Instalacja Odzysku Energii – informacje

W ramach Projektu przewiduje się budowę nowej instalacji termicznego przetwarzania paliwa alternatywnego z segregowanych odpadów komunalnych z produkcją energii elektrycznej i ciepła w kogeneracji. Instalacja Odzysku Energii (IOE) będzie posiadała nominalną roczną wydajność termicznego przetwarzania wynoszącą około 30 000 ton paliwa alternatywnego. Maksymalna dzienna wydajność instalacji wyniesie około 3,8 ton na godzinę a moc cieplna instalacji wyniesie ok. 13 MW. Energia z odpadów zostanie zagospodarowana w instalacji kogeneracyjnej z turbiną ORC o mocy nominalnej 1,86 MWel i 7,83 MWt, która będzie pracowała całorocznie z pełnym wykorzystaniem tej energii do produkcji energii elektrycznej i ciepła w wysokosprawnej kogeneracji poprzez zagospodarowanie całego wytworzonego ciepła do sieci ciepłowniczej miasta Starachowice.
Technologia IOE odpowiada wymogom najlepszej dostępnej techniki (ang. BAT) zawartym w dyrektywie 2010/75/UE203 i jest technologią sprawdzoną w kilku pracujących instalacjach. IOE zlokalizowana zostanie w Starachowicach na terenie pracującej Ciepłowni C02 przy ul. Ostrowieckiej 3, należącej do ZEC Sp. z o. o. w Starachowicach.
Produkowane ciepło z tej instalacji zastąpi dotychczasową produkcję ciepła w kotłach węglowych o niskiej sprawności oraz zmniejszy produkcję ciepła w kotłach węglowych w drugiej Ciepłowni C01 zasilającej sieć ciepłowniczą w Starachowicach.
Wielkość IOE została tak dobrana aby zagospodarować całość lokalnie dostępnych odpadów komunalnych oraz zaspokoić całoroczne zapotrzebowanie na ciepło na potrzeby centralnej ciepłej wody (c.c.w) z sieci ciepłowniczej w Starachowicach o mocy od 4,5 MW do 7,8 MWt.
Do spalania zostanie wykorzystane paliwo alternatywne z posortowanych odpadów komunalnych o kodzie 19 12 10 oraz 19 12 12, pochodzące z Instalacji Przetwarzania Odpadów Komunalnych „Janik” w Kunowie, Zakładu Utylizacji Odpadów Komunalnych w Janczycach, oraz innych instalacji przetwarzania odpadów.
Realizacja projektu będzie stanowiła modelowy przykład częściowej samowystarczalności energetycznej regionu na bazie wykorzystania energii z odpadów produkowanych i wykorzystywanych energetycznie w jednym regionie, zgodnie z odpowiednimi przepisami krajowymi i unijnymi dla sektora gospodarowania odpadami komunalnymi, co ograniczy negatywny wpływ na zdrowie ludzi i ryzyka zanieczyszczenia środowiska.

Po zrealizowaniu projektu oczekuje się następujących wymiernych korzyści:

• wykorzystanie całego potencjału energii z odpadów do produkcji ciepła i energii elektrycznej w wysokosprawnej kogeneracji zgodnie z Dyrektywą 2004/8/2004 UE w sprawie wspierania kogeneracji oraz Dyrektywą 27/2012 UE o efektywności energetycznej z 2012 r.
• zastąpienie 45 % produkcji ciepła w kotłach węglowych produkcją ciepła z odpadów i zmniejszenie zużycia węgla oraz emisji CO₂
• poprawa efektywności energetycznej sieci ciepłowniczej w Starachowicach i możliwość przyłączenia się nowych odbiorców przy zachowaniu norm określonych i wymaganych w prawie budowlanym
• zagospodarowanie przetworzonych odpadów komunalnych o znacznej wartości kalorycznej, których składowanie jest prawnie zabronione
• zastosowanie  innowacyjnej  ale  sprawdzonej  w  zrealizowanych  projektach  technologii termicznego przekształcania odpadów komunalnych o niskich nakładach inwestycyjnych i kosztach eksploatacji
• uniknięcie lub zmniejszenie wzrostu kosztów dla ludności związanych z opłatami za odpady komunalne.

Wskaźniki emisji

Aktualnie w  Zakładzie Energetyki Cieplnej trwają procedury przetargowe.

Zakres Inwestycji obejmuje zaprojektowanie i wykonanie instalacji do termicznego przekształcania paliw alternatywnych z odpadów innych niż niebezpieczne z odzyskiem energii na terenie istniejącej ciepłowni zlokalizowanej przy
ul. Ostrowieckiej 3 w Starachowicach, na działce o numerze ewidencyjnym 769/2, obręb 07 Starachowice, powiat starachowicki, województwo świętokrzyskie.
Dnia 24.07.2020 r. w Suplemencie do Dziennika Urzędowego Unii Europejskiej zostało opublikowane ogłoszenie o zamówieniu publicznym na roboty budowlane nr 2020/S 142-350454, którego przedmiotem jest wykonanie inwestycji pod nazwą „Instalacja Odzysku Energii (IOE) w Starachowicach” (nr referencyjny ZEC/3/07/2020).

Zakres przedsięwzięcia obejmuje:

Wykonanie hali przyjęcia odpadów i wykonanie budynku technologicznego na potrzeby paleniska, kotła na olej termalny i urządzeń pomocniczych oraz modernizację istniejących budynków na potrzeby instalacji ORC.

Mapa lokalizacyjna

Istniejący układ techniczno-technologiczny Ciepłowni  CO2.

Zasadnicze elementy Inwestycji:

W ramach przedsięwzięcia planowane jest wykonanie następujących robót:

1. Modernizacja istniejącego budynku Ciepłowni w zakresie przystosowania części hali kotłowni pod potrzeby ORC oraz modernizacji nastawni,
2. Wykonanie hali przyjęcia odpadów z rozdrabniaczem o wydajności 3,8 t/h,
3. Wykonanie budynku technologicznego w zakresie konstrukcji stalowej budynku, obudowy i dachu,
4. Wykonanie niezbędnych instalacji,
5. Wykonanie stóp fundamentowych pod potrzeby paleniska do spalania paliw alternatywnych,
6. Wykonanie układu wyprowadzenia mocy cieplnej i elektrycznej,
7. Dostawa i montaż paleniska,
8. Dostawa i montaż kotła na olej termalny,
9. Dostawa i montaż układu turbogeneratora – o mocy elektrycznej brutto 1,86 MWel,
10. Dostawa i montaż wymiennika ciepła o mocy cieplnej 7,83 MWt (woda gorąca 60/90°C),
11. Dostawa i montaż komina stalowego,
12. Dostawa i montaż instalacji oczyszczania spalin z filtrem ceramicznym,
13. Dostawa układu wyprowadzenia mocy elektrycznej z ORC (rozdzielnie SN, NN, transformatory oraz układy pomiaru energii wyprodukowanej przez generator), układu wyprowadzenia ciepła do kolektorów kotłowni węglowej,
14. Wykonanie instalacji elektrycznych i AKPiA, w tym przygotowanie do integracji systemów wizualizacji i sterowania IOE.

Podstawowe parametry Inwestycji

Urządzenia technologiczne bloku kogeneracyjnego Inwestycji będą wyposażone w komputerowe układy nadzoru i sterowania, a także w systemy zdalnego monitoringu i diagnostyki.
Energia elektryczna produkowana przez Inwestycję zasilać będzie odbiorniki energii na terenie firmy i będzie sprzedawana do sieci regionalnego operatora sieci energetycznej.

