ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ШИРОКОМАСШТАБНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух
Твердые отходы
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

«Разработать комплекс мероприятий по обеспечению экологической безопасности котлоагрегатов при переводе их на местные альтернативные виды топлива в процессе решения проблемы энергосбережения»
задание № 13 НТП Республиканской программы «Энергосбережение 2001-2005гг.»
Проекты, в которых участвовали

Заключение Минздрава № 0115/4528/08-01 о классе токсичности золы от сжигания опилок и отходов древесины.
Заключение Минздрава № 0115/7321/08-01 о классе токсичности золы от сжигания торфобрикетов и торфа с древесиной.
Заключение Минздрава № 0115/3144/08-01 о классе токсичности золы от сжигания быстрорастущей древесины и дров.
Получены заключения Минприроды по классам опасности золы от сжигания торфа с древесиной и торфобрикетов, зола от сжигания отходов древесины и опилок, зола от сжигания быстрорастущей древесины и дров.
Разработаны, согласованы с заинтересованными организациями национальные изменения к межгосударственным стандартам ГОСТ 21563-93 ГОСТ 28193-89
РАЗРАБОТАННЫЕ ТНПА
Технические условия ТУ РБ 100725266.001-2003 Брикеты торфяные
Технические условия ТУ РБ 100725266.002-2003 Отходы древесные для топливных нужд
Технические условия ТУ РБ 100725266.003-2003 Топливо энергетическое из быстрорастущей древесины
Технические условия ТУ РБ 100725266.004-2003 Древесина дровяная для топливных нужд
Технические условия ТУ РБ 100725266.005-2003 Опилки древесные для топливных нужд
Технические условия ТУ РБ 100725266.006-2003 Костра для топливных нужд
Технические условия ТУ РБ 100725266.007-2003 Брикеты лигнинные
ПОЛУЧЕНЫ:

Основная цель проекта:
разработка нормативов выбросов загрязняющих веществ от котлоагрегатов, работающих на биомассе
Учет местных особенностей
СТБ 1626.2-2006
УСТАНОВКИ КОТЕЛЬНЫЕ, РАБОТАЮЩИЕ НА БИОМАССЕ
Нормы выбросов загрязняющих веществ
Consulting services for development of emission
standards for biomass fired boilers
Contract No GR/CQ/04/01

Мониторинг котлоагрегатов

Анализ результатов изучения выбросов загрязняющих веществ в составе дымовых газов из котлоагрегатов, сжигающих биомассу, показал:
Выбросы SO2 не превышают установленных пределов
Выбросы NOX не превышают установленных пределов (за редким исключением, особенно в случаях сжигания торфа)
Выбросы СО как правило превышают установленные пределы (от 1.5 до 5 раз, особенно для малых котлов)
Выбросы твердых частиц практически всегда превышают установленные пределы (до 30 раз, особенно для малых котлов)
Результаты мониторинга и измерений

Коэффициент избытка воздуха в 1.5-4.5 раза выше
Теплопроизводительность даже на расчетном топливе не превышает 80% от номинальной, к.п.д. не более 65%
Топливо, как правило, нестандартное
Температура отходящих дымовых газов за котлом выше значений по ТУ
Перевод на нерасчетный вид топлива изменяет эти показатели в худшую сторону, включая экологические и экономические параметры
Практика эксплуатации

Большинство котлоагрегатов переразмерены – установленная мощность заметно превышает тепловую нагрузку
Превышение температуры питающей воды на входе в котел из-за не полной утилизации отпускаемой энергии
Тепловая нагрузка меняется в больших пределах (в среднем ±50%) из-за нестабильной работы потребителей
Все это является причиной
низкого к.п.д.
перегрева газоходов и дымососов, износа оборудования
высокого удельного расхода топлива
заметного превышения выбросов твердых частиц и оксидов углерода в атмосферу
Практика эксплуатации

