Главная >  Потенциал энергии 

 

Эмиссии метана от ТБО. ПравительствоСША продолжает принимать активное участиев развитии энергетики на основе метана (CН и постоянно вводит новые законодательныемеры, способствующие внедрению проектов поконвертированию CН4 .в энергию.

 

Т. П. Кольчугина

 

Метан– ценный энергетический ресурс и в то жевремя – загрязнитель окружающей среды.Максимальное использование CН4,образующегося в ходе разложения насвалках ТБО, позволяет улучшить состояниеокружающей среды, а также получить энергию,которую можно использовать для решенияразличных задач. Улавливание CН4со свалок ТБО помогает уменьшитьнеприятные запахи и другие опасныепоследствия его образования.

 

Метан(CН образуется в ходе разнообразныхантропогенных и естественных процессов. Кантропогенным процессам относятсясжигание ископаемого топлива,ферментативные процессы в желудках жвачныхживотных, разложение навоза, рисоводство,сжигание биомассы и разложение твердыхбытовых отходов (ТБО) на свалках. Подсчитано,что в глобальном масштабе примерно 60 %эмиссий CН4в атмосферу относятся к антропогеннымисточникам Природные источники CН4– это переувлажненные почвы, зоны вечноймерзлоты, газ-гидраты, продуктыжизнедеятельности термитов, океаны,пресноводные водоемы, а также дикиеживотные.

 

Внастоящее время уже разработаны различныеспособы улавливания и использования CН4со свалок ТБО. Существует несколько путейутилизации CН4для получения энергии. Типичные проектывключают в себя выработку электроэнергии споследующей ее подачей в системуэлектроснабжения, прямое использование CН4,когенерацию и использование CН4в качестве альтернативного топлива.

 

Поданным Агентства по Охране ОкружающейСреды США (US EPA)муниципальные свалки ТБО – самые крупныеантропогенные источники CН4.Например, в США они составляет примерно 24 %от всех антропогенных эмиссий CН4(табл. . На закрытых и открытых свалках ТБОобразование газа протекает в условияхаэробного и анаэробного разложенияразличных веществ. Метан образуется прианаэробном разложении органики. Количествообразующегося CН4зависит как от качественного состава ТБО исодержания в них воды, так и от дизайнасвалок и методов их управления (фото). Газ,образующийся при разложении ТБО, состоитпримерно на 50 % из CН4,основного компонента природного газа, на 50 %из двуокиси углерода (CO ,а также небольшого количества прочихорганических веществ.

 

Действующиепроекты обеспечили получениеэлектроэнергии в объеме 9 млрд. кватт-часов,а также предоставили 2 млрд. кубометров газаразличным потребителям. Эффектот конвертирования CН4в энергию соответствует посадке примерно 8млн.гектаров леса, предотвращениюиспользования 150 млн.баррелей нефти, предотвращению эмиссии СО2от 14 тыс. машин или же использованию 325 тыс.вагонов угля.

 

Проектыпо получению энергии из метана получилисвое развитие в конце 70-х годов. В 1994 году вСША была введена программа, направленная наразработку и внедрение проектов,позволяющих конвертировать CН4,образующийся на свалках ТБО, в энергию. Стех пор количество таких проектовпостоянно растет. В декабре 2004 года в СШАуже действовало около 380 проектов повыработке электроэнергии из CН4.В Америке существует еще примерно 600потенциальных свалок ТБО, где проведениеподобных работ может быть экономическиэффективно (рис. .

 

Прямоеиспользование CН4для преобразования преимущественно втепловую энергию производится при помощибойлеров, сушильных установок, печей дляобжига и т.д., что позволяет избежатьпотребления ископаемого топлива для этихцелей. CН4используют напрямую и для выпариваниясточных вод.

 

ВСША производство электроэнергии из CН4составляет примерно две трети от всехпроектов по его использованию. Применяютсяразнообразные методы получения энергии изметана. Электроэнергия может потреблятьсялибо непосредственно на месте, либоподаваться в систему линий электропередачи.Способы получения электроэнергии включаютв себя использование двигателейвнутреннего сгорания, турбин, микротурбин,двигателей внешнего сгорания, топливныхэлементов, органического цикла Рэнкина.Среди этих технологий в настоящее времядоминируют двигатели внутреннего сгорания(более 200 проектов) и турбины (около 40проектов), микротурбины (примерно 20проектов) применяются на свалкахнебольшого размера. Такие технологии, какиспользование двигателей внешнегосгорания, цикла Рэнкина и топливныхэлементов пока еще находятся в стадииразработки.

 

Существуетнесколько причин, по которым правительствоСША заинтересовано в развитии проектов поконвертированию CН4.Во-первых, многиепроекты, направленные на получение энергиииз CН4,сулят экономическую выгоду. Определено, чтоих осуществление на всех свалках-кандидатах(рис. позволило бы полностьюобеспечить энергией один миллиониндивидуальных домов. Также былоподсчитано, что для того, чтобы проект поконвертированию CН4в энергию был экономически привлекателен,цена за полученное электричество не должнапревышать 0,04 долл. за кватт-час. Более того,оптимальная величина субсидий,направляемых в эту область, не должнасоставлять более 0,0085 долл. за кватт-час, чтопримерно на 40 % ниже, чем ныне действующиеналоговые льготы в 0,015 долл. за кватт-час.

 

Прикогенерации – совместном производстветепла (т.е. пара или горячей воды) иэлектроэнергии повышается эффективностьиспользования CН4.Газ со свалок ТБО может доставляться инепосредственно в систему газопроводовприродного газа или же конвертироваться втопливо для транспортных средств в видесжатого природного газа. В настоящее времяуже проводятся разработка и внедрение рядапроектов по использованию сжиженного газаи метанола, получаемых на основе газа сосвалок ТБО.

 

Проведениеподобных проектов также выгодно ивладельцам свалок, так как это снижаетштрафы за выбросы CН4в атмосферу, налагаемые USEPA.Как видно из табл. 1, только за одну декадуэмиссии метана со свалок в атмосферуснизились со 172,2 до 131,2х1012 г CO2-эквивалентов(1993 и 2003 гг., соответственно), т.е., на 24%.

 

Во-вторых,такие проекты позволяют существенноснизить степень загрязнения воздуха. В-третьих, разрушение CН4снижает выбросы парниковых газов ватмосферу (CН4представляет собой болеесильнодействующий парниковый газ посравнению с СО . Наконец, в ходеразработки и проведения этих проектовсоздаются новые рабочие места иукрепляется местная экономическая база.

 

ПравительствоСША продолжает принимать активное участиев развитии энергетики на основе CН4и постоянно вводит новые законодательныемеры, способствующие внедрению проектов поконвертированию CН4.Так, 8 августа 2005 года был принят новый закон,регулирующий политику в области энергетики.В рамках этого закона повышаются налоговыельготы (до 1 января 2008 года), а такжепредоставляются кредиты, гранты и займы заиспользование газа со свалок. Всоответствии с этим законом правительствообязано закупать по-крайней мере 3 %полученной из отходов энергии в период с 2007по 2009 г.г., 5 - в период с 2010 по 2012 г.г. и 7,5 % -после 2013 г.

 

Вштате Мэриленд одна из школ решила принятьучастие в проекте по сбору и утилизации CН4от находящейся неподалеку свалки. Школазаплатила 175 000 долл. за сооружение 1200-метровоготрубопровода между свалкой и бойлерами вшколе. В свою очередь владелец свалкипредоставил бесплатно весь CН4,отводимый со свалки. Предполагается, чтозатраты школы снизятся на 40 000 долл. в год,а проект полностью окупится примерно через5 лет.

 

 

Промышленныйи коммерческий сектора также принимаютактивное участие в разработке и внедрениипроектов на основе CН4.Так, компания БМВ предполагает получитьэкономическую выгоду от участия в такихпроектах в размере одного млн. долл. в год,Дженерэл Моторс – более пяти млн. долл. год,а Центр Управления Полетами НАСА - более 400тыс. долл. в год.

 

 

Что происходит с атомной энергет. Заключение. Проектирование современных систем отопления. Вторая водородная бомба. Проблемы развития энергетики Мос.

 

Главная >  Потенциал энергии 

0.019