Budoucnost teplárensko-elektrárenské lokality Mělník

Elektrárna Mělník funguje již více než 60 let, část jejích provozů byla v 80. a 90. letech přestavěna na teplárenské. Po roce 2020 dojde v lokalitě k významným změnám, kdy se elektrárna zcela přemění na teplárnu. Změny s sebou ponesou odstavení starých zařízení, které nahradí nové, menší, moderní zdroje. Tím dojde ke snížení celkového výkonu a zároveň k výraznému zlepšení životního prostředí.

Současná situace: elektřina a teplo

Elektrárna Mělník je významným bodem na energetické mapě České republiky. Zajišťuje jak výrobu elektřiny, tak dodávku tepla. Obojí vyrábí ve společném, tzv. kombinovaném, cyklu, což vede k podstatně vyššímu využití paliva, a tím k energetickým úsporám s pozitivním vlivem na životní prostředí. Elektrárna se skládá ze tří technologických celků: Teplárna Energotrans (EMĚ I), Elektrárna Mělník II (EMĚ II) a Elektrárna Mělník III (EMĚ III).

Díky výhodné poloze slouží Elektrárna Mělník jako významný dodavatel tepla pro města v regionu (Mělník a Neratovice), hlavní město Prahu a pro obec Horní Počaply, případně do budoucna i dalším obcím či městům v okolí. Teplo vyrobené v této lokalitě hřeje na čtvrt milionu domácností. Centrální zásobování teplem je jedním z nejefektivnějších a nejekologičtějších způsobů distribuce tepla.

Plány do budoucna: jen teplo

Skupina ČEZ postupně ukončuje výrobu elektrické energie z uhlí a přechází na bezemisní zdroje energie. Lokalita Mělník se proto v budoucnu přemění z elektrárensko-teplárenského provozu na čistě teplárenský: bude zachována pro ekologické centrální zásobování teplem, které vyhřívá domácnosti v Praze i ve Středočeském kraji.

Lokalitu Mělník tak čekají velké změny. Technologický celek EMĚ I prochází modernizací a výraznou ekologizací. Celky EMĚ II a EMĚ III ukončí výrobu. Pro teplárenský provoz je nahradí nové, mnohem menší a ekologičtější zdroje: fluidní kotel, plynová kotelna a doplňkový zdroj ZEVO pro energetické využití nerecyklovatelných odpadů. Celkový tepelný výkon elektrárny se tak do roku 2024 sníží o 42 %. Díky ZEVO navíc uspoříme až 3000 vagonů s uhlím. Všechny tyto změny znamenají významné plus pro ekologii.

Přínos pro životní prostředí

Plánované změny v lokalitě přispějí k dalšímu zlepšení životního prostředí. První velké snížení emisí (o 50 až 95 %) proběhlo v letech 1992-1998, druhé probíhá od roku 2013 (o dalších 30 až 48 %). Odstavení dvou technologických celků a jejich náhrada modernějšími a ekologičtějšími zdroji přinese další významné snížení emisí. Pro představu, oproti dnešnímu stavu dojde k celkovému poklesu emisí o 80 %.

Umístění ZEVO v lokalitě Elektrárny Mělník

Nezávislé studie zadané samosprávou Středočeského kraje vyhodnotily lokalitu elektrárny Mělník jako vhodnou pro realizaci koncového zařízení ZEVO. Na tomto předpokladu je rovněž postaven Plán odpadového hospodářství (POH) Středočeského kraje, který vychází ze závazné části Plánu odpadového hospodářství České republiky. Na základě těchto studií, POH a jednání se zástupci vedení kraje společnost ČEZ provedla technologické analýzy a úvodní studie proveditelnosti, které potvrdily realizovatelnost ZEVO v areálu elektrárny.

Výhody tohoto řešení:

• Pro splnění nároků na vysokou energetickou účinnost ZEVO je nutné začlenit ZEVO do systému zásobování teplem. Lokalita Mělník zásobuje teplem města Prahu, Mělník a Neratovice.
• Lokalita Mělník je napojena na železniční vlečku. Tím je naplněn předpoklad ekologického svozu odpadu z těch částí kraje, odkud to bude technicky možné a environmentálně přínosé.
• V lokalitě Mělník je v souvislosti s odstavováním starých, dosluhujících zařízení vytvořen prostor pro výstavbu nového, moderního zdroje. Není tak ohrožen zemědělský půdní fond a dojde k efektivnímu využití brownfieldu
• V lokalitě Mělník jsou k dispozici specializovaní pracovníci a odborníci s energetickým know-how nutným k provozování ZEVO.

Přínosy ZEVO Mělník

• Snížení objemu skládkového odpadu: ZEVO Mělník moderním způsobem termického využití odpadu nahradí jeho nehospodárné a neekologické ukládání na skládkách. Objem ukládaného objemu moderní ZEVO sníží o 80 – 90 %.
• Výroba energie: ZEVO Mělník počítá s kombinovanou výrobou elektřiny a tepla, s důrazem na vyvedení tepla ze zařízení do horkovodů Praha a Mělník. Ekologicky vyrobené teplo a elektrická energie pokryjí spotřebu tisíců domácností.
• Částečná náhrada hnědouhelných bloků: ZEVO Mělník částečně nahradí dožívající hnědouhelné bloky s vyššími emisními limity. To zároveň povede k nižší spotřebě uhlí: jedna tuna tuhého komunálního odpadu může nahradit přes 600 kg hnědého uhlí.
• Nižší závadnost komunálního odpadu: Termickým zpracováním odpadu se likvidují všechny choroboplodné zárodky a organické látky. Moderní zařízení rovněž eliminují kontaminaci podzemních zdrojů vody, k níž může docházet při prostém skládkování komunálního odpadu.
• Rozvoj regionu: V rámci Středočeského kraje poskytne ZEVO Mělník nová pracovní místa. Skupina ČEZ rovněž dlouhodobě podporuje rozvoj obcí v okolí svých provozů.

Minimální vliv na ráz krajiny

Projekt ZEVO je citlivě zasazen do areálu elektrárny Mělník tak, aby minimálním způsobem zasahoval do rázu okolní krajiny. Zároveň dokáže ZEVO efektivně využít stávající možnosti, kterými areál EMĚ disponuje.

Pohled od obce Horní Počaply

Pohled od společnosti Danzer Bohemia

Popis zařízení

Momentálně pracujeme s předběžnou vizualizací na základě studie proveditelnosti. Ta určuje hlavní parametry a vnější rozměry zařízení, výsledná podoba zařízení však bude určena až detailním projektem na základě veřejného výběrového řízení.

Co už jsme si ale vyjasnili, je možné umístění budoucího zařízení v areálu elektrárny Mělník.

Projektované zařízení je koncipováno jako modulární, dvoulinkové řešení, o energetickém příkonu kotlů 111,1 MWt, které přibližně využije 320 tisíc tun směsných komunálních odpadů ročně při průměrné výhřevnosti odpadů 10MJ/kg. V současnosti se počítá s energetickým využitím směsných komunálních odpadů primárně Středočeského kraje a oblastí v nejbližší svozové vzdálenosti elektrárenské lokality Mělník.

Prozatím není přesná skladba technologie ani jejich dodavatelů definována. Bude se ale v každém případě jednat o technologii odzkoušenou v evropských podmínkách. Samozřejmostí je vysoká využitelnost a parametry splňující nejpřísnější emisní limity stanovené evropskými dokumenty BAT a BREF.

Jak bude ZEVO Mělník fungovat

Technologie ZEVO

Pro lokalitu Mělník je zvažováno dvoulinkové uspořádání. Hlavními prvky technologie jsou zásobník na meziskladování paliva (odpadu), roštový parní kotel, kondenzační odběrová turbína s generátorem, systém čištění spalin a odpadních vod.

ZEVO funguje podobně jako teplárna. Kotel z odpadu vyrábí přehřátou páru. Ta je vedena na turbínu, vybavenou potřebnými odběry páry pro ohřev horké vody na dodávku tepla do Prahy. Vyrobená elektrická energie je vyvedena do sítě VVN 110 kV. Spaliny z kotle putují do komplexního systému čištění a teprve odtud do komína. Samozřejmostí je systém kontinuálního měření emisí.

