Алексей Степанов, Руководитель компании «Свеза Новатор», поселок Новатор (Великоустюгский район, Вологодская область)

• Как предприятию самому вырабатывать 70% электроэнергии из отходов

Сегодня выгоднее вырабатывать электроэнергию из отходов. На кубометр готовой фанеры приходится кубометр отходов. В советское время отходы можно было захоронить. Из-за ужесточения природоохранного законодательства утилизация сегодня стоит дорого.

Компании собирают обширный массив данных о клиентах, который в итоге оказывается бесполезным. Сведения разрозненные, часто устаревшие или искаженные - на такой основе невозможно сделать покупателю уникальное торговое предложение и спрогнозировать продажи. В нашей статье описаны инструменты сбора и анализа информации, использование которых:

• оптимизирует расходы компании на маркетинг;
• поможет выстроить стратегию продаж;
• снизит отток покупателей благодаря повышению качества обслуживания.

В течение многих лет наш комбинат вырабатывает из отходов электроэнергию, которую использует в производстве. Комбинат работает круглые сутки и образует 500 кубометров отходов (кора, щепа, карандаш и шлифовальная пыль). Вот что мы делаем с отходами.

1. Сжигаем кору и щепу. При сжигании отходов образуется тепловая энергия. Ее используем для сушки шпона и склеивания фанеры. Задействуем термомасляные и энергетические установки. Первые нагревают теплоноситель, вторые – воду, получая пар. На сушку шпона идет 21% отходов, на склейку фанеры – 7%. Отходы используем и для генерации электроэнергии на собственной теплоэлектростанции. Топливо подается в котельную, вырабатывающую пар. Пар по трубам поступает в зал, где стоят две турбины калужского завода по 1,5 МВт выработки каждая. Турбины раскручиваются паром. К каждой из них подключен генератор, вырабатывающий электричество. На процесс идет четверть коры и щепы.

2. Продаем карандаш. Карандаш – это остаток чурки (на профессиональном языке называется чурак). При лущении чурак вращается вокруг своей оси. Перпендикулярно к оси вращения чурака перемещается лущильный нож, равномерно снимающий ленту древесины толщиной 1,6 мм. Чурак «разматывается» до цилиндра толщиной 50 мм – получается карандаш, на который приходится 13% отходов. Мы продаем его в розницу работникам комбината и местным жителям: из карандаша получаются дрова. Местные бизнесмены используют карандаш в производстве угля. Кубометр карандаша стоит 200 руб.

3. Делаем новый продукт из шлифовальной пыли (доля отходов – 3%). Раньше мы сжигали пыль, но затем нашли выгодный вариант переработки. Вместе с партнером делаем из пыли топливные брикеты. В одном брикете – 3 кг дров. Когда их сжигают, зола почти не образуется (процент образования золы из пыли низкий, так как пыль получается при шлифовании лицевой стороны фанеры, где нет частиц коры).

• Отходы промышленного производства: 9 идей, как на них заработать

Организация сбора, хранения и перераспределения отходов

Отходы доставляем на склад с помощью транспортеров. Ручного труда нет: процесс регулируют операторы за панелью управления, работают тракторы-погрузчики. По дороге отходы отгружаются в печи участков сушки и склеивания. Загрузочное устройство печей открыто до тех пор, пока емкость не наполнится, затем оператор нажатием кнопки закрывает задвижку. Если задвижка закрыта, отходы едут дальше по транспортеру на склад. На складе отходы ссыпают с ленты, часть из них фронтальные погрузчики распределяют на кучи, а часть – разравнивают. Вокруг и среди куч с отходами идет дорога, она нужна для проезда и противопожарных целей.

Со склада на электростанцию отходы доставляют транспортеры. Фронтальный погрузчик загребает ковшом 10 кубов, подвозит к нужной ленте (подвижному полу, который доставляет отходы в скребковый транспортер) и высыпает. По транспортеру отходы едут в печь электростанции.

В итоге

Мы вырабатываем 70–80% электроэнергии из отходов производства. В дни ремонта, когда станки (60% парка) отдыхают, обходимся собственными ресурсами. Лишь однажды в сильные морозы нам не хватило отходов для выработки электричества, тогда мы бесплатно взяли щепу на соседней лесопилке. В планах – увеличить число турбин, чтобы полностью отказаться от покупной энергии.

• Как создать безотходное производство, чтобы сделать прибыль максимальной

Проблема мусора знакома не понаслышке любому жителю большого города. Город пытается избавляться от ненужных отходов путем их свалки на специальных территориях. Свалки увеличиваются в размерах и уже наступают на отдельные микрорайоны. В России ежегодно накапливается не менее 40 млн т твердых коммунальных отходов (ТКО). Вместе с тем мусоросжигающие предприятия могут использоваться как дополнительный источник получения электроэнергии.

