Spalovna odpadu a bioplynová stanice ve Vídni

Inspirativní počin v efektivním využívání energie představuje nedávno ukončený projekt v Rakousku. Město Vídeň našlo nejen efektivní metodu likvidace přebytečných surovin, ale i způsob, jak transformovat a využívat obrovskou produkci odpadů na výrobu energie. Nová spalovna odpadu se díky technologii a ekologickému přístupu stala nejmodernějším zařízením tohoto typu v Evropě.

Environmentální centrum na okraji Vídně vyrostlo v poměrně krátké době. Jedním ze stimulů, který dal výstavbě zelenou, byl rakouský zákon, upravující nakládání s odpadem. Od roku 2004 zakazuje skladování nezpracovaného odpadu a vytváření nových skládek.

Jako první ze tří staveb byla v roce 2005 spuštěna do provozu čistírna odpadních vod. O dva roky později přibyla továrna na výrobu energie z bioplynu Biogas Wien. Spalovna odpadu MVA Pfaffenau je nejnovějším z třetice objektů zmíněného centra. Na plný výkon funguje od září 2009. Objekt zužitkuje každý rok kolem 250 000 tun odpadu. Spolu se spalovnami Flotzersteig a Spittelau pokrývá až 30 % celkové spotřeby energie ve městě. Teplem dokáže vytopit až 50 000 vídeňských domácností a 25 000 domácnostem zabezpečuje elektrickou energii.

Rozměrná stavba s délkou 285 metrů a šířkou až 100 metrů je přehledně rozdělena na čtyři funkční celky – zásobník odpadu, spalovací kotel, výrobu energie a detoxikaci spalin. Každý den přijede do spalovny přibližně dvě stě nákladních vozidel, která složí odpad do speciálního zásobníku s kapacitou 18 000 m³.

Spalovací pec je navržena jako posuvný systém s fixními a pohyblivými částmi. Neustálý pohyb odpadu a přísun vzduchu z ventilačního systému umístěného pod roštem napomáhají efektivnímu spalování. Kotel při teplotě 850 °C zpopelní až 32 tun odpadu za hodinu. V procesu spalování dochází k uvolňování horkých plynů, které se postupným ochlazováním v horní části spalovací komory kondenzují. Horká pára (400 °C) prochází pod tlakem 40 barů do parní turbíny, která prostřednictvím generátoru vyrábí elektrickou energii, následně transportovanou do domácností. Po snížení tlaku uvnitř turbíny pára přechází do tepelného výměníku, kde se k výrobě tepelné energie druhotně využívá ještě teplo v ní obsažené. Výměník napájí systém dálkového vytápění. Zůstatkové teplo z procesu výroby energie dodatečně zpracovává ekonomizér.

Proces spalování a výroby energie trvá přibližně hodinu. Systém vytřídí nehořlavé látky – kovové části, kameny, sklo. Kov putuje do nedaleké továrny na recyklaci a struska se využívá při výstavbě chodníků.

Ekologie a spalování odpadu
Ve snaze zabezpečit maximální ekologickou nezávadnost provozu využívá spalovna speciál­ní čtyřtrubkový systém čištění spalin. Skládá se z elektrostatického filtru, mokré čistírny, filtru na principu aktivního uhlí a katalyzátoru na eliminaci oxidů uhlíku. Díky tomuto systému vypouští továrna do ovzduší o 90 % méně emisí prachu a o 95 % méně oxidu siřičitého, než připouští evropská norma. Elektrostatický filtr zachytává všechny kovové částice. Očištěné spaliny putují do dvojstupňové mokré čistírny, která je zbaví toxických látek.

Nejprve se půso­bením chemických a fyzických procesů vodou vyplavuje chlór, fluór a rtuť. Voda použitá v procesu detoxikace teče do izolované vodní čistírny v areálu spalovny. Druhý vodní filtr s rozpuštěným vápnem absorbuje ze strusky jedovaté plyny. Získaná sádra se recykluje. Třetí fáze čištění probíhá na principu aktivního uhlí. Zachytává uhlovodík a organické nečistoty. U po­sledního stupně čištění se odstraňují jedovaté oxidy dusíku. Do substance se přidává amonia­ková voda. Ta se v chemické reakci s oxidy dusíku transformuje na neškodný nitrogen a vodní páru. Dekontaminovaná struska se odváží do podzemních skládek. Kvalitu katalyzačního procesu neustále monitorují měřicí přístroje.

