Проблема сміття знайома не з чуток будь-якому жителю великого міста. Місто намагається позбуватися від непотрібних відходів шляхом їх звалища на спеціальних територіях. Звалища збільшуються в розмірах і вже наступають на окремі мікрорайони. У Росії щорічно накопичується не менше 40 млн т твердих комунальних відходів (ТКО). Разом з тим сміттєспалювальні підприємства можуть використовуватися як додаткове джерело отримання електроенергії.
Перше покоління МСЗ
У Великобританії в кінці XIX в. був побудований перший сміттєспалювальний завод (МСЗ). Спочатку МСЗ використовували для зменшення обсягу складованих на звалищах залишків відходів та їх знезараження. Пізніше було виявлено, що тепло, яке виробляє МСЗ, можна порівняти з теплотворною здатністю високозольних бурого вугілля, і ТКО можуть використовуватися в якості палива для теплоелектростанцій (ТЕС).
Перші сміттєспалювальні агрегати багато в чому повторювали котельні агрегати ТЕС: ТКО спалювали на решітках енергетичних котлів, а отримане від спалювання відходів тепло використовували для виробництва пари і подальшого отримання електроенергії.
Треба відзначити, що бум будівництва МСЗ припав на період енергетичної кризи 1970-х рр. У розвинених країнах побудували сотні МСЗ. Здавалося, проблема утилізації ТКО була вирішена. Але МСЗ того часу не мали надійних засобів для очищення викидаються в атмосферу відпрацьованих газів.
Багато фахівців стали відзначати, що у даної технології великі мінуси. В процесі спалювання утворюються діоксини, споруди зі спалювання відходів також є одним з основних джерел емісій ртуті, важких металів.
Тому досить прості по пристрою і відносно дешеві МСЗ першого покоління довелося закривати або реконструювати, покращуючи і відповідно здорожує систему очищення викидаються в атмосферу газів.
Друге покоління МСЗ
Традиційні МСЗ спалюють неподсушенний сміття. Природна вологість ТКО зазвичай коливається в межах 30-40%. Тому значна кількість тепла, що виділяється при спалюванні відходів, витрачається на випаровування вологи, і температуру в зоні горіння зазвичай не вдається підняти понад 1 000 ° С.
Шлаки, що утворюються з мінеральною складовою ТКО, при таких температурах отримують в твердому стані у вигляді пористої неміцною маси з розвиненою поверхнею, здатної адсорбувати велика кількість шкідливих домішок в процесі спалювання відходів і порівняно легко виділяти шкідливі елементи при зберіганні на звалищах і полігонах. Коригування складу і властивостей утворюються шлаків неможливі.
Москва планує встановити МСЗ другого покоління
У всіх округах Москви, крім Центрального, в найближчі роки будуть побудовані і реконструйовані заводи з переробки і спалювання сміття. Очікується, що будуть побудовані МСЗ другого покоління.
Зараз ресурси обласних сміттєвих полігонів практично вичерпані. "Через п'ять років, якщо не робити власних переробних потужностей, Москва потоне в смітті", - говорить Адам Гонопольскій, член вищого екологічного ради Держдуми. В умовах, коли полігони закриваються, а підприємства з переробки відходів будувати не можна з міркувань екології, єдиним виходом, на його думку, залишаються МСЗ.
"Чому нам не домовитися з Московською областю з розміщення таких заводів і збільшення кількості полігонів зі складування сміття", - задав питання Юрій Лужков. Він також повідомив, що вважає за доцільне розробити міський законопроект, за яким все сміття перед утилізацією повинен проходити сортування. "Такий закон дозволить зменшити обсяги сміття, що відправляється на заводи зі спалювання і на полігони з 5 млн т до 1,5-2 млн т на рік", - зазначив мер.
Сортування сміття може стати в нагоді і для застосування інших альтернативних технологій переробки відходів. Але це питання теж треба вирішити законодавчо.
Нові енергетичні можливості МСЗ: європейський досвід
Для Німеччини вважається найбільш ефективним будівництво промисловими підприємствами власних ТЕЦ, що використовують відходи власного виробництва. Найбільш характерний такий підхід для підприємств хімічної, паперової та харчової промисловості.
