ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΚΑΤΑΛΥΣΗ ΓΙΑ ΑΝΤΙΡΥΠΑΝΣΗ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΘΑΡΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία
Καινοτόμες τεχνολογίες ενεργειακής αξιοποίησης απορριμματογενών καυσίμων τύπου RDF και SRF
«ΣΤΑΥΡΟΥΣΗΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ»
Επιβλέπων καθηγητής: Κονσολάκης Μιχαήλ
Πάτρα, Σεπτέμβριος 2021
Η παρούσα εργασία αποτελεί πνευματική ιδιοκτησία του φοιτητή Σταυρούση Αλέξανδρου που την εκπόνησε.
Στο πλαίσιο της πολιτικής ανοικτής πρόσβασης ο συγγραφέας/δημιουργός εκχωρεί στο ΕΑΠ, μη αποκλειστική άδεια χρήσης του δικαιώματος αναπαραγωγής, προσαρμογής, δημόσιου δανεισμού, παρουσίασης στο κοινό και ψηφιακής διάχυσής τους διεθνώς, σε ηλεκτρονική μορφή και σε οποιοδήποτε μέσο, για διδακτικούς και ερευνητικούς σκοπούς, άνευ ανταλλάγματος και για όλο το χρόνο διάρκειας των δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας. Η ανοικτή πρόσβαση στο πλήρες κείμενο για μελέτη και ανάγνωση δεν σημαίνει καθ’ οιονδήποτε τρόπο παραχώρηση δικαιωμάτων διανοητικής ιδιοκτησίας του συγγραφέα/δημιουργού ούτε επιτρέπει την αναπαραγωγή, αναδημοσίευση, αντιγραφή, αποθήκευση, πώληση, εμπορική χρήση, μετάδοση, διανομή, έκδοση, εκτέλεση, «μεταφόρτωση» (downloading), «ανάρτηση»
(uploading), μετάφραση, τροποποίηση με οποιονδήποτε τρόπο, τμηματικά ή περιληπτικά της εργασίας, χωρίς τη ρητή προηγούμενη έγγραφη συναίνεση του συγγραφέα/δημιουργού. Ο συγγραφέας/δημιουργός διατηρεί το σύνολο των ηθικών και περιουσιακών του δικαιωμάτων.
Καινοτόμες τεχνολογίες ενεργειακής αξιοποίησης απορριμματογενών καυσίμων τύπου RDF και SRF
ΣΤΑΥΡΟΥΣΗΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ
Επιτροπή Επίβλεψης Διπλωματικής Εργασίας Επιβλέπων Καθηγητής:
«ΚΟΝΣΟΛΑΚΗΣ ΜΙΧΑΗΛ»
Συν-Επιβλέπων Καθηγητής:
«ΛΟΪΖΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ»
Πάτρα, Σεπτέμβριος 2021
Θα ήθελα να ευχαριστήσω τους δύο επιβλέποντες κ. Μιχαήλ Κονσολάκη και κ. Λοϊζο Γεώργιο αφενός για την όλη καθοδήγηση που μου παρείχαν και αφετέρου για την συνεχή κατανόηση κατά την εκπόνηση της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας.
Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω από καρδιάς την σύζυγο μου Μάρω για την πολύτιμη υποστήριξή της καθ΄ όλη τη διάρκεια φοίτησης μου στο μεταπτυχιακό πρόγραμμα.
Στον γιό μου..
Περίληψη
Το πρόβλημα της διαχείρισης των απορριμμάτων και κυρίως του ποσοστού αυτών που καταλήγουν στην ταφή αποτελεί βασική προτεραιότητα των σύγχρονων αναπτυγμένων κοινωνιών. Πλήθος από μελέτες γύρω από το αντικείμενο αυτό συναντώνται παγκοσμίως τις τελευταίες δεκαετίες. Ζητούμενο των ερευνών αυτών είναι η ανάπτυξη τεχνολογιών που θα μετατρέψουν το «άχρηστο» φαινομενικά υπόλειμμά των απορριμμάτων σε αξιοποιήσιμη μορφή ενέργειας.
Μια από τις πλέον αποτελεσματικές μεθόδους αξιοποίησης των απορριμμάτων αποτελεί η επαναχρησιμοποίηση τους μέσω της παραγωγής απορριμματογενών καυσίμων υψηλής θερμογόνου αξίας, RDF (Refuse Derived Fuel) και SRF (Solid Recovered Fuel), το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δευτερογενές καύσιμο σε ενεργοβόρες βιομηχανίες.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η αποτύπωση των τεχνολογιών που δύνανται να χρησιμοποιηθούν για την επεξεργασία και την ενεργειακή αξιοποίηση απορριμματογενών καυσίμων τύπου RDF και SRF. Η μελέτη θα εστιαστεί στην υπάρχουσα κατάσταση ως προς τα παραγόμενα απορρίμματα κατηγοριοποιώντας τα καθώς και στις προοπτικές ανάπτυξης ολοκληρωμένων συστημάτων ενεργειακής εκμετάλλευσης, τα οποία θα καταστήσουν ασφαλή και συμφέρουσα τη χρήση απορριμματογενών καυσίμων (RDF - SRF). Η ορθολογική διαχείριση των παραπάνω πηγών ενέργειας θα συμβάλει στην άμβλυνση του ενεργειακού προβλήματος που απειλεί τον πλανήτη μας, ενώ ταυτόχρονα θα συνδράμει στην προστασία - διάσωση του φυσικού μας περιβάλλοντος.
Λέξεις – Κλειδιά
Απορριμματογενές καύσιμο, RDF (Refuse Derived Fuel), SRF (Solid Recovered Fuel), ενεργειακή αξιοποίηση, Κυκλική οικονομία, Καύση, Παραγωγή ενέργειας, Θερμογόνος δύναμη.
Novel technologies of energy utilization of RDF and SRF waste fuels
STAVROUSIS ALEXANDROS
Abstract
The issue of the waste management and most important the part of the waste that ends up buried has been the first priority of every developed society. Numerous studies have been carried out on this subject worldwide during the last decades. The purpose of all these studies is the development of technologies that are going to turn the apparently “useless”
waste residue (after recovery and recycling procedures) into a usable form of energy.
One of the most efficient way of reclaiming the waste is by reusing it through the
production of RDF (Refuse Derived Fuel) and SRF (Solid Recovered Fuel), which can be used as secondary fuel in energetic industries.
The aim of this study is the presentation of the technologies that can be used for
processing and energy utilization of the waste fuels RDF and SRF. The study will focus on the existing situation and the prospects of developing fully usable energy exploitation systems, which will make the use of waste fuels safe and profitable. The proper use of these energy sources will contribute to the reduction of the energy problem that troubles our planet while at the same time will help towards the protection of the environment.
Keywords
Waste fuel, RDF (Refuse Derived Fuel), SRF (Solid Recovered Fuel), energy utilization, Circular economy, Combustion, Energy produce, Heat-producing energy.
