Гелетуха Г.Г.

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМ СБОРА БИОГАЗА НА УКРАИНСКИХ ПОЛИГОНАХ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

ГЕЛЕТУХА Г. Г., МАТВЕЕВ Ю. Б.

НТЦ "Биомасса", Институт технической теплофизики НАН Украины (Киев)

Проблема обращения с твердыми бытовыми отходами (ТБО) в течение полного периода их существования является весьма актуальной для Украины. Ежегодно в городах и посёлках городского типа Украины образуется около 40 млн м3 ТБО. На одного жителя приходится около 0,8 м3 ежегодно. По крайней мере, 90% ТБО вывозятся на более чем 700 официально существующих полигонов. По данным Министерства экологии и природных ресурсов Украины, на 80% из них не соблюдаются требования экологической безопасности в отношении загрязнения подземных вод и воздушного бассейна.

Любой полигон ТБО представляет собой большой биохимический реактор, в недрах которого в процессе эксплуатации, а также в течение нескольких десятилетий после закрытия в результате анаэробного разложения отходов растительного и животного происхождения образуется биогаз, представляющий собой смесь метана и углекислого газа примерно в равной пропорции. Биогаз неизбежно попадает в атмосферу, вызывая при этом ряд негативных последствий: отравление персонала, повышение взрывоопасности, самовозгорание ТБО. В последнее время особую актуальность приобрели парниковые свойства метана, содержащегося в биогазе, в связи с проблемой потепления земного климата. Наличие системы сбора и утилизации биогаза является обязательным требованием при строительстве полигонов ТБО в большинстве развитых стран мира. Оно также предусмотрено в разработанных недавно в Украине Государственных строительных нормах "Размещение и проектирование полигонов твердых бытовых отходов".

Около 90 существующих полигонов являются наиболее крупными и содержат до 30% всех ТБО Украины. Потенциал биогаза, доступного для производства энергии на этих полигонах, составляет около 400 млн м3/год, что эквивалентно 0,3 млн т у. т. Однако сегодня в Украине нет ни одной коммерческой системы сбора и утилизации биогаза на полигонах ТБО. Существуют лишь планы строительства систем сбора и утилизации биогаза в Харькове, Львове, Одессе и других городах. В данный момент биогаз собирается на единственном полигоне в Луганске. С января 2002 г. до января 2003 г. здесь выполнен демонстрационный проект в рамках украинско-американской программы ЭкоЛинкс. Был разработан проект системы сбора и утилизации газа, объединяющий около 30 скважин, построены три демонстрационные скважины и система сбора и сжигания биогаза в факеле.

Полигон был введен в эксплуатацию в 1979 году в 25 километрах от Луганска. Ежегодно на полигон вывозится 350 - 500 тыс. м3 ТБО. За период эксплуатации было накоплено около 1626 тыс. т отходов. При оценке возможного количества собранного биогаза было принято, что система сбора биогаза будет покрывать 80% площади полигона, а эффективность сбора биогаза отдельной скважиной составит 75%. Предполагалось, что вывоз ТБО на существующий полигон будет продолжаться до 2010 года включительно. При этом общее количество ТБО достигнет 2154 тысячи тонн. По расчетам, количество собираемого газа в период 2003 - 2010 гг. может составить от 750 до 950 м3/час при концентрации метана 50%.

Сооружение трех демонстрационных скважин было закончено в январе 2003 года. Первые измерения показали, что количество биогаза, собираемого в трех скважинах, составляет 90 м3/час при концентрации метана около 60%. Эти данные хорошо согласуются с результатами расчетов для полномасштабной системы сбора биогаза.

На примере Луганского и Одесского полигонов рассмотрены возможные варианты утилизации биогаза: простое сжигание в факеле; транспортировка биогаза к потребителю по газовым трубопроводам и продажа в качестве заменителя природного газа, выработка электроэнергии на полигоне; выработка электроэнергии с частичной утилизацией теплоты; использование биогаза в качестве топлива для автомобилей. Для каждого из пяти вариантов проведена оценка величины капитальных затрат на создание системы сбора и утилизации биогаза. Для каждого варианта рассмотрены возможности использования украинского и западного оборудования.

Снижение эмиссии парниковых газов (ПГ) за счет уменьшения поступления метана в атмосферу и замещения использования природного газа для производства тепла и электроэнергии после реализации полномасштабного проекта в Луганске может составить 62 тыс. т СО2эквивалента в год. Затраты на снижение выбросов ПГ в течение 2008 - 2012 гг. составляют от 0,88 до 2,61 американских долларов на тонну CO₂-экв., что еще раз подтверждает исключительную эффективность проектов сбора и утилизации биогаза на полигонах ТБО с точки зрения проблемы изменения климата.

Главная страница
Сведения об авторах

Последние изменения внесены 22.04.07