W2E технологии – энергия из мусора

Заводы по энергетической утилизации мусора будут работать в паре с КПО (комплексами по переработке отходов). Первое предприятие по вторичному использованию мусора было запущено в октябре 2019 года. Только в Московской области запланирована постройка 12 КПО. К настоящему моменту в Подмосковье введены уже четыре комплекса. По задумке «Ростех» совместная работа двух типов предприятий (по переработке и термической утилизации) позволит разрешить проблему мусорных полигонов и свалок без ущерба для экологии.

Мусорная проблема

Проблема утилизации отходов стала одной из центральных задач нацпроекта «Экология» и обозначена как один из главных факторов обеспечения комфортных условий жизни в России. Актуальность и своевременность данного решения можно понять, исходя из статистических данных.

По сведениям «Гринпис», в нашей стране только официальных свалок насчитывается более 14 тыс., их суммарная площадь превышает 4 миллиона гектаров. Для сравнения: площадь Швейцарии составляет 4,13 млн га, Кипра – 0,93 млн га. Ежегодно россияне выбрасывают 70 млн тонн бытового мусора. При этом 97% отходов остаются на полигонах и только около 3% подвергаются переработке. В результате чего площадь свалок каждый год увеличивается еще на 0,4 га. Москва и Московская область, ввиду плотности населения, в этом «первенстве» лидируют, производя 12 млн тон отходов (в Татарстане – 2 миллиона). Кроме того, сумму ежегодных потерь для экономики РФ из-за отсутствия раздельного сбора мусора эксперты оценивают в 232,8 млрд рублей.

Если говорить об Удмуртии, то, по данным Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды УР (за 2018 год), в республике за годовой период образуется 445 тыс. тонн твердых отходов, из которых 387 подвергаются захоронению. Сегодня в Удмуртии также ведется активная работа по ликвидации несанкционированных свалок. Так что мусорная проблема более чем актуальна и для нашего региона.

Зарубежный опыт

Распространенность энергетической утилизации в Европе значительно различается между странами, так, по данным за 2017 год, средний показатель составлял 28%. При этом Финляндия отправляла на переработку в энергию 58% мусора, другие скандинавские страны: Дания, Швеция и Норвегия – 53%, а Германия, Франция, Италия – от 20 до 40%.

При этом в качестве успешного примера термической переработки отходов чаще всего приводят Швецию. Дело в том, что переработка мусора в энергию является завершающим этапом комплексной работы с отходами. А в Швеции эффективность переработки сегодня доведена до рекордного показателя в 99,2% (согласно данным шведской муниципальной организации по управлению отходами – Avfall Sverige).

Установка на экологию

Комплексный подход к проблеме начинается с экологичного потребления – это использование экоупаковок и повторное применение вещей. Шведы активно пользуются сервисами по ремонту вещей; в стране работают и пользуются спросом магазины товаров из переработанного сырья и всевозможные секонд-хенды, специализирующиеся на посуде, одежде, мебели и так далее. При этом принцип экологичного потребления считается не только необходимым, но и модным.

Следующим этапом является раздельный сбор мусора. В королевстве введена система градации отходов по цвету: зеленый обозначает пищевые отходы, оранжевый – пластиковую тару, серый – металлические банки и т.д. Сложные типы упаковки шведы разбирают и утилизируют по отдельности. Отдельно собирают стекло, электронику и опасные отходы, например, ртутные лампы и батарейки. К раздельному сбору мусора приучают с детства, например, уже в детских садах ребятам преподают переработку как отдельный предмет. Например, обучают, как делать компост из пищевых отходов. Разъяснительная работа продолжается в школе, затем в университетах.

Сколько шведы платят за мусор?

Вывоз мусора платный – жители частных домов платят около 2 тыс. шведских крон в год, или 18 тыс. рублей. Для квартир стоимость чуть ниже. Вывоз мусора обойдется примерно в 1300 шведских крон. При этом тариф для многоквартирного дома повышается в случае неправильной сортировки отходов.

