«Голубое топливо» из… мусора


В Новосибирской области реализуют пилотный проект по использованию свалочного газа в малой энергетике
14 января 2020

Где-то в конце 2014 года Академгородок посетила делегация из Финляндии. Целью визита иностранных гостей было ознакомление сибирских коллег с технологией использования свалочного газа. В ту пору эта тема многим из нас казалась диковинной. Кое-что о ней мы слышали, но, как говорится, глубоко не копали. Руководители города и области также не особо вникали в подобные вещи, поскольку проблема мусорных полигонов рассматривалась в то время под совершенно иным углом зрения. Так что особой огласки данная технология в наших краях не получила и даже не вызвала никаких широких обсуждений и дискуссий. С тех пор мимо моих глаз прошло много самых разных презентаций, посвященных проблемам энергетики, но об использовании свалочного газа, к своему стыду, за то время я так ничего и не узнал.

И только совсем недавно до меня дошла информация о том, что подобные технологии в нашей стране уже кое-где применяются, и не без обнадеживающих результатов. Причем, одна опытная установка находится недалеко от Новосибирска, на мусорном полигоне «Пашино». Пока что еще, конечно же, можно говорить только о пилотных проектах. Тем не менее, первые шаги в эту стороны уже сделаны, и нашим разработчикам есть что показать.

О специфике использовании свалочного газа с полигонов ТКО для производства и продажи электроэнергии рассказал представитель Института проектирования энергетических систем Алексей Жидков.

Для начала – коротенький ликбез. Свалочный газ – это газ, образующийся в теле полигона за счет анаэробного разложения органических отходов. Основной его состав – смесь метана (25 – 75%) и углекислого газа. В зависимости от состава отходов, там еще могут находиться различные примеси. В среднем процесс генерации газа на одной площадке длится от десяти до пятидесяти лет. Если учесть, что годовой вывоз ТКО в нашей стране составляет примерно 275 млн. кубометров (и постоянно растет), то можно себе представить, насколько огромными являются у нас сейчас искусственные «месторождения» этого возобновляемого топлива.

По большому счету, мы сейчас подошли к такому моменту, когда игнорировать данную тему просто невозможно. К тому нас подталкивают естественные процессы, происходящие в глубине свалок. Поскольку полигоны негерметичны, то свалочный газ просто выходит наружу, в атмосферу (в случае герметизации полигонов, они могут разрываться из-за растущего изнутри давления). Поэтому, если не заниматься утилизацией свалочного газа, он начнет быстро распространяться по округе, разнося неприятный запах. Есть и другая проблема. Разложение отходов вызывает повышение температуры внутри тела полигона, в результате чего может произойти самовозгорание свалки – как скрытое, так и открытое. Таким образом, к свалочному газу добавится еще и едкий дым, оказывающий вредное воздействие на здоровье и качество жизни проживающих по соседству со свалками людей. Именно такая проблема произошла в Подмосковье (г. Балашиха и г. Волоколамск).

В настоящее время существует как минимум две технологии добычи и использования свалочного газа. Традиционно газ из тела полигона извлекают с помощью обычных вертикальных скважин. В более продвинутой технологии (Multriwell и ее аналоги) используются так называемые дрены и полиэтилена, и нетканого синтетического материала. В принципе, эти технологии можно считать освоенными (по крайней мере, в мировой практике), чтобы их можно было широко применять и в нашей стране.

В рамках российского законодательства генерация на свалочном газе приравнена к генерации на основе возобновляемых источников. То есть она вполне законна и имеет соответствующую регламентацию. По словам Алексея Жидкова, газопоршневые установки на этом виде топлива по своему техническому исполнению практически ничем не отличаются от газопоршневых установок на природном газе.  Правда, если сравнивать качество данных видов топлива, то здесь свалочный газ проигрывает. Как мы уже сказали выше, он содержит 25 – 75% метана. В природном газе метана – 90 – 95 процентов.

Собственно, именно концентрация метана определяет качество газа и, таким образом, оказывает влияние на режим работы энергоустановки. Если концентрация не достигает 30 процентов, то работа газопоршневой установки просто невозможна. Соответственно, от этого же показателя зависит соотношение между рабочей мощностью и установленной. Так, выйти на установленную мощность можно только при содержании метана 95 процентов. Чем меньше его концентрация, тем ниже будет рабочая мощность, а значит, тем ниже будет КПД и тем больше придется расходовать топлива для выработки нужного количества энергии. Так, при содержании метана в свалочном газе на уровне 40 процентов, рабочая мощность снижается почти в два раза в сравнении с установленной мощностью.

Понятно, что развитие данного направления возобновляемой энергетики невозможно без государственной поддержки и «зеленых тарифов». В принципе, наше законодательство предусматривает для этого соответствующие инструменты. Например, сетевые компании при покупке электрической энергии, выработанной объектами ВИЭ, обязаны принимать их именно по «зеленому тарифу», который предусматривает базовый уровень доходности для инвестора на уровне 12%. Помимо этого, субсидируется и стоимость технологического присоединения объекта ВИЭ к сети (до 15 миллионов рублей).

Впрочем, не стоит думать, что здесь все так просто. Чтобы получить «зеленый тариф» для генерирующего объекта, необходимо пройти довольно сложные бюрократические процедуры, на что уходит в среднем два-три года (от идеи проекта до его реализации в виде поставки «зеленой» энергии). Возможно, как раз это обстоятельство делает данное направление не особо привлекательным для инвестиций. Как сказал Алексей Жидков, таких примеров в стране очень мало, и большинство из них не демонстрируют пока ничего особо привлекательного.

Пожалуй, самый достойный пример (в масштабе страны) – это полигон ТКО «Новый свет» в Ленинградской области. Здесь находится газопоршневая установка мощностью 2,4 МВт (в перспективе мощность планируют увеличить вдвое). Площадь газосборной системы составляет 18 Га. Разумеется, здесь далеко не всё было гладко. Например, из-за несовершенства газосборной системы происходили частые сбои и остановки генерирующего оборудования. Правда, после того, как газосборная система была реконструирована, ситуация улучшилась.

Небольшая газопоршневая установка мощностью 100 кВт на свалочном газе есть в Самаре, на полигоне «Преображенка». Площадь газосборной системы – всего полгектара. С 2013 года здесь используется технология Multriwell. Электричество используется для собственных нужд полигона.

Наконец, необходимо упомянуть полигон ТКО «Пашино», где находится энергетическая установка на свалочном газе мощностью 1,2 МВт. Площадь газосборной системы составляет около 5 Га. Технология – традиционная. Выработанное здесь электричество планируют поставлять потребителю по «зеленому тарифу», для чего необходимо будет подключиться к местной подстанции (вопрос находится на стадии согласования).

В настоящее время, отмечает Алексей Жидков, ведутся интенсивные работы по рекультивации полигона ТКО «Кучино» в Балашихе. Продвижение проекта по строительству здесь генерирующей установки оказалось весьма непростым делом, несмотря на его актуальность (еще раз вспомним протесты местных жителей из-за дымящих свалок). Тем не менее, разработчики надеются на благоприятный исход и уже показывают футуристические картинки, на которых бывшая свалка превращена в поистине сказочное место.

Олег Носков