Partnerstwo Publiczno-Prywatne (PPP) to współpraca między podmiotem publicznym a partnerem prywatnym, która pozwala w najlepszy sposób wykorzystać doświadczenie i możliwości obu stron przy realizacji zadań publicznych. Port Czystej Energii w Gdańsku jest pod względem wartości projektu największą inwestycją na Pomorzu i jedną z trzech największych inwestycji w Polsce realizowanych w tej formule.
W oparciu o wieloletnią umowę partnerzy dzielą się zadaniami i ryzykami, korzystając wzajemnie ze swych mocnych stron, co usprawnia pracę i przebieg inwestycji. W modelu PPP chodzi najczęściej o wykorzystanie biznesowego know-how partnera prywatnego oraz sprawczości administracyjnej, organizacyjnej i finansowej partnera publicznego. Dzięki temu uzyskujemy możliwość optymalizacji wydatkowania środków finansowych. W wielu przypadkach jest to wręcz jedyny sposób na zrealizowanie inwestycji publicznej.
Dlaczego Port Czystej Energii realizowany jest w formule PPP
Formuła PPP znakomicie sprawdza się w przypadku wdrażania skomplikowanych i długofalowych projektów, których realizacja i późniejsze zarządzanie-eksploatacja wymaga współpracy z doświadczonymi partnerami biznesowymi. Zazwyczaj partner prywatny to też dostawca technologii, mający – tak jak w naszym przypadku – wieloletnie doświadczenie w budowie i eksploatacji tego typu instalacji w Europie. Dzięki temu inwestorzy publiczni mają dostęp do eksperckiej wiedzy partnerów prywatnych i najnowocześniejszych technologii. To zaś gwarantuje sprawny i szybki przebieg realizacji oraz niezakłócone funkcjonowanie instalacji. Zmniejsza także ryzyka – zarówno realizacyjne, jak i eksploatacyjne.
Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe uwarunkowania, Miasto Gdańsk zdecydowało się na Partnerstwo Publiczno-Prywatne jako optymalną, także finansowo, formułę do zrealizowania budowy Portu Czystej Energii. Zamówienie publiczne polegające na zaprojektowaniu, budowie i eksploatacji zostało udzielone na mocy Ustawy o Partnerstwie Publiczno-Prywatnym. Wykonawcę wyłoniono w trybie dialogu konkurencyjnego, w oparciu o ustawę Prawo zamówień publicznych. Umowa została podpisana 7 maja 2018 r.
Kim są partnerzy
Partner publiczny to spółka komunalna Miasta Gdańska – Port Czystej Energii Sp. z o.o., który jest inwestorem i właścicielem instalacji.
Partnerem prywatnym jest włosko-francuskie konsorcjum trzech firm: Webuild – lider konsorcjum, Termomeccanica Ecologia – dostawca technologii, natomiast TIRU Paprec Energies będzie przez 25 lat operatorem instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych, czyli gdańskiej elektrociepłowni.
Wybrane firmy to doświadczeni eksperci branżowi. Webuild prowadzi na całym świecie projekty o charakterze energetyczno-środowiskowym w oparciu o zasady zrównoważonego rozwoju. W Polsce spółka zrealizowała już podobne inwestycje w Rzeszowie i Bydgoszczy. Termomeccanica Ecologia jest doświadczoną firmą w branży instalacji produkcji energii z odpadów. Włoski koncern realizuje obecnie budowy czterech zakładów w sektorze odzysku energii z odpadów we Włoszech, Portugalii i w Polsce. W przeszłości dostarczał technologię do instalacji w Szczecinie, Rzeszowie i Bydgoszczy.
Podział zadań między partnerami
Ustalono, że w ramach współpracy w formule PPP partner publiczny – dzięki lepszemu i tańszemu dostępowi do źródeł finansowania – zapewni środki niezbędne do realizacji inwestycji. Zagwarantuje również ciągły strumień odpadów w ramach porozumień horyzontalnych podpisanych z trzema Instalacjami Komunalnymi obsługującymi blisko 40 pomorskich gmin, w tym Gdańsk. Natomiast partner prywatny zaprojektuje i wybuduje instalację, dostarczy najnowocześniejsze technologie, a także będzie jej operatorem przez 25 lat.
Zgodnie z podpisaną umową strona publiczna pozyskała odpowiednie środki na realizację inwestycji. Port Czystej Energii, dzięki uzyskanemu finansowaniu (zwrotne – pożyczka z NFOŚiGW oraz kredyt w PKO BP, bezzwrotne – dotacja UE) zapewni wynagrodzenie wykonawcy – operatorowi instalacji, pozostając jej właścicielem. Na etapie eksploatacji strona publiczna zobowiązana jest dostarczać w całym okresie użytkowania instalacji strumień odpadów o określonych parametrach, w ilości 160 000 ton/rok. W tym celu Port Czystej Energii podpisał umowy z trzema instalacjami komunalnymi: Zakładem Utylizacyjnym w Gdańsku, Zakładem Utylizacji Odpadów Stałych w Tczewie oraz Zakładem Utylizacji Odpadów w Gilwie Małej. Po stronie Portu Czystej Energii będzie też zagospodarowanie żużla powstającego podczas termicznego przekształcania odpadów. Ważnym zobowiązaniem podmiotu publicznego jest przyjęcie na siebie ryzyk związanych z ewentualnymi zmianami prawa. Spółka Port Czystej Energii zadba też o to, by cały proces budowy i funkcjonowania instalacji przebiegał zgodnie z założeniami umowy PPP.