Harmonogram realizacji inwestycji:

Rozmieszczenia urządzeń w PFU:

Hala przyjęcia odpadów

Szczelny budynek z bramami umożliwiającymi wjazd samochodów specjalistycznych typu naczepa z ruchomą podłogą. Planowana powierzchnia hali 850 m².
W hali przyjęcia odpadów planuje się powierzchnię dla dodatkowego składowania paliwa w kontenerach łącznie na okres 3 dni. Posadzka w hali przyjęcia odpadów będzie umożliwiać rozładunek kontenerów oraz załadunek odpadów do rozdrabniacza odpadów.
Stacja rozładowcza będzie posiadać tyle stanowisk, by zapewnić minimalny czas pracy instalacji 24 godziny.
Wewnątrz hali przyjęć następować będzie rozładunek odpadów z kontenerów przy zamkniętych bramach.
Po rozładunku kontenery czy ruchoma podłoga wyjeżdża na zewnątrz pomieszczenia.
Samochód kontenerowiec wjeżdża do hali z jednym kontenerem i rozładowuje z bezpośrednim posadowieniem w stacji rozładowczej.
Po rozładunku konteneru z samochodu jest on podłączony do hydrauliki i rozładowywany w zależności od zapotrzebowania paleniska.
Po rozładunku pusty kontener jest wywożony na zewnątrz hali a na jego miejsce jest wstawiany kolejny. Instalacja jest zasilana w tym czasie przez kolejny kontener.

Palenisko

Komora spalania umożliwiać będzie spalanie paliwa ze zmniejszeniem mocy nominalnej do 30%, a także spalania odpadów o wartości opałowej od 8,5 do 20 GJ/Mg i wilgotności do 40%.

Turbozespół wraz z urządzeniami pomocniczymi

Turbogenerator wykonany będzie w technologii ORC (cykl organiczny Rankina).

Instalacja oczyszczania spalin

W planowanej instalacji zastosowany ma być system oczyszczania spalin metodą suchą. Dobór tej metody dokonany został z uwagi na rodzaj odpadów przewidzianych do spalania.

System suchy oczyszczania spalin

System pozwala uniknąć zużycia czystej wody i produkcji ścieków.
Suchy system oczyszczania spalin planowany do zastosowania w IOE oparty jest na procesie sorpcji zanieczyszczeń odpylania spalin w wysokosprawnym filtrze ceramicznym.
Oczyszczanie gazów polega na zastosowaniu sorbentów w postaci wodorowęglanu sodu (sodium carbonate-Na₂CO₃) oraz węgla aktywnego, które redukują zarówno SO₂, jak i  metale ciężkie, dioksyny i furany do odpowiedniego poziomu, spełniającego normy emisyjne. Zastosowanie sorbentu sodowego umożliwia wykorzystanie zużytego sorbentu, który po oczyszczeniu, zawracany jest do procesu.
Cząstki stałe zdmuchiwane są strumieniem sprężonego powietrza ze świec ceramicznych na dół do dysz pyłowych, a następnie transportowane do worków typu „big-bag”. Na skutek tego, że sorbent jest transportowany i rozpylany w spalinach za pomocą dodatkowego strumienia powietrza, następuje rozcieńczenie spalin powietrzem i obniżenie ich temperatury do poziomu poniżej 200÷230°C. Po odpyleniu w filtrze ceramicznym spaliny o temperaturze rzędu 140÷160°C odprowadzane są do atmosfery za pomocą wentylatora poprzez komin. Program procesu steruje rozładowaniem użytego dodatku do kolektora pod filtrem i dozowaniem nowego dodatku do systemu.

Pomiar emisji

Inwestycja musi być wyposażona w aparaturę kontrolno-pomiarową do pomiaru stężeń składników zanieczyszczeń w spalinach a także do pomiarów procesowych spalin, które są potrzebne do porównania z wartościami dopuszczalnymi.
Zakres i metodyka prowadzonych pomiarów powinna być zgodna z następującymi aktami prawnymi:

1. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22 maja 2018 r. zmieniające Rozporządzenie w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów wielkości emisji oraz pomiarów ilości pobieranej wody (Dz. U. 2018 ,poz. 1022),
2. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 marca 2018 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów (Dz.U. 2018, poz.680),
3. Dyrektywa 2000/76/WE z dnia 4 grudnia 2000 r. w sprawie spalania odpadów (Dz. Urz. WE L 332 z 28.12.2000), zamieniona przez Dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/WE z 24 listopada 2010 r. (Dz.U.U.E z 17.12. 2010, Nr L334/17).

