Τεχνοοικονομική ανάλυση | Techno-economic analysis | Αποτέφρωση | Incineration | Αστικά στερεά απόβλητα | Municipal Solid Waste (MSW) | Ενεργειακή αξιοποίηση | Waste to Energy (WtE) | Περιβαλλοντικές επιπτώσεις | Environmental Impacts | Δήμος Κορυδαλλού | Municipality of Korydallos | Περιφερειακή Ενότητα Πειραιώς | Regional Prefecture of Piraeus, | CAPEX | OPEX | CΟCO simulator
19
77
Περιέχει : σχήματα, πίνακες.
Η αύξηση του πληθυσμού, η αστικοποίηση και η οικονομική ανάπτυξη έχουν επιφέρει τη συνεχή αύξηση των αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ), ιδιαίτερα στις τελευταίες δεκαετίες, μια εξέλιξη που αποτελεί παγκοσμίως ένα πρόβλημα - απειλή για την ανθρώπινη υγεία και την περιβαλλοντική βιωσιμότητα. Στο πλαίσιο αυτό, μία από τις σοβαρότερες πηγές ρύπανσης συνιστούν τα ανεξέλεγκτα και χωρίς ειδική επεξεργασία αποτιθέμενα ΑΣΑ σε χώρους υγειονομικής ταφής. Παρόλο που πολλές ευρωπαϊκές χώρες έχουν ήδη συμμορφωθεί με την οδηγία- πλαίσιο της Ε.Ε. για τα απόβλητα, η οποία επιβάλλει ολοκληρωμένη επεξεργασία αστικών αποβλήτων, συμπεριλαμβανομένων των μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης αποβλήτων (Waste to Energy - WtE), στην Ελλάδα εξακολουθεί να υφίσταται ανεξέλεγκτη εναπόθεση στερεών αποβλήτων χωρίς προεπεξεργασία και χωρίς ανάκτηση ενέργειας.
Η παρούσα εργασία έχει ως στόχο να μελετήσει την τεχνική και οικονομική εφαρμοσιμότητα και οικονομική βιωσιμότητα της τεχνολογίας της θερμικής επεξεργασίας ως προτεινόμενη λύση για τη διαχείριση των ΑΣΑ του Δήμου Κορυδαλλού - Περιφερειακής Ενότητας Πειραιώς. Ως βασικό εργαλείο μελέτης εφαρμόζεται συγκριτική αξιολόγηση των μοντέλων τεχνολογίας θερμικής επεξεργασίας ΑΣΑ προσαρμοσμένη στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά/δεδομένα της χώρας σε σχέση με την εφαρμοζόμενη διεθνή εμπειρία. Με την εφαρμογή του λογισμικού προσομοίωσης CΟCO (CAPE-OPEN to CAPE-OPEN) μοντελοποιείται η διεργασία ώστε να διαμορφωθεί ένα ολοκληρωμένο σύστημα καύσης ΑΣΑ τεχνολογίας WtE.
Αρχικά γίνεται μία γενική περιγραφή των τεχνικών θερμικής επεξεργασίας αποβλήτων (της αποτέφρωσης, της αεριοποίησης και της πυρόλυσης) καθώς και μία τεχνική σύγκρισή τους. Εν συνέχεια πραγματοποιείται αναφορά στις κυριότερες μονάδες τεχνολογίας WtE που υλοποιούνται σε διάφορες Ευρωπαϊκές χώρες καθώς και ανάλυση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που προκύπτουν ανά περίπτωση με κριτήριο τις αέριες εκπομπές και τα παραγόμενα στερεά απόβλητα σε σχέση με τη διαχείριση μέσω υγειονομικής ταφής και υπό το πρίσμα της σχετικής νομοθεσίας. Στο πειραματικό μέρος της εργασίας αναλύεται η μεθοδολογική προσέγγιση που ακολουθήθηκε από τεχνικής άποψης αναφορικά με τα χαρακτηριστικά και τις ποσότητες των παραγομένων ΑΣΑ του Δ. Κορυδαλλού - Π.Ε. Πειραιώς και την προσομοίωση της ενεργειακής διαδικασίας με το λογισμικό προσομοίωσης CΟCO τόσο σε τεχνικό επίπεδο όσο και από οικονομικής άποψης αναφορικά με τις κεφαλαιουχικές και τις λειτουργικές δαπάνες της προτεινόμενης λύσης. Στο τέλος αναλύονται συγκριτικά τρεις διαφορετικές εν δυνάμει περιπτώσεις του λογισμικού προσομοίωσης CΟCO και επιλέγεται το βέλτιστο σενάριο με γνώμονα και το συνολικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
Με βάση τα συνολικά αποτελέσματα της παρούσας εργασίας προκύπτει ότι η προτεινόμενη κατασκευή μιας μονάδας τεχνολογίας WtE για τα ΑΣΑ της Π.Ε. Πειραιώς, είναι οικονομικά και περιβαλλοντικά εφικτή, δύναται να επεξεργάζεται 208.742,93 t/y και θα μπορεί να αποδίδει ηλεκτρική ενέργεια 15,73 MW-125.848,80 MWh/y και θερμότητα 43,85 MW-350.739,24 MWh/y, με το κόστος κατασκευής να ανέρχεται σε 116.600.000 € και απόδοση εσόδων 8.474.198 €/y.
The increase of the population along with urbanization and economic growth have recently resulted in the increase of the municipal solid waste (MSW), a dynamic state that constitutes a global problem - a threat to human health along with the obstacle for the environmental sustainability. The main source of the associated pollution stems from the abandonment/dumping and uncontrolled disposal of MSW as well as their minimum management prior to deposition at landfills. Although many European countries have already complied with the directive – framework of the European Union’s Parliament for waste, which imposes a comprehensive municipal waste management plan, including the infrastructure for the utilization of the energy produced by the waste (Waste to Energy - WtE), mismanagement in Greece still prevails because solid waste is disposed uncontrollably without gaining any surplus on an energy basis.
In this context, the aim of this thesis is to investigate the applicability and sustainability of the heat processing technology as a resolution for the MSW in the Municipality of Korydallos - Regional Prefecture of Piraeus. The comparative evaluation of the heat processing technological models of the MSW based on the technological experiences retrieved from other countries be applied into the current conditions of waste management in Greece constitute the main research methodological background.
A model of the process was produced with the well-established CΟCO (CAPE-OPEN to CAPE-OPEN) simulation software, in order to develop a comprehensive system for the incineration of the MSW using WtE technology.
The first chapter describes and compares the general technical characteristics of the heat processing of waste (incineration, gasification, and pyrolysis). The second chapter discusses the existing operating facilities in several European countries that utilize the process. The third chapter describes on the one hand the environmental burden of the units in relation to the amount of gas emissions and of solid waste disposal produced and introduces on the other hand a comparison with landfill disposal. The fourth chapter elaborates on the current legal framework. The fifth chapter analyzes the methodology applied in this thesis, both from a technical perspective as well as in relation to the quality and quantity of the MSW produced at the Municipality of Korydallos - Regional Prefecture of Piraeus, through the simulation of the process with the CΟCO simulation software and the resulting economical capital expenditure (CAPEX) and operational expenses (OPEX). The sixth chapter compares three cases of modeling via the CΟCO simulation software for a WtE energy production unit of the MSW for Municipality of Korydallos - Regional Prefecture of Piraeus and subsequently the optimum scenario is chosen along with its environmental footprint.
The overall results study leads to the sound conclusion that the proposed venture of the production of a WtE technology unit of the MSW at the Regional Prefecture of Piraeus is economically and environmentally sustainable since it is able to process 208.742,93 t/y and yield 15,73 MW - 125.848,80 MWh/y of electricity and 43,85 MW - 350.739,24 MWh/y of heat with the construction costs reaching 16.600.000 € and with accrued revenue accruement 18.474.198 €/y,
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Τεχνο-οικονομική ανάλυση ενεργειακής αξιοποίησης αστικών στερεών αποβλήτων : Μελέτη περίπτωσης Δήμου Κορυδαλλού