Первое поколение МСЗ

В Великобритании в конце XIX в. был построен первый мусоросжигательный завод (МСЗ). Первоначально МСЗ использовали для уменьшения объема складируемых на свалках остатков отходов и их обеззараживания. Позднее было обнаружено, что тепло, которое вырабатывает МСЗ, можно сравнить с теплотворной способностью высокозольных бурых углей, и ТКО могут использоваться в качестве топлива для теплоэлектростанций (ТЭС).

Первые мусоросжигательные агрегаты во многом повторяли котельные агрегаты ТЭС: ТКО сжигали на решетках энергетических котлов, а полученное от сжигания отходов тепло использовали для производства пара и последующего получения электроэнергии.

Надо отметить, что бум строительства МСЗ пришелся на период энергетического кризиса 1970-х гг. В развитых странах построили сотни МСЗ. Казалось, проблема утилизации ТКО была решена. Но МСЗ того времени не имели надежных средств для очистки выбрасываемых в атмосферу отработанных газов.

Многие специалисты стали отмечать, что у данной технологии большие минусы. В процессе сжигания образуются диоксины, сооружения по сжиганию отходов также являются одним из основных источников эмиссий ртути, тяжелых металлов.

Поэтому довольно простые по устройству и относительно дешевые МСЗ первого поколения пришлось закрывать либо реконструировать, улучшая и соответственно удорожая систему очистки выбрасываемых в атмосферу газов.

Второе поколение МСЗ

Со второй половины 1990-х гг. в Европе началось сооружение МСЗ второго поколения. Стоимость этих предприятий около 40% составляет стоимость современных эффективных газоочистных сооружений. Но суть процессов сжигания ТКО по-прежнему не изменилась.

Традиционные МСЗ сжигают неподсушенный мусор. Естественная влажность ТКО обычно колеблется в пределах 30-40%. Поэтому значительное количество тепла, выделяющегося при сжигании отходов, расходуется на испарение влаги, и температуру в зоне горения обычно не удается поднять выше 1 000°С.

Шлаки, образующиеся из минеральной составляющей ТКО, при таких температурах получают в твердом состоянии в виде пористой непрочной массы с развитой поверхностью, способной адсорбировать большое количество вредных примесей в процессе сжигания отходов и сравнительно легко выделять вредные элементы при хранении на свалках и полигонах. Корректировка состава и свойств образующихся шлаков невозможны.

Москва планирует установить МСЗ второго поколения

Во всех округах Москвы, кроме Центрального, в ближайшие годы будут построены и реконструированы заводы по переработке и сжиганию мусора. Ожидается, что будут построены МСЗ второго поколения.

Об этом говорится в проекте постановления столичного правительства, одобренном 11 марта 2008 г. За 80 млрд рублей к 2012 г. построят шесть новых мусоросжигательных заводов (МСЗ), реконструируют семь мусороперерабатывающих комплексов и запустят завод по термическому обезвреживанию опасных медицинских отходов. Земельные участки под заводы уже определены.

Сейчас ресурсы областных мусорных полигонов практически исчерпаны. “Через пять лет, если не делать собственных перерабатывающих мощностей, Москва утонет в мусоре”, – говорит Адам Гонопольский, член высшего экологического совета Госдумы. В условиях, когда полигоны закрываются, а предприятия по переработке отходов строить нельзя из соображений экологии, единственным выходом, по его мнению, остаются МСЗ.

Пока москвичи бастуют против строительства новых заводов по сжиганию мусора, столичные власти рассматривают вариант строительства мусоросжигательных заводов не только в Москве, но и на территории Подмосковья. Об этом рассказал Юрий Лужков на встрече с депутатами Мосгордумы в июне 2009 г.

“Почему нам не договориться с Московской областью по размещению таких заводов и увеличению количества полигонов по складированию мусора”, – задал вопрос Юрий Лужков. Он также сообщил, что считает целесообразным разработать городской законопроект, по которому весь мусор перед утилизацией должен проходить сортировку. “Такой закон позволит уменьшить объемы мусора, отправляющегося на заводы по сжиганию и на полигоны с 5 млн т до 1,5-2 млн т в год”, – отметил мэр.

Сортировка мусора может пригодиться и для применения других альтернативных технологий переработки отходов. Но этот вопрос тоже надо решить законодательно.

Новые энергетические возможности МСЗ: европейский опыт

В Европе он уже решен. Прошедшие сортировку отходы являются составной частью снабжения населения электроэнергией и теплом. В частности, в Дании, МСЗ, интегрированные с начала 1990-х гг. в систему электро- и теплоснабжения городов обеспечивают 3% электроэнергии и 18% тепла.

В Голландии на свалки вывозится только около 3% отходов, поскольку в стране с 1995 г. действует специальный налог на отходы, которые вывозятся на специальные полигоны. Он составляет 85 евро за 1 т отходов и делает свалки экономически неэффективными. Поэтому основная масса отходов перерабатывается, а часть превращается в электроэнергию и тепло.

