Мусорные брожения
Биогаз
Выработка энергии из отходов — экологичная и экономически оправданная мера, которая не получила широкого распространения в России. Бизнес объясняет это отсутствием господдержки.
Генерация энергии за счет переработки отходов является нормой для Европы, причем уже давно. Например, в Швеции действует национальная программа получения электроэнергии из отходов: за счет "отходной" энергии снабжаются электричеством около 250 тыс. домов. Таким образом, отходы на 20% обеспечивают работу системы централизованного теплоснабжения страны. Более того, Швеция уже столкнулась с проблемой нехватки собственного мусора для последующей переработки. Теперь страна закупает ежегодно до 800 тыс. тонн мусора, преимущественно в Норвегии. Швеция рассматривает возможность закупки отходов в Болгарии, Румынии и Италии.
Для финнов использование мусора для выработки энергии тоже уже давно стало обычной практикой. В Финляндии создаются специальные полигоны, площадью не менее 60 га, на которые свозят весь мусор. С помощью одного такого полигона отапливается свыше 10 тыс. квартир в Хельсинки.
Энергия за счет переработки мусора получается таким образом: во время брожения отходы выделяют метан, который откачивается специальными насосами. Затем по трубам газ поступает в котельную, где и перерабатывается. Биологические отходы, а также бумага, металл и стекло становятся вторичным сырьем. Энергетические отходы, в особенности пластик, перерабатываются на электростанциях в газ, который хранится в качестве запасного во время зимних холодов.
Чтобы ускорить процесс получения газа, мусор на полигоне укладывается слоями, каждый из которых накрывают специальной пленкой — это ускоряет процесс брожения и выделения газа.
В будущем Финляндия планирует получать большую часть энергии за счет переработки мусора, а к 2016 году финны собираются использовать 80% мусора в качестве вторичного сырья. Исходя из подобной госполитики, на работу каждого полигона в Финляндии из бюджета выделяется €80 млн.
Местный опыт
Пока в Петербурге и Ленинградской области выработка энергии из отходов не считается естественным положением дел и используется далеко не повсеместно. Скорее исключением является проект ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" по переработке накопленного осадка.
Сегодня в Петербурге работают три завода по сжиганию осадка "Водоканала": на Центральной станции аэрации (с 1997 года), на Юго-Западных очистных сооружениях и на Северной станции аэрации (оба — с 2007 года). Кроме главной своей задачи — утилизации осадка, образующегося при очистке сточных вод, заводы вырабатывают энергию как побочный продукт. "Все три завода вырабатывают тепловую энергию, которую "Водоканал" использует для отопления объектов, расположенных на очистных сооружениях, а также на прилегающих территориях. А заводы на Юго-Западных очистных сооружениях и Северной станции аэрации еще вырабатывают и небольшое количество электроэнергии, которую "Водоканал" использует для своих нужд, снижая тем самым потребности в покупной электроэнергии", — рассказывает Наталья Ипатова, директор департамента информации и общественных связей "Водоканала".
На северном полигоне "Водоканала" переработка осадка производится прямо на месте, процесс основан на использовании технологии геотубирования (геотубы — это специальные емкости, где осадок проходит обработку различными реагентами). В результате такой обработки образуется субстрат, который не имеет запаха и который можно использовать для производства техногрунта, используемого, например, для железнодорожных насыпей.
На полигоне "Северный", площадь которого составляет 83 га, скопилось около 2 млн куб. м осадков. К началу 2012 года с помощью этой технологии было переработано уже 12% от общего объема осадка. Завершить этот проект на полигоне "Северный" планируется к 2017 году. Переработка 1 куб. м осадков стоит 300 рублей.
В "Водоканале" обещают, что в будущем осадки, складируемые на южном полигоне, также будут переработаны.
Помимо этого петербургский "Водоканал" планирует создать альтернативный источник энергии для получения биогаза для собственных нужд: для этого предприятие собирается установить в своем комплексе обработки осадка на Центральной станции аэрации оборудование для получения биогаза с уровнем содержания метана 70%. Этот газ можно будет использовать в качестве топлива на мини-электростанциях.
По данным представителя "Водоканала", биогазовая генерация может покрыть около половины потребностей в электричестве Центральной станции аэрации — около 70 млн кВт ч в год.
Весной 2012 года стоимость биогазовой установки оценивалась "Водоканалом" в 1,7 млрд рублей. Чтобы запустить проект на Центральной станции, ее необходимо реконструировать, на что требуется еще 1,5-2 млрд рублей. В случае успешной эксплуатации биогазовой установки на Центральной станции аэрации аналогичное оборудование планировалось использовать и на Северной станции аэрации.
""Водоканал" по-прежнему заинтересован в реализации проектов, связанных с максимальным использованием энергетического потенциала осадка сточных вод, однако сейчас сроки осуществления таких проектов сдвинуты — в связи с тем, что было принято решение сосредоточиться на других задачах", — говорит Наталья Ипатова.
