Odpady jako źródło energii – czego Polska mogłaby nauczyć się od Szwecji? Przemysł i Środowisko

Odpady jako źródło energii – czego Polska mogłaby nauczyć się od Szwecji?

Zestawienie wskaźnika GGEI (Global Green Economy Index) za rok 2020 wskazuje na Szwecję jako kraj o najbardziej zielonej gospodarce w Europie. Kraj ten zajmuje wiodąca pozycję już od wielu lat mistrzowsko gospodarując odpadami i przekształcając je na przykład na energię elektryczną. Kolejne pozycje w pierwszej europejskiej dziesiątce zajmują: Dania, Czechy, Niemcy, Austria, Finlandia, Słowacja, Szwajcaria, Litwa, Węgry. Polska zajmuje
16 lokatę w zestawieniu obejmującym 38 państw
[1] i wciąż daleko nam do lidera. Czego możemy się nauczyć od Szwedów? Wszystkiego.

Po pierwsze: zrównoważona gospodarka

Obecnie na forum Unii Europejskiej często mówi się o zrównoważeniu gospodarki. Czym ono jest? Zrównoważenie to maksymalne wykorzystanie istniejącego już potencjału do powtórnego jego użycia albo jako produktu (kaucja), materiału (złom, szkło, makulatura, PET, aluminium, elektronika) lub energii (spalarnie odpadów, biogazownie) albo wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w zamian za pokrywanie wzrastających potrzeb nowymi surowcami lub paliwami kopalnymi. Oznacza to redefiniowanie pojęcia paliwa. Głównym założeniem Gospodarki o Obiegu Zamkniętym jest stworzenie gospodarczego systemu retencyjnego, w którym minimalizuje się zużycie surowców i wielkość odpadów oraz emisję i utraty energii poprzez tworzenie zamkniętej pętli procesów, w których odpady z jednych procesów są wykorzystywane jako surowce dla innych, co maksymalnie zmniejsza ilość odpadów produkcyjnych.

W Polsce staramy się wdrożyć choćby podstawowe zasady Gospodarki o Obiegu Zamkniętym. Jednak do mistrzowskiej implementacji na wzór szwedzki jeszcze nam bardzo daleko.

Maksimum korzyści, minimum kosztów

W Szwecji mówi się, że najniższa wartość odpadu to jest energia wytworzona z tego odpadu albo w postaci biogazu (jeśli jest to odpad biodegradowalny) lub energii elektrycznej i ciepła w przypadku, gdy jest to odpad nieorganiczny.

Model szwedzki pokazuje, że odpady można wykorzystać bardzo efektywnie – w tym kraju system gospodarki odpadami jest ściśle powiązany z produkcją energii zarówno ze spalania, jak i z biogazowni, z fermentacji frakcji bio pozyskuje się gaz napędzający transport publiczny, z pozostałości po spaleniu (żużlu) buduje się drogi asfaltowe, natomiast z pozostałości z odzyskania biogazu powstają certyfikowane nawozy. Odzysk opakowań z PET oraz aluminium jest na poziomie 98 proc. W efekcie kraj ten nie ma już praktycznie problemów ani środowiskowych, ani związanych z kosztami energii. Jest tanio i czysto, bo odpady to najtańsze źródło energii. U nas tym czasem odpady bio zamienia się na tani kompost, borykamy się z odejściem od węgla, chcemy inwestować w atom oraz angażujemy środki w jedną z najdroższych energii z morskich wiatraków nie mając odpowiedniej sieci przesyłowej. W Szwecji na 9,5 mln mieszkańców funkcjonują 34 spalarnie, 14 biogazowni i trzy kompostownie. Proporcjonalnie w Polsce powinno wiec istnieć około 130 spalarni. Póki co jest ich 7. Dopiero przymierzamy się do wprowadzenia systemu kaucyjnego opartego na urządzeniach automatycznych – recyklomatach.

Obecnie (dane za czwarty kwartał 2020 r.) hurtowa cena energii w Polsce jest dwukrotnie wyższa niż w Szwecji i najwyższa w Europie. W Szwecji średnia cena hurtowa wynosi 84,58 PLN/MWhe w Polsce 160,25 PLN/MWhe. Prognozy mówią o dalszym pogłębianiu się różnic i wzroście cen energii w Polsce w związku z podatkiem mocowym.

Energia z odpadów

Szwedzi wyspecjalizowali się w pozyskiwaniu energii z odpadów tak bardzo, że obecnie tylko 1 proc. odpadów trafia na składowiska odpadów, choć jeszcze 30 lat temu było to nawet 60 proc.

Z danych statystycznych zebranych od sieciowych dostawców energii w Szwecji wynika, że w 2018 r. aż 45 proc. wygenerowanego przez nich ciepła pochodziło z ciepła wytworzonego z odpadów, bo odpady w naszych śmietnikach mają właściwości energetyczne porównywalne z… węglem kamiennym. Wartość opałowa węgla, podawana w MJ/kg (megadżulach na kilogram) waha się od około 10 MJ/kg dla węgla brunatnego przez 
17–19 MJ/kg dla niskokalorycznego węgla kamiennego, 20–25 MJ/kg dla węgli średniokalorycznych aż po 25–30 MJ/kg dla wysokokalorycznych węgli kamiennych. A materiał przetworzony z odpadów, czyli tzw. RDF (Refuse Derived Fuel), składający się z płatków folii, drewna, zatłuszczonego papieru i tworzyw sztucznych pociętych na kawałki o wymiarach od 3 do ok. 8 cm ma wartość energetyczną od 10–22 MJ/kg. Józef Neterowicz wskazuje, że nawet przerabianie na RDF nie jest potrzebne. W Szwecji rozwiązano to w inny sposób. W tym kraju nie ma instytucji sortowni odpadów, sortowanie w 80 proc. odbywa się u źródła powstawania odpadów. Kluczowe jest oddzielenie frakcji bio (zawiera również odpady mięsne – kości, skórki, ości), która gromadzona jest w specjalnych papierowych torebkach o pojemności 1,5 litra otrzymanych od gminy. Miesięcznie każdy Szwed płaci za pozbycie się odpadów komunalnych równowartość kosztu dwóch hamburgerów.

Odpady zmieszane, pozbawione frakcji bio, trafiają do spalarni zlokalizowanych niekiedy w samych centrach miast, co skraca drogę śmieciarek i zmniejsza koszty wywozu odpadów. Czy mieszkańcy nie narzekają na nieprzyjemne zapachy? Nie. Kominy szwedzkich spalarni odpadów są jednym z najczystszych emitorów. Dla przykładu największa spalarnia w Europie jest zlokalizowana w samym centrum Sztokholmu a samo miasto ma poziomy emisyjne na poziomie parku narodowego.

Ciepło z serwerów

Determinacja Szwedów, żeby nie marnować ani odrobiny wyprodukowanego ciepła, jest widoczna również w wykorzystaniu ciepła emitowanego przez serwery. Ciepło wytwarzane przez serwerownie przedsiębiorstw, które mają swoje siedziby w parku technologicznym Stockholm Data Park, przekazywane jest do sieci ciepłowniczej miasta przy okazji ogrzewając chodniki i ulice, co przeciwdziała ich oblodzeniu. Firmy przyciągane
są do Parku ofertą taniej energii elektrycznej pochodzącej ze zrównoważonych źródeł oraz finansowanemu przez miasto systemowi odzysku ciepła odpadowego. Długofalowym celem projektu jest zaspokojenie w ten sposób 10 proc. zapotrzebowania Sztokholmu. To z kolei pomoże miastu uwolnić się od paliw kopalnych do 2040 r

Bio napęd

W Szwecji wszystko zaczyna się od segregacji odpadów. Czym się różni od obecnych zasad w Polsce? Przede wszystkim do sekcji bio trafia więcej odpadów niż u nas. W Polsce kości i resztki z mięsa czy mięso surowe wrzucamy do śmieci zmieszanych podobnie jak papierowe ręczniki i serwetki. W Szwecji jest to frakcja bio. Z tych odpadów podobnie jak z innych u nas traktowanych jako bio, czyli obierek z owoców i warzyw, pieczywa, fusów z kawy i herbaty czy uschniętych kwiatów, da się wyprodukować całkiem sporo energii (w odpadach warzywnych i owocowych znajduje się średnio
aż 95 m sześc. metanu na tonę)
. Ponadto system zorganizowany jest w taki sposób, by jak najmniej tracić metanu powstającego w procesie fermentacjibeztlenowej. Biogazownie, do których trafiają wspomniane wcześniej papierowe torebki zawierające frakcję bio, znajdują się odpowiednio daleko od skupisk ludzkich, ale na tyle blisko by pozyskana energia mogła być wykorzystana na rzecz lokalnej społeczności bez korzystania z odległych sieci przesyłowch. W ciągu 20 dni leżakowania w biogazowniach, w procesie fermentacji wydziela się metan, bardzo efektywny energetycznie gaz SNG (z ang. substitute natural gas) – odpowiednik gazu ziemnego. Jak mówi Józef Neterowicz, z jednej torebki bio odpadów produkuje się tyle gazu, że wystarczy do napędzenia autobusu komunikacji miejskiej, który dzięki temu paliwu może przejechać aż 3 km. To przeliczenie jest chętnie używane w reklamach na billboardach zachęcających Szwedów do poprawnego sortowania odpadów. Za sprawą akcji informacyjnych Szwedzi doskonale wiedzą, jak ważnym czynnikiem jest poprawne sortowanie odpadów i jak przekłada się na wzrost ceny wywozu odpadów oraz ceny energii.

Bio nawozy

Odpady pozbawione gazu przerabia się na nawozy.Z części stałej powstają nawozy fosforowe a z części ciekłej azotowe. Chcąc przekonać szwedzkich rolników do korzystania z takich nawozów stworzono system ich certyfikacji poświadczający źródła pochodzenia odpadów. Nawozy powstawać mogą tylko z czystych, segregowanych odpadów organicznych pochodzących tylko z gospodarstw domowych, restauracji, parków, ogrodów, terenów zielonych, szklarni i centrów ogrodniczych, nie mogą zawierać więcej niż dwa żywe nasiona chwastów na litr oraz muszą zawierać co najmniej 20 proc. substancji organicznej w przeliczeniu na suchą masę. Określone są również maksymalne zawartości metali ciężkich, czynników chorobotwórczych oraz widocznych zanieczyszczeń (plastik, szkło, metale). Bywa, że nawozy te są transportowane rurociągami bezpośrednio z biogazowni na pobliskie pola.

Odpady kontra węgiel

Józef Neterowicz porównał wszystkie koszty i przychody kotłów na odpady zmieszane, zawierające frakcję bio i bez tej fakcji, i węgiel w tym porównaniu kompletnie nie ma szans.

Nawet bez kosztów praw do emisji CO2 z jednej tony węgla daje się wyprodukować 281,60 zł dochodu przy standardowej 85 proc. sprawności kotła. 377,40 zł to przychód za energię elektryczną, 404,20 zł to sprzedaż ciepła. 500 zł to koszt kupna jednej tony węgla.

Po odliczeniu kosztu emisji CO2 270 zł od tony węgla rezultat to zaledwie 11,60 zł dochodu z produkcji energii z węgla. Józef Neterowicz liczył to przy niższych cenach praw do emisji – teraz koszt emisji tony CO2 wynosi 38 euro za tonę, co przy spaleniu tony węgla oznacza koszt 372 zł na prawa do emisji (z jednej tony węgla powstaje 2,14 tony CO2), czyli koszt byłby wyższy o 100 zł więcej niż w obliczeniach. A kocioł na węgiel staje się nieopłacalny.

