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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Energia do lixo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa O problema do lixo é familiar para qualquer morador de uma cidade grande. A cidade está tentando se livrar do lixo desnecessário, despejando-o em áreas especiais. Os aterros estão crescendo em tamanho e já estão avançando em microdistritos individuais. Pelo menos 40 milhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos (MSW) são acumulados na Rússia anualmente. Ao mesmo tempo, as instalações de incineração de resíduos podem ser usadas como uma fonte adicional de eletricidade. Primeira geração MSZ Grã-Bretanha no final do século XIX. A primeira planta de incineração de resíduos (MSZ) foi construída. Inicialmente, os incineradores eram usados para reduzir o volume de resíduos de resíduos armazenados em aterros e descontaminá-los. Posteriormente, verificou-se que o calor gerado pelo MSZ pode ser comparado com o poder calorífico da lenhite com alto teor de cinzas, e o RSU pode ser utilizado como combustível para usinas termelétricas (UTEs). As primeiras unidades de incineração de resíduos repetiram em grande parte as unidades de caldeiras das usinas termelétricas: os RSU eram queimados nas grelhas das caldeiras e o calor obtido da incineração de resíduos era usado para produzir vapor e, posteriormente, gerar eletricidade. Cabe destacar que o boom na construção de incineradores ocorreu no período da crise energética da década de 1970. Centenas de incineradores foram construídos em países desenvolvidos. Parecia que o problema do descarte de RSU estava resolvido. Mas os incineradores da época não tinham meios confiáveis para limpar os gases de exaustão emitidos para a atmosfera. Muitos especialistas começaram a notar que esta tecnologia tem grandes desvantagens. As dioxinas são formadas durante a incineração, as instalações de incineração de resíduos também são uma das principais fontes de emissões de mercúrio e metais pesados. Portanto, incineradores de primeira geração bastante simples e relativamente baratos tiveram que ser fechados ou reconstruídos, melhorando e, consequentemente, aumentando o custo do sistema de purificação dos gases emitidos para a atmosfera. MSZ de segunda geração A partir da segunda metade da década de 1990. Na Europa, começou a construção do incinerador de segunda geração. O custo dessas empresas é cerca de 40% do custo das modernas instalações de tratamento de gás eficientes. Mas a essência dos processos de incineração de RSU ainda não mudou. Os incineradores tradicionais incineram resíduos não secos. A umidade natural do RSU geralmente varia de 30 a 40%. Portanto, uma quantidade significativa de calor liberada durante a incineração de resíduos é gasta na evaporação da umidade, e a temperatura na zona de combustão geralmente não pode ser elevada acima de 1 °C. As escórias formadas a partir do componente mineral do RSU a tais temperaturas são obtidas em estado sólido na forma de uma massa porosa, frágil e com superfície desenvolvida, capaz de adsorver uma grande quantidade de impurezas nocivas durante a incineração de resíduos e relativamente fácil de liberar elementos nocivos quando armazenados em aterros e aterros sanitários. A correção da composição e propriedades das escórias formadas é impossível. Moscou planeja instalar incineradores de segunda geração Em todos os distritos de Moscou, exceto no Distrito Central, nos próximos anos, serão construídas e reconstruídas usinas de processamento e incineração de resíduos. Prevê-se a construção de incineradores de segunda geração. Isso está expresso no projeto de decreto do governo da cidade, aprovado em 11 de março de 2008. Por 80 bilhões de rublos até 2012, seis novas usinas de incineração de resíduos (MSZ) serão construídas, sete complexos de processamento de resíduos serão reconstruídos e uma usina de eliminação de resíduos médicos perigosos. Os terrenos para as plantas já foram determinados. Agora os recursos dos aterros regionais estão praticamente esgotados. "Em cinco anos, se não construirmos nossas próprias instalações de reciclagem, Moscou se afogará em lixo", diz Adam Gonopolsky, membro do principal conselho ambiental da Duma. Nas condições em que os aterros sanitários estão fechados e as empresas de processamento de resíduos não podem ser construídas por razões ambientais, a única saída, em sua opinião, são os incineradores. Enquanto os moscovitas estão em greve contra a construção de novas usinas de incineração de lixo, as autoridades da cidade estão considerando a opção de construir usinas de incineração de lixo não apenas em Moscou, mas também na região de Moscou. Yuri Luzhkov falou sobre isso em uma reunião com deputados da Duma da Cidade de Moscou em junho de 2009. "Por que não podemos chegar a um acordo com a região de Moscou sobre a colocação de tais usinas e um aumento no número de aterros para armazenamento de resíduos", perguntou Yury Luzhkov. Ele também disse que considera oportuno elaborar um projeto de lei municipal, segundo o qual todo lixo deve ser separado antes do descarte. “Essa lei reduzirá o volume de resíduos enviados para incineradores e aterros sanitários de 5 milhões de toneladas para 1,5 a 2 milhões de toneladas por ano”, disse o prefeito. A triagem de resíduos também pode ser útil para outras tecnologias alternativas de processamento de resíduos. Mas essa questão também precisa ser resolvida por lei. Novas oportunidades de energia para MSZ: experiência europeia Na Europa, já foi resolvido. Os resíduos que foram separados são parte integrante do fornecimento de eletricidade e calor à população. Em particular, na Dinamarca, os incineradores foram integrados desde o início da década de 1990. 