Каждый день человек производит 1 кг мусора. Если учитывать количество населения планеты, то в год образуется 650 млн тонн отходов. Из такого объема при переработке получается энергия из отходов, которая способна обеспечить города.
Опасность мусора
Загрязнение планеты уже стало экологической проблемой всех стран, ведь тщательная утилизация отходов выполняется лишь в небольшом количестве.
Свалки несут опасность в виде:
- размножения животных, разносящих болезнетворных бактерий;
- переработки и перевозки нефтяной продукции, загрязняющих моря и океаны;
- выделения токсичных газов при процессах разложения;
- отравления воды, почвы, воздуха.
Мусор сокращает длительность и качество жизни людей, так что это всеобщая для человечества проблема.
Получение пользы из мусора
Во многих странах научились не просто утилизировать отходы, но и использовать их в быту. В Америке широко распространены дома из мусорных остатков. Утилизирующие предприятия уже не только перерабатывают тбо (твердые бытовые отходы), но и добывают при обработке электрическую и тепловую энергию.
При дальнейшем развитии эта отрасль будет способна заменить до 30% от всего вырабатываемого электричества. Получение энергии из отходов решит экологическую проблему загрязнения Земли.
Переработка мусора в электричество на мировом уровне названа Waste to Energy (WtE) и означает превращение отходов в энергию.
Способы переработки: сгорание на мусоросжигательных заводах, газификация, строительство газовых скважин на свалках. Есть виды получения энергии без отходов — альтернативные источники энергии:
- солнечный свет;
- водяные и ветряные мельницы;
- энергия приливов и отливов.
В совокупности переработка отходов и задействование альтернативной энергии вытеснит часть потребляемых топлива и ресурсов, которые загрязняют окружающую среду.
Сжигание
С помощью простого сжигания отходов с древних времен люди избавлялись от мусора и использовали тепло для обогрева. Первое предприятие для сжигания было основано в 1874 году и называлось «Разрушитель». Количество выделяющейся энергии было велико, но мусор не разделялся на безопасный и вредный. В атмосферу выделялись тонны токсичных веществ.
Современные заводы отбирают для сжигания только безопасные вещества, а приносящие вред тщательно очищают. Обезвреживанию предаются и выделяющиеся после сгорания газы.
Это процедура финансово затратная, ее стоимость способна достигать 1/3 части общего инвестирования.
Энергия из мусора производится на специально оборудованных станциях. Мусор разделяется, чаще всего используется технология гидросепарации. При сжигании бытовых остатков пар в смежных полостях нагревается и накаляется. Перегретый пар проходит сквозь паровую турбину, где производится электричество из отходов.
Газификация
Этот процесс преобразования органики из твердого состояния в газообразное при высоких температурах до 2 000 °C. Мусор при таких показателях не горит, а происходит пиролиз и трансформация в генераторный (водяной) газ или синтез-газ. Его основными компонентами становятся оксид углерода и молекулярный водород. В дальнейшем такой газ используется для обогрева домов и производства энергии.
При развитии этой отрасли производится электроэнергия из мусора в больших количествах, способная снабжать городские строения.
Процесс газификации использует все ресурсы, не оставляя отходов производства, которые позже подверглись бы захоронению в земле.
Проблема отрасли в дорогостоящем оборудовании и недостатке финансирования со стороны правительства, поэтому в мире насчитывается всего несколько предприятий по газификации. Проект одного из них предложен российским разработчиком Ф. Рутбергом. Суть проекта в использовании плазмы чрезвычайно низких температур. Рутберг за свой вклад в развитие отрасли был награжден в 2011 году премией «Глобальная энергия».
Добыча природного газа
Огромные мусорные свалки расположены на территориях почти всех стран мира и нижние слои хранятся уже несколько десятилетий. В такой среде из-за процессов гниения и разложения образуется природный газ, состоящий из метана, азота и углекислого газа. Количество свалок огромно, так что и запасы метана достигает несколько тысяч тонн. Добыча этих запасов позволит притормозить стремительную добычу газа в природной среде.
Чтобы добывать природный «свалочный» газ, требуется проделать в земле скважины для газопроводов. Это топливо будет перемещаться в баллоны и позже очищаться от вредных примесей. Обезвреженный газ может поступать в частные дома, населенные пункты либо быть источником энергии для предприятий. Некоторые заводы уже полностью перешли на этот вид топлива.
Использование свалочных газов не только уменьшает количество добычи природного метана, но и предотвращает дальнейший выброс их в атмосферу, что постепенно приводит к парниковому эффекту — повышению температуры окружающей среды.
Своими руками
Преобразовывать отходы жизнедеятельности без дополнительного оборудования очень сложно, но получить тепловую энергию своими руками можно с помощью сжигания безопасного мусора (бумаги, картона, растительных отходов).
Для получения биологического газа были разработаны контейнеры HomeBiogas, в которых проходит полный цикл переработки отходов.
Вместительность бака 8–15 литров бытовых остатков, а в процессе преобразования одного килограмма органических остатков получается 100–150 литров биологического газа, используемого для работы газовых плит в частных домах и особняках.
Размер конструкции не превышает 2 метров в длину, а вес 30–40 килограмм. Переработка человеческих отходов происходит благодаря анаэробным биологическим существам. После обработки полученный газ подвергается дополнительной очистке от вредных примесей и по газопроводу поступает в частный дом. Один литр отходов обеспечивает один час беспрерывной готовки на плите.
Использование отходов для энергии хоть и развивается, но этот процесс слишком медленный. Большинство планов этой отрасли только в теории, но при достаточном финансировании переработка мусора в энергию станет одним из основных источников добычи электричества и газа.
