Энергичная утилизация: как превратить отходы в энергию

Во Всемирный день окружающей среды рассказываем об одном из самых значимых проектов Ростеха в сфере экологии

По традиции во Всемирный день окружающей среды, который ежегодно отмечается 5 июня, рассказываем о проектах в сфере экологии.

Центральная тема нацпроекта «Экология» – решение проблемы с утилизацией мусора. В этой глобальной реформе системы обращения с отходами активное участие принимает Ростех в лице своей дочерней структуры «РТ-Инвест». Компания выступает оператором сразу в двух важнейших проектах – строительстве специальных комплексов по переработке отходов (КПО) и возведении заводов по энергетической утилизации мусора.

Первый инновационный КПО Ростех сдал в эксплуатацию в октябре прошлого года. Совсем скоро в подмосковной Кашире откроется уже третий такой комплекс. Современный КПО может дать «вторую жизнь» примерно 50% отходов, а то, что переработке не подлежит, станет топливом для заводов проекта «Энергия из отходов». На данный момент «РТ-Инвест» строит несколько таких заводов, и как уверяют в компании, на сроках ввода объектов не скажется даже ситуация с COVID-19.

О том, как новые технологии позволяют без ущерба для экологии решить проблему мусорных полигонов и свалок, – в нашем материале.

«Экология» национального масштаба

Национальный проект «Экология», наряду с другими 11 нацпроектами, был утвержден указом Владимира Путина в мае 2018 года. Его цель – улучшить экологическую обстановку в России и создать комфортные условия для жизни в стране. Работа ведется по пяти направлениям: отходы, вода, воздух, природа и животные, наилучшие доступные технологии.

Проблема утилизации отходов стала одной из центральных тем нацпроекта. По данным Совета при президенте по развитию гражданского общества и правам человека, в нашей стране насчитывается около 15 тыс. только официальных свалок, которые занимают общую площадь, равную 4 млн гектаров. Это сопоставимо с территорией целой страны, например, Швейцарией.

Каждый год в России образуется примерно 70 млн тонн твердых коммунальных отходов (ТКО). Практически все это вывозится на полигоны, санкционированные и несанкционированные свалки, закапывается в землю самым примитивным образом. Растущие горы мусора ежегодно «завоевывают» новые земли.

Программа «Комплексная система обращения с твердыми коммунальными отходами» национального проекта «Экология» включает среди прочего следующие целевые показатели: к 2024 году доля обрабатываемого мусора должна увеличиться с 12% до 60%, перерабатываемого – с 7% до 36%, а также планируется ввести в эксплуатацию объекты по обработке отходов общей мощностью 37,1 млн тонн.

«Умная» сортировка: как извлечь из мусора полезное

Создание современных КПО, где из мусора извлекают максимально возможное количество полезных фракций, является одним из важнейших этапов системы утилизации отходов. На сегодняшний день «РТ-Инвест» запустила уже два таких комплекса по переработке отходов – в Коломенском и Сергиево-Посадском городских округах. Скоро откроется третий – в подмосковной Кашире. Четвертый объект будет сдан в эксплуатацию в конце года в Можайском городском округе.

Инновационный КПО может обеспечить эффективную переработку примерно 50% от общего объема отходов. Причем процесс сортировки отходов на таких комплексах практически полностью автоматизирован, как говорят местные сотрудники: «Здесь вкалывают роботы». Персонал  работает лишь на контрольном участке отбора крупных фракций, для исключения их попадания на ленты сортировки. Далее «умная» техника сама выбирает из потока полезные фракции и превращает их в брикеты. Стоит отметить, что доля локализованного оборудования на КПО «РТ-Инвест» превышает уже 70%. 

В самом начале своего «превращения» вторсырье проходит через «барабанный грохот» – гигантское сито. Оно помогает разделить отходы на фракции различных размеров: крупные (больше 30 см), средние (от 7 см) и мелкие (меньше 7 см).

Мелкий мусор вместе с органическими отходами направляется в цех компостирования. Здесь тоже все автоматизировано: раз в три дня машины ворошат так называемые бурты с органикой, для переработки которой добавляют термофильные бактерии. Это ускоряет процесс разложения – если в обычных условиях это занимает в среднем 2-3 месяца, то здесь срок сокращается до двух недель. В результате получается технический грунт, который пригоден для пересыпки и рекультивации полигонов, а также отсыпки дорог.

Неорганический мусор, пройдя «барабанный грохот», двигается своим путем – через различные сепараторы. Вначале оптический сепаратор выделяет все полимеры, то есть пластик, которые отправляют на дополнительную сортировку. Магнитный сепаратор отбирает из потока черные металлы. Также здесь работает устройство для отбора цветных металлов. Все эти высокоточные сборщики практически не оставляют вторсырью никаких шансов проскочить мимо. Каждая фракция собирается на своей конвейерной ленте, а затем прессуется в брикеты массой от 200 кг до 1 тонны.