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух производится в соответствии с ТКП 17.08-01-2006 «Охрана окружающей среды и природопользование. Атмосфера. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Порядок определения выбросов при сжигании топлива в котлах теплопроизводительностью до 25 МВт», утвержденном и введенном в действие с 01 мая 2006 г. постановлением Минприроды №2/10 от 28.02.2006 г.
Сжигание топлива в котлах теплопроизводительностью более 25 МВт регламентируется ТКП 17.08-04-2006 «Охрана окружающей среды и природопользование. Атмосфера. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Порядок определения выбросов при сжигании топлива в котлах теплопроизводительностью более 25 МВт», утвержденном и введенном в действие с 01 сентября 2006 г. постановлением Минприроды №3-Т от 28.06.2006 г.
Таким образом, в официальных технических нормативных правовых актах закреплена юридическая и техническая возможность расчета выбросов загрязняющих веществ сжигания следующих многочисленных видов биомассы:

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух могут быть рассчитаны по одной из двух формул:
– расчетный расход топлива, рассчитываемый по формуле:
Подстановка данного выражения приводит первые формулы к следующему виду:
Таким образом, четко видна зависимость выбросов загрязняющих веществ от низшей теплоты сгорания топлива и коэффициента полезного действия котла. Рассмотрим подробнее, каким образом происходит влияние данных величин на выбросы загрязняющих веществ. Высушивание и пиролиз/газификация являются первыми этапами процесса сгорания твердого топлива, и соответственно при высушивании происходит испарение влаги, что уменьшает температуру в топке, замедляя процесс сжигания топлива. Испарение содержащейся в древесине влаги и последующий нагрев водяного пара требуют значительных затрат энергии, что приводит к падению температуры ниже минимального уровня, требуемого для обеспечения процесса горения. Следовательно, влажность является одной из наиболее важных переменных характеристик топлива и напрямую влияет на низшую теплоту сгорания топлива.

Таким образом, степень воздействия влажности на теплоту сгорания иллюстрирует следующий график, который свидетельствует о сильном снижении теплоты сгорания при увеличении влажности топлива

При увеличении влажности топлива увеличивается отношение
что иллюстрирует следующий график. Следовательно, увеличиваются выбросы загрязняющих веществ

Рассмотрим подробнее, каким образом влажность топлива влияет на коэффициент полезного действия котла. Данную зависимость иллюстрирует следующий график, который показывает уменьшение КПД «брутто» котла при увеличении влажности топлива
Следовательно, при уменьшении КПД «брутто» котла увеличиваются выбросы загрязняющих веществ

В соответствии с постановлением Госстандарта Республики Беларусь от 19.04.2006 г. № 18 с 1 июля 2006 года на территории Республики Беларусь введены в действие государственные стандарты:
СТБ 1626.1-2006 «Установки котельные. Установки, работающие на газообразном, жидком и твердом топливе. Нормы выбросов загрязняющих веществ»;
СТБ 1626.2-2006 «Установки котельные. Установки, работающие на биомассе. Нормы выбросов загрязняющих веществ».
Таким образом, с введением в действие СТБ 1626.1 и СТБ 1626.2 реализованы требования об установлении нормативов допустимых выбросов для стационарных источников воздействия на окружающую среду, изложенные в статье 22 Закона Республики Беларусь от 26 ноября 1992 года №1982-XII "Об охране окружающей среды" и статье 23 Закона Республики Беларусь от 15 апреля 1997 года №29-З "Об охране атмосферного воздуха"

Нормы выбросов в атмосферу для котельных установок,
введенных в эксплуатацию до 01.07.2006 г.
Нормы выбросов в атмосферу для котельных установок,
введенных в эксплуатацию после 01.07.2006 г.

Выводы:
1. Учитывая создавшееся положение с топливно-энергетическими ресурсами, постоянный рост цен на импортируемое топливо, использование биомассы является одним из основных приоритетных направлений Концепции энергетической безопасности и повышения энергетической независимости Республики Беларусь, утвержденной Указом Президента Республики Беларусь от 25 августа 2005 г. №399.
2. Сжигание биомассы возможно в любых котлах при соблюдении требований СТБ 1626.2-2006 «Установки котельные. Установки, работающие на биомассе. Нормы выбросов загрязняющих веществ».
3. При сжигании биомассы необходимо применять первичные меры по снижению уровня выбросов загрязняющих веществ, главным из которых является уменьшение уровня влажности топлива.
4. При сжигании биомассы необходимо наладить управление процессом горения и оптимизировать режимы работы котлов с учетом влияния на выбросы слишком низкой температуры горения, слишком коротком времени пребывания топлива в топке, недостатке/избытке кислорода.
5. При сжигании биомассы в существующих котлах необходимо рассмотреть возможность внедрения технологий ступенчатого сжигания и дожигания топлива.