Z kolei partner prywatny przyjął ryzyko zaprojektowania i wybudowania zakładu oraz odpowiedzialność za jego eksploatację przez kolejne 25 lat. W tym czasie odpowiedzialny jest również za ewentualne remonty i modernizacje, by zakład mógł w całym okresie eksploatacji prawidłowo funkcjonować. Zobowiązał się również zachować zdolność do pracy w wymiarze 7800 godzin na rok. Wyprodukowana w instalacji energia elektryczna trafi do krajowej sieci energetycznej, zaś ciepło ̶ do miejskiej sieci ciepłowniczej. Strona prywatna musi utrzymać zakładane umową PPP parametry produkcji, a partner publiczny zajmie się sprzedażą, z której zyski pomniejszą koszty zagospodarowania odpadów komunalnych w instalacji. Strona prywatna zapewni transport odpadów z instalacji komunalnych do Portu Czystej Energii oraz zagospodaruje pyły i popioły z oczyszczania spalin.
Tak więc obie strony PPP podzieliły między siebie zobowiązania i ryzyka związane z inwestycją w sposób gwarantujący sprawną realizację, przebiegającą zgodnie z podpisaną umową.
Korzyści dla miasta i mieszkańców
Do najważniejszych korzyści, jakie z Partnerstwa Publiczno-Prywatnego wynikają dla Miasta Gdańska, należy zaliczyć przede wszystkim lepszy dostęp sektora publicznego do innowacyjnych rozwiązań. Instalacją będzie zarządzał doświadczony partner prywatny, co gwarantuje optymalną eksploatację. W ten sposób Port Czystej Energii uzyska większą efektywność operacyjną, a miasto – wyższą efektywność w zarządzaniu środkami publicznymi.
Dzięki zastosowaniu formuły PPP Gdańsk otrzyma jedną z najnowocześniejszych środowiskowo elektrociepłowni na odpady w Europie. Port Czystej Energii, spalając odpady komunalne nienadające się do recyklingu, dostarczy energię cieplną i elektryczną dla mieszkańców miasta. Sprawne i korzystne dla środowiska funkcjonowanie podobnych obiektów na całym świecie pokazuje, że formuła PPP świetnie sprawdza się przy tego typu inwestycjach.
Centrum badawczo-rozwojowe BIOSTAT, na zlecenie Portu Czystej Energii, przeprowadziło badanie opinii społecznej. Zapytaliśmy gdańszczanki i gdańszczan o poziom akceptowalności naszej inwestycji, zweryfikowaliśmy wiedzę na temat instalacji, zbadaliśmy deklarowany poziom świadomości ekologicznej i poziom aktywności środowiskowej.
Celem badania było wyznaczenie punktu bazowego do prowadzenia aktywnych działań komunikacyjnych i edukacyjnych projektu budowy instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych i późniejszej jej eksploatacji. Choć w przeszłości w 2016 roku podobne badania były przeprowadzane, chcieliśmy zweryfikować obecny poziom wiedzy o instalacji, korzyściach z jej przyszłego funkcjonowania i poziom akceptowalności dla realizowanej inwestycji.
Badanie zostało przeprowadzone metodą wywiadów telefonicznych CATI na reprezentatywnej próbie 1000 pełnoletnich mieszkanek i mieszkańców Gdańska. Próba została dobrana ze względu na wiek, płeć i obszar (dzielnice) w którym zamieszkują badani. Przy większości pytań uszczegółowiliśmy badanie – zrobiliśmy krzyżowanie na obszar, ponieważ ważne były dla nas zależności, czy mieszkający najbliżej najbardziej interesują się inwestycją i czy zainteresowanie spada wraz z odległością od lokalizacji inwestycji.
Wyniki badania wykazały, że Port Czystej Energii jest uznawany za inwestycję przydatną przez ponad 73% respondentów – to ważna informacja. Poprzednie badania, wykonane sześć lat wcześniej, wykazywały równie wysoki poziom akceptowalności. Te wyniki są dla nas bardzo korzystne i oznaczają, że mamy wysokie zaufanie społeczne a mieszkańcy wiedzą, że inwestycja jest ważna i potrzebna.
(Wykres: Jak oceniasz zasadność budowy Portu Czystej Energii?)
Sprawdziliśmy też poziom wiedzy na temat rodzajów odpadów, jakie będą przekształcane w Porcie Czystej Energii. Aż 80% respondentów nie potrafiło udzielić właściwej odpowiedzi. Tu mamy zdecydowanie dużo do zrobienia w obszarze informacji. Można mieć wrażenie, że rodzaj odpadów, które będziemy przekształcać, nie ma większego znaczenia. Dla nas jednak wiedza mieszkańców, że przekształcamy termicznie jedynie te odpady komunalne, które nie nadają się do recyklingu, jest bardzo istotna. Jesteśmy spółką publiczną, która działa w społecznym interesie mieszkańców metropolii gdańskiej. Razem z innymi spółkami komunalnymi działającymi w tym obszarze tworzymy całościowy system gospodarowania odpadami w gminie. Nasza instalacja jest ostatnim ogniwem, który domknie ten system. Chcemy, żeby mieszkańcy mieli świadomość, że ich praca przy skrupulatnym segregowaniu ma sens i jest bardzo potrzebna dla środowiska, podnosi standard zagospodarowania odpadów, a także obniża koszty całego systemu, a więc również wysokość opłat ponoszonych przez mieszkańców.
(Wykres: Czy wie Pan/Pani, jakie odpady będą przekształcane w Porcie Czystej Energii?)
