Postęp gospodarczy każdego kraju determinuje rozwój przemysłu, usług i konsumpcji. Ta sytuacja nieuchronnie prowadzi do wzrostu ilości i różnorodności odpadów. Jak zatem działać, aby ograniczyć ich powstawanie, a już zdeponowane w ogromnych ilościach (w Polsce ponad 2 mld Mg) wykorzystać racjonalnie?





Skuteczne, a w najbliższej przyszłości radykalne ograniczenie ilości istniejących (zdeponowanych) i powstających odpadów jest możliwe głównie poprzez termiczne  procesy ich całkowitej destrukcji. Doświadczenia krajów Unii Europejskiej, Hiszpanii (Bilbao), Kanady (Ottawa) oraz USA, Japonii, Chin i innych państw powinny być źródłem inspiracji także polskiej myśli w nauce i gospodarce w tym zakresie. Dotyczy to zwłaszcza zastosowania wysokich temperatur zjonizowanych strumieni gazów do degradacji i przetwórstwa odpadów z równoczesnym pozyskiwaniem energii. Właściwa gospodarka odpadami, a zwłaszcza odpadami niebezpiecznymi jest szczególnie istotnym zadaniem polityki ekologicznej Unii Europejskiej, a także determinuje rozwój Polski. Gwarancją efektywności i pełnego bezpieczeństwa dla środowiska przy wykorzystaniu tych odpadów w UE są stosowane temperatury procesu powyżej 2000°C, zapewniające ich całkowitą degradację. Te warunki, w sposób najbardziej efektywny, zapewniają między innymi chemotermiczne procesy spalania w instalacjach plazmowych. Głównie tą drogą można skutecznie rozwiązać dylemat, czy i w jaki sposób masowo (powszechnie) spalać odpady, w tym przede wszystkim niebezpieczne. W Polsce zinwentaryzowano pod koniec lat 90 ponad 3700 składowisk odpadów niebezpiecznych, w tym również mogilników. Obecnie szacuje się, że odpadów niebezpiecznych jest w Polsce zdeponowanych ok. 60 mln Mg.

Ile jest odpadów na świecie i w Polsce?

