Mit kezdjünk a szeméttel, avagy a pirolízis lehetőségei

Az előadások a következő témára: "Mit kezdjünk a szeméttel, avagy a pirolízis lehetőségei"— Előadás másolata:

1 Mit kezdjünk a szeméttel, avagy a pirolízis lehetőségei
TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában Mit kezdjünk a szeméttel, avagy a pirolízis lehetőségei Dr. Lányi Katalin kutató Kispál Gabriella doktorandusz 2014. november 20. Szarvas

2 Mi a szemét? Az emberiség több tízezer éves történelme során messze nem termelt mindig annyi szemetet, mint modern korunkban. Az ősközösségben élő emberek jószerivel mindent hasznosítottak, amit a természet adta erőforrásokból elértek, ahogy teszik azt mind a mai napig például az Amerika északi területein élő eszkimók. Még a középkorban is sokkal kevesebb volt a ténylegesen „eldobott” hulladék, mint napjainkban: amit eredeti formájában már nem tudtak hasznosítani, annak új hasznosítást kerestek. (Ruházat, bútorok, vértek apáról-fiúra, anyáról-lányára szálltak.) TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

3 Iparosodás Az első nagy változás az iparosodás korában következett be: a termékek növekvő mennyisége miatt már nem csak a nemesség előjoga volt, hogy egynél több ruhája, kardja, vagy könyve legyen, hanem ez szélesebb néprétegek számára is elérhetővé vált. Ami társadalmi szempontból előrelépés volt az igazságosabb elosztás felé, az egyben sajnos megteremtette a mára egyik legsúlyosabb környezetszennyező folyamat, a hulladékok termelődésének alapfeltételeit is. Ugyanakkor elmondható, hogy ebben a korszakban még a termékek túlnyomó része a természetben előforduló alapanyagok előállításával készült, így az ekkor meginduló hulladék-termelődés még nem feltétlen jelentett akkora terhelést a környezetre, mint a maiak. (Természetesen, csak ha a szilárd hulladékokra koncentrálunk; légszennyezések és víz-károsítások már a XIX. Században is akadtak éppen olyan súlyosak, mint napjainkban.) TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

4 XX. század: műanyagok A következő nagy változás a XX. század közepétől következett be, amikor is megjelentek az iparban és boltok polcain az első műanyag termékek. Ezek az anyagok – még ha természetes kiindulási anyagból is készültek – nem hasonlítanak kémiai-fizikai jellemzőikben a természetes anyagok legtöbbikére, ezért a természetben nem álltak rendelkezésre azok a lebontó folyamatok (dögevők, mikroorganizmusok, stb.), amivel a természetes eredetű, „hulladékká” vált anyagokat a Földanya kezelni tudja. Ráadásul ez a korszak egybeesik a tömegtermelés meredek felfutásával, valamint a Föld lakosságának drasztikus emelkedésével is: több ember egyenként is több holmit használ, mint tették valaha a nagyszülei – a globális eredő eredmény pedig az, hogy egyre emelkedik környezetünkben azon hulladékok mennyisége is, amik természetes úton nem, vagy csak nagyon lassan fognak lebomlani. Az emberiségnek rá kellett döbbennie, hogy valamit tennie kell… TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

5 Ökológiai lábnyom http://www.kothalo.hu/labnyom/
Ez vajon mi a bánat? ;) Az ökológiai lábnyom azt fejezi ki, adott technológiai fejlettség mellett egy emberi társadalomnak milyen mennyiségű földre és vízre van szüksége önmaga fenntartásához és a megtermelt hulladék elnyeléséhez. A kifejezés William Rees és Mathis Wackernagel kanadai ökológusoktól származik. Ez az érték kiszámítható egyes emberekre, csoportokra, régiókra, országokra vagy vállalkozásokra is. Érdemes kipróbálni, megeshet, hogy sokan meghökkennek majd, látva: milyen nagy területet is igényel az őszerintük hétköznapi életvitelük kiszolgálása és ellensúlyozása a Föld részéről! TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

6 A hulladék-probléma Alapelv: a legtisztább, legártalmatlanabb hulladék a meg nem termelt hulladék. Ha már keletkezik a hulladék, akkor azt meg kell próbálni minél nagyobb arányban újrahasznosítani. Törekedni kell(ene) a minél kevesebb hulladék termelésére, a kevésbé csomagolt, vagy környezetbarátabb anyagba csomagolt áruk vásárlására. Természetesen, a modern ipari termelés, a műanyagok, a mikroelektronika adta előnyök ma már szerves részei az életünknek, és nem feltétlen kell visszamenni a XV. századi viszonyokba csak azért, hogy kezeljük a hulladékok kérdését. A modern kor problémáira a modern kor eljárásaival kell tudni választ adni. TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