Na pytanie, czy respondenci wiedzą, że Port Czystej Energii będzie zamieniał odpady nienadające się do recyklingu w energię elektryczną i ciepło, twierdząco odpowiedziała jedynie niespełna połowa. To również obszar, który wymaga zdecydowanego wzmocnienia komunikacji. Produkcja czystej energii, dywersyfikacja jej źródeł i uniezależnienie od paliw kopalnych, to istotna korzyść z funkcjonowania instalacji termicznego przekształcania odpadów. Zapytaliśmy również o inne profity płynące z funkcjonowania instalacji, m.in.: zmniejszenie ilości składowanych odpadów, czy zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. Wyniki obrazują poniższe wykresy.
(Wykres: Czy wiesz, że Port Czystej Energii będzie zamieniać nienadające się do recyklingu odpady w energię elektryczną i ciepło dla mieszkańców Gdańska?)
Zapytaliśmy również o wpływ funkcjonowania instalacji na wysokość opłat ponoszonych przez mieszkańców. Ten temat był przez nas szeroko analizowany w poprzednim badaniu, jednak obecnie mamy zupełnie inną sytuację rynkową. Ze względu na obostrzenia prawne odpady, które nie nadają się do recyklingu, a mają wartość energetyczną, nie mogą być składowane i muszą być przekazane do termicznego zagospodarowania. Brakuje instalacji takich jak nasza i cena rynkowa takiego zagospodarowania odpadów jest znacznie wyższa niż ta, jaką zaoferuje Port Czystej Energii. Odpowiedzi udzielone na to pytanie wykazały, że tylko ¼ respondentów ma świadomość, że funkcjonowanie instalacji wpłynie na zmniejszenie opłat. Oczywiście zdajemy sobie sprawę, że w obecnej sytuacji, kiedy wszystko drożeje, mieszkańcy mogą mieć problem z obiektywną oceną zagadnienia, dlatego też udzielili takiej, a nie innej odpowiedzi. Działanie własnej, lokalnej instalacji w Gdańsku obniży koszt zagospodarowania przekształcanych termicznie odpadów, a jego cena, mimo kosztów budowy nowego zakładu, będzie znacznie niższa od rynkowej. Na ostateczną wysokość opłaty wpływają również inne czynniki, których działania nie jesteśmy w stanie dzisiaj w pełni przewidzieć. Jednak ze względu na fakt, że w Gdańsku domknięty zostanie system zagospodarowania odpadów, ceny na pewno będą stabilniejsze.
(Wykres: w jaki sposób według Pana/ Pani powstanie Portu Czystej Energii wpłynie na wysokość opłat mieszkańców za gospodarowanie odpadami komunalnymi?)
Zbadaliśmy również świadomość ekologiczną i poziom aktywności środowiskowej gdańszczanek i gdańszczan. Zapytaliśmy, czy wiedzą, że bezpośrednio wpływają na środowisko poprzez codzienne wytwarzanie odpadów. Niemal wszyscy badani potwierdzili, że mają tego świadomość. W kolejnym punkcie zapytaliśmy o średnią ilość odpadów wytwarzanych przez statystycznego mieszkańca. Zaledwie ¼ zaznaczyła prawidłowy przedział. Możemy uznać więc, że badani nie wiedzą, ile odpadów wytwarzają, a tym samym nie zdają sobie sprawy, jaka ilość odpadów trafia codziennie do zagospodarowania w instalacjach komunalnych.
Jakie działania ekologiczne stosują mieszkańcy? Deklarowany poziom jest wyjątkowo optymistyczny – zajmując się na co dzień odpadami jesteśmy w stanie skorygować ten stan zgodnie z rzeczywistością – ale mimo wszystko uznajemy ten wynik za bardzo dobry. Pytaniami o postawy ekologiczne chcieliśmy sprawdzić poziom wiedzy o naszej instalacji i skorelować go z deklaracjami dotyczącymi zachowań prośrodowiskowych.
Zbadaliśmy również źródła, z których mieszkańcy czerpią wiedzę na temat zmian klimatu i ekologii. Są to głównie mass media, Internet i social media. Jako Port Czystej Energii wszędzie tam jesteśmy obecni. Prowadzimy kanały w mediach społecznościowych, publikujemy materiały multimedialne, prowadzimy blog dla szukających bardziej pogłębionych informacji. Na pewno będziemy kontynuować te działania.
Badanie było obszerne i zachęcamy do sprawdzenia szczegółowych wyników w załączonej poniżej prezentacji: Prezentacja_Badania_PCE_2022_
Port Czystej Energii będzie pod kątem ochrony środowiska jedną z najnowocześniejszych instalacji odzysku energii z odpadów w Europie. Instalacja została zaprojektowana zgodnie z najnowszymi wytycznymi, zapewniającymi stosowanie najlepszych technologicznych rozwiązań na świecie.
Zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa Port Czystej Energii dostosowany został do najnowszych wytycznych BAT (Best Available Techniques) dla spalania odpadów, zawartych w decyzji wykonawczej Komisji UE 2019/2010 z 12 listopada 2019 r. Nowe konkluzje jeszcze bardziej zaostrzają i tak wcześniej już bardzo restrykcyjne wymagania odnośnie standardów oczyszczania spalin. Z tego powodu system oczyszczania spalin Portu Czystej Energii został rozbudowany o dodatkowe elementy.
