Экологичный способ добычи энергии на свалке

 Слупская свалка – излюбленно место кормежки пернатых

Спасибо бактериям

Свалочный газ – это одна из разновидностей биогаза. Он получается на старом, уже законсервированном полигоне. По сути, эта смесь метана (около 50 процентов), углекислого газа (также около 50 процентов), и небольшое количество сероводорода и иных газов образуется на каждой свалке в процессе гниения ее содержимого.

Обычно такой газ образуясь на свалке и беспрепятственно улетучивается в атмосферу и, тем самым, вызывая глобальное потепление. Экологи беспокоятся, что метан способен в 21 раз сильнее углекислого газа создавать парниковый эффект. Если метан удержать на месте и сжечь в двигателях (то есть окислить до углекислого газа и водяного пара), то можно убить сразу двух зайцев: уменьшить парниковый эффект и выработать электрическую и тепловую энергию.

Выгода заманчива, поэтому технология сильно распространена в той же Польше. Фирмы, осуществляющие в Польше такие проекты – частные, но так как речь идет о решении сразу комплекса экологических проблем (утилизации отходов, уменьшение парникового эффекта, создании электроэнергии из возобновляемых источников), то часть необходимых денег на реализацию таких проектов легко получить от Европейского Союза.

По данным 2012 года, в Польше было 90 мусорных полигонов на которых внедрена такая технология. Суммарная электрическая мощность всех электростанций, работающих на свалочном газе – более 60 мегаватт электроэнергии. Это примерно половина мощности от общей (112 МВт) электроэнергии Польши, производимой из биогаза (биогаз также производится в процессе очистки сточных воды, сбраживании отходов растениеводства и животноводства). В доле общей установленной мощности Польских электростанций это составляет 0,3 процента. Более промышленно развитая Германия ставит для себя цели к 2020 году создать более 3700 МВт электрических мощностей, работающих на всех видах биогаза. Это более  трети всех электромощностей Беларуси.

Правда, организовать производство свалочного биогаза возможно не на каждом полигоне – при малых объемах установочные затраты не окупаются.

А что у нас? В Беларуси похожие на польские климатические условия и технологии работы с отходами. Именно поэтому технология получения электроэнергии на мусорных полигонах также перспективна. На текущий момент созданы три полигона: Тростенецкий и Северный под Минском (с мощностью около 3 МВт каждый), полигон под Витебском (текущая мощность – 0,85 МВт) и ведутся разговоры о строительстве в иных городах.

Как это работает?
Газ получают на уже законсервированном полигоне. Сверху полигон засыпается землей и засаживается газонной травой. Иногда под землей укладывают и дополнительную полиэтиленовую пленку. Такая “крыша”, толщиной примерно в один метр, не дает газу свободно мигрировать в атмосферу. Понятно, что изоляция создает лучший температурный режим, особенно холодными зимами, и, тем самым, обеспечивая более равномерное производство газа.

Чтобы выкачать с полигона газ,  необходимо “прошить” его множеством полых вертикальных пластиковых трубок. Количество трубок для полигона – от полусотни. Через отверстия в стенках труб все вырабатываемые внутри свалки газы попадают внутрь. Трубки подключены к общей магистрали, и через нее газ насосами выкачиваются наружу.

Полигон может “испускать дух” 30—70 лет. После 25 лет выработка метана начинает постепенно сокращаться.

При извлечении свалочного газа возникает и еще один дополнительный плюс – улучшается пожаробезопасность самой свалки.

Пластиковые магистрали, по которым осуществляется выкачка газа





Новый котлован гидроизолирован от протекания «соков» свалки в почву. Собираемая жидкость используется для полива законсервированного полигона. Это улучшает брожение и производство метана.





Торуньский полигон, на котором также осуществляется выработка свалочного газа, законсервирован и засажен газонной травой





Утилизация газа.

В Слупске получаемый газ сжигается в электрогенераторах здесь же, в дизель-генераторах. Это самая простая технология. Она позволяет практически не очищать свалочный газ от иных примесей – генератор к качеству смеси неприхотлив.

Второй вариант – поступить также, как скандинавы. Например, в норвежском Осло, некоторых городах Швеции автобусы работают на свалочном биогазе. Для этого газ необходимо доочистить, сжать до 100–120 атмосфер и закачать в газовые баллоны автобусов. Требования, предъявляемые к такому газу, выше, необходим еще и сертификат. Зато в таком случае городской автобус полностью работает на возобновляемой энергии. Для европейских городов, имеющих стратегии перехода на возобновляемую энергию, это немаловажно. В автобусах Осло такой газ обходится на 40 евроцентов дешевле за литр требуемого дизельного эквивалента. Да и переделки автобуса требуются минимальные.

Третий способ утилизации свалочного биогаза – это подача его в городскую газовую сеть. Для этого также требуется доочистка, получение более строгого сертификата и более высокие объемы производства.

Средняя “мощность” польских мусорных полигонов 0,5 МВт электроэнергии. В Слупске производимого газа хватает, чтобы вырабатывать мощность 0,400 МВт электроэнергии. Для сравнения: ТЭЦ–3 в Минске имеет мощность около 500 МВт. Мощности в 0,4 МВт, а это более 3 миллионов кВт*ч электроэнергии каждый год, достаточно, чтобы запитать электричеством весь полигон, а часть остающейся электроэнергии продать региональной энергетической компании по повышенному “зелёному” коэффициенту.

На полигоне три дизель-генератора. В отличие от автомобильных дизелей, такие дизель-генераторы работают в одном режиме, на одних оборотах. Это обеспечивает высокое КПД (от 43 процентов) и высокие экологические показатели (минимальные выбросы парниковых газов). При сжигании свалочного газа не образуется сажа и оксиды серы, которые обычно выбрасываются при сжигании дизельного топлива.

Генераторы дорогие, поэтому их требуемое количество обычно рассчитывают на утилизацию среднего потока газа. И, если в какой-то момент времени газа на свалке производится больше, чем генераторы способны сжечь, то такой газ либо накапливается в специальных цистернах (что делает установку более дорогой), либо стравливается в атмосферу и сжигается факелом. Мощность выработки газа на Слупском полигоне регулируют водяным поливом самого полигона.

При электрической мощности в 0,4 МВт и КПД в 40 процентов генераторы Слупского полигона образуют также около 0,6 МВт тепловой мощности. Этого более чем достаточно для внутренних нужд станции – для отопления, подогрев воды. Специфических технологических процессов, требующих тепла, на станции нет, поэтому чтобы тепловая энергия идет на отопление цветочных теплиц. Тепловую энергию можно было бы отдать и иным потребителям, но завод расположен достаточно далеко за городом,  рядом иных производств нет.

Каждый из трех дизель-генераторов установлен в отдельном помещении





Иногда газ не сразу подается в генератор, а хранится в накопителе. Например, вот в таком. Давление в нем, как правило, чуть выше атмосферного, зато большой объем. В Слупске такого накопителя нет





Самому заводу требуется много электроэнергии. Например, только этот сортировочный станок потребляет 40 киловатт – десятую часть той электроэнергии, что производит станция





Тепла и электроэнергии хватает на внутренние потребности всего завода. Кухня для рабочих





На станции приходится ежедневно стирать одежду рабочих. Вот так выглядит прачечная





Тепло, вырабатываемое на станции, используется и для сушки одежды.

Излишками тепловой энергии отапливаются и парники









Источник: green-journey.com