7 A hulladékkezelési technológiai rendszer
A keletkezett hulladékokat be kell gyűjteni a keletkezés helyéről, el kell szállítani a kezelés/ártalmatlanítás helyére, ott előkezelésnek vetik alá, majd hasznosítják, vagy – amit nem lehet hasznosítani az adott technológiával – ártalmatlanítják. Lerakásra csak a nem hasznosítható, ártalmatlanított hulladék kerülhet(ne). Forrás: dr. Barótfi István: Környezettechnika (Mezőgazda Kiadó, 2000) TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

8 A hulladékok hasznosítása
A hulladékhasznosítás célja tehát a keletkezett hulladék, vagy alkotói minél nagyobb arányú feldolgozása félkész vagy késztermékké. A hasznosítással járó környezetvédelmi és gazdasági előnyök: a hasznosítás elősegíti az eredeti nyersanyagokkal való takarékos gazdálkodást, a másodnyersanyagok felhasználásával csökken a termelés energia felhasználása és környezet károsításának mértéke, csökken az ártalmatlanítandó hulladék mennyisége és ezáltal mérséklődik a környezet hulladékkal való terhelése. Forrás: dr. Barótfi István: Környezettechnika (Mezőgazda Kiadó, 2000) TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

9 Hulladék-helyzet napjainkban
Egy Világbank tanulmány a települési szilárd hulladékban 70%-os növekedést prognosztizál az elkövetkező időszakra A fejlődő országok szembesülnek a legnagyobb kihívással, de a fejlett ipari országok terhei se mérséklődnek A hulladék mennyisége az előrejelzések szerint a mai évi 1,3 milliárd tonnáról évi 2,2 milliárd tonnára nőhet 2025-re Az éves ártalmatlanítási költség pedig 205 milliárd dollárról 375 milliárd dollárra [1.] Megnőtt, és folyamatosan nő azon hulladékkezelési eljárások jelentősége, amik költséghatékonyak másodlagos energiaforrás, vagy nyersanyag szolgáltatásával a költség-arányaik még tovább javíthatóak maguk lehetőleg nem termelnek további, ártalmatlanítandó hulladékot [1.] Daniel Hoornweg and Perinaz Bhada-Tata: WHAT A WASTE - A Global Review of Solid Waste Management. World Bank Ezek 2012-es felmérések, amikből világosan kitűnik, hogy mind a keletkezett (keletkezendő) hulladék mennyiség, mind az ártalmatlanítás költsége meredeken emelkedni fog. Nyilvánvaló, hogy a hagyományos fogyasztási hozzáállással és a hagyományos hulladékkezelési technológiákkal nem fogjuk tudni kezelni a helyzetet – változtatásra van szükség. A változtatás jöhet a lakosság kezdeményezéseképpen is, de vannak esetek és kérdések, amiket muszáj a jogszabályok szintjén (is) szabályozni… TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

10 üveg esetében 60 tömegszázalék;
2004/12/EC Direktíva a csomagolásról és a csomagolási hulladékról szóló 94/62/EK irányelv módosításáról legkésőbb december 31-ig a csomagolási hulladék legalább 60 tömegszázalékát hasznosítják vagy égetik el hulladékégető művekben energetikai hasznosítás mellett; legkésőbb december 31-ig a csomagolási hulladékot alkotó anyagok tekintetében a következő minimális, újrafeldolgozási célkitűzéseket valósítják meg: üveg esetében 60 tömegszázalék; papír és karton esetében 60 tömegszázalék; fémek esetében 50 tömegszázalék; műanyagok esetében 22,5 tömegszázalék, kizárólag azokat az anyagokat figyelembe véve, amelyeket újból műanyagokká dolgoznak fel; fa esetében 15 tömegszázalék. az eltérések elvben Ciprus, a Cseh Köztársaság, Észtország, Magyarország, Litvánia, Szlovákia és Szlovénia esetében 2012-nél tovább […] ne legyenek érvényben Az Európai Unióban szigorú elvárások mentén rögzítik, hogy minek is kell történnie a hulladékkal, különös tekintettel a lakossági hulladék legjelentősebb részét adó, és az ipari hulladékok között is domináns szerepet játszó csomagolási hulladékkal. Ezen anyagok – nagyon kis kivételtől eltekintve – mind műanyagok, így a természetben való elhelyezésük (depónia, lerakás) nem kínál sem gyors, sem hatékony megoldást, se rövid, se hosszú távon. Hazánk 2012-ig kapott felmentést az itt látható újrahasznosítási elvárások teljesítése alól; mostanra már nekünk is meg kell tennünk a szükséges lépéseket, hogy csökkentsük azt a környezetterhelést, amit az általunk generált hulladék okoz. TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