Zanieczyszczenia powstałe w wyniku spalania odpadów będą usuwane ze spalin za sprawą wielu urządzeń składających się na cały wysokosprawny układ oczyszczania spalin. Układ ten stanowi jeden z największych i najważniejszych elementów całej instalacji. Spaliny będą poddawane wielu procesom fizycznym i chemicznym, podzielonym na różne etapy:
Pierwszy etap redukcji tlenków azotu – metody pierwotne i selektywna redukcja niekatalityczna (SNCR),
Pierwszy etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń takich jak tlenki siarki i chlorowodór – dozowanie reagenta wapniowo-magnezowego do kotła,
Drugi etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń – dozowanie mleczka wapiennego w absorberze rozpyłowym,
Trzeci etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń – dozowanie wodorotlenku wapnia w reaktorze suchym,
Etap wychwytu metali ciężkich (w tym rtęci), lotnych związków organicznych oraz dioksyn i furanów – dozowanie węgla aktywnego i węgla aktywnego bromowanego w reaktorze suchym,
Czwarty etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń, dalszy wychwyt metali ciężkich, lotnych związków organicznych, dioksyn i furanów oraz usuwanie pyłów – przepływ spalin przez tworzące się na workach filtra workowego placki filtracyjne złożone z reagentów, produktów reakcji i pyłów.
Drugi etap redukcji tlenków azotu – selektywna redukcja katalityczna (SCR).
Proces oczyszczania spalin
W wyniku spalania odpadów, pobodnie jak w przypadku spalania węgla czy biomasy, powstają gazy odlotowe. Te składają się głównie z azotu, dwutlenku węgla, tlenu, tlenku węgla, dwutlenku siarki, tlenków azotu i niespalonych lub częściowo spalonych węglowodorów. W Porcie Czystej Energii proces oczyszczania spalin rozpocznie się już w komorze paleniskowej. Poprzez wykorzystanie metod pierwotnych, takich jak rozdzielenie powietrza do spalania na różne strefy (powietrze pierwotne i wtórne) oraz recyrkulacja spalin, zminimalizowane będzie powstawanie niektórych zanieczyszczeń już w samym procesie spalania.
W kolejnym etapie (pierwszy ciąg kotła), spaliny poddane zostaną redukcji stężeń tlenków azotu poprzez wtrysk wody amoniakalnej. Dzięki temu w temperaturze ok. 850-1050°C dokonuje się redukcja tlenków azotu do wolnego azotu. Następnie do kotła dozowany będzie reagent wapniowo-magnezowy, który stanowi pierwszy etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń takich jak tlenki siarki i chlorowodór.
Kiedy gazy spalinowe zostaną poddane procesom oczyszczania w kotle, wprowadzone będą do systemu oczyszczania spalin poprzez kanał podłączony do absorbera rozpyłowego. W absorberze rozpylane będzie mleczko wapienne, które reaguje z kwaśnymi zanieczyszczeniami. Tutaj spaliny zostaną również schłodzone do temperatury ok. 140°C w celu zoptymalizowania efektywności kolejnych etapów oczyszczania spalin.
Kolejnym etapem oczyszczania jest reaktor suchy, do którego wprowadzony będzie węgiel aktywny, węgiel aktywny bromowany oraz wodorotlenek wapnia. W tym etapie zostaną zredukowane stężenia kwaśnych zanieczyszczeń, metali ciężkich (w tym rtęci), lotnych związków organicznych oraz dioksyn i furanów. Z reaktora spaliny trafią do filtra workowego, w którym wyłapane zostaną pyły oraz produkty reakcji z poprzednich etapów systemu oczyszczania spalin. Poprzez tworzenie się placków filtracyjnych na workach filtra, efektywność reakcji z reaktora suchego jest dodatkowo zwiększana.
Ostatnim etapem oczyszczania jest przelot spalin przez reaktor katalitycznej redukcji tlenków azotu SCR. Poprzez wtrysk wody amoniakalnej dodatkowo obniżona zostaje zawartość tlenków azotu w spalinach. Dzięki zastosowaniu katalizatora, proces ten zachodzi w niższej temperaturze i charakteryzuje się bardzo wysoką efektywnością.
Oczyszczone produkty spalania odprowadzane będą do atmosfery poprzez komin.
Pyły z kotła oraz produkty oczyszczania spalin (odbierane z filtra workowego), jako odpady niebezpieczne, są na bieżąco odbierane i transportowane do Niemiec, gdzie służą do rekultywacji terenów pokopalnianych (nieczynne kopalnie soli).
System kontroli emisji
Cały proces spalania i oczyszczania spalin będzie kontrolowany przez system sterowania. Do systemu trafi ponad trzy i pół tysiąca sygnałów, które będą cyfrowo przetwarzane, a następnie uzyskane dane przedstawione zostaną na stacjach obsługiwanych przez operatorów kontrolujących cały proces spalania oraz oczyszczania. Dzięki zastosowanemu systemowi ciągłego monitoringu, badany będzie również skład wyprowadzanych do atmosfery spalin. Wyniki monitoringu będą powszechnie dostępne, nie tylko dla zarządzających obiektem, ale również dla mieszkańców i instytucji kontrolujących m.in. Wojewódzkiego Inspektora Ochrony Środowiska.
Poziom emisji spalin oraz sposób ich oczyszczania to zawsze szczególny obszar zainteresowania powiązany z licznymi pytaniami. Powyższy materiał ma być źródłem wiarygodnych informacji o konkretnych rozwiązaniach zainstalowanych w Porcie Czystej Energii.
Schemat układu oczyszczania spalin
Legenda:
1. SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction) Proces oczyszczania spalin zaczyna się w kotle. Tutaj następuje selektywna redukcja niekatalityczna tlenków azotu poprzez wtrysk roztworu amoniaku do strumienia spalin.
2. Silos reagenta wapniowo-magnezowego Do spalin w kotle dozowany jest reagent, który reaguje z tlenkami siarki i chlorowodorem. Jest to pierwszy z czterech etapów usuwania kwaśnych zanieczyszczeń ze spalin.
