Kiinteän yhdyskuntajätteen käsittely lämmön ja sähkön tuottamiseksi. Jätteiden jalostaminen energiaksi ja energian saaminen jätteestä Onko siitä hyötyä, Venäjän ja muiden maiden kokemukset

Biokaasu on kasvitarhan hedelmällisyyden lähde. Lannan sisältämät nitriitit ja nitraatit, jotka myrkyttävät kasvejasi, tuottavat puhdasta typpeä, jota kasvit tarvitsevat. Käsiteltäessä lantaa tehtaalla rikkakasvien siemenet kuolevat, ja kun lannoitat puutarhaa metaanifluentilla (kasvissa käsitelty lanta ja orgaaninen jäte), käytät paljon vähemmän aikaa kitkemiseen.

Biokaasu - tulot jätteistä. Tilalle kertyvät ruokajätteet ja lanta ovat ilmaisia ​​biokaasulaitoksen raaka-aineita. Jätteiden käsittelyn jälkeen saat palavaa kaasua sekä korkealaatuisia lannoitteita (humushappoja), jotka ovat mustan maan pääkomponentteja.

Biokaasu on itsenäisyyttä. Et ole riippuvainen hiilen ja kaasun toimittajista. Ja säästä rahaa tällaisissa polttoaineissa.

Biokaasu on uusiutuva energialähde. Metaania voidaan käyttää talonpoikien ja maatilojen tarpeisiin: ruoanlaittoon; veden lämmitykseen; asuntojen lämmitykseen (riittävä määrä raaka-ainetta - biojätettä).

Kuinka paljon kaasua saadaan yhdestä kilogrammasta lantaa? Perustuen siihen, että yhden litran vettä keittämiseen kuluu 26 litraa kaasua:

Yhden kilogramman karjanlannan avulla voidaan keittää 7,5-15 litraa vettä;

Yhden kilogramman sianlannan avulla - 19 litraa vettä;

Yhden kilogramman lintujätteiden avulla - 11,5-23 litraa vettä;

Yhden kilogramman palkokasvien olkien avulla voidaan keittää 11,5 litraa vettä;

Yhden kilogramman perunoiden avulla - 17 litraa vettä;

Yhden kilogramman tomaattien avulla - 27 litraa vettä.

Biokaasun kiistaton etu on sähkön ja lämmön hajautettu tuotanto.

Biokonversioprosessi antaa energian lisäksi ratkaista kaksi muuta ongelmaa. Ensinnäkin fermentoitu lanta nostaa viljelysatoa 10-20 % perinteiseen käyttöön verrattuna. Tämä selittyy sillä, että anaerobisen käsittelyn aikana tapahtuu mineralisaatiota ja typen sitoutumista. Perinteisillä orgaanisten lannoitteiden valmistusmenetelmillä (kompostoimalla) typpihäviöt ovat jopa 30-40 %. Lannan anaerobinen käsittely neljä kertaa - fermentoimattomaan lantaa verrattuna - lisää ammoniumtyppipitoisuutta (20-40 % typestä muuttuu ammoniummuotoon). Assimiloituvan fosforin pitoisuus kaksinkertaistuu ja muodostaa 50 % kokonaisfosforista.

Lisäksi käymisen aikana lannan sisältämät rikkakasvien siemenet kuolevat kokonaan, mikrobiyhdistykset, helmintin munat tuhoutuvat, epämiellyttävä haju neutraloituu, ts. saavutetaan nykyinen ympäristövaikutus.

3. Jäteveden käsittelyn energiankäyttö fossiilisten polttoaineiden yhteydessä.

Yli 20 vuoden ajan Länsi-Euroopan maat ovat olleet aktiivisesti mukana jätevedenpuhdistamoiden jätteiden hävittämisongelman käytännön ratkaisussa.

Yksi yleisimmistä jätehuoltotekniikoista on niiden käyttö maataloudessa lannoitteina. Sen osuus WWS:n kokonaismäärästä vaihtelee Kreikan 10 %:sta Ranskan 58 %:iin, keskimäärin 36,5 %. Huolimatta tämän tyyppisen jätteenkäsittelyn yleistymisestä (esimerkiksi EU-asetuksen 86/278/EY puitteissa), se on menettämässä vetovoimaansa, koska viljelijät pelkäävät haitallisten aineiden kerääntymistä pelloille. Tällä hetkellä jätteiden käyttö maataloudessa on kielletty useissa maissa, esimerkiksi Hollannissa vuodesta 1995.

Jätevedenkäsittelyn poltto on kolmannella sijalla jätehuollon osalta (10,8 %). Tulevaisuuden ennusteen mukaisesti sen osuus nousee 40 prosenttiin huolimatta menetelmän suhteellisen korkeasta hinnasta. Lietteen polttaminen kattiloissa ratkaisee sen varastointiin liittyvän ympäristöongelman, saa lisäenergiaa palaessaan ja siten vähentää polttoaine- ja energiaresurssien ja investointien tarvetta. Puolinestemäistä jätettä on suositeltavaa käyttää energian tuottamiseen lämpövoimalaitoksissa fossiilisten polttoaineiden, kuten kivihiilen, lisänä.

Jäteveden käsittelyyn on olemassa kaksi yleisintä länsimaista teknologiaa:

Erillinen poltto (poltto nestemäisessä leijukerroksessa (LFB) ja monivaiheisissa uuneissa);

Rinnakkaispoltto (olemassa olevissa hiilivoimaloissa CHP-laitoksissa tai sementti- ja asfalttilaitoksissa) .

Erillisten polttomenetelmien joukossa nestekerrosteknologian käyttö on suosittua, LCS:llä varustetut uunit toimivat menestyksekkäimmin. Tällaiset tekniikat mahdollistavat korkean mineraalikomponenttipitoisuuden omaavien polttoaineiden vakaan palamisen sekä savukaasujen rikkioksidipitoisuuden vähentämisen sitomalla ne polttotuhkan sisältämiin kalkkikiveen tai maa-alkalimetalleihin palamisen aikana.

Olemme tutkineet seitsemää vaihtoehtoista jätevesilietteen loppusijoitusvaihtoehtoa, jotka perustuvat sekä uusiin, venäläisen tai eurooppalaisen kokemuksen perusteella kehitettyihin, käytännön käyttöä vailla oleviin ei-perinteisiin teknologioihin että valmiisiin avaimet käteen -tekniikoihin:

1. Poltto sykloniuunissa, joka perustuu olemassa oleviin, mutta käyttämättömiin käsittelylaitosten rumpukuivausuuneihin (venäläinen tekniikka - Tekhenergokhimprom, Berdsk);

2. Poltto sykloniuunissa, joka perustuu olemassa oleviin, mutta käyttämättömiin käsittelylaitosten rumpukattiloihin (venäläinen tekniikka - Sibtekhenergo, Novosibirsk ja Biyskenergomash, Barnaul);

3. Erillinen poltto uudentyyppisessä monivaiheisessa uunissa (länsimainen tekniikka - NESA, Belgia);

4. Erillinen poltto uudentyyppisessä leijukerrosuunissa (länsimainen tekniikka - "Segher" (Belgia);

5. Erillinen poltto uudessa sykloniuunissa (länsimainen tekniikka - Steinmuller (Saksa);

6. Rinnakkaispoltto olemassa olevassa hiilikäyttöisessä CHP-laitoksessa; kuivatun jätteen varastointi varastoon.

Vaihtoehdossa 7 oletetaan, että 10 % kosteuspitoisuuteen kuivaamisen ja lämpökäsittelyn jälkeen jätevedenkäsittelyjätettä 130 000 tonnia vuodessa on biologisesti turvallista ja varastoidaan puhdistamon viereisille alueille. Tässä otettiin huomioon suljetun vedenkäsittelyjärjestelmän luominen vedenkäsittelylaitokselle ja mahdollisuus laajentaa sitä käsitellyn jätteen määrän lisäämisellä sekä tarve rakentaa jätehuoltojärjestelmä. Tämän vaihtoehdon kustannukset ovat verrattavissa jätteenpolttovaihtoehtoihin.

PÄÄTELMÄ

Yksi kehittyneiden maiden päätehtävistä on energian järkevä ja taloudellinen käyttö. Tämä koskee erityisesti valtiotamme, jossa polttoaine- ja energiaresurssit ovat vaikeassa tilanteessa. Korkeiden hintojen ja rajallisten öljy-, kaasu- ja hiilivarantojen vuoksi syntyy ongelma lisäenergiaresurssien löytämisessä.

Yksi tehokkaimmista tavoista tuottaa energiaa tulevaisuudessa voi olla kiinteän yhdyskuntajätteen käyttö polttoaineena. Kiinteiden yhdyskuntajätteiden polttamisesta saatavan lämmön käyttö on tarkoitettu sähkön tuotantoon.

Maatalousjätteisiin perustuvista uusiutuvista energialähteistä biomassa on yksi lupaavista ja ympäristöystävällisistä mineraalipolttoaineiden korvikkeista energiantuotannossa. Biokaasulaitoksissa lannan ja jätteen anaerobisen käsittelyn tuloksena saatua biokaasua voidaan käyttää kotieläinrakennusten, asuinrakennusten, kasvihuoneiden lämmittämiseen, energian saamiseksi ruoanlaittoon, maataloustuotteiden kuivaamiseen kuumalla ilmalla, veden lämmittämiseen sekä sähkön tuottamiseen. kaasugeneraattorit. Biokaasun tuotantoon perustuvan kotieläinjätteen käytön kokonaisenergiapotentiaali on erittäin suuri ja sillä voidaan tyydyttää maatalouden vuotuinen lämpöenergian tarve.

Puolinestemäistä vedenkäsittelyjätettä on tarkoituksenmukaista käyttää lämpövoimalaitosten energiantuotantoon fossiilisten polttoaineiden, kuten kivihiilen, lisäaineena.

KIRJASTUS

1. Bobovich B.B., Ryvkin M.D. Biokaasuteknologia eläinjätteiden käsittelyyn / Moskovan valtion teollisuusyliopiston tiedote. Nro 1, 1999.

2. Shen M. Compogas - menetelmä biojätteen käymiseen / "Metronom", nro 1-2, 1994, s. 41.

3. Novosibirskin alueen jätehuollon energiapotentiaalin arviointi: Energy Efficiency Institute. - http://www.rdee.msk.ru.

4. Fedorov L., Majakin A. Kotitalousjätteen lämpövoimala / "New Technologies", nro 6 (70), kesäkuu 2006

Energian vastaanottaminen eläviltä olennoilta herättää monissa primitiivisiä assosiaatioita - hevosen kanssa, joka kantaa kuormaa, tai hamsterin, joka pyörittää pientä dynamoa pyöränsä läpi. Joku muu muistaa koulukokemuksen oranssiin kiinnitetyistä elektrodeista, jotka muodostavat eräänlaisen "elävän akun" ... Kuitenkin paljon pienempien "veljemme" - bakteerit - työ on paljon tehokkaampaa tässä suhteessa!

"Roskaongelma" planeetan mittakaavassa on paljon merkittävämpi kuin mitä maallikolle saattaa näyttää, vaikka se ei ole niin ilmeinen kuin muut ympäristökauhut, joista he haluavat puhua erilaisissa "skandaaleissa-sensaatioissa-tutkimuksissa". ”. 26 miljoonaa tonnia vuodessa on vain Moskovaa ja vain kotitalousjätettä! Ja vaikka ahkerasti lajittelemme ja sitten käsittelemme kaiken, orgaanisen jätteen määrä ei tästä vähennä, sillä niitä on noin 70 % kaikesta ihmiskunnan tuottamasta jätteestä. Ja mitä kehittyneempi maan talous, sitä enemmän kotitalousjätteitä syntyy. Tätä pelottavaa massaa ei voi voittaa millään käsittelyllä. Mutta kotitalousjätteen lisäksi on valtava määrä teollisuusjätettä - jätevettä, elintarviketuotannon jätettä. Niissä on myös huomattava määrä orgaanista ainesta.

Mikrobiologia on lupaava suunta planeetan täyttävän orgaanisen jätteen torjunnassa. Mitä ihmiset eivät syö, sen mikrobit syövät.. Periaate sinänsä on ollut tiedossa jo kauan. Nykyään ongelma on kuitenkin sen tehokkaassa käytössä, ja tutkijat jatkavat sen parissa työskentelemistä. Puoliksi syödyn hampurilaisen "ruokkiminen" mikrobeille purkissa on helppoa! Mutta tämä ei riitä. Tarvitsemme teknologian, jonka avulla bakteerit voivat nopeasti ja tehokkaasti käsitellä tuhansia ja miljoonia tonneja jätettä ilman lisäkustannuksia ilman kalliita rakenteita ja katalyyttejä, jotka kustannuksillaan mitätöivät tämän prosessin lopullisen tehokkuuden. Valitettavasti suurin osa tekniikoista, jotka käyttävät bakteereja jätteiden käsittelyyn, ovat joko kannattamattomia tai tuottamattomia tai vaikeita mitoittaa.

Esimerkiksi yksi tunnetuista ja vakiintuneista jätteiden käsittelytekniikoista bakteerien avulla on monille ulkomaisille viljelijöille tuttu menetelmä biokaasun tuotantoon. Karjanlanta mätää mikrobien avulla, jotka vapauttavat metaania, joka kerätään valtavaan kuplapussiin. Järjestelmä toimii ja tuottaa saman tilan lämmittämiseen soveltuvaa kaasua kaasuturbiinigeneraattorilla tuotetulla sähköllä tai suoraan polttamalla. Mutta tällaista kompleksia ei voida skaalata puhtaasti teknologisesti. Sopii maatilalle tai kylään, ei suurkaupunkiin. Lisäksi kaupunkijätteessä, toisin kuin lannassa, on paljon myrkyllisiä komponentteja. Nämä myrkylliset aineet päätyvät kaasufaasiin samalla tavalla kuin hyödyllinen metaani, ja lopullinen "seos" osoittautuu erittäin saastuneeksi.

