România se confruntă cu provocări semnificative în gestionarea deșeurilor, având una dintre cele mai scăzute rate de reciclare din Uniunea Europeană. În prezent, România are o rată de reciclare a deșeurilor municipale de doar 13,7%, în timp ce obiectivul stabilit pentru anul 2025 este de 55%. În ceea ce privește deșeurile de ambalaje, rata actuală de reciclare este de 57,9%, sub ținta de 65% care trebuie atinsă până în 2025. Această situație reprezintă nu doar o problemă de mediu, ci și o oportunitate nevalorificată din perspectiva recuperării energiei.
Recuperarea energiei din deșeuri reprezintă o componentă esențială a economiei circulare, oferind o soluție pentru deșeurile care nu pot fi reciclate, reducând în același timp dependența de combustibilii fosili și emisiile de gaze cu efect de seră asociate depozitării. Pe de altă parte, atunci când ne referim la deșeuri organice din agricultură și silvicultură, la deșeuri organice municipale, nămoluri din epurarea apei etc. – ele sunt considerate surse de energie regenerabilă. Hai să vedem care sunt principalele tehnologii de recuperare a energiei din deșeuri care pot fi implementate la noi, ținând cont de specificul local.
Tratamente termice avansate
Tratamentele termice reprezintă una dintre cele mai răspândite metode de recuperare a energiei din deșeuri la nivel global. Aceste tehnologii utilizează temperatura ridicată pentru a descompune materia organică din deșeuri și a elibera energia chimică sub formă de căldură, care poate fi ulterior convertită în energie electrică sau termică.
Incinerarea cu recuperare de energie
Incinerarea cu recuperare de energie reprezintă cea mai matură și utilizată tehnologie în Europa. Procesul implică arderea deșeurilor la temperaturi de 850 – 1.100°C în prezența oxigenului, rezultând gaze fierbinți care sunt direcționate prin cazane, pentru producerea de abur. Acesta antrenează turbine care generează electricitate, iar căldura reziduală poate fi utilizată pentru încălzire urbană sau procese industriale.
În România, potențialul de implementare este semnificativ, în special în marile aglomerări urbane precum București, Cluj-Napoca sau Timișoara, unde există atât cantități suficiente de deșeuri, cât și rețele de termoficare care pot valorifica energia termică. Un bun exemplu este proiectul instalației de incinerare cu valorificare energetică din municipiul București, care ar putea procesa aproximativ 235.000 tone de deșeuri anual, generând energie termică și energie electrică.
Avantajele incinerării implică:
- Reducerea volumului deșeurilor cu până la 90%.
- Generarea stabilă de energie, independent de condițiile meteorologice.
- Posibilitatea tratării unei game largi de deșeuri.
- Tehnologie matură și fiabilă.
Provocările implementării în România sunt legate de costurile inițiale ridicate, acceptarea publică și necesitatea unor sisteme avansate de tratare a gazelor pentru conformarea cu standardele stricte de emisii.
Piroliza și gazeificarea
Piroliza și gazeificarea reprezintă alternative la incinerare, oferind procesarea termochimică a deșeurilor în condiții de deficit (piroliză) sau aport controlat (gazeificare) de oxigen. Piroliza se desfășoară la temperaturi de 400-800°C, în absența oxigenului, rezultând trei produse principale: bio-ulei (fracția lichidă), syngas (gaze combustibile) și char (reziduu solid carbonizat). Toate aceste produse au valoare energetică și pot fi utilizate ca surse de energie sau materii prime pentru industria chimică.
Gazeificarea operează la temperaturi mai ridicate (700-1.200°C) cu cantități limitate de oxigen, producând predominant syngas – un amestec de hidrogen, monoxid de carbon, metan și alte gaze combustibile – care poate fi utilizat direct în motoare sau turbine pentru generarea de energie. Aceste tehnologii prezintă potențial pentru tratarea de deșeuri precum anvelope uzate, deșeuri din plastic nereciclabil sau biomasa reziduală.
Un exemplu de inițiativă relevantă este proiectul pilot de la Facultatea de Inginerie Chimică și Biotehnologii din cadrul Universității Politehnice București, care a demonstrat fezabilitatea tehnică a gazeificării deșeurilor municipale pentru producerea de syngas cu aplicații energetice.
