Economic feasibility of waste-to-energy incineration in municipal solid waste project

Abstract

Generation of municipal solid waste (MSW) is a major problem in the city of St. Petersburg and the region of Leningrad as landfilling still remains the primary method used for waste management. Landfills cause multiple problems such as emissions, landfill fires, odours, and groundwater pollution. Russian ecology project aims at the reform of current waste management system. Waste-to-Energy (WTE) incineration is a method for reducing the mass and volume of the waste while also recovering energy in forms of heat and electricity power. WTE projects require significant initial investments compared to landfilling.

The aim of this study is to provide insights to the process of evaluating the economic feasibility of WTE incineration projects and to create a model for evaluating and analyzing the economic feasibility of WTE incineration of MSW in St. Petersburg and Leningrad. The theory of WTE, its costs, and its typical parameters are covered using literature review and a model for WTE investment appraisals is created based on that data.

Based on the data used in this research, MSW WTE plants in St. Petersburg and Leningrad would be economically feasible with net present value of 13.1 billion RUB, internal rate of return of 4.1 % and dynamic payback period of 21.4 years. Changes in the revenues have the highest impact on the results and a decrease of 9.2% leads to economic infeasibility. A 15 % change in any other parameter does not lead to economic infeasibility.

Yhdyskuntajätteen syntyminen on suuri ongelma Pietarin ja Leningradin alueella. Tällä hetkellä suurin osa jätteistä viedään kaatopaikalle. Kaatopaikkoihin liittyy useita ongelmia, kuten kasvihuonepäästöjen syntyminen, hallitsemattomat kaatopaikkapalot, hajuhaitat ja pohjaveden saastuminen. Jätteiden polttamisen avulla jätteen määrää ja massaa voidaan pienentää samalla keräten jätteestä energiaa talteen sähkön ja lämmön muodossa. Jätteenpolttolaitokset vaativat merkittävät määrät alkuinvestointeja kaatopaikkoihin verrattuna.

Tämän työn tavoitteena on tuoda esille yhdyskuntajätteen polttamisen taloudellisen toteutettavuuden arviointiin liittyviä havaintoja ja luoda malli projektin taloudellisen toteutettavuuden määrittämiseksi Pietarin ja Leningradin alueella. Jätteenpolttamisen teorian, kustannuksien ja tyypillisten laitoksiin liittyvien parametrien selvittämiseen työssä on käytetty menetelmänä kirjallisuuskatsausta. Malli on rakennettu näiden tietojen pohjalta.

Tämän tutkimuksen perusteella Pietarin ja Leningradin yhdyskuntajätteen polttaminen olisi taloudellisesti toteutettavissa. Projektin nettonykyarvo olisi 13,1 miljardia ruplaa, sisäinen korkokanta 4,1 % ja korollinen takaisinmaksuaika 21,4 vuotta. Myyntituottojen muutoksella olisi suurin vaikutus projektiin ja 9,2 %:n lasku johtaisi hankkeen taloudelliseen toteuttamattomuuteen. 15 %:n muutoksella muissa muuttujissa ei ole vastaavaa vaikutusta.