При сборе мусора активно используются контейнеры, подключенные к подземным воздуховодам. Они не создают вокруг себя ауры отчуждения и потому могут устанавливаться даже вблизи детских площадок. Для сдачи крупногабаритного мусора оборудованы бесплатные пункты приема.

А в специальных аппаратах, устанавливаемых в супермаркетах и торговых центрах, пластиковые и жестяные упаковки, а также лампочки и мелкую электронику можно сдать уже за деньги. К примеру, пивную жестяную банку оценивают в одну шведскую крону. Автомат выдает чек, которым можно расплатиться за покупки на кассе, правда, стоимость тары также включена и в цену товаров.

В последующей переработке мусора участвуют не только специализированные предприятия, но и компании-гиганты из разных отраслей промышленности. Так, за 2017 год из металлических крышек было создано 2200 автомобилей Volvo. Что касается биологических отходов, то из них производятся не только биоудобрения, но и биогаз, который используется, в том числе, как экологичное топливо для общественного транспорта.

Термическая утилизация в Швеции

Мусоросжигательные заводы являются конечным этапом комплексного подхода. Перед отправкой на МСЗ обычная пластиковая бутылка может быть переработана до 7 раз. Получаемая в результате энергия играет важную роль в жизни страны, в которой нет запасов нефти и газа. Так, Стокгольм за счет термической переработки мусора обеспечивается электроэнергией на 45%.

Ежегодно 32 МСЗ страны сжигают более 2 млн тонн мусора, производя 14,7 тераватт-часов тепловой и 2,3 тераватт-часов электрической энергии. При этом окупаемость постройки современного МСЗ (150-250 млн евро) достигалась за 6-7 лет. Сейчас перед Швецией стоит иная проблема – сырья для производства энергии уже недостаточно, поэтому королевство начало закупку отсортированных отходов у других европейских стран.

Несмотря на все очевидные плюсы системы waste-to-energy, есть несколько серьезных подводных камней. В 2017 году Европейская комиссия предложила законодательно запретить в странах ЕС строительство новых МСЗ, а также вывести из эксплуатации старые и неэффективные. Дело в том, что в иерархии обращения с отходами в ЕС сжигание мусора занимает последнюю позицию.

Российский проект

Проект «Комплексная система обращения с ТКО», реализуемый «РТ-Инвест» (Ростех), предполагает ввод в эксплуатацию объектов по обработке отходов общей мощностью 37,1 млн тонн, увеличение доли обрабатываемого мусора с 12 до 60%, перерабатываемого – с 7 до 36% к 2024 году.

Сбор сырья

Московская область и Татарстан перешли на обязательную сортировку отходов с 1 января 2019 года. По аналогии со Швецией во дворах установили баки с цветовым обозначением: синие – для сухих отходов: пластика, металла, стекла; серые – для органики, загрязненной тары, средств личной гигиены. Для мусоровывозящих компаний предусмотрены серьезные штрафы за смешанный вывоз: 200 тыс. рублей за первое нарушение.

Кроме того, в общественных местах и торговых сетях Москвы начали установку автоматов по приему пластиковой, стеклянной и алюминиевой тары. Далее планируется внедрить обе системы во всех городах-миллионниках.

Переработка

Важным этапом утилизации отходов должны стать новые КПО. Согласно расчетам «РТ-Инвест», комплексы обеспечат эффективную переработку примерно 50% от общего объема отходов. Перерабатывающие предприятия предполагают максимальную автоматизацию сортировки поступающего мусора. Персонал задействован лишь на контрольном участке отбора крупных фракций, для исключения их попадания на ленты сортировки. Далее роботизированная система сама выбирает из потока полезные фракции, преобразуя их в брикеты.