С этого года "Водоканал" занимается строительством и эксплуатацией стационарных снегоплавильных пунктов, принцип действия которых основан на использовании тепла сточных вод. "На стационарных снегоплавильных пунктах снег растапливается за счет того, что в снегоплавильные камеры подается сточная вода, которая даже зимой теплая — ее температура составляет 14-18°C. Дополнительных источников энергии этот процесс не требует: на стационарных снегоплавильных пунктах электроэнергия расходуется только на обеспечение работы специальных дробилок, где измельчается привезенный снег", — рассказывает госпожа Липатова о следующем "энергетическом" проекте предприятия.
Сегодня в Петербурге уже работают шесть стационарных снегоплавильных пунктов, до конца года будет запущен еще один. Суммарная производительность всех семи стационарных снегоплавильных пунктов — 42 тыс. куб. м стоков в сутки. Планируется, что в 2013 году будет продолжено строительство подобных сооружений.
Биогаз в любой сфере
Биогаз как продукт брожения биомассы может перерабатываться в газовых котлах в тепловую энергию, а в когенерационных установках — в электрическую. Биогазовые установки можно использовать для переработки любых отходов: в спиртовой промышленности — для переработки барды (отход производства этилового спирта), отходов очистных сооружений и в сельском хозяйстве. "В сельском хозяйстве использовать это оборудование нужно обязательно: на выходе получаются бесплатные удобрения, которые в 50-100 раз эффективнее обычного навоза. Урожайность при этом повышается на 30-40 процентов", — уверяет Владимир Кононов, директор ООО "Биос плюс" (занимается проектированием и производством биореакторов).
Чтобы навоз можно было использовать в качестве удобрения, он должен отлежаться в течение одного-двух лет, иначе содержащиеся в нем семена сорных растений смогут прорасти. В биореакторе брожение биомассы происходит за 12-20 суток, после чего продукты переработки уже можно использовать в качестве удобрения.
Найти поставщика биогазовых установок не так уж сложно: их достаточно как в России, так и за рубежом, в основном в Западной Европе и в Китае.
Однако господин Кононов отмечает принципиальную разницу между оборудованием. "Наш биореактор трубчатого типа, то есть процесс брожения в нем идет последовательно, а в зарубежных — параллельно. Дело в том, что в процессе брожения участвует не один тип бактерий, они работают последовательно — готовят материал для следующего этапа брожения как на заводском конвейере. В результате в реакторах трубчатого типа исключена возможность перемешивания готовых удобрений с еще не переработанными отходами", — рассказывает Владимир Кононов. Таким образом, снижается риск присутствия патогенной микрофлоры и исключается проникновение семян сорняковых растений в конечный продукт переработки. Господин Кононов напоминает о вспышке болезней, вызванных кишечной палочкой в Европе, которая была спровоцирована попаданием неперебродившей массы в готовые удобрения.
По оценке Владимира Кононова, каждый кубометр мощности биореактора стоит около 100 тыс. рублей. Биогазовая установка мощностью 100 кубометров стоимостью 10 млн рублей на выходе дает 5 тонн биоудобрений в сутки. Из одной тонны навоза вырабатывается 60 кубометров биогаза, которого хватает для выработки 2 кВт энергии.
Несмотря на очевидную выгодность переработки отходов для генерации энергии, в России подобные технологии используются неактивно. Специалисты объясняют это дороговизной оборудования при отсутствии государственной поддержки. "В Евросоюзе 50 процентов расходов на установку оборудования, позволяющего перерабатывать отходы, компенсирует государство. Помимо этого, европейские государства покупают вырабатываемую предприятиями переработанную "зеленую" энергию в два раза дороже", — поясняет господин Кононов.
Генерация электроэнергии на биогазе, которая в 1,5 раза дороже газовой, не получила широкого распространения в России, из-за отсутствия государственных дотаций, считает Константин Трифонов, советник гендиректора компании "Тэтра электрик".
Представитель одного из сельхозпредприятий Ленинградской области сообщил BG, что его компания рассматривает возможность приобретения биогазовой установки, однако пока не может найти приемлемое соотношение цены и качества. "Если бы у нас была поддержка государства, мы бы давно перешли на это оборудование. Пока создается ощущение, что наших чиновников не волнует вопрос экологии. А мы и так обременены слишком большим числом обязательств и платежей, чтобы могли сами купить биореакторы", — говорит собеседник издания.
Экологи считают, что использование биогазовых установок снижает объем выбросов продуктов гниения биомассы в атмосферу земли. "Метан как продукт жизнедеятельности фауны наносит ущерб экологии планеты, поскольку парниковая активность метана почти в 21 раз выше, чем у углекислого газа. Анализ пузырьков воздуха во льдах свидетельствует о том, что сейчас в атмосфере Земли больше метана, чем в любое время за последние 400 тыс. лет", — говорят представитель одной из экологических организаций. По наблюдениям специалистов, использование газа для выработки энергии по сравнению с углем сокращает выброс углекислого газа и двуокиси серы в атмосферу на 10%, оксида азота — на 5%, долю сажи и пыли более чем на 40%.