W Inwestycji będą zainstalowane analizatory spalin, służące do przeprowadzania wymaganych prawem pomiarów substancji zanieczyszczających. Analizatory winny zostać zamontowane w czopuchu komina, na wlocie spalin do komina. Ponadto w ramach Inwestycji zamontowane będą przyrządy do pomiaru wymaganych parametrów spalin.
Pod względem jakościowym system monitoringu emisji spalin i parametrów procesowych do standaryzowania wyników pomiaru emisji spalin musi spełniać wymagania norm:

• PN-EN 14181/2005 – „Emisja ze źródeł stacjonarnych – Zapewnienie jakości automatycznych systemów pomiarowych”,
• PN-EN 15259 – „Jakość powietrza – Pomiary emisji ze źródeł stacjonarnych, Wymagania dotyczące pomiaru i odcinków pomiarowych, celu i planowania pomiaru oraz sprawozdania” oraz
• PN-EN 15267-3:2008 – „Jakość powietrza – Certyfikacja automatycznych systemów pomiarowych – Część 3: Wymagania eksploatacyjne i procedury badawcze dla automatycznych systemów pomiarowych do monitoringu emisji ze stacjonarnych źródeł emisji”.

Pozytywne stron budowy Instalacji Odzysku Energii dla miasta Starachowice:

1. Zastąpienie 45 % produkcji ciepła w kotłach węglowych produkcją ciepła z RDF-u i zmniejszenie zużycia węgla.
2. Poprawa wskaźników efektywności energetycznej sieci ciepłowniczej w Starachowicach i możliwość́ przyłączenia się nowych odbiorców.
3. Zagospodarowanie przetworzonych odpadów komunalnych o znacznej wartości kalorycznej, których składowanie jest prawnie zabronione.
4. Ograniczenie wielkości kosztów związanych z emisją CO₂; zmniejszenie kosztów zakupu uprawnień́ EUA.
5. Zwiększenie pewności zasilania w ciepło poprzez budowę̨ nowego źródła wytwarzania ciepła i energii elektrycznej.
6. Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń́ z kotłów węglowych.
7. Wykorzystanie lokalnego „paliwa” do produkcji ciepła częściowo uniezależnia cenę za ciepło od zmian cen paliw na rynku.

Celem projektu jest kompleksowe rozwiązanie problemu zagospodarowania wyselekcjonowanych frakcji z odpadów komunalnych poprzez wykorzystanie całego ich potencjału energii do produkcji ciepła i energii elektrycznej w wysokosprawnej kogeneracji do systemu ciepłowniczego. Część tej energii zaspokoi potrzeby samej ciepłowni, reszta będzie sprzedawana do sieci energetycznej i stanowić́ będzie dodatkowy przychód dla spółki. Zatem budowa instalacji daje realną szansę na to, by cena ciepła w przyszłości była niższa niż̇ w innych miastach. Instalacja Odzysku Energii to również̇ kogeneracja z turbiną ORC, mogąca dostarczyć́ jednocześnie ciepło o mocy 7,83 MWt i energię elektryczną o mocy nominalnej 1,86 MWel.

Technologia IOE odpowiada wymogom najlepszej dostępnej techniki (ang. BAT) zawartym w dyrektywie 2010/75/UE203 i jest technologią sprawdzoną w wielu krajach. Wielkość́ i moc planowanego przez ZEC w Starachowicach przedsięwzięcia dobrano tak, aby zagospodarować́ całość́ lokalnie dostępnych odpadów komunalnych i zaspokoić́ całoroczne zapotrzebowanie na poziomie 45 % produkowanej energii cieplnej.

