3.3 Екологічне обґрунтування

Більшість полігонів ТПВ в Україні будувалися у відсутність яких-небудь екологічних обмежень. Вимоги з обов'язкового збору і утилізації біогазу, що виділяється полігонами ТПВ, введені тільки в 2005 році ухваленням будівельного стандарту ДБН В.2.4-22005.

Оскільки полігон ТПВ, на якому планується впровадження даного проекту, будувався ще в 1979 році, при його будівництві не передбачався збір і утилізація біогазу. Тому весь біогаз, що виділяється полігоном ТПВ, потрапляє в атмосферу.

На полігоні ТПВ вже упроваджувався пілотний проект з утилізації біогазу. Були пробурені три свердловини і встановлений факел. Проте подальшого втілення проект не отримав.

В даний час будівництво системи збору і утилізації біогазу на засоби місцевої ради проблематичне, оскільки у самої ради немає фінансових коштів для цього.

Державне фінансування даного проекту теж неможливе, оскільки у держави також немає засобів для інвестування в подібні проекти.

Застосування запропонованих до використання в цьому ТЕО технології, техніки і устаткування призведе до утилізації метану, що виділяється, в об'ємі, який в 10 разів перевищує нинішній об'єм його утилізації. В результаті цього скоротиться викид парникових газів в атмосферу.

Скорочення викидів парникових газів станеться тому, що при спалюванні метану кількість вуглекислого газу, що утворюється в результаті реакції горіння, значно менше кількості метану, приведеного до еквіваленту вуглекислого газу, що потрапляє в атмосферу без переробки.

Крім того, у випадку якщо вироблятиметься електроенергія, станеться

скорочення викидів в результаті заміщення. Тобто, не буде викидів, які були в разі виробництва еквіваленту електроенергії, яка виробляється в результаті впровадження даного проекту.

В рамках проекту враховуються викиди СО2, які були б викинуті електростанціями при виробленні електроенергії, яка виробляється в результаті реалізації проекту, оскільки вони значущі.

Враховано, що існуюча система збору біогазу складається з 3 свердловин і складає 10% від запланованої системи збору біогазу (запланована система збору біогазу включає 30 свердловин).

Тобто, враховуючи, що запланована система збору біогазу покриватиме 80% площ полігону, існуюча система покриває 8% площ полігону.

З метою забезпечення консервативності розрахунків маса ТПВ бралася на рівні останніх підтверджених даних за станом на 01.01.2003, а саме 2,8 млн.т, що підтверджується інформацією, розміщеною на стр.49 «Схеми санітарного очищення м. Луганська», розробленою в 2004 році науково-дослідним і конструкторсько-технологічним інститутом міського господарства.

Оскільки даний проект припускає утилізацію тільки метану, розрахунок

проводиться тільки по цьому газу.

3.4 Технічна модель утилізації з впровадженням відповідного

обладнання

Найбільшим полігоном в Луганській області є полігон міста Луганськ. Полігон твердих побутових відходів (ПТПВ) розташований в балці Крута на відстані 2 км. на схід від м. Олександрівська, і в 25 кілометрах від м. Луганська в північно-західному напрямі. Полігон ТПВ знаходився на балансі міськвиконкому міста Луганська, а його експлуатацією займається ЗАТ «Протос».

Полігон ТПВ в місті Олександрівську є єдиним містом розташування побутових відходів міста Луганська. Він введений в експлуатацію в 1979 році і уміщає 1.6 млн. т твердих побутових відходів, накопичених протягом 26 років. Щорік на полігон вивозиться 350-500 тис.м3 (65 - 110 тис. тон) твердих побутових відходів, і в даний час він заповнений.

Крім того, в перші роки експлуатації полігону, коли питанням екології, зокрема поводження з відходами приділялася незначна увага, на полігон різними шляхами поступали промислові відходи, токсичність яких зараз важко виявити. Стан справ ускладнюється також тим, що полігон знаходиться в несприятливих умовах гідрогеології.

Типовий український полігон міста Луганська вміщає 1.6 млн.т ТПВ, накопичених за 25 років. Як наголошувалося вище, кількість біогазу яка може бути зібрана на полігоні, складає 5 м3/т ТПВ в рік. Тоді, при впровадженні системи збору біогазу, ми можемо зібрати щорік 8 млн м3 біогазу, 50 % якого складає метан.

Тобто наш потенційний збір складе 4 млн м3 метана/рік протягом 20 років. При середній ціні газу в Україні 60 $/1000 м3 потенційний дохід може скласти 240 тис. $/рік (або 4.8 млн $ за 20 років).

Для утилізації біогазу необхідно розробити проект системи збору і утилізації газу, об'єднуючий близько 20 свердловин, пробурити три демонстраційні свердловини, побудувати систему збору і спалювання газу звалища у факелі.

Збір біогазу можливо здійснювати з вертикальних свердловин, пробурених на місці вже заповнених сховищ, сполучених лініями газопроводів, в яких компресорна установка створює розрідження необхідне для транспортування ЗГ до місця використання.

Для витягання біогазу ТПВ, що виділяється, додатково по трьом наявним свердловинам можливо пробурити ще 27 свердловин завглибшки від 10 до 25м. Завдяки виконанню цих робіт планується покрити системою збору біогазу 80% площ полігону. При цьому запланована ефективність збору біогазу складе 75%

Утилізацію біогазу, що виділяється, можливо здійснювати в два етапи. На першому (обов'язковому) етапі біогаз спалюватиметься у факелі.

На іншому (необов'язковому) етапі, який реалізовуватиметься в разі досягнення домовленості на постачання електроенергії в електромережу, зібраний газ використовуватиметься для виробництва електроенергії і опалювання приміщень, розташованих на полігоні.

У разі реалізації іншого етапу для виробництва електроенергії передбачається використовувати автономну електростанцію потужністю 2500 кВт, яка дозволяє використовувати метан як паливо для отримання електроенергії.

Для подачі газу в двигун електростанції необхідна додаткова його підготовка (нагріваючи видалення вологи і механічних домішок) і тому метанова суміш від вакуум-насосної прямує по ізольованому газопроводу до пункту підготовки газу (ППГ).

У ППГ встановлюється наступне устаткування:

Сітчасті вогнеутримувачі;

Газоосушувач;

Водовідділювач;

Газонагрівач;

Фільтр для очищення газу;

Лічильник газу;

Відсічній клапан;

Газоаналізатор;

Засувки з ручним приводом і електроприводом на свічку;

Відключаючі засувки;

Контрольно-вімірювальні прилади (термометри, манометри).

Вогнеутримуючий пристрій застосовується для запобігання можливому розповсюдженню полум'я в газопровід і у вакуум-насосну станцію. Там метаноповітряна суміш звільняється від краплинної вологи і через газовий лічильник з фільтром поступає в газовий нагрівач.

У газонагрівачі ця суміш нагрівається з метою зниження відносної вологості з 98-100% до 65-70%. При зниженні концентрації метану до 30% газоаналізатор видає сигнал на закриття відсічного клапана з продуванням метану в атмосферу.

Для утилізації біогазу, ТПВ, що виділяється, можливо використовувати автономну електростанцію потужністю 2500 кВт, що виготовляється вітчизняним виробником, яка дозволяє використовувати метан як паливо для отримання електроенергії. Для прикладу в даному проекті використані дані по електростанції ЕГ-2500 виробництва ВАТ «МОТОР СИЧ».