Post on 23-Apr-2018
Page 1
SESSIÓ 4 :
Tractament de Residus i Canvi Climàtic
Impactes i crèdits de les Plantes de Tractament Mecànic Biològic Lluís Otero i Massa Grup HERA 22 març 2012
Page 2
“Impactes i crèdits de les Plantes de Tractament Mecànic Biològic”
TMB (Ecoparcs)
Funció, inputs, outputs
Problemàtica Ambiental
Beneficis i impactes evitats
Mitigació GEH
Consum i estalvi
Energètic
MBT upon Greenpeace
① The key conclusion of this report is that there are ways of designing treatment facilities which can provide
solutions for specific purposes.
② Technologies for screening, sorting and treating materials lends itself to increasingly careful design of facilities
through integration of complementary elements.
③ The facility makes contributions to materials and energy recovery (depends somewhat upon the markets). The
input composition assumed a rate of source separation in excess of 60%. An additional contribution to the
recycling/composting rate of between 3-8% would be likely.
④ Between 25 - 30% of the input material by weight would still require landfilling (63-74% stabilised material). Another
16-20% of the material would be sand from the organic fraction. Quantity of the material to be landfilled and its
potential for environmental harm would be much reduced.
⑤ Relative to both an incinerator or a landfill, the direct emissions to the atmosphere are low. Once one accounts
for the avoided emissions associated with materials and energy recovery, the net benefits relative to incineration in
respect of CO2 emissions appear significant.
⑥ We believe that this plant exhibits considerable potential in that it offers to local authorities a treatment which is:
① A high performer in environmental terms;
② Shows limited visual disamenity;
③ Able to function at relatively small-scales without significant diseconomies of small scale;
④ and Competitively costed given the low atmospheric emissions and positive environmental features.
⑦ Policy instruments might help the development of this type of plant. Landfill tax and LATS (Landifill Allowance
Trading System) are designed to encourage pre-treatment rather than the landfilling of untreated waste and reduce
the problems associated.
⑧ We ought to be entering a period of ‘post-Fordist’ residual waste management. In this period, residual waste
technologies would not be selected for mass treatment of all waste in one process, but increasingly residual
waste will be split into constituent parts for more tailor made treatments.
⑨ Such treatments will not supplant source separation approaches, that will ensure quality of materials, and
enable the introduction of incentive measures, such as charging, which encourage both minimisation and source
separation. Residual waste management technologies like MBT should complement source separation
approaches and, in doing so, reduce the environmental impact of residual waste treatments, and the demand
for primary resources.
⑩ In support of intensive source separation activities, the front end recycling and moisture loss from this type of
plant could ensure that from 200,000 tonnes of waste in a given area, something of the order of only 25,000-30,000
tonnes would require landfilling. This illustrates the potential for non-thermal treatment systems to deliver
enormous reductions in the quantity of landfilled waste, with that waste which is to be landfilled being significantly
less likely to generate major concerns.
MBT upon Greenpeace
① Pretreatment of waste through MBT prior to landfilling leads to:
① reduction and stabilization of organic solids;
② better input-control at landfills;
③ reduction of gas generation;
④ reduction of leachate (both the amount and concentrations);
⑤ lower consumption of landfill volumes;
⑥ lower settlement; and
⑦ reduction of harmful substances.
② The above considerations highlight the fact that MBT should be considered as part of an altered landfill concept: ① Structural stability control,
② Incorporation with controlled water content
③ New concepts of leachate containment, gas drainage and surface insulation,
④ Toxicological and ecotoxicological assessment of the individual substances in the TOC of the leachate;
⑤ and Reduction of the residual methane emissions (through management processes).
Page 5
Matriu d’entrades i sortides de la valorització energètica
La Matriz de Impactos y valores (CO2, tóxicos, energía, coste, etc.) de una solución ambiental es
algo muy claro y objetivo:
{I} = [M-S]·{R} - [C]·{R} + [D]·{R} – [K]{R} Medible con ACV, siempre se emplea una combinación “Integrada”, es decir, óptima de todos los
niveles de la jerarquía de opciones. Donde:
R es el residuo, emisión o agua residual. Un vector o listado de substancias principales y
contaminantes –así como sus propiedades como temperatura, PCI, humedad, densidad, etc.-
M es la matriz de gestión, que ocasiona unos impactos directos (debería incluir Sumideros)
C es la matriz de créditos de impactos por los recursos obtenidos
D es la matriz de débitos de impactos por los consumos incurridos
K es la absorción efectuada por los materiales del residuo, igual para todas las opciones
comparadas (CO2 atmosférico en su caso)
P.Dva.Marco Residuos.(1 bis) El primer objetivo de cualquier política en materia de
residuos debe ser reducir al mínimo los efectos negativos de la generación y la
gestión de residuos para la salud humana y el medio ambiente. La legislación en
materia de residuos debe tener también por objeto reducir el uso de recursos y
favorecer la aplicación práctica de la jerarquía de residuos.
