fosílnych palivách. 21

18 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu Obr. 3.5 Situovanie producentov drevných brikiet a peliet Legenda: v prevádzke vo výstavbe mimo prevádzky 22

19 3. Spôsoby zhodnotenia drevného odpadu Pri ekonomickej analýze palív ale nestačí porovnávať len ceny palív a absolútnych hodnotách, ale mala by sa porovnať cena, ktorú vynaložíme za jednotku tepla, [8]. Pri známej hodnote výhrevnosti odpadu (tab. 3.9) a cene, za ktorú je možné takéto palivo na trhu predávať, je možné porovnať energetickú účinnosť výliskov z rôznych druhov odpadu. Výhodou uvedeného parametra je, že umožňuje tiež jednoducho porovnať rôzne druhy palív, tabuľka 3.9. Z tabuľky je zrejmé, že energiu je možné najlacnejšie získať spaľovaním dreva. Za 1 MJ tepla, ktorý sa jeho spálením získa, zaplatíme približne 10 halierov. Pri súčasných cenách paliva na Slovensku je cena za jednotku energie drevných brikiet (cca 13,3 haliera za 1MJ) porovnateľná s cenou za energiu u hnedého (cca 13,6 haliera za 1 MJ), resp. s cenou za zemný plyn (cca 12,9 halierov za 1MJ). Druh paliva Výhrevnosť [MJ.kg -1 ] Cena 1) za 1kg, resp. za 1kWh Cena za 1 MJ [Sk] Poradie výhodnosti Drevo ) 1,5-1,7 0,088 0,121 1 Čierne uhlie ,1 3,3 0,106 0,143 2 Drevené brikety ) 2,3 2,5 0,131 0,135 4 Hnedé uhlie ,9-2,2 0,135 0,137 5 Zemný plyn ,9 4,1 0,128 0,130 3 Koks ,7 5 0,156 0,174 6 Elektrina 1 MJ=0,278 kwh 0,69 0,715 2) 0,182 0,197 7 široká spektrum výhrevnosti jednotlivých palív je spôsobené rôznou vlhkosťou paliva 1) ceny jednotlivých palív sú platné pre maloodberateľov k , podľa údajov jednotlivých dodávateľov (SPP, Palivá, ZEZ). 2) sú priemerné hodnoty vypočítané z denných (0,79-1,97 Sk/kWh) a nočných (0,28-0,44 Sk/kWh) taríf pre rôzne druhy vykurovania. Tab Energetická účinnosť Pri snahe nahradiť klasické fosílne palivá (hnedé uhlie, zemný plyn), nesmie priemerná celoročná cena drevných brikiet pre veľkoodberateľov prekročiť hodnotu 2,3 Sk/kg a pre maloodberateľov 2,50 Sk/kg. V takom prípade majú nové druhy biopaliva na báze dreva reálnu šancu na úspech. Budúci producent by mal svoju produkciu orientovať aj na export, kde sú odbytové ceny brikiet vyššie takmer o 10%. Franco cena export sa napr. pre Rakúsko pohybuje cez zimu v rozsahu 0,9-1,1 ATS/kg, cez leto 0,65-0,85 ATS/kg. Pri uvažovaní spodnej hranice jednotlivých sezónnych cien, pri kurze 3,- Sk za 1 ATS, je priemerná celoročná cena cca 2,55 Sk/kg. Akceptovateľná cena peliet je s ohľadom na ich možnosť automatického spaľovania v porovnaní s drevnými briketami maximálne o 5 % vyššia. Z uvedeného rozboru teda vyplýva, že ceny ponúkaných peliet od firmy Holz - produkt (tab. 3.8) nie sú ako náhrada za klasické palivo pre slovenský trh akceptovateľné. Ponuka peliet ako náhrada za drevné uhlie je tiež diskutabilná. 23

20 4. Technika spracovania odpadu 4. TECHNIKA SPRACOVANIA ODPADU Odpad treba takmer vo všetkých prípadoch zhodnocovania upravovať, viď diagram na obr Technológie využívané v procese spracovania odpadu môžeme rozdeliť do troch základných fáz: na fázu prípravy, fázu transformácie a fázu využitia odpadu. Fázy spracovania odpadu I. Fáza úpravy I.1.1. Triedenie I.2.1. Drvenie I.3.1. Sušenie ---- II. Fáza transformácie II.1. Materiálové II.2. Spaľovanie II.3. Zhutňovanie zhodnotenie II.3.1. Peletovanie II.3.2. Kompaktovanie II.3.3. Briketovanie III. Fáza využitia III.1. Produkt III.2. Produkt energia III.3. Produkt - druhotná surovina - tepelná - brikety - kompost - elektrická a tepelná - pelety Obr. 4.1 Fázy spracovania odpadu 24

