Чтение онлайн

Заводы последнего поколения призваны самостоятельно получать электроэнергию, идущую для собственных нужд или на продажу. Среди возобновляемых источников энергии на втором месте после дров стоит сжигание отходов, когда же идет речь об электроэнергетике, второе место после гидростанций принадлежит мусоросжигателям. В нескольких странах Европы и американского континента законодательство побуждает компании дистрибуторов покупать по заведомо выгодным для продавцов ценам энергию, источником которой служат многообразные возобновляемые ресурсы, в том числе и отбросы. Такие преференции характерны для Италии, отказавшейся от использования источников ядерного сырья и пекущейся об ограничении импорта электроэнергии. Так, в Милане отбросы уже в начале 1980-х давали четверть электричества, необходимого для работы метро и трамваев. А в Великобритании правительство обязало отечественных дистрибуторов включать

в свой арсенал электроэнергию, получаемую не из ископаемого сырья, что также способствовало использованию для этих нужд бытовых отходов.

С целью предложить потребителю источники энергии, более приспособленные для удовлетворения его разнообразных нужд, чем пар, были внедрены новые виды топлива, доступные складированию и транспортировке. В Великобритании с 1917 года производят брикетированные прессованные отбросы, пропитанные склеивающими добавками. В 1980-х в Бельгии стали производить вид топлива, прозванный «мусорный уголь» (charbain); во Франции вводят в употребление «CDD» (combustible des d'echets: «горючее из отбросов»), а в англо-саксонских странах — «RDF» (Refuse-Derived-Fuel: переводится так же). Перечисленные наименования получены из фракций, чья теплоотдача превышает ту, какая свойственна обычным смесям отбросов. В Варенн-Жарси и Лавале из бумаги и пластмасс производили горючую гранулированную смесь, исходя из технологий «combusoc» и «combor» (где ингредиенты перед грануляцией подвергаются сортировке и компостированию). Подобная обработка облегчает перевозку горючего и подготовку его к использованию. Однако гранулы часто требуют особого оборудования топки, ибо металл обычных установок, как правило, подвергается коррозии при контакте с хлором, выделяющимся при горении пластмассы. Вследствие чего подобные процедуры были признаны слишком затратными и интерес к ним продержался всего несколько лет.

Поисками сходного типа топлива занимались и в других странах, в частности в Швеции. В Ковике, пригороде Стокгольма, отбросы, после удаления металлических вкраплений высушенные в форме катышков, служат для объединенной системы обогрева жилищ. Эта технология устранила проблему неприятных запахов, на которые жаловались жители окрестных домов.

Расширение биомеханической обработки предпринимается для ограничения количества и стабилизации состава органических включений перед отправкой в отвалы, эти же соображения побуждают муниципалитеты прибегать к сортировке, а затем преобразовывать в твердое топливо остаточные неопасные фракции с высокой калорийностью горения (см. главу «Свалки, как элемент пейзажа»). На заводах наиболее легкие по весу материалы (бумага, картон, пластмассы) отделяются продувкой либо всасыванием, а затем измельчаются и высушиваются. Все это позволяет добиться теплоотдачи от трех до четырех тысяч килокалорий на килограмм, что эквивалентно показателям древесины и в два раза ниже теплотворности угля.

Установки для производства твердого топлива из вторсырья особенно распространены в Австрии, Германии, Финляндии, Италии, Нидерландах и Великобритании. Они питают топки коллективных обогревательных комплексов, теплоцентралей, электростанций, цементных заводов, фабрик по производству извести или бумаги. В США четверть мусоросжигателей потребляют «горючее из отбросов» в виде хлопьев. Проблемы коммерциализации этих горючих смесей и засорения окружающей среды в процессе их применения еще требуют своего успешного разрешения. Но в этой области «му-сороведения» последнее слово еще далеко не сказано!

Другой способ разнообразить потребление сырья для производства тепла от сжигания мусора — это его сохранение в воде. Около 1970 года было испытано несколько устройств, пригодных для этих целей: либо для однодневного «хранения в закупоренных емкостях» (Брив, Питивье), когда полученный пар нагревает резервуары с водой, либо для многомесячного хранения в подземных водоносных слоях. В Тивераль-Гриньоне близ Парижа перегретую воду (180°C) впрыскивали на глубину в 500 метров. Зимой с ее помощью удалось обогревать 4500 жилищ.

Органические составляющие отбросов, прежде всего пищевые и растительные остатки или бумага, подвержены биоразложению. Оно протекает анаэробно (вне контакта с кислородом), при этом выделяется биогаз, состоящий из метана и двуокиси углерода — двух газов, особо ответственных за усиление парникового эффекта и разогрева атмосферы нашей планеты. В биогазе содержится еще и сероводород, знакомый всем по запаху тухлых яиц. Ради безопасности и охраны окружающей среды всегда предусматривается оборудование для

уловления из отвалов биогаза, его транспортировки и либо сжигания в факелах, либо — что теперь делается все чаще — преобразования в топливо.

Свалки очень долго переваривают органические вкрапления. Они начинают продуцировать биогаз через полгода-год после их консервации. Их производительность зависит от состава и скорости биоразложения компонентов, а также от насыщенности бактериями и соблюдения условий, благоприятствующих биосинтезу. Считается, что тонна отбросов дает от 120 до 240 кубометров биогаза, но требуется около двадцати лет, чтобы добыть три четверти его потенциального объема (в биореакторах — быстрее. См. об этом в главе «Свалки, как элемент пейзажа»). Производящие метан бактерии, ответственные за получение биогаза, довольно капризны: за два-три года они легко разлагают то, что без затруднений поддается ферментации, а затем годами переваривают прочие органические остатки. А кроме того, эти микроорганизмы не выносят присутствия кислорода, любят повышенную влажность и чувствительны к температурным колебаниям.

Существуют две системы добычи биогаза: одна для свалок, уже законсервированных, другая — для тех, чье заполнение еще не завершилось. В первом случае прибегают к системе шпуров, соединенных горизонтальными трубопроводами, а в свалках, еще эксплуатируемых, применяют систему дегазации, монтируемую по мере накопления отбросов: это система вертикально поставленных бетонных воздуховодов с перфорированными стенками, вверху соединенных в единую газопроводную магистраль.

После очистки метан имеет состав, близкий к природному газу. Сжигаемый с целью получения тепла в котлах, он пригоден для поддержания надлежащего температурного режима в жилищах, учреждениях и цехах, а также в парниках и на фермах для разведения водных животных и растений. Также он продается компаниям, производящим электроэнергию. Одна английская фирма, производящая топливные брикеты, уже с 1970 года использовала метан, производимый на свалке, заменив им каменный уголь. Сегодня и в Алабаме работает цех по производству брикетов, также использующий газ со свалки: он позволял сэкономить до 40% электроэнергии и обещал через десять лет полностью компенсировать все энергозатраты. Метан также добавляется там в газовые смеси для отопления жилых помещений и учреждений.

В 2006 году на 425 свалочных площадках США подобные установки позволяли снабжать электричеством 780 000 жилищ и отапливать 518 000. Перемещаемый по трубопроводам, метан впрыскивается в газовую смесь, питающую газовые плиты и т. п. устройства. Эти проекты осуществляются при поддержке и практическом содействии экологических организаций.

На свалке под Лос-Анджелесом (Палое-Вердес), эксплуатируемой с 1975 года, 20 миллионов тонн бытовых отходов выделяли до 50 000 кубометров биогаза в день. Местная компания, занимающаяся газификацией, очищает и сжижает этот биогаз, а затем отправляет его в 3500 жилых домов. После закрытия этой площадки в 1980 году производство газа снизилось. Свалка, также открытая в Калифорнии (Пуэнте-Хиллз, 1987), несколько лет снабжала электричеством 70 000 домов. Притом часть биогаза, превращенного в сжиженный газ, служила для работы автомобильных двигателей. Метан — экологичное топливо, но его очистка и сжижение стоят отнюдь не дешево.

Использование получаемого газа приносит тем больше выгоды, чем больше свалка, где он добывается, поскольку это позволяет прибегать к эшелонированной экономии. Во Франции только несколько коммун (одна из них — Вер-ле-Гран в Эссоне) решились использовать биогаз как источник энергии. Долговременные перспективы здесь представляются весьма смутными с тех пор, как законы предписывают удаление органических включений из отходов, идущих в отвалы. Однако это могло бы способствовать развитию технологии биореакторов и увеличить объемы производимого биогаза (см. об этом в главе «Свалки, как элемент пейзажа»).

Метан извлекается из отбросов и фабричным способом. В герметичных биореакторах ферментируемые фракции (в беспримесном виде или в смеси с прочими органическими отходами) обогащаются метаном. В таких реакторах обрабатываются компоненты, уже прошедшие предварительный разбор, или фракции, прошедшие механическую сортировку. В былые времена такой производственный процесс применялся для дезинфекции, дезодорации и стабилизации жидких остатков очистных операций, теперь же к нему прибегают и при обработке твердых включений. Такие работы проводились с 1970-х годов в Помпано-Бич (во Флориде), а с 1988 года — в Амьене. Емкости для обработки отходов (так называемые «биодигесторы») устанавливаются во многих местах. В Германии или Дании, например, они давно обрабатывают смеси, включающие отходы животноводства, остатки пищевых продуктов и органические фракции бытовых отбросов.