Газ из мусора: Свалочный газ | Ecodevelop

Свалочный газ | Ecodevelop

Свалочный газ — газ из органических отходов, выделяющийся из мусора — это разновидность биогаза, образующийся в результате анаэробного разложения органических отходов.

Состав:

Гниение мусора происходит под воздействием бактерий, принадлежащих к двум большим семействам: ацидогенов и метаногенов. Ацидогены производят первичное разложение мусора на летучие карбоновые кислоты, метаногены перерабатывают летучие карбоновые кислоты в метан CH₄ и диоксид углерода CO₂. В результате свалочный газ состоит из примерно 50 % метана CH₄, 50 % CO₂, включая небольшие примеси H₂S и органических веществ.

Вещество	%
Метан, CH4	50—75
Углекислый газ, CO2	25—50
Азот, N2	0—10
Водород, H2	0—3
Сероводород, H2S	0—3
Кислород, O2	0—2

Свалочный газ собирают, предотвращая загрязнение атмосферы (к тому же, метан обладает сильным парниковым эффектом), и используют в качестве топлива для производства электроэнергии, тепла или пара, или в качестве автомобильного топлива.

Применение

Из 3,5 тыс. свалок (официальных и неофициальных) в Украине, только на 10 свалках собирают и утилизируют свалочный газ. Коммерческое извлечение метана возможно на 900 свалках. Полученного из этого газа электричества будет достаточно для снабжения около 100 тысяч домохозяйств.

Потенциальное влияние метана на глобальное изменение климата в 23-25 раза ^{больше влияния CO₂, поэтому захват и утилизация метана один из важных способов предотвращения глобального потепления.}

Метод сбора свалочного газа

Ha первом этапе строительства создаётся принимающая ёмкость (котлован), рассчитанный на 10—20 лет пользования. На дне котлована укладывается слой глины толщиной 1 метр (или слой специализированной полиэтиленовой плёнки) для предотвращения проникновения загрязненных вод в почву. В процессе строительства мусор вносится в котлован порциями в специальные ячейки, соответствующими суточной норме его поступления на свалку. Каждая такая ячейка высотой от 2 до 4 метров изолируется глиной от предшествующих и последующих слоев.

После заполнения котлована мусором, его закрывают «кровлей» — глиной, плёнкой, засыпают землёй, сверху высаживают трав и кустарники. Котлован оснащается инженерными сооружениями для отвода жидких и газообразных продуктов разложения мусора. В теле котлована закладываются скважины, трубы, устанавливается насосное оборудование. Полученный газ передаётся по трубопроводам на электростанции, котельные, печи обжига, микротурбины, когенераторы и т. д.

Первые 2—3 месяца из закрытого котлована с мусором выходит, в основном, CO₂. Затем начинается выделение полноценного свалочного газа, которое продолжается до 20 лет. После 20 лет выработка метана начинает медленно сокращаться. После прекращения выработки газа территория, занятая котлованом, может быть вновь использована для повторного использования и переработки муниципального мусора.

 

Поделиться в социальных сетях

ДОБЫЧА БИОГАЗА ИЗ СВАЛОК | Ecodevelop

26.03.2020

Украинские экологи давно бьют тревогу: города засыпаны мусором; действующие полигоны, куда свозят твердые бытовые отходы, либо уже заполнены, либо будут заполнены в ближайшее время. Проблема утилизации отходов в городских ЖКХ стоит очень остро, и периодически усугубляется чрезвычайными ситуациями в виде пожаров и т.п.

Сбор и переработка мусора — актуальный вопрос не только для нашей страны. Как можно снизить расходы на захоронение, избавиться от вредных влияний отбросов, и при этом получать полезные вторичные продукты, рассмотрим в этой статье.

Украинская статистика

В Украине ежегодно образовывается 13 млн. тонн мусора, а общее количество ТБО достигает более 12 млрд тонн. Шесть тысяч легальных свалок занимают площадь более 10 тыс. гектаров, 16 % из них перегружены. Отходы зачастую свозят на стихийные мусорки, их количество и состояние никто не контролирует.

Печальная статистика говорит о том, что на переработку поступает только 5,93% ТБО. Остальные 94% поступают на свалки и полигоны, где происходят процессы разложения.

Такое количество отходов не может не оказывать влияния на окружающую среду. Все говорит о том, что утилизация отходов — задача первостепенной важности, иначе мы скоро будем жить не в благоустроенных городах, а в мусорных кучах.

Утилизация отходов в Европе

Проблема утилизации отходов требует грамотного подхода и управления. В Европейском союзе были приняты Директивы по управлению отходами, главные принципы которых:

• предупреждать образование отходов;
• увеличивать долю их повторного использования;
• установить более суровые меры по отношению к производителям, расширить зону их ответственности;
• создать экономические инструменты, которые влияют на систему управления отходами;
• установить целевые показатели рециклинга муниципальных отходов.

Европейский опыт свидетельствует: переработать можно 99% ТБО. Именно так происходит в Швеции, ряд других государств тоже приближаются к этому показателю. Сортировка отходов и постройка современных мусоросжигающих предприятий, оснащенных специальными фильтрами для снижения выбросов в окружающую среду, с выработкой электроэнергии и тепловой энергии — это один из путей решения проблемы. Второе направление — это системы сбора биогаза на свалке (так называемый свалочный биогаз), для дальнейшего использования его в качестве топлива.

Как перерабатываются отходы

Переработка бытовых отходов, которые вывозятся на свалку, затруднена тем, что у нас отсутствует система сортировки. Раздельный сбор мусора, который происходит в некоторых городах, не оказывает существенного влияния на ситуацию. Поэтому на наших полигонах есть все:

• строительный мусор;
• пищевые и медицинские отходы;
• производственные отходы;
• всевозможные виды упаковок;
• мебель и текстиль;
• стекло, металл и пластик,
• опасные отходы (в том числе батарейки, аккумуляторы, ртутные термометры и многое другое).

Негативное воздействие полигонов на окружающую среду проявляется в выделении парниковых газов и загрязнении воздуха, образовании фильтрата, попадающего в подземные воды, и техногенных грунтов.

Утилизация отходов подразумевает несколько вариантов действий. Сюда входят:

• биологические методы переработки — компостирование или сбраживание;
• сжигание или пиролиз ТБО, сопровождаемые производством энергии;
• захоронение на полигонах.

Первые два способа возможны только в случае сортировки мусора, так как биотехнологии применимы не для всех его видов. Например, строительные отходы нельзя подвергнуть сбраживанию. Для этого пригодны только влажные органические отходы — растительные и пищевые остатки. Утилизация отходов бумаги, древесины и другой сухой органики происходит (предпочтительно) путем сжигания. Но гораздо эффективнее и выгоднее их перерабатывать и использовать повторно.

Захоронение несортированных ТБО приводит к образованию биогаза. Если его не собирать, то будут возникать такие ситуации, как возгорание метана, обвалы мусора вследствие выхода газа, эмиссия парниковых газов в атмосферу.

Как получить биогаз на свалке

Как указывалось выше, на свалках есть условия для образования биогаза. При складировании мусора сначала происходит активное окисление верхних слоев. Затем, по мере уплотнения отходов усиливается процесс образования биогаза. Нижние слои не имеют доступа к воздуху, и в них происходят активные анаэробные процессы. Если условия складирования не изменяются, процесс разложения стабилизируется с постоянным выделением биогаза, практически постоянного состава. Этот биогаз можно собирать и использовать в качестве топлива.

Выход и состав биогаза из отходов зависит от природы перерабатываемых материалов и колеблется в достаточно широких пределах: метан — 55-80%; углекислый газ — 15-50%; азот — до 5%; кислород — до 3%; сероводород — до 3%. Энергетический потенциал составляет 20-27 МДж/н. м³, плотность при нормальных условиях 0,98-1,4 кг/м³. По теплотворной способности 1 м³ биогаза эквивалентен в среднем 0,6 дм³ керосина или 1,5 кг угля и обеспечивает выработку 2 кВч электроэнергии. Как видим, отходы могут выступать отличным и, главное, дешевым, сырьем для производства топлива.

Утилизация отходов: успешные примеры

Первая биогазовая станция мощностью 1 МВт для получения биогаза на свалке была введена в действие в 2012 г. в Киевской области. В теле полигона были сделаны скважины, из которых биогаз поступает на очистку и затем в когенерационную установку для выработки электроэнергии. Аналогичный проект заработал в 2013 году на Бориспольском полигоне.

С 2017 года на свалке ТБО под Ивано-Франковском работает биогазовая установка общей мощностью свыше 600 кВт.

В 2019 г. запущены станции сбора свалочного газа в Хмельницком и Кропивницком.

Общая мощность биогазовых комплексов в нашей стране, работающих на свалках, по состоянию на конец 3-го квартала 2019 г, составляет 23 МВт. Помимо прямого экономического эффекта, получение биогаза из отходов позволяет:

• уменьшить объем свалок;
• снизить риск пожаров на свалках;
• снизить выбросы парниковых газов;
• снизить потребление природного газа.

Таким образом, проблема утилизации отходов имеет доступные способы решения. Это стало возможным и выгодным в том числе благодаря принятию Закона № 2712-VIII, которым сохранены до 2030 г. действующие высокие зеленые тарифы на электроэнергию из альтернативных источников.

В планах Министерства регионального развития, строительства и ЖКХ Украины пересмотр государственных строительных норм, касающихся проектирования полигонов и обращения с бытовыми отходами. Цель изменений — внедрение современных технологических решений и улучшение экологической обстановки.

Перспективы получения биогаза из отходов

По данным НАК Нефтегаз, общее потребление газа в Украине доходит до 33 млрд м³. Потенциальные возможности генерации биометана составляют минимум 7,8 млрд м³ в год, т.е. около четверти потребности можно закрыть в результате развития биоэнергетики во всех ее проявлениях. Пока что потенциал используется едва ли на несколько процентов, чему виной высокая стоимость строительства биогазовых установок, сложность в выборе участков для строительства, недостаточная информированность о способах переработки ТБО.

Утилизация отходов посредством анаэробного сбраживания в биогазовых установках и сбора свалочного газа может и должна стать приоритетным направлением в биоэнергетике.

Поддерживая общемировые усилия по снижению выбросов парниковых газов и улучшению климата, наша страна должна развивать альтернативную энергетику. Со своей стороны, компания Ecodevelop готова к сотрудничеству со всеми заинтересованными лицами и организациями. Мы проектируем и строим биогазовые комплексы под ключ, помогаем с финансированием проектов, обеспечиваем запуск и техническую поддержку в процессе эксплуатации.

Поделиться в социальных сетях

Как получить газ из мусора

Оказывается, даже сорняки и навоз способны экономить ваши деньги. С помощью самодельного биогенератора из этих отходов можно получать газ.

Мы в буквальном смысле слова ежедневно ходим по энергоносителям. Ведь это почти весь бытовой мусор, опавшая с кустов и деревьев листва, ботва с/х культур и сорняков (которые часто просто сжигают, загрязняя атмосферу), а также навоз. Вместо того, чтобы на вывоз и утилизацию мусора тратить деньги, их можно получать от его переработки.

Строим биогенератор

Можно соорудить на подворье в своем фермерском хозяйстве индивидуальную биоустановку, т.н. биогенератор (БГ). Его строительство не требует каких-либо специальных знаний. Из материалов понадобятся обычный камень или кирпич, бетонные блоки или жесть, металлические или металлопластиковые трубы (метраж зависит от места установки БГ до источника питания), цемент, песок, газовый кран. Из инструментов – электросварка, болгарка, рулетка, кельма, молоток, уровень. БГ можно построить на 6, 8, 12 куб. м.

Схема биогенераторной установки для открытого воздуха

1 – водный затвор и шланг выхода газа, 2 – наружный бак для загрузки органической массы, 3 – труба дозагрузки топлива, 4 – механическая мешалка, 5 – внутренний бак для сбора газа, 6 – слив удобрений

Получаем газ

Построив установку, загружаете ее органическим сырьем разного происхождения. Через 7-8 дней вследствие анаэробной (без доступа воздуха) ферментации (перегнивание, разложение) органических веществ получаете газовый продукт. Решающую роль в процессе ферментации играет температура: подогрев сырья до 15-20˚С  вдвое увеличивает производство энергоносителя. Еще одно важное условие – полная герметизация установки. Обеспечить работу (загрузку) БГ объемом 12 куб.м для одной семьи трудно. Поэтому имеет смысл объединить усилия и ресурсы 3-4 усадьбам, которые находятся рядом и имеют по газовой плите с духовкой. Одной заправки установки достаточно, чтобы в течение года пользоваться газом бесперебойно.

Повышаем урожайность

На каждом подворье, даче и тем более фермерском хозяйстве в течение года скапливается масса органических веществ. Порой их просто складывают на навозные кучи, а через год получают сыпец, который как ценное удобрение широко используется дачниками, огородниками, цветоводами. Однако во время ферментации на открытом воздухе из него улетучивается значительная часть питательных веществ, необходимых растениям. А вот в установке без доступа воздуха и воздействия природных факторов получают удобрение, сохраняющее все свои ценные свойства и повышающие урожайность культур в несколько раз.

Так легко вместо проблем с мусором можно получить газ и высокий урожай.

Биогенератор

Биогаз получают путем переработки биомассы (т.е. органических сельскохозяйственных и бытовых отходов) метановым брожением. Его составными компонентами являются метан(СН

4) – 70%, углекислый газ (СО₂) – 30%, в очень незначительном количестве представлены H₂S, H₂ и N₂. Теплотворная способность биогаза составляет от 5000 до 8000 ккал/куб. м, что практически соответствует применяемым в народном хозяйстве и быту газовым смесям. На 1 т органического вещества образуется от 250 до 500 куб. м биогаза. Помимо него, в биогенераторах образуется концентрированное обеззараженное органическое удобрение без запаха с влажностью 65-70%.

Бытовые отходы станут новым топливным ресурсом промышленности

Возможность утилизации мусорных свалок без их ликвидации

Установка для переработки мусорного топлива. Фото DepositPhotos/PhotoXPress.ru

Проблема утилизации мусора в России уже давно превратилась в политическую. Ярким ее примером стало противостояние в Шиесе в Архангельской области, где планировалось создание экотехнопарка, а другими словами, модернизированной свалки. Массовые протесты населения привели в конечном счете к отставке тогдашнего губернатора Архангельской области Игоря Орлова. Казалось бы, для этой идеи, которая появилась в 2018 году, не должно было бы быть препятствий. Ведь в радиусе как минимум 20 км от станции Шиес Северной железной дороги нет ни одного обитаемого населенного пункта, вокруг него на многие километры глухая заболоченная тайга. Но Совет при президенте Российской Федерации по развитию гражданского общества и правам человека, основываясь на заключении специалистов Двинско-Печорского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов, пришел к выводу, что строительство полигона для московского мусора на Шиесе в границах II и III поясов зоны санитарной охраны источника питьевого и хозяйственно-бытового назначения приведет к загрязнению рек и нарушит все возможные санитарные нормы. И это привело к противостоянию населения области и власти. Но закрытие проекта в Шиесе не решает общей проблемы утилизации мусора в России.

Ежегодно в России накапливается около 70 млн т отходов. По данным Росприроднадзора, к началу 2018 года в стране насчитывалось более 38 млрд т промышленных и бытовых отходов. Но из них на переработку уходит только 4%, все остальное так и гниет на свалках. О проблемах российских мусорных свалок «НГ-энергия» уже писала довольно подробно в декабре прошлого года. Поэтому одним из нерешенных вопросов является проблема действующих свалок. По данным Минприроды, в России образуется порядка 400 кг твердых коммунальных отходов на человека в год. По прогнозу Международной финансовой корпорации (IFC), к 2025 году данный показатель возрастет до 500 кг на душу населения, что в пересчете на все население составит около 60 млн т мусора. По статистике, органические отходы составляют 35–50% от общего объема ТКО. После размещения отходов на полигонах происходит разложение захороненной органики с выделением в атмосферу загрязняющих веществ (метана, сероводорода, аммиака и т.д.), которые наносят вред окружающей среде и вызывают недовольство населения.

Происхождение сырья

Сейчас уже разработаны технологические условия для их использования. Речь идет о так называемом свалочном газе. Это газ из органических отходов, выделяющийся из мусора – биогаз, образующийся в результате анаэробного разложения органических отходов (пищевые отходы, бумага, картон и т.д.). Гниение мусора происходит под воздействием бактерий, принадлежащих к двум большим семействам: ацидогенов и метаногенов. Ацидогены производят первичное разложение мусора на летучие карбоновые кислоты, метаногены перерабатывают летучие карбоновые кислоты в метан (Ch5) и диоксид углерода (CO2). Кроме того, водород поглощается углекислым газом с образованием того же метана. Как известно, именно метан обладает сильным парниковым эффектом. В результате свалочный газ состоит примерно из 50–75% метана, 25–50% CO2 и примесей азота, сероводорода и органических веществ. При исследовании семи свалок в Великобритании в 1997 году было обнаружено около 140 веществ, в том числе алканы, ароматические углеводороды, циклоалканы, терпены, спирты и кетоны, соединения хлора. При обследовании полигона твердых бытовых отходов (ТБО) «Кучино» в 2017 году было идентифицировано, исключая изомеры, около 160 органических соединений.

Известно, что технологии утилизации свалочных газов уже давно разработаны. К примеру, из 6 тыс. свалок, действовавших в США по данным на 2004 год, около 360 собирали и утилизировали свалочный газ. Коммерческое извлечение метана возможно еще на 600 свалках. Полученного из этого газа электричества будет достаточно для снабжения 1 млн домохозяйств. К 2025 году США планируют получать 29 млрд кВт·ч электроэнергии ежегодно из бытового мусора и свалочного газа. В 2002 году в Европе действовало 750 объектов по получению свалочного газа, всего в мире – 1152, общая мощность производства энергии – 3929 МВт, объем обрабатываемых отходов – 4548 млн т.

Ситуация в Европе

Если анализировать ситуацию с отходами в Европе, то в сравнении с 28 государствами – членами ЕС в Дании образуется наибольшее количество коммунальных отходов – 781 кг на человека в год. В то время как в среднем в ЕС 486 кг. В целом кроме Дании наибольшее количество таких отходов производят Германия (свыше 400 млн т), Италия и Франция. В Германии, к примеру, по данным 2017 года, существовало почти 1100 свалок. Из них 777 свалок категории 0 для инертных веществ (материалы, подобные по составу камням). Отходам с минималь ным влиянием на окружающую среду присвоена категория 1. Для коммунальных отходов насчитывалось 144 свалки. По техническим причинам все виды отходов полностью утилизировать невозможно. В ряде случаев те отходы, которые не представляется возможным немедленно подвергнуть утилизации, как раз и размещают на длительное хранение, которое может продолжаться не один год.

В настоящее время, отмечает немецкое информационное агентство dpa, проблемой в Германии становится уже… нехватка свалок. Дело в том, что, как правило, все свалки имеют определенный срок длительности, который обусловлен имеющимися техническими и санитарными предписаниями. До 2025 года по этим причинам будут закрыты 500 свалок. По мнению Стефана Шмидмайера из специального объединения Mineralik, которое занимается утилизацией строительного мусора, проблема заключается в том, что в Германии уже больше не выдаются разрешения на создание свалок. А число отходов, во всяком случае строительных, тем не менее возрастает, что во многом вызвано строительным бумом, который до недавнего времени (до пандемии коронавируса) переживала Германия. Это решение обходится отрасли в высокие побочные расходы, которые связаны в том числе и с так называемым мусорным туризмом, другими словами, когда отходы просто вывозятся как в другие немецкие земли, так и (нередко нелегально) в другие страны. Например, из Баварии строительные отходы вывозятся в соседние Тюрингию, Баден-Вюртемберг и даже в Австрию и Чехию, признает Хольгер Зайт в баварской строительной отрасли. Поэтому баварское земельное правительство в марте приняло решение о создании специальных свалок там, где это необходимо. Ведь при строительстве дома для одной семьи возникает объем отходов от 900 до 1300 т. А стоимость их утилизации достигает 30 тыс. евро. Но создание свалок представляет собой длительный процесс. От разработки проекта до введения объекта в строй нередко проходит до 9–10 лет. Много времени отнимает получение разрешений. Как известно, замечают эксперты, мало кто согласен иметь свалку перед своими дверями.

Технология создания подобных управляемых свалок сводится к следующему. На первом этапе строительства создается принимающая емкость (котлован), рассчитанный на 10–20 лет пользования. На дне котлована укладывается слой глины толщиной 1 м (или полиэтиленовая пленка) для предотвращения проникновения загрязненных вод в почву. В процессе строительства мусор вносится в котлован порциями в специальные ячейки, соответствующими суточной норме его поступления на свалку. Каждая такая ячейка высотой от 2 до 4 м изолируется глиной от предшествующих и последующих. После заполнения котлована мусором его закрывают «кровлей» – глиной, пленкой, засыпают землей, сверху высаживают траву. Котлован оснащается инженерными сооружениями для отвода жидких и газообразных продуктов разложения мусора. В теле котлована закладываются скважины, трубы, устанавливается насосное оборудование. Полученный газ передается по трубопроводам на электростанции, котельные, печи обжига, микротурбины и т.д.Первые 2–3 месяца из закрытого котлована с мусором выходит в основном CO2. Затем начинается выделение полноценного свалочного газа, которое продолжается до 30–70 лет. После 25 лет выработка метана начинает медленно сокращаться. После прекращения выработки газа территория, занятая котлованом, может быть вновь использована для переработки муниципального мусора.

В США ведутся разработки новых технологий, применение которых позволит уменьшить время выхода свалки на инертную заключительную стадию развития до всего лишь 10 или даже 5 лет.Их предполагается использовать при переработке мусора на самой крупной мусорной свалке в Латинской Америке – Бордо Поньенте. Власти города Мехико планируют выделить территорию для строительства котлована на юго-востоке города.

Подмосковный вариант

Но как быть с уже действующими мусорными полигонами?

В Московской области планируется разместить генерирующие установки по переработке свалочного газа в электроэнергию на восьми мусорных полигонах. Надо сказать, что такие объекты, функционирующие на основе использования возобновляемых источников энергии, появятся в Подмосковье впервые. «Это позволит получать зеленое электричество и улучшить экологическую обстановку в регионе», – приводятся в сообщении ТАСС слова министра энергетики Московской области Александра Самарина. «По статистике, органические отходы составляют 35–50% от общего объема ТКО. Поэтому появление на полигонах генерирующих установок, работающих на основе ВИЭ – биогаза, – важный шаг к улучшению экологической обстановки в регионе», – отметил Александр Самарин.

Из одного из крупнейших полигонов твердых коммунальных отходов в России и в Европе ТБО «Тимохово» предполагается сделать первый в России объект, функционирующий на основе биогаза, то есть только на продукте брожения органических отходов. Его производственные характеристики следующие: БГС «Тимохово» будет перерабатывать до 200 тыс. т органических отходов в год, сокращение выбросов (объем полученного из отходов биогаза) составит до 30 млн м3/год, объем выработки электрической энергии до 70 млн кВт-ч в год, установленная мощность установки – 10 МВт. Газ будет вырабатываться путем брожения органических отходов, помещенных в четыре металлических резервуара рабочим объемом около 3000 куб. м. Далее биогаз поступает в газгольдеры для промежуточного хранения и накопления, а после очистки будет готов к использованию. Потом он подается на систему подготовки, где происходят очистка биогаза и приведение его в состояние, пригодное для использования в качестве топлива для газопоршневых агрегатов. Очищенный биогаз подается на блочные ТЭЦ, где происходит выработка электрической и тепловой энергии и/или аварийные газовые факелы, работающие для утилизации излишков биогаза или при невозможности работы БТЭЦ.

Биогазовая станция будет не только способствовать переработке органических отходов, поступающих на полигон, но и вырабатывать «зеленую» электрическую, тепловую энергию и готовое, не имеющее запаха биоудобрение. Это позволит значительно снизить объемы захоронения отходов, а в перспективе избавиться от необходимости захоронения органики.

Биоэнергетика – новая отрасль в энергетике региона, которая решает двуединую проблему получения топлива и охраны окружающей среды. Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз сильнее, чем СО2, и находится в атмосфере 12 лет. Захват метана – лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления.

В 2018–2020 годах были проведены конкурсы на строительство девяти генерирующих объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии: Торбеево (г. Люберцы), Тимохово (г. Богородский), Царево (Пушкинский район), Кучино (г. Балашиха), Ядрово (Волоколамский район), Непейно (Дмитровский район), Кулаковский (г. Чехов), Съяново (г. Ступино). Их общий прогнозируемый объем вырабатываемой электроэнергии –108,203 млн кВт-ч в год.

Во втором квартале 2020 года планируют ввод в эксплуатацию генерирующей установки, функционирующей на свалочном газе (ВИЭ), на полигоне ТКО «Торбеево» в городском округе Люберцы.

Плановый объем установленной мощности генерирующего объекта – 0,95 МВт с возможностью увеличения мощности генерации до 2,0 МВт при реализации второй очереди постоянной работы газопоршневой электростанции – 7,96 млн кВт-ч. Помимо этого электроустановка будет использоваться и как источник тепловой энергии. Планируется производство порядка 0,95 гигакалории тепловой энергии, которая обеспечит собственные нужды полигона – теплоснабжение административных и производственных помещений.

«Генерирующий объект на полигоне в Торбееве станет первым объектом в Подмосковье, который будет работать на возобновляемом источнике энергии – свалочном газе. Подобные установки появятся в регионе на восьми полигонах, что даст возможность не только получать «зеленое» электричество, но и позволит улучшить экологическую обстановку в регионе», – отметил министр энергетики Московской области Александр Самарин.

Надо сказать, эпидемиологическая ситуация в регионе на данный момент не влияет на проведение конкурсных отборов и проектирование генерирующих установок, работа ведется удаленно.

Зеленое разнообразие

Но, конечно, надо понимать, что использование свалочного газа – лишь один из аспектов большой проблемы, которая называется «биогаз». Свалочный газ – одна из разновидностей биогаза.

Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза, весьма велик. Это и навоз, птичий помет, зерновая и мелассная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов – соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля – технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков – жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы производства крахмала и патоки – мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов – очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа.

Кроме отходов биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например, из силосной кукурузы, а также водорослей. Выход газа может достигать до 300 м³ из 1 т.

Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида используемого сырья. Из тонны навоза крупного рогатого скота получается 50–65 м³ биогаза с содержанием метана 60%, 150–500 м³ биогаза из различных видов растений с содержанием метана до 70%. Максимальное количество биогаза – это 1300 м³ с содержанием метана до 87% – можно получить из жира.

Различают теоретический (физически возможный) и технически реализуемый выход газа. В 1950–1970-х годах технически возможный выход газа составлял всего 20–30% от теоретического. Сегодня применение энзимов, бустеров для искусственной деградации сырья (например, ультразвуковых или жидкостных кавитаторов) и других приспособлений позволяет увеличивать выход биогаза на самой обычной установке с 60 до 95%.

В биогазовых расчетах используется понятие сухого вещества или сухого остатка. Вода, содержащаяся в биомассе, не дает газа На практике из 1 кг сухого вещества получают от 300 до 500 л биогаза. 

Химическая жизнь мусора | ЭкоПорт

Читать статью на сайте nplus1.ru

Совсем недалеко от вашего дома — может быть, в паре десятков километров, а может быть и значительно ближе — работает масштабный химический реактор, куда каждый день загружают новые порции ингредиентов, состав которых точно не знает никто, да и результат работы самого реактора не вполне предсказуем. Реактор этот называют свалкой, или, в переводе на бюрократический язык, полигоном твердых бытовых отходов. Все, что выбрасывают жители городов, в конечном счете оказывается здесь. Редакция N+1 решила выяснить, что происходит с мусором, когда он оказывается на свалке.

В 2015 году в России, по данным аналитической компании Frost&Sullivan, было произведено 57 миллионов тонн твердых бытовых отходов, это лишь немногим меньше объема производства стали (71 миллион тонн). В Москве и области бытовой мусор (около 11 миллионов тонн в год) в основном состоит из пищевых отходов (22 процентов), бумаги и картона (17 процентов), стекла (16 процентов) и пластика (13 процентов), на ткань, металл и древесину приходится по 3 процента, еще около 20 процентов — на все остальное. В России на мусорные полигоны попадает до 94 процентов мусора, только 4 процента перерабатывается и 2 процента — сжигается. Для сравнения: в ЕС в переработку идет 45 процентов мусора, 28 процентов — попадает на свалки, а 27 процентов — сжигается.

Российские свалки за год выделяют в атмосферу 1,5 миллиона тонн метана и 21,5 миллиона тонн СО₂. Всего в России на 2015 год было 13,9 тысячи действующих мусорных полигона, из них в Московской области — 14. Только одна московская свалка в Чеховском районе (полигон «Кулаково») за год выдала в атмосферу 2,4 тысячи тонн метана, 39,4 тонны углекислого газа, 1,8 тонны аммиака и 0,028 тонны сероводорода.

 

Мусорный полигон в разрезе

Правильно организованный мусорный полигон — сложное высокотехнологичное сооружение. Прежде чем он будет готов к приему мусора необходимо подготовить дно: выложить его слоем глины толщиной около метра, поверх постелить водонепроницаемую геомембрану, слой геотекстиля, 30-сантиметровый слой щебня, в котором нужно уложить систему труб для сбора фильтрата — жидкости, которая будет собираться из мусора, а сверху будет еще защитная проницаемая мембрана. Дно свалки должно быть минимум на полметра выше грунтовых вод. Рядом со свалкой потребуется насосная и очистная станция для откачки и обезвреживания фильтрата, который насыщен органическими кислотами и другой органикой, соединениями тяжелых металлов. Кроме того, в слое мусора, когда он начнет накапливаться, потребуется установить систему труб для сбора и утилизации свалочного газа, станцию для его очистки и сжигания. Когда свалка заполнится (обычно полигон принимает мусор 20-30 лет) нужно сверху закрыть полигон еще одним защитным слоем, сохранив систему сбора свалочного газа — ей предстоит работать еще десятки лет.

 

Жизнь свалки

Химическую жизнь мусора на свалке условно можно разделить на четыре главных фазы. Во время первой фазы аэробные бактерии — бактерии, которые способны жить и развиваться в присутствии кислорода, — расщепляют все длинные молекулярные цепочки углеводов, белков, липидов, из которых состоит органический мусор, то есть, в основном пищевые отходы. Главный продукт этого процесса — углекислый газ, а также азот (количество которого постепенно снижается в течение жизни свалки). Первая фаза продолжается до тех пор, пока в мусоре остается достаточно кислорода, и она может занимать месяцы или даже дни, пока мусор относительно свеж. Содержание кислорода сильно варьируется в зависимости от степени спрессованности мусора и от того, насколько глубоко он захоронен.

Вторая фаза начинается, когда весь кислород в мусоре уже использован. Теперь главную роль играют анаэробные бактерии, которые превращают вещества, созданные их аэробными коллегами, в уксусную, муравьиную и молочную кислоту, а также в спирты — этиловый и метиловый. Среда на свалке становится очень кислотной. По мере того, как кислоты смешиваются с влагой, это высвобождает питательные вещества, делая азот и фосфор доступными для многоликого сообщества бактерий, которые в свою очередь интенсивно вырабатывают углекислый газ и водород. Если свалка будет потревожена или в толщу мусора каким-то образом проникнет кислород, все возвращается к первой фазе.

Третья фаза в жизни свалки начинается с того, что определенные разновидности анаэробных бактерий начинают перерабатывать органические кислоты и формировать ацетаты. Этот процесс делает среду более нейтральной, что создает условия для бактерий, продуцирующих метан. Бактерии-метаногены и бактерии, вырабатывающие кислоты, формируют взаимовыгодные отношения: «кислотные» бактерии вырабатывают вещества, которые потребляют метаногены, — углекислый газ и ацетаты, которые в больших количествах вредны для самих кислотопродуцирующих бактерий.

Четвертая фаза — самая длинная — начинается, когда состав и уровень производства газов на свалке становится относительно стабильным. На этой стадии свалочный газ содержит от 45 до 60 процентов метана (по объему), от 40 до 60 процентов — углекислого газа, и от 2 до 9 процентов других газов, в частности, соединений серы. Эта фаза может продолжаться примерно 20 лет, но даже через 50 лет после того, как на свалку перестали привозить мусор, она продолжает выделять газ.

 

Динамика объема различных газов, выделяемых мусором в зависимости от времени

Метан и углекислый газ — главные продукты разложения мусора, но далеко не единственные. В репертуар мусорных полигонов входят сотни разнообразных летучих органических веществ. Ученые, которые обследовали семь свалок в Британии, обнаружили в составе свалочного газа около 140 различных веществ, в том числе алканы, ароматические углеводороды, циклоалканы, терпены, спирты и кетоны, соединения хлора, в том числе хлорорганические соединения, такие как хлорэтилен.

Что может пойти не так

Завкафедрой экологического мониторинга и прогнозирования РУДН Марианна Харламова объясняет, что точный состав свалочного газа зависит от множества факторов: от времени года, от соблюдения технологий при строительстве и эксплуатации полигона, от возраста свалки, от состава мусора, от климатической зоны, от температуры воздуха и влажности.

«Если это действующий полигон, если продолжаются поступления органического вещества, то состав газа может быть очень разный. Там может идти, например, процесс метанового сбраживания, то есть в атмосферу попадает, в основном, метан, затем углекислый газ, аммиак, сероводород, могут быть меркаптаны, серосодержащие органические соединения», — говорит Харламова.

Самыми токсичными из главных компонентов выбросов являются сероводород и метан — именно они в больших концентрациях могут вызывать отравления. Однако, отмечает она, человек способен чувствовать сероводород в очень небольших концентрациях, которые еще очень далеки от опасных, поэтому если человек чувствует запах сероводорода — это еще не значит, что ему немедленно угрожает отравление. Кроме того, при горении мусора могут выделяться диоксины — значительно более токсичные вещества, которые, однако, не оказывают немедленного действия.

Технология эксплуатации мусорных полигонов предполагает, что свалочный газ собирается с помощью системы дегазации, затем его очищают от примесей и сжигают в факелах, либо используют в качестве топлива. Харламова отмечает, что сжигание неочищенного свалочного газа, как это делалось, например, на полигоне Кучино, может создать множество новых проблем с токсичными продуктами горения.

«В этом случае образуется, например, диоксид серы (при горении сероводорода), и другие токсичные сернистые соединения. При нормальной утилизации газа необходимо сначала очистить его от соединений серы», — говорит она.

Еще одна угроза возникает, когда в толще мусора начинается сильный разогрев, пожар без доступа воздуха, похожий на торфяной. В этом случае свалка резко меняет свой репертуар, в выбросах в большом количестве появляются альдегиды, полиароматические углеводороды, хлорированная полиароматика. «При этом возникает характерный запах. Обычный запах свалки — это запах гниения, который дают сероводород и меркаптаны. В случае пожара начинает пахнуть жареной картошкой — это запах фтороводорода, который образуется при горении», — объясняет Харламова.

По ее словам, иногда пытаются прекратить поступление в атмосферу свалочного газа, закрывая полигон сверху пленкой, а затем слоем земли. Но это создает дополнительные проблемы: «При гниении образуются пустоты и возникают провалы грунта, кроме того, пленка не пропускает воду, а значит сверху будут возникать болота», — говорит она.

