SISTEMAS DE INCINERACIÓN EN EUROPA

SISTEMAS DE INCINERACIÓN EN EUROPA
José Coca Prados
Catedrático de Ingeniería Química
Departamento de Ingeniería Química y
Tecnología del Medio Ambiente
UNIVERSIDAD DE OVIEDO
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Sistemas de recuperación de rechazo de la fracción resto de los residuos
urbanos; tratamiento mecánico biológico, tratamientos biológicos mecánicos,
fracciones aprovechables (CSR,...) exigencias de sostenibilidad para
vertederos de residuos
Pamplona, 20 de enero de 2009
ÍNDICE
•
LEGISLACIÓN DE LA UE
•
LA INCINERACIÓN EN EUROPA
•
SISTEMAS DE INCINERACIÓN
–
–
–
Incineración en masa
Incineración de CDR
Métodos alternativos
•
EFICACIA ENERGÉTICA
•
EJEMPLOS DE PLANTAS EN EUROPA
–
–
•
I/S Amagerforbrænding
AEZ Asdonkshof
CONCLUSIONES
ANTECEDENTES: RSU EN ASTURIAS
ƒ
ƒ
ESTUDIO TÉCNICO Y MEDIOAMBIENTAL DE INCINERACIÓN DE
RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) EN ASTURIAS
–
Coca, J.; Vega, A.; Ordóñez, S.; Suárez, M.A. (2007)
ESTUDIO MULTIDISCIPLINAR SOBRE FRACCIÓN RESTO DE
RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) EN ASTURIAS
–
Coca, J.; Bao, M.; Cueto, A.; García Encina, P.A.; Gutiérrez Lavín, A.;
Hernández, R.; Macías F.; Vandecasteele, C.; Suárez, M.A. (2008)
ƒ
CONGRESOS
–
–
Waste-to-Energy ‘07. Bremen (Alemania)
Waste Engineering ‘08. Patras (Grecia)
•
Effect of some waste fractions removal on Municipal Solid
Waste Incineration
Suárez, M.A.; Vega, A.; Ordóñez, S.; Coca, J.
LEGISLACIÓN DE LA UE
•
Directiva 2008/98/CE del Parlamento
Europeo y del Consejo (19 noviembre
2008) sobre residuos (deroga ciertas
directivas)
–
•
Se establece la jerarquía de gestión
Directiva 2000/76/CE, del Parlamento
Europeo y del Consejo (4 diciembre 2000),
relativa a incineración de residuos
–
Límites de emisión y formas de operación
LEGISLACIÓN UE: JERARQUÍA DE GESTION
1. REDUCCION
2. REUTILIZACIÓN
3. RECICLAJE (Incluye compostaje y biometanización)
FRACCIÓN RESTO
4. VALORIZACIÓN ENERGÉTICA
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD Y CALOR
Incineración con recuperación energética
Métodos alternativos: pirólisis, gasificación y plasma,
coincineración
5. ELIMINACIÓN FINAL
INCINERACION (sin recuperación de energía)
VERTEDERO CONTROLADO (ÚLTIMA OPCIÓN)
LEGISLACIÓN UE: EMISIONES GASEOSAS
Límites de emisión, establecidos en la Directiva 2000/76/CE valores
expresados como (gas seco, 0ºC, 101.3 kPa, 10% O2):
Limites de emisión
mg/Nm³
Partículas totales
30
HCl
10
HF
1
NOx
200
SO2
50
TOC
10
Cd + Tl
0.05
Hg
0.05
As+Sb+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V
0.5
Dioxinas y Furanos
0.1 ng -TEQ/m³
LA INCINERACIÓN EN EUROPA
Nº DE PLANTAS EN EUROPA
430
425
420
415
410
405
400
395
390
385
380
2001
2002
2003
2004
AÑO
2005
2006
CEWEP
LA INCINERACIÓN EN EUROPA
•
Método de tratamiento ampliamente extendido en Europa
(>400 plantas)
•
Importante presencia en los países del Norte y Centro de
Europa
–
–
–
Larga experiencia (en Dinamarca desde 1903)
Plantas productoras de electricidad y calefacción para las redes urbanas
Relación incineración-vertedero muy elevada en países como Holanda y
Suiza
•
Menor presencia en el Sur de Europa y las Islas Británicas
