Как на полигоне под Гомелем работает новая технология по производству электроэнергии из мусора

Источник материала:

Ежедневно на полигоны твердых бытовых отходов вывозят тонны мусора. Там он разлагается, образуя свалочный газ с неприятным запахом. В высоких концентрациях он токсичен, может загореться или взорваться. Кроме того, создает парниковый эффект, разрушая озоновый слой. Чтобы минимизировать его вред, в Беларуси, как и во всем мире, начинают собирать свалочный газ и получать из него электрическую энергию. Недавно «Альфа-Банк» профинансировал внедрение новой технологии по его добыче на гомельском полигоне ТБО. TUT.BY выяснил, как она работает и почему в несколько раз эффективнее старых методик.

До этого мы писали про новую электростанцию, которая работает на навозе от крупного рогатого скота. Этим материалом мы продолжаем рассказывать о важных энергетических проектах, которые появляются в Беларуси благодаря поддержке социально ответственного бизнеса.

«Технологию заимствовали у голландцев»

Действующий полигон ТБО появился возле Гомеля еще в 1968-м году. В среднем за месяц спецмашины привозят на свалку 13 тысяч тонн мусора. Сейчас на ней находится приблизительно 5 миллионов тонн отходов. Они гниют и выделяют свалочный газ, который на 50% состоит из метана, углекислого газа, а также примесей азота, сероводорода и органических веществ. Именно высокое содержание метана в свалочном газе позволяет использовать его в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания или газовых турбинах для производства электрической и тепловой энергии.

Девять лет назад, проанализировав данные с гомельского полигона, компания «Рековиа», с 2010 года занимающаяся в Беларуси строительством и эксплуатацией установок по производству электрической и тепловой энергии на полигонах ТБО, предложила возвести рядом станцию мощностью в 1МВт, которая могла бы не только собирать опасный свалочный газ, но и превращать его в электроэнергию.

Для справки:

«Рековиа» — шведская компания, которая реализует энергетические проекты на полигонах твердых бытовых отходов во многих странах мира. В Беларуси была зарегистрирована в 2010 году и сегодня занимается производством электроэнергии из свалочного газа на полигонах под Могилевом, Витебском, Оршей, Новополоцком и Гомелем.

Главный инженер «Рековиа» Дмитрий Моисеев работает в компании восемь лет и руководил строительством гомельской станции, поэтому знает тут каждый винтик.

— Зарубежные инвесторы вложили в объект 2,8 миллиона долларов. Первоначально для добычи газа мы бурили скважины. Но через несколько лет мощность станции стала падать, поэтому осенью 2019-го года решили внедрить систему сбора свалочного газа по голландской технологии Multriwell — новую и более эффективную по сравнению с существующей, — рассказывает Дмитрий.

В Беларуси до сих пор такая система не знала аналогов. Нужная технология была у голландцев, и именно на нее «Альфа-Банк» выделил кредит. Благодаря своевременному финансированию «Рековиа» смогла за два месяца внедрить уникальную для наших широт технологию. Она была введена в эксплуатацию в начале 2020 года.

В чем отличие новой технологии от старой? С ней больше не нужно бурить скважины, поднимать мусор наружу, что приводило к тому, что внутрь биомассы попадал кислород и ухудшал все биореакции. Вместо этого газ помогают собирать многочисленные дрены, на этапе установки «загнанные» в тело полигона на 21-метровую глубину через каждые три метра. Новая технология не только экономит время работы, но и минимизирует попадание метана в воздух, так как полигон накрывается защитной пленкой.

Голландцам, к слову, пришлось немного переработать свой проект под белорусские реалии. Дело в том, что Европе такие системы устанавливают на уже недействующих полигонах с расчетом на полную их рекультивацию. В Гомеле же полигон остается действующим, сюда продолжают привозить мусор. Пришлось все рассчитать так, чтобы по итогу осталось место, куда бы складировались вновь прибывающие отходы.

— Совместными усилиями мы пересмотрели проект и смогли соблюсти технологию. По итогу объем добычи свалочного газа увеличился в три раза. Соответственно, белорусские электросети получат в три раза больше электроэнергии, — поясняет Дмитрий Моисеев.

«Внутри полигона температура около 60°C»

Традиционная добыча свалочного газа предусматривает укладку в мусорной массе труб. Но мусор подвижен, поэтому нередко инженеры сталкивались с тем, что в местах, где массы стало больше, росло давление на газопроводы. Она повреждались, и газ прекращал поступать на станцию. Дальше — длительный и дорогостоящий ремонт.

— Дрены, в отличие от труб, гибкие, по своему виду напоминают ленту, — объясняет собеседник. — Мусор может двигаться, и система просто повторит его контур. Риск повреждения в таком случае сводится к минимуму.

Еще одна вечная проблема эксплуатации системы сбора свалочного газа — свалочные воды (фильтрат). Фильтрат образуется в результате попадания атмосферных осадков в тело полигона. Он скапливается в теле полигона на разных уровнях, образовывая «карманы». Там, где скопился фильтрат, метан не образуется, и станция не дополучает сырье.

— Прокалывая тело полигона по новой технологии, мы выравниваем общее давление в теле полигона, распределение свалочных вод становится более равномерным, а их общий уровень снижается. Фильтрат же не проникает в систему сбора биогаза, — говорит Дмитрий Моисеев.

Собранный под воздействием вакуумного давления газ по газопроводу поступает в компрессорную станцию.

— Внутри полигона температура составляет порядка 60 °C. Пока биогаз добирается до станции, он остывает, и в нем появляется конденсат. Эту влагу необходимо убрать, иначе она попадет в оборудование и испортит либо его, либо будет скапливаться в газопроводе, что будет затруднять движение газа. Чтобы этого не случилось, свалочный газ проходит через сепараторную установку, и из нее вода уходит в два конденсационных колодца. Затем из конденсационных колодцев мы откачиваем эту воду обратно в тело полигона, — продолжает экскурсию специалист.

Попадая на станцию газ проходит через потокометры. Инженер по эксплуатации биогазовой установки следит за показателями поступающего биогаза на специальной панели. Если он увидит, что содержание метана снизилось, то с помощью специальных кранов может временно уменьшить подачу газа, чтобы дать бактериям в теле полигона дополнительную возможность размножиться.

— Варьировать поступление свалочного газа, исходя из состава, необходимо, чтобы не убить бактерии, благодаря которым в теле полигона происходит образование метана. Ну, и в целом, чтобы не исчерпать раньше времени ресурс полигона, — поясняет Дмитрий.

На станции в дневное время посменно трудятся два инженера. Ночью они наблюдают за параметрами удаленно. Для этого у каждого в смартфоне установлено специальное приложение с доступом ко всем данным системы онлайн. Если вдруг ночью произойдет сбой в работе станции, на телефон мгновенно поступят sms-оповещение и звонок. Инженеру необходимо будет сразу выехать на объект и решить возникшую проблему.

В обязанности инженеров также входит необходимость практически ежедневно подниматься на полигон, чтобы в специальных точках замера анализировать газ, следить, чтобы в отходах не появились очаги возгорания.

— Мы взаимодействуем с работниками полигона, делаем геодезическую съемку, позволяющую оценить движение мусора. Сами часто поднимаемся вверх, чтобы проверить, куда складируется новый мусор. Над свалкой, к слову, постоянно стоит крик чаек. И если мне звонят по телефону, когда я на полигоне, шучу, что нахожусь на море, — улыбается Дмитрий.

«В Риге на свалке выращивают помидоры»

От потокометров газ поступает в общую трубу. Ему еще предстоит пройти через угольный фильтр и очиститься от сероводорода и других вредных примесей. Это позволяет избежать ненужных отложений и образования нагара на поршнях и клапанах двигателя.

— Вся станция работает по принципу пылесоса: сначала мы выкачиваем биогаз из полигона, потом отправляем в компрессорную станцию, откуда он под давлением идет в двадцатицилиндровый газовый двигатель внутреннего сгорания. Там газовая смесь сжигается, и механическая энергия преобразуется в электрическую. Через трансформаторную подстанцию электрическая мощность передается в общереспубликанскую сеть энергосистемы, — говорит инженер Вадим Зайцев.