11 Hulladékkezelési technológiák
[előkészítési eljárások] Fizikai eljárások Kémiai eljárások Termikus eljárások Égetés Hőbontás Pirolízis Elgázosítás Biológiai eljárások Komposztálás Biogáz termelés Enzimes fermentáció A fizikai és kémiai eljárások főképp az újra nem hasznosítható hulladék-frakciók ártalmatlanítását célozzák, míg a termikus és biológiai eljárások – mivel más, hasznos anyagot, vagy hasznos energiát nyerhetünk így ki a hulladékból – a hulladék újrahasznosítás feltételeinek is eleget tesznek. TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

12 Pirolízis A pirolízis a szerves anyagú hulladék kémiai lebontása megfelelően kialakított reaktorban, hő hatására, oxigénszegény vagy oxigénmentes közegben – esetleg inert gáz (pl. nitrogén) bevezetés közben. A hőbontás során a szerves hulladékból - pirolízis gáz - folyékony termék (olaj, kátrány, szerves savakat tartalmazó bomlási víz) - szilárd végtermék (pirolíziskoksz) keletkeznek. A pirolízis gáz éghető, a földgázéhoz hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. A pirolízis olaj szintén égethető, illetve – bizonyos, szigorú feltételek teljesülése esetén – a műanyagiparba, alapanyagként visszavezethető. A pirolíziskoksz szilárd tüzelőanyagként használható, ezen kívül aszfaltba keverhető, és jelenleg zajlanak kísérletek a mezőgazdasági hasznosításával kapcsolatosan is (talajjavítás). Fontos feltétel, hogy szerves anyagot kell tartalmaznia a hulladéknak, méghozzá lehetőleg túlnyomórészt. Akkumulátorok, használt fém-holmik nem hasznosíthatók újra ezen a módon. A pirolízis gáz visszavezethető pl. a reaktortér fűtését biztosító rendszerbe, így a teljes pirolízis folyamat energetikailag nagyon kedvező, közel önfenntartó lehet. A pirolízisolaj a gázolajhoz hasonló, de az összetétele erősen függ a pirolizált hulladék eredeti összetételétől. Üzemanyagként való hasznosítására számos kísérlet történt már, a technológiai megvalósítás is nagyon közel van. Minél célzottabban akarjuk felhasználni a pirolízisolajat (és a többi pirolízis terméket), annál nagyobb jelentősége van, hogy szelektált, ismert összetételű hulladékot vezessünk be a rendszerbe. TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

13 A Szent István Egyetem kísérleti pirolízis üzeme
500 kg hulladék kezelésére és ártalmatlanítására alkalmas, szakaszos üzemű pirolitikus üzem Mezőberényben (?). A keletkező pirolízis olajat két szakaszban: könnyű- és nehézolajként lehet felfogni, a szilárd halmazállapotú pirolíziskoksz visszamarad a reakciótérben, ahonnan egy csigás rendszer távolítja el a folyamat végén, amikor a készülék lehűlt. TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

14 A kísérleti üzemelések során vizsgált hulladékok
(autó)gumi fanyesedék (biomassza) PET palackok ipari műanyag hulladékok vegyes műanyagok települési szilárd hulladék szén Jó, a mi kísérleti üzemünkben kezelt autógumik nem voltak ló alakúak, de mennyivel szebb így, mint az egymásra hajigált, elhasznált gumik képe? Kár, hogy ebből a hulladék-fajtából sokkal több keletkezik, mint amennyi szobrot készíteni tudhatunk belőlük, így muszáj más megoldást találni az ártalmatlanításukra – ezek egyike lehet a pirolízis. TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

