Утилизация мусора по-скандинавски
За последние десятилетия, особенно с началом широкого использования пластиков и других полимерных материалов, утилизация мусора, бытовых и промышленных отходов стала одной из первоочередных проблем экологии окружающей среды. Если не считать решением создание специальных полигонов для хранения твердых отходов, или проще говоря — свалок, то наиболее эффективным является сжигание всего, что только может гореть и при этом не годится для вторичной переработки, естественно, используя фильтрационное оборудование и различные технологии, направленные на предотвращение выброса продуктов горения в атмосферу. Однако даже сжигать мусор можно с пользой. Это вполне можно видеть на примере теплоэлектростанции Hцgdalenverket, принадлежащей скандинавскому энергетическому концерну Fortum. Вот уже более 30 лет ТЭЦ Hцgdalenverket, расположенная в пригородном районе Стокгольма, ежесуточно принимает сотни тонн городского мусора и в процессе его сжигания вырабатывает тепловую и электрическую энергию.
ТЭЦ Hцgdalenverket — предприятие XXI века
На проблему эффективной утилизации отходов, растущих едва ли не в геометрической прогрессии, в шведской столице обратили внимание еще в середине прошлого века. В 1963 г. муниципалитет Стокгольма принял решение о строительстве нового мусороперерабатывающего предприятия. При этом возможность не просто утилизировать отходы, но и использовать энергию их горения для генерации электроэнергии и тепла, была заложена в проект изначально.
В 1970 г. ТЭЦ Hцgdalenverket (Хогдаленверкет), размещенная в гористом районе Хогдален, что на юге Стокгольма, вошла в строй. На тот момент станция была оснащена двумя энергоблоками с котлами для сжигания отходов мощностью по 15 т/ч., турбогенераторами и системой очистки топочных газов с использованием электрических фильтров. Затем ТЭЦ подключили и к системе теплосетей.
Теплоэлектростанция Хогдален постоянно совершенствовалась и наращивала перерабатывающие и генерирующие мощности. В середине 1980-х гг., например, был введен в строй новый котельный агрегат, оборудованный системой очистки топочных газов с использованием зольных реакторов и закрытого фильтрового коллектора. В 1999 г. ТЭЦ Хогдален начала использовать новый вид топлива — отходы изделий из бумаги, древесины, полимеров и пластмасс…
На сегодняшний день ТЭЦ Хогдален состоит из двух цехов — по переработке бытовых отходов и по переработке промышленных отходов. Для сжигания бытовых отходов используются четыре котла с колосниковыми решетками общей мощностью более 170 MВт, а для промышленных отходов (представляющих собой отсортированные и измельченные отходы из бумаги, древесины и пластика) служит агрегат с циркулирующим псевдоожиженным (взвесециркулирующим) слоем мощностью 92 MВт. Есть и резервный котел мощностью 80 МВт, который может работать на мазуте. На станции установлены две паровые турбины мощностью 70 МВт. Кроме того, в целях экологической безопасности объекта реализована многоступенчатая система очистки топочного газа и утилизации несгоревших твердых отходов.
Перерабатывающая мощность станции Хогдален составляет 700 тыс. т отходов в год (500 тыс. т — бытовых и 200 тыс. т — промышленных). На «мусорном» топливе ТЭЦ ежегодно производит до 1 700 ГВт/час тепловой энергии и порядка 450 ГВт/час электроэнергии. О роли ТЭЦ Хогдален в энергетическом балансе города достаточно сказать, что эта станция является основным поставщиком тепла в южные районы Стокгольма.
Специалисты концерна Fortum подсчитали, что доля отходов (бытового и промышленного мусора) и биотоплива в центральном теплоснабжении Стокгольма составляет 56%. Еще 16% приходится на утилизацию низкопотенциального тепла озер и обратной воды из теплоцентралей и канализации и только 28% — на электричество, мазут и уголь.
Кстати, практически все ТЭЦ, использующие альтернативные источники получения энергии и размещенные в окрестностях Стокгольма, принадлежат энергоконцерну Fortum: помимо Хогдаленверкет это две ТЭЦ на биотопливе и угле, ТЭЦ Хессельби на древесных гранулах, и ТЭЦ, расположенная неподалеку от аэропорта Арланда, — на древесной щепе. Они-то и покрывают две трети тепла, нужного Стокгольму. Но вернемся на ТЭЦ Хогдален…
Станция практически полностью автоматизирована. За исключением отдельных операций, ею можно управлять с центрального пульта, находясь за которым, дежурный оператор контролирует все процессы — от подачи отходов в котлы и их сжигания до генерации тепловой и электрической энергии и очистки топочного газа. Одновременно за всеми процессами можно наблюдать и визуально — на телеэкранах — посредством системы видеокамер, которые установлены даже внутри котлов.
ТЭЦ Хогдален работает круглосуточно. Дежурная смена состоит из 8 человек. Всего же станцию обслуживает порядка 150 человек, включая руководство, инженеров, сменный персонал.
Полностью безотходное производство
Ежегодно жители Стокгольма «производят» порядка 230 тыс. т бытовых отходов. С учетом же населения Большого Стокгольма, как принято называть городской округ, включающий в себя и сам город, и прилегающие к нему загородные районы (можно сказать, Стокгольмская область), ежегодный объем отходов на этой территории превышает 500 тыс. т.
Развитая система коммунального обслуживания охватывает практически весь округ Стокгольма, в том числе и по сбору бытовых отходов, которые ежедневно свозятся на ТЭЦ Хогдален для использования в качестве топлива.
Утилизация мусора на станции происходит следующим образом. Каждый день ТЭЦ принимает более 200 грузовых автомобилей различной вместимости, которые сгружают бытовые отходы (ежесуточно до 1 500–2 000 тонн) на специальную площадку в огромном крытом ангаре. Затем, после небольшой сортировки (этот дополнительный этап переработки необходим для того, чтобы водители мусоровозов могли лишний раз проконтролировать, не оказались ли случайно среди привезенного хлама какие-либо предметы, не подлежащие утилизации на ТЭЦ, ведь в этом случае фирме, занимающейся сбором и вывозом мусора, грозят серьезные штрафы), отходы сталкиваются бульдозером в огромный бункер.
В бункере топливо подвергается обработке с помощью мостовых кранов. У крановщика в кабине три важные задачи: отгруженное топливо (то есть отходы) следует перемешать, еще раз проконтролировать, чтобы в нем не оказалось каких-то крупногабаритных предметов или обломков металлоконструкций, и, наконец, поместить в раструбы, по которым через шахту топливо доставляется к котлам. При этом топливо сначало поступает на подающий стол, откуда гидравлические толкатели подают его в топку в том объеме, который в данный момент требуется для поддержания мощности энергоблока.
Каждый котел с колосниковой решеткой имеет зону просушки (для снижения влажности отходов до уровня, когда они могут сгорать), зону сжигания и зону догорания. Розжиг котлов производится с помощью мазута, который также подается в них в процессе сжигания отходов (так называемая «подсветка» мазутным топливом). По данным за 2006 г., на запуск котлов после остановки и поддержание горения в них было затрачено 2 833 кв. м мазута.
Тело самих печей состоит из труб, по которым под действием выделяемого при горении тепла испаряется вода. Далее нагретый пар под давлением поступает в основные рабочие паропроводы станции, где он приводит в действие паровые турбины и генераторы, вырабатывая электроэнергию, а затем подается в теплообменник, нагревая воду, подаваемую в городские теплосети для отопления жилых и промышленных помещений.
Когда топливо (бытовые отходы) прогорает, шлак попадает в огнетушащий чан, откуда поступает в клинкерный бункер, а затем — в цех удаления и переработки отходов. Здесь с помощью магнитного сепаратора из шлака удаляется металлический лом, а сам шлак используется в качестве добавки при приготовлении асфальтобетонных смесей для дорожного строительства. Несгоревший остаток составляет в среднем около 12% от объема поступивших на переработку бытовых отходов.
Топочные же газы, отдав тепло в теплообменном агрегате, не выбрасываются сразу в атмосферу, а сначала поступают в специализированный цех воздухоочистки. Первая ступень очистки осуществляется с помощью электрических фильтров, улавливающих зольную пыль. Далее зола попадает на смесительный узел в цехе переработки отходов, где ее смешивают с отходами угольного производства и используют при производстве бетонных смесей. Таким образом удается не только предотвратить попадание присутствующих в ней тяжелых металлов в окружающую среду, но и использовать ее в дорожном строительстве.
Затем следует стадия влажной очистки топочных газов, которые в два этапа проходят через фильтры с жидкими реактивами: кислотным — для удаления соединений хлора, оставшихся тяжелых металлов и др., и нейтральным — для удаления соединений серы. Завершающей стадией очистки топочных газов от продуктов горения является электроскруббер с трубами Вентури, выступающий в роли своеобразного «полицейского кордона» для диоксинов.
Только после такой сложной, многоступенчатой обработки топочные газы — фактически, безвредный воздух — попадают через дымовую трубу в окружающую среду. Тем не менее на станции ведется мониторинг состава выбрасываемых газов, постоянно производятся замеры, данные которых отслеживают дежурные операторы с центрального пульта управления ТЭЦ.
Отходы — в доходы!
Остается добавить, что создание «мусорной» ТЭЦ такого уровня требует серьезных вложений. Достаточно сказать, что инвестиции в строительство и пуск нового энергоблока по переработке бытовых отходов (перерабатывающая мощность — 35 т/ч.,) который был введен в эксплуатацию два года назад, составили около 1 млрд. шведских крон (то есть более 100 млн. евро). Однако, как показывает опыт концерна Fortum, эксплуатация такой станции приносит неплохую прибыль.
Прежде всего избавляя Стокгольм и его округу от мусора, ТЭЦ Хогдален работает на абсолютно бесплатном (для нее!) топливе. Более того, существует еще и плата за мусоропереработку, которая включена в сбор за вывоз и удаление отходов и которую ежемесячно вносят промышленные предприятия и население. При этом станции, работающие на газе и угле, должны оплачивать квоты на выбросы СО2 (мощный стимул для развития новых, экологически чистых технологий производства энергии!), а ТЭЦ Хогдален — нет.
Кроме того, с 2005 года Швеция законодательно запретила создавать на своей территории места для складирования мусора и устраивать свалки. Таким образом, и местные власти, и предприятия оказались заинтересованы в том, чтобы стимулировать появление таких производств, как ТЭЦ Хогдален.
Кстати, интересная деталь: перерабатывающие мощности станции Хогдален периодически использует для своих нужд и шведская полиция — например, для уничтожения изъятой у наркоторговцев партии зелья или фальшивых купюр. Разумеется, полисмены покидают ТЭЦ, только убедившись, что доставленный ими груз сгорел в топке котла! Благо, что современное оборудование станции позволяет это проконтролировать без особых затруднений.
В целом, приоритетной целью для владельца ТЭЦ Хогдален концерна Fortum (что вполне соответствует «генеральной линии» паневропейской политики в области ресурсо- и энергосбережения, экологии окружающей среды) является увеличение доли возобновляемых энергоресурсов и источников для производства тепловой и электрической энергии на генерирующих станциях концерна, а также отказ от энергоресурсов, использование которых сопровождается выбросами таких соединений, как CO2. И проекты по использованию мусора прекрасно вписываются в эту концепцию.
В частности, по данным за 2006 г., в общем объеме тепловой энергии, произведенной на объектах концерна Fortum (25,8 ТВт/ч.),на долю переработки отходов приходится около 5%.
Неизбежно возникает вопрос: не пора ли и нам взять на вооружение скандинавский опыт и прекратить плодить бесконечные (как санкционированные, так и «стихийно возникающие») свалки? Безусловно, пора! Тем более, что и концерн Fortum, входя в число акционеров «ТГК-1» — ведущей генерирующей компании на Северо-Западе России (доля концерна Fortum в «ТГК-1» составляет уже более 25%), — все более активно участвует в развитии российской энергетики. Но… не окажется ли труднопреодолимой пропастью то, что принято называть «российским менталитетом»?
Можно вспомнить, к примеру, как у нас еще в советское время население пытались приучить собирать мусор и пищевые отходы в раздельные емкости. К сожалению, в контейнеры для пищевых отходов (которые планировалось использовать для производства кормов для скота) часть наших сограждан валила все подряд, да и коммунальщики не спешили их своевременно вывозить, разводя антисанитарию… Словом, эксперимент провалился.
А вот с детства приученные к культуре обращения с мусором европейцы не считают для себя за труд рассортировать бытовые отходы, прежде чем отправить их в мусорные баки. И именно это позволяет соответствующим предприятиям достаточно эффективно утилизовывать отходы, направляя, например, на вторичную переработку стекло и металл или сжигать, производя энергию.
Хотя, конечно, и проблема сортировки мусора может быть успешно решена за счет применения на аналогичных ТЭЦ в нашей стране более «всеядного» (менее требовательного к составу и консистенции сжигаемого мусора) технологического оборудования. Тем более, что потенциал-то у нас какой: ежегодно Питербург с областью отправляют на свалки около 2 млн. т одних только бытовых отходов! Страшно даже представить такую гору мусора! А сколько даровой энергии можно было бы получить, избавившись от него?! Но, увы, подобные шведской Хогдаленверкет станции строятся пока только в Европе…
В апреле 2007 г. Fortum объявил о планах по строительству еще одной ТЭЦ, работающей на мусоре, которая разместится в Бриста (Brista, в северной части Стокгольма). Генерирующие мощности новой ТЭЦ составят примерно 57 МВт тепловой и 20 МВт электрической энергии. Перерабатывающая мощность станции планируется на уровне 240 000 т мусора в год, и «топливо» для нее придется свозить и из более удаленных районов страны. В строительство Fortum инвестирует порядка 110 млн. евро. Ожидается, что новая ТЭЦ войдет в строй на рубеже 2010–2011 гг.
| Автор: Дмитрий Митропольский Дата: 16.08.2007 Журнал Стройпрофиль 5-07 Рубрика: экология Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |