|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛЫ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В РЕГИОНАХ КАЗАХСТАНАдипломная работа (Бакалавр)
- Научный руководитель: Киселева С.В.
- Автор: Жакешов Нуржан Жасуланулы
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2022
- Аннотация: Образование твердых бытовых отходов (ТБО) в Республике Казахстан (РК) приобретает все более значительные масштабы. Ежегодное в стране образуется около 5 млн т бытовых отходов, в данный момент на полигонах для размещения отходов накоплено более 45 млн т (34). Росту объемов образования ТБО способствует увеличение доходов и потребления продуктов питания, предметов быта; большая доля упаковочного материала в составе товаров потребления, с одной стороны, и захоронение на полигонах как основной методы обращения с отходами, с другой. Полигоны для ТБО (в том числе необорудованные и несанкционированные) оказывают значительное отрицательное воздействие на окружающую среду (ОС) и представляют угрозу здоровью населения. Депонируемые отходы потенциально выделяют фильтрат, приводящий к загрязнению почв и подземных вод (с учетом недостаточности поверхностных вод в питьевых целях и особого значения подземных источников воды для страны); в процессе анаэробного брожения отходов образуется свалочный газ, который является взрывоопасным; каждый год отчуждаются обширные территории вокруг населенных пунктов для строительство новых полигонов (для захоронения 1 т ТБО необходимо 3 м2 земли); не говоря уже о частых пожарах и нарушениях санитарно-гигиенических норм (7). С другой стороны, ТБО, а именно их органическая часть, являются значительным и возобновляемым источником энергии, практика преобразования которой в тепловую и электрическую энергию успешно применяется во всем мире. Технология термической переработки ТБО включена в список наилучших доступных технологий (НДТ), следовательно, существует адекватная с точки зрения финансовых ресурсов схема, позволяющая получить рентабельный вторичный продукт (в данном случае – энергию). Применение отходов в энергетике может не только сократить количество полигонов, но и снизить потребление энергетических ресурсов (уголь, природный газ) с потенциальным снижением экологической нагрузки и улучшением качества жизни населения в крупных городах. Существует несколько подходов к преобразованию энергетического потенциала ТБО в полезные виды энергии; к ним относятся: сжигание на мусоросжигающих заводах (МСЗ), утилизация в технологических цепочках тепловых электростанций и предприятий промышленности. Использование ТБО для получения тепловой и электрической энергии достижимо с точки зрения наличия и развитости технологий, и широко распространено 4 в ряде стран Европейского Союза (ЕС), Японии, США. Однако имеются проблемы экономической эффективности таких методов утилизации отходов, связанные с тем, что получаемая энергия (тепловая и электрическая) в силу дополнительных затрат на предподготовку топлива, удорожания системы очистки выбросов, более низкой теплотворной способности топлива из ТБО, является более дорогой по сравнению с энергией от традиционных станций (котельные, тепловые теплоэлектростанции). Кроме того, производство дополнительной энергии – как тепловой, так и электрической – требует ее реализации (использования), поскольку накопление тепловой энергии практически невозможно, а аккумулирование электрической энергии еще более ее удорожает. При сбалансированном производстве и потреблении энергии в административно-территориальном образовании (области, муниципалитете) получаемая энергия оказывается, по сути, лишней. Выход ее на рынок требует субсидирования за счет местных бюджетов, поскольку повышение стоимости ее для потребителей может создать нежелательное социальное напряжение. В результате необходим поиск решений, в том числе, дополнительных потребителей энергии, а также развития инфраструктуры, которая могла бы обеспечить общую экономическую рентабельность проектов по утилизации ТБО с получением энергии. Такого рода проблемы возникали на первых этапах масштабирования МСЗ в Европейском Союзе (29), эта же проблема стала основной при реализации проектов строительства мусоросжигающих заводов в Московской области и в Татарстане РФ компанией «РТ–Инвест» Госкорпорации Ростех (14). За рубежом решение в ряде случаев было найдено путем передачи объектов обращения с отходами (сортировка, мусоросжигательные заводы) на баланс муниципалитетов, которые для достижения рентабельности вынуждены были обеспечивать развитие сопутствующих производств и иных видов бизнеса. Таковыми стали, в том числе, организация сортировки с использованием рабочей силы, нуждающейся в социальной поддержке из бюджета муниципалитетов (люди, находящиеся в трудных жизненных ситуациях – бездомные, хронические безработные, иные группы), поддержка компаний, производящих продукцию из вторсырья (макулатуры, пластика, металла, стекла и др.), привлечение к использованию ТБО в качестве источников сырья и тепловой энергии предприятий, обеспечивающих нужды строительной и дорожной отрасли (цементные заводы, производство строительных материалов и дорожного покрытия). Для Казахстана, как и для других стран, важным является поиск и реализация оптимальных решений в области обращения с твердыми бытовыми отходами. Одной из возможных альтернатив захоронению может служить утилизация бытовых отходов 5 путем сжигания их как на мусоросжигающих предприятиях, так и в технологических циклах различных отраслей промышленности. Высокотемпературный процесс сжигания ТБО для получения тепловой энергии при производстве цемента является привлекательным с экологической точки зрения и позволяет значительно снижать объемы отходов, размещаемых на полигонах. С другой стороны, цементные заводы и энергетические предприятия размещены практически во всех крупных населенных пунктах – источниках образования ТБО, а незначительная модификация технологической цепочки способна не только сократить затраты на строительство новых МСЗ, но и обеспечить замещение части традиционного топлива (угля, газа) в цементном производстве альтернативным топливом в виде ТБО или смеси ТБО и углеводородного топлива., В связи с этим возрастает актуальность исследования потенциала ТБО при использовании отходов в качестве энергетического ресурса в ряде отраслей промышленности Казахстана, и конкретно – в цементной промышленности. Важно при этом определить регионы Республики Казахстан, где возможно такое использование ТБО; оценить объемы ежегодно формируемых ТБО в регионах, оценить экологические следствия использования отходов Целью данной работы является, таким образом, оценка и анализ энергетического и экологического потенциала сжигания ТБО в регионах Казахстана, в том числе при использовании отходов как топлива в цементной промышленности. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: 1. Провести анализ количественных характеристик образования ТБО и принятых методов обращения с ними в Казахстане; 2. Cформировать методику оценки ресурсных и энергетических потенциалов использования ТБО, а также экологических последствий применения отходов в качестве топлива в энергетике и других отраслях промышленности; 3. Провести анализ цементной промышленности в целом по стране и выбранных регионах (Туркестанская, Восточно-Казахстанская области), выделить предприятия с потенциалом использования ТБО в технологических процессах; 4. Оценить энергетический потенциал и экологические последствия использования ТБО в промышленных процессах предприятий выбранного региона.
- Добавил в систему: Киселева Софья Валентиновна