Приложение Д (обязательное). Ресурсная и энергетическая эффективность

Приложение Д
(обязательное)

Ресурсная и энергетическая эффективность

1 Краткая характеристика сферы деятельности с точки зрения ресурсо- и энергопотребления

Утилизация и обезвреживание отходов термическим способом является энергоемким процессом.

В сфере утилизации и обезвреживания отходов термическим способом используются такие виды топлива, как природный газ, нефтепродукты, отдельные виды горючих отходов.

Одной из приоритетных задач данной деятельности, в том числе с точки зрения экономической доступности НДТ, является максимальное использование вторичных энергетических ресурсов, образующихся в процессе утилизации и обезвреживания отходов термическим способом.

1.1 Отнесение термических методов переработки ТКО к энергетической утилизации

Для отнесения деятельности предприятия по переработке ТКО с применением термических методов к энергетической утилизации рекомендуется использовать показатель, отражающий эффективность использования энергетического ресурса ТКО (в годовом исчислении с учетом затрат на собственные нужды, дополнительное топливо, покупаемую энергию и т.д.), рассчитываемый по формуле, представленной в Директиве Европейского Парламента и Совета Европейского Союза 2008/98/EC от 19 ноября 2008 г.:

(1)

Э - показатель энергетической эффективности (коэффициент преобразования энергопотенциала ТКО в тепловую и электрическую энергию);

- энергия, отпущенная потребителю в виде тепла или электроэнергии, ГДж/год. Эта величина рассчитывается как сумма отпущенных электрической и тепловой энергий, каждая из которых умножается на соответствующие коэффициенты k _e = 2,6 и k _t = 1,1;

- теплота дополнительного топлива, затраченного на производство энергии, ГДж/год;

- энергия, содержащаяся в перерабатываемых отходах, рассчитанная с учетом их теплоты сгорания, ГДж/год;

- импортируемая энергии, получаемая от внешнего поставщика, ГДж/год, исключая E _w и E _f, ГДж/год;

0,97 - показатель для расчета тепловых потерь с теплом шлака (так как потери тепла с летучей золой учитываются через q ₂, см. примечание ниже) и в окружающую среду через ограждения котла (от наружного охлаждения).

(Примечание: в тепловых расчетах котлов используются следующие виды потерь тепла:

q ₂ = 5-8 % - потери тепла в окружающую среду с уходящими газами с температурой 120-150 °С;

q ₃ = 0-0,5 % - потери тепла от химической неполноты сгорания топлива;

q ₄ = 0,5-3,0 % - потери тепла от механической неполноты сгорания топлива;

q ₅ = 0,5-1,2 % - потери тепла в окружающую среду от наружного охлаждения через ограждения котла;

q ₆ = 0,28-0,38 % - потери тепла с теплом шлака.

Поэтому в реальных условиях q ₅ + q ₆  3 % и значение 0,97 в формуле (1) принято обоснованно).

Критерии отнесения деятельности предприятия по переработке ТКО с использованием термических методов к энергетической утилизации:

- энергетическая эффективность для комбинированного производства тепловой и электрической энергии (когенерация) должна составлять не менее 0,65;

- энергетическая эффективность для конденсационного режима (производится только электрическая энергия) должна составлять не менее 0,45.

1.2 Определение уровней энергетической эффективности технологий, обеспеченных НДТ (показатели, характеризующие энергоэффективность установки)

Для расчета показателей энергоэффективности технологии утилизации отходов с получением энергии (электрической и тепловой) при оценке ее на соответствие НДТ необходимо использовать формулы, представленные в справочнике Европейского союза по наилучшим доступным технологиям "Европейская комиссия. Директива о промышленных эмиссиях 2010/75/EU. Справочное руководство по наилучшим доступным технологиям. Сжигание отходов. 2019 г." (см. таблицу Д.1).

Показатели энергоэффективности, соответствующие НДТ, приведены в таблице Д.2.