Περιεχόμενα
Περίληψη………v
Abstrac………..vi
Περιεχόμενα……….vii
Κατάλογος Εικόνων / Διαγραμμάτων……….viii
Κατάλογος Πινάκων………..ix
Συντομογραφίες & Ακρωνύμια………..x
Εισαγωγή………1
1. Αστικά Στερεά Απόβλητα ……….3
1.1 Απόβλητα………...3
1.2 Ορισμός Αστικών Στερεών Αποβλήτων (ΑΣΑ)………4
1.3 Σύσταση των ΑΣΑ……….5
1.4 Προέλευση των ΑΣΑ……….7
1.5 Ποιοτική ανάλυση Στερεών Αποβλήτων………...………8
1.5.1 Φυσικά χαρακτηριστικά………..9
1.5.2 Χημικά χαρακτηριστικά………10
1.5.3 Βιολογικά χαρακτηριστικά…...……….11
2. Υφιστάμενη κατάσταση στη διαχείρισης ΑΣΑ………12
2.1 Ευρωπαϊκή στρατηγική………..………..12
2.2 Εθνική στρατηγική………...16
2.3 Συνεισφορά σε στόχους πολιτικής διαχείρισης ΑΣΑ……...…………17
3. Ενεργειακή Αξιοποίηση ΑΣΑ………..19
3.1 Τεχνολογίες θερμικής ενεργειακής αξιοποίησης ΑΣΑ……….19
4. Καύση Στερεών Αποβλήτων………...……….21
4.1 Τεχνολογία αποτέφρωσης……….22
4.1.1 Μονάδες mass-fired………..22
4.1.2 Μονάδες RDF-fired……….22
4.2. Μονάδες αποτέφρωσης………....23
4.2.1 Χώρος υποδοχής εισερχομένων απορριμμάτων………24
4.2.3 Γραμμή τροφοδοσίας απορριμμάτων προς επεξεργασία……...25
4.2.4 Χώρος θερμικής επεξεργασία αποβλήτων……….25
4.2.5 Χώρος ανάκτησης και μετατροπής ενέργειας………26
4.2.7 Χώρος ελέγχου και επεξεργασία λυμάτων……… 27
4.2.8 Χώρος απομάκρυνσης - διάθεσης στερεών………27
5. Πυρόλυση Αποβλήτων……….29
5.1 Τεχνολογία πυρόλυσης……….29
5.1.1 Αντιδραστήρες πυρόλυσης………..31
5.1.2. Αντιδράσεις πυρόλυσης………..32
5.1.3. Μεταφορά θερμότητας………..……….33
5.1.4 Απομάκρυνση άνθρακα………...33
5.2 Προϊόντα πυρόλυσης………33
5.3 Ενεργειακή αξιοποίηση προϊόντων πυρόλυσης………35
6. Αεριοποίηση στερεών αποβλήτων………36
6.1 Τεχνολογία αεριοποίησης……….36
6.1.1 Τύποι αεριοποιητών……….38
6.1.2 Αντιδράσεις αεριοποίησης………...………...…41
6.2 Προϊόντα αεριοποίησης………41
6.3 Ενεργειακή αξιοποίηση προϊόντων αεριοποίησης………42
7. Αεριοποίηση πλάσματος ΑΣΑ………..………...44
7.1 Τεχνολογία αεριοποίησης πλάσματος………..44
7.1.1 Πυρσοί πλάσματος………..46
7.1.2. Ξήρανση τροφοδοσίας………48
7.1.3 Σύστημα καθαρισμού………..…49
7.2. Προϊόντα αεριοποίησης πλάσματος……….49
7.3 Ενεργειακή αξιοποίηση Προϊόντων αεριοποίησης πλάσματος………49
8. Απορριμματογενές καύσιμο RDF……….51
8.1 Παραγωγική διαδικασία RDF………..…53
8.1.1 Επιμέρους στάδια παραγωγικής διαδικασίας RDF…………..54
8.2 Ποιοτικά χαρακτηριστικά RDF………56
8.3 Παραγωγή RDF & SRF στην Ευρώπη………..58
8.4 Παραγωγή RDF & SRF στην Ελλάδα………...61
9. Αξιοποίηση καυσίμων RDF & SRF……….64
9.1 Τσιμεντοβιομηχανίες………65
9.1.1 Πλεονεκτήματα χρήσης RDF………...74
9.1.2 Μειονεκτήματα χρήσης RDF………...77
9.2 Εργοστάσια Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας………..79
9.3 Εγκαταστάσεις Αποκλειστικής Αποτέφρωσης RDF………80
10. Συμπεράσματα ………. ………81
Βιβλιογραφία………83
Κατάλογος Εικόνων / Διαγραμμάτων
Διάγραμμα. 1. Κατηγορίες στερεών………..4
Διάγραμμα. 2. Ποιοτική σύσταση αποβλήτων………..7
Διάγραμμα 3. Ποσοστά παραγωγής SRF ανά ευρωπαϊκή χώρα ως μερίδιο της συνολικής παραγωγής………...………..60
Διάγραμμα 4. Μέση κατανάλωση θερμικής ενέργειας σε τσιμεντοκλιβάνους στην Ελλάδα (2014)………62
Διάγραμμα. 5. Κλάδος τσιμέντου ΕΕ – Βαθμός θερμικής υποκατάστασης το 2012…….68
Εικόνα 1. Ιεράρχηση επιλογών για τη διαχείριση των στερεών αποβλήτων………..14
Εικόνα 2. Μονάδα αποτέφροσης απορριμμάτων………...………….24
Εικόνα 3. Τύποι κλιβάνων καύσης ΑΣΑ……….25
Εικόνα 4. Διάγραμμα ροής διεργασίας πυρόλυσης……….30
Εικόνα 5. Αναδευόμενη ρευστοστερεά κλίνη……….32
Εικόνα 6. Τυπικό διάγραμμα ροής αεριοποίησης………...37
Εικόνα 7. Αεριοποιητής………..38
Εικόνα 8. Αεριοποιητής ρευστοποιημένης κλίνης………..40
Εικόνα 9. Διεργασία αεριοποίησης πλάσματος………...46
Εικόνα 10. Αρχή Λειτουργίας Πυρσού Πλάσµατος µη µεταβίβασης………47
Εικόνα 11. Μονάδα αεριοποίησης πλάσματος………48
Εικόνα 12. RDF-5 Συμπιεσμένο RDF………53
Κατάλογος Πινάκων
Πίνακας 1. Η σύνθεση των προϊόντων πυρόλυσης συγκριτικά με την θερμοκρασία…….34 Πίνακας 1.Χαρακτηριστικά αεριοποιητών………..41 Πίνακας 3. Κατανάλωση RDF & SRF σε Ε.Ε………60
Συντομογραφίες & Ακρωνύμια
ΔΕ Διπλωματική Εργασία
ΕΑΠ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο ΘΕ Θεματική Ενότητα
ΠΕ Πτυχιακή Εργασία
ΠΣ Πρόγραμμα Σπουδών
ΣΥΝ Συντονιστής
RDF Refuse Derived Fuel SRF Solid Recovered Fuel
ΣΑ Στερεά Απόβλητα
ΑΣΑ Αστικά Στερεά Απoρρίμματα ΕΑ Ειδικά Απόβλητα
ΟΣΑ Οικιακά Στερεά Απόβλητα ΕΣΑ Εμπορικά Στερεά Απόβλητα
ΟΤΑ Οργανισμοί Τοπικής Αυτοδιοίκησης ΦοΔΣΑ Φορείς Διαχείρισης Αποβλήτων ΦοΔΣΑ ΥΠΕΝ Υπουργείο Περιβάλοντος & Ενέργειας
ΕΕΑΑ Ελληνική Εταιρεία Αξιοποίησης και Ανακύκλωσης ΕΣΔΑ Εθνικό Σχέδιο Διαχείρισης Αποβλήτων
ESP Ηλεκτροστατικών Κατακρημνιστών WtE Waste to Energy
Εισαγωγή
Είναι πλέον γεγονός πως η αλματώδεις ανάπτυξη που βιώνουν οι σύγχρονες κοινωνίες έχει υψηλό κόστος για το περιβάλλον. Από την μια η ολοένα και αυξανόμενη ανάγκη για πρώτες ύλες έχει φτάσει σε ανησυχητικά επίπεδα την επάρκεια των φυσικών πόρων, ενώ από την άλλη η αλόγιστη χρήση υλικών προϊόντων έχει ως αποτέλεσμα να παράγονται σημαντικές ποσότητες απορριμμάτων φέρνοντας στο προσκήνιο το μεγάλο πρόβλημα της διαχείρισης τους. Ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες υποβάθμισης του περιβάλλοντος σήμερα αποτελεί ο μεγάλος όγκος απορρίμματων. Τα συσσωρευμένα απορρίμματα, είτε προέρχονται από μεγάλα αστικά κέντρα, είτε απευθείας από την παραγωγική διαδικασία ευθύνονται για μια σωρεία περιβαλλοντικών προβλημάτων όπως η ανεξέλεγκτη απελευθέρωση αερίων του θερμοκηπίου. Επιπλέον, ο ολοένα και αυξανόμενος όγκος τους έχει οδηγήσει σε έλλειψη διαθέσιμων χώρων για την διάθεση τους καθιστώντας μη βιώσιμη τη διαχείριση τους.