3. Silos popiołów lotnych Popioły lotne, które opadają do lejów pod kotłem trafiają do silosu, w którym są magazynowane i okresowo odbierane przez uprawnione podmioty.
4. Zbiornik mleczka wapiennego Mleczko wapienne wytwarzane jest poprzez mieszanie tlenku wapnia (wapna palonego) z wodą. Jest to reagent, który jest dozowany do spalin w absorberze rozpyłowym.
5. Absorber rozpyłowy W absorberze rozpylane jest mleczko wapienne, reagujące z kwaśnymi zanieczyszczeniami. Odparowanie wody z mleczka schładza spaliny do temperatury ok. 140°C w celu zoptymalizowania efektywności kolejnych etapów oczyszczania spalin.
6. Reaktor suchy W reaktorze suchym, poprzez dozowanie wodorotlenku wapnia, odbywa się trzeci etap usuwania kwaśnych zanieczyszczeń. Dodatkowo do reaktora wprowadzany jest węgiel aktywny oraz węgiel aktywny bromowany. Służą one do wychwytu ze spalin metali ciężkich (w tym rtęci), lotnych związków organicznych oraz dioksyn i furanów.
7. Filtr workowy Filtr workowy służy do wychwytywania pyłów i produktów reakcji oczyszczania spalin poprzez zatrzymywanie ich na powierzchni tkaninowych worków. Dodatkowo, tworzące się na workach placki filtracyjne z częściowo przereagowanych reagentów, stanowią kolejny etap oczyszczania spalin z kwaśnych zanieczyszczeń.
8. Silos odpadów z oczyszczania spalin Tutaj trafiają pyły i produkty reakcji oczyszczania spalin wychwycone przez filtr workowy.
9. SCR (Selective Catalytic Reduction) Selektywna redukcja katalityczna to drugi etap redukcji tlenków azotu. Ich zawartość w spalinach zostaje obniżona poprzez wtrysk wody amoniakalnej, a dzięki zastosowaniu katalizatorów, cały proces zachodzi z wysoką sprawnością.
10. Układ skraplania pary wodnej w spalinach Zadaniem tego układu jest dodatkowy odzysk ciepła z gorących spalin, zanim przez komin trafią do atmosfery. Efekt ten uzyskiwany jest poprzez skroplenie obecnej w spalinach pary wodnej.
12. Komin Komin odpowiada za odprowadzenie oczyszczonych spalin do atmosfery na określoną wysokość, by zapewnić ich optymalne rozproszenie w atmosferze. Zainstalowany w nim system ciągłego monitoringu kontroluje śladowe ilości emitowanych substancji, a wynik monitoringu jest powszechnie dostępny.
Port Czystej Energii to nowoczesna elektrociepłownia, która będzie przekształcać 160 tys. ton bezużytecznych odpadów rocznie, co pozwoli wyprodukować 109 GWh energii elektrycznej i 509 TJ ciepła. Do produkcji energii w gdańskiej elektrociepłowni wykorzystany zostanie specjalny silnik, fachowo nazywany turbogeneratorem. Czym jest i jak on działa?
Turbogenerator – to silnik wykorzystujący energię cieplną pary wodnej do napędu generatora elektrycznego. Jest on elementem układu wodno-parowego, czyli zbioru wszystkich urządzeń i systemów, które zagospodarowują parę generowaną przez kocioł i powstający z niej kondensat (in. skropliny). O tym, jak działa kocioł, dowiesz się TUTAJ.
W jaki sposób działa turbogenerator?
Para z kotła (film z montażu jego elementów znajdziesz TUTAJ) przesyłana jest dedykowanym rurociągiem (rurociąg pary świeżej) do turbiny, gdzie przepływając przez jej łopatki ulega rozprężeniu i wprawia wirnik turbiny w ruch obrotowy. Obracający się wirnik, poprzez przekładnię, napędza generator elektryczny. Ciśnienie pary oraz jej temperatura ulega dużym zmianom. Para oddając energię na łopatkach turbiny rozpręża się z początkowego ciśnienia 40 barów i temperatury 395°C do ciśnienia bliskiemu próżni (0,04÷0.3 bara) i temperatury 46°C.
Następnie rozprężona para wodna trafia do kondensatora (skraplacza), w którym ulega skropleniu. Skropliny przesyłane są do systemu wody zasilającej kotła, po czym cały proces technologiczny zaczyna się od nowa. To kolejny element systemu o obiegu zamkniętym.
W Porcie Czystej Energii zainstalowano turbogenerator kondensacyjno-upustowy. Taki typ urządzenia pozwala na regulowanie wytwarzanej mocy elektrycznej i cieplnej w szerokim zakresie.
Turbogenerator jest w stanie pracować w następujących konfiguracjach:
Przy włączonej regulacji ciśnienia na wlocie i wyłączonej regulacji obrotów – tak będzie wyglądał jego podstawowy tryb pracy. W tej konfiguracji moc wytwarzanej energii określana jest przez dostępność ilości pary wlatującej do turbiny oraz ilość pary dostarczanej do sieci ciepłowniczej.
Przy włączonej regulacji obrotów i wyłączonej regulacji ciśnienia na wlocie do turbiny.
Tryb wyspowy – obciążenie elektryczne turbogeneratora jedynie na użytek własny urządzeń wewnętrznych.