Таблица Д.1 - Формулы для расчета показателей общей энергоэффективности

Показатель	Формула расчета (справочник Европейского союза по наилучшим доступным технологиям "Европейская комиссия. Директива о промышленных эмиссиях 2010/75/EU. Справочное руководство по наилучшим доступным технологиям. Сжигание отходов. 2019 г.")
Для установок с получением электрической энергии: Электрический КПД (общая электрическая эффективность)	(2)
Для установок с получением тепловой энергии или электрической и тепловой энергии: Общий КПД (общая энергетическая эффективность)	(3)

- вырабатываемая электрогенератором электрическая мощность, МВт;

- тепловая мощность, подводимая к теплообменникам сетевой воды (теплота, используемая для отопления и горячего водоснабжения), МВт;

- тепловая мощность, отпускаемая потребителю в виде пара или горячей воды за вычетом тепловой мощности обратного потока отработанного теплоносителя, МВт;

- общая тепловая мощность котла за вычетом тепловых потерь, МВт;

- тепловая мощность собственных нужд (в виде пара или горячей воды), которая используется непосредственно в самом процессе термической переработки отходов (например для подогрева дымовых газов), МВт;

- тепловая мощность, подводимая к котлу, включая удельную энергию, содержащуюся в перерабатываемых отходах, рассчитанную с учетом их теплоты сгорания, а также удельную теплоту дополнительного топлива, внешних теплоносителей (пара, импортируемой электроэнергии) и т.д., которая используется в номинальном режиме (исключая, например, пуско-остановочные режимы) и непосредственно в самом процессе термической переработки отходов.

Таблица Д.2 - Показатели общей энергоэффективности наилучших доступных технологий утилизации отходов термическими способами

Показатель	ТКО, прочие горючие отходы IV-V классов опасности	Опасные отходы *	Осадки сточных вод *
Для установок с получением электрической энергии: Электрический КПД (общая электрическая эффективность)	20 %
Для установок с получением тепловой энергии или электрической и тепловой энергии: Общий КПД (общая энергетическая эффективность)	70 %
Энергетическая эффективность (КПД котла-утилизатора) (показатель рассчитывается по формуле общей энергетической эффективности - уравнение (3))		60 %	60 %
Примечание: * - только в тех случаях, когда применяется котел-утилизатор.

2 Основные энерго- и ресурсоемкие технологические процессы

В разделе 2 представлено описание технологических процессов, используемых в настоящее время в сфере утилизации и обезвреживания отходов термическими способами, в том числе в части реализации принципа теплогенерации (теплоиспользования).

3 Уровни потребления основных видов ресурсов и энергии

В связи с большим разнообразием физико-химических характеристик утилизируемых и обезвреживаемых отходов, вариантов применения технологических процессов, уровни потребления материальных и энергетических ресурсов представлены в весьма широких пределах.

4 Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энергоэффективности и оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энергоэффективности и оптимизацию и сокращение ресурсопотребления, представлены в таблице Д.3.

Таблица Д.3 - Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энергоэффективности и оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

