Эффективность использования свалочного газа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Выработка газа с одной мусорной свалки может обеспечить электричеством более 200 тыс. квартир и стать новым неисчерпаемым источником энергии. В чем подвох у свалочного газа и почему мусорные короли не торопятся добывать его с полигонов?

Из истории добычи

Бытовые отходы стали использоваться в качестве источника энергии относительно недавно. Первая экспериментальная мусорная свалка с применением специальных инженерных сооружений открылась в Калифорнии в 1937г. Исследования и применение свалочного газа в США активизировалось после принятия в 1965 г. закона об утилизации твердых отходов. Работы по утилизации свалочного газа ускорились во время нефтяного кризиса 1970-х гг. С 1980 г. правительство США начало предоставлять налоговые льготы производителям свалочного газа. Уже в 1985 г. в США работало более 30 установок, использовавших биогаз, вырабатываемый на полигонах отходов.

На данный момент США является мировым лидером по производству свалочного газа. Из 1812 полигонов, на 427 действуют проекты по выработке газа. Большее их количество сосредоточено на Среднем Западе и в Калифорнии. Количество проектов по выработке газа из американских свалок не коррелирует с числом всех свалок в стране. Район юга, лидер по количеству свалок, является отстающим среди газовых проектов. Лидирует район Среднего Запада, становой хребет тяжелой промышленности. Индустриальная развитость штатов приозерья позволила воплотить в жизнь сложные технические проекты по извлечению газа из свалок и его дальнейшего использования. Более 70% проектов в штатах запада приходятся на Калифорнию. Это не удивляет, ведь она занимает первое место по производству мусора - 36 млн. т в год.

Как получают свалочный газ

Отходы на свалках в результате анаэробного (при отсутствием кислорода) разложения выделяют свалочный газ. Гниение мусора происходит под воздействием бактерий, принадлежащих к двум большим семействам: ацидогенов и метаногенов. Ацидогены производят первичное разложение мусора на летучие жирные кислоты, а именно из жира получается максимальный выход метана. Метаногены перерабатывают летучие жирные кислоты в метан CH₄ и диоксид углерода CO₂. В результате свалочный газ состоит из примерно 50% метана CH₄, 50% CO₂, включая небольшие примеси H₂S и других органических веществ.

Конструкция полигона

Для того, чтобы получать газ из свалок, необходима специальная конструкция полигона, которая бы не только позволяла собирать газ для дальнейшего его использования, но отвечала бы экологическим нормам, не загрязняя почвы и грунтовые воды.

Дно вырытого котлована застилается геомембраной, а затем накрывается метровой толщей глины. Геомембрана представляет собой современный гидроизоляционный материал, который может также выполнять дренирующие функции. Такая защита создается для предотвращения проникновения продуктов выщелачивания в почву и грунтовые воды. Мусор вносится слоями, в конце каждого дня утрамбовывается машинами-катками и покрывается ежедневным покрытием - слоем глины толщиной 15-30 см. Это необходимо для уменьшения зловония и предотвращения рассеивание мусора под действием ветра и птиц. После заполнения котлована мусором его накрывают кровлей и защитным покрытием. Кровля состоит из уплотненной глины, более мощным слоем уложенная поверх мусора, чем ежедневное покрытие и геомембраны. Защитное покрытие представляет собой слой почвы и растительный покров.

Котлован оснащается инженерными сооружениями для отвода жидких и газообразных продуктов разложения мусора. В теле котлована закладываются скважины, трубы, устанавливается насосное оборудование. Метан, образующийся в результате разложения мусора, собирается со свалки и попадает в скруббер - газоочистительный аппарат, используемый для очистки газообразных сред от примесей в различных химико-технологических процессах. Способ очистки газа, поступающего со свалки, основан на промывке газа жидкостью, обычно водой. Данный метод позволяет удалить из газа частицы пыли и аэрозолей.

После очистки в скруббере, газ поступает на компрессор, после чего он уже может быть использован. Напрямую свалочный газ используют для получения тепла и пара, а также в качестве автомобильного топлива. Также полученный газ можно использовать в качестве топлива для производства электроэнергии. Для этого используются газотурбинные и газопоршневые установки.