Ωστόσο απαραίτητη προϋπόθεση για τη συνέχιση της ανάπτυξης της κοινωνίας είναι η εξασφάλιση επάρκειας πόρων τόσο με σταθερότητα όσο και με διάρκεια καθώς και η υιοθέτηση ενός μοντέλου ανάπτυξης που θα περιορίσει των όγκο των απορριμμάτων και θα εξασφαλίσει ένα καθαρότερο και υγιεινότερο περιβάλλον.
Το αναπτυξιακό μοντέλο που εφαρμόζετε από την βιομηχανική επανάσταση και έπειτα είναι το μοντέλο της «Γραμμικής Οικονομίας». Σκάβω – Φτιάχνω – Χρησιμοποιώ – Πετάω είναι τα στάδια που διέπουν το μοντέλο αυτό. «Όταν καταναλωθούν τα προϊόντα ή δεν είναι πλέον απαραίτητα τότε απορρίπτονται ως άχρηστα» είναι η λογική πάνω στην οποία εξελίχθηκε και δομήθηκε μέχρι σήμερα η οικονομία. Ως αποτέλεσμα αυτής της πολιτικής ήταν η σε επικίνδυνο βαθμό εξάντληση των φυσικών πόρων και η συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων επικίνδυνων απορριμμάτων. Σήμερα το μοντέλο αυτό φαίνεται να βρίσκεται στα όρια του.
Τα παραπάνω θορύβησαν την κοινωνία με αποτέλεσμα συνεργασία επιστημονικού κόσμου και πολιτικών ηγεσιών καρποφόρησε στην δημιουργία ενός νέου αναπτυξιακού και ταυτόχρονα βιώσιμου για το περιβάλλον μοντέλου της «Κυκλικής Οικονομίας». Σε γενικές γραμμές η βασική αρχή του μοντέλου αυτού είναι πως η αξία των προϊόντων και των υλικών παραμένει στην οικονομία κατά το δυνατόν περισσότερο ενώ ταυτόχρονα εξασφαλίζεται οικονομία σε φυσικούς πόρους και σε παραγωγή αποβλήτων. Κοινώς, ότι μέχρι πρότινος
θεωρείτο άχρηστο και κατέληγε στα απορρίμματα τώρα δύναται να αξιοποιηθεί και να μετατραπεί εκ νέου σε πρώτη ύλη.
Μια σειρά οδηγιών και περιορισμών θεσπίστηκαν τα τελευταία χρόνια από την πολιτεία εφαρμόζοντας στην πράξη το μοντέλο της κυκλικής οικονομίας με στόχο την μείωση των αποβλήτων που καταλήγουν στο περιβάλλον αλλά και την εξασφάλιση εναλλακτικών πόρων για την παραγωγική διαδικασία. Κομμάτι της στρατηγικής αυτής είναι η επαναχρησιμοποίηση των αποβλήτων για την παραγωγή καυσίμου RDF (Refuse Derived Fuel) και η παραγωγή στερεού καυσίμου ανάκτησης SRF (Solid Recovered Fuel).
Απλούστερα, το καύσιμο RDF πρόκειται για το προϊόν από επεξεργασμένα αστικά απορρίμματα με υψηλή θερμογόνο δύναμη και σύσταση ως επί το πλείστων από χαρτί, πλαστικό, ύφασμα καθώς και μικρές ποσότητες ξύλου. Η παραγωγή ενέργειας από καύσιμα αυτού του τύπου πετυχαίνει από την μία την δραστική μείωση των απορριμμάτων που καταλήγουν στο περιβάλλον και ταυτόχρονα αντικατάσταση της χρήσης συμβατικών ορυκτών πόρων.
Στα πλαίσια αυτής της κατεύθυνσης η παρούσα εργασία επιχειρεί να μελετήσει μεθόδους και τεχνολογίες γύρω από την ενεργειακή αξιοποίηση των απορριμματογενών αυτών καυσίμων.
1. ΑΣΤΙΚΑ ΣΤΕΡΕΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ
Η παραγωγή αποβλήτων αποτελεί έμμεσο προϊόν της δημιουργίας αγαθών. Η μεγάλη και απότομη αύξηση της κατανάλωσης σε συνδυασμό με την συγκέντρωση πληθυσμού σε μεγάλα αστικά κέντρα έχει δημιουργήσει πρόβλημα σχετικά με τη διαχείριση των συσσωρευμένων απορριμμάτων με σημαντικές κοινωνικές και περιβαλλοντικές προεκτάσεις. Είναι πλέον σαφές πως η ανεξέλεγκτη παραγωγή και διάθεση απορριμμάτων αποτελεί μεγάλο κίνδυνο για το περιβάλλον και κατ’ επέκταση για την κοινωνία και την οικονομία.
1.1 Απόβλητα
Με τον όρο «Απόβλητα ή Απορρίμματα» αναφερόμαστε σε κάθε ουσία ή αντικείμενο ανθρωπογενής προελεύσεως το οποίο ο κάτοχος του απορρίπτει, προτίθεται ή υποχρεούται να απορρίψει (Οδηγία 2008/98/ΕΚ). Το είδος τους, η φυσική τους κατάσταση, η προέλευση τους αποτελούν ορισμένα κριτήρια για την κατηγοριοποίηση τους. Τα στερεά απόβλητα (ΣΑ) αποτελούν μία κατ’ εξοχήν ετερογενή στερεή ή ημιστερεή μάζα προερχόμενη από αστικές περιοχές και μία πιο ομοιογενή από γεωργικά και βιομηχανικά απόβλητα.
Διακρίνονται σε αστικά στερεά απορρίμματα (ΑΣΑ) και σε ειδικά απόβλητα (ΕΑ).
(Νταρακάς, Ε., 2014).
Στο Διάγραμμα 1. παρίστανται κατηγορίες των στερεών αποβλήτων όπως ταξινομούνται σύμφωνα με την πηγή προέλευσης τους.
Διάγραμμα. 1. Κατηγορίες στερεών αποβλήτων 1
Από τις παραπάνω κατηγορίες αποβλήτων αυτά που δύνανται να αξιοποιηθούν στην παραγωγή ενέργειας είναι τα στερεά αστικά απορρίμματα (ΑΣΑ) με τα οποία και θα ασχοληθούμε στην παρούσα εργασία.
1.2 Ορισμός Αστικών Στερεών Απορριμμάτων (ΑΣΑ)
Τα Αστικά Στερεά Απορρίμματα (ΑΣΑ) αποτελούν κατηγορία των στερεών αποβλήτων προερχόμενα από οικιακές δραστηριότητες (οικιακά στερεά απορρίμματα, ΟΣΑ), εμπορικές δραστηριότητες (εμπορικά στερεά απορρίμματα, ΕΣΑ), δραστηριότητες καθαρισμού κοινόχρηστων χώρων και οδών όπως επίσης και δραστηριότητες από ιδρύματα και επιχειρήσεις τα οποία όμως παρουσιάζουν κοινά χαρακτηρίστηκα με τα οικιακά απορρίμματα (Παναγιωτόπουλος Δ, 2002). Απορρίμματα που περιέχουν μολυσματικές ουσίες όπως νοσοκομειακά, ιατρικά, εργαστηριακά απόβλητα δεν συγκαταλέγονται στην κατηγορία των ΑΣΑ και εντάσσονται στα ειδικά απόβλητα, μια κατηγορία με διαφορετική διαχείριση.
