Энергия из мусора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

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

Первое поколение МСЗ

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

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

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

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

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

Второе поколение МСЗ

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

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

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

Москва планирует установить МСЗ второго поколения

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

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

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

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

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

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

Новые энергетические возможности МСЗ: европейский опыт

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Российские решения

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

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

• возможность утилизации коммунальных отходов с естественной влажностью, предварительно осушая их перед загрузкой, повышая таким образом температуру сжигания коммунальных отходов и увеличивая количество производимой электроэнергии на тонну сжигаемых отходов до мировых стандартов;
• возможность сжигания коммунальных отходов в атмосфере кислорода на поверхности перегретого шлакового расплава, образующегося из минеральной составляющей коммунальных отходов, достигая температуры газовой фазы в мусоросжигательном агрегате 1800-1900°C, а температуры расплавленного шлака 1500-1650°C и уменьшая общее количество выбрасываемых газов и оксидов азота в них;
• возможность получения из минеральной составляющей коммунальных отходов жидкого кислого шлака, периодически сливая его из печи. Этот шлак прочный и плотный, не выделяет при хранении никаких вредных веществ и может использоваться для производства строительного щебня, шлакового литья и других строительных материалов.
• пыль, уловленная в газоочистке агрегата, специальными инжекторами вдувается обратно в плавильную камеру, в шлаковый расплав и полностью ассимилируется шлаком.

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

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

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

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Память в 1000 раз быстрее и долговечнее флэш 15.06.2016 Компания Intel приступит к производству SSD под новым товарным знаком Optane в IV квартале 2016 г. Устройства будут работать по протоколу NVMe и предназначены для подключения к шине PCI Express 3 с четырьмя линиями. Устройства будут предназначены как для потребительского, так и для корпоративного рынка. Первые будут носить кодовое имя Mansion Beach, вторые - Stony Beach. Ориентировочно в I квартале 2017 г. Intel планирует выпустить накопители Brighton Beach с поддержкой PCI Express 3 с двумя. линиями. А не ранее, чем в середине 2017 г., - обновить Mansion Beach и представить новое поколение накопителей Optane для корпоративного рынка под кодовым именем Carson Beach. Устройства Carson Beach планируется выполнять в форм-факторе BGA, в дополнение к M.2. Накопители Optane базируются на технологии памяти 3D XPoint, анонсированной Intel совместно с Micron Technology в июле 2015 г. Партнеры утверждают, что 3D XPoint обладает в 1 тыс. раз более высокой скоростью работы и во сколько же раз более высокой выносливостью по сравнению с флэш-памятью типа NAND, повсеместно используемой в современной электронике, и в 10 раз большей плотностью по сравнению с современной компьютерной памятью. Вместо использования транзисторов, как в NAND-памяти, в памяти 3D XPoint применяются ячейки из материала, который меняет свои физические свойства при прохождении через него электрического тока. Такая память еще называется фазовой памятью. Она энергонезависимая, как и флэш-память, но при этом быстрее NAND-памяти и дешевле в производстве, чем DRAM-память, которая используется в ОЗУ.

Другие интересные новости:

▪ Обнаружен масштабный природный источник парниковых газов

▪ Рюкзак виртуальной реальности HP Z VR Backpack

▪ Нанохимчистка фресок

▪ Медиаплеер Zidoo X7

▪ Кофе и лысина

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Мобильная связь. Подборка статей

▪ статья Власти предержащие. Крылатое выражение

▪ статья У какого животного самые мощные челюсти? Подробный ответ

▪ статья Сушильщик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Поворотное устройство антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Терморегулятор для низковольтного паяльника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026