15 A kutatási projekt során vizsgált kérdések, szempontok
Tudásközpont kialakítása a pirolízis technológiák terén Piackutatás és együttműködés-fejlesztés Szabályozási környezet (jogi oldal) vizsgálata A hőbontás kinetikájának modellezése Kísérleti üzemi vizsgálatok, technológiafejlesztési lehetőségek A létrejövő végtermékek minőségének analitikai kémiai vizsgálata A szilárd végtermék mezőgazdasági hasznosításának lehetőségei A hőbontáson alapuló technológiák gazdasági és társadalmi szempontok szerinti vizsgálata Üzemgazdasági szint Regionális gazdasági szint Területfejlesztési modellek Társadalmi elfogadottság, elfogadhatóság TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

16 Pirolízis – veszély, lehetőség, szükségesség, vagy kényszer?
Félelmek: Káros anyagok kibocsátása: Emisszió – a környezetvédelmi hatóságok szigorú eljárásrendjével vizsgálva, az elvárásoknak megfelelő. Más anyagot nem bocsát ki a rendszer, hiszen éppen hogy újra kívánja hasznosítani azokat.  Hulladékok oda- és a termékek elszállítása Kis méretben is gazdaságos a technológia Miért, a ruhát a butikba, a kenyeret és a sajtot az élelmiszer-boltba, vagy a sört a kocsmába hogyan juttatják el?  „Ne az én szomszédságomba!” hozzáállás Miért, kinek a szomszédságába vigyék az én szemetemet? A rákkeltő poliaromás szénhidrogének terén például a teljes pirolízis üzem nem bocsát ki annyi káros anyagot magából, mint egy cigaretta. A keletkezett végtermékeket gondosan nyilvántartják, mennyiségüket, minőségüket követik, hiszen ezek értékesítése adja majd a pirolízis üzem egyik fontos bevételi forrását. Kis méretben is gazdaságos a technológia, így nem feltétlen igényel 20 tonnás kamionokkal való szállítást. A szállítás, a teherforgalom napjaink természetes részévé vált. Értelemszerűen, az indokolatlan teherforgalom növekedés káros és elkerülendő, de a szükséges mértékűt meg kell tudnunk oldani. Senki se szeretné, ha a lakhelye közelében kezelnének hulladékokat, ez természetes. Ugyanakkor az is ugyanilyen természetesnek vesszük, hogy hulladékokat termelünk. A sűrűn lakott Európában ez így elég nagy ellentmondássá vált: nem exportálhatjuk a szemetünket más földrészekre, magunknak kell megbirkóznunk vele valahogy. Akkor már tegyük olyan módon, amiből további hasznosítás lehetősége is származhat. TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

17 Pirolízis – veszély, lehetőség, szükségesség, vagy kényszer?
Előnyök, lehetőségek: Tisztább környezet: A helyben keletkezett hulladékokat helyben, vagy csak nagyon kevés szállítással ártalmatlaníthatjuk. Értékes másodnyersanyagokat nyerhetünk Az olaj- és gázárakat a világpiac diktálja A helyben végzett pirolízis során keletkező termékek ára jóval kedvezőbb lehet Munkahelyek A szelektív gyűjtés után még további válogatás lehet szükséges A pirolízis üzem üzemeltetése, a beszállítások, a termékek értékesítése mind helyben teremt munkahelyet Az olaj- és gázárakat a világpiac diktálja, azokra kevés befolyásunk van. TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

18 Következtetések?  Minél kevesebb hulladékot termeljünk
Amit termelünk, azt minél szelektívebben helyezzük el a gyűjtő edényekben Felelősségvállalás az általunk okozott környezetterhelésért Legyünk képesek elfogadni és tudomásul venni, hogy a hulladékunkkal valamit kezdeni kell Keressünk választ a jogos és értelmes kérdéseinkre, kételyeinkre a szakértőktől…  Nem olyan bonyolult ám a hulladékok szelektív gyűjtése egy kis háztartásban sem, csak szándék kérdése. Ha valakinek tanácsra van szüksége ilyen ügyben, állunk rendelkezésére.  TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában

19 KÖSZÖNjük A megtisztelő FIGYELMET! 
TÁMOP A-11/1/KONV Alapkutatás fejlesztés a Szent István Egyetem Pirolízis Technológiai Kutatóközpontjában KÖSZÖNjük A megtisztelő FIGYELMET!  Az egyik szakmai kirándulásunkon készült kép, amellyel azt szeretnénk bemutatni, hogy nem csak az irodáink, laboratóriumunk mélyéről vizsgáltuk a kérdést: a SZIE kutatói, szakértői ott vannak a helyszíneken, ahol napjaink legfontosabb problémái teremnek, és gyakorlati szinten is igyekeznek hozzájárulni ezen problémák megoldásához.