Produkcja energii w kogeneracji
Proces produkcji energii będzie przebiegał w tzw. kogeneracji – jednoczesnej produkcji energii elektrycznej i ciepła. Regulacja ilości wytwarzanej energii pozwoli na dostosowanie się elektrociepłowni do bieżących potrzeb miejskiej sieci ciepłowniczej, ponieważ inaczej wyglądają one latem, a jeszcze inaczej zimą, kiedy to miejska sieć ciepłownicza dostarcza mieszkańcom zarówno ciepłą wodę użytkową, jak i ciepło do ogrzewania mieszkań. Więcej o tym procesie możecie dowiedzieć się TUTAJ.
Turbogenerator parametry:
Ciśnienie robocze: 40 barów
Temperatura pary świeżej (na wlocie do turbiny): 395 °C
Przepływ pary (62,5÷110%): 47,2÷83,9 t/h
I upust (nieregulowany): 2,5-4,0 bara
II upust (regulowany): 1,0-1,5 bara
Ciśnienie na wylocie: 0,04÷0.3 bara
Temperatura na wylocie: 46 °C
Typ generatora: Synchroniczny, 4-biegunowy
Moc elektryczna wytwarzana na zaciskach generatora w warunkach nominalnych (100%): 11-16 MW
16 maja 2022 roku odbył się uroczysty chrzest walczaka – kluczowego elementu kotła parowego, odpowiedzialnego za oddzielenie pary od wody (więcej na temat kotła sprawdź TUTAJ). Każda branża ma swoje tradycje i święta, a w branży ciepłowniczej chrzest walczaka to szczególny moment, w którym kończy się ważny etap realizacji inwestycji. Na uroczystość przybyli m.in. Marcin Horała – sekretarz stanu w Ministerstwie Funduszy i Polityki Regionalnej, Dariusz Drelich – Wojewoda Pomorski, Leszek Bonna – Wicemarszałek Województwa Pomorskiego oraz oczywiście gospodarz Aleksandra Dulkiewicz – Prezydent Miasta Gdańska.
Uroczystość podzielono na dwie części – oficjalną na placu budowy i konferencyjną zorganizowaną na stadionie Polsat Plus Arena Gdańsk. Z myślą o mieszkańcach Gdańska i wszystkich zainteresowanych projektem, przeprowadzono transmisję „na żywo” na portalu gdansk.pl oraz na profilu Portu Czystej Energii na Facebooku. Relacja cały czas jest dostępna na naszym kanale You Tube, więc zachęcamy do jej obejrzenia (sprawdź tutaj).
Przygotowania do wydarzenia
Dzień świętowania poprzedziły tygodnie przygotowań. Zgodnie z obowiązującą w elektrociepłowniach tradycją, walczakom nadaje się imiona podczas uroczystego chrztu. I tak w Krakowie jest „Krakowiak”, w Bydgoszczy „Wisła” i „Brda”, a w Szczecinie „Angel” i „Stefan”. Port Czystej Energii ma służyć mieszkańcom, więc to im daliśmy możliwość zaproponowania i wyboru imienia. We współpracy z portalem Trójmiasto.pl zorganizowaliśmy konkurs. Każdy mógł zgłosić swoją propozycję – najważniejsze było, aby imię nawiązywało do historii Gdańska, regionu lub jego mieszkańców. Liczba zgłoszeń zdecydowanie nas zaskoczyła. Wpłynęło aż 1191 wspaniałych, zaskakujących pomysłów. Komisja konkursowa wybrała finałową piątkę i w kolejnym etapie, poproszono czytelników o wytypowanie zwycięzcy. Ostatecznie wybrano imię STOLEM.
Przed uroczystością połączone siły przedstawicielek Wykonawcy i Portu Czystej Energii przygotowały napis na walczaku.
Rozbijanie szampana
Podczas uroczystości, w momencie nadania imienia, zwyczajowo rozbija się butelkę szampana. Ma to przynieść szczęście! I nie ma co ukrywać – jest to bardzo stresujący moment. Oczywiście wszystko zostało wcześniej skrupulatnie przygotowane. Trzeba było przemyśleć sposób mocowania butelki, a jej rozbicie poprzedzić próbami. Całość należało przeprowadzić sprawnie, bezpiecznie, a przede wszystkim skutecznie. Nie pomagał fakt, że walczak ma kształt walca o średnicy 1,8 metra i jest zamontowany na wysokości 34 metrów (13 piętro!). Butelka mogła odbić się lub prześlizgnąć po obłej konstrukcji. Zadanie było jasne, należało porządnie uderzyć 😊
Matką chrzestną gdańskiego walczaka została Prezydent Aleksandra Dulkiewicz, która podczas uroczystości udała się w towarzystwie Prezesa Sławomira Kiszkurno na najwyższą kondygnację instalacji. Po krótkim instruktarzu dot. siły uderzenia i wygłoszeniu mowy chrzcielnej: „Nadaję ci imię Stolem. Bądź silny i dzielny oraz jak na olbrzyma przystało dbaj o moc i bezpieczeństwo w Porcie Czystej Energii, dla dobra wszystkich mieszkańców Gdańska i Pomorza”, butelka spektakularnie się rozbiła! Nasz fotograf uchwycił ten moment w pięknym pamiątkowym zdjęciu. Goście, zarówno Ci na miejscu, jak i oglądający transmisję on-line, mogli obserwować wszystko za sprawą ustawionych na wysokości kamer oraz drona. Widać było ogromną radość Pani Prezydent, że misja zakończyła się powodzeniem!
Takiego zdjęcia nikt się nie spodziewał! Fotograf: Jacek Klejment
Oficjalna uroczystość została uwieczniona pamiątkowym, grupowym zdjęciem. Goście mieli również szansę zwiedzić instalację, nawet na jej najwyższym poziomie. Następnie w części konferencyjnej mowa była o perspektywie rozwoju termicznego przekształcania odpadów w Polsce oraz celach i wyzwaniach, jakie stoją przed całą branżą. Przedstawiono stan realizacji prac na naszej budowie i plany Wykonawcy instalacji na kolejne miesiące. Prezes Portu Czystej Energii przywołał historię projektu i podziękował wszystkim zaangażowanym w projekt na przestrzeni lat.