Для Германии считается наиболее эффективным строительство промышленными предприятиями собственных ТЭЦ, использующих отходы собственного производства. Наиболее характерен такой подход для предприятий химической, бумажной и пищевой промышленности.

Европейцы давно придерживаются предварительного разделения отходов. В каждом дворе стоят отдельные контейнеры для различных видов отходов. Этот процесс был законодательно закреплен еще в 2005 г.

В Германии создается до 8 млн т отходов ежегодно, которые могут быть использованы для производства электроэнергии и тепла. Однако из этого количества находит применение только 3 млн т. Но наращивание вводимых мощностей электростанций, работающих на отходах, к 2010 г. эту ситуацию должно изменить.

Эмиссионная торговля заставляет европейцев подойти к утилизации мусора, особенно путем его сжигания, с совершенно иных позиций. Речь уже идет о стоимости снижения выбросов углекислого газа.

В Германии для МСЗ действуют следующие нормативы – расходы по избежанию выброса 1 мг углекислого газа при использовании коммунальных отходов для производства электроэнергии составляют 40-45 евро, а при производстве тепла – 20-30 евро. В то время как эти же расходы при производстве электроэнергии солнечными батареями составляют 1 тыс. евро. Эффективность МСЗ, на которых могут производиться электроэнергия и тепло, по сравнению с некоторыми другими альтернативными источниками энергии ощутима.

Немецкий энергоконцерн E.ON планирует стать ведущей компанией в Европе по добыче энергии из отходов. Цель компании – занять15-25% долю на соответствующих рынках Голландии, Люксембурга, Польши, Турции и Великобритании. Причем главным направлением E.ON считает Польшу, поскольку в этой стране (как и в России) мусор в основном утилизируется на свалках. А предписания ЕС предусматривают в среднесрочном аспекте запрет на подобные свалки в странах сообщества.

К 2015 г. оборот немецкого энергоконцерна в сфере энергетической утилизации мусора должен превысить 1 млрд евро. На сегодня показатели этого одного из ведущих энергетических концернов Германии гораздо скромнее и составляют 260 млн евро. Но даже при таких масштабах E.ON уже считается ведущим утилизатором мусора в Германии, опережая такие фирмы, как Remondis и MVV Energie. Его доля пока составляет 20%, и он управляет девятью мусоросжигательными заводами, которые производят 840 ГВт·ч электроэнергии и 660 ГВт·ч тепла. Еще более крупные конкуренты в Европе находятся на территории Франции.

Надо отметить, что в Германии ситуация с утилизацией мусора радикально изменилась только в 2005 г., когда были приняты законы, запрещающие неконтролируемую свалку отходов. Только после этого бизнес на мусоре стал рентабельным. В настоящее время в Германии ежегодно необходимо перерабатывать примерно 25 млн т мусора, а в распоряжении имеется только 70 заводов мощностью 18,5 млн т.

Российские решения

В России также представлены интересные решения для получения дополнительной электроэнергии из мусора. Промышленная компания “Технология металлов” (г. Челябинск) совместно с ЗАО “НПО “Гидропресс” (г. Подольск) и НП ЗАО “АКОНТ” (г. Челябинск) разработала проект экономичного, многоцелевого плавильного агрегата непрерывного действия “МАГМА” (АПМ “МАГМА”). Данная технология уже опробована в опытно-промышленных условиях технологические схемы его использования.

По сравнению с традиционно применяющимися агрегатами для сжигания ТКО агрегат “МАГМА” и технология высокотемпературной и безотходной утилизации отходов имеют ряд преимуществ, позволяющих снизить капитальные затраты на строительство МЗС по утилизации несортированного мусора. К ним относятся:

Возможность утилизации коммунальных отходов с естественной влажностью, предварительно осушая их перед загрузкой, повышая таким образом температуру сжигания коммунальных отходов и увеличивая количество производимой электроэнергии на тонну сжигаемых отходов до мировых стандартов;

Возможность сжигания коммунальных отходов в атмосфере кислорода на поверхности перегретого шлакового расплава, образующегося из минеральной составляющей коммунальных отходов, достигая температуры газовой фазы в мусоросжигательном агрегате 1800-1900°С, а температуры расплавленного шлака 1500-1650°С и уменьшая общее количество выбрасываемых газов и оксидов азота в них;

Возможность получения из минеральной составляющей коммунальных отходов жидкого кислого шлака, периодически сливая его из печи. Этот шлак прочный и плотный, не выделяет при хранении никаких вредных веществ и может использоваться для производства строительного щебня, шлакового литья и других строительных материалов.

Пыль, уловленная в газоочистке агрегата, специальными инжекторами вдувается обратно в плавильную камеру, в шлаковый расплав и полностью ассимилируется шлаком.