Емісійна торгівля змушує європейців підійти до утилізації сміття, особливо шляхом його спалювання, з абсолютно інших позицій. Мова вже йде про вартість зниження викидів вуглекислого газу.
У Німеччині для МСЗ діють наступні нормативи - витрати по уникненню викиду 1 мг вуглекислого газу при використанні комунальних відходів для виробництва електроенергії складають 40-45 євро, а при виробництві тепла - 20-30 євро. У той час як ці ж витрати при виробництві електроенергії сонячними батареями становлять 1 тис. Євро. Ефективність МСЗ, на яких можуть проводитися електроенергія і тепло, в порівнянні з деякими іншими альтернативними джерелами енергії відчутна.
Німецький енергоконцерн E.ON планує стати провідною компанією в Європі з видобутку енергії з відходів. Мета компанії - занять15-25% частку на відповідних ринках Голландії, Люксембурга, Польщі, Туреччини і Великобританії. Причому головним напрямком E.ON вважає Польщу, оскільки в цій країні (як і в Росії) сміття в основному утилізується на звалищах. А приписи ЄС передбачають в середньостроковому аспекті заборона на подібні звалища в країнах спільноти.
У Росії також представлені цікаві рішення для отримання додаткової електроенергії зі сміття. Промислова компанія "Технологія металів" (м Челябінськ) спільно з ЗАТ "НВО" Гідропрес "(г. Подольск) і НП ЗАТ" аконтій "(Челябінськ) розробила проект економічного, багатоцільового плавильного агрегату безперервної дії" МАГМА "(АПМ" МАГМА "). Дана технологія вже випробувана в дослідно-промислових умовах технологічні схеми його використання.
У порівнянні з традиційно застосовуються агрегатами для спалювання ТКО агрегат "МАГМА" і технологія високотемпературної і безвідходної утилізації відходів мають ряд переваг, що дозволяють знизити капітальні витрати на будівництво МЗС по утилізації несортоване сміття. До них відносяться:
• можливість утилізації комунальних відходів з природною вологістю, попередньо осушуючи їх перед завантаженням, підвищуючи таким чином температуру спалювання комунальних відходів і збільшуючи кількість виробленої електроенергії на тонну спалюваних відходів до світових стандартів;
• можливість спалювання комунальних відходів в атмосфері кисню на поверхні перегрітого шлакового розплаву, що утворюється з мінеральної складової комунальних відходів, досягаючи температури газової фази в сміттєспалювальному агрегаті 1800-1900 ° С, а температури розплавленого шлаку 1500-1650 ° С і зменшуючи загальну кількість що викидаються газів і оксидів азоту в них;
• можливість отримання з мінеральної складової комунальних відходів рідкого кислого шлаку, періодично зливаючи його з печі. Цей шлак міцний і щільний, не виділяє при зберіганні ніяких шкідливих речовин і може використовуватися для виробництва будівельного щебеню, шлакового лиття та інших будівельних матеріалів.
• пил, вловлена в газоочистке агрегату, спеціальними інжекторами вдувається назад в плавильну камеру, в шлаковий розплав і повністю асимілюється шлаком.
За іншими показниками МСЗ, обладнаний агрегатом "МАГМА", не поступається існуючим МСЗ, при цьому кількість шкідливих речовин, що викидаються з газами, відповідає нормам ЄС і нижче, ніж при спалюванні комунальних відходів в традиційно застосовуваних агрегатах. Таким чином, застосування АПМ "МАГМА" дозволяє здійснювати технологію безвідходної утилізації несортованих комунальних відходів, які не впливаючи негативно на навколишнє середовище. Агрегат може бути успішно застосований також для рекультивації існуючих звалищ сміття, ефективної і безпечної утилізації медичних відходів, утилізації зношених автомобільних шин.
При термічній переробці 1 т комунальних відходів, що мають природну вологість до 40%, буде отримано таку кількість товарної продукції: електроенергія - 0,45-0,55 МВт / год; чавун - 7-30 кг; будівельні матеріали або вироби - 250-270 кг. Капітальні витрати на будівництво сміттєспалювального заводу потужністю до 600 тис. Т в рік несортованих відходів в умовах міста Челябінська складуть оціночно 120 млн євро. Термін окупності інвестицій від 6 до 7,5 року.