Goście części oficjalnej
Wieczorna klamra
Tego samego dnia wieczorem, kiedy zmęczeni zasiedliśmy przed telewizorem, w znanym teleturnieju „Milionerzy” pojawiło się pytanie za 125 tys. zł o … walczaka! To był nieprawdopodobny zbieg okoliczności, który nas bardzo rozbawił. Grająca niestety nie odpowiedziała poprawnie – widocznie nagranie zostało realizowane za wcześnie. Jesteśmy przekonani, że gdyby uczestniczka teleturnieju była mieszkanką Pomorza, a pytanie padłoby po naszej uroczystości – odpowiedź byłaby oczywista 😊
Pytanie w teleturnieju „Milionerzy” emitowany 16 maja 2022 r.
Obecnie w Europie funkcjonuje ponad 500 spalarni odpadów, czyli zakładów odzysku energii z odpadów. Te powstające obecnie, w których paliwem są – tak jak w Gdańsku – odpady po mechanicznym przetworzeniu w sortowniach odpadów, wytwarzają w kogeneracji zarówno ciepło, jak i energię elektryczną. Inaczej mówiąc, są to nowoczesne elektrociepłownie opalane odpadami resztkowymi, nienadającymi się do dalszego wykorzystania surowcowego – recyklingu. W krajach takich jak Finlandia, Szwecja, Dania, Belgia, Holandia, Francja, Niemcy, Austria czy Włochy w większości przypadków liczba i wydajność spalarni całkowicie zaspokajają potrzeby w zakresie termicznego przekształcania odpadów. Dla przykładu we Francji jest 121, a w Niemczech 96 tego typu instalacji.
Wśród „nowych” członków UE jedynie Litwa, budując w ostatnim czasie 3 spalarnie, osiągnęła poziom zbliżony do wspomnianych wcześniej krajów. Wiele jednak krajów ma w tym zakresie pilne potrzeby, gdyż ani liczba, ani wydajność istniejących instalacji nie zapewnia możliwości zagospodarowania całości tzw. odpadów resztkowych. Do takich krajów należy Polska. W latach 2015-2019 udało się nam wybudować 7 nowoczesnych spalarni odpadów komunalnych (oraz kocioł wielopaliwowy w Zabrzu) o łącznej maksymalnej wydajności ok. 1,3 mln ton na rok. W trakcie procesu inwestycyjnego znajdują się spalarnie w Gdańsku, Olsztynie i w Warszawie (rozbudowa), a na rozpoczęcie budowy czekają inwestycje w Krośnie i Starachowicach. Jednocześnie w bardzo wielu miejscach w Polsce podjęto działania zmierzające do budowy nowych instalacji, które pozwolą domknąć system gospodarki odpadami i zminimalizować składowanie.
Dlaczego potrzebne są nam spalarnie? Czy nie wystarczy nam recykling?
Nie istnieje coś takiego, jak 100% selektywnej zbiórki czy 100% recyklingu. Każdy proces przebiega z określoną sprawnością, a w procesach przetwarzania zawsze pozostaje część, której nie da się wykorzystać surowcowo. Zarówno w Polsce, jak i w innych krajach UE w strumieniu odpadów komunalnych pozostaje ok. 30%, które nie nadają się do recyklingu, a powstaniu których nie jesteśmy w stanie zapobiec (względy higieniczne, logistyczne, bezpieczeństwa itp.). Stąd w krajach, w których potrzeby spalania odpadów są zabezpieczone przez wystarczającą wydajność instalacji, średni udział spalania wynosi ok. 30%. Bez instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych (ITPOK), nie będzie również możliwe osiągnięcie limitu ograniczenia składowania do poziomu poniżej 10%, obowiązujący Polskę od 2035 roku.
W Polsce ok. 2 mln ton resztkowych odpadów komunalnych pozostaje niezagospodarowanych ze względu na brak instalacji do termicznego odzysku energii z odpadów i w większości tworzy tzw. szarą strefę. Ta tzw. frakcja energetyczna z odpadów o wartości opałowej powyżej 6 MJ/kg, zgodnie z przepisami nie może być składowana, tym samym wyjeżdża ciężarówkami z Instalacji Komunalnych (MBP) i zostawia za sobą potężny ślad węglowy w Polsce i Europie, niejednokrotnie kończąc swoją „przygodę” w wyniku samozapłonu czy podpalenia w jednym z wielu „magazynów”, mniej lub bardziej legalnie funkcjonujących. W rekordowym 2018 roku w Polsce pożarów takich było 243, w 2019 – 177. To są najbardziej niebezpieczne źródła toksycznych zanieczyszczeń oraz niekontrolowanego CO2.
Jedyną możliwością, by temu przeciwdziałać, na wzór wielu krajów wymienionych powyżej, jest stworzenie warunków, również finansowych, do rozwoju w Polsce branży termicznego przekształcania odpadów z odzyskiem ciepła i energii elektrycznej, przy jednoczesnej dbałości o środowisko naturalne (zapewnia nam to wydana 12 listopada 2019 r. Decyzja Wykonawcza Komisji (UE) 2019/2010 ustanawiająca konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE w odniesieniu do spalania odpadów). Dotyczą one wszystkich instalacji wymagających uzyskania pozwolenia zintegrowanego, zarówno istniejących jak i nowowybudowanych, począwszy od 3 grudnia 2023 r.
