Załącznik 7.1. Analiza kosztów systemów oczyszczania spalin
1 ZałoŜenia
W ramach porównania systemów oczyszczania spalin pod kątem ekonomicznym
przeanalizowano po dwie technologie odsiarczania i odazotowania spalin kaŜdorazowo z zastosowaniem węgla aktywnego do redukcji dioksyn, furanów i metali:
• mokry i pół-suchy system odsiarczania spalin,
• system odazotowania spalin SNCR (nieselektywna katalityczna redukcja - z ang.
Non Selective Catalytic Reduction) i SCR (selektywna katalityczna redukcja -
z ang. Selective Catalytic Reduction),
• system redukcji dioksyn, furanów i metali z zastosowaniem węgla aktywnego.
Analizie porównawczej poddano jedynie pół-suchą i mokrą metodę odsiarczania spalin pomijając metodę suchą jako generującą duŜą ilość odpadów i zdecydowanie mniej elastyczną w reakcji na niejednolity skład spalin wywołany spalaniem odpadów o niestabilnym jakościowo składzie; ponadto osiągane poziomy redukcji kwaśnych
zanieczyszczeń przy metodzie suchej są niŜsze niŜ w przypadku pół-suchej i mokrej.
Analizy systemów oczyszczania spalin dokonano w następujących konfiguracjach:
Konfiguracja nr 1
pół-suchy (semi-dry SD) system odsiarczania spalin na bazie mleczka wapiennego
• filtr tkaninowy
• reaktor
Odazotowanie SNCR na bazie stałego mocznika
Redukcja dioksyn, furanów i metali cięŜkich na bazie węgla aktywnego
Konfiguracja nr 2
pół-suchy (semi-dry SD) system odsiarczania spalin na bazie mleczka wapiennego
• filtr tkaninowy
• reaktor
Odazotowanie SCR z wykorzystaniem wody amoniakalnej
Redukcja dioksyn, furanów i metali cięŜkich na bazie węgla aktywnego
Konfiguracja nr 3
mokry (wet WET) system odsiarczania spalin na bazie wapienia oraz wodorotlenku sodu
• elektrofiltr (3 pola)
• skruber dwustopniowy
• oczyszczalnia ścieków
Odazotowanie SNCR na bazie stałego mocznika
Redukcja dioksyn, furanów i metali cięŜkich na bazie węgla aktywnego
Konfiguracja nr 4
mokry (wet WET) system odsiarczania spalin na bazie wodorotlenku sodu
• elektrofiltr (3 pola)
• skruber dwustopniowy
• oczyszczalnia ścieków
Socotec Polska Sp. z o.o.
1/6
Odazotowanie SCR z wykorzystaniem wody amoniakalnej
Redukcja dioksyn, furanów i metali cięŜkich na bazie węgla aktywnego
Przy przeliczaniu kursu euro na złotego przyjęto, Ŝe 1€ = 4,1 PLN, zgodnie z załoŜeniem przyjętym dla oszacowania kosztu budowy ZTPO w Koszalinie.
Wszystkie wyliczenia kosztowe sporządzono w poziomie cen 2009 r.
2 Koszty inwestycyjne urządzeń i systemów oczyszczania spalin
Koszty inwestycyjne mokrego i pół-suchego systemu oczyszczania spalin, odazotowania
spalin SCR i SNCR zostały przyjęte na podstawie danych z dokumentu Reference Document on the Best Available Techniques for Waste Incineration August 2006.
Zgodnie z przywołanym dokumentem BREF, koszt inwestycyjny systemu oczyszczania
spalin dla jednej linii termicznego przekształcania odpadów komunalnych o wydajności 100 000 Mg/rok dla poszczególnych elementów systemu wynosi:
Elektrofiltru - 1,2 mln €.
Systemu SNCR - 800 tys. €
Systemu SCR – 1,5 mln €
PoniewaŜ w dokumencie nie określono kosztu skrubera dwustopniowego z oczyszczalnią
ścieków, filtra tkaninowego oraz reaktora w konfiguracji dla jednej linii o wydajności ok.