21 4. Technika spracovania odpadu Pri využití odpadu ako druhotnej suroviny ide hlavne o jeho vyčistenie a následnú dezintegráciu na požadovanú frakciu. Pri energetickom zhodnotení sa odpad upravuje minimálne alebo sa vo fáze úpravy drví, suší a následne sa vo fáze transformácie zhutňuje do paliva. V jednotlivých častiach o nakladaní s odpadom je uvedený opis a rozdelenie príslušnej technológie, sú vymenovaní výrobcovia jednotlivých typov strojov na Slovensku a v Českej republike a ich porovnanie so svetovými výrobcami. V závere kapitoly sú vyšpecifikované kritériá pre návrh vhodného stroja TRIEDENIE Základom každej úpravy odpadov je triedenie. Odpad je väčšinou heterogénny, je zmesou rôznych materiálov. Triedenie je postup, pri ktorom sa odpad separuje podľa veľkosti frakcie, resp. sa triedi podľa druhu, kvality alebo podľa fyzikálnych vlastností, obr Triediče Podľa veľkosti vyseparovanej frakcie Podľa druhu vyseparovanej frakcie Bubnový Vibračný Balistický Magnetický Elektrostatický Flotačný Iné Iné Obr. 4.2 Rozdelenie triedičov Cieľom triedenia je oddelenie úžitkovej zložky od nepotrebnej na základe ich rozdielnych vlastností. Triediče sa ďalej rozdeľujú na mechanické (roštové a vibračné triediče a sitá), hydraulické a pneumatické. Kým mechanické triediče využívajú rozdiely v rozmeroch zŕn, hydraulické a pneumatické sú založené na rozdieloch sedimentačnej rýchlosti vo vode a vo vzduchu ROZDELENIE TRIEDIČOV PODĽA VEĽKOSTI VYSEPAROVANEJ FRAKCIE Veľkosť triedenia frakcie je podmienená otvormi v site. Sitá sú spravidla riešené ako výmenné, čo je výhodné pri prestavovaní parametrov triedenia stroja. Ďalšou výhodou je znižovanie obstarávacích nákladov. Táto vlastnosť je vo veľkej miere rozhodujúcim faktorom pri výbere vhodného triediča. BUBNOVÉ TRIEDIČE 25

22 4. Technika spracovania odpadu Existujú dva spôsoby uloženia bubna: a) naklonený valcový bubon V tomto prípade je bubon valcového tvaru naklonený pod určitým uhlom. Zhora padajúci materiál postupuje v bubne vplyvom gravitácie smerom dole a rotácie smerom dolu. Menšie častice prepadávajú otvormi po obvode bubna. Obr. 4.3 Valcový triedič b) kužeľový bubon Bubon kužeľového tvaru má os vo vodorovnej polohe. Zhora padajúci materiál vplyvom gravitácie a otáčania sa kužeľového bubna postupuje smerom dolu, pričom menšie čiastočky prepadnú otvormi po obvode bubna. Technické parametre kužeľového triediča SV 25, (obr. 4.5) od firmy TMS (Česká republika) sú uvedené v tabuľke 4.1. Obr. 4.4 Kužeľový triedič Typ Výkon Príkon Otáčky bubna Výška stroja Hmotnosť [kg/h] [kw] [min -1 ] [mm] [kg] SV , Tab. 4.1 Parametre triediča SV 25 26

23 4. Technika spracovania odpadu Valcové aj kužeľové triediče môžu byť viacstupňové. Obr. 4.5 Kužeľový triedič SV 25 VIBRAČNÉ TRIEDIČE U vibračných triedičov ide o systém vibrujúcich sít s rozdielnymi veľkosťami otvorov v jednotlivých sitách. Známe sú vibračné triediče s centrálnym dávkovacím systémom (obr. 4.6) alebo s vibračnou kupolou (obr. 4.7). Pri centrálnom dávkovacom systéme prebieha dávkovanie materiálu cez otvor v strede. Materiál padá na vibrujúce sito, menšie čiastočky prepadnú a ostatok vypadáva otvorom vedľa sita. Obr. 4.6 Vibračný triedič s centrálnym dávkovaním Pri systéme s vibračnou kupolou táto napomáha rýchlejšiemu vyprázdňovaniu materiálu prepadnutého cez sito. Triedič má tým vysokú priepustnosť. Obr. 4.7 Triedič s vibračnou kupolou 27