MVA Pfaffenau Místo: Vídeň, Rakousko Investor: WKU – Wiener Kommunal-Umweltschutz-Projektgesellschaft Autoři: Veselinovic-Resetarits (Sne Veselinovic, Erwin Resetarits) Projekt: 2003–2008 Výstavba: 2006–2008 Rozloha pozemku: 46 000 m2 Zastavěná plocha: 11 000 m2 Celkové náklady: 235 milionů € Tepelný výkon: 80 MW Objem páry (40 barů, 400 °C): 100 t/h Produkce elektrické energie: 65 GWh/ročně Vytápění: 410 GWh/ročně

Biogas Wien
Biogenní odpad (odpad z tržišť, stravovacích zařízení, kontejnerů na biologický odpad a podobně), který se může v objektu bioplynové stanice zužitkovat na fermentaci, se odděluje od zbylého odpadu. Od podzimu roku 2007 se ve vídeňském zařízení na výrobu energie z bioplynu každoročně účinně získává čistá a obnovitelná energie ze 17 000 tun biogenního odpadu. Perspektivně se počítá s dalším expandováním až na úroveň 34 000 tun odpadu ročně.

Bioplynové zařízení Biogas Wien využívá k fermentaci mezofilní teplotní oblast. Vstupní biologický materiál (organický odpad) se sbírá v uzavřené hale. Další přesun materiálu se realizuje zásobníkovým dopravníkem, který umožňuje jeho automatický přísun do procesu zpracování. Tekutý odpad se čerpá přímo z cisternového vozidla.

Po rozdrcení materiálu a oddělení kovových částí se separují hrubozrnné cizorodé látky jako plasty, dřevo či inertní odpad. Následně pokračuje zapařování biogenního odpadu v turbomíchači (pulper), přičemž se současně extrahují další minerální nebo kovové prvky. Vzniklou kašovitou, resp. tekutou hmotou se plní fermentační reaktor (fermentor) – přes dva mezistupňové zásobníky a jeden hygienizační stupeň. Materiál zůstává uvnitř reaktoru 20 dní. Bioplyn (40 až 75 % metanu, zušlechtěný vodní párou), který se během cyklu vyrobí, se kompletně využije k vytápění domácností.

Zbytkový materiál z fermentace (digestát) se po odloučení vody smíchává s dalšími strukturovanými materiály a mění se na kompost, který se využívá pro zemědělské účely.

Bioplynová zařízení můžeme označovat i za energii recyklující elektrárny, protože energii obsaženou v organickém odpadu skutečně recyklují – bioplynem, který je zdrojem čisté obnovitelné energie a dosahuje maximální energetické efektivnosti při minimálním množství znečišťujících látek. Využitím energie na bázi bioplynu se redukuje spotřeba fosilních paliv, takže současně s poklesem emisí skleníkových plynů se zlepšuje i ochrana životního prostředí. Zpracování biologického odpadu ve Vídni je proto v tomto směru skutečně významným přínosem.

Stavby tohoto typu nebývají veřejně přístupné, to však neplatí v případě MVA Pfaffenau. Vedení provozu vytvořilo speciál­ní edukační programy pro odbornou i laickou veřejnost. Návštěvníci mají možnost na vlastní oči vidět, jaký objem odpadu se každodenně vyprodukuje. Kromě toho se seznámí se všemi procesy, které v budově probíhají. Město tak chce inspirovat k zodpovědnějšímu přístupu ke spotřebě, ale i k výstavbě podobných děl.

Připravily Miriam Turancová a Silvia Friedlová, redaktorky slovenského časopisu TZB Haustechnik.
Odbornou spolupráci poskytli Ing. Eva Schvarzbacherová, Ph.D., a prof. Ing. Ján Gaduš, Ph.D.

Foto: Dano Veselský

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB HAUSTECHNIK.