Socotec Polska Sp. z o.o.
1/6
Zał
ą
cznik 7.1. Analiza kosztów systemów oczyszczania spalin
1 Zało
Ŝ
enia
W ramach porównania systemów oczyszczania spalin pod k
ą
tem ekonomicznym
przeanalizowano po dwie technologie odsiarczania i odazotowania spalin ka
Ŝ
dorazowo
z zastosowaniem w
ę
gla 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 w
ę
gla aktywnego.
Analizie porównawczej poddano jedynie pół-such
ą
i mokr
ą
metod
ę
odsiarczania spalin
pomijaj
ą
c metod
ę
such
ą
jako generuj
ą
c
ą
du
Ŝą
ilo
ść
odpadów i zdecydowanie mniej
elastyczn
ą
w reakcji na niejednolity skład spalin wywołany spalaniem odpadów o
niestabilnym jako
ś
ciowo składzie; ponadto osi
ą
gane poziomy redukcji kwa
ś
nych
zanieczyszcze
ń
przy metodzie suchej s
ą
ni
Ŝ
sze ni
Ŝ
w przypadku pół-suchej i mokrej.
Analizy systemów oczyszczania spalin dokonano w nast
ę
puj
ą
cych 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 ci
ęŜ
kich na bazie w
ę
gla 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 ci
ęŜ
kich na bazie w
ę
gla aktywnego
Konfiguracja nr 3
mokry (wet WET) system odsiarczania spalin na bazie wapienia oraz wodorotlenku sodu
•
elektrofiltr (3 pola)
•
skruber dwustopniowy
•
oczyszczalnia
ś
cieków
Odazotowanie SNCR na bazie stałego mocznika
Redukcja dioksyn, furanów i metali ci
ęŜ
kich na bazie w
ę
gla aktywnego
Konfiguracja nr 4
mokry (wet WET) system odsiarczania spalin na bazie wodorotlenku sodu
•
elektrofiltr (3 pola)
•
skruber dwustopniowy
•
oczyszczalnia
ś
cieków
Socotec Polska Sp. z o.o.
2/6
Odazotowanie SCR z wykorzystaniem wody amoniakalnej
Redukcja dioksyn, furanów i metali ci
ęŜ
kich na bazie w
ę
gla aktywnego
Przy przeliczaniu kursu euro na złotego przyj
ę
to,
Ŝ
e 1€ = 4,1 PLN, zgodnie z zało
Ŝ
eniem
przyj
ę
tym dla oszacowania kosztu budowy ZTPO w Koszalinie.
Wszystkie wyliczenia kosztowe sporz
ą
dzono w poziomie cen 2009 r.
2 Koszty inwestycyjne urz
ą
dze
ń
i systemów oczyszczania spalin
Koszty inwestycyjne mokrego i pół-suchego systemu oczyszczania spalin, odazotowania
spalin SCR i SNCR zostały przyj
ę
te 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 wydajno
ś
ci
100 000 Mg/rok dla poszczególnych elementów systemu wynosi:
Elektrofiltru - 1,2 mln €.
Systemu SNCR - 800 tys. €
Systemu SCR – 1,5 mln €
Poniewa
Ŝ
w dokumencie nie okre
ś
lono kosztu skrubera dwustopniowego z oczyszczalni
ą
ś
cieków, filtra tkaninowego oraz reaktora w konfiguracji dla jednej linii o wydajno
ś
ci ok.
100 000 Mg/rok wykorzystano dost
ę
pne ceny dla opcji 2 linii o całkowitej przepustowo
ś
ci
200 000 Mg/rok. Koszty inwestycyjne przyj
ę
to na 80% ich podanej w BREF warto
ś
ci.
Zgodnie z powy
Ŝ
szym przyj
ę
to koszt:
Skrubera dwustopniowego z oczyszczalni
ą
ś
cieków - 4 mln €
Filtra tkaninowego – 1,6 mln €
Reaktora – 1,2 mln €
W
ę
giel aktywny nie wymaga instalacji i jego koszt jest uwzgl
ę
dniony w wydatkach
eksploatacyjnych.
Podane koszty s
ą
kosztami inwestycyjnymi samych urz
ą
dze
ń
.