Tiede ei kuitenkaan pysähdy paikallaan - yksi lupaavimmista teknologioista, jotka kiinnostavat nyt tutkijoita ympäri maailmaa (mukaan lukien luultavasti pahamaineiset brittiläiset), on niin kutsuttujen "elektronisten bakteerien" käyttö. parhaista jätteensyöjistä, joka tuottaa samanaikaisesti tämän ihmisen kannalta epämiellyttävän prosessin, on sähkö. Tällaisen bakteerin solukalvon pinnalla on sytokromiproteiini, johon muodostuu sähkövaraus. Aineenvaihduntaprosessissa bakteeri "kaataa" elektronin solunsa pinnalle ja synnyttää seuraavan - ja niin edelleen yhä uudelleen ja uudelleen. Mikro-organismit, joilla on tällaisia ​​ominaisuuksia (esim. geobakteeri), on tunnettu jo pitkään, mutta niiden sähköisiä kykyjä ei ole käytetty käytännössä.

Mitä mikrobiologit tekevät? Moskovan valtionyliopiston biologian tiedekunnan mikrobiologian laitoksen tutkija ja mikrobibiotekniikan laboratorion johtaja Andrey Shestakov kertoi tästä Computerralle:

"Otamme anodielektrodin, peitämme sen pinnan sähköä muodostavien mikro-organismien soluilla, asetamme vedyn sijasta ravintoalustaan, joka meidän on kierrätettävä (roska, "roskaliuos" - emme yksinkertaisuuden vuoksi yksityiskohtia) ja aineenvaihdunnan aikana Näistä soluista me jokaisesta saamme elektroneja ja protoneja.

Lisäksi kaikki on sama kuin tavanomaisessa polttokennossa - kenno luovuttaa elektronin ja protonin, protonit lähetetään protoninvaihtokalvon kautta katodikammioon tämän akun toiselle elektrodille lisäämällä happea ilmasta. pakoputkessa” saamme vettä ja poistamme sähkön ulkoiseen piiriin. Sitä kutsutaan nimellä "Microbial Fuel Cell", MFC, Microbial Fuel Cell.

Ei olisi tarpeetonta muistaa, kuinka klassinen vety-happipolttokenno on järjestetty ja toimii. Kaksi elektrodia, anodi ja katodi (esimerkiksi hiili ja peitetty katalyytillä - platina), ovat tietyssä säiliössä, jaettuna kahteen osaan protoninvaihtokalvolla. Toimitamme anodille vetyä ulkoisesta lähteestä, joka dissosioituu platinalle ja luovuttaa elektroneja ja protoneja. Kalvo ei päästä elektroneja läpi, mutta pystyy kuljettamaan protoneja, jotka siirtyvät toiselle elektrodille - katodille. Toimitamme myös happea (tai yksinkertaisesti ilmaa) ulkoisesta lähteestä katodille, ja se tuottaa reaktiojätettä - puhdasta vettä. Sähkö poistetaan katodista ja anodista ja käytetään aiottuun tarkoitukseen. Eri muunnelmilla tätä mallia käytetään myös sähköajoneuvoissa ja jopa kannettavissa laitteissa älypuhelimien lataamiseen pois pistorasiasta (sellaisia ​​valmistaa esimerkiksi ruotsalainen Powertrekk).

Pienessä säiliössä ravinneväliaineessa on anodi mikrobeilla. Se on erotettu katodista Nafionista valmistetulla protoninvaihtokalvolla - tällä tuotenimellä tämän materiaalin tuottaa BASF, joka ei niin kauan sitten tunnettu kaikille äänikasetteistaan. Tässä se on – elävien mikrobien tuottamaa sähköä! Laboratorioprototyypissä siitä syttyy yksi LED pulssimuuntimen kautta, koska LED vaatii sytytykseen 2-3 volttia - vähemmän kuin MFC antaa. Vaikka Moskovan valtionyliopiston mikrobibiotekniikan laboratorioon pääseminen syvässä kellarissa pölyisten ja villien käytävien kautta kestää melko kauan, se ei ole lainkaan vedenpaisumusta edeltävän Neuvostoliiton tieteellisen laitteiston säiliö, kuten suurin osa. Venäjän tieteessä, mutta se on hyvin varustettu nykyaikaisilla tuontilaitteilla.

Kuten mikä tahansa polttoaine tai galvaaninen kenno, MFC tuottaa pienen jännitteen - noin yhden voltin. Virta riippuu suoraan sen mitoista - mitä suurempi, sitä suurempi. Siksi teollisessa mittakaavassa oletetaan melko suurikokoisia akkuihin sarjaan kytkettyjä asennuksia.

Shestakovin mukaan kehitys tällä alueella alkoi noin puoli vuosisataa sitten:

”Mikrobigeneraattoreita” alettiin tutkia vakavasti NASA:ssa 60-luvulla, ei niinkään energiantuotantoteknologiana, vaan tehokkaana periaatteena jätetuotteiden käsittelyssä avaruusaluksen suljetussa tilassa (jopa silloin, mikäli mahdollista, he yrittivät suojella avaruutta roskilta jatkaen häpeämättömästi maapallon saastuttamista ...!) Mutta tekniikka syntyi ja sen jälkeen itse asiassa se oli monta vuotta koomassa, harvat ihmiset tarvitsivat sitä todellisuudessa. Kuitenkin 4-5 vuotta sitten se sai toisen tuulen - koska sille oli merkittävä tarve planeettamme täyttävien miljoonien tonnejen jätettä sekä erilaisten siihen liittyvien asioiden kehityksen valossa. tekniikoita, joiden oletetaan mahdollistavan mikrobipolttokennojen tekemisen ei laboratoriossa eksoottisia "työpöytämuotoja", vaan todellisia teollisia järjestelmiä, jotka mahdollistavat merkittävien määrien orgaanisen jätteen käsittelyn.

Nykyään Venäjän kehitys MFC:n alalla on tulosta Moskovan valtionyliopiston biologian tiedekunnan ja M-Power Worldin, Skolkovossa asuvan yrityksen, yhteisistä ponnisteluista, jotka saivat apurahan tällaiseen tutkimukseen ja ulkoisti mikrobiologisen kehityksen erikoistuneille asiantuntijoille, eli meille. Järjestelmämme toimii jo ja tuottaa todellista virtaa - nykyisen tutkimuksen tehtävänä on valita tehokkain yhdistelmä bakteereja ja olosuhteita, joissa MTC voitaisiin onnistuneesti skaalata teollisissa olosuhteissa ja alkaa soveltaa jätteenkäsittely- ja kierrätysteollisuudessa. ”

Toistaiseksi ei ole puhuttu siitä, että MFC-asemat olisivat samassa tasossa jo hyväksi havaittujen perinteisten energialähteiden kanssa. Nyt tiedemiesten tehtävänä on ensisijaisesti käsitellä biojätettä tehokkaasti, eikä saada energiaa. "Juuri niin sattui", että sähköä muodostavat bakteerit ovat "ahmattivimpia" ja siksi tehokkaimpia. Ja sähkö, jota he tuottavat työssään, on itse asiassa sivutuote. Se on otettava pois bakteereista ja "poltettava" tehden hyödyllistä työtä, jotta bioprosessi etenee mahdollisimman intensiivisesti. Laskelmien mukaan käy ilmi, että mikrobipolttokennoihin perustuvat jätteenkäsittelylaitokset pärjäävät ilman ulkoisia energialähteitä.

Shestakovin laboratoriossa ei kuitenkaan pyritä vain "roskan" suuntaan, vaan myös toiseen - puhtaasti energiaan. Hieman erilaista biogeneraattoria kutsutaan "bioreaktorin polttokennoksi" - se on rakennettu muille periaatteille kuin MFC, mutta yleinen ideologia virran saamiseksi elävistä organismeista säilyy tietysti. Ja nyt se on jo suunnattu ensisijaisesti energian tuotantoon sellaisenaan.

Mielenkiintoista on, että jos monet tutkijat ympäri maailmaa työskentelevät nyt mikrobien polttokennojen parissa roskien tuhoamiseksi, polttokennot ovat vain Venäjällä. Älä siis ihmettele, jos jonain päivänä kotisi pistorasian johdot eivät johda tavallisiin vesivoimaturbiineihin, vaan roskabioreaktoriin.

Jäteongelma on tuttu jokaiselle suurkaupungin asukkaalle. Kaupunki yrittää päästä eroon tarpeettomasta jätteestä kaatamalla ne erityisalueille. Kaatopaikkojen koko kasvaa ja ne etenevät jo yksittäisillä mikroalueilla. Venäjälle kertyy vuosittain vähintään 40 miljoonaa tonnia kiinteää yhdyskuntajätettä (MSW). Samalla jätteenpolttolaitoksia voidaan käyttää lisäsähkönlähteenä.

Ensimmäisen sukupolven MSZ

Iso-Britannia 1800-luvun lopulla. Ensimmäinen jätteenpolttolaitos (MSZ) rakennettiin. Aluksi polttolaitoksia käytettiin kaatopaikoille varastoitujen jätteiden määrän vähentämiseen ja niiden puhdistamiseen. Myöhemmin todettiin, että MSZ:n tuottamaa lämpöä voidaan verrata tuhkapitoisen ruskohiilen lämpöarvoon ja MSW:tä voidaan käyttää lämpövoimaloiden (TPP) polttoaineena.

Ensimmäiset jätteenpolttoyksiköt toistivat suurelta osin lämpövoimalaitosten kattilayksiköitä: MSW poltettiin voimakattiloiden arinoilla ja jätteenpoltosta saatu lämpö käytettiin höyryn ja sen jälkeen sähkön tuottamiseen.

On huomattava, että polttolaitosten rakentamisen puomi putosi 1970-luvun energiakriisin aikaan. Teollisuusmaihin on rakennettu satoja polttolaitoksia. Näytti siltä, ​​että yhdyskuntajätteen hävittämisen ongelma oli ratkaistu. Mutta tuolloin polttolaitoksilla ei ollut luotettavia keinoja ilmakehään päästettyjen pakokaasujen puhdistamiseen.

Monet asiantuntijat alkoivat huomata, että tällä tekniikalla on suuria haittoja. Dioksiineja muodostuu polton aikana, jätteenpolttolaitokset ovat myös yksi tärkeimmistä elohopea- ja raskasmetallipäästöjen lähteistä.

Tästä syystä ensimmäisen sukupolven melko yksinkertaiset ja suhteellisen halvat polttouunit jouduttiin sulkemaan tai rekonstruoimaan, mikä parantaa ja vastaavasti nosti ilmakehään päästettyjen kaasujen puhdistusjärjestelmän kustannuksia.

Toisen sukupolven MSZ

1990-luvun toiselta puoliskolta. Euroopassa aloitettiin toisen sukupolven polttolaitoksen rakentaminen. Näiden yritysten kustannukset ovat noin 40 % nykyaikaisten tehokkaiden kaasunkäsittelylaitosten kustannuksista. Mutta yhdyskuntajätteen polttoprosessien ydin ei ole vieläkään muuttunut.

Perinteisissä polttolaitoksissa poltetaan kuivaamatonta jätettä. MSW:n luonnollinen kosteus vaihtelee yleensä välillä 30-40 %. Siksi merkittävä osa jätteenpolton aikana vapautuvasta lämmöstä kuluu kosteuden haihduttamiseen, eikä palamisvyöhykkeen lämpötilaa yleensä voida nostaa yli 1000 °C.

Tällaisissa lämpötiloissa yhdyskuntajätteen mineraalikomponentista muodostuvat kuonat saadaan kiinteässä tilassa huokoisena, hauraana massana, jolla on kehittynyt pinta ja joka pystyy imemään suuren määrän haitallisia epäpuhtauksia jätteenpolton aikana ja vapauttaa suhteellisen helposti haitallisia alkuaineita. kun niitä varastoidaan kaatopaikoille ja kaatopaikoille. Muodostuneiden kuonan koostumuksen ja ominaisuuksien korjaaminen on mahdotonta.

Moskova aikoo asentaa toisen sukupolven polttolaitokset

Kaikilla Moskovan alueilla, lukuun ottamatta keskusaluetta, tulevina vuosina rakennetaan ja rekonstruoidaan jätteenkäsittely- ja polttolaitoksia. Toisen sukupolven polttolaitosten odotetaan rakennettavan.

Tämä todetaan 11. maaliskuuta 2008 hyväksytyssä kaupunginhallituksen asetusluonnoksessa. Vuoteen 2012 mennessä 80 miljardilla ruplasta rakennetaan kuusi uutta jätteenpolttolaitosta (MSZ), rakennetaan seitsemän jätteenkäsittelykompleksia ja lämpölaitos. käynnistetään vaarallisten lääkejätteiden hävittäminen. Kasvien maa-alueet on jo päätetty.

Nyt alueellisten kaatopaikkojen resurssit ovat käytännössä lopussa. "Jos emme rakenna omia kierrätyslaitoksia viiden vuoden kuluttua, Moskova hukkuu roskiin", sanoo Duuman ylimmän ympäristöneuvoston jäsen Adam Gonopolsky. Olosuhteissa, joissa kaatopaikat ovat kiinni ja jätteenkäsittelyyrityksiä ei voida rakentaa ympäristösyistä, ainoa tie ulos on hänen mielestään polttolaitokset.

Samaan aikaan kun moskovalaiset ovat lakossa uusien jätteenpolttolaitosten rakentamista vastaan, kaupungin viranomaiset harkitsevat mahdollisuutta rakentaa jätteenpolttolaitoksia paitsi Moskovaan myös Moskovan alueelle. Juri Lužkov puhui tästä tapaamisessa Moskovan kaupungin duuman edustajien kanssa kesäkuussa 2009.

"Miksi emme pääse sopimukseen Moskovan alueen kanssa tällaisten laitosten sijoittamisesta ja jätteiden varastoinnin kaatopaikkojen määrän lisäämisestä", Juri Lužkov kysyi. Hän sanoi myös pitävänsä aiheellisena kehittää kaupunkilaki, jonka mukaan kaikki roskat tulee lajitella ennen hävittämistä. "Tällainen laki vähentää polttolaitoksiin ja kaatopaikoille toimitettavan jätteen määrää 5 miljoonasta tonnista 1,5-2 miljoonaan tonniin vuodessa", kaupunginjohtaja sanoi.

Jätteiden lajittelusta voi olla hyötyä myös muissa vaihtoehtoisissa jätteenkäsittelytekniikoissa. Mutta tämäkin ongelma on ratkaistava lailla.

