Британский центр энергетических исследований Energy Research Accelerator (ERA) и Энергетический институт Университета Бирмингема опубликовали план того, как Великобритания может дать миру модель управления отходами и превращения их в чистую энергию. Они рассмотрели способы, с помощью которых Великобритания и, в частности, Мидлендс могут использовать свою промышленность, возможности и опыт в области энергетики, чтобы стать мировым лидером в этой области.
Выбор способа утилизации отходов – проблема не только для Великобритании, но и для всего мира. Захоранивание на свалке или открытое сжигание приводит к образованию огромного количества парниковых газов и потере отходов, которые могли бы стать ценным ресурсом не только для переработки, но и для получения энергии.
В среднем на каждый килограмм товаров, потребляемых в Великобритании, требуется 10 кг материала для его производства, из которых 9 кг выбрасывается в отходы.
Многие страны третьего мира запретили нежелательный ввоз отходов из развитых стран, а европейские государства вводят тарифы для обработки импортируемых отходов. Становится все более очевидным, что Великобритании необходимо найти решение для управления своими отходами на территории страны. «Циркулярная экономика», безусловно, является одним из решений с гораздо более высоким уровнем переработки, позволяющим одновременно экономить ресурсы и сокращать выбросы CO2.
На графике: распределение отходов по способам утилизации в странах Европы
Однако переработано может быть не более половины отходов. Но остатки (так называемые «хвосты») тоже обладают ресурсом – индустрия получения энергии из отходов может стать ресурсоэффективной к 2050 году. Чтобы достигнуть этого, комиссия по развитию «Энергии из отходов» предлагает три основные области, в которые будут полезны государственные инвестиции:
1. Сеть локальных и региональных кластеров восстановления ресурсов. Они должны создаваться на постиндустриальных объектах, что может принести значительные экологические, экономические и восстановительные выгоды. Кластеры должны объединить объекты «Энергии из отходов» и переработки с предприятиями, которые нуждаются в дешевой энергии, тепле и топливе.
Схема взаимодействия участников кластера восстановления ресурсов
2. Национальный центр циркулярной экономики. Его задача – анализировать материальные потоки во всей экономике, включая региональный и местный уровни и развивать глубокие знания в области переработки и технологий «Энергии из отходов». Центр должен давать экспертные рекомендации и оказывать поддержку местным властям.
3. Запуск R&D Grand Challenge – научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ – для разработки технологий улавливания углерода. Цель – превратить 100% CO2, образующегося в процессе переработки отходов в энергию, в полезные продукты.
В качестве пилотного региона исследователи предлагают Мидлендс в центральной части Англии. Он разнообразен по структуре (там присутствуют и крупные города, и менее населенные сельские районы), имеет много постиндустриальных объектов (они могут стать кластерами восстановления ресурсов), а также обладает множеством наработок в области энергетики.
На карте: Заводы WTE, научные и исследовательские центры и пост-индустриальные зоны в Мидлендсе
Кластеры предлагается создавать либо вокруг существующих заводов по термической переработке, где есть доступная земля (как например в Tyseley Energy Park в Бирмингеме), либо с нуля на постиндустриальной территории (как например выведенные из эксплуатации электростанции). Эти участки уже имеют подключение к сети, что делает их идеальными для выработки электроэнергии и поставке метана в газовую сеть.
Внутри кластера образуется своего рода замкнутая цепь – отходы предприятий, утилизируются с получением либо новых материалов, либо энергии, которая используется этими же предприятиями.
Заводы «Энергия из отходов» будут перерабатывать большую часть остаточных отходов, непригодных к вторичному использованию, и давать тепло и электроэнергию в сети кластера. Газогенераторы смогут работать на органических отходах и производить электричество, химическое сырье и водород, и также подавать тепло в сеть. Установки пиролиза или химической переработки могут работать на смешанной пластмассе или биомассе и производить химическое сырье и тепло для сети.
В каждом кластере в обязательном порядке предполагается наличие станций, принимающих и сортирующих отходы. Здесь же будут находиться предприятия по переработке разных видов пластика, аккумуляторов, шин, крупных отходов, стекла и бумаги. Все они будут использовать энергию, полученную на заводах «Энергия из отходов».
В выигрыше окажутся и предприятия садоводства, расположенные здесь же. Получая энергию из сети кластера, теплицы могут отдавать свои органические отходы на переработку (для получения метана) или компостирование (для получения обратно удобрений).
Аналогичные схемы предусмотрены для бумажных фабрик, пищевой промышленности и т.д.
Можно сказать, что Tyseley Energy Park уже стал примером такого кластера. Он занимает 6,5 га постиндустриальной земли, освобожденной компанией Webster and Horsfall, производящей проволоку и трос, после сокращения производственных площадей. Компания развивает этот участок как энергетический парк для обеспечения собственной деятельности и поставки низкоуглеродного электричества, тепла и транспортного топлива своим арендаторам и клиентам в городе.
Схема Tyseley Energy Park
На первом этапе проекта компания Birmingham Biopower инвестировала 47 млн фунтов в строительство электростанции, работающей на древесной биомассе, мощностью 10 МВт, которая перевезла 72 000 тонн древесных отходов со свалки. Электроэнергия используется на месте для снижения энергетических затрат и выбросов Webster and Horsfall. Избыточная мощность экспортируется в сеть или продается арендаторам, одним из которых является парк электротакси.
Следующим шагом было строительство первой британской заправочной станции с низким и нулевым уровнем выбросов углерода для коммерческого транспорта, включая мусоровозы, грузовики и автобусы. На станции также имеются коммерческие электрические зарядные пункты. Кроме того, на территории Tyseley Energy Park находится пилотная установка пиролиза для производства синтетического топлива из осадка сточных вод.
Завод по термической переработке отходов вырабатывает 25 МВт электроэнергии, но не использует отработанное тепло - несмотря на то, что находится в пяти милях от городской теплоцентрали. Завод был построен в 1996 году и вскоре планируется его модернизация. После этого он может стать сердцем кластера восстановления ресурсов.
В случае осуществления предложенной программы экономические выгоды для региона могут быть весьма значительными. Например, по оценкам исследователей, оптовые затраты в Уэст-Мидленде на энергию, компост и удобрения составили 3,9 миллиарда фунтов, при том, что оптовая стоимость углерода, содержащегося в отходах региона, составила почти 500 миллионов фунтов.
Профессор Мартин Фреер, директор Energy Research Accelerator (ERA):
«Мы должны начать думать об управлении отходами не как о большой проблеме, а как об огромной возможности. Уже есть прекрасные примеры (такие как Энергетический парк Tyseley в Бирмингеме), где относительно небольшие инвестиции со стороны правительства через ERA, а также Бирмингемский университет обеспечили катализатор для создания инновационной зоны вокруг завода по переработке отходов в энергию. Мы считаем, что переоборудование электростанции Ратклифф на Соаре в Восточном Мидленде предоставляет фантастическую возможность для создания большого Кластера восстановления ресурсов».
В исследовании говорится, что в настоящий момент Energy Research Accelerator (ERA) располагает информацией о более чем 1000 исследователей и ученых в области энергетики, а также сети промышленных партнеров. Организация заявляет, что при поддержке правительства Великобритания может стать мировым лидером по получению энергии из отходов и созданию циркулярной экономики.
