Środki efektywności

W pierwszym etapie przetwarzania paliwa pochodzącego ze spalania osadów ściekowych konieczne jest zastosowanie instalacji do odwadniania osadów ściekowych. Zazwyczaj instalacja taka jest montowana na terenie zakładu na poziomie gruntu. Taka instalacja istnieje już obecnie w oczyszczalni ścieków w Moguncji. Wymagałoby to jednak dalszego transportu odwodnionych osadów za pomocą energochłonnych pomp do substancji gęstych. Ze względu na efektywność energetyczną zaplanowano nową, bardziej energooszczędną instalację odwadniania osadów ściekowych na górnym piętrze spalarni, która zastąpi starą instalację odwadniającą, tak aby odwodnione osady mogły spadać do zbiornika osadów bez większego zużycia energii. Pozwoli to zaoszczędzić około 1763 MWh el/a lub 940 tCO2/a.

Zazwyczaj dostarczone osuszone osady ściekowe są pompowane za pomocą energochłonnych pomp do substancji gęstych z bunkra dostawczego do silosu, a następnie z silosu do suszarki osadów ściekowych. W nowej spalarni w Moguncji planowane jest zastosowanie bardziej energooszczędnego rozwiązania z wykorzystaniem suwnicy chwytakowej. Pozwoli to zaoszczędzić około 2624 MWh energii elektrycznej rocznie lub 1400 ton CO2 rocznie.

Niektóre istniejące instalacje do spalania osadów ściekowych spalają nieosuszone osady ściekowe w piecu z warstwą fluidalną i ze względu na wysoką zawartość wody w osadach ściekowych nie umożliwiają spalania autotermicznego. W tym celu do pieca należy dostarczać paliwa kopalne. W planowanej instalacji w Moguncji przewidziano dwa energooszczędne suszarki cienkowarstwowe ogrzewane parą odprowadzaną z turbiny, które eliminują konieczność ciągłego dostarczania paliw kopalnych do pieca. Oba suszarki pozwolą zaoszczędzić około 952 MWh el/a energii elektrycznej i około 2094 MWh th/a energii cieplnej, czyli łącznie 1630 tCO2/a. Ponadto zakup lub obecność suszarni cienkowarstwowej umożliwia w ogóle odbiór ciepła sieciowego dla co najmniej 2000 gospodarstw domowych w Moguncji. Pozwala to zaoszczędzić około 36 900 MWh th/a lub kolejne 7450 tCO2/a.

Prawie wszystkie spalarnie osadów ściekowych spalają osady w piecu z warstwą fluidalną. W Moguncji osady ściekowe wysuszone do 45% są następnie spalane autotermicznie w specjalnie zaprojektowanym, energooszczędnym piecu z warstwą fluidalną. Umożliwia to stosowanie bardziej energooszczędnych dmuchaw, a jednocześnie zmniejszenie emisji tlenku azotu i gazów cieplarnianych w postaci podtlenku azotu o około 16,7 tN2O/a lub 5190 tCo2/a.

W ramach planowanej instalacji zamówiono kombinację urządzeń wraz z energooszczędnym kotłem parowym wysokiego ciśnienia, zaprojektowanym specjalnie do pieca z fluidyzacją, który gwarantuje wyjątkowo wysokie ciśnienie pary oraz bardziej wydajną produkcję pary podczas spalania osadów ściekowych.

Ta para wytworzona w sposób odnawialny jest przekształcana w energię elektryczną w szczególnie energooszczędnym turbogeneratorze, którego konstrukcja wynika z jego przeznaczenia. 80% energii elektrycznej jest wykorzystywane jako energia własna dla spalarni . 20% nadwyżki energii elektrycznej jest przekazywane jako energia odnawialna do oczyszczalni ścieków w Moguncji, co prowadzi do neutralności energetycznej tego obiektu. W piecu z warstwą fluidalną oszczędza się 426 MWh el/a energii elektrycznej i 1148 MWh th/a ciepła. Dzięki kotłowi parowemu wysokociśnieniowemu i turbogeneratorowi możliwe jest wytwarzanie energii odnawialnej rzędu około 11 480 MWh el/a. Piec, kocioł i turbina pozwalają zaoszczędzić co najmniej 6600 t CO2/a.

Większość spalarni osadów ściekowych stosuje w procesie oczyszczania spalin po elektrofiltrze, w którym oddzielono już ponad 99,9% popiołu, tzw. płukanie na mokro. W tym procesie stosuje się różne chemikalia mokre, które są odprowadzane jako zanieczyszczone ścieki do oczyszczalni ścieków i muszą tam zostać oczyszczone przy użyciu dużej ilości energii. W przyszłości w Moguncji zostanie zastosowana bardziej energooszczędna metoda quasi-suchego oczyszczania spalin. Pozwoli to zaoszczędzić co najmniej 492 MWh el/a w procesie suchego oczyszczania spalin, a także duże ilości energii elektrycznej w oczyszczalni ścieków. Odpowiada to dodatkowej redukcji emisji CO2 o 260 tCO2/a.

Wszystkie wspomniane już energooszczędne urządzenia techniczne muszą być zamknięte w obudowie i połączone krótką trasą bez strat energii. Wymaga to kosztownej konstrukcji z odpowiednim wyposażeniem technicznym budynku (oświetlenie, instalacje sanitarne itp.), która zapewni instalacji odporną na warunki atmosferyczne, izolującą akustycznie i redukującą zapachy obudowę. Część konstrukcyjna spalarni nie służy w szczególności efektywności energetycznej i nie została uwzględniona w wykazie kosztów kwalifikujących się do pomocy.

Należy podkreślić, że dopiero całościowa ocena instalacji pozwala na oszczędność emisji CO2 w wysokości 2160 tCO2/rok podczas transportu osadów ściekowych oraz wytwarzanie energii odnawialnej dla około 4000 gospodarstw domowych w Moguncji.