100 000 Mg/rok wykorzystano dostępne ceny dla opcji 2 linii o całkowitej przepustowości 200 000 Mg/rok. Koszty inwestycyjne przyjęto na 80% ich podanej w BREF wartości.
Zgodnie z powyŜszym przyjęto koszt:
Skrubera dwustopniowego z oczyszczalnią ścieków - 4 mln €
Filtra tkaninowego – 1,6 mln €
Reaktora – 1,2 mln €
Węgiel aktywny nie wymaga instalacji i jego koszt jest uwzględniony w wydatkach eksploatacyjnych.
Podane koszty są kosztami inwestycyjnymi samych urządzeń.
Koszty inwestycyjne systemów oczyszczania spalin bez kosztu projektowania, instalacji w zakładzie, elektroniki i aparatury kontrolno-pomiarowe dla dwóch linii całkowitej przepustowości 200 000 Mg/rok zgodnie z dokumentem Material Flows and Investment Costs of Flue Gas Cleaning Systems of Municipal Solid Waste Incinerators autorstwa M.
Achternbosch, U. Richers z 2002 r. (Forschungszentrum Karlsrhue) wynoszą :
Koszt mokrego systemu oczyszczania spalin z SNCR wynosi 12,1 mln €
Koszt mokrego systemu oczyszczania spalin z SCR wynosi 14,5 mln €
Koszt pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SNCR wynosi 8 mln €
Koszt pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SCR wynosi 11 mln €
W celu obliczenia kosztów inwestycyjnych dla jednej linii 92 000 Mg/rok przyjęto 80%
kosztów przedstawionych powyŜej. Zgodnie z załoŜeniem:
Socotec Polska Sp. z o.o.
2/6
Koszt mokrego systemu oczyszczania spalin z SNCR wynosi 9,68 mln €
Koszt mokrego systemu oczyszczania spalin z SCR wynosi 11,6 mln €
Koszt pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SNCR wynosi 6,4 mln €
Koszt pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SCR wynosi 8,8 mln €
Zakłada się, ze koszt projektowania, instalacji systemów w zakładzie, elektroniki i aparatury kontrolno pomiarowej wyniesie dodatkowo ok. 5 mln € w kaŜdym przypadku.
Wobec powyŜszego całkowity koszt inwestycyjny wyniesie:
mokrego systemu oczyszczania spalin z SNCR -
14,7 mln € (60,27 mln PLN).
mokrego systemu oczyszczania spalin z SCR -
16,6 mln € (68,06 mln PLN).
pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SNCR - 11,4 mln € (46,74 mln PLN).
pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SCR - 13,8 mln € (56,58 mln PLN).
Socotec Polska Sp. z o.o.
3/6
Przy porównaniu systemów oczyszczania spalin wzięto pod uwagę zuŜycia materiałów wykorzystywanych do neutralizacji szkodliwych związków zawartych w spalinach, zuŜycie
energii elektrycznej oraz wody wykorzystywanych do procesu oczyszczania.
W pół-suchym systemie oczyszczania spalin załoŜono, Ŝe będzie wykorzystywane
mleczko wapienne oraz węgiel aktywny wprowadzany do strumienia spalin. W metodzie
mokrej załoŜono wykorzystanie wodorotlenku sodu i węgla aktywnego.
Metoda SNCR będzie opierać się na wykorzystaniu stałego mocznika, a SCR na wodzie
amoniakalnej.
W tabeli poniŜej zestawione są jednostkowe zuŜycia energii, reagentów oraz wody dla odsiarczania spalin metodą mokrą i pół-suchą. ZuŜycie energii elektrycznej zostało przyjęte na podstawie opracowania Reference Document on the Best Available Techniques for Waste Incineration August 2006. Konsumpcja reagentów oraz stałe koszty operacyjne (dane za lata 2008-2009) zostały przyjęte w oparciu o informację otrzymaną od dostawców technologii oczyszczania spalin w odniesieniu jednostkowym do wydajności nominalnej. Koszty materiałów przyjęto na podstawie dostępnych danych
ofertowych (dane za lata 2007-2009).