Uusia energiamahdollisuuksia MSZ:lle: eurooppalainen kokemus

Euroopassa se on jo ratkaistu. Lajiteltu jäte on olennainen osa väestön sähkön ja lämmön toimitusta. Erityisesti Tanskassa jätteenpolttolaitokset on integroitu 1990-luvun alusta lähtien. Sähköstä 3 % ja lämmöstä 18 % toimitetaan kaupunkien sähkö- ja lämpöhuoltojärjestelmään.

Alankomaissa vain noin 3 % jätteestä viedään kaatopaikoille, koska vuodesta 1995 lähtien maassa on ollut erityinen vero kaatopaikoille vietävälle jätteelle. Se on 85 euroa tonnilta jätettä ja tekee kaatopaikoista taloudellisesti tehottomia. Siksi suurin osa jätteestä kierrätetään ja osa muunnetaan sähköksi ja lämmöksi.

Saksalle sitä pidetään teollisuusyritysten tehokkaimpana omien lämpövoimaloidensa rakentajana, joka käyttää oman tuotannon jätettä. Tämä lähestymistapa on tyypillisin kemian-, paperi- ja elintarviketeollisuudelle.

Eurooppalaiset ovat pitkään pitäneet kiinni alustavasta jätteiden lajittelusta. Jokaisella pihalla on erilliset säiliöt eri jätteille. Tämä prosessi säädettiin vuonna 2005.

Saksassa syntyy vuosittain jopa 8 miljoonaa tonnia jätettä, joka voidaan käyttää sähkön ja lämmön tuotantoon. Tästä määrästä kuitenkin vain 3 miljoonaa tonnia löytyy käyttöä, mutta vuoteen 2010 mennessä jätteillä toimivien voimalaitosten käyttöönotettavien kapasiteetin lisäämisen pitäisi muuttaa tilannetta.

Päästökauppa pakottaa eurooppalaiset lähestymään jätteiden hävittämistä, erityisesti polttamalla, täysin eri kohdista. Puhumme jo hiilipäästöjen vähentämisen kustannuksista.

Saksassa jätteenpolttolaitoksiin sovelletaan seuraavia standardeja - 1 mg:n hiilidioksidipäästöjen välttämisen kustannukset käytettäessä yhdyskuntajätettä sähköntuotantoon ovat 40-45 euroa ja lämmöntuotannossa - 20-30 euroa. Samat kustannukset sähkön tuotannosta aurinkopaneeleilla ovat tuhat euroa. Sähköä ja lämpöä tuottavien polttolaitosten hyötysuhde on konkreettinen verrattuna joihinkin muihin vaihtoehtoisiin energialähteisiin.

Saksalainen energiakonserni E.ON suunnittelee nousevansa Euroopan johtavaksi jätteestä energiaksi tuottavaksi yhtiöksi. Yhtiön tavoitteena on saada 15-25 %:n osuus Hollannin, Luxemburgin, Puolan, Turkin ja Iso-Britannian markkinoilla. Lisäksi E.ON pitää Puolaa pääsuuntaisena, sillä tässä maassa (kuten Venäjällä) jätteet pääosin viedään kaatopaikoille. Ja EU:n säädökset määräävät tällaisten kaatopaikkojen keskipitkän aikavälin kiellon yhteisön maissa.

Vuoteen 2015 mennessä saksalaisen energiakonsernin liikevaihdon jätteiden energiakierrätyksen alalla pitäisi ylittää miljardi euroa. Nykyään tämän yhden Saksan johtavista energiayhtiöistä suorituskyky on paljon vaatimattomampi ja on 260 miljoonaa euroa. Mutta jopa tässä mittakaavassa E.ON:a pidetään jo Saksan johtavana jätehuoltoyrityksenä Remondisin ja MVV Energien kaltaisten yritysten edellä. Sen osuus on toistaiseksi 20 % ja sillä on käytössään yhdeksän jätteenpolttolaitosta, jotka tuottavat 840 GWh sähköä ja 660 GWh lämpöä. Myös suuremmat kilpailijat Euroopassa sijaitsevat Ranskassa.

On huomattava, että Saksassa jätehuollon tilanne muuttui radikaalisti vasta vuonna 2005, kun säädettiin lait, jotka kieltävät valvomattoman jätteiden kaatamisen. Vasta sen jälkeen jäteliiketoiminnasta tuli kannattavaa. Tällä hetkellä Saksassa on käsiteltävä noin 25 miljoonaa tonnia jätettä vuosittain, ja käytettävissä on vain 70 laitosta, joiden kapasiteetti on 18,5 miljoonaa tonnia.

venäläisiä ratkaisuja

Venäjä esittelee myös mielenkiintoisia ratkaisuja lisäsähkön tuottamiseen jätteistä. Teollisuusyhtiö “Technology of Metals” (Tšeljabinsk) yhdessä CJSC NPO Gidropressin (Podolsk) ja NP CJSC AKONTin (Tšeljabinsk) kanssa kehitti projektin taloudelliselle, monikäyttöiselle jatkuvatoimiselle sulatusyksikölle “MAGMA” (APM “MAGMA”). . Tätä tekniikkaa on jo testattu pilottiteollisuudessa, sen käytön teknologisissa suunnitelmissa.

Perinteisesti käytettyihin MSW-polttolaitoksiin verrattuna MAGMA-yksiköllä sekä korkean lämpötilan ja jätteettömien jätteiden hävittämisen tekniikalla on useita etuja, jotka mahdollistavat lajittelemattoman jätteen hävittämiseen tarkoitetun MLT:n rakentamisen pääomakustannusten pienentämisen. Nämä sisältävät:

Mahdollisuus kierrättää yhdyskuntajäte luonnollisella kosteudella, esikuivata se ennen lastausta, mikä nostaa yhdyskuntajätteen polton lämpötilaa ja lisää poltettua jätetonnia kohden tuotetun sähkön määrää maailmanlaajuisesti;

Mahdollisuus polttaa yhdyskuntajätteitä happiatmosfäärissä yhdyskuntajätteen mineraalikomponentista muodostuneen tulistetun kuonasulatteen pinnalle saavuttaen kaasufaasin lämpötilan polttouunissa 1800-1900°C ja sulan kuonan lämpötilan 1500°C. 1650°C ja vähentää kaasujen kokonaismäärää ja oksidien typpeä niissä;

Mahdollisuus saada nestemäistä hapanta kuonaa yhdyskuntajätteen mineraalikomponentista tyhjentämällä se ajoittain uunista. Tämä kuona on vahvaa ja tiheää, ei vapauta haitallisia aineita varastoinnin aikana, ja sitä voidaan käyttää murskeen, kuonavalujen ja muiden rakennusmateriaalien valmistukseen.

Yksikön kaasunpuhdistuksessa kerätty pöly puhalletaan takaisin sulatuskammioon, kuonasulatteeseen erityisillä ruiskutussuuttimilla ja imeytyy kokonaan kuonaan.

Muiden indikaattoreiden mukaan MAGMA-yksiköllä varustettu WIP ei ole huonompi kuin nykyinen WIP, kun taas kaasujen haitallisten aineiden määrä on EU-standardien mukainen ja pienempi kuin poltettaessa yhdyskuntajätettä perinteisesti käytetyissä yksiköissä. Siten APM "MAGMA":n käyttö mahdollistaa lajittelemattoman yhdyskuntajätteen hävittämisen ilman jätteitä ympäristölle haitallisesti. Laitetta voidaan käyttää menestyksekkäästi myös olemassa olevien kaatopaikkojen talteenottoon, lääkejätteen tehokkaaseen ja turvalliseen hävittämiseen sekä käytettyjen autonrenkaiden hävittämiseen.

1 tonnin yhdyskuntajätteen, jonka luonnollinen kosteuspitoisuus on enintään 40 %, lämpökäsittelyn aikana saadaan seuraava määrä myyntikelpoisia tuotteita: sähkö - 0,45-0,55 MW / h; valurauta - 7-30 kg; rakennusmateriaalit tai tuotteet - 250-270 kg. Pääomakustannukset polttolaitoksen rakentamisesta, jonka kapasiteetti on enintään 600 tuhatta tonnia lajittelematonta jätettä vuodessa, Tšeljabinskin kaupungin olosuhteissa ovat arviolta 120 miljoonaa euroa. Sijoitusten takaisinmaksuaika on 6-7,5 vuotta.

Kiinteiden teollisuusjätteiden käsittelyä koskevaa MAGMA-hanketta vuonna 2007 tuki Venäjän federaation duuman ekologiakomitean päätös.

Julkaisut

Millainen maamme, kaupunkimme, planeettamme on muutaman vuosikymmenen kuluttua. Tuleeko siitä kaikesta viljelty tontti vai tuleeko jatkuvasti kasvava kaatopaikka kotiimme ja kuistiimme? Teollisuusmaissa kotitalousjätteen kierrätystä on käytetty jo yli 40 vuotta, mutta Venäjälle se on edelleen uutuus.

Emme tiedä käytännössä mitään nykyaikaisimmista jätteenkäsittelytekniikoista. Kysymyksiin vastaa Lopatukhin Andrey, ALECONin konsultti, joka harjoittaa kiinteiden kotitalousjätteiden (MSW) vetyerotusjärjestelmien käyttöönottoa IVY:ssä.

Mikä on MSW-hydroerotustekniikka?

Hydroerotusprosessi suoritetaan seuraavasti: lajittelematon jäte syötetään liikkuvalle kuljetushihnalle. Hihna liikkuu erittäin vahvan magneetin alla, johon metallijäte kiinnittyy, minkä jälkeen jäte päätyy rumpuun, jossa on halkaisijaltaan erikokoisia reikiä ja jätteet lajitellaan koon mukaan. Pienet ja suuret fraktiot lähetetään eri hihnoja pitkin, jotka lasketaan vedellä täytettyyn säiliöön. Sitten pinnalle nousee kevyempi roskat ja pussit lajitellaan tuulettimen avulla yhteen astiaan ja pullot toiseen. Sitten tämä osa jätteestä valmistetaan käsittelyn toissijaista vaihetta varten, ja pohjalle uppoaneesta jätteestä - orgaanisista jäännöksistä - tuotetaan biokaasua bioreaktorissa.

Biokaasua polttamalla saatu energia tyydyttää laitoksen tarpeet, 60-70 % energiasta myydään. 80-85 % kaikesta jätteestä kierrätetään. Laitteessa on modulaarinen rakenne 300 tonnista roskaa päivässä, on mahdollista lisätä tuottavuutta jopa 2000 tonniin päivässä ja enemmän. Jätteistä - saamme tuloja! Biokaasu ja vihreä sähkö tuotetaan luomujätteestä!

Mikä on MSW:n vuotuinen energiapotentiaali Venäjällä, mihin se on keskittynyt? Voiko MSW-kierrätys ratkaista energiaongelmia?

Lukuisia spontaaneja kaatopaikkoja lukuun ottamatta vain Keski-Federal District -alueella kertyneen yhdyskuntajätteen potentiaali lasketaan vuosittain 250 000 tonniin.Tämän päivän metaanin talteenoton teknologisten hankkeiden suurimmat kaatopaikat ovat etusijalla. Ne on keskittynyt Keski-liittovaltion piiriin - 4 kaatopaikkaa, Tulaan - 1, Moskovan alueelle - 3, eteläiseen liittovaltiopiiriin - 1, Luoteisalueeseen - 2, Uralin liittopiiriin - 2, Volga - 6 kaatopaikkaa, Kaukoidässä - 1 ja Siperian liittovaltiopiirissä - 3 kaatopaikkaa.

Voiko MSW-kierrätys auttaa ratkaisemaan energiaongelmia?

Epäilemättä! Laskelmat osoittivat, että katujen kaatopaikoilla tuotetaan metaania 858 miljoonaa tonnia vuodessa, biokaasua 1715 miljoonaa tonnia.

Mikä on jätteen orgaanisen osan arvo? Mitä tapahtuu ehdotetun hydroseparatiivisen teknologian epäorgaaniselle osalle?

Jäte sisältää sekä epäorgaanisia että orgaanisia aineita, joiden hajoamisaste vaihtelee. Orgaanisen aineksen pitoisuus jätteessä on 35-60 painoprosenttia jätteen kokonaismäärästä. Käsittelyn aikana epäorgaaniset resurssit saavat toisen elämän. Esimerkiksi ei-rauta- ja rautametallit sulatetaan, lasia käytetään rakentamisessa ja muovista valmistetaan monia hyödyllisiä kodin tarvikkeita.

Mitä etuja MSW-hydroerotusmenetelmällä on muihin plasmapyrolyysimenetelmiin verrattuna ja MSW-kaatopaikkojen päällekkäisyyteen kaatopaikkakaasuun perustuvan energiantuotannon kanssa? Mikä on sen markkinarako?

MSW-hydroerotustekniikan tärkein etu verrattuna muihin plasmapyrolyysimenetelmiin on suurempi tehokkuus ja yrityksen nopea takaisinmaksukyky, suljettu teknologiakierto ja ympäristöystävällisyys. Tehtaan varustamiseen tarvitaan 2 hehtaarin pinta-ala ja suhteellisen pieniä investointeja, jotka maksavat itsensä takaisin viidessä vuodessa.

Biokaasusta vastaanottaa sähkö energiaa, joista osa menee omiin tarpeisiin ja osa - myytävänä. Bioreaktorissa prosessoinnin jälkeen kompostiksi muunnettu orgaaninen massa on erinomainen ympäristöystävällinen lannoite viherkasvien ja vihannesten viljelyyn kasvihuoneissa.

Koska plasmapyrolyysin käyttö vaatii paljon sähköä, se vastaa kustannuksiltaan MSW:n polttomenetelmää. Kaikki pyrolyysiteknologian mukaan toimivat laitokset eivät tarjoa tarvittavaa ratkaisua kiinteän jätteen ongelmiin seuraavista syistä:

Suuri prosenttiosuus toissijaisesta jätteestä saastuttaa ympäristöä;

Alhainen suorituskyky. Kaikkialla maailmassa on hyvin vähän laitoksia, joiden kapasiteetti on yli 300 tonnia päivässä;

Alhainen jätteen palautus;

Tehtaiden rakentamisen korkeat kustannukset ja jalostuksen käyttökustannukset.

Teknologisen kierron ympäristön puhtauden varmistamiseksi on tarpeen asentaa kalliita kaasusuodattimia ja savuluukkuja.

Kaatopaikkakaasun tuotantoteknologialle kiinteiden jätteiden kaatopaikkojen päällekkäisyyden kanssa on tunnusomaista monet ympäristön saastumisen indikaattorit. Myrkyllinen nestemäinen "suodos", joka kerääntyy suolistoon, päätyy pohjaveteen ja altaisiin myrkyttäen ne. Lisäksi jätteiden hajoamisprosessi hidastuu tällaisilla kaatopaikoilla ilman puutteen vuoksi, eikä kukaan tiedä, kuinka monta vuosikymmentä vielä kestää, että kaikki tämä hajoaa kokonaan.

Lisäksi tämä tekniikka vaatii huomattavia maa-alueita ja käyttökustannuksia.

SDW-hydroerotusteknologialla on jätehuoltoehdotusten markkinoilla arvokas markkinarako taloudellisesti järkevimpänä ja ympäristöystävällisimpana teknologiana.

Mitä tuotteita MSW-kierrätysyritykset tarjoavat markkinoille: lämpöä, sähköä, kaasua? Kuka on näiden resurssien ostaja?

Kierrätettyjen tuotteiden (lasi, metalli, muovi, pahvi ja paperi) ohella kiinteää jätettä käsittelevät yritykset tyydyttävät täysin omat sähköntarpeensa ja toimittavat tuotteitaan lämpö-, sähkö- ja kaasumarkkinoille. Biojätteestä valmistetaan korkealaatuista kompostia maatalouden tarpeisiin.

Vaihtoehto yleisestä kompleksista kiinteiden jätteiden käsittelyyn vihreiden, vihannesten tai kukkien viljelyllä kasvihuoneissa on mahdollista.

Onko Venäjällä kokemusta sellaisten kiinteän jätteen käsittelyyritysten järjestämisestä, jotka tarjoavat resursseja energiantuotantoon? Mitä ongelmia he kohtasivat?

Kiinteän jätteen potentiaali Venäjällä on noin 60 miljoonaa tonnia vuodessa. Pelkästään Moskovan alueella kaatopaikoille haudataan vuosittain noin 6 miljoonaa tonnia yhdyskuntajätteitä. Jätteen orgaanisen osan hajotuksen jälkeen biokaasua tuotetaan kaatopaikoille. Biokaasun keskeiset komponentit ovat kasvihuonekaasut: hiilidioksidi (30-45 %) ja metaani (40-70 %).

Asiantuntijoiden mukaan kaatopaikalla, jonka pinta-ala on noin 12 hehtaaria ja jonka hautaustilavuus on 2 miljoonaa m 3 kiinteää jätettä, on mahdollista saada noin 150-250 miljoonaa kuutiometriä biokaasua vuodessa ja vastaanottaa noin 150-300 tuhatta MW sähköenergiaa. Tätä kaatopaikkaa voidaan käyttää useita vuosia laitteita vaihtamatta ja lisärahoitusta investoimatta. Valitettavasti emme ole tietoisia Venäjän federaatiossa toteutetuista tätä teknologiaa koskevista hankkeista.

Yksi syy siihen, miksi Venäjällä ei edelleenkään ole innovatiivisia tekniikoita kiinteän jätteen käsittelyyn, on Kioton pöytäkirjan käyttämättä jättäminen. Esimerkiksi Israelissa kasvihuonekaasujen keräämiseen kaatopaikalla, jonka tilavuus on 2 miljoonaa m 3, on Kioton mekanismin kautta mahdollista saada 5-10 miljoonaa euroa vuodessa. Emme juuri käytä olemassa olevia kaatopaikkoja ja kaatopaikkoja, vaan lajittelemme jätteet keräyksen jälkeen. Kierrätämme orgaaniset jätteet biokaasuksi ja kompostiksi heti roska-astioiden jälkeen. Näin estetään turhat hautaukset.

Suurin osa tavallisista energialähteistä on uusiutumattomia (öljy, kaasu). Energian saaminen maatalousjätteestä mahdollistaa kahden ongelman ratkaisemisen kerralla - päästä eroon osasta roskista ja vapauttaa kaivannaisteollisuutta.

Energiantuotannon jätteet voidaan jakaa useisiin eri tyyppeihin.

1. : lanta ja lannan valuma karjatiloista, kananlanta. Lannan energiaintensiteetti on samalla tasolla kuin turpeella (21,0 MJ/kg) ja merkittävästi korkeampi kuin ruskohiilen ja puun (14,7 ja 18,7 MJ/kg).
2. Kasvijätteet:
   • peltojätteet: olki, vilja, auringonkukan ja maissin varret, vihannesten pinnat jne.;
   • käsittelyjätteet: kuori, akanat jne.
3. Maataloustuotteiden teollisen käsittelyn sivutuotteet: sokeriteollisuudesta saatu bagassi, öljyntuotannon kakku, elintarviketeollisuuden jätteet.

Tällaisten jätteiden suora poltto ja kierrätys lannoitteina tai yrityksissä toissijaisiin tarpeisiin on mahdollista (esim. olkikuivike karjanhoidossa). Niitä käytetään kuitenkin myös raaka-aineina biopolttoaineiden valmistukseen, jotka yleensä jaetaan kolmeen ryhmään:

1. Nestemäinen - biodiesel (tuotannossa käytetään rasvapitoista jätettä) ja bioetanoli (voidaan käyttää vehnä- ja riisinolkia, sokeriruokosokeria).
2. Kiinteä - biomassa, polttoainepelletit ja briketit erilaisista jätteistä (maissinjyvät, olki, leseet, auringonkukansiementen kuoret, tattarikuoret, kananlanta, lanta).
3. kaasumaista. Biokaasua voidaan tuottaa lannasta, lintujen jätöksistä ja muista vastaavista maatalousjätteistä.

Energian vastaanottaminen jätteistä vähenee suurelta osin lämpöenergian tuotantoon. Se puolestaan ​​​​muuntuu muun tyyppiseksi energiaksi - mekaaniseksi ja sähköiseksi.

Polttoainebrikettejä ja muuta kiinteää biomassaa poltetaan, brikettien lämpöarvo on 19-20,5 MJ/kg. Biodieseliä käytetään polttomoottoreiden polttoaineena, bioetanolia moottoripolttoaineena ja biokaasua käytetään moniin eri tarkoituksiin: sähkön, lämmön, höyryn tuottamiseen ja myös ajoneuvojen polttoaineena.

Tanskassa 1970-luvulla. oli öljykriisi, jonka jälkeen maanviljelijät alkoivat ensimmäistä kertaa käyttää olkia polttoaineena. Vuodesta 1995 lähtien valtio on korvannut 200-400 kW:n olkikattiloiden omistajille 30 % laitekustannuksista, mikäli niiden hyötysuhde ja haitallisten aineiden vapautumisaste täyttävät vaatimukset. Tanskassa oljilla toimii tällä hetkellä yli 55 kaukolämpökattilaa, yli 10 000 lämpökattilaa sekä useita CHP- ja voimalaitoksia, jotka käyttävät oljen lisäksi muutakin jätettä.