Řízení hlavní technologie ZEVO Mělník bude ve velké míře automatizované, kontrolované operátorem ze společné dozorny pro obě linky. Bude rovněž zajištěna komunikace s řídicím systémem Elektrárny Mělník.

1. Zásobník

Vstupním místem odpadu do ZEVO je nákladová vrátnice s mostovou váhou a detektorem ionizujícího záření. Ten zajišťuje, že se do kotle nedostanou žádné radioaktivní látky. Velkoobjemový odpad se v případě potřeby rozdrtí na drobnější strukturu. Kapacita zásobníku je projektovaná tak, aby byla zajištěna zásoba paliva na cca 1 týden. Mostový polypový jeřáb odpad v zásobníku neustále promíchává, aby byla zajištěna jeho rovnoměrná výhřevnost, a průběžně nakládá do násypky kotle. Vana zásobníku je vodotěsná a vnitřní povrch má vysokou odolnost proti mechanickému poškození.

Během provozu kotle odsává primární ventilátor vzduch z prostor zásobníku do kotle. Tím udržuje v zásobníku mírný podtlak, což zabraňuje šíření zápachu do okolí.

2. Kotel

Podavač paliva dávkuje potřebné množství odpadu na roštové topeniště, kde dojde k jeho předsušení a následnému samozapálení. Na roštu teplota dosahuje 850 – 1 100 °C. Plně automatická regulace procesu hoření zajišťuje optimální vyhoření odpadu, a vysokou kvalitu strusky. Zároveň vzniká jen minimální množství polétavého prachu a popílku. Kotel je zásobován napájecí vodou, z níž následně vyrobí přehřátou páru o parametrech potřebných pro turbínu (4 MPa, 400 °C). Tato pára dodává teplo do Prahy a současně vyrábí elektrickou energii. Škvára po vyhořelém odpadu na konci roštu končí ve vodní lázni. Článkový vynašeč ji následně dopraví do zásobníku škváry. Lze ji běžně použít ke stavebním účelům.

3. Čištění spalin

Česká i evropská legislativa stanovuje pro ZEVO přísné ekologické parametry. ZEVO Mělník bude naplňovat nejen stávající emisní limity, ale rovněž ty, které jsou připravovány s výhledem do budoucna v rámci dokumentace BREF. Jejich hodnoty jsou ve srovnání s konvenčními spalovacími zařízeními (uhlí, plyn, biomasa) mnohem přísnější a rovněž počet kontinuálně měřených škodlivin je rozsáhlejší. Zařízení ZEVO tedy produkuje výrazně nižší emise než konvenční zařízení na výrobu elektřiny a tepla.

Čištění spalin se skládá ze čtyř hlavních technologických kroků:

1. redukce oxidů dusíku (NOx)

Redukce oxidů dusíků je možno dosáhnout dvěma základními způsoby. Buď přímo ve spalovací komoře, kde probíhá selektivní nekatalytická redukce (SNCR), při dávkování roztoku čpavkové vody nebo močoviny. Nebo pak v reaktoru selektivní katalytickou metodou pomocí redukčního činidla.

2. zachycení popílku

Popílek obsažený ve spalinách bude zachycován v elektrostatickém nebo tkaninovém filtru. Zachycený popílek bude dopravován do sila popílku.

3. redukce organických látek typu PCDD/F

Redukce obsahu PCDD/F může být realizována za použití katalyzátorů, nebo adsorbční metodou, kdy adsorbent (aktivní uhlí) zachytí nejen organické látky typu dioxinů a furanů, ale i těžké těkavé kovy.

4.čištění anorganických složek spalin

Pro zachycení kyselých složek existují tři základní procesy: Suchý proces s použitím suchého sorpčního činidla (např. vápna). Polosuchý/polomokrý proces, kdy je do spalin vstřikován reakční absorbent. A mokrý proces, kdy je proud spalin zaveden do sestavy praček spalin. Reagentem mohou být např. hydroxid sodný nebo vápno.

Měření emisi

Na konci procesu provádějí sondy analyzátorů v tubusu komína kontinuální měření emisí a dalších veličin. Mimo jiné se měří:

• tuhé látky (TZL), SO2, NOx, CO
• organické látky (suma TOC), HCl, HF
• teplota
• tlak
• vlhkost
• množství spalin
• kyslík