•
Muy escasa en los nuevos países miembros de la UE y los
países candidatos
•
Existen proyectos en los países en los que no existe
–
Irlanda, Estonia, Lituania, Eslovenia
LA INCINERACIÓN EN EUROPA
Eurostat
(2006)
LA INCINERACIÓN EN EUROPA
Eurostat
(2006)
LA INCINERACIÓN EN EUROPA
Eurostat
(2005)
SISTEMAS DE INCINERACIÓN
SISTEMAS: INCINERACIÓN EN MASA
Aire
RSU
INCINERACIÓN
Escorias
Gases de
combustión
LIMPIEZA
DE
GASES
SISTEMAS: INCINERACIÓN EN MASA
Sin tratamiento previo de los residuos urbanos Œ
todo al horno
Reciclaje Œ sólo recogida selectiva
Métodos biológicos Œ sólo recogida selectiva
El más eficaz desde el punto de vista energético
El más frecuente en Europa (90% según BREF)
Hornos de parrilla
SISTEMAS: INCINERACIÓN EN MASA
SISTEMAS: INCINERACIÓN DE CDR
Aire
TRATAMIENTO
MÉCANICO
BIOLÓGICO
CDR
INCINERACIÓN
Gases de
combustión
Fracciones reciclables
RSU
Compost
Escorias
LIMPIEZA
DE
GASES
SISTEMAS: INCINERACIÓN DE CDR
Tratamiento previo de los residuos urbanos
ª Tratamiento mecánico
ª Tratamiento mecánico-biológico
ª Trituración
ª Triaje manual
Separación de fracciones reciclables
ª Metales férreos Œ separación magnética
ª Metales no férreos Œ corrientes de Foucault
ª Vidrio y otros inertes Œ separación por densidades
ª Otros materiales reciclables
Incremento del reciclaje
ª La mezcla con residuos urbanos disminuye la calidad del
reciclado
Combustible Derivado de Residuos (CDR)
ª Mayor poder calorífico (menos humedad, menos inertes) Œ
10- 13MJ/kg
ª Fracciones de elevado poder calorífico (plásticos, papel)
ª Posibilidad de coincineración en otras industrias
SISTEMAS: INCINERACIÓN DE CDR
SISTEMAS: INCINERACIÓN DE CDR
Hornos
ª Parrilla refrigerada con agua
ª Lechos fluidizados
•
Consumo energético importante en los pretratamientos
(sobre todo trituración)
•
Descomposición de residuos en espacios cerrados
ª ¡¡¡OLORES!!!
ª Riesgo de patógenos
•
Imprescindible en lechos fluidizados Œ tamaño de partícula
•
Poco frecuente en Europa
•
Relativa importancia en España (Galicia, Madrid, Cantabria)
SISTEMAS: MÉTODOS ALTERNATIVOS
Calor/agente de
gasificación
REACTOR
Aire
Productos
de elevado
poder
calorífico
CÁMARA DE
COMBUSTIÓN
Gases de
combustión
LIMPIEZA
DE
GASES
MPA Burgau
SISTEMAS: MÉTODOS ALTERNATIVOS
sifi
Métodos “alternativos” a la incineración
ª Pirólisis Œ Descomposición térmica de RS en ausencia de O2
ª Gasificación Œ Descomposición térmica de RS con O2 <
estequiométrica (aire, O2 o vapor de agua)
Se generan productos de elevado poder calorífico
ª Char de pirólisis
ª Aceites y gas de pirólisis
ª Gas de síntesis (gasificación)
Los productos generados se queman
ª En la propia planta
ª En otro tipo de instalaciones (plantas eléctricas, cementeras)
Incineración multietapa
Sobre todo en Noruega
Poco frecuente en el resto de Europa
Plantas de poca capacidad (<100 000 t/a) Æ modularidad
EFICACIA ENERGÉTICA
EFICACIA ENERGÉTICA
Producción de vapor y electricidad
Š Análoga a una central térmica (1000 MJ Œ 390 kg RSU)
Generación de calefacción más eficaz que la de electricidad
Electricidad Œ máximo 35% rendimiento
Calefacción Œ máximo 80% rendimiento
)
)
f
+
w
×(
+
EiE
−(
EfE
p7
9
E .