С помощью барабанной установки отходы разделяются на фракции различного размера. Затем органические отходы поступают в автоматизированный цех компостирования. За счет применения термофильных бактерий органика за две-три недели превращается в технический грунт, который может быть использован для отсыпки дорог и рекультивации полигонов.

Неорганический мусор, в свою очередь, проходит через ряд сепараторов. Магнитный сепаратор отбирает из потока черные металлы, оптический выделяет пластик и т.д. Затем все материалы проходят дополнительную сортировку, после чего каждый выделенный тип мусора прессуется в брикеты массой от 200 кг до 1 тонны.

После прохождения всех этапов объем поступивших отходов сокращается вдвое, остается только не перерабатываемый мусор, который и отправляется на заводы термической утилизации.

Термическая утилизация в России

Следует отметить, что Ростех предлагает разграничить понятия «мусоросжигание» и «термическая переработка», указывая на принципиальное отличие современных МСЗ от заводов старого типа. Техническим партнером «РТ-Инвест» выступила швейцарско-японская компания Hitachi Zosen Inova, ранее участвовавшая в строительстве более 200 аналогичных заводов в странах Евросоюза, в частности в Германии. К проекту также подключены ведущие российские предприятия «Атомэнергомаш» и Уральский турбинный завод.

Температура сжигания достигает 1260 °C, что должно обеспечить распад опасных веществ. А за счет современной системы фильтрации вредные выбросы в атмосферу должны быть сведены к минимуму.

В процессе термического уничтожения мусора также остаются шлак и зола. Шлак относится к четвертому классу опасности отходов (т.е. практически безвреден), после выбора содержащихся в нем металлов его планируют использовать в дорожном строительстве. Зола относится к третьему классу опасности. Она образуется на фильтрах очистки дымовых газов и составляет только 3% от общего объема утилизированного мусора. Тем не менее «РТ-Инвест» рассматривает различные способы ее дальнейшей переработки. Например, британскую технологию Carbon8, позволяющая применять золу при производстве бордюров и других строительных материалов.

По предварительным подсчетам, строительство всех 30 запланированных заводов по термической переработке отходов позволит закрыть 25 действующих полигонов, предотвратить появление 80 новых и сохранить 60 тыс. гектаров земель.

Утилизация отходов является главной целью проекта, а электроэнергия – побочным продуктом. Но при этом экономическая выгода весьма ощутима. Один завод может выработать количество электроэнергии, достаточное как для работы самого предприятия, так и передачи в сеть дополнительных миллионов киловатт в год. Из одной тонны отходов предполагается получать 690 кВт⋅ч электроэнергии. Таким образом, пять пилотных предприятий суммарно будут выдавать около 2,2 млрд кВт⋅ч в год.

Критика нацпроекта «Экология»

Следует отметить, что проект по созданию новых заводов уже получил положительные заключения государственной экологической экспертизы. Данные мониторинга состава веществ на выходе из трубы каждого из предприятий предполагается транслировать в сеть в режиме реального времени.

Тем не менее ряд организаций, в частности активисты Гринпис, выступают против строительства предприятий по энергетической утилизации мусора. Сомнения у «зеленых» вызывают как эффективность фильтров, так и дальнейшая переработка шлака и золы. Но главное возражение связано с отсутствием в России общего комплексного подхода к проблеме мусора, по аналогии с европейскими странами.

На сегодня делаются первые шаги в этом направлении, но пока еще нельзя говорить о качественной сортировке, переработке и повторном использовании мусора. А термическая утилизация является, в первую очередь, вынужденной мерой, когда все другие мероприятия полностью исчерпаны. Активисты «Гринпис» предлагают начать работу с мусором с экологичного потребления – переходу на производство товаров в экоупаковке, отказа от одноразовой посуды, продолжительному использованию вещей и т.д.

И в этом отношении судьба экологии Росиии действительно зависит от каждого ее жителя. Поскольку при любом варианте утилизации первоочередной задачей является снижение объемов выбрасываемого и сортировка вынужденного мусора.

Дмитрий Горбунов