6. При сжигании биомассы необходимо дополнительно применять различное пылегазоочистное оборудование с целью удаления загрязняющих веществ из отходящих газов котла и соблюдения норм их выбросов в атмосферный воздух, установленных в СТБ 1626.2-2006.
7. Сжигание биомассы выгодно, однако биомасса - не бесплатное топливо и цена его будет расти. Поэтому для сжигания биомассы необходимо применять соответствующее оборудование, обеспечивающее более полное сжигание топлива с более высоким коэффициентом полезного действия. Использование старых, переоборудованных котлов повлечет за собой неоправданное увеличение потребления топливных ресурсов из-за низкого КПД их использования.
8. Реконструкция существующих газомазутных котлов приведет к резкому увеличению потребления топливно-энергетических ресурсов из-за снижения КПД таких котлов, в некоторых случаях до 40-50 процентов. Сжигание биомассы в старых твердотопливных котлах, рассчитанных на применение каменного угля (антрацита), резко ухудшает их технико-экономические характеристики и экологическую обстановку в районе размещения таких котельных.

Вследствие расширения практики использования биомассы для производства энергии, увеличивается количество твердых отходов (содержание золы в биомассе колеблется от 0,5 % вес. (на сухую массу) для мягких пород древесины до 4-8 % вес. для коры, в которой характерно повышенное содержание золы и минеральных примесей (песка, земли, камней)
Твердые отходы

Положение "О порядке определения степени опасности отходов и установления класса опасности опасных отходов"
Постановление Министерства здравоохранения РБ, Министерства природных ресурсов РБ, Министерства по чрезвычайным ситуациям РБ от 30.10.2001г. № 62/23/13
Инструкция о порядке установления степени опасности отходов производства и класса опасности опасных отходов производства
Постановление Министерства природных ресурсов РБ, Министерства здравоохранения РБ, Министерства по чрезвычайным ситуациям РБ от
17 января 2008г. № 3/13/2
Твердые отходы

8. Опасные свойства отходов определяются юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, в ведении которых находятся лаборатории, аккредитованные в системе аккредитации Республики Беларусь, и состоящими на учете в Министерстве природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь (далее - Минприроды).
9. Отбор проб отходов производства и определение опасных свойств отходов производятся по методикам, допущенным к применению в соответствии с законодательством о метрологии. По результатам определения опасных свойств отходов юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, указанными в пункте 8 настоящей Инструкции, выдается заключение о степени опасности отходов производства и классе опасности опасных отходов производства по форме согласно приложению 2.
Инструкция о порядке установления степени опасности отходов производства и класса опасности опасных отходов производства

Экотоксичность – способность отходов в случае попадания в окружающую среду представлять немедленно или со временем угрозу для окружающей среды в результате биоаккумулирования и (или) оказывать токсическое воздействие на биотические системы
Токсичность - способность отходов при попадании внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или кожу вызывать серьезные, затяжные или хронические заболевания, включая раковые заболевания
Инструкция о порядке установления степени опасности отходов производства и класса опасности опасных отходов производства

Классификатор отходов, образующихся в Республике Беларусь
ПОСТАНОВЛЕНИЕ МИНИСТЕРСТВА ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ от 8 ноября 2007 г. № 85
В. Золы, шлаки и пыль от термической обработки отходов и от топочных установок (26 позиций)

В. Золы, шлаки и пыль от термической обработки отходов и от топочных установок
*В случае отсутствия в графе 3 какой-либо записи собственник отходов устанавливает степень опасности отходов производства и класс опасности опасных отходов производства в соответствии с Положением о порядке определения степени опасности отходов и установления класса опасности опасных отходов, утвержденным постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь и Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь, Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь от 30 октября 2001 г. № 62/23/13 (Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь, 2001 г., № 116, 8/7512)