Новое в газодобыче

Человечество вынуждено изобретать все более новые способы утилизации, чтобы не утонуть в горах мусора. Среди методов ликвидации отходов самый популярный - складирование на полигонах. Туда вывозят 90-95% мусора или, как его еще называют, ТБО. При этом многие уверены, что твердые бытовые отходы каким-то чудесным образом сами обезвреживаются.

А вот ученые, исследующие воздействие ТБО на окружающую среду, отмечают на полигонах сильное поверхностное загрязнение почвы, а также подземных вод и грунтов на глубине более 20 метров. Толстый слой мусора выделяет так называемый «биогаз», и такие выбросы газа частенько превышают санитарные нормы. Биохимическое разложение и химическое окисление разнообразных материалов на свалке часто сопровождается самовозгоранием отходов. После этого жители населенных пунктов жалуются на невесть откуда взявшийся дым, а местные власти, не краснея, сваливают вину на соседей.

Отходы можно перерабатывать в органическое удобрение — компост. Еще из них делают всевозможные виды продукции — бумагу, картон, рубероид, пластмассовые изделия и тому подобное. Сложность состоит в том, что перед этой процедурой мусор надо отсортировать. И заниматься сортировкой будут не только бомжи и жители спальных районов в свободное от основной работы время. Для этого понадобятся кадры, и кадрам придется платить.

Наконец, и производственные, и бытовые отходы давно уже используют в качестве источника энергии. За год в Японии появляется более 50 миллионов тонн бытовых отходов — чуть больше килограмма на одного человека ежедневно. В крупных городах эта цифра еще больше. Японцы выбрасывают 40 миллиардов банок из-под напитков и пива. А ведь большая часть этих банок состоит из железа и алюминия. Граждане Страны Восходящего Солнца ежегодно избавляются от 17 миллионов старых телевизоров, стиральных машин, холодильников и кондиционеров, а также от 6,5 миллионов старых автомобилей. 3/4 этого добра попадает в утиль, и его вновь превращают в товары. И только 25% поступает на свалку.

Но поговорим о газе. Свалочный газ — это газ, добываемый на свалках. Он не менее перспективен, чем шахтный газ, и во всем мире его вовсю используют. Одна беда — технология дорогая. Начинаются работы с подготовки полигона для свалки. Сначала делают основание из утрамбованной специальным образом глины. Готовое ложе постепенно заполняется мусором. Его разравнивают, уплотняют, и в конце концов закрывают полигон. Потом в плотной массе отходов бурят скважины и оборудуют дренажную систему. Газ подводят к специальному устройству, где его «сжимают», и с помощью регулятора доводят содержание метана до требуемого уровня. А затем полученное топливо поступает в электрогенерирующую установку.

Да что там свалки! Биогаз добывают в обыкновенных коровниках. В одной только Германии сейчас работают почти 2 тысячи биоэнергетических установок. Дотошные немцы подсчитали, что из навоза от одной буренки при современном уровне технологий можно выработать 0,3 кВт/ч электроэнергии в сутки. Таким образом, коровник, рассчитанный на сотню голов скота, оказывается богатым источником топлива. И, знаете ли, запасов сырья вполне хватает для того, чтобы обеспечить тот же коровник электричеством. Правда, и сама немецкая технология стоит немалых денег — при внедрении проекта расходы на одну корову составляют в среднем почти 900 евро.

Наши ученые тоже считают, что степень урбанизации страны и теплый климат позволяют внедрять такие технологии. Однако пока что этот потенциал очень слабо используется. О перспективах биогаза беседуем с доктором технических наук, профессором Манапом Хажмурадовым — начальником отдела математического моделирования ядерно-физических процессов, и Виктором Колобродовым, начальником лаборатории криогенной техники ННЦ «Харьковский физико-технический институт».

— Что представляет собой биогаз?

— Биогаз — это смесь метана и углекислого газа, причем метана в этом «коктейле» содержится от 50 до 70%. Образуется биогаз потому, что свалки содержат много органических отходов. Вглубь толщи мусора кислород проникает плохо. Поэтому органические вещества под действием метанообразующих бактерий подвергаются ферментации и образуют биогаз. Если его не использовать, то он постепенно просачивается сквозь поверхность и попадает в земную атмосферу, что, разумеется, очень плохо.

— А когда газ начинает выделяться?

— Образование биогаза в слое отходов начинается примерно через 4–5 лет после засыпки свалки. А выделяться он может в течение добрых 30–50 лет, то есть это «долгоиграющие» газовые месторождения, и игнорировать их просто неразумно.

— В других странах о таких месторождениях знают?

— Свалочный биогаз — это не новое явление. Даже у нас на Диканевских очистных было два так называемых «метантэнка», рассчитанных на 10 тысяч кубометров газа в сутки. Сейчас они, к превеликому сожалению, закрыты. Во всем мире биогаз применяют для отопления. Датские фермеры природным газом вообще не пользуются, им хватает биогаза с ферм. В США его не только используют, так сказать, «на местах», но и прокладывают со свалок многокилометровые газопроводы. Там же, в Америке, целые заводы, которые раньше применяли обычный газ, сейчас активно переходят на биогаз.

— Его только сжигают, и все?

— Нет. Просто это самый распространенный способ, но далеко не единственный. Кроме всего прочего, ценность биогаза заключается в том, что его можно разделить на метан и углекислый газ. Сжиженный метан можно использовать как топливо хоть в транспортных средствах, хоть в дизельных генераторах для выработки электроэнергии. А СО2 сжимают, продают в баллонах, а затем применяют в сварке, в пищевой промышленности — в виде льда, и в медицине. К сожалению, все это пока что только за рубежом.