Tehnologia plasmei
Tehnologia de tratare cu arc de plasmă reprezintă cea mai avansată metodă termică, utilizând temperaturi extreme (5.000-15.000°C) generate de arcul electric pentru a descompune complet deșeurile în componente elementare. Aceasta permite tratarea eficientă inclusiv a deșeurilor periculoase sau cu conținut ridicat de substanțe anorganice.
În România, această tehnologie ar putea fi aplicată pentru tratarea deșeurilor medicale periculoase sau a fluxurilor industriale specifice care nu pot fi procesate prin alte metode. Cu toate acestea, costurile ridicate de investiție și operare limitează aplicabilitatea la scară largă în contextul economic actual.
Tehnologii biologice
Tehnologiile biologice de recuperare a energiei utilizează microorganisme pentru descompunerea materiei organice din deșeuri în condiții controlate, producând biogaz sau alți biocombustibili.
Digestia anaerobă
Digestia anaerobă reprezintă procesul de descompunere a materiei organice de către microorganisme în absența oxigenului, rezultând biogaz (50-70% metan, 30-50% dioxid de carbon) și digestat (material stabilizat utilizabil ca fertilizant). În România, potențialul de implementare este semnificativ, în special pentru nămoluri de epurare din stațiile de tratare a apelor uzate, deșeuri organice din industria alimentară, deșeurile organice din rândul deșeurilor municipale sau deșeurile agricole și din zootehnie.
Instalațiile de digestie anaerobă pot fi implementate la diferite scale, de la unități mici (sub 1 MW) pentru ferme și întreprinderi alimentare, până la instalații centralizate de capacitate mare pentru aglomerări urbane. Biogazul obținut poate fi utilizat în unități de cogenerare pentru producerea simultană de energie electrică și termică, sau poate fi purificat la calitatea biometanului și injectat în rețeaua de gaze naturale. Există chiar proiecte deja implementate în București, dar și în alte locații din țară.
Fermentația pentru producerea de bioetanol
Fermentația reprezintă o alternativă pentru transformarea deșeurilor bogate în zaharuri și amidon în bioetanol, utilizabil ca biocombustibil. În România, această tehnologie poate fi aplicată pentru valorificarea de deșeuri din industria zahărului, subproduse din industria vinului și băuturilor alcoolice, deșeuri din procesarea cerealelor și altele.
Deși există un potențial semnificativ, implementarea la scară industrială este încă limitată, din cauza investițiilor în cercetare și dezvoltare necesare pentru adaptarea tehnologiilor la specificul deșeurilor disponibile local.
Combustibili derivați din deșeuri
Combustibilii derivați din deșeuri reprezintă o soluție intermediară între reciclare și valorificare energetică, transformând deșeurile în combustibili standardizați care pot înlocui parțial combustibilii fosili în diverse aplicații industriale.
RDF (Refuse Derived Fuel)
RDF reprezintă un combustibil obținut prin procesarea mecanică a deșeurilor municipale și industriale nepericuloase. Procesul de producție implică mărunțirea, separarea metalelor, uscarea și omogenizarea deșeurilor pentru a obține un material cu proprietăți calorice consistente. Principalele aplicații pentru RDF includ coincinerarea în fabricile de ciment, înlocuind parțial combustibilii fosili, utilizarea în centrale termice industriale adaptate, combustibil pentru instalații dedicate de incinerare cu recuperare de energie.
SRF (Solid Recovered Fuel)
SRF reprezintă un combustibil derivat din deșeuri cu specificații standardizate conform normelor europene (EN 15359), fiind caracterizat prin parametri precum puterea calorifică, conținutul de clor și mercur. Comparativ cu RDF, SRF are o calitate superioară și proprietăți mai predictibile, fiind adecvat pentru aplicații industriale cu cerințe stricte.
În România, potențialul de producere a SRF este semnificativ, însă dezvoltarea acestui sector este încă în fază incipientă. Noi am găsit un singur proiect în acest sens, care era în fază de licitație, în județul Prahova.
Biochar și produse derivate
Biocharul este un produs solid bogat în carbon, obținut prin piroliza biomasei sau a deșeurilor organice. Acesta poate fi utilizat atât ca amendament pentru sol (sechestrând carbonul pe termen lung), cât și ca sursă de energie în aplicații industriale specifice.
În România, producția de biochar reprezintă o oportunitate emergentă, în special pentru valorificarea reziduurilor forestiere și din industria lemnului, deșeurilor agricole lignocelulozice sau a nămolurilor de epurare deshidratate.