Koszty inwestycyjne systemów oczyszczania spalin bez kosztu projektowania, instalacji
w zakładzie, elektroniki i aparatury kontrolno-pomiarowe dla dwóch linii całkowitej
przepustowo
ś
ci 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) wynosz
ą
:
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 przyj
ę
to 80%
kosztów przedstawionych powy
Ŝ
ej. Zgodnie z zało
Ŝ
eniem:
Socotec Polska Sp. z o.o.
3/6
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 si
ę
, ze koszt projektowania, instalacji systemów w zakładzie, elektroniki
i aparatury kontrolno pomiarowej wyniesie dodatkowo ok. 5 mln € w ka
Ŝ
dym przypadku.
Wobec powy
Ŝ
szego 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.
4/6
3 Zu
Ŝ
ycie reagentów, energii
Przy porównaniu systemów oczyszczania spalin wzi
ę
to pod uwag
ę
zu
Ŝ
ycia materiałów
wykorzystywanych do neutralizacji szkodliwych zwi
ą
zków zawartych w spalinach, zu
Ŝ
ycie
energii elektrycznej oraz wody wykorzystywanych do procesu oczyszczania.
W pół-suchym systemie oczyszczania spalin zało
Ŝ
ono,
Ŝ
e b
ę
dzie wykorzystywane
mleczko wapienne oraz w
ę
giel aktywny wprowadzany do strumienia spalin. W metodzie
mokrej zało
Ŝ
ono wykorzystanie wodorotlenku sodu i w
ę
gla aktywnego.
Metoda SNCR b
ę
dzie opiera
ć
si
ę
na wykorzystaniu stałego mocznika, a SCR na wodzie
amoniakalnej.
W tabeli poni
Ŝ
ej zestawione s
ą
jednostkowe zu
Ŝ
ycia energii, reagentów oraz wody dla
odsiarczania spalin metod
ą
mokr
ą
i pół-such
ą
. Zu
Ŝ
ycie energii elektrycznej zostało
przyj
ę
te 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 przyj
ę
te w oparciu o informacj
ę
otrzyman
ą
od dostawców technologii oczyszczania spalin w odniesieniu jednostkowym
do wydajno
ś
ci nominalnej. Koszty materiałów przyj
ę
to na podstawie dost
ę
pnych danych
ofertowych (dane za lata 2007-2009).
Jednostkowe zu
Ŝ
ycie energii, reagentów oraz wody dla odsiarczania spalin metod
ą
mokr
ą
i pół-such
ą
Koszty operacyjne
ZuŜycie energii
elektrycznej
ZuŜycie wody
System
odsiarczania
spalin
€/t
€
kWh/Mg
kWh
m
3
/Mg
m
3
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
Mleczko wapienne
Wodorotlenek sodu
Węgiel aktywny
ZuŜycie
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
poni
Ŝ
ej. Koszt dostarczenia wody przyj
ę
to na 2,62
1
PLN/m
3
.
Koszty operacyjne, materiałów i energii
Koszty operacyjne
Energia elektryczna
ZuŜycie wody
System
odsiarczania spalin
PLN
PLN/MWh
PLN
PLN/m
3
PLN
Mokry
4 525 400
285
498 180
2,62
96 416
Pół-suchy
4 190 692
285
340 860
2,62
65 609
Mleczko wapienne
Wodorotlenek sodu
Węgiel aktywny
ZuŜycie
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 Wodoci
ą
gi i Kanalizacja Sp. z o.o. w Koszalinie. Taryfy dla zbiorowego zaopatrzenia w wod
ę
i zbiorowego odprowadzania
ś
cieków w 2009 roku.
Socotec Polska Sp. z o.o.
5/6
W tabeli poni
Ŝ
ej zestawione s
ą
jednostkowe zu
Ŝ
ycia energii i reagentów dla
odazotowania spalin metod
ą
SCR i SNCR. Zu
Ŝ
ycie energii elektrycznej zostało przyj
ę
te
na podstawie opracowania Reference Document on the Best Available Techniques for
Waste Incineration August 2006. Konsumpcja reagentów i koszty operacyjne zostały
przyj
ę
te w oparciu o informacj
ę
otrzyman
ą
od dostawców technologii oczyszczania spalin
oraz w oparciu o dokument Reference Document on the Best Available Techniques for
Waste Incineration August 2006.
