Использование возобновляемых источников энергии для энергообеспечения мусороперерабатывающего комплекса в Челябинской области

Долгое время в Челябинской области существуют проблемы, которые связаны с нехваткой энергомощностей региона (примерно 65% составляют собственные энергомощности) и загрязнением окружающей среды различными отходами.

Данные проблемы смогут решиться при создании экологически, энергетически и экономически выгодного объекта на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

В ближайшем будущем в Челябинской области, а именно на территории Красноармейского района, расположится система, состоящая из двух объектов. Первым объектом будет являться полигон твёрдых бытовых отходов (ТБО), а вторым – мусороперерабатывающий комплекс.

Конструкция полигона ТБО предназначена для сохранения статического состояния мусора под воздействием применяемых методов обработки отходов. Второй объект – это механизированный комплекс, который позволяет направлять отходы не на свалки, а в производство новых товаров. Его задача состоит в максимально полной переработке мусора. Для обоих объектов необходима и тепловая, и электрическая энергии, так как они оснащены инженерно-техническими конструкциями, специальным оборудованием и машинами.

Планируется, что полигон ТБО будет площадью свыше 74 га и станет обрабатывать до 100 000 тонн мусора ежегодно, однако его работа рассчитана только на двадцать лет. Мусороперерабатывающий комплекс (МПК) расположится на территории полигона ТБО в соответствии с концепцией развития города и будет утилизировать порядка 150000 т отходов за год.

Работа будет направлена на то, чтобы обеспечить надёжное энергообеспечение системы объектов, ведь на сегодняшний день в Красноармейском районе, как и по всей области Челябинска, нет достаточных свободных мощностей для электроснабжения выбранной системы объектов.

Под полигон отводится участок, площадь которого должна составлять не менее 50 га – это 500000 м2. Большую часть территории на планируемом полигоне будет занимать зона, в которой будут складироваться твёрдые бытовые отходы. С целью минимизации загрязняемых территорий захоронение мусора проводится по следующему методу. Полигон разбивается на отдельные участки, которые эксплуатируются каждые 7 лет. Каждый участок делится на очереди со своими размерами. Такая технология дает возможность поэтапно проводить природоохранные действия, не дожидаясь при этом завершения срока использования.

Складироваться мусор будет ярусами, высота каждого достигает от 2 до 2,5 метров. Хранение отходов планируется в котлованах, вырытых для этих целей, с естественным или специальным внутренним покрытием. Первая очередь будет отсортирована на протяжении более 4-х лет, затем закроется на восстановление той зоны, где расположен полигон, то есть рекультивацию. Рекультивация проводится в два этапа:

• Первый этап: технический проводится сбор мусора, его обезвреживание, устранение фильтрата;
• Второй – это биологический: подготовка почвы для посадки растений.

Три остальные очереди будут работать по такому же принципу.

Процесс разложения отходов довольно длителен, продолжаться может десятки лет. Всё это время при гниении мусора будут выделяться вредоносные химические вещества, в том числе и токсичный биогаз. Однако при грамотной организации мусороприёмников можно минимизировать попадание в атмосферу вредных веществ, также снизится вероятность возгорания мусора, попадание химических веществ в почву и воду. А свалочный газ – это один из перспективных источников энергии. Так решаются сразу 2 задачи: первая- предотвращение загрязнения биосферы и обеспечение энергией близлежащих территорий.

В качестве ВИЭ для энергоснабжения объектов предлагается использовать: свалочный газ (биогаз) с полигона ТБО, солнечные модули, которые устанавливаются на крышах МПК и ветроэнергетические установки (ВЭУ), располагающиеся на теле полигона, после завершения его эксплуатации

Использование двух (трех) видов ВИЭ обусловлено следующим:

• на всём протяжении процесса эксплуатации полигона ТБО выход свалочного газа непостоянен, а при её завершении (около 20 лет) количество выделяемого биогаза уменьшится;
• также есть вариант использовать полигон как ветропарк или же как солнечную электростанцию, покрыв все тело полигона солнечными модулями. Таким образом можно получать дополнительную энергию для обеспечения каких-либо близлежащих объектов. Ими могут быть территории сельского хозяйства, промышленные объекты, теплицы и т.д.

Применение (ВИЭ) в Челябинской области поможет частично решить проблему энергозависимости от других областей и позволит уменьшить нагрузку на окружающую среду и экологию в целом.