Działalność człowieka na przestrzeni jego dziejów zapisała się nie tylko osiągnięciami w postaci wielkich budowli na Ziemi. Stworzono także nowoczesne konstrukcje pływające i latające w powietrzu i kosmosie. Jednocześnie pozostawiano po swojej działalności każdego roku 19-23 miliardów Mg odpadów przemysłowych oraz 1,6-1,9 miliarda Mg odpadów komunalnych. Tylko w ostatnich trzech dekadach XX i XXI wieku zdeponowano na Ziemi ok. 590-620 miliardów Mg odpadów. Szczególnym zagrożeniem dla naszej cywilizacji są odpady niebezpieczne, których globalne wielkości „produkcji” osiągnęły 400-500 mln Mg rocznie. Obecnie jest ich zdeponowanych ponad 20 mld Mg na powierzchni ziemi i kilka mld Mg wtłoczonych w wyrobiska i naturalne szczeliny pod ziemią (wg Raportu o Stanie Świata z 2004 r.). W sumie odpady na Ziemi wg szacunków zajmują ok. 160-190 tys. km² (znawcy przedmiotu twierdzą, że są to dane [wielkości] bardzo zaniżone). Jak wykazują badania składowisk odpadów, odcieki z nich skażają parokrotnie większe powierzchnie w stosunku do terenów zajmowanych. Dotyczy to zwłaszcza składowisk powstałych jeszcze w XX wieku i wcześniej, które nie były izolowane od środowiska w sposób skuteczny. W Polsce wg GUS produkujemy ogółem 138 mln Mg odpadów w skali roku, w tym ok. 14 mln Mg to odpady komunalne. Poważnym problemem jest określenie wielkości wytwarzanych w kraju odpadów niebezpiecznych z racji ich klasyfikacji i definiowania stopnia szkodliwości dla środowiska. Na przykład trudne do określenia są ilości odpadów niebezpiecznych w odpadach komunalnych, które są zmieszane z całą masą tych odpadów i stanowią ok. 10-16% (są to przeterminowane leki, lakiery, baterie, niektóre tworzywa itp.). Stąd statystycznie, lecz tylko na podstawie przypadków okresowych badań, przyjmuje się wspomnianą wyżej ich ilość. Brakuje odrębnej, dokładnej statystyki odpadów niebezpiecznych w Polsce, zarówno tkwiących w odpadach komunalnych, jak i pozostałych. Rocznik Statystyczny GUS poświęcony „Problematyce Ochrony Środowiska” na 500 stronach odpadom poświęca 20 stron, w tym niebezpiecznym. W ilości i rodzajach nagromadzonych odpadów generalnie przoduje woj. śląskie, w którym jest ich ponad miliard Mg. Na terenie wszystkich pozostałych województw kraju znajdują się podobne wielkości odpadów, czyli łącznie ponad 2 miliardy Mg. Określając ilość nagromadzonych aktualnie w kraju odpadów przemysłowych, komunalnych, a zwłaszcza niebezpiecznych, możemy się posłużyć jedynie szacunkami, mimo że od 4 lat jesteśmy w Unii. Wiadomo natomiast, że przetwórstwo odpadów komunalnych obecnie wynosi w kraju ok. 5-6%. Zgodnie z ustaleniami (wymogami) Unii Europejskiej jedynie 40% tych odpadów przetwarza się w gminie Katowice. Docelowo do 2020 r. dezyderaty Unii określają potrzebę ich przetwarzania w 90%, podobnie jak to ma już miejsce niemal we wszystkich krajach starej Unii (15-stki).
Szczególnym obszarem działań innowacyjnych i konkurencyjnych (wg tzw. Strategii Lizbońskiej z 2000 r.), realizowanych przez kraje Unii, jest zasada eliminacji strat w trakcie całego (i każdego) procesu produkcyjno- konsumenckiego, od etapu pozyskania surowców, przez ich przetwarzanie i produkowanie wyrobów, po sferę konsumpcji i ponownego wykorzystania zużytych wyrobów jako surowca wtórnego.
Zasada ta jest praktycznym przełożeniem idei zrównoważonego rozwoju we wszystkich działaniach produkcyjnych, jak i usługowych, obejmując wszystkie obszary gospodarki każdego kraju Unii.
Zasada eliminacji strat jest w krajach tzw. starej UE wprowadzana systemowo już od lat.U nas również musi być wdrożona za pomocą mechanizmów ekonomicznych, organizacyjnych i prawnych, obejmując wszystkie szczeble zarządzania gospodarką – od kierownictwa firm do samorządów gmin włącznie. W przeciwnym razie możemy mieć ograniczone środki na gospodarkę odpadami.
Podział środków na główne segmenty ochrony środowiska w Polsce od wielu lat dyskryminuje problematykę związaną z gospodarką odpadami, przyznając na nią niewspółmiernie niskie kwoty do potrzeb, tj. niespełna 10% wszystkich środków. Na przykład na gospodarkę wodną ponad 50%, na ochronę powietrza 25-30%. Te proporcje w UE i USA od wielu lat kształtują się na poziomie po ok. 30%; odpady, woda, powietrze i ok. 10% badania, edukacja i inne.
Niewłaściwe traktowanie problematyki odpadów w naszym kraju ma swe źródła w braku pełnej informacji dotyczącej przepisów Unii o szerokich możliwościach ich wykorzystywania jako odnawialne źródła energii. Zaliczają się do nich energia słoneczna,  energia wiatru, biomasa i energia wodna.Przy obecnym poziomie cywilizacji technicznej za odnawialne źródła energii można uznać także tą część odpadów komunalnych i przemysłowych, które nadają się do energetycznego przetworzenia.
To ustalenie już w 1997 r. opublikowano w Białej Księdze „Energia dla przyszłości: Odnawialne źródła energii”. Księga ta zawiera strategię oraz plan działania w obszarze odnawialnych źródeł energii. Głównym celem zapisanym w tym dokumencie jest podwojenie w bilansie energetycznym UE udziału energii proekologicznych ze źródeł odnawialnych z 6% w 1997 r. do 12% w 2010 r. (czy za 2 lata będziemy w stanie odpowiedzieć Unii ile wówczas w Polsce będziemy pozyskiwać energii ze źródeł odnawialnych, w tym także z odpadów?). Jednocześnie należy podkreślić, że w czasie wizyty w Polsce w czerwcu br. Komisarz ds. Środowiska Stavros Dimas przekazał dezyderat Komisji Europejskiej, by do 2020 r. średnio 20% używanej w państwach UE energii pochodziło z odnawialnych źródeł.

Nowe perspektywy wykorzystania odpadów komunalnych i przemysłowych

Poważny kryzys energetyczny, jaki zagraża w najbliższych latach Polsce, bezwarunkowo wymaga pozyskiwania nowych źródeł energii, w tym również z odpadów. Realne perspektywy możliwości poprawienia bilansu energetycznego istnieją przede wszystkim w zintegrowanych, uniwersalnych technologiach przetwarzających odpady, także niebezpieczne, kompleksowo w procesie gazyfikacji plazmowej. W tym procesie spełnione zostają podstawowe warunki, jakie są wymagane obecnie w UE oraz w innych wysoko uprzemysłowionych krajach, tj.:

• Całkowite (przetwarzanie) spalanie wszystkich palnych składników odpadów z jednoczesnym wykorzystaniem w maksymalnym stopniu tkwiącej w nich energii.
• Technologia plazmowa jako bezodpadowa zapewnia, że wprowadzone do procesu odpady są utylizowane w całości, tym samym spełnia także wszystkie dezyderaty Protokołu z Kioto.
• Opisywany proces umożliwia przetwarzanie odpadów o zróżnicowanym składzie fizykochemicznym (dlatego odpady mogą być mieszane – np. komunalne z przemysłowymi).
• Szczególnie istotnym czynnikiem tego procesu jest wysoka temperatura – od 2000°C do 4500°C, a nawet do 12000°C, która gwarantuje całkowitą destrukcję odpadów niebezpiecznych (np. dioksyn i furanów, pestycydów, przeterminowanych leków, lakierów oraz polichlorowanych bifenyli i podobnych związków występujących w znacznych ilościach, także w odpadach sprzętu elektronicznego. Dotyczy to polichlorowanych difenyloeterów (PBDE) i dibenzedioksyny (PBDD)).
• a pomocą silnie zjonizowanego strumienia gazu plazmy uzyskuje się bezsporne rezultaty poprzez całkowitą destrukcję tych związków w jednostopniowym procesie unieszkodliwiania odpadów nawet tych szczególnie niebezpiecznych.

W celu spełnienia warunków ekologicznych najistotniejsze są termiczne parametry procesu. One głównie zapewniają minimalną emisję zanieczyszczeń do atmosfery (określoną efektywnością przetwórstwa odpadów procentowo, która wynosi 99,9999). Wartość ta stanowi o skuteczności destrukcji odpadów niebezpiecznych. Emisja jako pozostałość po procesie określana jest w tysięcznych procenta (0,0001). W świetle tych faktów dalsze utylizowanie odpadów  komunalnych i przemysłowych metodami konwencjonalnymi, głównie za pomocą tzw. spalarni, w których temperatury nie przekraczają 1400°C, jest anachronizmem i szczególnie negatywną, nader kosztowną koniecznością.
Obecnie nowo budowane, uruchamiane i już eksploatowane zakłady utylizujące odpady komunalne i przemysłowe w USA, Japonii, Chinach i niektórych krajach UE są przede wszystkim wytwórniami energii elektrycznej z odpadów.
W zintegrowanym „uniwersalnym” recyklingu do ponownego przetwórstwa można wprowadzić strumienie różnych odpadów (komunalnych i przemysłowych), które są mieszaniną substancji palnych, wysokokalorycznych, np. tworzyw, a także balastu i wilgoci będącej w odpadach.
Oczywiście istota problemu tkwi w efektywności pozyskiwania energii zależnej od wartości opałowej wsadu odpadów. Na przykład tzw. surowy odpad komunalny ma wartość opałową około 10-12 MJ/kg i niską cenę. Drogą selekcji lub mieszania z innymi odpadami można zwiększyć jego wartość opałową do 16-18 MJ/kg lub więcej. Mieszając te odpady z dobranymi odpadami  przemysłowymi można tę wartość podnieśćdo ponad 20 MJ/kg. Dodatek np. tworzyw sztucznych, które posiadają wartość opałową ponad 26 MJ/kg, zwiększa efektywność pozyskania energii.
Postęp techniczny w zakresie wprowadzania nowych mediów energetycznych do procesów pozyskiwania energii i ich koncentracji nawet do temperatury 12000°C, zwiększa generalnie (nieograniczone) możliwości wykorzystywania i mieszania odpadów przewidzianych do spalenia. Tym bardziej, że już w 1997 r. Unia zaliczyła odpady do odnawialnych źródeł energii. W tej sytuacji obecnie mogą być stosowane także strumienie odpadów nader różnych, bez względu na ich właściwości fizykochemiczne. Dzieje się tak dlatego, że ich głównym walorem w tych poczynaniach jest potencjał energetyczny. Jak już wspomniano, dotyczy to tworzyw, wyrobów gumowych, tłuszczy, licznych elementów sprzętu elektronicznego itp.
Najczęściej wykorzystywanie odpadów kojarzy się z pojęciem recyklingu, czyli z natury ponownego wytworzenia z nich użytecznych podobnych produktów. W tej sytuacji celem głównym jest zamiana materii na energię. Jeżeli równocześnie chcemy pozyskać np. żelazostop lub szkliwa z żużli znajdujących się w odpadach i innych surowcach, to jest możliwe. Należy jednak podkreślić, że ograniczona będzie efektywność pozyskania energii o 25-35%, a tak zwane produkty uboczne tylko częściowo zrekompensują stratę wynikłą z ich nadmiaru w podstawowym składzie wsadu energetycznego. Stąd tak duże wymagania w zakresie wysokiej wartości opałowej odpadów przeznaczonych do produkcji energii, których nie brakuje. Te jednak zakłady, które projektowane są głównie jako dostawcy „energii netto” (tylko do sprzedaży), koncentrują się z natury rzeczy na wytwarzaniu z jednego bloku energetycznego strumienia energii o mocy 80 MW przy doborze wysokokalorycznego wsadu odpadów. Tę wielkość bloku przyjmuje się jako jednostkę (moduł) elektrowni bazującej na wsadzie odpadów najbardziej racjonalnej do powtórzenia. Na wyprodukowanie tej ilości energii potrzeba ok. 150-170 tys. Mg rocznie odpadów o wartości opałowej powyżej 20 MJ/kg. Ilość wytwarzanych odpadów w dużych aglomeracjach perspektywicznie będzie wzrastać. Stąd przyjmuje się, że będzie ona wynosić ok. 500 kg na mieszkańca. Średniej wielkości aglomeracje są w stanie zabezpieczyć odpady komunalne dla obiektów energetycznych o mocy 160-320 MW (rys. 1. Schemat linii destrukcji odpadów, w tym niebezpiecznych, głównie dla pozyskiwania energii elektrycznej).
W tym miejscu należy podkreślić, dlaczego odpady uzyskały wyjątkową rangę i zostały uznane także za odnawialne źródło energii. Odpady bowiem z natury rzeczy:

• powstają w wyniku nieracjonalnie przetwarzanych materiałów i paliw na wyroby i produkty, które konsumujemy,
• w procesie konsumpcji z kolei, poprzez zmianę zachowań, musimy doprowadzić do zrównoważonego systemu wykorzystania pozostałości po konsumpcji.

Konkluzje

1. Pojęcie zrównoważonego rozwoju coraz częściej powtarzane przez polityków daje niektórym z nich szansę zaistnienia, bowiem współcześnie donioślejszej  idei i bardziej znamiennejw skutkach nie wymyślono. Szkoda jednak, że ciągle niewiele jest inicjatyw i projektów mających szansę na realizację pozyskania energii z odpadów jako wyjątkowego przykładu zrównoważonego rozwoju.
2. Rozwinięty pragmatyzm i racjonalizm wśród krajów Unii przyczynił się do zmian zachowań i stosunku ich społeczeństw do odpadów już w poprzednim dziesięcioleciu, wprowadzając odpady do orbity paliw odnawialnych w 1997 r. Stąd też reakcja Unii – o czym wspomniano wcześniej – o traktowaniu odpadów na równi z innymi odnawialnymi źródłami energii, jak energia słoneczna, wiatr, biomasa i energia wodna. Wszystkie te nośniki doczekały się szybko narastającego ich wykorzystania, mimo że koszty pozyskania z nich energii nie są atrakcyjniejsze niż spalanie odpadów. Ostatecznie jednak Unia przyjęła osiągnięcie już w 2020 r. pozyskania 20% energii z paliw odnawialnych
3. Zmniejszenie w skali kraju deficytu energii poprzez zainwestowanie w przetwórstwo odpadów jako jej nośnika byłoby istotnym działaniem potwierdzającym, że wreszcie nastąpiły zmiany nie tylko w wizjach, lecz i działaniach decydentów. Jednocześnie byłoby to potwierdzeniem, że odchodzimy od dyskryminacji  segmentu ochrony środowiska, jakimsą odpady, tak samo ważnym, jak woda  i powietrze, na który od lat wydawanejest zaledwie 5-7% wszystkich nakładów. W tych działaniach podważano wszystkie propozycje, łamiąc od wielu lat zasadę zrównoważonego rozwoju.
4. W celu zmniejszenia deficytu energii konieczne jest wybudowanie w pierwszym etapie 12-15 obiektów w dużych aglomeracjach, o zdolności przetwarzania na energię elektryczną w każdym z nich od 300 do 600 tys. Mg odpadów rocznie. W ten sposób istnieje szansa spełnienia do 2013 roku dyrektywy Unii, nakładającej na nas obowiązek przetwórstwa 40% odpadów komunalnych. Jeden obiekt energetyczny mógłby wówczas wytwarzać 160 MW (dwa agregaty prądotwórcze po 80 MW) lub  360 MW (cztery agregaty). W skali krajuw pierwszym etapie należałoby przyjąć globalnie przyrost mocy energetycznej pozyskanej z odpadów w granicach 2800-3600 MW, tj. ok. 10% potrzeb Polski. Oczywiście są to spekulacje wymagające przemyśleń i analiz w każdej aglomeracji podejmującej się budowy opisywanych obiektów, różniących się ilością mieszkańców i wytwarzanych odpadów oraz poziomu przygotowania do tych zamierzeń.
5. Przede wszystkim jednak brakuje nam zespołów (niemal w każdej aglomeracji) przygotowanych organizacyjnie oraz techniczno-technologicznie do szybkiej realizacji i nadzoru tych przedsięwzięć na dużą skalę.