Sisteme hibride și soluții integrate
Sistemele hibride combină două sau mai multe tehnologii de valorificare energetică pentru a maximiza eficiența și adaptabilitatea la caracteristicile locale ale deșeurilor și la cererea de energie.
Conceptul de biorafinărie aplicat deșeurilor
Biorafinăriile reprezintă instalații complexe care procesează biomasa și deșeurile organice pentru a obține simultan biocombustibili, energie, materiale și substanțe chimice cu valoare adăugată. Acest concept permite valorificarea integrală a diferitelor componente ale deșeurilor, maximizând beneficiile economice și de mediu.
Recuperarea căldurii reziduale
Recuperarea căldurii reziduale din procesele industriale reprezintă o metodă complementară de valorificare energetică, care poate fi integrată în sistemele de tratare a deșeurilor. Instalațiile de incinerare, piroliză sau gazeificare generează cantități semnificative de căldură care poate fi recuperată prin sisteme de cogenerare (producere simultană de energie electrică și termică), integrare cu rețelele de termoficare urbană sau utilizare directă în procese industriale cu cerințe termice.
Soluții de integrare cu alte surse regenerabile
Integrarea tehnologiilor de recuperare a energiei din deșeuri cu alte surse regenerabile, precum energia solară sau eoliană, permite compensarea intermitentei acestora și optimizarea sistemului energetic.
Provocări tehnice și soluții
Implementarea tehnologiilor de recuperare a energiei din deșeuri în România se confruntă cu o serie de provocări tehnice specifice, pentru care sunt necesare soluții adaptate contextului local.
Variabilitatea compoziției deșeurilor
Compoziția deșeurilor municipale și industriale din România prezintă variații semnificative, atât sezonier, cât și geografic. Conținutul ridicat de materie organică (aproximativ 50-60% în deșeurile municipale), umiditatea variabilă și prezența materialelor neconforme pot afecta eficiența proceselor de valorificare energetică. Soluțiile ar fi în principal implementarea unor sisteme robuste de pretratare și sortare.
Conformarea cu standardele de emisii
Standardele stricte de emisii impuse la nivel european reprezintă o provocare semnificativă, în special pentru instalațiile de tratare termică. Directiva privind emisiile industriale (2010/75/UE) și legislația națională impun limite stricte pentru poluanți precum oxizii de azot, dioxidul de sulf, metalele grele etc. Soluțiile tehnologice necesare includ: sistemele avansate de filtrare și tratare a gazelor, injectarea de substanțe de absorbție pentru capturarea poluanților (var, cărbune activ), sisteme catalitice pentru reducerea oxizilor de azot, monitorizare continuă a emisiilor și sisteme automate de control al proceselor.
Integrarea în infrastructura energetică existentă
Conectarea instalațiilor de recuperare a energiei din deșeuri la infrastructura energetică existentă în România reprezintă o provocare tehnică semnificativă, în special în contextul rețelelor electrice îmbătrânite și al sistemelor de termoficare deteriorate din multe orașe. Soluțiile ar fi: dimensionarea corespunzătoare a instalațiilor în funcție de capacitatea rețelelor locale, implementarea de sisteme de stocare temporară a energiei (termice sau electrice), colaborarea cu operatorii de rețea pentru modernizarea infrastructurii în zonele cu potențial sau dezvoltarea de microrețele locale pentru valorificarea energiei cât mai aproape de sursă. Chiar dacă pare extrem de complicat, există și municipalități care au încercat s-o apuce pe acest drum – un exemplu pozitiv este proiectul de modernizare a sistemului de termoficare din Oradea, care include integrarea unei instalații de valorificare energetică a deșeurilor
Concluzii
România dispune de un potențial semnificativ pentru implementarea tehnologiilor de recuperare a energiei din deșeuri, acestea reprezentând o soluție complementară reciclării pentru deșeurile care nu pot fi valorificate material. Diversitatea tehnologiilor disponibile permite adaptarea la specificul local și la diferitele tipuri de deșeuri generate. Mai rămâne ca actorii implicați în gestionarea deșeurilor, de la legislativul național, până la autoritățile locale și mediul privat să conlucreze pentru implementarea a cât mai multe proiect de succes. Ele au început să apară, însă e nevoie de mult mai mult efort.
Surse:
Citește și: