Технологии переработки мусора в энергию

Миллионы со свалки

Технологии переработки мусора в энергию Технологии переработки мусора в энергию

Ежегодно в России образуется 79 миллионов тонн мусора: на каждого жителя приходится по 500 килограмм только твердых бытовых отходов. Общая площадь свалок превысила 40 тысяч квадратных километров. Система обращения с отходами, десятилетиями складывающаяся в России, такова, что на переработку уходит не более пяти-семи процентов. Для сравнения, в европейских странах этот показатель в среднем составляет 60 процентов. Совсем фантастические, казалось бы, достижения в этой области продемонстрировала Швеция: как сообщает местная ассоциация по управлению отходами Avfall Sverige, в стране утилизируется 99 процентов отходов. Это и есть так называемая экономика замкнутого цикла.

Россия только начинает делать первые шаги на пути к этой модели. Одна из задач, которую для этого надо решить – строительство мусороперерабатывающих заводов. Предполагается, что за пять лет с момента начала “мусорной реформы” в стране появится 200 таких предприятий. Но, по мнению заведующей кафедрой экономики природопользования Уральского федерального университета (УрФУ) профессора Елены Магарил, этого недостаточно. Переход к циркулярной экономике требует специальной подготовки кадров, значительного повышения уровня экологического образования и культуры в обществе, а также диверсификации ряда отраслей – прежде всего нефтеперабатывающей.

Именно с нефтепереработкой связана новая технология использования органических отходов, созданная уральскими учеными совместно с коллегами из Тюменского индустриального университета. Бытовой мусор – пищевые отходы и различный пластик, отработанные шины и отслужившие свой век одежду и обувь, упаковку разного рода и так далее – предлагается перерабатывать вместе с гудроном на нефтеперерабатывающих предприятиях. Инновация, в частности, позволит обойтись без строительства дополнительных “мусорных” заводов.

Сейчас большинство методов переработки отходов позволяют получать на выходе газообразные продукты. Новая технология предлагает превращать мусор в жидкие продукты путем совместного коксования (то есть нагревания без доступа кислорода) органических ТБО и нефтяных остатков. По температурм кипения они будут соответствовать фракциям прямой перегонки нефти – бензиновой, дизельной и мазуту. Поэтому их можно затем перерабатывать в смеси с прямогонными фракциями, доводя до качества товарных нефтепродуктов – бензина, дизельного и котельного топлива и битума. Технология, предложенная исследователями, ранее нигде не применялась – это абсолютная инновация в переработке ТБО. Как рассказали ученые, разработка уже прошла пилотные испытания на мини-установках на одном из предприятий Тюмени.

Как сообщает пресс-служба УрФУ, технология позволит значительно экономить природное сырье. По словам профессора Елены Магарил, экономия будет определяться объемом перерабатываемых отходов. Качество нефтепродуктов при этом останется тем же.

Такой процесс не требует дополнительных энергозатрат – необходимая для него энергия вырабатывается за счет сжигания попутного газа, который образуется при коксовании отходов. Разработчики отмечают, что технология экологически чистая и не дает выбросов в окружающую среду. В дальнейшем ее можно использовать для переработки как бытовых, так и промышленных органических отходов.

Технологии переработки мусора в энергию

Технологии переработки мусора в энергию

– В ближайшей перспективе переход к этой технологии возможен на заводах, на которых есть установки замедленного коксования. Правда, их придется адаптировать под переработку ТБО, – рассказала Елена Магарил. – Поэтому прежде всего ее целесообразно внедрять в тех регионах, где есть нефтеперерабатывающие заводы, чтобы сокращать транспортную составляющую.

По словам Елены Магарил, для переработки ТБО могло бы подойти предприятие, расположенное в промышленном районе Тюмени. В пресс-службе одного из нефтеперерабатывающих заводов “РГ” сообщили, что внедрение такой инновации было бы интересно на производствах, где технология переработки нефти подразумевает выделение из нее остатка в виде мазута.

В Уральском федеральном округе уже активно применяются технологии, позволяющие получать энергию из мусора. Одна из них используется на цементных заводах: установленные там вращающиеся обжиговые печи прекрасно подходят для экологичной утилизации отходов. Например, президент Союза предприятий по сбору и переработке отходов производства и потребления УрФО Александр Таганкин сообщил, что в Челябинске таким образом перегоняют “хвосты” – то, что осталось после сортировки мусора и не подходит для вторсырья. Это безотходное производство, поскольку продукты переработки можно использовать в качестве топлива. Однако для того, чтобы использовать цементные заводы для переработки ТБО, необходима их реконструкция. На данный момент она проводится на Невьянском цементном заводе и на предприятии в Сухом Логу.

По данным Единого государственного реестра юридических лиц, сейчас на территории Уральского федерального округа функционируют 16 нефтеперерабатывающих предприятий. Два из них относятся к крупнейшим НПЗ России. Больше всего предприятий расположено в Ямало-Ненецком автономном округе и Тюменской области.

Альтернатива

Потенциал для выработки энергии из твердых бытовых отходов (ТБО) в Петербурге и Ленинградской области огромный, так как ежегодно на полигонах региона захоранивается до 10 млн тонн ТБО. Все они могут стать сырьевой базой для создания новых источников энергии. Впрочем, по мнению экспертов, пока перерабатывать мусор в тепло и электричество не слишком выгодно, поэтому большинство предлагаемых проектов зачастую остается только на бумаге. Важным моментом в этом процессе является господдержка.

По оценкам аналитика IFC Markets Дмитрия Лукашова, сейчас в Петербурге и Ленобласти действует 15 полигонов для захоронения ТБО. Они утилизируют более 10 млн тонн мусора в год. “Я полагаю, что востребованная дополнительная мощность переработки ТБО может составить еще около 4 млн тонн в год. Это связано как с ростом объемов мусора, так и с тем, что некоторые действующие полигоны нуждаются в рекультивации и последующей модернизации. По моему мнению, для успешной реализации новых проектов по переработке мусора необходимы гарантии городской и областной администраций”,— уверен господин Лукашов.

Эксперт инвестиционной компании QBF Ирина Гладышева считает, что в России складывается максимально непростая ситуация с бытовыми отходами. По данным Международной финансовой корпорации, каждый житель России в год производит около 400 кг мусора, всего — около 60 млн тонн в год на всю страну. Из этого количества перерабатывается только от 4 до 7% отходов. Сжигается менее 1% мусора (при сжигании он не уничтожается полностью, а уменьшается на 40%). Остальное отправляется гнить на полигоны. “В России в принципе пока нет такого понятия, как “вторичный ресурс”, для нас мусор — это просто отходы, которые нужно куда-то отправить, сжечь, закопать, захоронить. По уровню отношения к мусору мы находимся среди азиатских стран — Таиланда, Индонезии, Китая, из-за которых в океан попадает 82% пластика ежегодно”,— прокомментировала Ирина Гладышева.

По ее словам, Минэнерго РФ ставит цель создать подотрасль энергетики на основе ТБО. Правительство запланировало в рамках проекта “Чистая страна” до 2025 года построить в Московской области и Татарстане пять мусоросжигательных заводов, которые могли бы трансформировать отходы в энергию. Но в Московской области и Казани люди вышли в октябре на акции протеста с лозунгами “Нам решать, чем дышать”, а также собрали восемь тысяч подписей против строительства заводов.

Независимый эксперт в области промышленности Леонид Хазанов отметил, что свалочный газ, получаемый из полигонов твердых бытовых отходов, содержит главным образом метан (основной компонент привычного нам природного газа) и углекислый газ, а также небольшие примеси сероводорода и органических соединений. Поэтому его можно сжигать с целью генерации электроэнергии и тепла либо использовать в качестве автомобильного топлива.

Среди положительных моментов использования свалочного газа эксперт отметил ликвидацию угрозы возникновения неприятных запахов или возгорания полигонов (их горение может продолжаться довольно долго), сокращение выбросов метана.

Генеральный директор компании “Москабельмет” Павел Моряков рассказал о технологическом процессе выработки энергии из ТБО. По его словам, этому предшествует процесс гидросепарации: несортированный мусор поступает в движущуюся ленту транспортера с магнитом, который собирает металлические отходы. Остальной мусор поступает в барабан с отверстиями различного диаметра, отходы сортируются по размерам. Крупные и мелкие фракции сортируются по разным лентам, которые опускаются в резервуар, заполненный водой. Более мелкий и легкий мусор поднимается на поверхность. “Более легкий мусор направляется на вторичную переработку, а из мусора, который опустился в резервуаре с водой на дно, в биореакторе вырабатывается биогаз, который сжигается в окислителе, охлаждается и направляется в паровую турбину для выработки конечной энергии.

Эксперт отметил, что на полигоне, площадь которого составляет 12 га, а объем захоронения ТБО — 2 млн куб. м, в год можно получать до 150-250 млн куб. м биогаза, из которого произвести около 150-300 тыс. МВт электроэнергии. По его словам, полученная из ТБО тепловая или электроэнергия ничем не уступает энергии, выработанной традиционным способом ТЭЦ или ГЭС, однако ее себестоимость получается несколько дороже.

Но с экономической точки зрения строить заводы по переработке ТБО в России невыгодно, отмечают эксперты. По словам Леонида Хазанова, в этом случае утилизация оправданна в отношении полигонов, хранящих не менее 1 млн тонн отходов, возраст которых не превышает десяти лет. “Ограничивают этот процесс невысокая “продуктивность” полигонов, довольно приличная стоимость оборудования и систем улавливания вредных веществ, длительный срок их окупаемости (до пяти-семи лет)”,— перечислил господин Хазанов.

По оценкам Павла Морякова, строительство крупного мусороперерабатывающего завода обойдется инвестору в сумму около 1-2 млрд рублей, а создание небольшого предприятия первичной переработки мусора — в 8-10 млн рублей. К основному оборудованию для переработки мусора относятся: сортировочная линия, шредер (дробилка), измельчители, прессы, компакторы, печи.

По мнению эксперта, в России технология выработки электроэнергии из ТБО не получила пока достаточного распространения по нескольким причинам. ” Первая — экономическая. Это неясный срок окупаемости больших вложений. В России мусор не проходит первичную сортировку на этапе сбора во дворах, так что придется сначала как минимум обрабатывать поток мусора на собственной сортировочной станции. Россия пока не потребляет всю электроэнергию, получаемую традиционным способом, соответственно, вряд ли будет востребована более дорогая электроэнергия, генерируемая за счет утилизации ТБО. Вторая причина недостаточного развития технологии носит политический характер. Россия не использует потенциал Киотского протокола. А, к примеру, в Израиле за сбор парниковых газов на полигоне 2 млн куб. м ТБО по механизму Киото привлекается до €5-10 млн субсидий”,— пояснил эксперт.

И все же интерес к использованию свалочного газа в нашей стране начинает просматриваться. Большой потенциал для выработки энергии из отходов есть и в Петербурге с Ленинградской областью, уверен Леонид Хазанов.

При этом из огромного числа заявляемых проектов утилизации ТБО в нашем регионе пока реализован только один. В 2015 году компания со шведскими корнями Vireo Energy запустила проект по производству чистой электроэнергии на полигоне “Новый Свет-Эко” в Гатчинском районе Ленинградской области. Мощность работающей здесь электростанции равна 2,4 МВт, в перспективе она может вырасти до 4,8 МВт.

Еще одна станция дегазации будет построена на полигоне “Новоселки” в Приморском районе Петербурга. Свалка, запах которой мешает жить жителям северных районов города, наконец-то, будет закрыта и рекультивирована. Проектом готово заняться ООО “ХК ГИС Энерджи”, принадлежащее частным лицам. Станция будет перерабатывать свалочный газ в электроэнергию, которая будет продаваться. Инвестиции в проект составят 600 млн рублей, окупить вложения предполагается за счет продажи электроэнергии по “зеленому” тарифу. Инвестор рассчитывает, что станция получит статус возобновляемого источника энергии. Этот статус, согласно постановлению правительства РФ, гарантирует возврат инвестированного капитала за 15 лет с нормой доходности 12%.

Несколько проектов по переработке ТБО в энергию в течение 2017 года было заявлено и в Ленинградской области. Так, в июне 2017 года чиновники региона утвердили паспорт завода по переработке мусора в Гатчине. Согласно ему, предприятие будет способно принять весь годовой объем отходов, образующихся в Ленобласти, и еще часть мусора из Петербурга. Срок создания завода — 2020 год. Для реализации проекта предполагается привлечь частных инвесторов. При этом губернатор Ленобласти Александр Дрозденко называл проект “спящим” и заявлял, что до выяснения деталей его реализации проект поддерживать не будет. Предприятие могут построить на землях ООО “Селект Энерджи” — компании, которая несколько лет назад уже пыталась создать завод по переработке мусора в Гатчинском районе, но проект приостановили, в том числе и по причине активного противодействия местных жителей.

Другим проектом является завод по полной переработке ТБО ООО “Техно Рециклинг Групп”. Компания обещает к 2021 году создать в городе Сланцы Ленобласти целый кластер по полной переработке до 2 млн тонн бытовых отходов в год (на начальном этапе компания будет перерабатывать 500 тыс. тонн мусора), которые повезут железной дорогой из Петербурга. Затраты на проект оцениваются в 14 млрд рублей. При этом специалисты сомневаются в возможности реализации проекта, в частности, они со скепсисом отнеслись к экономической эффективности логистического пути.

Дмитрий Лукашов считает, что основной проблемой, мешающей реализации проектов по превращению ТБО в энергию, является недостаток финансирования. “Любой проект может быть окупаем, если установить высокие тарифы. Разумеется, это вызовет недовольство потребителей, и такой путь неприемлем. Тем более что пока еще есть действующие полигоны, построенные при СССР, где затраты на переработку ТБО сравнительно невелики. По моему мнению, строительство новых мусороперерабатывающих заводов в Ленинградской области станет рентабельным при дальнейшем снижении ключевой ставки Центробанка и общего уровня процентных ставок в России. Возможно, что уже в следующем году мы услышим о таких проектах”,— полагает эксперт.

При этом совладелец компании “Термал” Дмитрий Даньшов отмечает, что по теплоте сгорания ТБО не самое эффективное топливо. “По опыту других стран, достичь рентабельности можно только в комплексе “сортировка — переработка — сжигание — господдержка”. У нас до комплекса еще далеко”,— подытожил эксперт.

В Подмосковье покажут технологии переработки мусора в энергию

Лента новостей

Все новости »

Скоро на базе полигона «Ядрово» появится энергетический шоурум полного цикла, демонстрирующий, как можно перерабатывать свалочный газ в энергию

Технологии переработки мусора в энергиюФото: Сергей Ведяшкин/АГН «Москва» –>

Один из постулатов так называемого устойчивого развития — энергоэффективность. Сегодня весь мир занят проблемой экономии электроэнергии и освоением ее альтернативных источников, среди которых встречаются весьма экзотические. Недавно Business FM рассказывала, что Лондон будет поставлять British Airways использованные подгузники и обертки от шоколадок, из которых авиакомпания намерена получать биотопливо для самолетов.

Россия тоже не стоит на месте: скоро на базе полигона «Ядрово» появится энергетический шоурум полного цикла, демонстрирующий, как можно перерабатывать свалочный газ в энергию. Как поясняют в Центре мусороперерабатывающих технологий, одна из серьезных проблем России в том, что 50% попадающего на полигоны мусора — органика. Для сравнения, в странах, где проблемой занимаются давно и всерьез, показатель не превышает 6-7%. Органика — это запах, грязь и свалочный газ, который можно расточительно сжигать, а можно как раз перерабатывать в энергию, что новый шоурум и должен показать на практике.

Специалисты говорят, что мусор — самый дешевый из неклассических источников энергии: здесь цена — 6-7 рублей киловатт/час, энергия солнца или ветра обходится примерно в 15-20 рублей. Современные технологии позволяют получать из мусора минимум 300-400 кубов газа с гектара в час; этот газ на 50% состоит из метана, для выработки 1 мегаватта в час требуется 500 кубометров метана.

В общем, профессиональная арифметика приводит к выводу: полученного с одного полигона хватит, чтобы снабжать энергией все окрестности с заводами вместе. В «Ядрово», кстати, посчитали, что 2,5 тысячи работающих на полную мощность шоурумов заполняют «Северный поток — 2». А еще мусорная энергия — это тепло: можно поставить рядом с полигоном теплицы и цветы выращивать. Соседи-белорусы, кстати, всему этому уже научились и наверняка готовы поделиться опытом.

Энергия из отходов

Ф.Г.Рутберг , д.т.н., проф. СПбГПУ, акад. РАН, директор Института электрофизики и электроэнергетики РАН (Санкт-Петербург), В.А.Кузнецов, к.т.н., с.н.с. ИЭЭ РАН

В России повсеместное использование энергосберегающих технологий осложняется ориентированностью на нефть, газ и ядерную энергетику, которая, безусловно, нужна, но имеет свои особенности. В настоящее время производство энергии из возобновляемых источников становится все более актуальным. Наряду с развитием солнечной, ветроэнергетики и гидроэнергетики, весьма существенным является получение энергии за счет переработки органосодержащих веществ, в том числе, различного рода отходов.

Использование плотной низкотемпературной плазмы придет на смену ядерным и органическим источникам энергии и создаст конкуренцию ведущему топливу мира – нефти. Таким образом, будет решена задача использования огромного источника возобновляемого сырья в интересах энергетики при одновременной ликвидации загрязняющих окружающую среду отходов.

Возможности применения низкотемпературной плазмы многообразны. Благодаря плазменным технологиям в процессе переработки разнообразных отходов можно получать синтез-газ, который считается более дешёвым и эффективным аналогом сжиженного природного газа.

Суть плазменной технологии

Плотная низкотемпературная плазма (2000-10 000 °С) генерируется в плазматронах. Затем плазменная струя вводится в плазмохимический реактор, в котором размещается перерабатываемое вещество. Реактор представляет собой стальной цилиндр с внутренней футеровкой из высокотемпературной керамики, где поддерживается температура 1200- 1500 °С. Нижняя граница в 1200 °С обусловлена тем, что при температурах 800-1000 °С образуются диоксины – сильные канцерогены, от которых очистить среду практически невозможно. При температуре выше 1200 °С подобные вредные вещества уже не образуются. В реактор вводится струя низкотемпературной плазмы с температурой от 2000 до 6000 °С. При помощи этой струи сообщается такое количество энергии, которое необходимо, чтобы твердое или жидкое вещество перевести в газообразную фазу, разлагаемую впоследствии на молекулы и атомы. При этом не происходит горения и не образуется СО 2 , так как при нужной температуре кислород в плазменной струе присутствует в строго дозированном количестве – только для образования СО. На выходе получается синтез-газ – смесь водорода и СО. По энергосодержанию он ниже природного газа, но содержание водорода и СО оптимально для целого ряда применений. Его можно использовать в газовой турбине, в дизель-генераторе, в котле-утилизаторе. При помощи дальнейшего катализа из него можно получить синтетическое топливо, различные виды спиртов. Синтез-газ для этого оптимален, поскольку соотношение водорода и СО в нем можно регулировать посредствам изменения состава и теплосодержания плазмы при одновременном понижении содержания примесей и загрязнителей, что трудно достичь иным способом.

Такое топливо в России можно получать сравнительно дёшево, так как его можно производить из любой растительной органики, в том числе из древесины. Плазменный способ переработки обладает рядом уникальных возможностей, которых нет в любом другом методе. В первую очередь это эффективный ввод энергии при температурах, недостижимых в автотермических процессах. Причем эта энергия вводится с дислоцированным окислителем практически произвольного состава. Все вместе это дает плазменным технологиям преимущество, которое наиболее ярко выражено при переработке отходов. Затратив одну единицу энергии на переработку, в синтез-газе можно получить шесть единиц. КПД преобразования из газа в электричество на больших установках комбайн-цикла – 60% и более, а обычно – 40–50%. Таким образом, с килограмма мусора можно получить 1,5–2 КВт-часа. При этом не образуется загрязняющих выбросов.

Рис.1 Упрощенная схема плазменной технологии

Основа процесса – плазмохимический реактор производится у нас. Элементная база – зарубежная. Оборудование, которое используется до и после реактора – серийное.

Помимо переработки отходов, плазму можно использовать в металлургии для переплавки цветных металлов, в химической промышленности – плазмохимии, которая занимается расщеплением вещества на атомы, из которых потом строится другое вещество по заданным целям; в медицине, энергетике. В недалеком будущем это направление станет отдельной крупной отраслью, равной, например, металлургии.

Наиболее выигрышны плазменные технологии в энергетике. Для получения из синтез-газа жидкого топлива и спирта требуется стандартное оборудование: скрубберы, теплообменники, фильтры очистки, насосы, энергетические блоки комбайн-цикла, способные работать на слабообогащённом газе. В нашей стране это оборудование пока не производится. Нужна международная кооперация для создания таких заводов, но наши плазматроны конкурентоспособны. Мы первыми начали разрабатывать наиболее эффективные плазмотроны, вместе с американцами по межгосударственным соглашениям.

Самая совершенная полупромышленная плазменная установка уже несколько лет работает в институте (ИЭЭ РАН) (рис.2).

Рис.2 Плазменная установка ИЭЭ РАН

Отличительной особенностью плазменных процессов является их высокая селективность, обеспечивающая получение целевых продуктов при незначительном образовании побочных. Успех реализации этих технологий зависит от типа плазмохимического реактора, его рабочих режимов, характера теплообмена и т.д. Наиболее важным является выбор системы генерации плазмы, которая передает в реактор необходимую для организации процесса энергию и в значительной мере формирует состав синтез-газа. Наиболее эффективным методом генерации плазмы является использование плазмотронов, где дуги горят внутри разрядной камеры и струя плазмы вводится в объем реактора.

В этой связи необходимо исследование физических процессов в мощных сильноточных дугах, как постоянного, так и переменного тока, исследование приэлектродных явлений, исследование электродинамических процессов в системах энергопитания генераторов плазмы. Поскольку параметры генераторов плазмы в значительной мере определяют эффективность всего процесса плазменных технологий, прежде всего, следует обеспечить высокую эффективность передачи энергии от дуги к рабочему газу, длительный режим непрерывной работы электродов, устойчивости системы энергопитания дуг. Оптимальным для достижения этих целей является использование в дуговых камерах плазмотронов протяженных высоковольтных дуг.

В результате проведенных в ИЭЭ РАН исследований удалось создать типы генераторов плазмы, которые могут успешно конкурировать с лучшими образцами, разработанными ведущими мировыми компаниями.

Проблемы российской энергетики

По оценке экспертов, отечественная электротехника находится на крайне низком уровне, демонстрируя колоссальное отставание от промышленно развитых стран. КПД наших тепловых станций в среднем не превышает 25%. В мире тепловые станции давно оснащены установками комбайн-цикла: газовая турбина – котёл-утилизатор – паровая турбина. Электрический КПД таких станций 55–60% , плюс 30% – тепловой. У отечественных тепловых станций, оснащенных только паровой турбиной, электрический КПД порядка 20%. Остальные 80% идут на обогрев и загрязнение атмосферы.

Около 60% энергогенерирующих мощностей работает на изношенном оборудовании.

Эксплуатировать его более 25?30 лет просто опасно. В ещё худшем состоянии находятся распределительные сети, которые к тому же не закольцованы (крупные сети надо закольцовывать, чтобы в нештатных ситуациях можно было перебросить энергию). В сетях необходимо менять больше половины оборудования. Обновления оборудования не производилось в течение последних двадцати пяти лет, ввод новых мощностей был минимальный. Из 180–200 ГВт установленных мощностей ежегодно надо было вводить 7–8 ГВт новых мощностей, но это не делалось. Если в советские времена на нужды большой энергетики работало восемь заводов, то сейчас реально осталось только два – «Электросила» и Лысьвенский завод на Урале. Энергомашиностроение, как и всё остальное машиностроение, нуждается в срочном восстановлении.

ИЭЭ РАН участвует в проекте «Интеллектуальные сети», цель которого существенно повысить надежность энергоснабжения, снизить потери и расход энергоресурсов. Для России «умные» сети – это, прежде всего, одновременное и обязательно инновационное преобразование всех субъектов электроэнергетики. Предполагается объединение на технологическом уровне электрических сетей, потребителей и производителей электроэнергии в единую автоматизированную систему, используя новые принципы, технологии передачи и управления процессом. «Интеллектуальные» электрические сети позволят резервировать мощности на случай нештатных ситуаций в энергосистеме, накапливать избыток электроэнергии для использования его в часы пиковых нагрузок. Первым блоком интеллектуальной системы является блок сбора информации и управления компьютерными системами. Второй блок – исполнительный элемент, необходимый для того, чтобы покрыть пиковую мощность, когда она возникает в сетях, предусмотреть выдачу мощности в случае аварии. Здесь планируется применение новейших технологий – использование 100 МВт-ных машин с маховиками. Это позволит при прохождении пиковых нагрузок распределять нагрузку своевременно и надежно. Строить дополнительные электрические станции нецелесообразно, а за счет энергии маховиков все покрывается.

За счет переработки плазменным методом любого местного сырья, мусора, ночью, когда нет потребления энергии, будет накапливаться газ, с тем чтобы в случае пика, перебросить дополнительный газ для турбины и в течение нескольких часов обеспечить требуемую мощность.

Перспективы плазменных технологий

В передовых странах Северной Европы, в Японии, около 5% электрической и тепловой энергии вырабатывается за счет мусора. Использование российского плазмотрона для переработки муниципального, органического мусора в 1,5-2 раза эффективнее технологий, предлагаемых в Японии и США. Действующие образец плазмотрона функционирует в Санкт-Петербурге, уже доказав свою эффективность и послужив основой для новых технологий, которые ИЭЭ РАН успешно продает иностранным партнерам.

В ближайшем будущем плазменные технологии будут составлять 50% от всех возобновляемых источников. Первичные прогнозы по ВИЭ на ближайшие десять-пятнадцать лет – 5% мировой энергетики, сегодня пересматриваются в сторону увеличения – до 15 до 20% в развитых странах.

По данным IEA, к 2030 г. потребуется заместить примерно две трети текущих объемов производства нефти, являющейся на сегодня одной из основ мировой энергетики (рис.3). Это потребует разработки новых источников энергии и повышения эффективности использования традиционных.

Рис.3 Прогноз по использованию нефти до 2030 г.

Применение плазменной газификации позволит частично восполнить прогнозируемое сокращение добычи нефти. Традиционная или автотермическая газификация позволяет получать водород и монооксид углерода из твердых топлив за счет частичного сжигания сырья, что ограничивает ее применение. Использование плазмы снимает эти ограничения, делая возможным газификацию практически любых углеродосодержащих веществ, в том числе низкокалорийных отходов. Низкокалорийное сырье обладает высоким содержанием кислорода. В древесине с влажностью 20% оно таково, что при ее газификации практически нет необходимости во введении окислителя, необходима только энергия – примерно 2 кВтч на 1 кг. Эффективная передача такого количества энергии при температуре, обеспечивающей полное превращение органической массы в целевые продукты газификации, возможна только посредствам использования плазмы. Повышение температуры газификации приводит к более глубокой деструкции сырья.

Плазменный процесс имеет ряд преимуществ, в том числе, увеличение удельного выхода энергии, снижение требований к сырью, улучшение состава синтез-газа, повышение энергетической эффективности, увеличение производительности.

Рис.4 Экспериментальная установка плазменной газификации1 – реактор-газификатор; 2 – плазмотрон; 3 – дожигатель; 4 – зажигающий плазмотрон; 5 – циклон; 6 – оросительный скруббер; 7 – насадочный скруббер; 8 – вытяжной вентилятор; 9 – выхлопная труба; 10 – газоаналитический комплекс; 11 – система питания; 12 – труба отвода синтез-газа; 13 – шлаковыводящее устройство.

Одним из самых термостабильных углеводородов является метан. Разработав способ эффективной конверсии метана, мы фактически получаем эффективный метод конверсии любого природного углеводорода. Регулируя соотношение CO 2 и H 2 O в плазмообразующем газе, можно получать синтез-газ целевого состава.

Стехиометрия плазменной конверсии:

0,775 CH4 + 0,55 H2O + 0,225 CO2 + 297,2 кДж = 2,1 H2 + CO + 308,9 кДж

Метод позволяет конвертировать: природный газ, попутный нефтяной газ, биогаз, свалочный газ и др. Плазменная конверсия является перспективным способом получения синтез-газа для производства жидких топлив. Плазма, как новый вид окислителя, позволяет улучшить параметры процесса газификации. При газификации древесных отходов полезный выход электроэнергии увеличивается на

20 %, а выход жидких топлив возрастает в

Энергия и отходы

В отличие от атомной отрасли, производящей радиоактивные отходы при производстве энергии, плазменные технологии позволяют получать энергию, уничтожая при этом отходы муниципальные, промышленные, сельскохозяйственные и др.

За рубежом отходы сельского хозяйства, канализационный ил, водоросли, муниципальные отходы, токсичные отходы и др. уже частично используются. Но для того чтобы уничтожить негорючую часть, требуется жидкое или газообразное топливо. На сегодняшний день в мире функционирует более 40 тыс. мусоросжигающих заводов. Каждый городской житель в Европе сегодня производит в среднем до 3 кг мусора в день. Обычное сжигание мусора, производимое при температурах 800-1000 о C, приводит к выбросам фуранов, цианидов и диоксинов в атмосферу. Технология очистки выбросов сложная, дорогая и не всегда успешная. Использование плазменных технологий позволяет получать синтез-газ с максимальным выходом и без этих вредных примесей благодаря высоким температурам. С переходом на плазменные технологии при расходе 0,6 кВтч на 1 кг муниципального мусора на выходе получается до 3 кВтч энергии в виде сингазного топлива. За рубежом промышленные установки выпускают фирмы «Хитачи» и «Вестингауз». Наша отечественная установка не уступает зарубежным, и по ряду параметров превосходит их.

ИЭЭ РАН ведёт переговоры о строительстве подобных установок в Ленобласти, которые могут работать на отходах деревообрабатывающей промышленности – сырье, которого хватит на сотни лет.

С помощью плазменных методов можно обезвредить токсичные отходы и отравляющие вещества, которые в достаточном количестве были созданы военной и гражданской промышленностью.

В 2011 г. лауреатом международной премии «Глобальная энергия» стал Филипп Григорьевич Рутберг за разработку в области плотной низкотемпературной плазмы. Российский ученый создал новое направление в физике и технике плотной низкотемпературной плазмы, а также принципиально новые сильноточные плазменные системы, позволяющие разработать технологию для утилизации опасных отходов при одновременном получении бесплатного топлива. Получение возобновляемой энергии с минимальными затратами путем переработки отходов позволяет решить сразу две проблемы, столь актуальные для человечества в XXI веке. Инновационные разработки Ф.Г.Рутберга и его коллег обеспечивают получение около 2 киловатт-часов электроэнергии за счет плазмохимической переработки одного килограмма мусора или других органосодержащих веществ .

Энергия из мусора: перспективная технология переработки отходов ( 2 фото )

Технологии переработки мусора в энергию

Человечество своей жизнедеятельностью постоянно продуцирует мусор. С каждым годом его количество возрастает, вместе с ростом динамики потребления, увеличением упаковочных материалов и заполнением складов и полигонов для хранения отходов. Неудивительно, что возникает острая необходимость как-то бороться с мусором, желательно с выгодой. Один из вариантов – это выработка энергии при сжигании отходов на мусоросжигательных заводах. Несмотря на мнения противников, эта технология работает уже сегодня, и вполне успешно.

Как получают энергию из отходов жизнедеятельности

В большинстве своем мусор – это органические отходы, за исключением стекла, металла и некоторого строительного мусора. А поскольку органика может гореть, именно сжигание отходов является одним из способов переработки. Пластик, бумага, пищевые отходы, древесина, текстиль – всё это можно сжечь, попутно получив немалое количество энергии. Кроме энергии, остается также шлак и зола, которые можно использовать (с некоторыми ограничениями и предосторожностями) в сельском хозяйстве в качестве удобрения.

На основании этого принципа первые мусоросжигательные заводы начали строить еще в 50-х годах прошлого столетия. тогда они были экспериментальными, громоздкими и малоэффективными. Со временем появились более продуктивные предприятия, мощные печи, которые позволяли сжигать намного больше мусора за короткое время и аккумулировать большинство вырабатываемой энергии. Сегодня мусоросжигательные заводы можно встретить по всему миру, причем встречаются они чаще, чем другие предприятия по переработке отходов.

Технологии переработки мусора в энергию

Вообще, вырабатываемая при сжигании отходов энергия – это побочный продукт, на который не сразу обратили внимание, ведь основной целью было перерабатывать мусор. Но когда провели расчеты, оказалось, что многие отходы – это высококалорийное топливо, что позволяет получать количество теплоты, сравнимое с сжиганием угля. Так, 1 тонна твердого мусора позволяет получить до 600-700 кВт электроэнергии, а также 2-3 Гкал тепловой энергии. При том, что сырье абсолютно бесплатное, стоимость получения такой энергии минимальна, и заводы окупаются за короткое время.

Сжигать – не единственный вариант

Несмотря на экономическую эффективность, сжигание отходов – не самый экологически чистый способ их переработки. При горении мусора (особенно пластиков) выделяется значительное количество вредных веществ, отравляющих воздух вокруг. Конечно, в современных фабриках установлены специальные скрубберы и фильтры, улавливающие вредные газы, но полностью справиться с проблемой они не могут.

Решение подсказали биологи: вместо сжигания мусор компостируют в специальных реакторах с применением особых штаммов микроорганизмов. За короткое время те разлагают отходы, попутно выделяя большое количество тепловой энергии, а продуктами их жизнедеятельности являются биогаз и компост. Биогаз может служить заменой природному газу, а компост успешно применяется аграриями для повышения плодородия почвы.

Проблема переработки мусора – глобальный вызов человечеству, но благодаря современным технологиям не только удается добиться успешного решения этой задачи, но и получить дополнительную выгоду в виде практически бесплатной энергии.

Технологии переработки мусора в энергию

Технологии переработки мусора в энергиюКогда энергетики слышат о том, что тепло можно получать сжигая мусор, они отмахиваются. Мол, это у ни там, в европейских странах так принято. Но оказалось, что по этому прогрессивному пути пошли уже и наши ближайшие соседи из стран СНГ. В Узбекистане решили топить дома по-новому, они поставили сжигвние мусора на поток. Почему это выгодно, сейчас попробуем разобраться.

Международный опыт переработки мусора

В скором времени в большинстве многоэтажных домов узбекского города Андижан появятся котельные, которые будут работать на мусоре и отходах. Решение сжигать мусор и получать тепло приняли местные власти, опираясь на опыт других стран. По плану чиновников, за три с небольшим месяца до наступления холодов в городе на каждые четыре дома будет установлена одна котельная. Она будет работать на непривычном для многих ресурсе – в котельной будет установлена печь для сжигания мусора.

В нововведении на самом деле нет ничего нового, во многих странах мира сжигание мусора – это выгодный бизнес. Например, сжигая мусор, отапливаются многие города в Китае. Локальные котельные, работающие на отходах и мусоре, вырабатывают биогаз, с помощью которого происходит обогрев домов.

Еще одни мусоросжигающие новости пришли из Эстонии. Там недавно открыли новый мусоросжигающий энергоблок электростанции Иру, который дает возможность экологичной утилизации и переработки мусора для получения энергии в стране.

Последствия сжигания мусора – только самые благоприятные. Во-первых, тарифы на вывоз мусора стали ниже. Ведь это теперь не отходы, а ресурс, который стоит денег. Во-вторых, переработка мусора для производства энергии теперь обходится дешевле, чем складирование его на свалках. Третий – самый главный энергоэффективный плюс – снижение тарифов на теплоснабжение. При использовании котельных, которые сжигают твердые отходы, стоимость тепла для потребителей становится меньше на четверть.

Сейчас Эстония стала примером для подражания в сфере обращения с отходами. Эпоха складирования мусора для этой страны остается в прошлом. На данный момент в Эстонии имеются технологические возможности высокого уровня для повторного использования мусора, оставшегося после сортировки, они есть как на мусоросжигающем энергоблоке, так и в других предприятиях.
Поскольку во многих соседних государствах не имеется достаточного количества мощностей для обработки смешанных бытовых отходов, то и здесь для Эстонии открывается новая возможность для экспорта услуги.

Сейчас разговоры о том, что в Эстонию из соседних государств завозятся бытовые отходы, уже не вызывают нареканий простых жителей. Они на себе почувствовали всю теплоотдачу от такого сотрудничества. Точно по такой же схеме работают котельные и в Швеции. «Мусорные» возможности страны намного меньше потребностей, а потому бытовые отходы поступают из Великобритании и Финляндии. Тем самым государство не только зарабатывает деньги в бюджет, но и создает условия, при которых обычные потребители – граждане страны – платят меньше за услуги теплоснабжения.

Сжигание мусора в России

Опыт России в сортировке мусора и сжигании мусора не очень велик. О том, чтобы «топиться» мусором, у нас только начинают вестись разговоры. Однако ученые еще несколько лет назад разработали котельную, предназначенную под новый вид топлива. В новосибирском Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук уже подсчитали – новая котельная станция будет сжигать 80 тонн твердых бытовых отходов в год.

При сжигании мусора будет вырабатываться 200 тысяч Гкал тепловой энергии, которая может использоваться для отопления жилых домов и производственных помещений, – говорят ученые. В отличие от мусоросжигающих заводов и свалок, которые существуют за счет платы за утилизацию мусора, собираемую с жильцов, данная тепловая станция от продажи тепловой энергии будет зарабатывать 142 млн рублей в год на отоплении.

Для новой котельной не требуется предварительно сортировать мусор. Металлические и крупногабаритные предметы будут удалять прямо на приемном пункте тепловой станции. Новая тепловая станция также экологически безопасна.

Никаких вредных выбросов от сжигания мусора в атмосферу не будет. Нами предусмотрено обезвреживание всех дымовых газов на выходе при температуре 1300 градусов, – утверждают разработчики.
Однако пока эта энергоэффективная технология сжигания мусора реализована в виде опытных образцов, вокруг городов продолжают расти горы свалок из бытовых отходов, а плата за теплоснабжение и вывоз мусора ежегодно повышается.

Эковатт: Альтернативная энергия из мусора

Альтернативная энергия из мусора

Какой станет наша планета, наша страна, город, улица через пару десятков лет. Превратится ли все это в облагороженный уголок земли или все расширяющаяся свалка доберется до наших дворов и подъездов? Переработка бытового мусора применяется в развитых странах уже более 40 лет, а для России это до сих пор в новинку. Тем более, практически ничего не известно о самых последних и прогрессивных технологиях в области переработки мусора. На вопросы AEnergy.ru отвечает старший экономический консультант компании ALECON, Лопатухин Андрей. Компания ALECON занимается внедрением технологий гидросепарации Твердых Бытовых Отходов (ТБО) в странах СНГ.

Альтернативная энергия из мусора, гидросепарация ТБО,мусорная альтернативная энергетика,переработка отходов,переработка ТБО

AEnergy.ru: что представляет собой технология гидросепарация ТБО?

Процесс гидросепарации происходит таким образом: несортированный мусор поступает на движущуюся ленту транспортера. Двигаясь под очень сильным магнитом, происходит прилипание к магниту металлических отходов, затем мусор попадает в барабан с отверстиями разного диаметра. Происходит разделение отходов по размерам. Крупные и мелкие фракции идут по разным лентам, которые погружаются в резервуар с водой. Здесь более легкий мусор всплывает на поверхность, и с помощью мощного вентилятора пакеты попадают в одну емкость, бутылки в другую. Далее этот мусор подготавливается для вторичной переработки, а из мусора, осевшего на дно – органических остатков – получают в биореакторе биогаз.

Полученная путем сжигания биогаза электроэнергия удовлетворяет собственные нужды завода, 60-70% продается. Перерабатывается 80-85% мусора от всего объема. Конструкция завода модулярная начиная от 300 т мусора в день, можно наращивать производительность до 2000 т в сутки и более. Из отходов – получаем доходы! Из органических отходов производится биогаз и зеленое электричество!

AEnergy.ru: Каков ежегодный энергетический потенциал ТБО в России, где он сконцентрирован? Способна ли переработка ТБО решать энергетические задачи?

Без учета многочисленных стихийных свалок, только в ЦФО ежегодный потенциал накопленных ТБО составляет 250000 т. Самые крупные полигоны являются первоочередными для современных технологических проектов по извлечению метана. Сконцентрированы они в Центральном Федеральном Оруге – 4 свалки, в Московской области – 3, в Туле – 1, в Северо-Западном Федеральном Округе – 2, в Южном Федеральном Округе – 1, в Приволжском Федеральном Округе – 6 свалок, в Уральском Федеральном Округе – 2, в Сибирском Федеральном Округе – 3 свалки и в Дальневосточном Федеральном Округе – 1.

Способна ли переработка ТБО решать энергетические задачи? Безусловно! На учтенных свалках, как показали расчеты, вырабатывается объем метана 858 млн т в год, биогаза – 1715 млн т.

AEnergy.ru: Каково содержание органической составляющей в отходах? Что происходит с неорганической составляющей в предлагаемой гидросепаративной технологии?

В отходы попадают как неорганические, так и органические вещества, обладающие различной степенью разложения. Содержание органической массы в отходах составляет от 35% до 60% по весу от всего мусора. Что же касается неорганической составляющей, то в процессе переработки неорганические ресурсы приобретают вторую жизнь. Так, черные и цветные металлы идут на переплавку, стекло находит применение в строительной индустрии, а из пластика изготавливают множество полезных предметов хозяйственного назначения.

AEnergy.ru: В чем преимущество метода гидросепарации ТБО по сравнению с методами плазменного пиролиза и перекрытия полигонов ТБО с получением свалочного газа? Какова его рыночная ниша?

Основным преимуществом метода гидросепарации ТБО по сравнению с методом плазменного пиролиза является значительная экономичность и быстрая окупаемость предприятия, экологичность и замкнутый цикл технологии. Для строительства завода требуется площадь в 2 га и относительно небольшие инвестиционные вложения, которыйе окупаются за пятилетку.

Из образующегося биогаза производится электроэнергия, часть которой удовлетворяет собственные нужды, а часть идет на продажу. Органическая масса, превращаясь в компост после переработки в биореакторе, является прекрасным экологически чистым удобрением для выращивания овощей, зелени в теплицах.

Поскольку при использовании плазменного пиролиза требуется много электроэнергии, то по своим затратам она сравнима с методом сжигания ТБО. Все работающие по пиролизной технологии заводы не обеспечивают должного решения проблемам ТБО, по следующим причинам:
– низкая производительность, в мире очень редко встречаются заводы мощностью более 300 т в сутки;
– большой процент вторичных отходов, загрязняющих окружающую среду;
– большая стоимость строительства заводов и удельных расходов при переработке.
– небольшая энергетическая отдача отходов.

Чтобы обеспечить экологическую чистоту технологического цикла, требуется установка дорогостоящих газовых фильтров и дымоуловителей.

Другая технология получения свалочного газа с перекрытием полигонов ТБО имеет множество показателей по загрязнению окружающей среды. “Фильтрат” – токсичная жидкость, скапливаясь в недрах, попадает в водоемы и грунтовые воды, отравляя их. Кроме того, на таких полигонах процесс разложения отходов замедляется из-за отсутствия воздуха, и никто не знает, сколько потребуется десятков лет, чтобы все это разложилось полностью.

Кроме того, такая технология требует значительных земельных площадей и больших эксплуатационных затрат.

Технология гидросепарации ТБО занимает достойную нишу на рынке предложений по переработке мусора как самая экономически обоснованная и экологически безопасная технология.

AEnergy.ru: Какой рыночный продукт предлагают предприятия по переработке ТБО: газ, электроэнергию, тепло? Кто выступает покупателем этих энергоресурсов?

Кроме тех продуктов, что идут на вторичную переработку (металл, стекло, пластик, бумага и картон) предприятия по переработке ТБО полностью удовлетворяют свои потребности в электроэнергии и являются поставщиками на рынок газа, электроэнергии и тепла. Из биоотходов производится высококачественный компост для сельского хозяйства.

Также возможен вариант совместного комплекса по переработке ТБО с тепличным хозяйством по выращиванию овощей, зелени или цветов.

AEnergy.ru: Существует ли в России опыт строительства предприятий по переработке ТБО, производящих энергоресурсы? С какими проблемами они столкнулись?

Российский потенциал ТБО – это около 60 мл.т в год. Только в Московском регионе ежегодно захоранивается на полигонах около 6 млн т ТБО. В результате разложения органической части отходов на полигонах образуется биогаз. Основными компонентами биогаза являются парниковые газы: метан (40-70%) и углекислый газ (30-45%).

По подсчетам наших специалистов, на полигоне площадью 12,0 га с объемом захоронения 2,0 млн м³ ТБО можно получить в год около 150-250 млн м³ биогаза и произвести около 150-300 тыс. МВт электроэнергии. Такой полигон можно эксплуатировать в течение нескольких лет, на одном и том же оборудовании и без дополнительных инвестиций. К сожалению, реализованных проектов по данной технологии в РФ мы не знаем.

Одной из причин отсутствия инновационных технологий по переработке ТБО в России – это неиспользование потенциала Киотского протокола. Например, в Израиле за сбор парниковых газов на полигоне объемом 2.0 млн м³ ТБО можно привлечь 5-10 млн евро в год по механизму Киото. Мы практически не используем существующие полигоны и свалки, а отсортировываем мусор сразу после его сбора, органические отходы перерабатываем в компост и биогаз сразу из мусорных баков. Таким образом, мы предотвращаем ненужное захоронение.

Альтернативная энергия из мусора, гидросепарация ТБО,мусорная альтернативная энергетика,переработка отходов,переработка ТБО

Переработка отходов сельского хозяйства в энергию

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

Технологии переработки мусора в энергию

Отходы, пригодные для получения энергии, виды энергии из отходов

Отходы для выработки энергии можно разделить на несколько видов.

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

Технологии переработки мусора в энергию

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

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

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

Технологии переработки мусора в энергию

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

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

Что для этого необходимо

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

Технологии переработки мусора в энергию

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

Технологии переработки мусора в энергию

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

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

Технологии переработки мусора в энергию

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

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

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

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

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

Есть ли выгода, опыт России и других стран

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

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

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

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

Технологии переработки мусора в энергию

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

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

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

Технологии переработки мусора в энергию

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

В видео по ссылке – сюжет, посвящённый деталям добычи биогаза из отходов животноводства, а также положительному опыту поддержки биогазовой промышленности в Белгородской области:

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

Технологии переработки мусора в энергию

Технологии переработки мусора в энергию

Технологии переработки мусора в энергию

А.В.Косарев, д.т.н., профессор, Оренбург

В статье проведён анализ экспериментальных данных по трансмутации изотопов в биологических системах. Высказано предположение о единой природе эффектов Корниловой и Росси. В биологических системах так же как и в реакторе Росси возникают холодные нейтроны на наводороженных поверхностях. В качестве наводороженных поверхностей выступают биологические мембраны.

(подробнее. | 42965 байтов еще | 6 Комментарии | Всего: 1.75)
Новости стройки на площадке АЭС «Аккую» [23/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

14 по 20 октября велись работы:

устройство котлована турбинного здания 20UMA и здания общестанционных электроустройств10UBA;

монтаж перекрытия кольцевого коридора и армирование внутренних стен обстройки реакторного здания 10UJA;

(подробнее. | 1718 байтов еще | 6 Комментарии | Всего: 0)
Фукусима: дьявольский сценарий для бассейна выдержки [22/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

К моменту катастрофы 11 марта 2011 г на площадке АЭС Фукусима Дай-Ичи отработанное ядерное топливо хранилось в 8 местах: бассейнах выдержи на блоках 1,2,3,4,5,6; общестанционном хранилище; контейнерах сухого хранения в отдельно стоящем здании. (См. табл.1)

(подробнее. | 27326 байтов еще | 3 Комментарии | Всего: 4.8)
Яйцеголовые идут в атаку [21/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Б.Е. Серебряков, к.ф.-м.н., Москва

В статье рассмотрено, как яйцеголовая научная братия бросилась в поддержку преступного плана по сооружению детища Кириенко – пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов (ПГЗРО) возле г. Железногорска, становясь соучастником этого преступления. Здравомыслящим людям ясно, что место расположения ПГЗРО должно быть изменено, а проект ПГЗРО должен быть переделан для возможности извлечения отходов. Но наши яйцеголовые к здравомыслящим людям не относятся.

(подробнее. | 33257 байтов еще | 33 Комментарии | Всего: 4.55)
«Коричневую лужайку» на территории Игналинской АЭС, возможно, получат потомки [18/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Владимир Кузнецов, председатель Объединения ветеранов ИАЭС, E.mail: vladkuz60@gmail.com

1. При отсутствии национальной ядерной научной базы и компетентных «ядерных» кадров, Литва является первой в мире страной, где принята стратегия немедленного демонтажа ИАЭС с УГР (уран – графитовыми реакторами) типа РБМК. Демонтаж УГР связан с работами в принципиально новых условиях: высокая радиоактивность и токсичность аэрозолей, повышенная пожароопасность.

(подробнее. | 9932 байтов еще | 87 Комментарии | Всего: 4.31)
Дайджест новостей от НИЦ «Курчатовский институт» за сентябрь 2019 года [16/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Новые атомные ледоколы России

На АО «Балтийский завод» осуществляется строительство головного («Арктика») и двух серийных («Сибирь» и «Урал») атомных ледоколов проекта 22220 мощностью 60 МВт. Все три ледокола (ЛК-60Я) уже спущены на воду, последним (25 мая) спустили АЛ «Урал».

(подробнее. | 17279 байтов еще | 7 Комментарии | Всего: 1.66)
Производство препарата Фосфор-33. ЗЯЦ «S-33(n,р)P-33». Продолжение [15/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

1992-2008-2019 – сокращенный вариант для читателей Проатома, предназначенный для популяризации такой интересной науки, как Радиохимия.

В данной работе описывается успешное создание ЗЯЦ. Когда все проблемы решены, работа кажется простой, а решения очевидными. Но в процессе создания так не казалось. Поиск решения не был простым.

(подробнее. | 56375 байтов еще | 21 Комментарии | Всего: 5)
Захоронение радиоактивных отходов: геология реальная и мифическая [14/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

В.Н. Комлев, инженер-физик, пенсионер, Апатиты

Существует важная задача (при геологическом приоритете) по «вечной» изоляции от биосферы радиоактивных отходов (РАО). Она весьма дорога (см., например, [1]; здесь и везде далее – источники информации открытого доступа) и мало где в мире безупречно решается. К сожалению, и Росатом, мягко говоря, испытывает трудности при обосновании, прежде всего, природных объектов как основы комплексного выбора мест приповерхностного/подземного размещения/захоронения РАО. Скоропалительное создание нынешней национальной системы изоляции РАО, по нашему мнению, не похоже на достойный, с допустимыми затратами, эффективный и безопасный вариант.

(подробнее. | 49533 байтов еще | 12 Комментарии | Всего: 5)
Вопрос на 10 триллионов долларов [11/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Почему стагнация в мировой экономике затянулась на десятилетие?

Oliver Cann, Head of Strategic Communications, e-mail: oliver.cann@weforum.org

• Десяти лет и 10 трлн долларов, потраченных в виде налоговых стимулов на борьбу с мировым финансовым кризисом, оказалось недостаточно: Исследование глобальной конкурентоспособности за 2019 год (Global Competitiveness Report 2019) свидетельствует, что большинство стран все еще переживают стагнацию или слабый экономический рост.

(подробнее. | 22435 байтов еще | 2 Комментарии | Всего: 3.4)
Нобелевскую премию по химии получит лауреат «Глобальной энергии» Акира Йосино [09/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Японский химик, лауреат премии «Глобальная энергия» Акира Йосино получит Нобелевскую премию по химии «за развитие литий-ионных батарей». Наряду с ним лауреатами Нобелевской премии стали американский физик Джон Гуденаф и британский химик Стэнли Уиттингем, об этом сообщил сегодня Нобелевский комитет Королевской академии наук. «Глобальная энергия» была присуждена Акире Йосино в 2013 году «за исследование и создание литий-ионных аккумуляторов для информационных и коммуникационных устройств, электрических и гибридных транспортных средств».

(подробнее. | 3260 байтов еще | 2 Комментарии | Всего: 5)
Сверхдержава? [08/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Политологи США назвали сверхдержавой свою страну как первую в мире по каждому показателю – экономика, военная сила, политическое влияние, инновации и технологии, культура. Но после 2015 г. сверхдержавность стала ослабевать: 2-е место по ВВП (ППС), 3-е – по образованию и политическому влиянию, 7-е – по ВВП на душу населения, 13-е по качеству жизни ИЧР ООН, 37-е по уровню оказания МП и др.

(подробнее. | 66165 байтов еще | 100 Комментарии | Всего: 1.30)
Критические заметки: история, проблемы и перспективы ядерной наукии и техники [07/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергиюВ.М.Мурогов

(подробнее. | 27718 байтов еще | 30 Комментарии | Всего: 4.25)
Атомная энергетика претендует на глобальное лидерство [04/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Отрасль становится двигателем безуглеродного развития и фабрикой новых технологий

Атомная энергетика в ближайшие десятилетия будет незаменима как источник доступного и экологичного электричества, при этом она не должна рассматриваться только с узкой точки зрения строительства энергоблоков – ведь, по сути, она является фабрикой новых технологий, стимулируя научно-техническое развитие тех стран, где применяется.

(подробнее. | 6803 байтов еще | 87 Комментарии | Всего: 1.13)
Денидустриализация нарастает [03/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Пришла новость о том, правительство РФ может отказаться от строительства тепловых электростанций (ТЭС) на экспериментальных образцах российских газовых турбин большой мощности (ГТБМ) 1,4 ГВт в пользу иностранных компаний, включая американскую GE и немецкую Siemens.

(подробнее. | 7823 байтов еще | 25 Комментарии | Всего: 4.85)
Quo vadis [02/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Олег Л. Фиговский, академик (Израиль)

Прошёл год со дня выхода в свет в немецком издательстве “Lambert A.P” нашей книги “Инновационные системы: перспективы и прогнозы” в которой акцент сделан на прогнозирование развития науки и технологий. Что нас ждёт за горизонтом? В каком направлении двигаться? Куда идти, чтобы не заплутаться в лабиринте открывающихся возможностей?

(подробнее. | 23266 байтов еще | 7 Комментарии | Всего: 2.66)
Галактика в евронауке и в мироздании [01/10/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

В.И.Поляков, д.т.н., профессор в отставке

Мироздание и мировоззрение. Отлично понимая бесполезность изучения в кризисное время планеты звёздных пространств, поиска контактов с инопланетянами и жизни на Марсе, вижу необходимость дать представления о законах структуры Мироздания и нашей Галактики. Они нужны для отмены сомнений и творений Эйнштейна, и чтобы на отечественной почве, на корневых побегах от идей М.В.Ломоносова и В.И. Вернадского проявить, что Природа, при всей Вселенской бесконечности, проста в своей системной организации.

(подробнее. | 55932 байтов еще | 241 Комментарии | Всего: 1.58)
Производство препарата Фосфор-33. Замкнутый Ядерный Цикл «S-33(n,р)P-33» [30/09/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

1992-2008-2019 – сокращенный вариант для читателей Проатома, предназначенный для популяризации такой интересной науки, как Радиохимия.

В работах автора на Проатоме обсуждались нерешенные проблемы, которые помешали созданию ЗЯТЦ БН в СССР. Нерешенные проблемы всегда кажутся труднее решенных. В данной работе описывается успешное создание ЗЯЦ. Когда все проблемы решены, работа кажется простой, а решения очевидными. Но в процессе создания так не казалось. Поиск решения не был простым.

(подробнее. | 61411 байтов еще | 16 Комментарии | Всего: 4.58)
Рубль – в генерацию, два – в безопасность [27/09/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

При каких условиях на АЭС малой мощности может появиться спрос

В год 60-летия первого атомного ледокола и за год до 75-летия атомной отрасли России свершилось: в порту Певек на трассе Севморпути встал к причалу первый в своем роде плавэнергоблок “Академик Ломоносов”. Его круглосуточная вахта в составе первой в мире плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) с тем же названием должна начаться в конце нынешнего или самом начале следующего, 2020 года.

(подробнее. | 13140 байтов еще | 22 Комментарии | Всего: 1.45)
Думайте, не слетая с петель [26/09/2019]
Технологии переработки мусора в энергию

Мне посчастливилось с раннего детства, в юности, да и в зрелые годы общаться и, в какой-то мере, учиться у Бориса Григорьевича Кузнецова (1945, когда он вернулся с войны и до его кончины 1984). С выдающимся теплофизиком Константином Ивановичем Страховичем, освобожденном из «шарашки», где он трудился с Королевым, я встречался со студенчества, аспирантства и по работе (1955-1968г). Именно эти люди определили мое мировоззрение и взгляды.

(подробнее. | 17612 байтов еще | 10 Комментарии | Всего: 4.25)
Шагреневая кожа отечественной радиобиологии — 2 [25/09/2019]
Технологии переработки мусора в энергию
Технологии переработки мусора в энергию

Прошло около восьми месяцев со времени публикации в ТрВ-Наука первой статьи под таким названием 1 . За это время произошло событие, вызвавшее резонанс и в средствах массовой информации, и среди населения региона, где это событие про­изошло. Только специалисты отмолчались.

Человек и прогресс

Прогресс

Человек

Будущее

Новые статьи о прогрессе

Технологии переработки мусора в энергию

В поиске новых постоянных источников электроэнергии становится всё более очевидным, что мы буквально выбрасываем в никуда огромные количества энергии. Недавно исследователи подсчитали, что около 50 % произведенной человеком энергии бесполезно улетучивается в виде тепла (это количество энергии превышает энергию, производимую всеми ветряными электрогенераторами). Поэтому вот уже несколько лет предпринимаются попытки добраться до огромных резервов энергии, аккумулированной в так называемом «энергетическом сырье», сущность которого многие просто не понимают: речь идет о мусоре и других отходах.

Идея в принципе не нова – различные методы, такие как сжигание мусора, получение свалочного газа на мусорных свалках и использование биогаза из жидкого навоза, применяются уже много лет, но, похоже, вскоре технологиям получения энергии из мусора предстоит найти действительно широкое применение.

Проблемой сжигания мусора до сих пор было прежде всего образование токсичных газообразных продуктов горения, из-за которых вся эта технология становилась сомнительным делом. Новые технологии не только устраняют этот фактор, но и во много раз повышают коэффициент полезного действия, благодаря чему сжигание мусора в будущем может стать серьезно воспринимаемым источником энергии.

Так, например, американская фирма «S4 Energy Solutions» делает упор на так называемую плазменную газификацию отходов. При этом процессе мусор нагревается до экстремально высоких температур при помощи электропроводного газа (плазмы). Благодаря этому изменяется структура молекул исходного материала, и исходный мусор может быть преобразован посредством дополнительных операций в очень чистый синтетический газ. Этот синтетический газ либо напрямую преобразуется в энергию, либо в различные виды топлива, такие как этанол и дизельное топливо, либо в промышленные вещества, такие как водород и метанол. По данным компании «S4 Energy Solutions» данный процесс является высокоэффективным, и при нем почти не выделяются вредные газообразные продукты горения. Основное достоинство этой технологии состоит в том, что установка способна почти без остатка перерабатывать в газ даже особые высокотоксичные отходы и слаборадиоактивные материалы. Таким образом, этот процесс интересен прежде всего для переработки отходов автомобильной и фармацевтической промышленности, которые нельзя складывать на обычных мусорных свалках.

Джо Вэлланкур, руководитель компании-совладельца «Waste Management», говорит о том, что компании-разработчики данной технологии рассматривают мусор как ресурс, который предстоит открыть заново. Теперь фирма «S4 Energy Solutions» построит первую крупную установку, чтобы оценить рентабельность технологии и расширить возможности её применения.

В последнее время промышленные предприятия начали внедрять замкнутые циклы производства. Переработка мусора в энергию во многих случаях целесообразна для тех предприятий, в которых накапливается большое количество органических отходов, таких как остатки растений. Большие количества органических отходов имеются почти на всех предприятиях пищевой промышленности. Однако лишь некоторые фирмы и пока медленно переходят на замкнутый цикл производства и напрямую преобразуют отходы своего производства обратно в энергию, хотя этот шаг целесообразен и с финансовой точки зрения. И чем больше фирм перейдет к такой практике, тем дешевле будет стоить необходимое для этого технологическое оборудование, так что в будущем нас вполне может ожидать настоящий бум в этом направлении.

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий