В последние годы в Европе быстрыми темпами растет потребление энергии полученной из переработки отходов на мусоросжигательных заводах (EfW). В Великобритании в настоящее время функционируют 25 мусоросжигательных заводов с рекуперацией энергии, однако их цепочки поставок отходов и методы ведения бизнеса существенно различаются. Учитывая, что в настоящее время рассматривается вопрос о разработке более ста новых установок, важно внедрять передовые методы ведения бизнеса для обеспечения эффективности экологических и эксплуатационных показателей. Рассматривая 25 установок, определены четыре подходящих примера для сравнения технологий (подвижная решетка, кипящий слой и вращающаяся печь), экономичности и работы установки.
Среди мусоросжигательных заводов EfW в Великобритании необходимо увеличить использование интегрированных методов утилизации, комбинированного производства тепла и электроэнергии и сбора цветных металлов после сжигания. Одной из основных трудностей, с которыми сталкиваются предприятия по утилизации отходов, является правильный выбор технологии, мощности, площадки, поставщиков отходов и потребителей тепла. Данное исследование будет иметь особую ценность для разработчиков установок EfW, государственных органов и исследователей, разрабатывающих новые методы обращения с отходами.
В 2009-2010 годах 49% бытовых отходов в Великобритании размещалось на полигонах ТБО, что на 15% меньше, чем в 2005-2006 годах. Это сокращение количества отходов, отправляемых на свалку, является в первую очередь результатом Директивы ЕС о полигонах ТБО (1999/31/EC). Согласно этой директиве, Великобритания обязана к 2020 году отправить 35% своих биоразлагаемых бытовых отходов, образовавшихся в 1995 году, на свалку. Для достижения этой цели, налог Великобритании на свалки быстро растет с 28 €/тонну в 2007 году до 95 €/тонну к 2014 году, где он останется до 2020 года. Тем не менее, по сравнению со средней европейской страной, количество свалок в Великобритании все еще на 12% выше.
Уровни утилизации, компостирования, сжигания в Великобритании также, соответственно, на 4% и 8% ниже, чем в среднем по ЕС. В Англии в 2011 году 18% ТБО было сожжено, 42% (10,8 млн. тонн) было переработано и компостировано, а 40% отправлено на свалку. Для сравнения, в 2009 году Германия переработала и компостировала 67,3%, сожгла 31,9% и отправлено на свалку 0,4% ТБО.
Цепочка поставок отходов включает сбор, хранение, доставку, переработку, повторное использование, переработку, вторичную переработку, а также обращение с золошлаками и остатками APC. Станции могут также использовать комбинированное производство тепловой и электрической энергии (КУЭ) для повышения эффективности, однако могут возникнуть трудности с финансированием проектов из-за обеспечения надежного спроса на тепло.
Системы ТЭЦ, требующие централизованного теплоснабжения в Великобритании, также страдают от высоких затрат на модернизацию, недоверия потребителей, нежелания подписывать долгосрочные контракты и высокой окупаемости инвестиций. Также могут возникать проблемы, поскольку характеристики отходов и темпы их образования могут варьироваться ежегодно, сезонно и в разных местах.
Цепочки поставок для мусоросжигательных заводов в Великобритании и других странах действительно сложны. Подходы к управлению каждым этапом цепочки поставок отходов различны, и поэтому важно полностью понять все этапы деятельности мусоросжигательных печей.
По мере роста темпов образования отходов все больше мусоросжигательных печей будут вводиться в эксплуатацию, поэтому необходимо внедрять передовые методы эксплуатации мусоросжигательных печей до осуществления значительных инвестиций в инфраструктуру.
Это позволит увеличить доходы, предотвратить образование отходов, их повторное использование и переработку, свести к минимуму объем и массу отходов, сократить количество свалок и уменьшить социальные проблемы.
Исследование, направленное на определение наилучших практик для мусоросжигательных печей EfW, было достигнуто главным образом путем рассмотрения 25 действующих заводов и детального анализа четырех целевых установок в Великобритании.
Тематические исследования демонстрируют растущую зрелость отрасли и развитие передовой практики, однако необходимы дальнейшие усилия по совершенствованию и стандартизации интеграции цепочек поставок отходов в существующие и планируемые объекты EfW. Кроме того, в Великобритании тепло- и электроэнергетика в значительной степени недоиспользуется, и только 3 из 25 электростанций в настоящее время экспортируют тепло, и даже эти электростанции не увеличивают свои мощности по экспорту тепла.
Считается, что технология подвижных колосников является наиболее широко принятой и надежной технологией рекуперации энергии из отходов, однако кипящий слой снижает количество шлака, а вращающаяся печь особенно подходит для мелкомасштабных решений по переработке отходов вблизи места их образования.
Проанализировав четыре завода и изучив литературу, были выявлены следующие примеры передовой практики:
1. Интегрировать мусоросжигательные печи с установками по переработке и компостированию отходов для сокращения выбросов, улучшения транспортной логистики и увеличения прибыли.
2. Осуществлять сбор до и после сжигания металла для сбора ценных черных и цветных металлов, в том числе: алюминия, меди и золота.
3. Использование складов в крупных городах для улучшения транспортной логистики и сокращения объемов перевозок.
4. Эффективно использовать тепловую и электрическую энергию для повышения эффективности конверсии и доходов.
5. Использовать системы поддержки принятия решений в процессе развития станции для оказания помощи лицам, принимающим решения, и облегчения связи между органами власти и операторами станции.
Заводы проекта EfW будут продолжать вводиться в эксплуатацию для обработки отходов и оказания поддержки Соединенному Королевству в достижении намеченной на 2020 год цели, но необходимы дальнейшие исследования для разработки обобщенной модели для определения стандартных методов интеграции отходов и управления ими.