Page 6
Avaluació amb rigor y transparència del Valor Aportat a la Societat per les
solucions de gestió
Perquè i Cóm abans de Què/Quines (Tecnologies Integrades)
Page 8
Esforços de transparència en l’ecoeficiència i la sostenibilitat de les solucions de gestió de residus
Page 9
TMB PER A LA GESTIÓ DELS RESIDUS ALS ECOPARCS
Els residus són resultat d’activitats justificades en sí mateixes:
– La substitució energètica no pot finançar tot el cicle de la recuperació energètica dels residus
– Anar a buscar llenya no és igual que gestionar el residu d’una neteja de bosc.
En aquest local, fa 18 anys vam posar en marxa l’OPPR de Catalunya, per a promoure els
productes amb contingut reciclat i ambientalment correctes. També per als orgànics.
El millor Residu és … gestionat amb Tecnologies òptimes a tots els nivells:
Page 10 10
Pretractaments per millora de la separació als TMB
MOR/RRBF
Fins i fibres
Paper-Cartró
Orgànica
Page 11 11
Les 4 oportunitats dels residus catalans són clares!:
∆ de Prevenció i Valoritzabilitat
∆ de Desviaments i
Reciclatges Selectius en
Massa
∆ de Recuperacions
i Eficiències dels Ecoparcs i els Reciclatges
“Feedstock”
∆ de Valoritzacions Energètiques Ecoeficients i
Integrades
Page 12
Tractament d’ olors i lixiviats als Ecoparcs
Encapsulació d’equips i ventilació
selectiva (pressió parcial)
Scrubbers i Biofiltres
Monitorització i control Unitat Olor
Recirculacions
Prevenció d’anaerobiosis
Desodorització
Correlació cromatogràfica Unit.olor
Modelització de dispersió i anàlisi
d’emissions
Pretractament biològic,
Osmosi inversa
Assecatge Físic Químic
Page 13
La desendropia, consum i cost dels pretractaments mecànics
70; 45%; 22
29; 65%; 17
18; 40%; 10
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Qu
an
tita
tiva
: %
q
Qualitativa: d mm
Discriminacions qualitativa, quantitativa i cost
70 29 18
Page 14
El Centre de Tractement de Residus del Vallès Occidental
El gran centre de Tractament Mecànic Biològic d’Europa
Integrat al territori i ecologia industrial amb les instal·lacions preexistents
Capacitat: 245.000 t/a.
L’ús d’energia
renovable, la de
l’aigua, i la integració
paisatgística fan del
CTR un centre
innovador i modèlic .
Page 15
Ecoparcs ecoeficients i integrats
Preparats per a valoritzar in situ fraccions FORM/Resta o Humida/Seca, minimitzant el rebuig
BG • BNCC
• Cogen.Dis.
SynFuel
• Gasoil C
• Cogen.Dis
SynGas
• Cicle Combi
• H2
Sortides Ecoparcs Actuals EP Ecoeficients-Integrats
MOR neta
estabilizatda
42% (Bioreactor, T30, etc.) 55%
Mat.Reciclables 8% 8%
Rebuig 50% 37%
Destinacions -> a Incineració 45% a gasificació in situ (SRF) 24%
a DC (rebuig afí) 5% a DC (afí MOR i SRF) 9%
a cracking (plàstics NR) 4%
Page 16
TMB als Ecoparcs: HERA-Conporec en Delaware, Sorel Tracy Bioreactor de rebuig mínim (<40%) i MOR de qualitat,
Page 17
TMB als Ecoparcs : HERA-Conporec: Planta de Tournan en Brie (Paris)
TMB d’alta Discriminació (65%) i Qualitat (29mm), provada per al tractament
de la MOR (França, EEUU, Canadà, Austràlia), amb rebuig mínim: 35-45%
Capacitat 65.000 t/a RSU
Page 18
Tractament de Residus i Canvi Climàtic
Valorització
Avançada
del Rebuig
•A partir de 1Tn.de RSU, la
tecnologia COMPOREC permet
recuperar 0,6Tn de materials,
generant únicament un rebuig
inorgànic sec que pot ser
destinat a DC o gasificació
•Gasificació amb plasma del CSR
produït del rebuig, amb
eficiència econòmica
•Fabricació per ús industrial de
CSR de residus industrials
asimilables
•.
Page 19
CONVERSIONS ENERGÈTIQUES “FEEDSTOCK” A PARTIR DE CORRENTS DELS TMB
BIOGÀS • BNCC
• Cogen.Dis.
