Załącznik 7.1. Analiza kosztów systemów oczyszczania spalin
1 Zało\
enia
W ramach porównania systemów oczyszczania spalin pod kątem ekonomicznym
przeanalizowano po dwie technologie odsiarczania i odazotowania spalin ka\
dorazowo
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 du\
ą 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 ni\
sze ni\
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 cię\
kich 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 cię\
kich 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 cię\
kich na bazie węgla aktywnego
Konfiguracja nr 4
mokry (wet WET) system odsiarczania spalin na bazie wodorotlenku sodu
" elektrofiltr (3 pola)
" skruber dwustopniowy
" oczyszczalnia ścieków
1/6
Socotec Polska Sp. z o.o.
Odazotowanie SCR z wykorzystaniem wody amoniakalnej
Redukcja dioksyn, furanów i metali cię\
kich na bazie węgla aktywnego
Przy przeliczaniu kursu euro na złotego przyjęto, \
e 1Ź = 4,1 PLN, zgodnie z zało\
eniem
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 Ź .
Systemu SNCR - 800 tys. Ź
Systemu SCR  1,5 mln Ź
Poniewa\
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 powy\
szym przyjęto koszt:
Skrubera dwustopniowego z oczyszczalnią ścieków - 4 mln Ź
Filtra tkaninowego  1,6 mln Ź
Reaktora  1,2 mln Ź
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 Ź
Koszt mokrego systemu oczyszczania spalin z SCR wynosi 14,5 mln Ź
Koszt pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SNCR wynosi 8 mln Ź
Koszt pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SCR wynosi 11 mln Ź
W celu obliczenia kosztów inwestycyjnych dla jednej linii 92 000 Mg/rok przyjęto 80%
kosztów przedstawionych powy\
ej. Zgodnie z zało\
eniem:
2/6
Socotec Polska Sp. z o.o.
Koszt mokrego systemu oczyszczania spalin z SNCR wynosi 9,68 mln Ź
Koszt mokrego systemu oczyszczania spalin z SCR wynosi 11,6 mln Ź
Koszt pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SNCR wynosi 6,4 mln Ź
Koszt pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SCR wynosi 8,8 mln Ź
Zakłada się, ze koszt projektowania, instalacji systemów w zakładzie, elektroniki
i aparatury kontrolno pomiarowej wyniesie dodatkowo ok. 5 mln Ź w ka\
dym przypadku.
Wobec powy\
szego całkowity koszt inwestycyjny wyniesie:
mokrego systemu oczyszczania spalin z SNCR - 14,7 mln Ź (60,27 mln PLN).
mokrego systemu oczyszczania spalin z SCR - 16,6 mln Ź (68,06 mln PLN).
pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SNCR - 11,4 mln Ź (46,74 mln PLN).
pół-suchego systemu oczyszczania spalin z SCR - 13,8 mln Ź (56,58 mln PLN).
3/6
Socotec Polska Sp. z o.o.
3 Zu\
ycie reagentów, energii
Przy porównaniu systemów oczyszczania spalin wzięto pod uwagę zu\
ycia materiałów
wykorzystywanych do neutralizacji szkodliwych związków zawartych w spalinach, zu\
ycie
energii elektrycznej oraz wody wykorzystywanych do procesu oczyszczania.
W pół-suchym systemie oczyszczania spalin zało\
ono, \
e będzie wykorzystywane
mleczko wapienne oraz węgiel aktywny wprowadzany do strumienia spalin. W metodzie
mokrej zało\
ono wykorzystanie wodorotlenku sodu i węgla aktywnego.
Metoda SNCR będzie opierać się na wykorzystaniu stałego mocznika, a SCR na wodzie
amoniakalnej.
W tabeli poni\
ej zestawione są jednostkowe zu\
ycia energii, reagentów oraz wody dla
odsiarczania spalin metodą mokrą i pół-suchą. Zu\
ycie 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 zu\
ycie energii, reagentów oraz wody dla odsiarczania spalin metodą
mokrą i pół-suchą
System Koszty operacyjne Zu\
ycie energii Zu\
ycie wody
odsiarczania elektrycznej
spalin Ź /t Ź 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
Zu\
ycie 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
poni\
ej. Koszt dostarczenia wody przyjęto na 2,621 PLN/m3.
Koszty operacyjne, materiałów i energii
System Koszty operacyjne Energia elektryczna Zu\
ycie 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
Zu\
ycie 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.
4/6
Socotec Polska Sp. z o.o.
W tabeli poni\
ej zestawione są jednostkowe zu\
ycia energii i reagentów dla
odazotowania spalin metodą SCR i SNCR. Zu\
ycie 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 zu\
ycia reagentów, energii w systemie SCR i SNCR
System odazotowania Konsumpcja energii Konsumpcja reagentów Koszty
spalin elektrycznej operacyjne
kWh/Mg kWh Roztwór amoniaku (25%) Mocznik Ź /Mg Ź
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 poni\
ej.
Koszty operacyjne, materiałów i energii
Konsumpcja energii Konsumpcja reagentów Koszty operacyjne
System elektrycznej
odazotowania PLN/MWh PLN Roztwór amoniaku (25%) Mocznik Ź 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 poni\
ej zestawiono ilości pozostałości powstających w procesie oczyszczania
spalin oraz koszt ich zagospodarowania. Zało\
ono, \
e odpady procesowe będą
wywo\
one i składowane w podziemnych kopalniach soli. Koszt zagospodarowania
zało\
ono 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.
5/6
Socotec Polska Sp. z o.o.
Zestawienie porównawcze kosztów inwestycyjnych, operacyjnych, reagentów, energii
oraz zagospodarowania odpadów procesowych zostało przedstawione w tabeli poni\
ej.
Przy przyjętych zało\
eniach 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 najni\
szą konsumpcją reagentów. Nale\
y
jednak pamiętać, \
e w metodzie tej powstają ścieki wymagające oczyszczenia przed ich
zrzutem do kanalizacji oraz du\
e ilości pyłów wyłapanych w pierwszym stopniu odpylania
czyli elektrofiltrze. Ze względu na brak danych nie uwzględniono w analizie kosztu
i zu\
ycia 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 energii 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 powy\
szego zestawienia wyników, dalszej analizie poddano
rozwiązanie instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych
z wykorzystaniem pół-suchej metody oczyszczania spalin z odazotowaniem typu
SNCR.
6/6
Socotec Polska Sp. z o.o.