Энергия из мусора — неограниченное топливо — Мир Знаний

Энергия из мусора — неограниченное топливо

В мусоре давно уже роются не только крысы с кошками, бомжи и неутомимые искатели разных ценностей. Этим все активнее занимаются ученые и инженеры. Но что они стремятся в нем найти? Конечно же энергию. Ведь мусор может быть и полезным.

Энергетический потенциал

Мусор как возобновляемый и практически неисчерпаемый источник энергии? Почему бы и нет. Помните старого доброго доктора Эмметта Брауна из кинотрилогии «Назад в будущее»? Оказавшись в этом самом будущем, ученый муж модифицировал свою машину времени, оснастив ее «домашним ядерным реактором», производящим электроэнергию из пищевых отходов. Между тем обозначенный в фильме 2015 год теперь уже не далекое фантастическое будущее, а реальное прошлое, пусть и недавнее. И если до применения ядерных реакторов в быту пока все-таки не дошло (хотя разработки неустанно ведутся), то производство энергии из мусора стало уже довольно привычным делом.

Природных ресурсов для получения энергии на Земле становится все меньше, а всяческого мусора — все больше, причем порой его уже просто некуда девать. Да, богатые развитые страны (особенно те, где законодательно запрещено захоронение отходов на полигонах) могут позволить себе за определенную плату сплавлять отходы на территории государств «третьего мира», однако это бомба замедленного действия, поскольку данные государства не имеют надлежащих мощностей и технологий переработки, да и особого желания заниматься этим тоже. А планета на всех — одна.

Дальнейшее вытекает из всем известного фундаментального закона природы: энергия никуда не исчезает, а сохраняется в той или иной форме — вопрос лишь в том, каким образом ее эффективно и безвредно извлечь и преобразовать. А раз так, то негоже разбазаривать или тупо уничтожать ценное сырье, коим в основной своей массе является мусор — лучше с выгодой использовать его достаточно высокий энергетический потенциал. Наглядный пример — утилизация изношенных автомобильных шин. Их очень много и они весьма громоздкие, но при этом представляют собой ценное вторсырье. Если просто сжечь тонну шин, в атмосферу попадет около 300 кг сажи и почти полтонны токсичных газов. Если же подвергнуть их переработке посредством низкотемпературного пиролиза (до 500 °С), то на выходе получим синтетическую нефть, технический углерод и горючий газ.

Решению задач по «энергетическому освоению» залежей мусора посвятили себя множество людей, организаций и предприятий во многих странах, и все это породило уже целый комплекс изысканий, технологий, систем, программ и мероприятий под общим названием Waste-to-Energy (WEA) или Energy-from-Waste — «Мусор в энергию», или «Энергия из мусора».

Килотонны в киловатты!

Уже почти полтора столетия существует и продолжает весьма широко развиваться такая альтернатива захоронению отходов на полигонах, как их сжигание: первый мусоросжигательный завод был построен в британском Ноттингеме еще в 1874 году. Но зачем просто сжигать (отравляя при этом опять же атмосферу), если можно использовать энергию генерируемого при этом тепла во благо? В качестве хрестоматийного примера подобной «мусорной» энергетики чаще всего приводят экологически образцово чистый мусоросжигательный завод «Шпиттелау» в 9-м районе Вены (одном из центральных, где в разное время жили Моцарт и Шуберт, Бетховен и Фрейд).

Будучи шедевром промышленного дизайна, этот завод является одной из достопримечательностей австрийской столицы наряду с ее оперой, кафедральным собором или императорскими дворцами и при этом, перерабатывая 250 тысяч тонн городского мусора ежегодно, производит тепловую энергию, уже добрую четверть века идущую на обогрев более 100 тысяч домов сразу в нескольких районах Вены. Сегодня австрийский опыт приобретает все более широкое распространение, и твердые бытовые отходы (ТБО) играют все большую роль в топливном и тепловом обеспечении развитых стран. Так, в Голландии, перерабатывающей 100% своих отходов, действуют 11 «мусорных» ТЭЦ.

Следующий логический шаг — преобразование при необходимости тепловой энергии в более «прикладную» и «всесезонную» электрическую. И вот уже 130 заводов во Франции, которая признана европейским лидером по производству энергии из городских отходов, ежегодно генерируют почти 10 млн Гкал тепловой энергии и более 3 млрд кВт-ч электроэнергии. Всего же в Европе насчитывается около 500 предприятий по производству энергии из отходов, и столько же — в одном лишь Китае, а в Японии, для которой и мусорная и топливная проблемы особенно актуальны в силу очевидных причин, их и вовсе почти 2 тысячи. При этом расчеты специалистов показывают, что технологии прямого сжигания позволяют из 1 тонны ТБО получить столько же тепловой энергии, сколько при сжигании 250 кг мазута или 200 литров дизельного топлива.

И в России перерабатываем

Еще не так давно правительство Москвы — С крупнейшего в России «поставщика» ТБО — отказалось (во многом под влиянием протестов местных жителей и экологов) от идеи строительства мусоросжигательных заводов, предпочтя им предприятия, работающие по технологии гидросепарации, в разы более дешевой и позволяющей разделить отходы на фракции (бумагу, металл, стекло, пластик и др.), после чего переработать их во вторсырье, удобрения и энергию. К слову, по своему составу ТБО в России представляют собой следующее: бумага и картон — 35%, пищевые отходы — 41%, пластмассы — 3%, стекло — 8%, металлы — 4%, текстиль и другое — 9%.

Теперь же, после жесткой президентской критики на давно надоевший местным жителям, а ныне обретший уже всероссийскую «славу» гигантский балашихинский полигон, тема возведения мусоросжигательных заводов вновь стала актуальна. В связи с ликвидацией этой и грядущим закрытием еще целого ряда подмосковных свалок принято решение о строительстве на территории области сети заводов принципиально нового поколения, использующих технологию плазменной газификации WPC — одну из самых передовых и экологически чистых на сегодня.

Каждый такой завод способен перерабатывать 1 500 тонн несортированных отходов в сутки (500 000 тонн в год). Установка плазменной газификации работает при температуре свыше 5 500 °С, обеспечивая практически полное преобразование исходного сырья в чистейший синтетический газ и 80%-ную энергетическую регенерацию.

Конечный продукт процесса может быть разным — та же электроэнергия (50 МВт-ч), пар или жидкое топливо. Неорганические вещества выводятся в виде инертного шлака, который охлаждается и превращается в неопасный невыщелачиваемый продукт, после чего его можно продавать как наполнитель для строительного материала.

Наконец, радикально, в разы сокращается выброс в атмосферу парниковых газов.

Пиролиз, гидропиролиз, «стокер», деполимеризация, прямая выплавка, газификация, этерификация, анаэробное сбраживание, использование кипящего слоя и процесс псевдоожижения — все это названия технологии и их разновидностей от самых старых до самых современных, отражающих многообразие подходов в рамках поиска наиболее быстрого, эффективного и безвредного способа рекуперации энергии за счет переработки мусора. Не вдаваясь в детали, отметим, что у каждой технологии есть свои плюсы и минусы, свои сторонники и противники. Но, так или иначе, тенденция уже налицо и прогресс, как говорится, не остановить. Когда-то ведь и атомная энергетика казалась чем-то нереальным, а чем «мусорная» хуже? Напротив, даже неизмеримо безопаснее!

Вам понравится

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Поделиться записью в соц. сетях