Главный источник проблем со свалками, отмечает Харламова — пищевые и органические отходы. Именно они в основном создают условия для «производства» метана и сероводорода. Без пищевых отходов мусор намного лучше поддается сортировке и переработке. «Если бы нам удалось организовать систему сбора мусора так, чтобы органика не попадала на полигоны ТБО, это решило бы большую часть проблем со свалками, которые возникают сегодня», — считает ученый.

Сергей Кузнецов

Плазменная переработка мусора: плюсы и минусы — Netmus. Нетмус

22 июля 2021

Развитие технологий во всем мире и в том числе в России, оказывает значительное влияние на улучшение качества жизни человека. Но, одновременно с этим, приходит новая степень ответственности, а конкретно – разумная утилизация отходов, которых с каждым годом становится все больше. Ежегодный прирост твердых отходов во всем мире составляет примерно 3%, что, по мнению ученых, составляет приблизительно 60 млн.тонн в год.

Такой привычный всем способ как захоронение ТКО и отходов производств на мусорных полигонах, уже давно изжил себя. Кроме этого, не стоит забывать про неэкологичность данного способа и вредное влияние на грунт, воду и атмосферу. 

Учитывая катастрофический рост объемов отходов, необходимо искать новые пути как утилизировать мусор с минимальным вредом для окружающей среды. И сегодня этот путь – плазменная переработка мусора, об особенностях которой мы поговорим далее в нашем материале.

Плазменная газификация — экскурс в историю

Прежде чем мир увидел возможность утилизировать ТКО при помощи плазменной газификации, на территории многих европейский стран, США и России использовался метод инсинерации или попросту — сжигания мусора. 

Как показала многолетняя практика, инсинерация далеко не такой безобидный способ избавления от мусорных завалов, как может показаться на первый взгляд. Несмотря на всевозможные системы фильтрации мусоросжигающих заводов, в атмосферу продолжают поступать опасные для жизни и здоровья человека соединения, такие как диоксины, фураны и другие. Кроме этого, шлак и зольный остаток, получаемые в ходе сжигания, также токсичны и требуют дальнейшей утилизации.

Появление новых проблем требует поиска новых решений, поэтому в ходе совместной работы российских, украинских и израильских ученых, был создан метод плазменной газификации.

Родилась идея в стенах Института атомной энергии имени Курчатова, но первая установка по плазменной переработке была открыта в 2010 году, на территории Израиля, неподалеку от города Кармиэль.

Сегодня установки плазменной переработки мусора успешно работают во многих странах мира, позволяя практически безопасно утилизировать все категории твердых отходов.

Принцип работы плазменной установки

Принцип работы плазменной установки заключается в воздействии на отходы экстремально высоких температур не ниже 1200°С, при изолировании кислорода, создании оптимального давления и обработки массы отходов потоком низкотемпературной плазмы.

Строгое соблюдение температурных режимов позволяет избегать появления в процессе утилизации в синтез-газе жидкой фракции, смолы, которая образовывается при обработке отходов на температурах ниже.

Кроме этого, применение экстремально высоких температур позволяет достигать показателей полного разрушения токсичных или сложноразлагаемых составляющих отходов, а также исключать синтез особо токсичных веществ.

Плазменная установка состоит из таких узлов:

• шахты загрузки,
• реактора-газификатора,
• генератора плазмы, к которому подключены системы питания,
• дожигателя,
• системы охлаждения,
• системы очистки газа.

Принцип работы завода плазменной газификации можно описать следующим образом: 

1. В шахту загрузки помещаются отходы. Подача производится через герметичный шлюз накопления, скорость и объем поступления отходов регулируются.
2. В реакторе происходит подача воздуха и водяного пара, после чего смесь подлежит обработке потоком низкотемпературной плазмы.
3. Поступление сигаза с нижней части камеры реактора, осуществляется непрерывно. 
4. Полученный синтез-газ, далее может быть отправлен на сжигание в газовую котельную установки, либо в квенчер и после подвергнуться очистке и фильтрации. 
5. После очистки, синтез-газ отправляется в компрессор, далее происходит отделение влаги, фильтрация и поступление в газовую турбину.
6. Зольный остаток и некоторые несгораемые элементы поступают на дно резервуара с водой, где происходит остывание шлака и последующее его извлечение.

Для непрерывной работы завода плазменной газификации необходимо постоянное поддержание струи плазмы, а также периодическое поступление воздушно-паровой смеси и контроль уровня отходов в реакторе, по мере преобразования их в синтез-газ.

Преимущества и недостатки плазменной газификации

Сравнивая метод плазменной газификации с другими технологиями переработки отходов, стоит выделить основные преимущества первой, к ним относятся:

• Процесс переработки осуществляется при экстремально высоких температурах — более 1200°С, в связи с чем происходит разложение органических и неорганических отходов, без выделения в атмосферу токсичных опасных диоксинов и фуранов. Выделение опасных веществ минимально, благодаря воздействию плазменных потоков и специальной конструкции реакторов.
• Плазменная газификация на данный момент единственная технология, при помощи которой становится возможным максимально утилизировать отходы с примесей, а также отходы, которые относятся к категории опасных (ртуть, кадмий, свинец, ксенон, циан). 
• Метод плазменной газификации, в отличи от других, не требует тщательной сортировки мусора с разделением на фракции перед утилизацией. Единственный процесс который отходы должны пройти, это предварительное выделение из общей массы камней, кирпичей и металлических составляющих.
• В процессе утилизации не происходит выщелачивание, благодаря тому что отходы прежде чем попасть в реактор, сушатся и измельчаются.
• Плазменная переработка представляет собой закрытый процесс, без необходимости складирования отходов. Поступающий мусор сразу отправляется на утилизацию, а не хранится дожидаясь своего времени.
• Плазменная переработка мусора — это двойная выгода, так как происходит безопасное уничтожение отходов, а полученную энергию возможно использовать не только для работы станции, но также для нужд населения.
• В результате утилизации, из отходов получают твердый остаток. Объем полученного шлака составляет примерно десятую часть от изначального количества мусора. Данный материал возможно использовать в строительстве, так как он экологически безопасен и обладает необходимой прочностью.
• Для работы предприятия нет необходимости набирать большой штат сотрудников. 
• Благодаря тому, что в данном методе нет необходимости обработки и выщелачивания отходов, мусор не хранится в ожидании своего часа, есть возможность значительно сократить площадь земли, которая занимает оборудование по переработке, по сравнению с другими технологиями.
• Несмотря на сложность метода, плазменная установка не занимает много места.

Кроме массы преимуществ, технология газификации имеет несколько недостатков, о которых также стоит упомянуть.

• Работа плазменного генератора требует достаточно много затрат на электроэнергию. Но, учитывая что установка может обеспечивать этой энергией себя самостоятельно, данный пункт сложно признать недостатком.
• С целью лучшей газификации можно измельчать отходы до размеров менее 100 мм до того как они поступят в распределитель. Данная рекомендация не является обязательным условием работы установки.
• Применение данного метода предполагает полное уничтожение той категории мусора, которую возможно использовать в качестве вторичного сырья. Ситуацию можно решить, при организации на территории страны раздельного сбора ТКО на бытовом уровне. Это позволит максимально использовать полезные вторичные ресурсы для переработки, и полностью утилизировать опасные или неперерабатываемые отходы, производя из них энергию.
• Затраты на приобретение оборудования и его работу выше, чем при остальных методах утилизации мусора, поэтому и срок, когда оно окупится, будет дольше. Опыт работы таких установок позволяет прогнозировать примерный срок, через сколько окупится их приобретение и он составляет примерно 4 года.

Как видно, преимуществ у данного метода существенно больше, чем недостатков. Хочется верить, что на территории Российской Федерации плазменная переработка отходов вскоре станет привычным и обыденным делом, позволяющим не только эффективно и безопасно избавляться от гор мусора, но также производить из ТКО энергию, топливный газ и полезный в строительстве зольный остаток.

 

Получение синтез-газа из древесных отходов | Зайченко

1. Леса, лесные ресурсы и лесоуправление в Российской Федерации. Справочный документ. Москва, 2012. 48 с.

2. Гелетуха Г.Г., Железная Т.А. Обзор технологий газификации биомассы // Экотехнологии и ресурсосбережение. 1998. № 2. С.21-29.

3. V.V. Kosov, V.F. Kosov, I.L. Maikov et al. In: High calorific gas mixture produced by pyrolysis of wood and peat: proc. // 17th European Biomass Conference and Exhibition, Hamburg, Germany, 29 June — 3 July 2009. P.1085-1088.

4. Кислицын А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы. М.: Лесная промышленность, 1990. 313 с.

5. Dayton D. A Review of the Literature on Catalytic Biomass Tar Destruction // Milestone Completion Report. NREL/TP-510-32815. National Renewable Energy Laboratory. USA, 2002.

6. Snehalatha K. Chembukulam, Arunkumar S. Dandge, Narasimhan L. Kovilur et al. // Chem. Prod. Res. Dev. 1981. V. 20. P.714-719.

7. Батенин В.М., Бессмертных А.В., Зайченко В.М. и др. // Теплоэнергетика. 2010. № 11. С.36-42.

8. Батенин В.М., Зайченко В.М., Косов В.Ф и др. Пиролитическая конверсия биомассы в газообразное топливо // Доклады Академии наук. 2012. Т. 446. № 2. С.179-182.

9. Зайченко В.М., Косов В.Ф., Майков И.Л., Лавренов В.А. Экспериментальные и теоретические исследования процесса термического разложения биомассы // Матер. VI Школы молодых ученых им. Э.Э. Шпиль райна «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов». Махачкала, 23-26.09.2013. Махачкала: ИП Овчинников, 2013. С.215-223.

10. Kosov V.F., Lavrenov V.A., Zaichenko V.M. // Journal of Physics: Conference Series. 2015. V. 653. 012 031.

11. Люпис К. Химическая термодинамика материалов: Пер. с англ. Под ред. Н.А. Ватолина, А.Я. Стомахина. М.: Металлургия, 1989. 503 с.

В Швеции мусор обогревает дома, приводит автобусы в движение и заправляет такси.

LINKOPING, Швеция. В огромной комнате, заполненной мусором, гигантская механическая клешня тянется вниз и захватывает пять тонн мусора. Когда техник в диспетчерской управляет паукообразным краном, коготь сбрасывает гниющий урожай по 10-этажной шахте в котел, температура которого превышает 1500 градусов по Фаренгейту. Зловонный запах исходит от пластиковых пакетов для мусора, выброшенных сотнями тысяч домов.

Процесс продолжается 24 часа в сутки, чтобы помочь заправить эту электростанцию, управляемую Tekniska Verken, муниципальной государственной компанией в Линчёпинге, городе в 125 милях к югу от Стокгольма.Это одна из 34 шведских электростанций, использующих отходы в энергию. Вместо угля или газа эта электростанция сжигает мусор.

«Мы не рассматриваем это как отходы», — сказал Клас Густафссон, вице-президент компании. «Мы максимально используем энергоемкость отходов».

По данным компании, четыре тонны мусора содержат энергетический эквивалент одной тонны нефти, 1,6 тонны угля или пяти тонн древесных отходов.

Швеция известна тем, что значительно сокращает количество мусора, отправляемого на свалки.По данным шведской ассоциации по управлению и переработке отходов Avfall Sverige, менее 1 процента бытовых отходов в этой скандинавской стране попадает на свалки.

Около 49 процентов бытовых отходов перерабатывается, и примерно 50 процентов мусора сжигается на таких электростанциях, как эта. Тепло преобразуется в пар, который вращает турбины для выработки электроэнергии так же, как обычные электростанции, сжигающие уголь или газ.

Мусор составляет небольшую часть общего энергоснабжения Швеции; гидро- и атомная энергия вырабатывает около 83 процентов электроэнергии Швеции, а ветер вырабатывает еще 7 процентов.

Но мусор обеспечивает большую часть тепла в холодные месяцы почти 10 миллионам жителей страны. По данным Avfall Sverige , энергия от мусора равна потребности в отоплении 1,25 миллиона квартир и электроэнергии для 680 000 домов.

Обычные электростанции обычно имеют большие градирни, которые рассеивают избыточное тепло, поэтому полностью используется только около 40 процентов энергии. Завод в Линчёпинге, работающий на мусоре, вырабатывающий электричество и нагревает воду для домашнего и коммерческого использования, потребляет 90 процентов всей энергии.Это обеспечивает горячую воду для ванных комнат, кухонь и центрального радиаторного отопления.

Эта централизованная система «централизованного теплоснабжения» обогревает многие здания в Швеции. Система была построена на протяжении десятилетий планирования, начиная с конца 1950-х годов . «Это не то, что вы делаете в одночасье», — сказал Ронни Арнберг, руководитель проекта Шведского института экологических исследований IVL в Стокгольме.

У заводов по сжиганию мусора есть свои недостатки, такие как выбросы, как у обычных электростанций, работающих на природном газе и угле.

Однако количество метана, образующегося из органических отходов на свалках, уменьшается. Это важно. В краткосрочной перспективе метан примерно в 72 раза более мощный парниковый газ, чем углекислый газ.

С 2002 по 2005 год Швеция запретила вывоз органических и горючих отходов (например, бумаги) на свалки. Это заметное изменение по сравнению с четырьмя десятилетиями назад. В 1975 году каждый житель Швеции перерабатывал в среднем 18 килограммов, около 40 фунтов, отходов на человека по сравнению с примерно 357 фунтами в 2016 году. Тогда каждый житель также производил около 430 фунтов мусора, который отправлялся на свалки, по сравнению с примерно 6 .6 фунтов в 2016 году, по данным Avfall Sverige.

Наряду с сокращением свалок, сторонники говорят, что использование мусора в качестве источника энергии также снижает сжигание ископаемого топлива, извлекаемого из земли и отправляемого по всему миру с использованием еще большего количества ископаемого топлива.

По оценкам Tekniska Verken, ее операции по сжиганию мусора в прошлом году позволили избежать выбросов эквивалента 467 000 тонн углекислого газа.

«Энергия из отходов — разумное краткосрочное решение», — сказал Оуэн Гаффни, директор по международным СМИ и стратегии Стокгольмского центра устойчивости, который проводит экологические исследования.«Он менее углеродоемкий, чем уголь, и он использует ресурсы более эффективно, чем просто закидывать их на свалку, где они все равно разлагаются и выделяют парниковые газы».

Помимо тепла и электричества, Tekniska Verken ежегодно производит метановый биогаз из 100 000 тонн пищевых и органических отходов. Они сообщают, что на этом биогазе работают более 200 городских автобусов в округе, а также парк мусоровозов, а также некоторые такси и частные автомобили.

Весь процесс демонстрируется на предприятии по сортировке мусора, где мешки для мусора проносятся мимо на конвейерных лентах.Цифровые цензоры обнаруживают специальные зеленые пакеты для органических отходов. Машины отбрасывают их на другую конвейерную ленту, чтобы перевезти их на ближайшую биогазовую установку. Машины разрывают пластиковые пакеты, а органические отходы фильтруются в массивный металлический чан. Биогазовый варочный котел будет производить метан, который в конечном итоге очищается, очищается от углекислого газа и затем распределяется на заправочные станции Линчёпинга.

Однако электростанции, работающие на мусоре, не являются чистым источником энергии. Некоторые оппоненты заявляют, что эти электростанции — «ложное решение», которое помогает отмыть грязное сжигание.

«Процесс сжигания мусора по своей природе загрязняет окружающую среду», — сказала Лия Келли, старший юрист некоммерческой организации Environmental Integrity Project, расположенной в Вашингтоне. «Вы можете установить на мусоросжигательной установке самые современные средства борьбы с загрязнением так же, как на угольную электростанцию, но это не сделает ее чистой».

Дымовые газы оставляют после себя тяжелые металлы и другие токсины, которые составляют около 4 процентов остатков, согласно отчету Avfall Sverige.

Его необходимо очищать во время периодического технического обслуживания, а также безопасно обрабатывать и утилизировать.Остатки дымовых газов электростанции Текниска Веркен хранятся в заброшенной известковой шахте в Норвегии. Другой остаток, называемый шлаком, состоящий из остатков стекла, фарфора, гравия и других материалов, может использоваться для покрытия свалок и строительства дорог.

Критики также предупреждают, что эти электростанции препятствуют сокращению и переработке отходов, а также отвлекают от инвестиций в возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая.

Тем не менее, Швеция увеличивает переработку отходов. В 2011 и 2011 годах в стране было переработано около 1,4 миллиона тонн отходов.6 миллионов тонн в 2015 году. Страна также увеличивает мощность ветровой и солнечной энергии в рамках своей цели к 100-процентному использованию возобновляемых источников энергии к 2040 году и к нулевым чистым выбросам парниковых газов к 2045 году.

Какими бы высокими ни были эти цели, Швеция идет — сказал г-н Гаффни из Стокгольмского центра устойчивости. «Это вполне реально», — сказал он.

Помимо внутреннего производства, Швеция также ежегодно импортирует мусор из Норвегии и Великобритании для использования в качестве топлива для электростанций. Эти страны платят Швеции за то, чтобы они принимали их мусор, потому что это может быть дешевле, чем платить налоги за захоронение мусора, — сказал г-н.- сказал Виквист. В Швеции еще не закончился мусор, который нужно сжигать, но было построено больше заводов, использующих доступный источник топлива.

Энергия из отходов процветает и в других местах. Япония уже сжигает до 60 процентов своих твердых отходов. Согласно отчету Всемирного энергетического совета, Китай более чем вдвое увеличил свои мощности по переработке отходов в энергию с 2011 по 2015 год.

Сжигание мусора для получения энергии кажется особенно практичным для крупных развивающихся стран, в которых отсутствуют современные системы удаления мусора, где мусор представляет огромную угрозу для окружающей среды и здоровья.

В развивающихся странах мусор обычно вывозят на горные свалки, где метан вызывает пожары. На таких площадках часто отсутствует бетонная или пластмассовая облицовка, которая есть на современных «санитарных свалках», и они могут вымывать токсины в почву или воду. Свалки мусора также представляют серьезную опасность для бедняков, которые собирают мусор, чтобы вручную собрать вторсырье.

Другая проблема заключается в том, что развивающимся странам с теплым или тропическим климатом не нужно будет отапливать дома энергией, полученной от электростанций, работающих на мусоре.Но г-н Арнберг из IVL, который консультировал энергетические проекты по всему миру, сказал, что тепло можно использовать другим способом. Например, тепло может использоваться в таких отраслях, как бумажные фабрики, предприятия пищевой промышленности, кирпичные печи или мыловаренная фабрика, расположенная поблизости.

Создание крупных и эффективных инфраструктурных проектов требует хорошего управления и разумной деловой практики. Сбор отходов требует организованной инфраструктуры и логистики. И что немаловажно, граждане необходимо информировать о правильной утилизации отходов.

«Если у вас есть граждане, которые не знают, как пользоваться системой, — сказал г-н Арнберг, — неважно, сколько вы вкладываете».

Оптимальное использование мусорного газа

Дункан Грэм-Роу

Энергия от свалок

Метан, образующийся при гниении мусора на свалках, мог бы внести гораздо больший вклад в мировое энергоснабжение. Новый способ сбора газа должен означать, что многие свалки, которые до сих пор считались слишком маленькими для производства годного для использования количества газа, смогут обеспечить его жизнеспособные поставки.

Только в Европе свалка может производить до 94 миллиардов кубометров метана ежегодно. Однако, по данным энергетического управления Европейской комиссии, только около 1% из них используется. Остальная его часть уходит в отходы, поскольку операторы свалки сжигают ее, чтобы предотвратить накопление опасных количеств горючего газа.

Помимо потерь энергии, сжигание метана приводит к выбросу загрязняющих веществ в окружающую среду. Это вызвано примесями в метане и низкой температурой факела, говорит Грег Миллер, который в 1998 году основал фирму SusBus в Дареме, Великобритания, для поиска способов использования метана из свалочного газа в качестве топлива для автобусов.

Метан образуется на свалке при разложении органических отходов в отсутствие кислорода. На некоторых свалках газ собирается и используется для питания транспортных средств или обогрева близлежащих зданий. До сих пор это было практично только для свалок, производящих большие объемы метана. Но Виктор Попов из Технологического института Уэссекса в Саутгемптоне, Великобритания, говорит, что простые модификации существующих свалок позволят извлекать метан из любого места.

Кислород не требуется

Метан обычно добывается путем погружения труб или скважин на свалку и откачивания газа.Но если окружающая среда негерметична, высасывание метана также приводит к засасыванию воздуха. Его не только сложно отделить от метана; это также означает, что производство метана замедляется. «Вам не нужен кислород, потому что это может помешать анаэробному пищеварению», — говорит Попов. В результате единственные свалки, подходящие для добычи метана, — это те, которые достаточно большие и глубокие, чтобы ограничить проникновение воздуха.

Попов предлагает покрыть свалки мембраной, предотвращающей загрязнение воздуха метаном.Мембрана состоит из трех слоев & двоеточия; средний проницаемый слой, зажатый между двумя относительно непроницаемыми слоями, который, вероятно, будет состоять из глины.

План состоит в том, чтобы закачать диоксид углерода, который сам может быть извлечен из свалочного газа, в проницаемый слой, чтобы давление CO ₂ было немного выше атмосферного. Это создает барьер, предотвращающий попадание воздуха на свалку. Поскольку метан всасывается из земли, CO ₂ , в свою очередь, всасывается на полигон через мембрану.

«Это гениальное решение», — говорит Миллер. «Самый большой камень преткновения при получении этого метана — удалить азот», — говорит он. Наибольший потенциал этой новой системы находится в Северной Америке, где свалки по-прежнему являются обычным способом утилизации мусора. В Европе долгосрочный план предусматривает постепенный отказ от свалок, хотя это вряд ли произойдет в ближайшее время.

Но даже когда мусор больше не будет закапывать на свалки, старые свалки останутся источниками энергии.«После закрытия полигон будет продолжать производить метан в течение 15-20 лет», — говорит Попов.

Справка журнала & двоеточие; Возобновляемая энергия (т. 30, стр. 1021)

Как получить прибыль от гниющего мусора — ScienceDaily

Свалки могут получать прибыль от всех своих гниющих отходов, а новый патент объясняет, как извлечь максимальную пользу из вонючих мусорных свалок.

При разложении мусора образуется метан, свалочный газ, который можно использовать для производства электроэнергии или тепла.Поскольку метан является парниковым газом, и большинство свалок не производят его в достаточном количестве, чтобы окупить производство энергии, многие свалки сжигают или сжигают метан, чтобы вредный газ не попал в атмосферу.

Но процесс, изобретенный Расселом Чианелли, доктором философии, профессором химии Техасского университета в Эль-Пасо, показывает, как свалки могут увеличить производство метана, чтобы получить прибыль.

«Мы тратим ценный метан, сжигая его», — сказал Кианелли.«Этот процесс может помочь свалкам производить много электроэнергии, чтобы получать прибыль, продавая ее обратно электроэнергетической компании».

Запатентованный процесс включает улавливание и переработку выхлопных газов, образующихся при выработке электроэнергии с использованием метана со свалок. Газ можно использовать для обогрева свалки и обеспечения дополнительной влажности — условий, которые могут увеличить общее производство метана на свалке. Углекислый газ, обнаруженный в захваченном выхлопном газе, также будет выделять дополнительный метан после его повторного использования на полигоне.

Изобретение продвигает этот процесс повышения метана еще дальше, предлагая использовать часть рециркулируемого выхлопного газа для выращивания водорослей.

Кианелли объяснил: «Метан на свалках делают организмы, которые питаются разлагающимися отходами. Поэтому нам нужно еще больше накормить их для большего производства метана».

Половину выращиваемых водорослей можно выкачать на свалку для дальнейшего увеличения выхода метана, в то время как другая часть водорослей может быть использована для создания биодизельного топлива.

«Что в этом хорошего, так это то, что это чистый процесс», — сказал Кианелли. «Ничего не пропадает, это система с нулевым сбросом».

Патент (№ 8,956,854), получивший название «процесс повышения содержания метана на свалках», был выдан Управлением США по патентам и товарным знакам 17 февраля 2015 г.

История Источник:

Материалы предоставлены Техасским университетом в Эль-Пасо . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Преимущества мусоровозов, работающих на природном газе

Как мусоровозы, работающие на природном газе, могут изменить жизнь вашего сообщества

Одной из самых горячих тем в отрасли грузоперевозок сегодня является развивающаяся тенденция использования грузовиков, работающих на природном газе, и мусоровозы не исключение. Подумайте, сколько топлива расходуется почти каждый день на каждый мусоровоз в каждом городе. Согласно отчету INFORM, Inc. * ежедневно примерно 179 000 мусоровозов обслуживают более 75 миллионов домов, 7 миллионов предприятий и 100 000 государственных организаций в Соединенных Штатах.Зная, что использование двигателей, работающих на природном газе, снижает выбросы парниковых газов (ПГ) до 20%, подумайте о влиянии, которое увеличение количества мусоровозов, работающих на природном газе, может оказать только на окружающую среду.

INFORM, Inc. описала каждое из основных преимуществ мусоровозов, работающих на природном газе. Эти преимущества включают сокращение загрязнения воздуха, шума и загрязнения воды.

• Загрязнение воздуха: Когда вместо дизельных грузовиков используются мусоровозы, работающие на природном газе, INFORM, Inc.обнаружили резкое снижение уровня загрязнителей воздуха. Например, содержание твердых частиц было уменьшено на 67-94%, оксидов азота — на 32-73%, а содержание неметановых углеводородов — на 69-83%.
• Шум: Мусоровозы, работающие на природном газе, также намного тише, чем грузовики с дизельным двигателем. В частности, на 50% -98% тише в зависимости от того, где вы стоите в грузовике или вокруг него.
• Загрязнение воды: Исследования показывают 100% снижение содержания органических веществ при сравнении мусоровозов, работающих на природном газе, и дизельных мусоровозов.

Мусоровозы, работающие на природном газе, не только положительно влияют на окружающую среду, но и положительно влияют на ваш кошелек. Тампа, штат Флорида, является прекрасным примером одного города, который пользуется всеми экономическими преимуществами, которые могут предложить мусоровозы, работающие на природном газе. Согласно статье ** в газете Tampa Tribune, только в прошлом году город Тампа потратил 1,6 миллиона долларов на топливо. Стремясь сэкономить деньги налогоплательщиков, в прошлом году город инвестировал в строительство 5 мусоровозов, работающих на природном газе, с целью к началу 2015 года избавить 12 процентов городских мусоровозов от дизельного топлива.Поскольку в настоящее время природный газ стоит примерно на 1,50–2 доллара США за галлон дизельного топлива меньше, чем дизельное топливо, мусоровозы, работающие на природном газе, имеют больше смысла, чем грузовики с дизельным двигателем для таких городов, как Тампа, которые стремятся повысить эффективность.

Некоторые отказываются от услуг, например, Waste Management, предлагая предприятиям дополнительные возможности для повышения эффективности. Эти компании превращают свалочный газ в пригодное для использования СПГ-топливо, которое даже более экономично, чем общедоступное СПГ-топливо. Варианты недорогого топлива в сочетании с грузовиками, работающими на природном газе, могут позволить паркам мусоровозов работать с максимальной эффективностью.

Что еще узнать о том, как мусоровозы, работающие на природном газе, могут улучшить ваш парк? Связаться с нами.

* «Факты об озеленении мусоровозов: новые технологии для более чистого воздуха», INFORM, Inc.
** «Тампа переходит на природный газ в качестве топлива для городского автопарка», — The Tampa Tribune. 6 апреля 2014 г.

Три свалки в Центральной Флориде входят в число крупнейших в стране источников выбросов сильного парникового газа. Но цифры могут быть мусором — Новости Центральной Флориды — Окружающая среда

В конечном итоге мусор, такой как кухонные отходы и дворовые отходы, будет гнить и разлагаться, образуя свалочный газ, который в значительной степени состоит из метана, парникового газа, более мощного, чем углекислый газ.Фото Эми Грин (WMFE)

ORLANDO, Fla. _ Одинарный триггер. Пустой пакет для бутербродов Chick-fil-A. Матрас. Кроссовки темно-синие на белой подошве. Маленький оранжевый надувной шарик.

Мусор разбросан среди сугробов земли высотой до бедра, используется для захоронения грязных, изношенных от непогоды предметов на полигоне Ориндж Каунти и предотвращения вторжения насекомых, крыс и свиней. Бульдозеры разглаживают грязь, а тракторные прицепы доставляют еще больше мусора. Вверху кружат грифы и чайки.Рядом приземляется белоголовый орлан.

«Все, что вы увидите в реальном мире, вы увидите здесь», — говорит Дэвид Грегори, менеджер отдела твердых отходов Департамента коммунальных услуг округа Ориндж. «Потому что, когда люди выбрасывают вещи, это происходит именно здесь».

По данным Агентства по охране окружающей среды, свалки, подобные этой, на окраине Орландо, являются одними из крупнейших в стране источников метана, парникового газа, гораздо более мощного, чем углекислый газ, и одного из основных источников глобального потепления.В основополагающем отчете Организации Объединенных Наций, опубликованном в мае, говорится, что немедленное сокращение выбросов метана — это лучший и самый быстрый шанс для нашей планеты замедлить изменение климата. Свалки выбрасывают метан при разложении органических отходов, таких как пищевые отходы, древесина и бумага.

Но проблемы с обузданием метана огромны, начиная даже с количественной оценки того, сколько отходов остается на свалках. Промышленные операторы настаивают на том, что EPA переоценивает выбросы. Тем не менее, независимые исследования, посвященные выбросам со свалок в Калифорнии, и ведущий эксперт EPA по метану говорят, что EPA значительно недооценивает метан со свалок.

EPA «занижает выбросы метана со свалок в два раза», — говорит Сьюзан Торнелоу, старший инженер-химик в EPA, которая работала над методами оценки метана в агентстве с 1980-х годов.

Частично проблема может заключаться в том, что методы EPA для оценки выбросов метана на свалках устарели и ошибочны, говорит Торнело.

Райан Махер, поверенный из группы наблюдения за экологической целостностью, говорит, что выбросы метана на свалках — это «проблема, которой не уделяют должного внимания.”

«Мы основываем наши оценки выбросов на моделях, а не на прямых измерениях», — говорит Махер, который недавно провел исследование, которое показало, что выбросы метана на свалках в Мэриленде были в четыре раза выше, чем предполагалось в этом штате. «У нас есть возможность напрямую измерить эти выбросы. А нас просто не было «.

Ставки высоки для получения точной картины выбросов метана. Сокращение выбросов метана может почти сразу же обуздать изменение климата, потому что он остается в атмосфере в течение короткого времени, в отличие от углекислого газа, который задерживается на столетие и более.Свалки являются одним из трех основных источников загрязнения метаном человека, наряду с животноводством и нефтегазовой промышленностью. Соединенные Штаты являются третьим по величине источником метана в мире.

Администрация Байдена начала вводить в действие правило 2016 года в отношении метана со свалок, но оно сократит лишь небольшой процент выбросов. Тем не менее, согласно оценке ООН, резкое сокращение глобальных выбросов метана в этом десятилетии позволит избежать дополнительного потепления почти на 0,3 градуса Цельсия к 2040-м годам.Это может иметь большое значение для предотвращения повышения средней глобальной температуры выше 1,5 градуса Цельсия к середине века по сравнению с доиндустриальными временами и предотвращения наихудших последствий изменения климата, что является целью Парижского соглашения по климату.

«Сокращая выбросы метана, мы можем быстро уменьшить эффект атмосферного потепления», — говорит Джефф Чантон, климатолог из Университета штата Флорида, изучающий метан. «И нацеливание на свалки — отличное место для начала, потому что, настроив систему сбора газа и заставив ее работать на оптимальном уровне, вы получите много.Вы собираете больше метана, но не выбрасываете его в атмосферу ».

Дэвид Грегори говорит, что его отдел вышел за рамки правил и ограничил выбросы метана на полигоне Orange County Landfill. Он считает, что его отдел не использует оптимальное уравнение, чтобы передать шаги, предпринимаемые его отделом для снижения вредных для климата выбросов. Фото Эми Грин (WMFE)

Стоя на 140-футовой вершине мусорной свалки округа Ориндж, видна почти вся метро Орландо: высотные здания в центре города, диспетчерская вышка и взлетно-посадочные полосы международного аэропорта Орландо, а также надвигающиеся цилиндрические градирни Стэнтона. Энергетический центр.Он обеспечивает питание около 260 000 домов и предприятий в округах Ориндж и Оцеола, до 15 000 из них заправлены метаном с этой свалки.

Грегори ценит то, что происходит у него под ногами, гниение и разложение органических отходов, таких как кухонные отходы, бумага или испорченные консервы, а также биологические процессы, превращающие мусор в метан. Внутри мусора похоронена обширная перекрестная сеть из более чем 500 скважин, улавливающих метан из разлагающегося мусора. Скважины также предотвращают утечку огромного количества метана.

«У вас что-то подошло к концу», — говорит он о мусоре. «И одна из вещей, которые мы делаем здесь, на свалке, — это собираем этот газ и используем его для производства энергии».

EPA отслеживает более 2600 полигонов твердых бытовых отходов. Около 500 собирают метан для производства энергии. По оценкам агентства, еще около 500 человек могли бы с наименьшими затратами превратить метан в энергетический ресурс.

Подобные проекты могут сыграть ключевую роль в борьбе с наиболее серьезными последствиями изменения климата.

Но, несмотря на усилия операторов свалок на национальном уровне, большие объемы этого невидимого газа без запаха все еще утекают с этих площадок каждый год. Например, для всех выбросов, которые улавливает свалка округа Ориндж, дополнительно 32000 метрических тонн метана были выброшены с объекта в воздух в 2019 году, что сделало его третьим по величине источником выбросов метана со свалки в стране, согласно данным Самую свежую общедоступную информацию компания сообщила EPA. Это представляет собой большой, необъяснимый рост по сравнению с предыдущими годами: по данным EPA, округ Ориндж не входил в десятку крупнейших эмитентов за десятилетие до 2019 года.

Район округа Ориндж — не единственный объект в Центральной Флориде. По данным EPA, три свалки, входящие в десятку крупнейших в стране источников выбросов метана, находятся недалеко от Орландо. Их коллективные выбросы наносят вред климату в ближайшей перспективе, как и все 1,8 миллиона автомобилей и пикапов, зарегистрированных в трех округах, где расположены свалки.

Для округа Ориндж такой высокий рейтинг стал неожиданностью — неоправданной, как утверждают официальные лица. Лидеры местных сообществ гордятся своими инициативами в области устойчивого развития.Они считают, что система получения энергии из метана на полигоне является ключом к сокращению выбросов парниковых газов.

Грегори из

округа Ориндж говорит, что он переоценивает то, что округ сообщил EPA.

«Это не значит, что у нас есть измерение» выбросов метана, — говорит он. «Все основано на моделях. И именно здесь мы должны убедиться, что ничего не упускаем из виду ».

Пресс-секретарь крупнейшего в стране полигона с выбросами метана, объекта около Цинциннати, которым управляет Rumpke Waste & Recycling, также заявила, что рейтинг EPA вводит в заблуждение.

В электронном письме пресс-секретарь Аманда Пратт отклонила значения выбросов, о которых сообщила ее компания, как основанные на «теоретической скорости образования метана, рассчитанной с использованием данных, предоставленных объектом, и уравнений, выведенных Агентством по охране окружающей среды США».

На полигоне Ориндж Каунти похоронено около 500 скважин, в которых метан улавливается до того, как он выбрасывается в атмосферу. Вдали виден Энергетический центр Стэнтона. Фото Эми Грин (WMFE)

Цифры

EPA действительно могут быть ошибочными.

В отчете Национальной академии наук за 2018 год оценка EPA по выбросам метана со свалок была «низкой достоверностью» из-за неопределенностей и недостаточных измерений.В отчете сделан вывод, что метод агентства по оценке выбросов метана со свалок «устарел» и «никогда не проверялся на местах».

Кроме того, EPA допускает три различных способа, которыми отдельные операторы полигонов могут рассчитывать количество метана, которое они производят, и два разных способа расчета количества этого метана, выбрасываемого в атмосферу. В зависимости от того, какие методы выбирает оператор, расчетное количество выбросов метана может значительно варьироваться.

Торнело из

EPA помогла разработать текущий метод оценки, и, по ее словам, он «был разработан более 30 лет назад с использованием эмпирических данных для примерно 40 свалок».”

Ссылаясь на новое исследование, проведенное в Калифорнии, она пришла к выводу, что агентство недооценивает выбросы.

Операторы полигонов согласны с тем, что модели EPA ошибочны, но настаивают на том, что эти недостатки приводят к переоценке выбросов с их участков. В заявлении для NPR Дэвид Бидерман, исполнительный директор отраслевой группы Solid Waste Association of North America, сказал: «Модель основана на многих предположениях и не обновлялась, чтобы отразить изменения в секторе отходов, такие как снижение содержания органических веществ в поток отходов, который может привести к переоценке выбросов со свалок.”

Джин Богнер, почетный профессор Университета Иллинойса в Чикаго и соавтор отчета Национальной академии наук, называет методы EPA «беспорядком». Богнер, в частности, винит в недостатках методы, впервые разработанные Межправительственной группой экспертов по изменению климата, органом Организации Объединенных Наций.

«Методы должны развиваться вместе с наукой», — говорит Богнер. «По мере того, как мы переходим к более интенсивным стратегиям смягчения последствий изменения климата, становится все более и более важным понять, сколько метана выходит с конкретных свалок.Раньше вы могли помахать руками и сказать: «Это может быть приблизительное число», но сейчас нам нужны более точные цифры, чтобы руководствоваться стратегиями смягчения последствий для конкретных участков ».

В отчете национальных академий содержатся рекомендации по улучшению измерения метана, и EPA работает над решением тех, которые имеют отношение к агентству, сообщил представитель EPA в электронном письме.

В более широком смысле официальные лица EPA заявили, что они постоянно обновляют оценки. Агентство изучает научные исследования отходов со свалок, чтобы лучше информировать оценки агентства по выбросам метана, добавил пресс-секретарь.

Thorneloe говорит, что более совершенные измерительные технологии помогут сотрудникам EPA делать более точные оценки.

«Если мы собираемся выбрать конкретные источники для сокращения выбросов, нам нужно знать, что это за выбросы», — говорит Торнелоу. «Я пытаюсь разработать более эффективные методы тестирования, нежели те, на которые мы полагались в прошлом».

Представитель отрасли

Бидерман сказал, что «любые предлагаемые изменения в правилах должны быть технически осуществимыми и коммерчески доступными».

Улавливание метана на свалке является сложной задачей.По словам Чантона, ученого-климатолога из Университета штата Флорида, с водопроводом свалки многое может пойти не так. «Это очень уязвимо для сбоев», — говорит он. «Это требует много внимания».

Свалки

— это не фабрика, которая отправляет почти все выбросы через отдельные дымовые трубы. Свалки могут занимать сотни акров и протекать с разной скоростью из открытых участков или участков, которые были временно закрыты или окончательно закрыты и закрыты.

У операторов есть до пяти лет, чтобы начать улавливание метана из новых участков полигона, называемых ячейками.Но загрязнение метаном начинается гораздо раньше, говорит Мортон Барлаз, профессор и глава факультета гражданского строительства, строительства и охраны окружающей среды Университета штата Северная Каролина.

Способность собирать метан на свалках часто зависит от газовых скважин и от того, насколько эффективно работает система сбора. Операторы полигонов должны каждую ночь покрывать места захоронения отходов тонким слоем почвы или альтернативными материалами, такими как мульча или даже пластик. По словам Барлаза, некоторые из этих материалов более пористые, чем другие, что приводит к большему выбросу метана.

Погода тоже может сыграть роль. Дождь может способствовать производству большего количества метана и систем сбора паводковых газов, что делает их менее эффективными.

«Когда возникает ситуация, когда сбор газа затруднен, свалка будет выделять больше метана, чем может предполагать Агентство по охране окружающей среды», — говорит Шантон. Но хорошо управляемая система может собирать больше метана в своих колодцах, а также использовать переваривающие метан микробы в почвенном покрове свалки, чтобы помочь нейтрализовать парниковый газ до того, как он сможет уйти, добавил он.

Одна надежда на то, чтобы лучше контролировать выбросы метана, связана с НАСА и мониторингом свалок с самолетов или из космоса.

Райли Дурен — бывший инженер Лаборатории реактивного движения космического агентства в Калифорнии, а сейчас работает научным сотрудником в Университете Аризоны. Он также является главным исполнительным директором Carbon Mapper, нового некоммерческого консорциума. В апреле компания Carbon Mapper объявила о запуске «созвездия» спутников для измерения метана с партнерами, в числе которых НАСА, штат Калифорния, а также различные университеты и организации.

Это продолжение калифорнийского исследования, одобренного Торнело, которое в период с 2016 по 2018 год включало облет сотен калифорнийских источников метана, таких как нефтегазовые операторы, предприятия по переработке навоза и свалки. Исследование, опубликованное в 2019 году в журнале Nature, выявило то, что Дурен, ведущий автор, назвал небольшим, но значительным количеством «сверхизлучателей» метана. 40% из них — свалки.

«Некоторые из этих свалок выделяли огромное количество метана», что намного больше, чем сообщалось на свалках, — говорит Дурен.«Я говорю о тоннах метана в час».

Многие операторы свалок серьезно относятся к контролю над метаном, говорит Дюрен. Но массовые утечки происходят, когда системы улавливания газа отключены или рабочие устанавливают новые системы. «А в других случаях это результат неправильной практики управления с точки зрения того, как полигон управляет ежедневным укрытием», — говорит он.

Спутники могут помочь операторам полигонов быстро найти проблемы и исправить их, говорит Дурен. Эта работа очень важна, если Соединенные Штаты собираются выполнить обязательство администрации Байдена сократить расходы на U.S. выбросы парниковых газов на 50 процентов к 2030 году.

Сосредоточение внимания на супер-излучателях могло бы быть эффективным шагом. Дурен говорит: «Это меньший объем инфраструктуры… если мы сможем достичь цели, в ближайшие несколько лет может произойти резкое сокращение».

В мае EPA ввело в действие правило эпохи Обамы 2016 года, согласно которому существующие требования к системам сбора метана будут распространяться на 93 дополнительных полигона. Это снижает порог выбросов, когда на свалках необходимо устанавливать системы сбора газа.Принятие этого правила сократит выбросы метана со свалок примерно на 7 процентов в национальном масштабе.

Регулирующий орган также сообщил примерно 40 штатам с примерно 1600 полигонами, в которых отсутствуют утвержденные EPA планы по улавливанию свалочного газа, что им необходимо получить такой план, иначе агентство будет применять свои собственные.

Бидерман из Ассоциации твердых отходов Северной Америки сказал, что этот шаг EPA «должен привести к дальнейшему сокращению выбросов, продолжая тенденцию, в которую промышленность инвестировала в течение десятилетий.”

По мнению многих ученых и защитников, действия EPA далеко отстают от того, что необходимо для климата, и того, что возможно с существующими технологиями. Планы агентства мало повлияют на свалки, которые уже требовались для улавливания метана в соответствии со старым правилом, и EPA должно было еще больше снизить свой порог, требующий от систем улавливания для сокращения метана на небольших свалках, говорит Махер с Проектом экологической целостности.

В Мэриленде, например, официальные лица штата вводят нормативный акт о выбросах метана на свалках.Но если Мэриленд примет правила EPA, они будут «применяться только к четырем из 40 газовых свалок в штате», — говорит Махер.

Недавняя оценка метана ООН идет еще дальше. Он призывает положить конец практике отправки органических отходов, таких как пищевые отходы, на свалки. Вместо этого такие отходы следует направлять на предприятия по производству компоста или в специально разработанные варочные котлы, которые сокращают или лучше улавливают выбросы метана.

Метан, который улавливается на свалке округа Ориндж, перерабатывается на этом предприятии Комиссии по коммунальным предприятиям Орландо перед отправкой в ​​Stanton Energy Center.Фото Эми Грин (WMFE)

Со своей стороны, некоторые операторы свалок изо всех сил пытаются показать, почему рейтинг EPA неправильный, и объяснить, что они делают для сокращения своих выбросов.

На свалке Румпке около Цинциннати представитель компании Молли Йегер объяснила свой лучший рейтинг EPA, указав на вторую альтернативную модель выбросов, которую компания также использовала с некоторыми прямыми измерениями, которые дали более низкие оценки выбросов. Она сказала, что по умолчанию EPA выбрало большее число.Представитель EPA согласилась, что система отчетности по умолчанию использует большее из двух уравнений, но добавила, что операторы полигонов могут выбирать результаты другого уравнения, если они считают, что оно лучше отражает условия на полигоне.

Центральная Флорида — один из самых быстрорастущих регионов страны. В округе Бревард, на восточном побережье, не отставать от быстро растущего населения и объема мусора представляет собой сложную задачу по контролю за выбросами метана, говорит Томас Маллиган, заместитель директора Департамента по обращению с твердыми отходами округа Бревард.

«Я прекрасно знаю, что мы уже какое-то время находимся в первой десятке», — говорит Маллиган, который курирует полигон Бревард примерно в 45 милях к востоку от Орландо. «Это действительно сложно».

Как и другие представители отрасли, он считает, что методы отчетности EPA переоценивают выбросы. Но он также говорит, что округ Бревард мог бы сделать больше для сокращения выбросов со свалок. Например, округ может ускорить установку системы сбора газа на расширяющейся свалке, говорит он.

«Это вопрос денег на капитальный ремонт и вопрос времени», — говорит он.

Свалка JED, расположенная примерно в 54 милях к югу от Орландо в живописном районе Сент-Клауд, является частью национальной группы свалок, принадлежащей Техасской компании Waste Connection. Представители JED отклонили просьбу об интервью, но вице-президент по инженерным вопросам и устойчивому развитию Курт Шэнер сообщил в электронном письме, что компания ужесточает систему прикрытия полигона и расширяет сбор газа.

В округе Ориндж Грегори говорит, что пересчитывал выбросы на свалке и планировал подать обновленный отчет в EPA, используя альтернативные варианты, которые предоставляет агентство.

«Мы думаем, что наша надежная система, — говорит он, — и количество укрытий и тот факт, что у нас закрыто несколько ячеек для свалки… эти цифры резко уменьшатся».

Мусор грязный, но чистое ли это топливо?

ЛОС-АНДЖЕЛЕС (Рейтер) — Примерно в 45 минутах езды к северу от центра Лос-Анджелеса машина размером с небольшой грузовик сбрасывает тонны пищевых отходов, бумажных полотенец и другого домашнего мусора в сторону растущей 300-футовой кучи.

Рабочий несет мусорное ведро из кучи органических отходов на полигоне Сими-Вэлли и центре переработки отходов в Сими-Вэлли, Калифорния, 8 мая 2008 года.Мусор, мусор, как бы вы это ни называли, 1,6 миллиарда тонн мусора, выбрасываемого миром каждый год — 250 килограммов на человека — преподносятся как большой потенциальный источник чистой энергии. Поскольку обеспокоенность по поводу изменения климата обостряется, а цены на ископаемое топливо, такое как нефть и природный газ, взлетают до рекордных уровней, все больше компаний вкладывают средства в способы использования метана в домах и транспортных средствах. REUTERS / Гектор Мата

To Waste Management, которая управляет полигоном, это больше, чем просто гора мусора.Трубы, проложенные глубоко в насыпи, извлекают газ из гниющих отходов и отправляют его на завод, который превращает его в электричество.