Jednostkowe zuŜycie energii, reagentów oraz wody dla odsiarczania spalin metodą mokrą i pół-suchą
System
Koszty operacyjne
ZuŜycie energii
ZuŜycie wody
odsiarczania
elektrycznej
spalin
€/t
€
kWh/Mg
kWh
m3/Mg
m3
Mokry
12
1 104 000
19
1 748 000
0,4
36 800
Pół-suchy
11,11
1 022 120
13
1 196 000
0,197
18 124
ZuŜycie
Mleczko wapienne
Wodorotlenek sodu
Węgiel aktywny
reagentów
kg/Mg
kg
kg/Mg
kg
kg/Mg
Kg
Mokry
10
920 000
0,9
82 800
0,5
46 000
Pół-suchy
11,4
1 048 800
-
-
0,35
32 200
Koszty operacyjne oraz koszty materiałów i energii zostały przedstawione w tabeli poniŜej. Koszt dostarczenia wody przyjęto na 2,621 PLN/m3.
Koszty operacyjne, materiałów i energii
System
Koszty operacyjne
Energia elektryczna
ZuŜycie wody
odsiarczania spalin
PLN
PLN/MWh
PLN
PLN/m3
PLN
Mokry
4 525 400
285
498 180
2,62
96 416
Pół-suchy
4 190 692
285
340 860
2,62
65 609
ZuŜycie
Mleczko wapienne
Wodorotlenek sodu
Węgiel aktywny
reagentów
PLN/Mg
PLN
PLN/Mg
PLN
PLN/Mg
PLN
Mokry
397
365 240-
2 000
165 600
3 760
172 960
Pół-suchy
397
416 374
-
-
3 760
121 072
1 Miejskie Wodociągi i Kanalizacja Sp. z o.o. w Koszalinie. Taryfy dla zbiorowego zaopatrzenia w wodę i zbiorowego odprowadzania ścieków w 2009 roku.
Socotec Polska Sp. z o.o.
4/6
W tabeli poniŜej zestawione są jednostkowe zuŜycia energii i reagentów dla odazotowania spalin metodą SCR i SNCR. ZuŜycie energii elektrycznej zostało przyjęte
na podstawie opracowania Reference Document on the Best Available Techniques for Waste Incineration August 2006. Konsumpcja reagentów i koszty operacyjne zostały przyjęte w oparciu o informację otrzymaną od dostawców technologii oczyszczania spalin
oraz w oparciu o dokument Reference Document on the Best Available Techniques for Waste Incineration August 2006.
Zestawienie zuŜycia reagentów, energii w systemie SCR i SNCR
System odazotowania
Konsumpcja energii
Konsumpcja reagentów
Koszty
spalin
elektrycznej
operacyjne
kWh/Mg
kWh
Roztwór amoniaku (25%)
Mocznik
€/Mg
€
kg/Mg
kg
kg/Mg
kg
SCR
8
1 600 000
2,44
488 000
-
-
0,76
69 920
SNCR
2
400 000
4,88
976 000
1,82
364 000
0,19
17 480
Stałe koszty operacyjne (dane za lata 2008-2009) przyjęte w oparciu o informację otrzymaną od dostawców technologii oczyszczania spalin w odniesieniu jednostkowym do wydajności nominalnej. oraz koszty materiałów i energii zostały przedstawione w tabeli poniŜej.