Mitä se vaatii

Monet rengas- tai muovikierrätykseen osallistuvat yrittäjät ihmettelevät, voidaanko biokaasua saada polttamalla maatalousjätteitä, mutta tällainen polttoaine saadaan eri teknologialla. Sitä tuotetaan vety- tai metaanikäymisellä. Raaka-aine pumpataan tai ladataan reaktoriin, jossa se sekoitetaan ja laitteessa olevat bakteerit käsittelevät tuotteet ja tuottavat polttoainetta. Valmis biokaasu nousee kaasusäiliöön, jonka jälkeen se puhdistetaan ja toimitetaan kuluttajalle.

Bioetanolia jätteestä saadaan fermentoimalla olkia tai muuta selluloosaa sisältävää jätettä. Tämä tekniikka ei ole kovin suosittu maailmassa, mutta Neuvostoliitossa se oli melko kehittynyt, Venäjällä sitä käytetään myös. Aluksi raaka-aine hydrolysoidaan pentoosien ja heksoosien seoksen saamiseksi, ja sitten tämä massa altistetaan alkoholikäymiselle.

Biodieselin tuotantoon rasvapitoisesta maatalousjätteestä tarvitaan käsittelylaitos, pumppuja, liitoslinjoja (letkut, putket) ja käytetyn polttoaineen säiliöitä. Tehtaan biodiesel vaihtoesteröidään triglyserideistä reaktiossa yksiarvoisten alkoholien kanssa, minkä jälkeen se käy läpi erilaisia ​​puhdistuksia (metanolista ja saippuointituotteista) ja dehydrausta (vesi voi johtaa ruosteeseen).

Vaihtoehtoisia suodattimia voi ostaa laadukkaamman tuotteen tai generaattorin saamiseksi, joka mahdollistaa järjestelmän käytön tuotetulla polttoaineella. Pienen jalostuspajan varustamiseen tarvitset vähintään 15 neliömetriä alaa. Asennusten hinnat riippuvat tuottavuudesta ja tehosta - useista kymmenistä tuhansista ruplista useisiin miljooniin.

Brikettien kiinteä polttoaine vaatii erilaisia ​​laitteita. Ensinnäkin - puristin, joka antaa muodon roskamassalle. Raaka-ainetyypistä riippuen saatat tarvita myös kuivausrummun, myllyn ja raaka-aineiden viskositeettia lisääviä aineita, eräänlaista liimaa.

Suurilla tuotantomäärillä on järkevää asentaa hihnakuljetin (kuljetin). Pienen työpajan laitteiden keskihinta on 1,5-2 miljoonaa ruplaa plus energia-, henkilöstö- ja tilat. Jos raaka-aine menee valmistajalle ilmaiseksi tai jos sen viennistä maksetaan ylimääräistä, tuotanto maksaa itsensä takaisin noin kuudessa kuukaudessa.

Pellettien valmistusta varten maatalousjätteet murskataan ja puristetaan rakeistuspuristimessa: raaka-aineen sisältämä ligniini liimaa ne pieniksi rakeiksi korkean lämpötilan vaikutuksesta.

Tärkeä! Maatalouden energiaintensiivisen hyödyntämisen alueen kehittäminen vaatii melko suuria valtion menoja ja korvauksia, tieteellisten hankkeiden sponsorointia - sanalla sanoen taloudellista tukea. Siksi monet valtiot luovat ohjelmia tämän alueen tukemiseksi ja kehittämiseksi.

Esimerkiksi EU-maiden Horisontti 2020 -ohjelma perustuu useisiin prioriteetteihin, joista yksi, ”Sosiaaliset haasteet” (budjetti – 31,7 miljardia euroa), sisältää tukea maatalousalan ja biotalouden hankkeille ja siten myös biotalouden hankkeille. energiaintensiivinen kierrätys.

Onko Venäjän ja muiden maiden kokemuksesta mitään hyötyä

Kysymys jäteenergian käytön hyödyistä ei ole yksiselitteinen. Monen tyyppisiä maatalousjätettä käytetään resursseina muiden alan ongelmien ratkaisemiseen (lannoitteet, kuivikkeet jne.), toisin sanoen hävittämisen yhteydessä saatava energia ei välttämättä maksa itsensä takaisin, esimerkiksi satohävikki, tämä vaatii asiantuntevia laskelmia. Lisäksi kierrätyksen ympäristökelpoisuuskysymystä ei ole vieläkään ratkaistu.

Siitä huolimatta energian saaminen maatalousjätteistä voi olla varsin lupaava suunta.

Kiinteillä biopolttoaineilla on kova kysyntä: esimerkiksi Hollannissa, Isossa-Britanniassa, Belgiassa, Ruotsissa ja Tanskassa on jatkuvasti taloudellisia tukiohjelmia pelletin kuluttajille. Tämän tyyppisille tuotteille otetaan käyttöön uusia laatustandardeja muista maista, mikä viittaa suunnitelmiin lisätä tuontia.

Näiden maiden toimittajaksi voi tulla myös Venäjä, Skandinavian maat ovat kätevimmät myyntimarkkinat. Mutta jotta tämä olisi mahdollista, maan kotimarkkinoiden on muututtava. Venäjällä tuotetaan vuosittain 440 miljoonaa tonnia lignoselluloosapitoista biomassajätettä, suuri osa yrityksistä on maatalousyrityksiä. Näitä jätteitä ei yleensä kierrätetä.

Biokaasun tuotanto on suhteellisen kallis yritys, yhden yksikön vähimmäishinta on 800 tuhatta euroa, vaikka viime aikoina on ollut suuntauksia halvempaan tuotantoon. Nykyaikaisessa Euroopassa valtion korvaus tällaisten laitteistojen käytöstä on 90%.

Tällaiset kustannukset ovat kuitenkin suurelta osin perusteltuja siitä johtuvalla yritysten energiaomavaraisuudella. Lisäksi biokaasua sähköntuotantoon Euroopassa käyttävä yrittäjä myy sitä korotettuun hintaan, mikä on erittäin kannattavaa. Tämä lisää osaltaan biokaasua käyttävien yritysten määrää.

Kodin biokaasulaitokset ovat suosittuja monissa Euroopan maissa. Tällainen tuotanto voi olla hyödyllistä tiloille, joilla jalostukseen käytettävät raaka-aineet ovat käsillä eikä niitä tarvitse ostaa jostain.

Maassamme, joka liittyi energiaintensiivisen käytön kehittämiseen melko myöhään, biokaasupolttoaine ei ole kovin yleistä, myös liittovaltion tuen puutteen vuoksi. Alueellisia aloitteita on kuitenkin olemassa, esimerkiksi Belgorodin alueen hanke, ja ne johtavat hyviin tuloksiin.

Energiaintensiivinen kierrätys maataloudessa on välttämätöntä, sillä se voi auttaa ratkaisemaan maailman ongelmia, niin taloudellisia kuin ympäristöllisiäkin. Myönteisten tulosten saavuttamiseksi tällä alueella yrittäjien ja valtion tulee kuitenkin laskea riskit oikein.