Jak wiadomo „w przyrodzie nic nie ginie” – to najprostsze sformułowanie zasady zachowania energii, która jest fundamentalnym prawem w otaczającym nas świecie. Dotyczy to również każdego z nas i wszystkich czynności, jakie wykonujemy – jedną z nich jest niewątpliwie konsumpcja.  To, czego nie zjemy lub nie zużyjemy, ląduje w koszu na śmieci, a następnie na wysypisku. Skoro do wyprodukowania tych śmieci, czy to w sposób naturalny – w procesie fotosyntezy, czy w procesach przemysłowych, zastała zużyta pewna ilość energii, to dlaczego by nie próbować jej odzyskać? Polskim przykładem energetycznego wykorzystania odpadów komunalnych, a konkretnie biogazu powstałego podczas ich depozycji, jest składowisko Barycz w Krakowie.

 

 

Fot. 1. Bloki kogeneracyjne na składowisku Barycz. Od lewej: czwarty, trzeci, pierwszy, drugi – numeracja wg kolejności powstania (fot. D. Nowicka).

Jak wykorzystuje się energię zawartą w odpadach komunalnych?

Jednym ze sposobów wykorzystania energii z odpadów organicznych jest spalanie biogazu, który powstaje podczas ich składowania. W skrócie ujmując proces odbioru energii następuje poprzez odgazowanie złoża, sprężenie i odwodnienie gazu wysypiskowego, a następnie dostarczenie go do agregatu kogeneracyjnego, w którym poprzez spalanie (najczęściej w silniku tłokowym) następuje konwersja energii chemicznej paliwa (konkretnie metanu) na pracę i ciepło. Później w generatorze praca zamieniana jest na prąd. W kraju działa ponad 70 takich instalacji przy składowiskach odpadów komunalnych.  Składowisko Barycz również posiada tego typu instalację.

Składowisko Barycz

Składowisko odpadów komunalnych Barycz w Krakowie powstało w latach 70. jako miejsce depozycji odpadów dla Krakowa oraz Wieliczki. Teren, na którym znajduje się składowisko, to obszar zapadliska powstałego w wyniku eksploatacji soli. Jego wybór został dokonany w wyniku porozumienia pomiędzy Kopalnią Soli w Wieliczce a Miejskim Przedsiębiorstwem Oczyszczania w Krakowie – na pierwszych spoczywał obowiązek rekultywacji zdegradowanych, poeksploatacyjnych terenów wyrobisk kopalnianych, drudzy szukali obszaru na składowanie odpadów komunalnych. Składowanie odpadów rozpoczęto w 1974 roku, poczynając od etapu pierwszego kierując się w kolejnych latach nazachód.

Fot2

Pozyskiwanie biogazu

Cały obszar składowiska wyposażony jest w system studni odgazowujących wierconych oraz system perforowanych rurociągów horyzontalnych. Z pierwszego etapu składowiska biogaz pobierany jest okresowo, z pozostałych dwóch – stale. Wykonywanie studni gazowych dla pierwszego etapu następowało w momencie rekultywacji złoża. Inaczej było z nowszą częścią składowiska – tutaj po zdeponowaniu pewnej miąższości odpadów wykonywano pierwszą część studni pionowych, i poziomych, po czym następowała kolejna dostawa odpadów – wtedy tworzono następną, już tylko pionową część systemu studni.  System odgazowujący drugi etap składowiska stanowią obecnie cztery (wcześniej osiem) studnie pionowe oraz częściowo horyzontalne. System odprowadzania biogazu na trzeciej części składowiska jest cały czas rozbudowywany i obecnie znajduje się na nim 28 studni gazowych.   

Fot. 2. Barycz. Na pierwszym planie: część kompostowni, dalej: trzeci etap składowiska odpadów (fot. D. Nowicka).

Energetyczne wykorzystanie gazu wysypiskowego

Wykorzystanie biogazu składowiskowego w celach energetycznych rozpoczęto w 1998 roku, wcześniej gaz był spalany w pochodni. Obecnie zassany ze składowiska biogaz jest przekazywany do czterech zespołów prądotwórczych, gdzie w skojarzeniu wytwarzana jest energia elektryczna oraz cieplna – jest to tzw. kogeneracja lub inaczej CHP (ang. combined heat and power). Wszystkie bloki energetyczne mają zabudowę kontenerową oraz są instalacjami całkowicie zautomatyzowanymi i bezobsługowymi. Sercem każdego z układów kogeneracyjnych jest silnik tłokowy o zapłonie iskrowym (fot. 4.), w którym następuje spalanie biogazu i zamiana energii paliwa na pracę i ciepło. Praca wykonana przez silnik jest zamieniana w generatorze na energię elektryczną, a ciepło odbierane w wymiennikach ciepła. Każdy zespół wyposażony jest w elektroniczny panel sterowania, na którym wyświetlają się m.in. parametry pracy silnika i generatora, schemat instalacji czy zawartość metanu w gazie.  Zestawienie parametrów technicznych dla poszczególnych bloków energetycznych znajduje się w tabeli.

W związku ze znaczną odległością składowiska Barycz od budynków mieszkalnych, produkowana energia cieplna wykorzystywana jest tylko na potrzeby zakładu, ponieważ przesył tego rodzaju energii nie jest opłacalny ze względu na duże straty ciepła w czasie transportu. Na terenie zakładu ciepło wykorzystuje się do podgrzewania ciepłej wody użytkowej oraz ogrzewania pomieszczeń zaplecza technicznego. Dodatkowo wyprodukowana energia elektryczna oraz cieplna jest używana do eksploatacji sortowni oraz kompostowni. (…)

 

Dominika Nowicka

 

Cały artykuł – GLOBEnergia 5/2010

biogaz na baryczy art str 1art str 2