Негативное воздействие свалочного газа

При обширных возможностях использования свалочного газа и очевидных положительных сторонах его использования, этот газ также имеет ряд недостатков. Он содержит огромное количество токсичных и вредных веществ, крайне опасных для здоровья и жизни людей. Биогаз, полученный из свалок, оказывает гибельное воздействие на растительный покров вокруг полигона и на его поверхности. При отсутствии должного управления его образованием и сбором происходит разрушение тела полигона вследствие сброса давления газа внутри него. Наконец, свалочный газ является парниковым газом.

Вопросы образования свалочного газа на полигонах ТБО и минимизация его воздействия на окружающую среду являются весьма актуальными. Добыча и дальнейшее использование газа с полигонов являются наиболее приемлемыми, перспективными и обоснованными решениями с экологической и экономической точки зрения. Выработка свалочного газа требует целого комплекса дорогостоящих мероприятий по его добыче, очистке и транспортировке.

Мировой объем выработки свалочного газа

Объемы годовой газодобычи представлены в табл.1, из которой следует, что глобальная утилизация свалочного газа составляет примерно 1,2 млрд. м³ в год, что эквивалентно 429 тыс. т метана или 1% его глобальной эмиссии. Объем извлекаемого газа по сравнению с объемом его образования ничтожен. На данный момент пока рано говорить о свалочном газе, как о новом альтернативном топливе. Однако наличие колоссальных залежей мусора и совершенствование технологий добычи и очистки свалочного газа позволяет предположить, что его значение в будущем будет расти.

Автор: Любовь Мельникова, Географический факультет МГУ

Источники информации

1. Международное энергетическое агентство iea.org
2. worldenergyoutlook.org
3. Гонопольский А. М. К вопросу о рыночном использовании биогаза, образующегося на полигонах ТБО

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Жидкий лазер в воздухе 14.07.2015 Лазеры на красителях зачастую называют "жидкими" лазерами, поскольку в качестве лазерного материала в них используются растворы органических красителей. Это название плавно перекочевало в программу Агентства по передовым оборонным исследовательским проектам США (DARPA) High Energy Liquid Laser Area Defense System (HELLADS) - "Система защиты с помощью высокоэнергетического жидкого лазера", да там и осталось. Это несмотря на то, что разработка компании General Atomics представляла собой комбинацию твердотельного лазера, обладающего высокой плотностью энергии, и лазера на красителях, позволяющего управлять температурой. Программа началась около десяти лет назад и ставила задачу создания лазера мощностью 150 кВт для уничтожения ракет и снарядов, который бы весил не более 5 кг на каждый киловатт энергии и занимал объем не более 3 кубометров, чтобы его можно было разместить в самолете. К 2007 г. в лабораторных условиях удалось создать лазер мощностью 15 кВт, а в апреле этого года компания General Atomics провела успешные приемные испытания полностью электрической системы HELLADS весом менее 907 кг (т.е. около 6 кг на киловатт) и объемом 1,3 х 0,4 х 0,5 м, работающей от литий-ионного аккумулятора. В процессе 30-секундной демонстрации качество луча осталось неизменным, подтвердив тем самым возможность поддержания качества пучка лазера электрической накачки при мощности свыше 50 кВт. Теперь лазер, вернее, его пока что демонстрационный образец для наземного размещения отправится на испытания на полигон "Уайт Сэндс" в штате Нью-Мексико. Полигон площадью 8287 км является самой большой территорией в США, принадлежащей Министерству обороны. Компания General Atomics рассчитывает к 2018 г. начать установку лазеров HELLADS на своих же беспилотниках типа Avenger, хорошо ранее известных под названием Predator C.

Другие интересные новости:

▪ Жидкий азот поможет развитию космического туризма

▪ Новые приборы Bluetooth от PHILIPS SEMICONDUCTOR

▪ Жидкостная система охлаждения для ноутбуков XMG Oasis Mk2

▪ Туманный душ

▪ Очки-имплантаты для слепых

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. Подборка статей

▪ статья Как избежать нападения преступника на улице и в других общественных местах. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Можно ли на самом деле загипнотизировать змею? Подробный ответ

▪ статья Фельдшер. Должностная инструкция

▪ статья Милливольтметр переменного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья КВ преобразователь. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026