Odpad jako zdroj energie - stručně, věcně, přehledně

Energetické využití odpadů je v dnešní době, kdy Evropa v čele s Německem nastoupila na cestu snižování emisí skleníkových plynů a zvyšování využívání obnovitelných zdrojů energie, stále častěji skloňovaným tématem.

Energetické využití odpadů znamená využití tepelné energie uvolněné při spalování odpadů k výrobě elektřiny a tepla. Kogenerační zařízení využívající k výrobě elektřiny a tepla odpad jsou v České republice obecně označována jako zařízení na energetické využití odpadů (ZEVO).

Podle aktuálních dat evropského svazu CEWEP (Confederation of European Waste-to-Energy Plants) bylo ke konci roku 2017 v Evropě v provozu 518 ZEVO s celkovou roční kapacitou 93,6 mil. tun odpadu. Tato čísla přitom nezahrnují zařízení spalující nebezpečné odpady.

Nejvíce ZEVO je aktuálně v provozu ve Francii (126) a Německu (121). Největší celkovou roční kapacitu mají ZEVO v Německu (26 mil. t/rok), Francii (14,7 mil. t/rok) a ve Spojeném království (9,5 mil. t/rok).

Zajímavý je také pohled na kapacitu ZEVO vztaženou na obyvatele. V této statistice je na pomyslném prvním místě Dánsko (0,62 t/obyvatele), následované Švédskem (0,56 t/obyvatele), Švýcarskem (0,46 t/obyvatele) a Nizozemskem (0,44 t/obyvatele).

Právě Švédsko je současně jedinou zemí v Evropě, ve které hodnota kapacity ZEVO na obyvatele převyšuje produkci komunálního odpadu vztaženou na obyvatele (0,44 t/obyvatele). Švédsko je navíc velmi daleko v míře recyklace komunálních odpadů (52 % v roce 2014). Důsledkem je skutečnost, že tato severská země velkou část odpadu spáleného ve svých ZEVO importuje ze zahraničí. Podle posledních dostupných dat bylo v roce 2014 importováno do Švédska zhruba 2,7 mil. tun odpadů. V ZEVO bylo v tom samém roce spáleno 5,7 mil. tun, z čehož 2,1 mil. tun představoval švédský komunální odpad.

Jak je patrné z obrázku výše, některé státy jsou v energetickém využívání odpadů značně napřed ve srovnání s ostatními. Pokud se podíváme na tyto státy jako celek, zjistíme, že od roku 2010 vzrostl jak počet, tak celková roční kapacita evropských ZEVO.

Zatímco počet ZEVO se mezi lety 2010 a 2017 zvýšil o přibližně 15 % z 451 na 518, celková roční kapacita ZEVO v Evropě vzrostla o téměř 30 % z 73,3 na 93,6 mil. tun. Z uvedených čísel a grafů na následujícím obrázku je tak zřejmý nastavený růstový trend v této oblasti.

Energetické využití odpadu v České republice

Plán odpadového hospodářství ČR pro období 2015-2024 (POH ČR), který vláda ČR schválila 22. 12. 2014, stejně jako česká legislativa odpadového hospodářství jsou založeny na principu dodržování hierarchie nakládání s odpady, která je následující:

1. Předcházení vzniku odpadů
2. Příprava k opětovnému použití
3. Recyklace odpadů
4. Jiné využití, například energetické
5. Odstranění odpadů

POH ČR v prognóze nakládání s komunálním odpadem předpokládá, že na základě trendů v některých zemích EU (Dánsko, Nizozemsko, Německo, Rakousko, Švédsko, Švýcarsko a dalších) bude stále významnější roli hrát jeho energetické využití, které by postupně mělo nahradit odstraňování komunálního odpadu skládkováním.

Zatímco v roce 2013 bylo podle POH ČR téměř 50 % komunálního odpadu uloženo na skládky a pouze 11,6 % bylo energeticky využito, v roce 2024 by míra skládkování měla klesnout na 12,3 % a míra energetického využití vzrůst na 27,7 %. Kromě míry energetického využití komunálního odpadu má růst také míra kompostování (z 4,7 na 16,1 %) a míra materiálového využití (z 33,9 na 43,5 %).

Historický vývoj roční kapacity ZEVO v ČR a předpokládaný vývoj do roku 2024 podle POH ČR jsou uvedeny na následujícím obrázku.

V České republice jsou v současné době provozována celkem čtyři ZEVO – SAKO Brno, ZEVO Malešice, ZEVO Termizo a nejmladší ZEVO Plzeň, které zahájilo zkušební provoz v roce 2016.

SAKO Brno

Nejstarším zařízením využívajícím energii spalovaného odpadu, jehož historie se datuje až na počátek 20. století, byla takzvaná brněnská smetárna (od slova smetí). Výstavba původní brněnské smetárny, vůbec první spalovny na území tehdejšího Rakouska-Uherska, byla zahájena na podzim roku 1904, do provozu byla uvedena za necelý rok. Již původní zařízení využívalo teplo z odpadu k výrobě elektrické energie. Tato spalovna však ukončila svůj provoz v roce 1941, o několik let později byla zničena při spojeneckém bombardování.

Výstavba současné brněnské spalovny SAKO Brno byla zahájena v roce 1984, její první kotel byl zprovozněn v roce 1989. Spalovna disponuje dvěma kotli, z nichž každý dokáže při plném provozu každou hodinu zpracovat 14 až 16 tun odpadu. Zařízení tak ročně dokáže s 85% účinností spálit 248 tisíc tun odpadu a jeho energii využít pro výrobu elektřiny a dodávku tepla do soustavy centrálního zásobování teplem (CZT). Brněnská spalovna je v letních měsících hlavním zdrojem tepla v Brně, svou roční výrobou by dokázala pokrýt energetické potřeby města s 30 tisíci obyvateli.

ZEVO Malešice

V pořadí druhým zařízením pro energetické využití odpadu v České republice se v roce 1998 stalo pražské ZEVO Malešice. Základem malešického ZEVO jsou čtyři kotle s válcovými rošty, přičemž každý může za hodinu spálit až 15 tun tuhého komunálního odpadu a vyrobit z něj 36 tun páry, která dále slouží k výrobě elektrické energie a dodávce tepla.

Přestože kapacita zařízení přesahuje 300 tisíc tun, ročně se v Malešicích zpracuje zhruba 210 tisíc tun komunálního odpadu, ze kterého ZEVO dokáže získat okolo 35 GWh elektrické energie a 840 TJ tepla. Po spálení se sníží původní hmotnost odpadu na přibližně čtvrtinu, jeho objem na pouhou desetinu. Vzniklá škvára navíc může být využita ke stavebním účelům.

ZEVO TERMIZO

Pouhý rok po zprovoznění pražské spalovny zahájilo provoz ZEVO TERMIZO, které vyrábí elektrickou energii a teplo pro odběratele v Liberci. Zařízení ročně využije až 96 tisíc tun komunálního odpadu, do sítě dodá 13 GWh elektrické energie a 700 TJ tepla. Obdobně jako brněnské SAKO, i ZEVO TERMIZO dokáže svou výrobou tepla v letních měsících pokrýt téměř veškeré potřeby města Liberec.

Liberecké ZEVO je spojeno s Teplárnou Liberec energetickým uzlem, což umožňuje využít synergického efektu, například při odběru vody potřebné pro výrobu páry, zemního plynu apod., stejně tak i při dodávkách vyrobené energie do soustavy CZT.

ZEVO Plzeň

Zatím nejmladším zařízením pro energetické využití odpadu v ČR je ZEVO Plzeň u obce Chotíkov, které zahájilo zkušební provoz teprve v roce 2016. Plzeňské ZEVO dokáže energeticky využít široké spektrum odpadů, získávaná tepelná energie je následně využívána k dodávce tepla po celém území města a rovněž k výrobě elektrické energie.

Maximální tepelný výkon plzeňského ZEVO je 31,65 MWt s předpokládanou roční dodávkou tepla cca 400 TJ. Instalovaný výkon generátoru činí 10,5 MWe, předpokládaná roční dodávka elektrické energie je přibližně 36 GWh.