Zestawienie zu
Ŝ
ycia reagentów, energii w systemie SCR i SNCR
Konsumpcja energii
elektrycznej
Konsumpcja reagentów
Koszty
operacyjne
Roztwór amoniaku (25%)
Mocznik
System odazotowania
spalin
kWh/Mg
kWh
kg/Mg
kg
kg/Mg
kg
€/Mg
€
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) przyj
ę
te w oparciu o informacj
ę
otrzyman
ą
od dostawców technologii oczyszczania spalin w odniesieniu jednostkowym
do wydajno
ś
ci nominalnej. oraz koszty materiałów i energii zostały przedstawione
w tabeli poni
Ŝ
ej.
Koszty operacyjne, materiałów i energii
Konsumpcja energii
elektrycznej
Konsumpcja reagentów
Koszty operacyjne
Roztwór amoniaku (25%)
Mocznik
System
odazotowania
spalin
PLN/MWh
PLN
PLN/Mg
PLN
PLN/Mg
PLN
€
PLN
SCR
285
209 760 540
158 976
-
-
69 920
286 672
SNCR
285
52 440 -
-
540
248 400
17 480
71 668
4 Pozostało
ś
ci
W tabeli poni
Ŝ
ej zestawiono ilo
ś
ci pozostało
ś
ci powstaj
ą
cych w procesie oczyszczania
spalin oraz koszt ich zagospodarowania. Zało
Ŝ
ono,
Ŝ
e odpady procesowe b
ę
d
ą
wywo
Ŝ
one i składowane w podziemnych kopalniach soli. Koszt zagospodarowania
zało
Ŝ
ono na podstawie danych uzyskanych z firmy zajmuj
ą
cej si
ę
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
ś
cieków do kanalizacji przyj
ę
to na 2,87
2
PLN/m
3
.
Zestawienie ilo
ś
ci i kosztów zagospodarowania pozostało
ś
ci z oczyszczania spalin
Pył z odpylania
Stałe pozostałości z
oczyszczania spalin
Mokre pozostałości
Ścieki do oczyszczenia
Pozostałości
kg/Mg
kg
kg/Mg
kg
kg/Mg
kg
m
3
/Mg
m
3
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
zagospodarowania
Pył z odpylania
Stałe pozostałości z
oczyszczania spalin
Mokre pozostałości
Ścieki do odprowadzenia
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 Wodoci
ą
gi i Kanalizacja Sp. z o.o. w Koszalinie. Taryfy dla zbiorowego zaopatrzenia w wod
ę
i zbiorowego odprowadzania
ś
cieków w 2009 roku.
Socotec Polska Sp. z o.o.
6/6
Zestawienie porównawcze kosztów inwestycyjnych, operacyjnych, reagentów, energii
oraz zagospodarowania odpadów procesowych zostało przedstawione w tabeli poni
Ŝ
ej.
Przy
przyj
ę
tych
zało
Ŝ
eniach
najbardziej
optymalny
pod
wzgl
ę
dem
kosztów
inwestycyjnych oraz operacyjnych jest pół-suchy system oczyszczania spalin
z odazotowaniem typu SNCR. Mokre odsiarczanie spalin charakteryzuje si
ę
najmniejsz
ą
ilo
ś
ci powstaj
ą
cych stałych pozostało
ś
ci oraz najni
Ŝ
sz
ą
konsumpcj
ą
reagentów. Nale
Ŝ
y
jednak pami
ę
ta
ć
,
Ŝ
e w metodzie tej powstaj
ą
ś
cieki wymagaj
ą
ce oczyszczenia przed ich
zrzutem do kanalizacji oraz du
Ŝ
e ilo
ś
ci pyłów wyłapanych w pierwszym stopniu odpylania
czyli elektrofiltrze. Ze wzgl
ę
du na brak danych nie uwzgl
ę
dniono w analizie kosztu
i zu
Ŝ
ycia reagentów wykorzystywanych do oczyszczania wody procesowej z mokrego
odsiarczania spalin.
Zestawienie porównawcze kosztów analizowanych konfiguracji oczyszczania spalin
Koszt inwestycyjny
Koszt obsługi
Koszt reagentów i
wody
Koszt energii
Koszty
zagospodarowania
odpadów
Metoda
oczyszczania spalin
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 powy
Ŝ
szego zestawienia wyników, dalszej analizie poddano
rozwi
ą
zanie instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych
z wykorzystaniem pół-suchej metody oczyszczania spalin z odazotowaniem typu
SNCR.