Η σύνθεση των αστικών στερεών απορριμμάτων παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στον σχεδιασμό ενός αποτελεσματικού μοντέλου διαχείρισης και αξιοποίησης τους. Η επιλογή του κατάλληλου εξοπλισμού και της καλύτερης δυνατής τεχνολογίας για τη συλλογή και την επεξεργασία τους διαμορφώνεται ανάλογα με την πηγή προέλευσης τους, την
1 Νταρακάς, Ε., 2014
τοπογραφία της περιοχής, την κινητικότητα του αστικού πληθυσμού, το βιοτικό επίπεδο των παραγωγών τους, τα καταναλωτικά πρότυπα ακόμα και από τις εποχές του έτους. Εάν για παράδειγμα τα στερεά απορρίμματα προέρχονται από μια εμπορική δραστηριότητα πιθανών η σύσταση τους να παρουσιάζει μεγαλύτερη ομοιογένεια συγκριτικά με το εάν προέρχονται από κατοικίες.
Σε κάθε περίπτωση τα ΑΣΑ αποτελούν ένα ιδιαίτερα ανομοιογενές μείγμα με διαφορετικά χαρακτηριστικά όπως υγρασία, οργανική ύλη και θερμιδική αξία από τα οποία εξαρτάτε και το σχέδιο διαχείρισης τους.
1.3 Σύσταση των ΑΣΑ
Η σύσταση των απορριμμάτων είναι μια δυναμική παράμετρος που μεταβάλλεται τόσο χωρικά όσο και χρονικά. Διαφοροποιείται χωρικά από χώρα σε χώρα ακόμα και από περιοχή σε περιοχή ενώ μπορεί να μεταβάλετε διαχρονικά από έτος σε έτος, από εποχή σε εποχή ακόμα και από ημέρα σε ημέρα της εβδομάδας. Τα αίτια των ποιοτικών αυτών μεταβολών μπορεί να είναι πολλά όπως για παράδειγμα οι καταναλωτικές και διαιτολογικές συνήθειες των κατοίκων, οι προτιμώμενες συσκευασίες και το σύνολο των δραστηριοτήτων τους. Έτσι για παράδειγμα στην Ελλάδα τους θερινούς μήνες παρατηρείτε μια αύξηση του κλάσματος των ζυμώσιμων απορριμμάτων λόγο της αυξημένης κατανάλωσης νωπών φρουτολαχανικών.
Παρακάτω επιχειρείτε μια κατηγοριοποίηση των ΑΣΑ σύμφωνα με την σύνθεση των υλικών που εμπεριέχονται σε αυτά (Μουσιόπουλος Ν, Καραγιαννίδης Α, 2002):
• Ζυμώσιμα: Απόβλητα που προερχόμενα από την κουζίνα ή τους κήπους ενός νοικοκυριού ή ενός καταστήματος υγειονομικού ενδιαφέροντος με την προϋπόθεση όμως οι ποσότητες δεν είναι μεγάλες διακρίνοντας τα από όμοια απορρίμματα βιομηχανικών μονάδων (Cui & Forssberg, 2003).
• Μέταλλα: Στην κατηγορία αυτή των αστικών αποβλήτων εντάσσονται μεταλλικά αντικείμενα σιδηρούχα ή μη λαμβάνοντας υπόψη τις μαγνητικές ιδιότητες τους. Από την κατηγορία αυτή εξαιρούνται οι μπαταρίες οι οποίες εντάσσονται σε ξεχωριστή κατηγορία λαμβάνοντας υπόψη την επικινδυνότητα τους (Galeno, 2010).
• Χαρτί: Η κατηγορία αυτή περιλαμβάνει όλα τα είδη χαρτιού και χαρτονιού προερχόμενα κυρίως από πάσης φύσεως έντυπα και από συσκευασίες των προϊόντων σε οικιακό ή και εμπορικό επίπεδο, χάρτινα απορρίμματα τυπογραφικών μονάδων και γραφείων. (Καρβούνης & Γεωργακέλλος Δ, 2003).
• Γυαλί: Στην κατηγορία αυτή ανήκουν απορρίμματα η σύνθεση τον οποίων αποτελείτε από γυαλί. Αυτά προέρχονται κυρίως από μπουκάλια και συσκευασίες ποτών. Διαχωρίζονται σε λευκά, καφέ και πράσινα γυαλιά.
• Πλαστικό: Απορρίμματα που η σύνθεση τους αποτελείτε γενικότερα από πολυμερή και προέρχονται από συσκευασίες προϊόντων και εξαρτήματα καθημερινής χρήσης. Δεδομένου του μεγάλου πλήθους των πολυμερών υλικών την κατηγορία αυτή των απορριμμάτων χαρακτηρίζει έντονη ανομοιογένεια.
• Ξύλο – Δέρμα – Ύφασμα – Λάστιχο: Την κατηγορία αυτή απαρτίζουν απορρίμματα της καθημερινότητας που προέρχονται κυρίως από τον τομέα της ένδυσης και τις υπόδησης τόσο σε οικιακό επίπεδο όσο και σε επίπεδο καταστημάτων και μικρών βιοτεχνιών. Στην κατηγορία αυτή εντάσσονται και τα χρησιμοποιημένα ελαστικά των αυτοκινήτων.
• Αδρανή: Ανενεργά υλικά όπως για παράδειγμα χώμα, μπάζα προερχόμενα από οικιακά απορρίμματα (Καθρέπτης κ.α, 2013)
• Λοιπά υλικά: Στην κατηγορία αυτή εντάσσονται υλικά τα οποία δεν δύναται να ενταχθούν σε κάποια από τις παραπάνω κατηγορίες.
Σύμφωνα με τα στοιχεία Υπουργείου Περιβάλλοντος & Ενέργειας η παραγωγή ΑΣΑ στην Ελλάδα το 2018 ανέρχεται συνολικά σε 5.523.809 τόνους, δηλαδή περίπου 514 κιλά ανά κάτοικο. Αναλυτικότερα στοιχεία για την ποιοτική σύσταση των αποβλήτων παρατίθενται στο Διάγραμμά 2.
Διάγραμμα. 2. Ποιοτική σύσταση αποβλήτων
Όπως προκύπτει οι μεγαλύτερες ποσότητες αστικών αποβλήτων αφορούν οργανικά – ζυμώσιμα απόβλητα τα οποία μαζί με το απόβλητα χαρτιού καταλαμβάνουν ποσοστό πάνω από το μισό του συνόλου των παραγόμενου αποβλήτων. Χαμηλό συγκριτικά με τις δύο προηγούμενες κατηγορίες είναι το ποσοστό σε μέταλλα και γυαλί.
1.4. Προέλευση των ΑΣΑ
Παρακάτω επιχειρείτε μια κατηγοριοποίηση των στερεών αστικών απορριμμάτων (ΑΣΑ) ως προς την προέλευση τους (Παναγιωτακόπουλος, 2002):
• Οικιακά απορρίμματα: Την κατηγορία αυτή απαρτίζουν στερεά απορρίμματα προερχόμενα από νοικοκυριά. Ορισμένα από τα συστατικά των οικιακών αποβλήτων αποτελούν υπολείμματα τροφών, ζυμώσιμα, χαρτικά, χαρτόνια, πλαστικά, υφάσματα, δέρματα, ξύλα, απόβλητα κήπων, κλαδέματα, γυαλιά, μέταλλα, τέφρα, ογκώδη αντικείμενα, μικροσυσκευές, μπαταρίες και ότι άλλο μπορεί να αποτελέσει προϊόν απόρριψης από ένα νοικοκυριό. Ο αριθμός των μελών των νοικοκυριών και το βιοτικό τους
Ζυμώσιμα 44%
Μέταλλα 4%
Χαρτί 22%
Πλαστικό 14%
Γυαλί 4%
Λοιπά υλικά 12%
επίπεδο διαφοροποιεί ποιοτικά και ποσοτικά τα παραγόμενα απορρίμματα (Bourguignon, 2014).
