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:

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Твердотельные батареи Panasonic 04.10.2025

Твердотельные аккумуляторы считаются следующим шагом в эволюции энергосистем: в отличие от традиционных литиево-ионных, они не содержат жидкого электролита, что существенно снижает риск возгорания и утечки. Именно на это делает ставку Panasonic, намереваясь завершить подготовку первых образцов к марту 2027 года, то есть к концу 2027 финансового года. Как сообщил технический директор подразделения Panasonic Energy Сеичиро Ватанабе, после выпуска опытных моделей клиенты проведут тесты, которые могут занять около двух лет, прежде чем начнется полноценное серийное производство. Хотя основным направлением для компании по-прежнему остаются литиево-ионные аккумуляторы, Panasonic стремится использовать свой опыт в сфере электромобильных технологий, чтобы выйти на новые рынки - прежде всего в области роботов и промышленных систем. На этом направлении японская корпорация намерена соперничать с такими компаниями, как TDK, уже закрепившимися в сегменте твердотельных решений. Интерес к новой ...>>

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Случайная новость из Архива Самая большая рыба 04.04.2004 В глиняном карьере у города Питерборо (Великобритания) найдены останки самой крупной рыбы, когда-либо жившей на Земле. Ее научное название - лидсихтис, то есть "рыба Лидса", по фамилии фермера, который в конце XIX века нашел первый небольшой экземпляр. У обнаруженного сейчас скелета не полностью сохранился хвост, поэтому трудно точно указать длину этого чудовища при жизни. Но палеонтологи оценивают ее в диапазоне от 15 до 30 метров, скорее всего - около 20, что вдвое больше длины самой крупной современной рыбы - китовой акулы. Этот вид, относящийся к юрскому периоду, питался, как и китовая акула, планктоном. Самый крупный из известных до сих пор экземпляров лидсихтиса занимает 20 музейных ящиков, а найденные сейчас окаменелости - 120.

Другие интересные новости:

▪ Умное биде от LG Uplus

▪ Самый опасный вирус на земле

▪ Лес вырубили - показался кратер

▪ Гендерные стереотипы распространяются даже на младенцев

▪ Новогодние украшения делают нас счастливее

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ). Подборка статей

▪ статья Загородный дом со всеми удобствами. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какое отношение к России имеет популярная в Тунисе марка газированной воды Boga? Подробный ответ

▪ статья Бегущая по волнам. Личный транспорт

▪ статья Основные законы электрического тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Измерить параметры антенны? Совсем не сложно! Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025