— С 2013-го года на объекте было выработано 37,4 миллиона кВтч, — приводит статистику Дмитрий Моисеев. — Это позволило государству сэкономить почти 10 тысяч тонн природного газа для производства такого же количества электроэнергии на энергетических станциях. Для получения такого количества электроэнергии мы сожгли 17 миллионов кубометров свалочного газа, уменьшив выбросы углекислого газа в атмосферу на 150 тысяч тонн.

Помимо электрической, станция вырабатывает тепловую энергию. Пока она просто сбрасывается в атмосферу, но Дмитрий уверен, что и ее можно использовать с умом — было бы у других предпринимателей желание.

— В Риге на свалке, похожей на нашу, стоят огромные теплицы. В них выращивают помидоры и огурцы. Овощи постоянно проходят экологический контроль качества, проверяется безопасность продуктов, — рассказывает он. — Тепловой энергии хватает, чтобы отапливать их в промышленных масштабах. Это не наш вид деятельности, но если бы кто-то из предпринимателей захотел поставить поблизости, например, деревосушку, выращивать овощи, цветы или рассаду мы были бы готовы отдавать в их трубы тепло, которое сейчас пропадает без дела.

Для главного инженера плюсы от установки биогазовых станций очевидны:

— Если с образующимся свалочным газом ничего не делать, то он будет не только ухудшать экологическую обстановку, но и создавать реальную опасность для здоровья людей, работающих на полигоне и живущих поблизости, ведь в высоких концентрациях этот газ токсичен. Он может взорваться или загореться. Горение биогаза напоминает пожары на торфяниках: очаги возгорания могут тлеть в теле полигона днями, если не неделями. Едким опасным дымом от такого пожара придется дышать тем, кто живет рядом. К тому же, в пустоты, образующиеся в глубине свалки после выгорания, может провалиться техника и люди, которые ежедневно работает на полигоне. Используя свалочный газ, мы улучшаем экологию в регионе, заботимся о безопасности людей и при этом снижаем зависимость энергетики от закупки дорогостоящего импортного топлива (природного газа).

Мусор ничего не стоит, а после выкачки метана он даже быстрее перегнивает. В свою очередь, отбор свалочного газа помогает уменьшить объем свалки: биогаз занимает в теле полигона определенное пространство, и если метан забрать, то на прежних площадях можно складировать больше мусора.

Не только деньги, но и новые рабочие места

Директор шведской компании Recovia AB Фредрик Карлман, частью которой является белорусское представительство «Рековиа», рассказал, что подобные биогазовые установки действуют еще на полигонах ТБО под Оршей, Витебском, Могилевом и Новополоцком. С открытием компании в Беларуси появилось два десятка дополнительных рабочих мест.

Главный инженер и ведущие специалисты компании получили сертификаты на работу со свалочным газом в Швеции и Германии, остальные сотрудники обучаются непосредственно на станциях, а также участвуют в ежегодных семинарах по повышению квалификации. Суммы зарплат не раскрывают, но уверяют, что они выше средней по стране.

На родине Фредрика Карлмана со свалочным газом не работают.

— В Швеции почти все полигоны ТБО закрыты: незаконно складировать мусор, который можно переработать. В Западной Европе бывший мусорный полигон часто обеззараживают, а после перепрофилируют во что-то полезное, например, в поле для гольфа. Читал, что в США одну из свалок и вовсе переделали в склон для катания на лыжах, — рассказывает Фредрик.

В Беларуси Фредрика в свое время привлекло множество незанятых ниш в сфере «зеленой» энергетики.

— От идеи до ввода объекта в эксплуатацию проходило около двух лет. Согласно Закону о возобновляемых источниках энергии, первые 10 лет государственные электросети будут приобретать от станций компании «Рековиа» выработанную электроэнергию по тарифу с повышающим коэффициентом 1,3, что позволит нам быстрее окупить затраты. Потом этот коэффициент снизится до 0,85. Да, рынок здесь небольшой, и наши установки сравнительно маленькие, но с введением на Гомельском полигоне новой технологии показатели получения электроэнергии за первые же месяцы выросли в три раза по сравнению с прошлым годом. А это значит, что теперь мы можем более эффективно производить электроэнергию из свалочного газа с пользой для экологии и экономики, — подводит итоги работы Фредрик.

Партнер проекта:

Теги: Витебск, Гомель