0
1
R
Criterio de eficacia energética R1 (0.65)
=
Ajuste 1.1 vapor comercial
Ajuste 2.6 electricidad
Eficacia energética Œ 20 a 30% en función del diseño
Plantas de nueva generación de elevada eficacia (Amsterdam)
Π30%
EFICACIA ENERGÉTICA
•
•
Ciclo de Rankine (convencional)
Producción de electricidad y calefacción
World Bank (1999)
EFICACIA ENERGÉTICA
•
Ciclo de doble turbina (Amsterdam, 2007)
Afval Energie Bedrijf Amsterdam (2008)
EJEMPLOS DE PLANTAS EN EUROPA
INCINERADORA I/S AMAGERFORBRÆNDING
• I/S Amagerforbrænding
• 530 000 habitantes
•Copenhague
•Frederiksberg
•Tårnby
•Hvidovre
•Dragør
Amagerforbrænding (2006)
I/S AMAGERFORBRÆNDING
I/S Amagerforbrænding
530 000 habitantes
420 000 t/a
950 GWh/a calefacción
250 GWh/a electricidad
4 líneas
Horno de parrilla
INCINERADORA AEZ ASDONKSHOF
• Centro de Eliminación de Residuos (AbfallEntsorgungsZentrum)
Asdonkshof
• Kamp-Lintfort (Wesel) Œ Renania del Norte-Westfalia (Alemania)
• 500 000 habitantes
• Kreis Weseler Abfallgesellschaft (50.8% Distrito de Wesel, 0.2%
Ayuntamiento de Kamp-Lintfort, 49% Schönmackers GmbH & Co.KG)
INCINERADORA AEZ ASDONKSHOF
233 GWh/a calefacción
135 GWh/a electricidad
260 000 t/a
2 líneas
Horno de parrilla
POSIBLE PLANTA DE VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE
ASTURIAS
Aire
FRACCIÓN
RESTO DE RSU
INCINERACIÓN
FRACCIÓN
RESTO DE RSU
TRATAMIENTO
DE BASURA
BRUTA
Escorias
Fracciones reciclables
Gases de
combustión
LIMPIEZA
DE
GASES
CONCLUSIONES
ƒ
Es necesario aplicar la jerarquía europea de gestión de residuos
ƒ
Se ha de aplicar a la fracción resto
ƒ
La incineración está ampliamente extendida en Europa pero con distribución
desigual
ƒ
Producción de calefacción y electricidad
ƒ
La incineración en masa es la más extendida y la más eficaz energéticamente
ƒ
Los pretratamientos permiten el aumento del reciclaje (TMB) y del poder
calorífico
ƒ
La eficacia de la incineración de CDR disminuye debido a coste de
pretratamientos
ƒ
Los métodos “alternativos” son métodos de incineración en varias etapas
ƒ
Se pueden alcanzar eficacias muy elevadas en las plantas de nueva
generación
AGRADECIMIENTOS
D. Miguel Ángel Suárez Valdés
COGERSA (D. Santiago Fernández)
ISR (D. Carlos Martínez, Dña. Cristina
Delgado y Dña. Gema Guijarro)
Muchas gracias
por su atención