По другим показателям МСЗ, оборудованный агрегатом “МАГМА”, не уступает существующим МСЗ, при этом количество вредных веществ, выбрасываемых с газами, соответствует нормам ЕС и ниже, чем при сжигании коммунальных отходов в традиционно применяемых агрегатах. Таким образом, применение АПМ “МАГМА” позволяет осуществлять технологию безотходной утилизации несортированных коммунальных отходов, не воздействуя негативно на окружающую среду. Агрегат может быть успешно применен также для рекультивации существующих свалок мусора, эффективной и безопасной утилизации медицинских отходов, утилизации изношенных автомобильных шин.

При термической переработке 1 т коммунальных отходов, имеющих естественную влажность до 40%, будет получено следующее количество товарной продукции: электроэнергия – 0,45-0,55 МВт/ч; чугун – 7-30 кг; строительные материалы или изделия – 250-270 кг. Капитальные затраты на строительство мусоросжигательного завода мощностью до 600 тыс. т в год несортированных отходов в условиях города Челябинска составят оценочно 120 млн евро. Срок окупаемости инвестиций от 6 до 7,5 года.

Проект “МАГМА” по переработке твердых промышленных отходов в 2007 г. поддержан решением Комитета по экологии ГД РФ.

Потребность в решении проблемы утилизации твердых бытовых отходов и очистке жидких стоков городов и сел назрела давно, однако, технологий, решающих ее в комплексе до сих пор не было. Все, что предлагалось человечеству, являлось дорогостоящим или малоэффективным.

Предлагаемая технология, на наш взгляд, лишена этих критических недостатков и имеет одно главное и принципиальное достоинство.

Технология Эмакс (имеется патентная заявка) представляет комплекс взаимосвязанных технологических участков, обеспечивающих переработку твердых и жидких бытовых, сельскохозяйственных и производственных отходов различными методами:

1. Участок переработки ТБО

Система сбора мусора (возможно с предварительной грубой сортировкой)

2. Участок переработки жидких стоков состоит из

Бассейнов для накопления стоков и фильтрации печных газов;

Системы пластиковых боксов-ванн с системами поддержки интенсивного роста спецрастений;

3. Участок сбора и переработки зеленой массы:

Емкости-накопители;

Аппарат по измельчению биомассы;

3. Энергоучасток:

Биогазовый ректор непрерывной подачи;

Газгольдеры;

Каждый из модулей, из которых состоит система, достаточно широко известен в производстве, однако в таком сочетании они не используются.

Кроме этого, есть принципиально новые разработки, реализация которых и позволяет объединить эти четыре участка в единый цикл на входе которого мусор и канализационные стоки, а на выходе:

Ценнаязеленая масса, которую можно использовать для производства кормов, бумаги, мебели, а также для наполнения биогазовых реакторов.

Электро- и теплоэнергия

Кислород.

Экономическая рентабельность обеспечивается практически на каждом участке техногологии - сборами за утилизацию ТБО, за прием канализационных стоков, продажей излишков биогаза, электро- и тепловой энергии, продажей излишков биомассы.

Варианты применения технологии Эмакс.

Действующее тепличное хозяйство.

Устанавливается биомодуль Эмакс стандартной комплектации, размер рассчитывается в зависимости от потребности в электро и теплоэнергии. Заключаются договоры с компаниями, осуществляющими сбор и вывоз мусора и компаниями, занимающимися очисткой септиков. Биогумус и жидкие биоудобрения идут на нужды теплицы. Затраты на возведение могут быть относительно незначительными, особенно если частично использовать уже имеющиеся здания. Прибыль поступает от утилизации отходов и экономии на энергообеспечении объекта.

Действующий животноводческий комплекс

Биомодуль Эмакс стандартной комплектации, размер рассчитывается исходя от объема отходов. В данном случае необходимо разбавлять излишне концентрированный питательный раствор (навоз). В связи с чем очищенная вода возвращается в бассейны накопления и используется в процессе ухода за животными. Выход биогаза по сравнению со стандартным биогазовым реактором, использующим отходы фермы напрямую больше 10 раз. В данном случае извне можно завозить только ТБО, но их объем вследствие повышенной концентрации раствора увеличивается. Производство электроэнергии будет избыточным, необходим рынок сбыта. Решить можно за счет частичного использования биомассы на корм скоту. На наш взгляд наиболее выгодный экономически вариант использования технологии.

