Отходы как инструмент безопасности

Управление отходами – та сфера, где пересечение экологии и энергетики при грамотном подходе может дать синергетический эффект. Полигоны ТБО из проблемы могут превратиться в ресурс, решающий сразу две задачи – получение электроэнергии и освобождение от отходов.

Тема «Управление отходами как фактор устойчивого развития» стала предметом заседания Научно-технического совета (НТС) Комитета по энергетике и инженерному обеспечению Петербурга, состоявшегося в рамках Российского международного энергетического форума (РМЭФ).
Законодательство в сфере экологии и энергетики должно быть более синхронизировано, считает академик, член Научно-технического совета при губернаторе Петербурга Юрий Васильев.  
Среди насущных проблем в данной сфере он перечисляет ухудшение качества ресурсов из-за недостаточно эффективных геологоразведочных работ по поиску новых месторождений, «сырое» законодательство в сфере энергетики (низкие штрафы для компаний, не прошедших энергоаудит; неработающие программы энергосбережения), дефицит инвестиций, недиверсифицированный подход к теплоснабжению.

Биоразложение под контролем

На заседании НТС было представлено несколько технологических решений, объединяющих задачи экологии и энергетики. Полигоны ТБО принимают до 93% всех отходов, производимых населением региона. Вопрос рекультивации стоит все острее. Но даже если все полигоны России будут закрыты, процесс биоразложения это не остановит, предупреждает профессор кафедры «Гражданское строительство и прикладная экология» СПбПУ, д.т.н. Владимир Масликов. Эти процессы сопровождают эмиссии различных примесей, загрязняющих почву и подземные воды. Наиболее информативный и доступный для контроля показатель состояния полигонов ТБО – состав и интенсивность газовых эмиссий. С помощью газотехнической съемки полигонов и математических моделей можно определить состав биогаза и содержание метана в поверхностном слое полигонов ТБО. А путем лабораторных экспериментов – отследить процессы, которые на полигонах занимают до 50 лет, за несколько месяцев. И на основе этих данных определить состав газовых эмиссий на конкретном полигоне.
Извлеченный из недр полигонов биогаз Владимир Масликов предлагает использовать для получения водорода. Сейчас основная часть водорода (90%) получается путем паровой конверсии природного газа. С учетом прогнозов повышения стоимости природного газа, получение водорода из биогаза видится ученым как перспективный путь. Топливные элементы позволяют напрямую преобразовывать химическую энергию водорода в электрическую (с КПД более 50%) или в тепловую (с КПД от 70%).
Топливный процессор позволяет вырабатывать из биометана 98% водорода и 2% метана. В настоящее время ведутся исследования о способах снижения метана в водородосодержащем топливе. Цель – создать новые локальные энергосистемы на основе использованных топливных элементов. «Сегодня рынок водородных топливных элементов оценивается в 50 млрд долларов, но, по прогнозам, через 10 лет этот объем вырастет до 2 трлн», – приводит данные господин Масликов.
Пока технология не до конца отработана: на полигоне «Новый свет» пять лет назад проводили газотехническую съемку, на основе которой была построена модель распределения метана по полигону. Но по факту совпадение смоделированной карты с реальной концентрацией метана составило только 30-40%. Господин Масликов объясняет это тем, что одной газотехнической съемки недостаточно для объективной картины распределения метана в почвенном слое, так как корреляции между концентрацией метана и интенсивностью его выплеска нет. Решить проблему может комплексное исследование: съемка и определение выброса.

Энергия из скважин

Еще одна, уже зарекомендовавшая себя технология – использование свалочного газа как ресурса для работы электростанций. Свалочный газ через скважины поступает в газосборную систему, очищается и подается в поршневые машины, вырабатывающие электро- и тепловую энергию. «Примерная эмиссия свалочного газа из одной скважины – от 5 до 15 кубометров в час. Для выработки 1 МВт электроэнергии потребляется от 520 до 670 кубов в час», – объясняет заместитель генерального директора ЗАО «Балтийская энергетическая компания» Владислав Норкин.
Проект реализован пока на единственном полигоне – «Новый свет» в Гатчине. Владислав Норкин надеется увлечь инвесторов этой идеей. По его словам, для реализации проекта требуется не так много: деньги инвесторов и добрая воля региональных властей. Затраты на типовую газово-поршневую станцию мощностью 2 МВт – составят около 100 млн рублей, сроки окупаемости – 4-5 лет. Реализация, с учетом проектирования, поставки оборудования, строительно-монтажных работ и выработки энергии, – всего 9 месяцев.
Для успеха подобного инвестпроекта, уверен г-н Норкин, необходимо его включение в региональную программу перспективного развития и конструктивное сотрудничество с полигоном, который должен предоставить землю и дать возможность организовать скважины.
В регионах пока не торопятся разрабатывать программы рекультивации полигонов, с сожалением отмечает г-н Норкин. Единственный регион, где это удалось, – Крым: в Севастополе предусмотрели возможность установки станций дегазации и бурения скважин.

Справка:

Распоряжением губернатора Ленинградской области от 27.04.2017 г. утверждена Схема и программа развития электроэнергетики Ленинградской области на 2017-2021 годы, в которой, в том числе, рассматриваются перспективы развития использования твердых бытовых отходов (далее – ТБО) в энергетике региона. Генерирующие мощности на полигоне «Новый свет» в Гатчине включены в «Схему и программу…», также рассмотрена перспектива развития данных мощностей (ввод второй и третьей очереди станции активной дегазации).
Как сообщили в Комитете по топливно-энергетическому комплексу Ленинградской области, это не единственный проект. В Комитет обратилось ООО «Холдинговая Компания ГИС Энерджи» с запросом о включении в «Схему и программу….» строительства станций активной дегазации на полигонах «Лепсари» и «Куньголово» с выработкой из свалочного газа электрической энергии в объеме 0,95 МВт на каждом объекте. «Поступающие проекты строительства генерирующих объектов на основе возобновляемых источников энергии, с использованием местных видов топлива, ТБО – рассматриваются Комитетом индивидуально, а реализация данных проектов зависит от инвестора», – уточнили в Комитете по ТЭК.

Материал подготовлен по заказу Комитета по печати и связям с общественностью Ленинградской области.