Какие технологии можно использовать для сокращения неперерабатываемых остатков мусора
В Ленинградской области на базе строящегося комплекса по переработке отходов «Островский» (Выборгский район) будет создана зона научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). Здесь планируется тестировать технологии, направленные на сокращение неперерабатываемых остатков мусора. Одним из самых «быстрых» способов решить проблему постоянно растущих объемов мусора является его сжигание, у которого есть как сторонники, так и противники. Для запуска альтернативных способов предстоит провести значительный объем научно-исследовательских работ, пишут Ведомости|Северо-Запад.
Чтобы представить масштаб глобальной проблемы накопления мусора, приведу несколько цифр: ежегодно в мире производится около 2 млрд т твердых бытовых отходов, а перерабатывается менее 20% из них. Подавляющее большинство попадает на свалки, где они загрязняют местную экосистему, выделяют вредные выбросы и создают ряд проблем для окружающей среды и здоровья населения. Ожидается, что к 2050 г. количество отходов, производимых во всем мире, увеличится примерно на 70% и составит уже 3,4 млрд т.
Решение проблемы отходов путем их сжигания при одновременном производстве энергии выбирали многие регионы мира, которые рассматривали этот способ как возобновляемый источник энергии. Схожую технологию планируют использовать и в России. Сейчас структуры ГК «Ростех» ведут строительство пяти мусоросжигательных заводов, которые одновременно будут вырабатывать электроэнергию и тепло. Четыре завода в Московской области должны заработать до конца 2024 г., завод в Татарстане – до конца 2025 г.
Однако в последнее время многие мировые державы отказываются от инвестиций в сжигание твердых отходов, соответственно, сокращаются и финансовые меры поддержки таких проектов. Например, с января 2017 г. государствам-членам ЕС было предложено повысить налоги на сжигание и поэтапно отказаться от субсидий на сжигание отходов, а также запретить строительство новых объектов.
С одной стороны, сжигание отходов генерирует энергию в виде тепла. Она пригодна для теплоснабжения или может быть использована для производства электроэнергии, пара или горячей воды. В 2018 г. доход от электроэнергии, полученной из отходов, в США оценивался примерно в $54 млн.
С другой – сжигание может вызвать загрязнение воды, неприятный запах, выбросы, которые влияют на жителей соседних территорий. Кроме того, здесь образуются опасные остатки, связанные с летучей золой, которые требуют тщательного обращения и утилизации. Предполагается, что образующиеся газы после сжигания фильтруются и удаляются с соблюдением самых строгих экологических норм в отношении выбросов. Но использование технологии требует высочайших компетенций: систем мониторинга потоков на уровне города и предприятия, роботизированной сортировки, оптимизации и контроля процесса горения и т. д., что бывает довольно трудно контролировать. Сложность технологии определяется непостоянными характеристиками используемого «топлива»: один мусорный контейнер по составу и влажности может значительно отличаться от другого. Соответственно, капитальные затраты на такие проекты значительно выше, чем на проекты как традиционной генерации, так и возобновляемых источников энергии.
В отходах могут содержаться вещества, сжигание которых может быть высокотоксичным, например, могут выделятся канцерогены, парниковые газы, окислы азота. В большинстве городов, где отсутствует надлежащая сортировка, потоки муниципальных отходов включают в себя большое количество остатков пищи. Поскольку пищевые отходы примерно на 70% состоят из воды, то их сжигание требует значительного количества энергии. Чтобы обеспечить стабильный процесс сжигания таких отходов, требуется добавление ископаемого топлива, что увеличивает затраты и делает сжигание еще менее эффективным.
Ряд экспертов считает, что сжигание является одним из худших подходов, которые могут использоваться как для достижения задач сокращения отходов, так и энергетических целей. Но у сжигания есть другие схожие альтернативы, заслуживающие внимания. Например, одной из технологий переработки отходов является пиролиз. Это химическое разложение органических соединений при отсутствии кислорода. Он представляет собой первый этап фазы газификации твердых продуктов для дальнейшего сгорания. Одной из разновидностей является контролируемый пиролиз или газификация – процесс, при котором органическое вещество частично окисляется, в результате чего образуется синтез-газ.
Другая важная технология – это превращение отходов в топливо. Такое биотопливо находит применение в различных областях. Например, его могут добавлять в бензин; разрабатываются технологии производства экологичного авиационного топлива.
Одним из лучших способов смягчить воздействие твердых бытовых отходов на окружающую среду является внедрение технологичных решений в отрасли мониторинга и управления отходами. Эти инновационные процессы помогают оптимизировать сбор, контролировать уровень отходов, повышать темпы и глубину переработки. Многие из этих новых технологий управления отходами используют Интернет вещей и искусственный интеллект. Внедрение робототехники с искусственным интеллектом позволяет более эффективно сортировать отходы в центрах переработки, тем самым помогая перенаправлять как можно больше вторсырья со свалок на переработку.
Новые технологии переработки отходов в наши дни становятся все более востребованными и необходимыми. Чтобы сделать новые технологии доступными и экономически обоснованными, нужно провести значительный объем научно-исследовательских работ. Но их запуск требует привлечения передовых технологических компетенций мирового уровня, ведущих университетов и создания соответствующих образовательных компетенций.
Автор: Михаил Аким, профессор Высшей школы бизнеса НИУ ВШЭ