Koszty operacyjne, materiałów i energii
Konsumpcja energii
Konsumpcja reagentów
Koszty operacyjne
System
elektrycznej
odazotowania
PLN/MWh
PLN
Roztwór amoniaku (25%)
Mocznik
€
PLN
spalin
PLN/Mg
PLN
PLN/Mg
PLN
SCR
285
209 760 540
158 976
-
-
69 920
286 672
SNCR
285
52 440 -
-
540
248 400
17 480
71 668
4 Pozostałości
W tabeli poniŜej zestawiono ilości pozostałości powstających w procesie oczyszczania spalin oraz koszt ich zagospodarowania. ZałoŜono, Ŝe odpady procesowe będą
wywoŜone i składowane w podziemnych kopalniach soli. Koszt zagospodarowania
załoŜono na podstawie danych uzyskanych z firmy zajmującej się wywozem i
zagospodarowaniem odpadów procesowych w podziemnych składowiskach bez ich
zestalania i stabilizacji. Wyniesie on 516 zł/Mg (bez zestalania i stabilizacji). Koszt odprowadzenia oczyszczonych ścieków do kanalizacji przyjęto na 2,872 PLN/m3.
Zestawienie ilości i kosztów zagospodarowania pozostałości z oczyszczania spalin
Pozostałości
Pył z odpylania
Stałe pozostałości z
Mokre pozostałości
Ścieki do oczyszczenia
oczyszczania spalin
kg/Mg
kg
kg/Mg
kg
kg/Mg
kg
m3/Mg
m3
Mokry
23,56
2 167 520
0
0
14
1 288 000
0,4
36 800
Pół-suchy
23,56
2 167 520
18,73
1 723 160
-
-
-
-
Koszt
Pył z odpylania
Stałe pozostałości z
Mokre pozostałości
Ścieki do odprowadzenia
zagospodarowania
oczyszczania spalin
PLN/Mg
PLN
PLN/Mg
PLN
PLN/Mg
PLN
PLN/m3
PLN
Mokry
516
1 118 440
516
156 658
516
664 608
2,87
105 616
Pół-suchy
516
1 118 440
516
889 151
-
-
-
-
5 Podsumowanie
2 Miejskie Wodociągi i Kanalizacja Sp. z o.o. w Koszalinie. Taryfy dla zbiorowego zaopatrzenia w wodę i zbiorowego odprowadzania ścieków w 2009 roku.
Socotec Polska Sp. z o.o.
5/6
Zestawienie porównawcze kosztów inwestycyjnych, operacyjnych, reagentów, energii oraz zagospodarowania odpadów procesowych zostało przedstawione w tabeli poniŜej.
Przy
przyjętych
załoŜeniach
najbardziej
optymalny
pod
względem
kosztów
inwestycyjnych oraz operacyjnych jest pół-suchy system oczyszczania spalin
z odazotowaniem typu SNCR. Mokre odsiarczanie spalin charakteryzuje się najmniejszą
ilości powstających stałych pozostałości oraz najniŜszą konsumpcją reagentów. NaleŜy jednak pamiętać, Ŝe w metodzie tej powstają ścieki wymagające oczyszczenia przed ich
zrzutem do kanalizacji oraz duŜe ilości pyłów wyłapanych w pierwszym stopniu odpylania
czyli elektrofiltrze. Ze względu na brak danych nie uwzględniono w analizie kosztu i zuŜycia reagentów wykorzystywanych do oczyszczania wody procesowej z mokrego odsiarczania spalin.
Zestawienie porównawcze kosztów analizowanych konfiguracji oczyszczania spalin
Koszty
Koszt reagentów i
Metoda
Koszt inwestycyjny
Koszt obsługi
Koszt energi
zagospodarowania
wody
oczyszczania spalin
odpadów
PLN
PLN
PLN
PLN
PLN
SD+SCR
56 580 000
4 477 364
762 030
550 620
2 007 591
SD+SNCR
46 740 000
4 262 360
851 454
393 300
2 007 591
WET+SCR
68 060 000
4 813 072
959 192
707 940
2 045 322
WET+SNCR
60 270 000
4 598 068
1 048 616
550 620
2 045 322
Na podstawie powyŜszego zestawienia wyników, dalszej analizie poddano
rozwiązanie instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych
z wykorzystaniem pół-suchej metody oczyszczania spalin z odazotowaniem typu
SNCR.
Socotec Polska Sp. z o.o.
6/6