Городские очистные сооружения

Имеет смысл делать биомодуль Эмакс с вертикальным расположением здания. Высотность и в целомразмер рассчитывается исходя от объема жидких отходов. Необходима дополнительно система сбора и хранения СО2, так как в ночное время газ не подаётся в бокс-ванны. ТБО завозится городскими предприятиями, необходимо строительство значительной по объему печи с турбиной. Фактически комплекс будет представлять из себя городскую теплоэнергоцентраль с системой очистки выбросов и ТБО в качестве теплоносителя. В системе производится большое количество тепло- и электроэнергии. Необходим объемный рынок сбыта. Возникает вопрос сброса чистой воды, биогумуса. Становится значительными объемы печных шламов. Затраты на проектирование, строительство, эксплуатацию значительные. Но и прибыль очень высока.

Городской квартал или небольшой населенный пункт

В случае использования Эмакс в качестве источника энергоснабжения отдельно возводимого населенного пункта или жилого квартала расположение биомодуль Эмакс может быть как вертикальным, так и горизонтальным, в зависимости от многих факторов – стоимости земли, доступности денежных средств, эстетических предпочтений застройщика. Необходимо во вновь возводимых жилых домах проводить дополнительную линию водоснабжения, в которую будут подключены санузлы квартир, батареи, пункты полива газонов и тд. Возможно, возникнет нехватка мощностей системы в зимний период. Решить ее можно за счет накопления биогаза летом или завоза дополнительных объёмов топлива зимой. Компания, обслуживающая населенный пункт может получать существенную прибыль вследствие реализации электро и теплоэнергии не по оптовым, а по розничным ценам или снизить тарифы на комуслуги и сделать жилье более доступным для граждан.

Частное домостроение

Для дома площадью 120-150 м2 необходимы стоки и ТБО минимум четырех человек. Система обеспечивает достаточное производство либо электроэнергии и частично тепла, либо тепла и частично электроэнергии. Здесь также целесообразно очищенную воду отправлять в санузлы дома и систему отопления. В случае наличия в усадьбе домашних сельхозживотных возможно полное энергосамообеспечение.

Отдельно стоящий городской коммерческий объект

Целесообразно строительство биомодуля Эмакс только в том случае, если имеется большое количество людей, посещающих строение. В этом случае возможно частичное обеспечение строения тем или другим видом энергии за счет собственных отходов. Однако, возможно несколько снизить затраты на комуслуги за счет прекращения вывоза мусора и использования в туалетах воды после рециклинга.

Обеспечение кормами животноводческих комплексов в условиях геоклиматической катастрофы

Биомодуль Эмакс являются производителями не зависящих от солнечной активности высокопитательных кормов, выращивание которых не требует дополнительных затрат на обогрев и подсветку. Экономические показатели не являются значимым фактором.

Автотранспорт (в качестве безумия)

В композитный бак загружается перемолотая биомасса и двигатель работает на биогазе, который образуется непосредственно во время движения автомобиля.

Возможные производства, связанные с технологией

Изготовление метантенков Дианова;

Изготовление бокс-ванн и мобильных линий по формовке бокс-ванн;

Изготовление линий Эмакс для индивидуальных домостроений;

Изготовление котлов для ТБО;

Изготовление газовых электрогенераторов;

Примерный расчет производстванекоторых продуктов на стоки населенного пункта в 1000 человек, в сутки.

В случае успеха имеется вероятность создания экосистем, обеспечивающих функционирование любых населенных пунктов, от минимальных – хуторов, поселений, до крупнейших городских агломератов типа Москвы и Нью-Йорка, которые будет «питаться» всем, что эти города вырабатывают, а взамен выдавать энергию, чистую воду и кислород.

Город, обеспеченный такими вписанными в его структуру экосистемами с замкнутым циклом сам собой представляет живущую экосистему, обеспечивая горожан энергией, чистой водой, чистым воздухом и забирая все виды загрязнений. Подобные экосистемы начинают разрабатываться в мире, но производительность существующих вариантов пока ничтожна, так как не имеет той уникальной скорости роста биомассы, а значит, и переработки отходов, а значит и выработки прибыли на единицу затрат, как предлагаемый комплекс.

В мусоре давно уже роются не только крысы с кошками, бомжи и неутомимые искатели разных ценностей. Этим все активнее занимаются ученые и инженеры. Но что они стремятся в нем найти? Конечно же энергию. Ведь мусор может быть и полезным.

Энергетический потенциал

Мусор как возобновляемый и практически неисчерпаемый источник энергии? Почему бы и нет. Помните старого доброго доктора Эмметта Брауна из кинотрилогии «Назад в будущее»? Оказавшись в этом самом будущем, ученый муж модифицировал свою машину времени, оснастив ее «домашним ядерным реактором», производящим электроэнергию из пищевых отходов. Между тем обозначенный в фильме 2015 год теперь уже не далекое фантастическое будущее, а реальное прошлое, пусть и недавнее. И если до применения ядерных реакторов в быту пока все-таки не дошло (хотя разработки неустанно ведутся), то производство энергии из мусора стало уже довольно привычным делом.