Если не считать огромных колесных катков, которые едут по мусору на своей поверхности, он выглядит как обычный склон холма. И даже не пахнет. Тем не менее, он производит достаточно энергии, чтобы обеспечить электроэнергией 2500 домов в Южной Калифорнии.

Мусор, мусор, как бы вы это ни называли, 1,6 миллиарда тонн мусора, выбрасываемого миром каждый год — 250 килограммов на человека — рекламируются как большой потенциальный источник чистой энергии.

Поскольку обеспокоенность по поводу изменения климата усиливается, а цены на ископаемое топливо, такое как нефть и природный газ, стремительно подскакивают до рекордных уровней, все больше компаний вкладывают средства в способы использования метана в домах и транспортных средствах.

Во всем мире свалки, на которых собирают и захороняют бытовые отходы, являются одними из крупнейших производителей метана, газа, парниковый эффект которого в 21 раз хуже, чем у углекислого газа. Если вместо этого этот газ будет собираться и сжигаться для выработки электроэнергии, сторонники говорят, что выбросы углекислого газа менее вредны для окружающей среды, чем исходный метан.

В США перевозчики мусора, такие как Waste Management и Allied Waste Industries Inc, быстро расширяют количество проектов по производству энергии из газа на своих полигонах, в то время как начинающие компании разрабатывают новейшие технологии для преобразования мусора в этанол, газ. и электричество.

«Мы можем взять этот ресурс и превратить его в реальную финансовую ценность для нас. В самом общем смысле это помогает улучшить наши доходы », — сказал Тед Нейра, старший директор по развитию возобновляемых источников энергии в компании Allied Waste из Феникса, которая превращает отходы в энергию на 54 из своих 169 единиц.Свалки, еще 16 проектов в разработке.

«Экологичность», присущая проектам по переработке отходов в энергию, является дополнительным преимуществом, сказал Нейра.

«Вы начинаете смотреть на свалки немного по-другому, когда объединяете их с проектом по возобновляемым источникам энергии», — сказал он.

У экологов не такой энтузиазм. Натанаэль Грин, директор по политике в области возобновляемых источников энергии Совета по защите природных ресурсов, сказал, что рекламировать преимущества свалок сродни нанесению «помады на свинью».«Вместо этого мы должны больше стараться сократить количество отходов.

БИОГАЗ ВО ВСЕМ МИРЕ

Биогаз, другое название метана, производимого из отходов, навоза или других органических веществ, наиболее развит в Европе, где Германия занимает 70 процентов мирового рынка. В Великобритании свалочный газ составляет четверть возобновляемой энергии страны, обеспечивая электричеством около 900 000 домов.

Проекты по переработке отходов в энергию также расширяются в развивающихся странах, где быстрый экономический рост привел к резкому увеличению количества бытовых отходов, но усилия по сбору метана, выделяемого при гниении мусора, были медленнее.

В прошлом году Всемирный банк объявил о сделке по установке системы сбора газа и выработки электроэнергии на полигоне в Тяньцзине, Китай, заявив, что возможности для других подобных проектов в самой густонаселенной стране мира огромны.

Однако в менее развитых странах, чем Китай, необходимо установить инфраструктуру для удаления отходов, прежде чем энергетические проекты со свалок или мусоросжигательных заводов будут иметь смысл.

«Некоторые развивающиеся страны очарованы возможностями внедрения сжигания отходов», — сказал Хенрик Харьюла, главный администратор Организации экономического сотрудничества и развития.«Обычно проблема в том, что это все равно, что поставить современный объект в джунглях. Некому позаботиться об обслуживании ».

В Соединенных Штатах технология производства электроэнергии из отходов существует с 1970-х годов, по словам вице-президента Waste Management по возобновляемым источникам энергии Пола Пабора, который сказал, что федеральные налоговые льготы, введенные в 2005 году, и предписывают штаты производить определенную долю электроэнергии. из возобновляемых источников стимулировало недавний рост таких проектов.

Экологи признают, что превращение метана в энергию предпочтительнее, чем выброс его в воздух, но не согласны с характеристикой свалочного газа как возобновляемого.

«Это предпочтительный с экологической точки зрения вариант, но он не возобновляемый в том смысле, что это не то, что мы можем делать вечно», — сказал Грин из NRDC. «Прежде чем мы начнем добавлять стимулы для производства энергии из мусора, мы должны сначала получить правильные стимулы, чтобы мы максимально увеличивали объем рециркуляции, который мы делаем».

МУСОР ДЛЯ ДОХОДОВ

Несмотря на споры о том, насколько на самом деле «зеленый» свалочный газ, Waste Management и Allied Waste извлекают выгоду из своих новых растущих потоков доходов.Neura из Allied Waste заявила, что компания получает менее 5 процентов своей выручки от продажи электроэнергии, но сейчас оценивает все свои свалки, чтобы определить, как лучше всего их развивать.

Энергетические проекты на полигонах намного меньше, чем газовые или угольные электростанции, и в среднем производят около 5 мегаватт (МВт) электроэнергии каждая, сказал Нейра. Этого достаточно для 4000 домов.

Хьюстонская компания Waste Management, которая уже производит энергию на 100 из своих 280 полигонов в США, планирует потратить 400 миллионов долларов в течение следующих пяти лет на строительство дополнительных 60 заводов по переработке свалочного газа в энергию.

Для производства газа, достаточного для обеспечения финансовой жизнеспособности электростанции, свалки должны содержать большое количество органических отходов и эксплуатироваться уже несколько лет, сказал Пабор. В настоящее время они также должны находиться в штатах, где цены на электроэнергию достаточно высоки, чтобы электричество со свалки было конкурентоспособным с энергией из сети. Наконец, они также должны быть достаточно близко к линиям электропередачи, чтобы затраты на межсетевое соединение не вышли из-под контроля.

«Как публичная компания, конечно, мы должны инвестировать наш фонд в проекты, которые действительно приносят доход инвесторам», — сказал Пабор в интервью.Он отказался сообщить, какая часть доходов компании поступает от ее энергетических проектов.

МУСОР ДЛЯ ГРУЗОВИКОВ

В своем последнем начинании Waste Management в прошлом месяце присоединилась к растущему числу компаний, использующих отходы для производства транспортных средств. В Калифорнии компания строит крупнейший в истории завод по переработке свалочного газа в сжиженный природный газ для заправки своих тяжелых мусоровозов.

Но не только крупные, устоявшиеся компании используют отходы для замены ископаемого топлива.

Одна начинающая компания, Ze-gen Inc из Бостона, создает, по ее словам, процесс с нулевым уровнем выбросов для производства электроэнергии из строительных отходов, которые она отбирает со свалок. Ze-gen, поддерживаемый венчурными компаниями Pinnacle Ventures LLC, Flagship Ventures и VantagePoint Venture Partners, в рамках проекта газификации превращает отходы в синтез-газ, комбинацию водорода и окиси углерода.

Билл Дэвис, исполнительный директор компании, сказал, что синтез-газ Ze-gen способен производить больше энергии, чем конкурирующие газы, без необходимости захоронения отходов.Ze-gen надеется привлечь промышленных клиентов, которые смогут снабжать свои фабрики как собственными отходами, так и технологиями Ze-gen.

«Мы говорим с крупными компаниями, которые действительно обеспокоены ростом цен на нефть или природный газ», — сказал Дэвис.

General Electric Co также работает над адаптацией своей технологии газификации, которая сегодня используется для более чистого сжигания угля, чтобы превратить бытовые отходы в более чистый газ.

Solena Group, при поддержке испанского конгломерата Acciona SA, строит в Калифорнии завод по производству возобновляемого реактивного топлива из городских отходов, а BlueFire Ethanol Fuels Inc строит свой первый завод по производству целлюлозного этанола рядом с полигоном в Ланкастере, Калифорния. поэтому он может использовать городские отходы в качестве сырья.

«Это было сырье с наименьшим риском», — сказал Арнольд Кланн, президент и главный исполнительный директор BlueFire Ethanol. «Помещая это на свалку, мы полностью избегаем создания новой инфраструктуры, потому что инфраструктура уже существует, чтобы приносить (отходы) на свалку каждый день и захоранивать их. Мы берем материал, который общество меньше всего ценит, и превращаем его в транспортное топливо ».

(Для получения дополнительной информации о бизнесе с отходами щелкните здесь)

Отчетность Николая Грум; Редакция Эдди Эванса

Преобразование мусора в топливо | MIT Technology Review

Газификация отходов, процесс преобразования мусора в топливо и электричество без сжигания, может стать шагом на пути к крупномасштабной коммерциализации.На прошлой неделе Houston’s Waste Management, крупная компания по сбору и удалению мусора, объявила о создании совместного предприятия с InEnTec, стартапом из Ричленда, штат Вашингтон, для коммерциализации технологии плазменной газификации InEnTec.

Вывоз мусора : Эта демонстрационная установка может перерабатывать 25 тонн отходов в день с использованием технологии, разработанной стартапом InEnTec.

Waste Management профинансирует новое предприятие, которое будет называться S4 Energy Solutions, а также предоставит инфраструктуру и опыт своих предприятий по сбору и переработке отходов, чтобы сделать технологию экономичной.Компания, которая будет эксплуатировать и продавать технологии плазменной газификации, объявит о конкретных проектах по строительству объектов в конце этого года. Участие Управления отходами может сигнализировать о том, что технология, которая была более дорогой, чем другие варианты удаления отходов, наконец, достигла стадии, на которой она может быть практичной. «До конца прошлого года это было незамеченным, — говорит Джеймс Чилдресс, исполнительный директор Совета по технологиям газификации. «Теперь, наконец, к этому подключились крупные игроки.

Технология InEnTec, первоначально разработанная в Массачусетском технологическом институте и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в Ричленде, штат Вашингтон, использует несколько высокотемпературных процессов, в том числе воздействие на мусор плазменной дугой, для разложения органических материалов на синтез-газ, смесь водорода и монооксид углерода. Синтез-газ можно либо непосредственно сжигать в газовых турбинах для производства электроэнергии, либо преобразовывать в другие виды топлива, включая бензин и этанол. Металлы и другие неорганические материалы в мусоре можно изолировать и переработать.Сочетание высоких температур и окружающей среды с низким содержанием кислорода, которая предотвращает возгорание мусора, исключает образование диоксинов и фуранов, двух токсичных химических веществ, образующихся при сжигании.

Эта основная технология была доказана, — говорит Джозеф Вайланкур, управляющий директор Waste Management и старший вице-президент нового совместного предприятия. По его словам, от коммерциализации его удерживает необходимость разработки процессов экономичного сбора и подачи отходов в систему, а также на «задней стороне» соединения синтез-газа с газовыми турбинами для выработки электроэнергии или других химических процессов для производства электроэнергии. превращая его в топливо.Вайланкур говорит, что Waste Management уже разработала инфраструктуру для сбора и обработки отходов и использования тепла от мусоросжигательных заводов для выработки электроэнергии, и она будет использовать свои «знания и средства» для разработки «интегрированной системы» с использованием технологии InEnTec.

S4 Energy Solutions планирует продавать первые блоки газификации на специализированных рынках, таких как те, которые связаны с утилизацией остатков автомобильного измельчителя или медицинских отходов, для которых свалки часто не подходят, поэтому компании готовы платить больше за утилизацию трата.В конце концов, их можно было бы использовать в более общем плане для твердых бытовых отходов, особенно в сельских и малых городах, которые не производят достаточно отходов для практической реализации более дешевых технологий сжигания отходов. Преимущество технологии состоит в том, что потребители могут вырабатывать часть своей электроэнергии, что может сделать ее более доступной.

На пути к коммерческому успеху все еще могут быть препятствия. Чилдресс отмечает, что газификация отходов может по-прежнему сталкиваться с проблемами в связи с местным законодательством. А компании, использующие подобные технологии, в прошлом терпели неудачу.Тем не менее, некоторые компании, занимающиеся газификацией отходов, сообщают о первых успехах.