SynFuel • Gasoil C
• Cogen.Dis
SynGas • Cicle Combi
• H2
Gestió integrada: pretractaments, valoritzacions i
eliminacions
Page 22 22
El paper de la Energy from Waste a Escòcia:
paràmetres gasificació, cracking, plasma i biogàs concentrat
Page 23 23
La Directiva Marc a la web del Bundesamt Ministerium für Umwelt) : qualitat i eficiència! (desentropia i conservació)
“The new Directive on Waste provides clear definitions for waste management and contributes to
simplifying waste legislation:
The new five-level hierarchy of waste strengthens prevention and recycling of waste. Essential
instruments are the new principle of producer responsibility and waste prevention programmes.
For the first time binding regulations have been laid down to distinguish between waste and by-
products and to establish when waste ceases to be waste thus creating the basis for an enhanced
acceptance of high-quality recycling products.
The distinction between energy recovery and disposal of waste, a subject debated over a long time,
has been made very clear. As resource efficiency is an absolute necessity, the substitution of
raw materials and fuels will now be the essential criterion.
Waste incineration plants can now be acknowledged as energy recovery facilities - however,
this is only possible if the plants are very energy efficient (60 – 65%)(*). This is a significant
contribution to EU-wide climate protection.
At the same time the new Directive will ensure that strengthening recovery will not endanger
national waste disposal structures in the waste incineration sector. Complementary protective
instruments will be available to Member States to ensure that their plants will not suffer from
overload or lack because of imports or exports of waste.
Ultimately, the Directive will create a comprehensive basis for high-tech environmental safety
standards for waste disposal facilities”
(*) 65%/2,60 = 25%.Vol dir assolir el 65% de l’eficiència d’una tèrmica de carbó (1/2,6= 38,5%)
Page 24
El que compta és la “substitució”, no el nom (valorizació o recicltgje). Es prevenció aumentar la valoritzabilitat?
Page 25
El Feedstock Recycling
La extracció de substàncies i combustibles de la MO Residual:
– El Biogàs
– El BNCC
– El Gas de Síntesi. Variant en oxi-combustió
– El BioChar
– El BTL/GTL i el SNG
– El Bioetanol
– El Biodiesel
– El sulfat amònic i els biofertilitzants
– Bio-based feedstocks for the chemical industry In Germany, biogas has taken off at a large scale during the last two years and reached the growth rate of wind power in terms of energy
production in 2006. The German Biogas Association believes that Germany is likely to have a power generation capacity of 9500 MW fuelled by
500 PJ of biogas in 2020, which is close to the entire energy supply of New Zealand of today
Page 29
BENEFICIS DE LA GESTIÓ DE LA MATÈRIA ORGÀNICA
Balance económico del ciclo de la Biogasificación
potencial de los residuos (M€/a)
-386
-171
344
64 63
322235
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
Co
ste
de
pro
du
cció
n d
el
S-R
eF
uel
Co
ste
de
tran
sfo
rmació
n
en
erg
éti
ca d
el
S-R
eF
uel
Valo
r d
e la
en
erg
ía
su
sti
tuid
a
Valo
r d
el C
O2
evit
ad
o
Valo
r d
e la
elim
inació
n d
e
resid
uo
s
evit
ad
a
Otr
as
exte
rnalid
ad
es
evit
ad
as
Valo
r añ
ad
ido
eco
nó
mic
o
glo
bal
(M€/a)
Page 30
CO2
Biogás a la red
Cogeneración dispersa
BNC
Estiércoles/
purines
Matadero/fabricación de harinas
Residuos ricos en carbono
FORM
Municipio
PLANTA DE DIGESTIÓN ANAERÒBICA
Fuente de alimento
Ganado
H2O
Cogeneración central
Compost Digestado
0 g CO2/km
0 kg CO2/kWh
Propiedades energía
renovable
Energía solar
Tancament del cicle de la Biogasificació de MO
Page 33
Perspectiva global, de un sistema de VE en su conjunto: “think globally”
• Pero algunas reglas de juego pueden no tener en cuenta que la eficiencia, el
balance o el valor de algunas VE resultan negativos! De hecho, al usuario de un combustible recuperado le importa mucho reconocer que
algunos componentes del residuo absorbieron previamente CO2 atmosférico
Pero no tanto que en su pretratamiento se consumió energía y se emitió CO2, a veces
en mayor cuantía que la energía y el crédito del combustible valorizado
• A continuación se analizan de manera académica unos casos significativos en
este sentido, en términos de eficiencia en la substitución de energía primaria
CO
2
CO
2
CO
2
CO
2
CO
2
CO
2
CO
2
CO
2
CO
2
CO
2
CO
2
Page 34
Inventario GEH gestión residuos
(Ofi.Esp.CC)
Créditos
(Mt CO2eq/a)
Paradoja del Inventario de GEI: cada vez peor o un asunto contable (mejoras de medición e
información, apuntes en otros sectores, etc.)?