• Εμπορικά απορρίμματα: Την κατηγορία αυτή αποτελούν απορρίμματα προερχόμενα από εμπορικά καταστήματα, καταστήματα εστίασης, γραφεία, ξενοδοχεία, μικρές βιοτεχνίες. Η σύνθεση τους εξαρτάτε σε μεγάλο βαθμό από την εκάστοτε δραστηριότητα. Για παράδειγμα καταστήματα εστίασης παράγουν μεγαλύτερες ποσότητες σε υπολείμματα τροφών και γυαλιά.
Γραφεία και καταστήματα παροχής υπηρεσιών κυρίως χαρτιά. Εμπορικά καταστήματα υπολείμματα πλαστικών και χάρτινων συσκευασιών.
• Απορρίμματα από ιδρύματα: Απορρίμματα της κατηγορίας αυτής αποτελούν απορρίμματα από σχολεία, νοσοκομεία, διοικητικές υπηρεσίες, χώρους ψυχαγωγίας όπως γήπεδα και θέατρα. Στην κατηγορία αυτή δεν συμπεριλαμβάνονται ωστόσο μολυσματικά απόβλητα. Τα παραγόμενα απορρίμματα αποτελούν κατά κύριο λόγο χάρτινες και πλαστικές συσκευασίες, υπολείμματα τροφών και γυαλιά.
• Απορρίμματα από καθαρισμούς κοινόχρηστων χώρων: Στην κατηγορία αυτή των απορριμμάτων εντάσσονται απορρίμματα από καθαρισμούς δρόμων, κοινόχρηστων πάρκων, παραλιών και χώρων αναψυχής. Τα απορρίμματα που προκύπτουν από τους χώρους αυτούς μπορεί να είναι κλαδιά, ξύλα, φύλλα, πέτρες, φύκια, σκουπίδια κ.α.
• Απορρίμματα από κατασκευές - κατεδαφίσεις: Τα απορρίμματα της κατηγορίας αυτής αποτελούν προϊόντα από εργασίες κατασκευής δρόμων, κτιρίων, υποδομών. Ο όγκος τους και η σύσταση τους εξαρτάτε από την έκταση του έργου και από την τοπογραφία της περιοχής ενώ η σύσταση τους αποτελείτε κυρίως από ξύλα, σκυρόδεμα, τούβλα, καλώδια, μέταλλα, χώμα, πέτρες κτλ.
1.5. Ποιοτική ανάλυση Στερεών Απορριμμάτων
Για την αποδοτικότερη διαχείριση των ΑΣΑ απαραίτητη είναι η γνώση των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών και των ιδιοτήτων τους. Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά μπορούν να διαχωριστούν σε τέσσερις κατηγορίες:
• Φυσικά χαρακτηρίστηκα, αναφέρονται στη φυσική σύσταση των στερεών αποβλήτων (χαρτί, μέταλλο, πλαστικό κ.α) καθώς και στην περιεκτικότητα τους σε οργανικά συστατικά. Ορισμένα από τα χαρακτηρίστηκα της κατηγορίας αυτής είναι το ειδικό βάρος, η υγρασία και η υδροαπορροφητικότητα, η υδραυλική αγωγιμότητα, το μέγεθος των τεμαχίων κ.α.
• Χημικά χαρακτηριστικά, εξαρτώνται από την χημική σύσταση των απορριμμάτων. Η περιεκτικότητα σε πτητικά και σε ανόργανα συστατικά, η ποσοστιαία σύσταση σε χημικά στοιχεία (άνθρακα, οξυγόνο), η θερμογόνος δύναμη είναι κάποια από τα χαρακτηρίστηκα της κατηγορίας αυτής.
• Μικροβιολογικά χαρακτηρίστηκα, ορίζεται από το ποσοστό των μολυσματικών αποβλήτων στην παραγόμενη ποσότητα.
• Βιολογικά χαρακτηρίστηκα, αποτελούν από τα κυριότερα χαρακτηριστικά του οργανικού κλάσματος των απορριμμάτων και είναι αυτά που δίνουν την δυνατότητα μετασχηματισμού τους μέσο βιολογικών διεργασιών. Τα κυριότερα από αυτά είναι η βιοαποδομησιμότητα, οι παραγόμενες οσμές και η ανάπτυξη εντόμων.
1.5.1. Φυσικά χαρακτηριστικά
Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω τα φυσικά χαρακτηριστικά των αποβλήτων είναι το ειδικό βάρος τους, η υγρασία, η υδροαπορροφητικότητα, η υδραυλική αγωγιμότητα. Παρακάτω γίνεται μια ανάλυση των επιμέρους χαρακτηριστικών τους:
• Ειδικό βάρος: ορίζεται η μάζα του υλικού ή το ειδικό του βάρος ανά μονάδα όγκου αντίστοιχα. Η πυκνότητα των ΑΣΑ μεταβάλλεται και επηρεάζεται από την συμπίεση που μπορεί να δεχθεί το κάθε υλικό. Η τυπική πυκνότητα των απορριμμάτων προ επεξεργασίας τους είναι περίπου 130 kg/m3 ενώ μετά την συλλογή του στα οχήματα συλλογής κυμαίνεται περίπου στα 300 kg/m3 (Αμπελιώτης, 2006).
• Υγρασία: Το ποσοστό υγρασίας στο κλάσμα των ΑΣΑ επηρεάζει τη μέθοδο επεξεργασίας και διαχείρισης που θα ακολουθηθεί. Έτσι στα απορρίμματα που θα υποστούν θερμική επεξεργασία πρέπει πρώτα να αφαιρεθεί ποσοστό νερού το οποίο μειώνει την θερμογόνο δύναμη τους, ενώ επηρεάζει την αερόβια και αναερόβια χώνεψη τους. Στη Ελλάδα το ποσοστό υγρασίας στο κλάσμα των ΑΣΑ κυμαίνεται περίπου στο 37,5% (Αμπελιώτης, 2006) ενώ η τιμή αυτή μεταβάλετε σύμφωνα με την εποχή του έτους (Παναγιωτακόπουλος, 2002).
• Υδατοαπορροφητικότητα: ορίζεται το ποσοστό υγρασίας που μπορεί να κρατήσει το κλάσμα των ΑΣΑ υπό συνθήκες κανονικής βαρύτητας. Το χαρακτηριστικό αυτό επηρεάζει τη δημιουργία στραγγισμάτων στους χώρους συλλογής και απόθεσης τους ενώ εξαρτάται από τη σύνθεση, το βαθμό συμπίεσης και το βαθμό βιοαποδόμησης των οργανικών ουσιών των ΑΣΑ (Παναγιωτακόπουλος, 2002).
• Υδραυλική Αγωγιμότητα: είναι το μέτρο της ταχύτητας με την οποία το νερό διαπερνά το υλικό. Εξαρτάται από το πορώδες του, την Κοκκομετρία του και την πολυπλοκότητα των πόρων του κλάσματος των ΑΣΑ.
• Μέγεθος τεμαχίων: το οποίο διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην καύση, τη συμπίεση, τη μηχανική διαλογή, την αποδόμηση.
1.5.2. Χημικά χαρακτηρίστηκα
• Θερμογόνος δύναμη: ορίζεται ως η θερμική ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καύση του κλάσματος των ΑΣΑ. Εκφράζεται σε kcal/kg ή kj/kg απορριμμάτων. Ο υπολογισμός της θερμογόνου δύναμης είναι πολύ σημαντικός στην περίπτωση ανάκτησης ενέργειας από απορρίμματα.
• Στοιχειακή ανάλυση: αποτελεί την ανάλυση ως προς τα χημικά συστατικά που εμπεριέχονται στο κλάσμα των ΑΣΑ. Τα σημαντικότερα χημικά συστατικά που αφορούν τα στερεά απόβλητα είναι ο άνθρακας C, το οξυγόνο Ο, το άζωτο N, το υδρογόνο Η, το θείο S και τα υπολείμματα της καύσης (τέφρα).
• Ομαδοποίηση χημικών ενώσεων: αποτελεί την ομαδοποίηση των χημικών συστατικών από τα οποία αποτελείτε το κλάσμα των ΑΣΑ σε:
o Λιπίδια, με υψηλή θερμογόνο δύναμη και διαλυτότητα στο νερό.
o Υδατάνθρακες, με μεγάλη διαλυτότητα στο νερό και υψηλό ρυθμό βιοαποδόμησης
o Φυσικές – τεχνητές ίνες, από τα υφάσματα και τα δέρματα.
o Πρωτεΐνες
o Συνθετικά οργανικά υλικά, με μικρή δυνατότητα βιοαποδόμησης και υψηλή θερμογόνο δύναμη
o Ανόργανα υλικά, όπως γυαλιά, μέταλλα, κεραμικά, χώμα και τέφρα.
(Παναγιωτακόπουλος, 2002).
• Ανάλυση ακαταλληλότητας για καύση: αναφέρεται στα χαρακτηρίστηκα που έχουν καθοριστική σημασία για την καταλληλότητα ως προς την καύση του κλάσματος των ΑΣΑ. Αυτά είναι η υγρασία, η τέφρα ως υπόλειμμα από την καύση, η πτητική καύσιμη ύλη και ο μη πτητικός άνθρακας.
1.5.3. Βιολογικά χαρακτηρίστηκα
• Βιοαποδομησιμότητα: ορίζεται η δυνατότητα του οργανικού κλάσματος των ΑΣΑ να μετατρέπεται σε αέρια και σχετικά αδρανή οργανικά στερεά με την βοήθεια μικροοργανισμών. Η βιολογική δράση μπορεί να είναι είτε αερόβια είτε αναερόβια και ο ρυθμός αποδόμησης διαφέρει ανάλογα με το υλικό.
• Παραγωγή οσμών: που οφείλεται σε αναερόβιες διεργασίες στους χώρους που συσσωρεύονται ΑΣΑ (κάδοι απορριμμάτων, χώροι εναπόθεσης κ.α). Η υψηλή θερμοκρασία δρα ως καταλύτης και αυξάνει τη βιοαποδομηση του υλικού με αποτέλεσμα την παραγωγή δυσάρεστων οσμών κυρίως λόγο ενώσεων θείου.
2. ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗ ΑΣΑ
Η Διαχείριση των αστικών στερεών απορριμμάτων αποτελεί αδιαμφισβήτητα, στην σύγχρονη κοινωνία μας, ένα από τα πιο σημαντικά ζητήματα με οικονομικές, κοινωνικές, πολιτικές και περιβαλλοντικές πτυχές. Πρωτίστως απευθύνεται στους κρατικούς θεσμικούς φορείς (Υπουργεία, Περιφέρεις, ΟΤΑ, ΦοΔΣΑ), στους επαγγελματίες (επιστήμονες - μελετητές, εργολήπτες) ακόμα και στο σύνολο των πολιτών. Η έννοια της διαχείρισης των απορριμμάτων περιλαμβάνει το σύνολο των δράσεων και πολιτικών που έχουν να κάνουν με την πρόληψη της παραγωγής απορριμμάτων, τη διαλογή στην πηγή, τη μεταφορά, τη μεταφόρτωση, τη προσωρινή αποθήκευση, την αξιοποίηση και τέλος τη διάθεση των απορριμμάτων.
Σε εθνικό επίπεδο παρά τα σημαντικά βήματα που γίνονται τα τελευταία χρόνια υπάρχει σημαντική υστέρηση συγκριτικά με τον Ευρωπαϊκό μέσο όρο τόσο σε επίπεδο υποδομών όσο και σε επίπεδο συμμετοχής των πολιτών.
Οι ΟΤΑ και οι ΦοΔΣΑ είναι οι κρατικοί φορείς στους οποίους έχει ανατεθεί ο σχεδιασμός και η λειτουργεία των υφιστάμενων και προγραμματισμένων έργων καθώς επίσης και η ενεργοποίηση της κοινωνίας προς την κατεύθυνση αυτή υπακούοντας στα όσα προβλέπουν οι Οδηγίες της Ε.Ε.
Η διαχείριση των απορριμμάτων δομείται σε τρία στάδια:
• Στη διατύπωση του γενικού σχεδιασμού
• Στο ρυθμιστικό σύστημα εφαρμογής και ελέγχου
• Στην εξασφάληση της κατάλληλης τεχνολογίας και υποδομών για την εφαρμογή του σχεδιασμού γύρω από την διαχείριση απορριμμάτων.
2.1 Ευρωπαϊκή στρατηγική
Δεδομένης της σημαντικότητας που χρήζει το ζήτημα της διαχείρισης των απορριμμάτων η Ευρωπαϊκή ένωση έχει εκδώσει μια σειρά οδηγιών και θεσμικών πλαισίων για την διαχείριση των στερεών αποβλήτων με ολοένα και αυστηρότερες προδιαγραφές.
Υποχρέωση των κρατών μελών της είναι η πιστή εφαρμογή τους και η επίτευξη των στόχων
που αυτά θέτουν. Παρακάτω παρατίθενται με χρονολογική σειρά ορισμένες αποφάσεις – οδηγίες σταθμός της Ευρωπαϊκής ένωσης:
• Το 2005 ανακοινώνεται από την Ε.Ε. η θεματική στρατηγική της για την πρόληψη παραγωγής απορριμμάτων και την ανακύκλωση. Η κύρια θέση της εστιάζεται στην λογική «Zero Waste» και στην αντιμετώπιση των απορριμμάτων ως πόρο υλικών και ενέργειας.
• Το 2007 καθορίζονται οι στόχοι των κρατών μελών της για την περίοδο 2009-2014. Χαρακτηριστικό της στρατηγικής που θεσμοθετείται είναι η αναγνώριση της ανάκτησης ενέργειας από απορριμματογενή καύσιμα σε αποτελεσματικό τρόπο διαχείρισης.
• Το 2008 με την οδηγία πλαίσιο 2008/98/ΕΚ αποσαφηνίζονται έννοιες όπως απόβλητο, αξιοποίηση, διάθεση και ιεραρχικοποιούνται τα στάδια διαχείρισης των απορριμμάτων.
• Το 2009 με την οδηγία πλαίσιο 2009/28/ΕΚ προσδιορίζεται το βιοαποδομήσιμο κλάσμα των αστικών στερεών αποβλήτων σε βιομάζα και αποσαφηνίζεται η δυνατότητα ενεργειακής αξιοποίησης του. (Ν Μουσιόπουλος, Λ Ντζιαχρήστος, Θ Σλίνη – 2015)
• Το 2010 με την Οδηγία 2010/75/ΕΕ εισάγεται η αρχή της «ευθύνης του παραγωγού». Σύμφωνα με την αρχή αυτή ο παραγωγός έχει αυξημένη ευθύνη στην πρόληψή παραγωγής των αποβλήτων ενώ επιδιώκεται κάλυψη ολόκληρου του κύκλου ζωής του προϊόντος.
• Το 2018 με την Οδηγία (ΕΕ) 2018/851 τροποποιείται η οδηγία 2008/98/ΕΚ και θεσμοθετείται το σημερινό πλαίσιο ορθολογικής διαχείρισης των απορριμμάτων7 . Σύμφωνα με αυτό στην κορυφή των προτεραιοτήτων περί ορθής διαχείρισης αποβλήτων βρίσκεται η πρόληψη από τη δημιουργία απορριμμάτων ως η πιο επιθυμητή επιλογή. Αμέσως μετά στην ιεραρχία επιθυμητών επιλογών έρχεται η μείωση της ποσότητας τον αποβλήτων, η προετοιμασία για την επαναχρησιμοποίηση, η ανακύκλωση, η ανάκτηση ενέργειας και ως έσχατη επιλογή η διάθεση τους στο περιβάλλον (Οδηγία 2018/851/ΕΚ ΕΕ L 150 της 14.06.2018).
Στο ακόλουθο σχήμα παρουσιάζονται σε μορφή πυραμίδας προτεραιοτήτων τα πέντε στάδια ιεράρχησης με βάση την κλίμακα προτίμησης ως προς τον τρόπο διαχείρισης των απορριμμάτων όπως ορίζεται από την Οδηγία (ΕΕ) 2018/851.
Εικόνα 1. Ιεράρχηση επιλογών για τη διαχείριση των στερεών αποβλήτων.2
Αναλυτικά η ερμηνία των σταδίων προτεραιοτήτων στη διαχείριση των αποβλήτων από το πιο επιθυμητό προς το λιγότερο επιθυμητό είναι:
• Πρόληψη: Το σύνολο των μέτρων που πρέπει να ληφθούν ώστε να αποτραπεί η δημιουργία αποβλήτων. Το στάδιο αυτό αποτελεί την βέλτιστη και πιο οικονομική επιλογή στη διαχείριση απορριμμάτων και βασίζεται στη λογική «Το καλύτερο απόβλητο είναι αυτό που δεν παράχθηκε ποτέ».
• Ελαχιστοποίηση: Η προσπάθεια ελαχιστοποίησης της παραγωγής αποβλήτων επηρεάζει όλο και περισσότερο τις πολιτικές της Ευρωπαϊκής ένωσης. Για την αποτελεσματική μείωση της παραγόμενης ποσότητας αποβλήτων απαραίτητος είναι ο επανασχεδιασμός των προϊόντων και η εκπαίδευση των καταναλωτών γύρω από μια πιο
2 http://rethink.com.cy/el/rrr/ti-einai-to-rrr
υπεύθυνη καταναλωτική στάση μακριά από την λογική της υπερκατανάλωσης
• Επαναχρησιμοποίηση: Με την επαναχρησιμοποίηση εννοούμε τη χρήση ενός υλικού εκ νέου είτε για τον αρχικό σκοπό για τον οποίο και κατασκευάστηκε, είτε για οποιοδήποτε παρόμοιο σκοπό με την προϋπόθεση πως δεν επέρχεται μετασχηματισμός του υλικού και αλλαγής της φύσης του. Δηλαδή μιλάμε για χρήση ενός προϊόντος ως υπηρεσία και όχι ως ιδιοκτησία με πέραν της μιας δυνατότητας χρήσης του αποσκοπώντας στην εξοικονόμηση πόρων από την δημιουργία νέων προϊόντων.
• Ανακύκλωση: Οποιαδήποτε προσπάθεια εκμετάλλευσης των απορριμμάτων ως πρώτη ύλη για την δημιουργία νέων προϊόντων. Η ανακύκλωση διαφέρει από την επαναχρησιμοποίηση στο γεγονός πως στην πρώτη έχουμε αλλαγή της μορφής του προϊόντος χρησιμοποιώντας τα ανακυκλώσιμα υλικά ως πόρους για την δημιουργία καινούργιων προϊόντων, ενώ με την επαναχρησιμοποίηση μιλάμε για τα ίδια προϊόντα αλλάζοντας την χρήση τους.
• Ανάκτηση ενέργειας: Οποιαδήποτε εργασία μπορεί να μετατρέψει τα απορρίμματα σε χρήσιμους πόρους για την παραγωγή ενέργειας αντικαθιστώντας άλλα πρωτογενή υλικά. Η ανάκτηση ενέργειας από τα απορρίμματα προϋποθέτει μια προετοιμασία των παραγόμενων αποβλήτων.
• Διάθεση: Η λιγότερο επιθυμητή επιλογή γύρω από την διαχείριση των αποβλήτων. Στο στάδιο αυτό έχουμε την διάθεση στο περιβάλλον των μη αλλιώς αξιοποιήσιμων απορριμμάτων. Το ευρωπαϊκό θεσμικό πλαίσιο επιβάλλει συνεχώς νέους στόχους γύρω από την ελαχιστοποίηση του ποσοστού των απορριμμάτων που καταλήγουν σε ταφή.
Δεδομένων των ιδιαίτερων γεωγραφικών, κοινωνικοοικονομικών, χωροταξικών χαρακτηριστικών της κάθε χώρας τα στάδια διαχείρισης που λαμβάνονται είναι ανάλογα προσαρμοσμένα στις εκάστοτε συνθήκες. Η επεξεργασία των αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ) ξεκινά μέσω του επιτόπιου διαχωρισμού στην πηγή των ανακυκλώσιμων υλικών και
στην ανάκτηση των χρήσιμων υλικών πριν αυτά αναμειχθούν µε τη μάζα τον υπολοίπων απορριμμάτων. Ακολουθεί η μηχανική διαλογή του σύμμεικτου απορρίμματος που συλλέγεται σε αντίστοιχες μονάδες και στις οποίες διαχωρίζονται τα απόβλητα ανά κατηγορία. Αποτέλεσμα της διαλογής αυτής είναι ένα κλάσμα ανακυκλώσιμων υλικών τα οποία δεν μπορούσαν να διαχωριστούν πριν ή δεν διαχωρίστηκαν στο προηγούμενο στάδιο, ένα οργανικό κλάσμα (βιοαποικοδομήσιμο) το οποίο μπορεί να μετατραπεί σε βιοαέριο μέσω αναερόβιας χώνευσης και να αξιοποιηθεί ως υγρό καύσιμο για να καλύψει ανάγκες μεταφοράς και θέρμανσης, αλλά και ένα κλάσμα επεξεργασμένων απορριμμάτων το οποίο δεν μπορεί να ανακυκλωθεί περαιτέρω και αποτελεί πρώτη ύλη για την παραγωγή ενέργειας. To απορριμματογενές καύσιμο αυτής της μορφής επιστημονικά γνωστό ως Refuse Derived Fuel (RDF) συνήθως καίγεται σε ειδικά σχεδιασμένους λέβητες σε συνδυασμό με άλλα καύσιμα και καλύπτει ανάγκες μεγάλων και ενεργοβόρων καταναλωτών. (Jenkins & Legrand, 2005, Williams, 2013).
Το ζήτημα της ορθής διαχείρισης των αποβλήτων και οι ολοένα αυστηρότεροι στόχοι που θέτει η Ευρωπαϊκή ένωση απαιτεί σημαντική συμμετοχή βιομηχανίας και επιστήμης για να επιτευχθούν οι προσδοκώμενες επιδιώξεις και να ξεπεραστούν τεχνολογικά ζητήματα (Pieta et al, 2018).
