Ile w emisjach dwutlenku węgla ze spalania odpadów jest kopalne a ile biogenne i odnawialne?

Spalanie odpadów jako metoda wytwarzania energii poprzez neutralizację wysokokalorycznych odpadów od wielu lat budzi w polskim społeczeństwie emocje i dyskusje związane z rzekomą szkodliwością tego rozwiązania dla zdrowia ludzi oraz środowiska naturalnego. Jednym z głównych argumentów podnoszonych przez przeciwników termicznego przekształcania odpadów jest wysoka emisja dwutlenku węgla i szkodliwych substancji w trakcie procesu spalania, zwolennicy natomiast twierdzą, że spalarnie odpadów są całkowicie niegroźne dla środowiska i tak naprawdę pomagają je chronić. Jaka jest zatem rzeczywista emisja CO2 ze spalarni i czy można ją dodatkowo zredukować?

Ile CO2 powstaje w wyniku spalania odpadów?

Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy, popartym badaniami naukowców, spalanie paliw wykorzystywanych do generacji energii elektrycznej i cieplnej prowadzi do następujących emisji CO2 do atmosfery (liczby podajemy w przeliczeniu na 1 MW wytworzonej energii):

• węgiel kamienny – 100-110 kg/MW
• węgiel brunatny – 110-120 kg/MW
• biomasa – 100-120 kg/MW
• pre-RDF (frakcja palna wydzielona z odpadów komunalnych) – 90-100 kg/MW

Co istotne, 42% emisji CO2 mającej źródło w termicznym przetwarzaniu odpadów komunalnych klasyfikuje się jako emisję ze źródeł odnawialnych ze względu na wysoką zawartość frakcji biologicznej (odnawialnej), rzędu 40-55%. Dzięki temu realny wskaźnik emisji dwutlenku węgla w wyniku spalania odpadów wynosi jedynie 80-90 kg/MW.

Dostępne dane GUS za 2019 rok nie pozostawiają w kwestii emisji CO2 ze spalarni odpadów najmniejszych wątpliwości: działające w Polsce obiekty tego typu były odpowiedzialne jedynie za 0,5% emisji CO2 w kraju. Dodatkowo GUS podaje, że w samym tylko 2019 roku w Polsce do atmosfery wyemitowane zostało ok. 274 g dioksyn, przy czym większość, bo aż 172 g (czyli 62,7%) pochodziło z emisji generowanej przez spalanie w domowych paleniskach. Krajowe spalarnie odpadów w tym samym roku wygenerowały w wyniku termicznego przetworzenia ok. 1 000 000 ton odpadów zaledwie 0,05 g dioksyn.

Trudno w tym kontekście obronić argument o rzekomej wysokiej emisji dwutlenku węgla czy szkodliwych substancji ze spalarni odpadów.

Do czego wykorzystuje się CO2?

Najczęściej o dwutlenku węgla słyszy się w kontekście zagrożenia dla środowiska, jakie stanowi nadmierna ilość tego gazu w atmosferze, ale można go też wykorzystywać na wiele sposobów – między innymi w rolnictwie, przemyśle, branży spożywczej czy budownictwie. Poniżej przedstawiamy kilka najważniejszych obszarów, w których CO2 wykorzystuje się obecnie na szeroką skalę.

1. Produkcja żywności i napojów

W tej branży dwutlenek węgla jest powszechnie stosowany do:

• karbonizacji napojów gazowanych, zarówno bezalkoholowych, jak i alkoholowych (np. piwa);
• dekofeinizacji kawy;
• sterylizacji żywności na zimno oraz utrzymywania niskich temperatur żywności w trakcie transportu;
• utrzymywania atmosfery ochronnej podczas produkcji żywności.

2. Rolnictwo

W rolnictwie CO2 najczęściej wykorzystuje się do:

• produkcji nawozów;
• wzbogacania powietrza w szklarniach celem optymalizacji przebiegającej w nich fotosyntezy;
• zwalczania owadów stanowiących zagrożenie dla ziarna przechowywanego w silosach i magazynach.

3. Produkcja i przemysł

W szeroko rozumianym sektorze przemysłowym dwutlenek węgla jest niezbędny w wielu procesach produkcyjnych, m.in. podczas:

• spawania, jako gaz osłonowy oraz jako składowa mieszanki spawalniczej (w połączeniu z argonem);
• produkcji mocznika, węglanu sodu oraz metanolu;
• utwardzania form odlewniczych wykorzystywanych w branży metalurgicznej;
• wydobycia ropy naftowej.

Ponadto dwutlenek węgla może zostać wykorzystany do:

• prania chemicznego odzieży;
• oczyszczania ścieków przemysłowych o odczynie silnie alkalicznym;
• usuwania powłok malarskich i piaskowania powierzchni w budownictwie;
• remineralizacji odsolonej wody morskiej;
• czyszczenia elementów półprzewodnikowych;
• syntezy poliwęglanów.

Co ważne, we wspomnianych powyżej zastosowaniach można stosować CO2 wychwycony ze spalarni odpadów.

Metody wychwytywania CO2 (Carbon Capture)

Jedną z nowoczesnych metod zarządzania emisją dwutlenku węgla do atmosfery w szeroko rozumianym sektorze przemysłowym jest wychwyt CO2 (tzw. sekwestracja) z emitowanych spalin bądź bezpośrednio z atmosfery. Obecnie istnieją trzy szerzej stosowane, główne metody sekwestracji CO2:

1. CCS (Carbon Capture and Storage) – trwały wychwyt dwutlenku węgla symultanicznie do zachodzącego procesu generującego gazy cieplarniane, w wyniku czego CO2 docelowo wiąże się z formacjami geologicznymi (np. wyeksploatowanymi polami naftowymi lub gazowymi) poprzez transport albo przesył gazu do miejsca składowania i wtłoczenie pod ziemię.

2. CCU (Carbon Capture and Utilisation) – wychwycony dwutlenek węgla jest magazynowany, ale wykorzystuje się go do różnego rodzaju procesów technologicznych i przemysłowych. Tak wychwycony CO2 można używać w obiegu zamkniętym (wychwyt-wykorzystanie-wychwyt) i stosować w różnych procesach.

3. CDR (Carbon Dioxide Removal) – sekwestracja dwutlenku tą metodą polega na wychwycie gazu nie z procesów spalania, a bezpośrednio z atmosfery. Także i w tym przypadku docelowo dwutlenek węgla jest długoterminowo przechowywany w celu zatrzymania jego emisji.

Warto w tym kontekście podkreślić, że nie są to jedyne metody wychwytywania dwutlenku węgla – wysoką skutecznością charakteryzuje się również wiązanie CO2 w ekosystemach, zarówno naturalnie istniejących (lasy, mokradła itp.), jak i sztucznych (pola uprawne). Dużą przeszkodę w naturalnym wychwytywaniu dwutlenku węgla z atmosfery stanowią jednak stale postępujące procesy deforestacji i osuszania terenów bagiennych lub mokradeł.

Podsumowanie

Według dostępnych danych znakomitą większość CO2 (ponad 80%) emitowanego w procesach spalania w spalarniach odpadów i innych obiektach przemysłowych da się wychwycić i zneutralizować, np. poprzez wtłaczanie do nieużywanych wyrobisk kopalnianych czy wyeksploatowanych pól naftowych. CO2 można również przechować w celu późniejszego wykorzystania, a naukowcy i eksperci stale opracowują coraz bardziej zaawansowane i ekonomiczne metody wychwytywania oraz magazynowania dwutlenku węgla.