Nawet jeśli z odpadów zmieszanych nie zostanie oddzielona frakcja bio, to spalarnia z jednej tony odpadów może wykazać 740 zł dochodu.
Z tego przychód z energii elektrycznej z kotła o sprawności 85 proc. to 175 zł, a z energii cieplnej to 265 zł. I tu dochodzimy do najważniejszego czynnika dającego zysk – odpady nic nie kosztują, a gminy wręcz dopłacają, żeby je ktoś od nich zabrał i spalił.

Szacuje się, że w Polsce mamy w tej chwili nadwyżkę około 3 mln ton rocznie odpadów palnych, a składowanie odpadów o wartości opałowej powyżej 6 MJ/kg jest zabronione.

Jeśli jeszcze wydzielimy frakcję bio z masy odpadów zmieszanych, wtedy dochód z jednej tony odpadów rośnie o 22 zł na tonie do 762 zł, z tego
574 zł na 700 kg spalonych odpadów bez frakcji bio i 188 zł z 300 kg frakcji bio, czyli z biogazowni.

Jak wylicza Józef Neterowicz, jeśli wykorzystalibyśmy wszystkie odpady, które traktowane są w Polsce w różny sposób, spalając je w kotłach biomasowych, to moglibyśmy ze 170 TWh energii elektrycznej, które wytwarzamy w Polsce, wytworzyć około 57,11 TWh zielonej energii elektrycznej, co stanowi około 35 proc. całkowitego zapotrzebowania. Dodatkowo z frakcji biodegradowalnej z odpadów możemy otrzymać rocznie
1 mld m3 biometanu, czyli 12 proc. polskiego importu gazu ziemnego. W przypadku ciepła moglibyśmy całkowicie wyeliminować węgiel i jeszcze zwiększyć o ponad 51 proc. możliwości produkcji energii cieplnej, co w obecnej sytuacji, gdzie niska emisja w dużych miastach wymusi na samorządowcach decyzję o rozbudowie systemów ciepłowniczych, to spalanie odpadów dostarczy właśnie ponad 50 proc. energii cieplnej. Mając na uwadze te wyliczenia, warto zastanowić się nad kierunkiem transformacji energetycznej przed którą właśnie stoimy oraz nad nową Polityką Energetyczną Polski.

Podsumowane wyliczeń można sprowadzić do trzech wniosków:

  • Wydzielanie frakcji bio z odpadów jest korzystne pod warunkiem segregacji u źródła.
  • Wydzielenie frakcji bio umożliwia produkcję biometanu zastępującego gaz ziemny, który jest paliwem kopalnym i musimy go importować.
  • Bez funkcjonującego systemu segregacji odpadów optymalnym rozwiązaniem z punktu widzenia kosztowego jest spalanie odpadów zmieszanych.

Budowa wielopoziomowego systemu na wzór szwedzki oczywiście kosztuje – około 4 mln zł nakładów inwestycyjnych na 1 tys. ton odpadów rocznie, ale przecież można pozyskać finansowanie z UE. Polska musiałaby dopłacić 15 proc. inwestycji. Czy jest szansa byśmy zainspirowali się szwedzkimi rozwiązaniami i wdrożyli je w życie? No cóż, w perspektywie najbliższych 10-20 lat – raczej niewielka. Jednak warto spoglądać na północ i czerpać inspirację…

Artykuł został przygotowany w oparciu o prelekcję Józefa Neterowicza, byłego Radcę Ambasady Królestwa Szwecji w Polsce, eksperta ds. ochrony środowiska i energii odnawialnej Związku Powiatów Polskich, byłego członka Rady Konsultacyjnej ds. Energii w Sejmie RP, prezesa firmy Redscan Intervex Polska Sp. z o.o. od lat mieszkającego w Szwecji. Prelekcja „Koszty produkcji energii z odpadów na przykładzie Szwecji” została wygłoszona podczas webinarium „Odpady jako paliwo” organizowanego przez Ekorum.


[1] GGGI Technical Report No. 16 Green Growth Index 2020 https://greengrowthindex.gggi.org/wp-content/uploads/2021/01/2020-Green-Growth-Index.pdf   [2021-05-11]

Podziel się:

Napisz komentarz

Your email address will not be published. Required fields are marked *