Valorizaciones
Energéticas
(Emisiones Evitadas)
(Reciclajes)
Page 36
Emissions GEH de 4 opcions de gestió de Resta:
100%, 45% i 35% rebuig a VE
1.098,4
549,2 549,2
384,4
0,0
493,8 489,8
554,6
-187,5 -118,8
-275,0 -192,5
-41,0 -152,0 -152,0 -176,0
-692,2 -692,2 -692,2 -692,2
177,7
80,0
-80,2 -121,7
-700
-500
-300
-100
100
300
500
700
900
1.100
a Incineració a EP i rebuig a Incineració a EP amb SRF a Gasificació a EP Ecoeficient Integrat amb SRFa Gasificació
(kg
CO
2/t
)
Balanç GEH Gestió Resta
Emissions Tèrm. CO2 Emiss.Biològ. Crèd.Elèctric Crèd.Reciclatge PreAbsorbit Emissions Netes CO2
Page 37
Mitigaciò CO2
La gestió i recuperació dels residus
podria complir, per sí mateixa, amb
un terç de l'objectiu de reducció
d'emissions que ha fitxat la Unió
Europea per l’any 2020, i s’ evitaria
l’expulsió a l’atmosfera d’ entre 0,6
i 1,3 tones de CO2 equivalent, i el
seu adequat tractament i recuperació
pot tenir un efecte beneficiós per el
clima
Page 38
GEI CSR (kg CO2eq/kWh) = f (% Cre-vol, %Hum-In, %Efi)
Mitigació de GEI
% Cre-vol
% Efi
fósil
renovable
0
200
400
600
800
CCO2
111
406 189
692
(kg
C-C
O2
/t R
U)
Carbono fósil y renovable en 1 t de RU y en el CO2 resultante de su oxidación
fósil
renovable
0
200
400
600
800
1.000
C
CO2
159
581 220
807
(kg
C-C
O2
/t R
ec
h)
Carbono fósil y renovable en 1 t de Rechazo y en el CO2 resultante de su oxidación
Page 39
NIVELLS D’EFICIÈNCIA DE LA V.E.DE RESIDUS
> 0,85
Substitució
directa
> 0,75
Combustió
interna
(possible cicle
combi.)
Molt Alta Alta • Mitjana
> 0,65
Combustió
externa (cicle
de vapor)
Ee/0,39 + Et/0,9 - Ec
ɳ = _________________
0,97 x (Ei + Ec)
Ei del X-gas o PCI residu
Ee y Et netes d’autoconsums
Ei inclou consums previs, s/t térmics
Page 40
El Reciclatge en massa. Mitigació emissions de CO2
El Compost
La MOE
El biochar
La turba sintètica
El sulfat amònic -és “feedstock”?-
La biomassa tèrmica (pellets,
serradures, etc.) –estrictament no és
considerat reciclatge-
Page 43 43
Quin país pot ser la referència d’altres?
Nosaltres podem! Amb un model propi, des de la capital de la
Euromediterrània:
– Ja tenim la base: els Ecoparcs, fruit d’un esforç Alineat en la bona
direcció
– Cal culminar-la amb coherència, fent-los Ecoeficients i Integrats
amb VE
– Una solució complexa, flexible i competitiva per a residus, climes i
urbanismes similars, una referència única per als nostres mercats
naturals.
Cal mirar el €, amb perspectiva, modernitat i independència -com fan
el Regne Unit i especialment Escòcia-, i mitigar els GEH amb
reciclatge i VE.
No és un bon camí seguir els que tenen 20 anys d’inèrcia, amb excés
de capacitat que els hipoteca la innovació i l’eficiència.
Page 44
Residus al Pla d’Energia de Catalunya i al document de treball del PANER
PEC:
– Suposa tota la MO de RM a biogasificació, la qual cosa ignoren els
plans de gestió
– No considera el potencial de la gasificació, el cracking, els CSR i la
injecció de biogàs en xarxa i com a biocarburant
– No avalua en tot el seu potencial la contribució a la mitigació de GEI (de
7 a 10 MtCO2eq/a) i com a energia primària (prop del 10%), i en
particular el dels reciclatges en massa i “feedstock”
PANER:
– Confusió en la composició i el càlcul del percentatge “renovable” de
l’energia del rebuig
– Assimilació del fet que incineració i reciclatge tenen causes comunes a
certs països amb la seva intercausalitat
– Hom prescindeix del possible valor afegit per a la societat de les opcions
disponibles, i de les inversions i ocupació en temps de crisi
– Insuficiències de rigor i transparència senyalats per associacions.
Page 45
REDUCCIÓ D’IMPACTES
Centre de Tractament de Residus del Vallès Ocidental
“Impactes i crèdits de les Plantes de Tractament Mecànic Biològic