Номер	Номер структурного элемента справочника НДТ, наименование НДТ	Краткое описание НДТ
7	5.1.5 Инжекция вторичного воздуха, оптимизация и распределение	НДТ содержит подходы, связанные с обеспечением энергоэффективности технологий утилизации и обезвреживания отходов термическим способом, посредством подвода вторичного воздуха (его подогрева, точек подвода)
9	5.1.5 Рециркуляция дымовых газов	НДТ содержит подходы, связанные с частичной заменой вторичного воздуха на отходящие дымовые газы (после газоочистки) для оптимизации затрат на эксплуатацию газоочистного оборудования и сокращением выбросов NOx
10	5.1.5 Обогащение воздуха кислородом	НДТ содержит подходы, связанные с подводом кислорода для оптимизации температуры в камере сгорания в зависимости от требуемых технологических параметров
12	5.1.5 Увеличение времени выдержки отходов в камере сжигания	НДТ содержит подходы, связанные с обеспечением полноты сгорания органической части отходов с одновременным увеличением термической деструкции отходов, улучшением возможностей для использования остатков, утилизации энергетической ценности отходов
14	5.1.5 Оптимизация времени, температуры, турбулентности газов в зоне сжигания и концентрации кислорода	НДТ содержит подходы, связанные с достижением эффективного дожигания отходящих дымовых газов
15	5.1.5 Использование автоматически работающих вспомогательных горелок	НДТ содержит подходы, связанные с гарантированным обеспечением достаточной температуры в камере сгорания и наилучшим запуском установки, в части экологических и эксплуатационных параметров
16	5.1.6, 5.3 Использование тепла	НДТ содержит подходы, связанные с использованием тепла от установок на внешние нужды, например, на выработку энергии, производственного пара и т.п.
17	5.1.6 Переход с жидкого топлива на природный газ	НДТ содержит подходы, связанные с оптимальной конструкцией горелочных устройств и форсунок
18	5.1.6 Оптимизация КПД установок	НДТ содержит подходы, связанные с определением оптимальной энергетической эффективности с учетом ряда факторов
20	5.1.6 Использование частотно-регулируемых приводов	НДТ содержит подходы, связанные с обеспечением энергосбережения посредством оптимизации системы управления технологическим процессом и эксплуатационных параметров
21	5.1.6 Оптимизация системы охлаждения	НДТ содержит подходы, связанные с использованием различных систем охлаждения для оптимизации энергоэффективности в соответствии с условиями подключения к инженерным сетям
22	5.1.6 Оптимизация конструкции котла-утилизатора	НДТ содержит подходы, связанные с максимально полным использованием энергии отходящих газов с учетом требований к оптимизации конструкции котла-утилизатора
23	5.1.6 Использование тепловых насосов	НДТ содержит подходы, связанные с генерацией тепловой энергии посредством объединения низкотемпературных потоков
37	5.1.7.2 Прямая добавка щелочных реагентов	НДТ содержит подходы, связанные с необходимостью сокращения коррозионного воздействия на элементы камер сгорания и дожигания сырья (отходов)
41	5.1.7.4 Обеспыливание на высокотемпературных установках	НДТ содержит подходы, связанные со снижением ПХДД/ПХДФ в результате ударного охлаждения с использованием или преобразованием тепловой энергии
59	5.1.8 Обработка остатков с использованием гидравлических вяжущих	НДТ содержит подходы, связанные с регенерацией рассола для производства кальцинированной соды и утилизацией остатка от фильтрования в инертный материал, которые образуются от очистки дымовых газов, появляющихся в процессе очистки сухим бикарбонатом натрия
64	5.1.10 Мониторинг HCl	НДТ содержит подходы, связанные с мониторингом HCl до и после блока газоочистки для корректировки количества используемого щелочного реагента
67	5.1.11 Циклическое использование воды	НДТ содержит подходы, связанные с рациональностью использования локальных очистных сооружений, в основе которых закладываются мембранные технологии, технологии на основе обратного осмоса или термического выпаривания
71	5.1.12 Сепарация металлов из шлака	НДТ содержит подходы, связанные с необходимостью извлечения черных и цветных металлов из зольных остатков
77	5.3 Путь движения дымовых газов	НДТ содержит технические подходы, связанные с обеспечением энергетической эффективности и стабильной нагрузки на футеровку

5 Целевые показатели ресурсной и энергетической эффективности

Таблица Д.4 - Целевые показатели энергоэффективности наилучших доступных технологий утилизации отходов термическими способами

Показатель	ТКО, прочие горючие отходы IV-V классов опасности	Опасные отходы *	Осадки сточных вод *
Для установок с получением электрической энергии: Электрический КПД (общая электрическая эффективность)	20 %
Для установок с получением тепловой энергии или электрической и тепловой энергии: Общий КПД (общая энергетическая эффективность)	70 %
Энергетическая эффективность (КПД котла-утилизатора) (показатель рассчитывается по формуле общей энергетической эффективности - уравнение (3))		60 %	60 %
Примечание: * - только в тех случаях, когда применяется котел-утилизатор.

6 Перспективные технологии, направленные на повышение энергоэффективности и ресурсной эффективности, в том числе - на сокращение потребления природных ресурсов и повышения уровня вовлечения отходов производства и потребления в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья

В разделе 6 перспективные технологии в сфере утилизации и обезвреживания отходов термическими способами рассматриваются также в части оценки экономичности технологий, в том числе на основе повышения энергоэффективности.