No właśnie, jak wygląda wpływ instalacji na środowisko?
Instalacje tego typu są znacznie bardziej przyjaznymi środowisku zakładami energetycznymi, niż te, oparte na węglu czy gazie ziemnym i powinny być wspierane również poprzez przepisy UE, w tym Kryteria Finansowania (Taksonomii). Spalanie odpadów w postaci tzw. frakcji energetycznej, w porównaniu do węgla kamiennego i brunatnego oraz biomasy, powoduje najmniejszą emisję CO2, głównie ze względu na niższą zawartość węgla, a wyższą wodoru. Dodatkowo, część emisji pochodzącej ze spalania odpadów może być klasyfikowana jako emisja ze źródeł odnawialnych (spalanie biomasy) i tym samym nie jest uwzględniana w bilansie emisji CO2.
Nie ma wątpliwości, że rozwój branży ITPOK jest kompatybilny z rozwojem recyklingu, nie wpływa negatywnie na uzyskiwane przez gminy poziomy recyklingu i jest niezbędnym krokiem Polski w kierunku transformacji energetycznej wpisującej się w realizację celów Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2012/27/UE z dnia 25 października 2012 r. w sprawie efektywności energetycznej. Cele te, stawiane miejskim systemom ciepłowniczym, zgodnie ze zmianami wprowadzanymi pakietem Fit for 55, w 2050 r. mają doprowadzić do tego, by ciepło wprowadzane do sieci pochodziło w 50% z OZE i w 50% z ciepła odpadowego. Instalacje termiczne pracujące w kogeneracji są tego najlepszym przykładem, ponieważ część produkowanego ciepła traktowana jest jako OZE, a pozostała jako „ciepło odpadowe” czyli odzyskane w procesie przetwarzania odpadów.
Czy budowa ITPOKu wpłynie na koszty gospodarowania odpadów poniesionych przez mieszkańców?
Z roku na rok rosną w Polsce koszty zagospodarowania odpadów komunalnych. Jedną z najważniejszych przyczyn jest istnienie znanego z ekonomii prawa popytu i podaży. W sytuacji, gdy popyt na zagospodarowanie odpadów jest coraz większy (a ilość odpadów komunalnych w Polsce rośnie o ok. 0,5 mln ton rocznie), a podaż instalacji, które mogą przyjąć te odpady do bezpiecznego i zgodnego z prawem zagospodarowania, jest niewystarczająca – cena musi rosnąć. W efekcie, jak pokazuje porównanie dwóch dużych polskich miast o porównywalnej liczbie mieszkańców: Krakowa i Łodzi, w Krakowie ze względu na istnienie spalarni opłata mieszkańca za gospodarowanie odpadami komunalnymi jest blisko o 25% niższa niż w Łodzi. To bardzo ważne kryterium, bo udział tej opłaty w dochodzie rozporządzalnym na 1 mieszkańca jest już bardzo duży.
Rozwiązaniem problemu zagospodarowania ok. 30% odpadów komunalnych w Polsce, nienadających się do recyklingu, a jednocześnie rozwiązaniem problemu jakości powietrza oraz galopujących i nieprzewidywalnych wysokości opłat za zagospodarowanie odpadów komunalnych (uiszczanych przez mieszkańców naszych miast) jest budowa niskoemisyjnych spalarni odpadów, pełniących funkcje elektrociepłowni, oraz rozbudowa sieci ciepłowniczych w miastach i objęcie jak największej liczby mieszkańców dostawami ciepła systemowego.
Warto spojrzeć na przykład Niemiec, gdzie dziś spala się ok. 32% odpadów komunalnych (ok. 26 mln ton, dwa razy więcej niż ich powstaje w Polsce) i poddaje recyklingowi (w tym również obróbce biologicznej) ok. 67% odpadów komunalnych, a składuje poniżej 1% odpadów. Taki system gospodarki odpadami można wręcz uznać za modelowy i zgodny z założeniami „gospodarki o obiegu zamkniętym”.
O branży termicznego przekształcania odpadów – jej przyszłości, nowych technologiach i finansowaniu – rozmawialiśmy z naszymi gośćmi w studio, podczas XIV Konferencji „Termiczne Przekształcanie Odpadów Komunalnych” w Gdańsku. Warto odsłuchać wywiadów, dostępnych na naszym kanale na YouTube:
Przedstawiamy Państwu blog Portu Czystej Energii! Chcemy przybliżyć w nim budowaną instalację termicznego przekształcania odpadów, ale również gospodarkę odpadami komunalnymi w perspektywie lokalnej, ogólnopolskiej i międzynarodowej, ideę gospodarki cyrkularnej, edukacji ekologicznej i inne ciekawe zagadnienia z obszaru naszej działalności. Mamy nadzieję, że nasz blog będzie dla Państwa źródłem wiedzy, a dla nas możliwością na szersze podzielenie się informacjami i doświadczeniami – zarówno naszymi, jak i innych.
Autorzy
Treści na bloga tworzą nasi pracownicy, współpracownicy, przyjaciele i osoby zaangażowane w projekt zakładu termicznego przekształcania odpadów komunalnych w Gdańsku. Wszyscy jesteśmy pasjonatami i chcemy Państwu przybliżyć nasz „odpadowy” świat.
Przed uroczystością połączone siły przedstawicielek Wykonawcy i Portu Czystej Energii przygotowały napis na walczaku.
Takiego zdjęcia nikt się nie spodziewał! Fotograf: Jacek Klejment
Goście części oficjalnej
Pytanie w teleturnieju „Milionerzy” emitowany 16 maja 2022 r.
