Получение энергии из отходов

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 EnergySolutions» 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 EnergySolutions» 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 «WasteManagement», говорит о том, что компании-разработчики данной технологии рассматривают мусор как ресурс, который предстоит открыть заново. Теперь фирма «S4 EnergySolutions» 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.

Как показывает современная практика, бытовые отходы далеко не всегда являются источником проблем, а выступают и источником расширения возможностей. Первыми странами, которые доказали это на личном примере, являются США и Германия. Они нашли комплексное решение проблем вывоза мусора, которое позволяет не только улучшить состояние экологии, но и получать из отходов ценные ресурсы.

Таким образом, мусор стал основой новых и, что немаловажно, возобновляемых источников энергии.

Образцом выгодного применения бытовых отходов может выступить технология, которая нашла широкое использование в северо-восточной части США. В стране строительный мусор вывозится на полигоны, где функционируют специальные станции, дающие возможность производить биогаз.

Полученный газ позволяет отапливать в год около одного миллиона домов. Специалисты делают прогнозы, что к 2020 году удастся увеличить выработку биогаза из мусора в два раза. Поблизости с университетом Нью-Гемпшир построена одна из таких станций, что дает возможность за счет свалки обеспечить вуз энергией на 85%.

В Штатах уверены, что посредством уменьшения количества бытовых отходов удастся улучшить состояние окружающей среды. Помимо этого, производство биогаза из простого мусора откроет путь экономии средств за счет уменьшения расходов на электроэнергию. К данной программе получения «свалочного газа» уже присоединились многие предприятия и общественные организации. Инвестиции в эту область на территории США считаются очень перспективными. На свалках ТБО сегодня функционируют 120 энергетических предприятий, которые производят в общей сумме около 540 мегаватт электроэнергии. Исходя из данных исследований, каждый гражданин США ежедневно оставляет до полутора килограммов отходов, которые благодаря современным технологиям удается использовать для производства чистых источников энергии.

Известный американский концерн Wheelabrator с 70-х годов минувшего столетия перерабатывает мусор в энергетическое топливо. Таким способом удается получить из 145 млн тонн твердых бытовых отходов около 75 млрд киловатт-часов энергии и сохранить окружающую среду.

Отрасль производства «мусорной энергии» на территории Соединенных Штатов получает огромнейшие инвестиции. Американцы поняли целесообразность данного способа давным-давно. Однако аналогичные технологии своим вниманием не обошли и другие государства. На сегодняшний день возможности получения энергии из обычных пищевых отходов активно исследуются и внедряются в промышленность в Китае, Германии и Великобритании.

Свалки твердых бытовых отходов (стихийные и регламентированные) представляют собой одну из самых актуальных проблем цивилизации. В России почти 80% всех существующих полигонов твердых бытовых отходов переполнено и эксплуатируются с нарушением требований СанПин.

Тонны гниющего мусора – это постоянная токсикологическая и эпидемиологическая угроза. Размывание свалок осадками в виде снега и дождя приводит к проникновению токсического фильтрата в подземные воды, а возгорание мусора способствует выбросу в атмосферу тысяч тонн ядовитой сажи и прочих соединений. Неудивительно, что здоровье населения в крупных городах постоянно ухудшается: врачи наблюдают ежегодный прирост числа онкологических заболеваний.

В этой связи пиролиз является не только экономически выгодным методом решения проблемы утилизации отходов, но и способом улучшения экологической обстановки в регионах.

Что такое пиролиз

Пиролиз представляет собою термическое уничтожение отходов в специализированных герметичных печах. Данные печи представляют собой оригинальные конструкции, состоящие из двух отсеков, в которых мусор сжигается таким образом, что сам процесс не нуждается в доступе атмосферного кислорода.

Не будем вдаваться в технические тонкости пиролиза, отметим лишь, что загрязнения воздуха при такой деструкции сырья не происходит. Напротив, процесс приводит к образованию эффективного топлива, которое может быть использовано для бытовых и производственных нужд. Фактически мы получаем бесплатный и почти неиссякаемый источник энергии.

Максимум пользы от утилизации мусора

Пиролиз – это не просто экологически безвредный способ утилизации отходов, но и изрядная экономия средств. Из пиролизных печей на выходе можно получить такие компоненты, как газ, пиролизное масло и технический углерод. Данные вещества можно использовать самыми разными способами.

Пиролизное масло и газ можно применять в качестве топлива для обогрева помещений, нагрева воды в котельных, выработки электроэнергии. Часть газа можно использовать для поддержания бесперебойной автономной работы самой установки.

Технический углерод может быть использован в производстве резин, а также в качестве наполнителя или адсорбента. Фактический пиролиз – безотходное производство, работающее на вторичном сырье – экономия при таком способе переработки мусора колоссальная.

Переработка шин и пластика

Отработанные покрышки – серьезная проблема любого крупного города, поскольку прирост транспортных средств в населенных пунктах России – постоянный и непрекращающийся процесс. Как утилизировать шины без ущерба для экосистем и здоровья населения?

Сжигание на открытых пространствах – способ крайне вредный для атмосферы: при сгорании 1 тонны шин в воздух выбрасывается более 500 тонн сажи и токсические соединения.

Пиролиз является идеальным решением проблемы. Никаких токсинов в атмосферу не выбрасывается, но при этом в установках термической деструкции образуется горючий газ, пиролизное масло, отделяется металлокорд – все компоненты могут быть применены для промышленных нужд.

Не менее выгодна переработка пластика, который составляет огромный процент от всего мусора на полигонах ТБО. В установке термической деструкции при утилизации пластика также получается полноценный кондиционный продукт: топливо, топливный газ и технический углерод.

Таким образом, решаются сразу несколько вопросов: рационального использования производственных площадей, утилизации отходов, получения альтернативных источников энергии и улучшения экологической обстановки.

Компания IPEC

197342, Россия, Санкт-Петербург, Красногвардейский переулок, д. 15Д

Добавить комментарий

Закрыть меню