Сжигая «хвосты»: отходы как источник энергии

Благодаря такой слаженной работе КПО объем входящих отходов сокращается примерно вдвое. На выходе остается только то, что переработать нельзя, или так называемые «хвосты». Именно они и будут отправляться на термическую переработку, то есть на заводы. И речь идет не о классических мусоросжигательных заводах, а совершенно новом подходе к переработке отходов. Он базируется на том, что мусор может стать возобновляемым источником энергии. Сегодня существует даже специальный термин Waste-to-Energy (WtE). Именно такие современные предприятия по утилизации отходов строит «РТ-Инвест», поэтому этот проект и получил одноименное название – «Энергия из отходов».

На сегодняшний день компания уже возводит четыре пилотных завода на территории Московской области (в Воскресенском, Наро-Фоминском, Солнечногорском и Богородском округах), а также в Республике Татарстан. Ближе всех к открытию завод в Воскресенском районе – сейчас здесь ведется монтаж крупногабаритного котельного оборудования. В Наро-Фоминске уже начались работы, в Солнечногорском и Богородском округах проводится процедура по выбору генподрядчика и заключению договора. В Татарстане также приступили к подготовительному этапу строительных работ. Как отмечают в «РТ-Инвест», несмотря на ограничения в связи с пандемией коронавируса, в целом все идет по плану. Заводы должны быть сданы в эксплуатацию к концу 2022 года.

Инфографика: Проект «Энергия из отходов»

Но на пилотном строительстве нескольких заводов проект «Энергия из отходов» не завершится. В России появятся еще как минимум 25 таких предприятий по переработке мусора в энергию. Соответствующее соглашение недавно заключили государственные корпорации Ростех, Росатом и ВЭБ.РФ. По предварительным подсчетам, это позволит предотвратить возникновение более 80 новых мусорных полигонов, закрыть 25 действующих и сохранить около 60 тыс. гектаров земель.

Безусловно, утилизация отходов – главная цель такого современного завода, а электроэнергия – побочный продукт, но при этом экономически весьма ощутимый. Один завод может выработать электроэнергию, которой хватит для работы самого предприятия, а помимо этого сеть может получить дополнительные миллионы киловатт в год. К примеру, одна тонна отходов дает 690 кВт⋅ч «зеленой» электроэнергии. Таким образом, только первые пять пилотных заводов суммарно могут выдать до 2,2 млрд кВт⋅ч электроэнергии в год.

Сверхсовременное предприятие, а не «керосинка»

Проект по созданию новых заводов «Энергия из отходов» уже получил положительные заключения государственной экологической экспертизы, тем не менее остается под пристальным вниманием экологов.

Основные мифы об опасности мусоросжигания относятся к заводам старых поколений, где температура сжигания не превышает 800 градусов. Новые заводы – не «керосинки», которые пагубно влияют на экологию, а сверхсовременные предприятия с передовыми технологиями. Здесь температура сжигания достигает 1260 °C, что обеспечивает полный распад опасных веществ. При этом используется совершенная система фильтрации – выбросов от такого завода меньше, чем от проезжающих по любой федеральной трассе автомобилей.

В итоге, после того как отходы термически уничтожены при очень высоких температурах, а киловатты электроэнергии пополнили сеть, остаются шлак и зола. Шлак – это четвертый класс опасности отходов, то есть практически безвредный. Его, после выбора содержащихся в нем металлов, применяют, к примеру, в дорожном строительстве. Так, в Японии с его помощью насыпают в океане острова (что говорит о многом, учитывая ответственное отношение японцев к экологии).

Зола относится к третьему классу опасности отходов. Она образуется на фильтрах, которые установлены для очистки дымовых газов сжигания. Летучая зола будет составлять всего около 3% от общего объема переработанных отходов, тем не менее рассматриваются различные способы ее применения. Например, существует британская технология под названием Carbon8, которая успешно превращает золу в различные блоки, бордюры, плитку и даже в цемент.

Сегодня в разных странах мира функционируют более 1500 заводов по утилизации отходов в электроэнергию. В настоящее время строительство заводов Waste-to-Energy ведется в Швейцарии, Великобритании, Финляндии, Сербии, Сингапуре, ОАЭ, Турции, Австралии, Мексике, на Мальте, Шри-Ланке и других странах. Только в Евросоюзе сейчас строится более 30 аналогичных предприятий.

Фото: Официальный сайт мусоросжигательного завода Amager Bakke в Копенгагене

О безопасности данной технологии говорит только тот факт, что во многих европейских странах такие предприятия располагают прямо в черте города, как, например, в Париже. Они есть также в Вене, Копенгагене, Амстердаме, Лондоне и других городах. Порядка 200 из европейских заводов построены по технологиям швейцарско-японской компании Hitachi Zosen Inova – мирового лидера в области термической переработки отходов. По всему миру эта компания построила под ключ более 600 таких объектов. Именно Hitachi Zosen Inova выступает техническим партнером «РТ-Инвест».

Как считают в «РТ-Инвесте», переход к новой системе обращения с отходами требует информационной открытости. Недоверие к строительству новых заводов и к отрасли в целом зачастую вызвано нехваткой информации, и компания планирует исправить такое положение дел. В частности, данные мониторинга состава веществ на выходе из трубы каждого завода будут доступны в режиме онлайн для всех. Ну а в будущем каждый желающий сможет, так сказать, все увидеть своими глазами, – заводы могут стать не просто частью экологической инфраструктуры, но и объектами индустриального туризма.