W odpowiedzi na najczęstsze pytania mieszkańców dotyczące sposobu finansowania inwestycji informujemy, że będzie ona finansowana z preferencyjnej pożyczki, a pozostała kwota będzie pochodziła ze środków własnych Zakładu Energetyki Cieplnej, z wypracowywanej nadwyżki finansowej tj. zysku netto powiększonego o amortyzację, przy czym na samej działalności ciepłowniczej amortyzacja za ten rok wyniesie ok. 2 300 000 zł (bez umorzenia praw EUA), co daje prawie 7 mln łącznej amortyzacji w ciągu trzech lat budowy instalacji IOE.

Wydatki związane z projektem Instalacji Odzysku Energii poniesione od 2016 roku do listopada 2020 roku przedstawia poniższa tabela.

Koszty przygotowawcze (koszty koncepcji, projektów technicznych, pozwoleń) podobnych inwestycji na przestrzeni ostatnich 7 lat szacunkowo zamykają się w stosunku do sumy ostatecznej wartości inwestycji procentowo w granicach od 0,9 % do 18% kosztów przygotowawczych do kosztów całkowitych inwestycji. Uśredniając natomiast, współczynnik kosztów przygotowawczych do kosztów całkowitych inwestycji wynosi 7,81%, podczas gdy w ZEC współczynnik ten wyniósł zaledwie 0,6%.

Koszty planowanej inwestycji IOE.

Oszacowanie wartości zamówienia dla nowego źródła energii zostało wykonane na podstawie sumy wartości planowanych prac projektowych oraz prac budowlanych, stosownie do zapisów przygotowanego programu funkcjonalno-użytkowego. Podstawą w tym zakresie była analiza przeprowadzona przez podmiot zewnętrzny zaangażowany dla potrzeb przygotowania realizacji inwestycji. Na ostateczną wycenę planowanej Inwestycji znaczący wpływ będzie miał wzrost ryzyk kursowych oraz obostrzenia zawarte w otrzymanej w 2020 r. decyzji środowiskowej.

Misją Zakładu Energetyki Cieplnej Sp. o. o. w Starachowicach jest zaspakajanie zbiorowych i indywidualnych potrzeb mieszkańców w energię cieplną. Spółka cały czas inwestuje w nowoczesne technologie i rozwiązania tak, aby sprostać wymaganiom rynkowym oraz oczekiwaniom naszych klientów.

Wzrost liczby odbiorców, modernizacja systemu ciepłowniczego oraz podnoszenie jego sprawności determinują ZEC w poszukiwaniu alternatywnych, ekologicznych źródeł energii.

W celu zagwarantowania zrównoważonego korzystania z zasobów środowiskowych planujemy inwestycję w odniesieniu do realizacji nowego, przyjaznego dla środowiska źródła ciepła. Realizowana inwestycja ma istotnie przyczynić się dla poprawy warunków środowiskowych. Jednocześnie jest ona niezbędna celem zagwarantowania dostępności  i przystępności ekonomicznej dostaw energii cieplnej dla mieszkańców Starachowic. ZEC Starachowice wyraża głębokie przekonanie, iż projektowana inwestycja okaże się być niezwykle korzystna w skutkach dla środowiska, jak i społeczności Starachowic.

Wykonanie szeregu zadań inwestycyjnych na Ciepłowniach ZEC dało możliwość technologicznego rozbudowania miejskiego sytemu ciepłowniczego o Instalację Odzysku Energii.

W 2018 roku zakończono realizację zadania pn.: „Modernizacja kotła WR5 wraz  z modernizacją układu hydraulicznego w Ciepłowni C02 ul. Ostrowiecka 3 w Starachowicach”.

Ta inwestycja pozwoliła na obniżenie łącznej mocy ciepłowni w paliwie poniżej 20MW i wyjście Ciepłowni C02 z systemu handlu emisjami.