2.2. Εθνική στρατηγική
Σε εθνικό επίπεδο η στρατηγική η οποία έχει θεσπίσει η χώρα μας είναι εναρμονισμένη με την κατεύθυνση και τις Οδηγίες της Ε.Ε. Οι Οργανισμοί Τοπικής Αυτοδιοίκησης ΟΤΑ με την υποστήριξη των Περιφερειών είναι επιφορτισμένοι με την ευθύνη της συλλογής και της μεταφοράς των απορριμμάτων ενώ οι Φορείς Διαχείρισης Αποβλήτων ΦοΔΣΑ συν υποστηριζόμενοι από τις Περιφέρειες και την κεντρική διοίκηση (ΥΠΕΝ) είναι υπεύθυνοι για την επεξεργασία και την τελική διάθεση τους. Η Ελληνική Εταιρεία Αξιοποίησης και Ανακύκλωσης (Ε.Ε.Α.Α) είναι αρμόδια για την αξιοποίηση και την ανακύκλωση των ΑΣΑ.
Το 2020 έχει συνταχθεί από το Υπουργείο Περιβάλλοντος και Ενέργειας το Εθνικό Σχέδιο Διαχείρισης Αποβλήτων (ΕΣΔΑ) – συμπεριλαμβανομένων και των επικίνδυνων αποβλήτων για τα έτη 2020 -2030. Στην ουσία πρόκειται για τον εθνικό στρατηγικό και πολιτικό σχεδιασμό που αφορά την διαχείριση των αποβλήτων και έχει διάρκεια δέκα έτη,
όπως ορίζεται από το Ν.4685/2020 (Α’ 92). Τα βασικά μέτρα που προτείνει το ως άνω Σχέδιο είναι τα εξής:
• Εκσυγχρονισμός και εφαρμογή της περιβαλλοντικής εισφοράς στα απόβλητα που οδηγούνται σε ΧΥΤΑ -ΧΥΤΥ
• Εφαρμογή της αρχής “Πληρώνω όσα πετάω”
• Ενίσχυση της διαλογής στην Πηγή με επέκταση του δικτύου συλλογής ανακυκλώσιμων υλικών και βιοαποβλήτων
• Ενίσχυση και αναβάθμιση των Κέντρων Διαλογής Ανακυκλώσιμων Υλικών
• Δημιουργία επαρκούς εθνικού δικτύου μονάδων επεξεργασίας βιοαποβλήτων
• Προώθηση της παραγωγής εναλλακτικών δευτερογενών καυσίμων
• Δημιουργία μονάδων παραγωγής ενέργειας
• Προώθηση της ανακύκλωσης με ποικίλες μεθόδους
• Διαχείριση των επικίνδυνων αποβλήτων κα.
2.3. Συνεισφορά σε στόχους πολιτικής διαχείρισης ΑΣΑ
Για την επίτευξη των στόχων και των υποχρεώσεων που έχει αναλάβει και δεσμευτεί η χώρα μας οι μέθοδοι θερμικής επεξεργασίας των ΑΣΑ σε συνδυασμό με τις βιολογικές μεθόδους επεξεργασίας αυτών αποτελούν σημαντικά εργαλεία. Δεδομένου πως αυτή τη στιγμή η διαχείριση των ΑΣΑ στην Ελλάδα βασίζεται στην υγειονομική ταφή των απορριμμάτων και σε ένα μικρό ποσοστό μόνο στην ανάκτηση συγκεκριμένων υλικών απαιτείται άμεση κινητοποίηση των εμπλεκομένων φορέων και αφύπνιση των πολιτών για τη δημιουργία ενός ενιαίου σχεδίου δράσης εναρμονισμένου με τους στόχους αυτούς.
Η ενσωμάτωση των μεθόδων θερμικής επεξεργασίας των ΑΣΑ στην Ελλάδα ευνοούνται από:
• Τη σημαντική εμπειρία από την ωρίμανση αντίστοιχων έργων εφαρμοσμένων στο εξωτερικό
• Την αποδεδειγμένη απόδοση τους
• Τη θέσπιση αυστηρών προδιαγραφών και όρων λειτουργίας από το Ευρωπαϊκό αλλά και το Ελληνικό δίκαιο, που εξασφαλίζουν την προστασία της ανθρώπινης υγείας και του περιβάλλοντος από την εφαρμογή τους
• Την ανάγκη περιορισμού των ποσοτήτων που οδηγούνται προς ταφή
• Τη δυνατότητα των μεθόδων αυτών να συμβάλλουν σημαντικά στην επίτευξη και άλλων πολιτικών στόχων, για παράδειγμα την παραγωγή ενέργειας από Ανανεώσιμές Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ)
Έτσι σύμφωνα µε την Οδηγία της Ε.Ε 2001/71/ΕΚ µε θέμα «Την προαγωγή της Ηλεκτρικής Ενέργειας που παράγεται από Ανανεώσιμές Πηγές στην εσωτερική αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας», το βιοαποικοδοµήσιµο κλάσμα των ΑΣΑ θεωρείται ως βιομάζα και κατ’ επέκταση, ως ανανεώσιμή πηγή ενέργειας γεγονός που χρήζει την ενεργειακή του αξιοποίηση. Παράλληλα, σύμφωνα µε την Οδηγία 2000/76/ΕΚ που αφορά «Την Αποτέφρωση των Αποβλήτων», στόχος των μονάδων αποτέφρωσης και συν αποτέφρωσης οφείλει να είναι συν των άλλων «η μέγιστη εφικτή ανάκτηση της θερμότητας που παράγεται κατά τη διεργασία αποτέφρωσης και συν αποτέφρωσης.
Συνεπώς, βάσει των παραπάνω, αν και η Ελλάδα είναι χώρα πλούσια σε πολλές µορφές ΑΠΕ όπως τον ήλιο, τον άνεμο κλπ, μπορεί να πλησιάσει σε μεγάλο βαθμό τους στόχους της, τόσο σε θέματα διαχείρισης των ΑΣΑ, όσο και σε θέματα υιοθέτησης ΑΠΕ µε εφαρμογή των µεθόδων θερμικής επεξεργασίας των ΑΣΑ.
3. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΑΣΑ
Η ζήτηση σε ενέργεια παγκοσμίως αυξάνεται συνεχώς. Η απότομη ανάπτυξη της παραγωγής που έφερε η βιομηχανική επανάσταση έχει οδηγήσει σε μια επίσης απότομη αύξηση της ανάγκης για καύσιμα. Είναι γεγονός πως η παγκόσμια ενεργειακή κατανάλωση σήμερα είναι 17 φορές μεγαλύτερη από την αντίστοιχη έναν αιώνα πριν και πως το 80%
περίπου αυτής προέρχεται από τα ορυκτά καύσιμα. Ως αναμένεται, οι απαιτήσεις για ενέργεια τα επόμενα χρόνια θα συνεχίσουν να αυξάνονται καθώς θα αναπτύσσονται οι λιγότερο προηγμένες χώρες οι οποίες χαρακτηρίζονται και από μεγάλο πληθυσμό (Κορδούλης Χρ, 2013).
Η λανθασμένη διαχείριση των αποβλήτων που προκύπτουν από την αύξηση της παραγωγής και η μεγάλη πίεση που ασκούν στο περιβάλλον έχει στρέψει το ενδιαφέρον γύρω από μια ολοκληρωμένη στρατηγική διαχείρισης τους. Μέρος της στρατηγικής αυτής αποτελεί η αξιοποίηση των αποβλήτων ως ενεργειακού πόρου για την παραγωγή ενέργειας. Μέσα από την ενεργειακή αξιοποίηση των απορριμμάτων επιδιώκεται οικονομική ανάπτυξη παράλληλα με την προστασία του περιβάλλοντος τόσο σε τοπικό όσο και σε παγκόσμιο επίπεδο ενώ ταυτόχρονα έμμεσο κίνητρο προς τις τοπικές κοινωνίες αποτελεί η δημιουργία θέσεων εργασίας αλλά και έσοδα προς τους εμπλεκόμενους φορείς (