Природных ресурсов для получения энергии на Земле становится все меньше, а всяческого мусора - все больше, причем порой его уже просто некуда девать. Да, богатые развитые страны (особенно те, где законодательно запрещено захоронение отходов на полигонах) могут позволить себе за определенную плату сплавлять отходы на территории государств «третьего мира», однако это бомба замедленного действия, поскольку данные государства не имеют надлежащих мощностей и технологий переработки, да и особого желания заниматься этим тоже. А планета на всех - одна.

Дальнейшее вытекает из всем известного фундаментального закона природы: энергия никуда не исчезает, а сохраняется в той или иной форме - вопрос лишь в том, каким образом ее эффективно и безвредно извлечь и преобразовать. А раз так, то негоже разбазаривать или тупо уничтожать ценное сырье, коим в основной своей массе является мусор - лучше с выгодой использовать его достаточно высокий энергетический потенциал. Наглядный пример - утилизация изношенных автомобильных шин. Их очень много и они весьма громоздкие, но при этом представляют собой ценное вторсырье. Если просто сжечь тонну шин, в атмосферу попадет около 300 кг сажи и почти полтонны токсичных газов. Если же подвергнуть их переработке посредством низкотемпературного пиролиза (до 500 °С), то на выходе получим синтетическую нефть, технический углерод и горючий газ.

Решению задач по «энергетическому освоению» залежей мусора посвятили себя множество людей, организаций и предприятий во многих странах, и все это породило уже целый комплекс изысканий, технологий, систем, программ и мероприятий под общим названием Waste-to-Energy (WEA) или Energy-from-Waste - «Мусор в энергию», или «Энергия из мусора».

Килотонны в киловатты!

Уже почти полтора столетия существует и продолжает весьма широко развиваться такая альтернатива захоронению отходов на полигонах, как их сжигание: первый мусоросжигательный завод был построен в британском Ноттингеме еще в 1874 году. Но зачем просто сжигать (отравляя при этом опять же атмосферу), если можно использовать энергию генерируемого при этом тепла во благо? В качестве хрестоматийного примера подобной «мусорной» энергетики чаще всего приводят экологически образцово чистый мусоросжигательный завод «Шпиттелау» в 9-м районе Вены (одном из центральных, где в разное время жили Моцарт и Шуберт, Бетховен и Фрейд).

Будучи шедевром промышленного дизайна, этот завод является одной из достопримечательностей австрийской столицы наряду с ее оперой, кафедральным собором или императорскими дворцами и при этом, перерабатывая 250 тысяч тонн городского мусора ежегодно, производит тепловую энергию, уже добрую четверть века идущую на обогрев более 100 тысяч домов сразу в нескольких районах Вены. Сегодня австрийский опыт приобретает все более широкое распространение, и твердые бытовые отходы (ТБО) играют все большую роль в топливном и тепловом обеспечении развитых стран. Так, в Голландии, перерабатывающей 100% своих отходов, действуют 11 «мусорных» ТЭЦ.

Следующий логический шаг - преобразование при необходимости тепловой энергии в более «прикладную» и «всесезонную» электрическую. И вот уже 130 заводов во Франции, которая признана европейским лидером по производству энергии из городских отходов, ежегодно генерируют почти 10 млн Гкал тепловой энергии и более 3 млрд кВт-ч электроэнергии. Всего же в Европе насчитывается около 500 предприятий по производству энергии из отходов, и столько же - в одном лишь Китае, а в Японии, для которой и мусорная и топливная проблемы особенно актуальны в силу очевидных причин, их и вовсе почти 2 тысячи. При этом расчеты специалистов показывают, что технологии прямого сжигания позволяют из 1 тонны ТБО получить столько же тепловой энергии, сколько при сжигании 250 кг мазута или 200 литров дизельного топлива.

И в России перерабатываем

Еще не так давно правительство Москвы - С крупнейшего в России «поставщика» ТБО - отказалось (во многом под влиянием протестов местных жителей и экологов) от идеи строительства мусоросжигательных заводов, предпочтя им предприятия, работающие по технологии гидросепарации, в разы более дешевой и позволяющей разделить отходы на фракции (бумагу, металл, стекло, пластик и др.), после чего переработать их во вторсырье, удобрения и энергию. К слову, по своему составу ТБО в России представляют собой следующее: бумага и картон - 35%, пищевые отходы - 41%, пластмассы - 3%, стекло - 8%, металлы - 4%, текстиль и другое - 9%.

Теперь же, после жесткой президентской критики на давно надоевший местным жителям, а ныне обретший уже всероссийскую «славу» гигантский балашихинский полигон, тема возведения мусоросжигательных заводов вновь стала актуальна. В связи с ликвидацией этой и грядущим закрытием еще целого ряда подмосковных свалок принято решение о строительстве на территории области сети заводов принципиально нового поколения, использующих технологию плазменной газификации WPC - одну из самых передовых и экологически чистых на сегодня.

