Британский биогазовый бум: 48 новых заводов к 2020 году
Ожидается, что благодаря масштабным инвестициям в размере 400 миллионов фунтов стерлингов, биометановый сектор Великобритании совершит значительный рывок. К началу 2020 года планируется ввод в эксплуатацию 48 новых заводов, что увеличит их общее число с 98 до 146. Основная технология — анаэробное сбраживание — позволяет преобразовывать органические отходы (пищевые, сельскохозяйственные, канализационные стоки) в биометан. Этот газ можно использовать для отопления жилых и промышленных помещений, и он производит меньше загрязнений по сравнению с традиционным природным газом. Для обеспечения сырьем новых установок в Англии планируется внедрить повсеместный сбор пищевых отходов, следуя успешному примеру Шотландии, Уэльса и Северной Ирландии. Эта мера позволит увести органику с экологически вредных свалок и мусоросжигательных заводов. Потенциал технологии огромен: переработка пищевых отходов может покрыть до 30% спроса на газ или электроэнергию в стране и создать около 35 000 рабочих мест. По оценкам экспертов, внедрение системы сбора отходов также позволит местным властям сэкономить миллиарды фунтов на капитальных и операционных расходах в долгосрочной перспективе.
Биогазовая отрасль Великобритании: от локального успеха к мировому лидерству
За последние десять лет отрасль анаэробного сбраживания в Великобритании выросла более чем на 350%, утвердив страну в роли одного из мировых лидеров в области биогаза. Британские компании уже экспортируют свои знания и оборудование по всему миру. Отрасль имеет глобальный потенциал, оцениваемый в триллион фунтов стерлингов. Как отмечает Шарлотта Мортон, исполнительный директор Ассоциации анаэробного пищеварения и биоресурсов (ADBA), сотрудничество с газораспределительными сетями является ключевым для подключения новых заводов и снабжения потребителей «зеленым» газом, что критически важно для декарбонизации энергетики и достижения климатических целей.
Что такое RDF-топливо и как его производят
RDF (Refuse Derived Fuel) — это топливо, получаемое из отходов, оставшихся после глубокой сортировки мусора. После извлечения ценного вторсырья (бумаги, пластика, стекла, металлов) и органической фракции, остаются так называемые «хвосты». Это могут быть неперерабатываемые материалы или сильно загрязненные фракции, составляющие до трети исходного объема отходов. Эти остатки измельчаются промышленными шредерами и прессуются в брикеты или гранулы, становясь готовым RDF-топливом. Его качество, определяемое теплотворной способностью и чистотой, напрямую зависит от эффективности сортировки. В среднем 1,7 кг такого топлива эквивалентны по теплоотдаче 1 кубометру природного газа.
Применение RDF-топлива и его ограничения
Основными потребителями RDF-топлива являются промышленные предприятия, такие как цементные и металлургические заводы. Их печи способны работать при экстремально высоких температурах (до 2250°C), что обеспечивает практически полное сгорание и минимизирует вредные выбросы. Эта технология схожа с работой мусоросжигательных заводов. Важно отметить, что использование RDF в коммунальных котельных или печах с более низкими температурами горения недопустимо из-за высоких рисков для экологии и здоровья людей.
Биотопливо из органики: биодизель и биогаз
Ученые активно ищут способы полезной утилизации органических отходов. Два основных направления — производство биодизеля и биогаза.
Биодизель получают путем ферментации углеводов или переэтерификации жиров. Полученное топливо практически не уступает минеральному дизелю и может использоваться как в смеси с ним (маркировка, например, B20 означает 20% биотоплива), так и в чистом виде (B100). Главный его недостаток — склонность к замерзанию при температурах ниже -10°C.
Биогаз производится в процессе метанового брожения биомассы, аналогичного тому, что происходит на свалке. В результате деятельности цепочки бактерий образуется смесь газов с высоким содержанием метана (50-87%). После очистки от примесей (сероводорода, влаги) биогаз становится полноценным аналогом природного газа.
Перспективные разработки: гидротермальное сжижение
Исследователи из Сколтеха и РАН предложили инновационный метод переработки органических отходов — гидротермальное сжижение. Этот способ считается более энергоэффективным, так как позволяет перерабатывать влажное сырье без стадии предварительной сушки и с минимальным объемом отходов. В ходе экспериментов из разных видов пищевых отходов получались водорастворимые фракции и масла, молекулярный состав которых напоминает продукты пиролиза древесины. В перспективе метод можно оптимизировать для получения различных видов биотоплива.
Свалочный газ: неиспользованный энергетический потенциал
Свалочный газ, образующийся в толще мусорных полигонов в результате разложения органики, считается одним из самых перспективных возобновляемых источников энергии. Благодаря высокому содержанию метана (50-60%) он обладает значительной теплотворной способностью и после очистки может напрямую заменять природный газ. Однако сегодня используется лишь около 1% его мирового потенциала.
Мировым лидером в использовании свалочного газа являются США, где работает более 400 соответствующих установок. Активно развивают это направление и европейские страны, в первую очередь Германия, Великобритания и Нидерланды. Россия обладает огромным нереализованным потенциалом: отечественные свалки ежегодно генерируют около 1,5 млн тонн метана, что составляет почти 2% от общемирового объема. Прогнозы экспертов говорят о том, что свалочный газ может стать одним из основных видов альтернативного топлива в текущем столетии.
Подготовлено с использованием материалов журнала “Наука и жизнь”
https://zen.yandex.ru