Wizyta na ekologicznym wysypisku śmieci

W dniu 18 listopada 2004, w ramach przedmiotu Odnawialne źródła energii, odbyła się wycieczka IX semestru PUE na wysypisko komunalne w Gliwicach przy ulicy Rybnickiej. Celem było zapoznanie się z systemem energetycznego wykorzystania biogazu. Gliwickie wysypisko komunalne zostało laureatem ogólnopolskiego konkursu "Nasza gmina chroni klimat". Nagrodę przyznano za projekt ujęcia i energetycznego wykorzystania biogazu. Tym samym zakład otrzymał rekomendację do wsparcia przez EkoFundusz dotacją w wysokości 50% kosztów realizacji inwestycji, drugą połowę inwestycji dofinansowała gmina Gliwice. Całkowity koszt inwestycji to 3 000 000 zł.

Poprzez spalanie biogazu w dwóch silnikach tłokowych, napędzających agregaty prądotwórcze, uzyskiwana jest energia elektryczna oddawana do sieci. Dzięki tej inwestycji na wysypisko nałożone są znacznie mniejsze kary, które wynikałyby z nieodpowiedniego odprowadzania gazu cieplarnianego (metanu) do atmosfery.

Na wysypisku o powierzchni 10 ha znajduje się 68 studni (stara część wysypiska - pow. 7 ha) wykonanych metodą nawiercania oraz 12 studni (nowe wysypisko - pow. 3 ha) wykonanych metodą nasypową. Studnie te mają głębokość 10 m, wokół są obsypane żwirem, dzięki czemu jest możliwe zasysanie tworzącego się na wysypisku biogazu. Biogaz jest mieszaniną metanu (40-50%), dwutlenku węgla (ok. 30%) oraz azotu i innych gazów. W studniach znajdują się beztlenowe bakterie, biorące czynny udział w procesach gnilnych. Aby proces gnilny przebiegał prawidłowo, bakterie te muszą mieć zapewnione odpowiednie warunki, dlatego ważne jest właściwe eksploatowanie owych studni. Nadmierne zasysanie gazu powoduje obumieranie bakterii i wtedy konieczne jest wyłączenie studni z użytkowania na dłuższy okres czasu w celu samoregeneracji bakterii.

Biogaz jest pobierany poprzez rurociągi do stacji ssaw, skąd pod odpowiednim ciśnieniem jest dostarczany do silników spalinowych, lub - gdy zawartość mieszanki metanowej jest zbyt bogata (zmiany ciśnienia atmosferycznego) - spalanie odbywa się w specjalnej pochodni.

Na wysypisku tym zastosowano dwa identyczne agregaty składające się z silnika MAN oraz generatora synchronicznego STAMFORD. Silnik MAN jest silnikiem tłokowym V12, o spalaniu mieszanki 125 m³/h, temperaturze pracy 360°C, prędkości 1500 obr/min i mocy cieplnej 160 J, połączonym poprzez wspólny wał z generatorem. Temperatura spalania gazu to 580°C, a temperatura spalin wylotowych 544°C. Generator STAMFORDA posiada moc znamionową 300 kW.

Jako że dąży się na tej stacji do ciągłej pracy agregatów, dostarczają one moc 200 kW każdy. Wynika to z zawartości metanu w zasysanej mieszance. Taka polityka regulacyjna pozwala na płynną pracę tych agregatów i ograniczenie przeprowadzania rozruchów. Zawartość mieszanki metanowej w zasysanym powietrzu zależy silnie od wahań ciśnienia atmosferycznego, co narzuca obsłudze odpowiednie przeregulowanie lub nawet wyłączenie silników.

Silniki połączone są ze stacją transformatorową SN, wyposażoną w antenę automatycznie informującą zakład energetyczny o "wejściu stacji" w sieć. Cała instalacja wykonana jest w systemie przeciwwybuchowym, wszelkiego rodzaju nieszczelności i wydobywanie się metanu powodują natychmiastowe odcięcie gazu. Nad przebiegiem procesu spalania i kontrolą przekazywania energii do sieci czuwa automatyka umieszczona w jednym z kontenerów, która połączona jest on-line z nadzorem.

Ze względów finansowych nie zrealizowano wykorzystania energii cieplnej powstającej w wyniku spalania, co znacznie obniża sprawność energetyczną całego zespołu. Planowane są jednak inwestycje w tym kierunku (ok. 2 mln zł), aby wykorzystać ciepło do podgrzewania wody na potrzeby własne oraz suszenia drewna lub podgrzewania szklarni ogrodniczych. W przyszłości ma również zostać zainstalowany trzeci agregat i mają powstać nowe studnie w nowej części wysypiska. Czas eksploatacji takiego wysypiska szacowany jest na ok. 20 lat, przy czym taka inwestycja, jaka była przedsięwzięta w Gliwicach, zwraca się w okresie od 5 do 7 lat.

Grupa PUE semestru IX dziękuje prowadzącemu przedmiot Odnawialne źródła energii Panu dr inż. Andrzejowi Latko za zorganizowanie wycieczki.

Marcin Szendzielorz