Каждый такой завод способен перерабатывать 1 500 тонн несортированных отходов в сутки (500 000 тонн в год). Установка плазменной газификации работает при температуре свыше 5 500 °С, обеспечивая практически полное преобразование исходного сырья в чистейший синтетический газ и 80%-ную энергетическую регенерацию.

Конечный продукт процесса может быть разным - та же электроэнергия (50 МВт-ч), пар или жидкое топливо. Неорганические вещества выводятся в виде инертного шлака, который охлаждается и превращается в неопасный невыщелачиваемый продукт, после чего его можно продавать как наполнитель для строительного материала.

Наконец, радикально, в разы сокращается выброс в атмосферу парниковых газов.

Пиролиз, гидропиролиз, «стокер», деполимеризация, прямая выплавка, газификация, этерификация, анаэробное сбраживание, использование кипящего слоя и процесс псевдоожижения - все это названия технологии и их разновидностей от самых старых до самых современных, отражающих многообразие подходов в рамках поиска наиболее быстрого, эффективного и безвредного способа рекуперации энергии за счет переработки мусора. Не вдаваясь в детали, отметим, что у каждой технологии есть свои плюсы и минусы, свои сторонники и противники. Но, так или иначе, тенденция уже налицо и прогресс, как говорится, не остановить. Когда-то ведь и атомная энергетика казалась чем-то нереальным, а чем «мусорная» хуже? Напротив, даже неизмеримо безопаснее!

Voted Thanks!

Возможно Вам будет интересно:

Большинство привычных источников энергии относятся к невосполняемым (нефть, газ). Получение энергии из отходов сельского хозяйства позволяет решить две проблемы сразу - избавиться от некоторой части мусора и разгрузить добывающую отрасль.

Отходы для выработки энергии можно разделить на несколько видов.

1. : навоз и навозные стоки на животноводческих фермах, куриный помет. Энергоемкость навоза находится на одном уровне с торфом (21,0 МДж/кг) и значительно выше, чем у бурого угля и древесины (14,7 и 18,7 МДж/кг соответственно).
2. Отходы культур:
   • полевые отходы: солома, злаки, стебли подсолнуха и кукурузы, ботва овощных культур и т.п.;
   • отходы обработки: шелуха, мякина и проч.
3. Побочные продукты промышленной обработки сельскохозяйственной продукции: багасса, получаемая в сахарной промышленности, жмых при производстве масла, отходы пищевой промышленности.

Существует возможность прямого сжигания подобных отходов и вторичного использования их в качестве удобрений или для побочных нужд на предприятиях (например, соломенные подстилки в животноводстве). Однако их применяют и как сырьё для создания биотоплива, которое обычно разделяют на три группы:

1. Жидкое – биодизель (в производстве используют жиросодержащие отходы) и биоэтанол (можно использовать пшеничную и рисовую солому, багассу сахарного тростника).
2. Твёрдое – биомасса, топливные пеллеты и брикеты из отходов разных типов (кукурузные стержни, солома, отруби, шелуха семян подсолнечника, лузга гречихи, куриный помёт, навоз).
3. Газообразное. Биогаз можно производить из навоза, птичьего помёта и других подобных отходов сельского хозяйства.

Получение энергии из отходов сводится по большому счёту к выработке тепловой энергии. Её, в свою очередь, преобразуют в другие виды энергии – механическую и электрическую.

Топливные брикеты и другую твёрдую биомассу сжигают, теплотворность брикетов колеблется от 19 до 20,5 МДж/кг. Биодизель служит топливом для двигателей внутреннего сгорания, биоэтанол – моторное топливо, а биогаз используется в самых разных целях: получение электричества, тепла, пара, а также в качестве автомобильного топлива.

В Дании в 1970-е гг. произошёл нефтяной кризис, после которого фермеры впервые стали использовать как топливо солому. С 1995 г. государство компенсирует 30% стоимости оборудования владельцам котлов на соломе мощностью до 200-400 КВт, если их КПД и уровень высвобождения вредных веществ отвечают требованиям. Сейчас в Дании на соломе работают более 55 котельных центрального теплоснабжения, более 10 000 тепловых котлов, а также несколько ТЭЦ и электростанций, на которых используются, кроме соломы, другие типы отходов.

Что для этого необходимо

Многие предприниматели, занятые в сфере переработки шин или пластика, интересуются, можно ли получить биогаз при сжигании отходов сельского хозяйства, но получение этого вида топлива происходит по другой технологии. Его вырабатывают путём водородного или метанового брожения. Сырьё закачивается или загружается в реактор, где перемешивается, а бактерии, находящиеся в аппарате, перерабатывают продукты и производят топливо. Готовый биогаз поднимается в газгольдер, затем очищается и доставляется к потребителю.

Биоэтанол из отходов получают путём брожения соломы или других отходов, содержащих целлюлозу. Эта технология не слишком популярна в мире, но в СССР она была достаточно развита, в России её также используют. Для начала сырьё гидролизуют, чтобы получить смесь пентоз и гексоз, а затем эту массу подвергают спиртовому брожению.

Для производства биодизеля из жиросодержащих отходов сельского хозяйства понадобится установка для переработки, насосы, соединительные линии (шланги, трубы) и контейнеры для выработанного топлива. Биодизель в установке переэтерифицируется из триглицеридов в реакции с одноатомными спиртами, а после подвергается разным типам очистки (от метанола и продуктов омыления) и дегидрируется (вода может привести к ржавчине).

Дополнительно можно приобрести фильтры для получения продукта более высокого качества или генератор, позволяющий системе работать на произведенном топливе. Чтобы обустроить небольшой перерабатывающий цех, нужно минимум 15 квадратных метров площади. Цены установок зависят от производительности и мощности - от нескольких десятков тысяч рублей до нескольких миллионов.

Твёрдое топливо в брикетах потребует другой аппаратуры. В первую очередь - пресс, который будет придавать форму мусорной массе. В зависимости от типа исходного сырья может понадобиться также сушилка, измельчитель и вещества, повышающие вязкость сырья, своего рода клей.

При больших объёмах производства имеет смысл установить ленточный транспортер (конвейер). Средняя цена оборудования для небольшого цеха - 1,5–2 миллиона рублей, плюс затраты на энергию, персонал и помещение. Если сырье достается производителю бесплатно, или за его вывоз доплачивают, производство окупится примерно через полгода.

Для производства пеллетов отходы сельского хозяйства измельчают и сжимают в прессе-грануляторе: лигнин, содержащийся в сырье, под воздействием высокой температуры склеивает их в мелкие гранулы.

Важно! Развитие сферы энергоёмкой утилизации в сельском хозяйстве требует достаточно больших государственных затрат и компенсаций, спонсирования научных проектов – словом, финансовой поддержки. Поэтому многие государства создают программы поддержки и развития этой области.

Программа «Горизонт 2020» стран ЕС, например, основана на ряде приоритетов, один из которых, «Социальные вызовы» (бюджет – 31,7 млрд. евро), включает поддержку проектов в сельскохозяйственной отрасли и биоэкономике, а значит и энергоёмкой утилизации.

Есть ли выгода, опыт России и других стран

Вопрос выгоды использования энергии из отходов не является однозначным. Многие виды аграрных отходов используются в качестве ресурсов для решения других задач внутри отрасли (удобрения, подстилки и проч.), другими словами, энергия при утилизации может не окупить, например, потерь в урожае, это требует грамотных расчётов. Кроме того, вопрос экологической целесообразности переработки до сих пор не закрыт.

Тем не менее, получение энергии из отходов сельского хозяйства может быть достаточно перспективным направлением.

Твёрдое биотопливо пользуется большим спросом: такие государства, как Нидерланды, Великобритания, Бельгия, Швеция, Дания постоянно включают программы финансовой поддержки потребителям пеллет. Вводятся новые стандарты качества для этого вида продукции из других стран, что говорит о планах увеличения импорта.

Поставщиком для этих стран, в числе прочих государств, может стать и Россия, наиболее удобным рынком сбыта являются скандинавские страны. Но для того, чтобы это стало возможным, должен измениться внутренний рынок страны. Ежегодно в России производят 440 млн. т отходов лигноцеллюлозной биомассы, немалую часть предприятий составляют сельскохозяйственные. Переработка этих отходов, как правило, не производится.

Производство биогаза - сравнительно дорогое предприятие, минимальная цена одной установки 800 тыс. евро, хотя в последнее время намечаются тенденции к удешевлению производства. В современной Европе государственные компенсации за использование подобных установок достигают 90%.

Однако такие затраты во многом оправдываются получаемой энергетической автономией предприятий. Кроме того, предприниматель, использующий биогаз для производства электроэнергии в Европе, продаёт её по повышенному тарифу, очень выгодному. Это способствует увеличению числа предприятий, использующих биогаз.

Во многих странах Европы популярны домашние установки по производству биогаза. Такое производство может быть выгодно для фермерских хозяйств, где сырьё для переработки находится под рукой и нет нужды где-то его закупать.

В нашей стране, достаточно поздно включившейся в освоение энергоёмкой утилизации, биогазовое топливо не слишком распространено, в том числе и по причине отсутствия федеральной государственной поддержки. Однако существуют региональные инициативы, например, проект в Белгородской области, и они приводят к неплохим результатам.

Энергоёмкая утилизация в сельском хозяйстве необходима, она может помочь решить мировые проблемы и экономического, и экологического характера. Однако для того, чтобы добиться положительных результатов в этой области, предпринимателям и государству следует грамотно рассчитывать риски.