24 4. Technika spracovania odpadu Tvar vibračných triedičov nemusí byť len kruhový. Často majú tvar štvorca, alebo obdĺžnika. Pre funkciu triediča to nie je rozhodujúce. Rozdiely sú len v rozmeroch jednotlivých triedičov ROZDELENIE TRIEDIČOV PODĽA DRUHU VYSEPAROVANEJ FRAKCIE BALISTICKÉ SEPARÁTORY Balistické separátory sú najznámejšie zariadenia používané na separáciu ťažkej a ľahkej frakcie Pri svojej činnosti využívajú princíp zotrvačnosti. Takýto separátor je znázornený na obr ľahká frakcia Obr. 4.8 Balistický separátor MAGNETICKÉ SEPARÁTORY Magnetické separovanie sa v širokej miere používa na oddelenie železných a neželezných materiálov. Rozdelenie magnetických separátorov je zrejmé z obr Magnetické separátory Bubnové Valcové Pásové Špeciálne s permanentnými magnetmi elektromagnetické s permanentnými magnetmi elektromagnetické s permanentnými magnetmi elektromagnetické Obr. 4.9 Rozdelenie magnetických separátorov 28

25 4. Technika spracovania odpadu BUBNOVÉ SEPARÁTORY Ako vidno na obr. 4.10, bubnový separátor je zaradený na konci dopravníkového pásu. Magneticky vodivý materiál ostáva vplyvom magnetického poľa na páse až do oddelenia pásu od bubna. Pod pásom umiestnený klin zabraňuje opätovnému zmiešaniu vyseparovaných častíc. Výrobca: BMZ (Slovensko) Obr Bubnový odlučovač PÁSOVÉ SEPARÁTORY Pásové separátory (obr. 4.11) sa montujú nad dopravníkový pás, a to dvoma spôsobmi. Pri prvom spôsobe je separátor namontovaný kolmo na smer pohybu dopravníkového pásu. Magneticky vodivé častice sú priebežne separované z nemagnetického materiálu. Pri tomto spôsobe montáže je možné odlučovač umiestniť po celej dĺžke dopravníkového pásu. Obr Pásový odlučovač Pri druhom spôsobe je pásový separátor umiestnený nad koncom dopravníkového pásu v smere jeho pohybu, (obr. 4.9). Magneticky vodivé častice sú odvádzané až po koniec magnetu odlučovača, kde vplyvom zoslabnutia magnetického poľa padajú za prepážku oddeľujúcu vyseparované častice. Pásový elektromagnetický odlučovač firmy BAKKER MADAVA (Holandsko) je znázornený na obr Obr Pásový odlučovač BVE 29

26 4. Technika spracovania odpadu VALCOVÉ SEPARÁTORY Valcový magnetický separátor je zaradený na koniec dopravníkového pásu, obr Otáčajúci sa valec s výstupkami má v časti zabudovaný elektromagnet, ktorý je stacionárny. Magneticky vodivé časti sú unášané dovtedy, kým na ne pôsobí elektromagnet. Po zoslabnutí magnetického poľa padajú za prepážku oddeľujúcu vyseparované častice. Obr Valcový separátor FLOTAČNÝ SEPARÁTOR ľahké materiály Základným princípom flotácie je technologické využitie rozdielnych povrchových vlastností tuhého odpadu, predovšetkým zmáčavosť povrchu častíc v kvapalinách. Prípad suchej flotácie je znázornený na obr rozdeľovač Obr Suchý fluidný separátor Ako je vidieť z uvedeného rozdelenia, existuje celý rad rôznych princípov odlučovačov. Pri výbere vhodného typu je základom pre rozhodovanie kvalita separácie, konštrukčné riešenie, výkon zariadenia, príkon a cena. Prehľad vybraných výrobcov magnetických separátorov je v tab DRVENIE Technológia drvenia rôznych materiálov je veľmi frekventovaná v samotnej výrobe i v odpadovom hospodárstve. Existuje mnoho klasifikácií drviacich zariadení. Drviče sú väčšinou rozdelené podľa veľkosti, príkonov, princípu drvenia a pod. Na základe získaných poznatkov boli drviace zariadenia rozdelené [9] podľa obrázka Zvolený princíp drviaceho stroja závisí hlavne od druhu drveného materiálu. 30