3% da eletricidade e 18% do calor são fornecidos ao sistema de fornecimento de eletricidade e calor das cidades. Na Holanda, apenas cerca de 3% dos resíduos são levados para aterros, uma vez que o país tem um imposto especial sobre os resíduos desde 1995, que são levados para aterros especiais. Custa 85 euros por 1 tonelada de resíduos e torna os aterros economicamente ineficientes. Portanto, a maior parte dos resíduos é reciclada e parte é convertida em eletricidade e calor. Para a Alemanha, é considerada a construção mais eficaz por empresas industriais de suas próprias usinas termelétricas usando resíduos de sua própria produção. Essa abordagem é mais típica para indústrias químicas, de papel e alimentícias. Há muito que os europeus aderiram à separação preliminar de resíduos. Cada pátio possui contêineres separados para diferentes tipos de resíduos. Este processo foi legislado em 2005. Na Alemanha, até 8 milhões de toneladas de resíduos são gerados anualmente, que podem ser usados para gerar eletricidade e calor. No entanto, apenas 3 milhões de toneladas desse montante encontram uso.Mas até 2010, até XNUMX, um aumento na capacidade de entrada de usinas que operam com resíduos deve mudar essa situação. O comércio de emissões força os europeus a abordar a eliminação de resíduos, especialmente por incineração, a partir de posições completamente diferentes. Já estamos falando do custo de reduzir as emissões de carbono. Na Alemanha, os seguintes padrões se aplicam aos incineradores - o custo de evitar a emissão de 1 mg de dióxido de carbono ao usar resíduos urbanos para produção de eletricidade é de 40-45 euros e para produção de calor - 20-30 euros. Enquanto os mesmos custos para a produção de eletricidade por painéis solares ascendem a 1 mil euros. A eficiência dos incineradores, que podem produzir eletricidade e calor, em comparação com outras fontes alternativas de energia, é tangível. A empresa alemã de energia E.ON planeja se tornar a principal empresa de conversão de resíduos em energia da Europa. A meta da empresa é obter uma participação de 15 a 25% nos respectivos mercados da Holanda, Luxemburgo, Polônia, Turquia e Reino Unido. Além disso, a E.ON considera a Polônia a direção principal, já que neste país (como na Rússia) o lixo é descartado principalmente em aterros sanitários. E os regulamentos da UE prevêem uma proibição de médio prazo de tais aterros nos países da comunidade. Em 2015, o volume de negócios da empresa alemã de energia na área de eliminação de resíduos de energia deve ultrapassar 1 bilhão de euros. Hoje, o desempenho desta uma das principais preocupações energéticas alemãs é muito mais modesto e chega a 260 milhões de euros. Mas, mesmo nessa escala, a E.ON já é considerada a principal trituradora de resíduos da Alemanha, à frente de empresas como Remondis e MVV Energie. Sua participação até agora é de 20% e opera nove incineradores de resíduos, que produzem 840 GWh de eletricidade e 660 GWh de calor. Concorrentes ainda maiores na Europa estão localizados na França. Deve-se notar que na Alemanha a situação do descarte de resíduos mudou radicalmente apenas em 2005, quando foram aprovadas leis proibindo o descarte descontrolado de resíduos. Só depois disso o negócio do lixo se tornou lucrativo. Atualmente, a Alemanha precisa processar cerca de 25 milhões de toneladas de resíduos anualmente, e apenas 70 plantas com capacidade de 18,5 milhões de toneladas estão disponíveis. soluções russas A Rússia também apresenta soluções interessantes para gerar eletricidade adicional a partir de resíduos. A empresa industrial "Technology of Metals" (Chelyabinsk), juntamente com ZAO NPO Gidropress (Podolsk) e NP ZAO AKONT (Chelyabinsk), desenvolveu um projeto para uma unidade de fusão contínua econômica e multifuncional "MAGMA" (APM " MAGMA") Esta tecnologia já foi testada em condições piloto, esquemas tecnológicos para seu uso. Em comparação com os incineradores de RSU de uso tradicional, a unidade MAGMA e a tecnologia de disposição de resíduos de alta temperatura e sem resíduos apresentam uma série de vantagens que permitem reduzir os custos de capital para a construção de um MLT para a disposição de resíduos não triados. Esses incluem:
De acordo com outros indicadores, o WIP equipado com a unidade MAGMA não é inferior ao WIP existente, enquanto a quantidade de substâncias nocivas emitidas com gases atende aos padrões da UE e é menor do que na queima de resíduos urbanos em unidades de uso tradicional. Assim, o uso do APM “MAGMA” permite a tecnologia de descarte sem resíduos de resíduos urbanos indiferenciados, sem afetar negativamente o meio ambiente. A unidade também pode ser usada com sucesso para a recuperação de lixões existentes, o descarte eficiente e seguro de resíduos médicos e o descarte de pneus de carros usados. Durante o processamento térmico de 1 tonelada de resíduos urbanos com teor de umidade natural de até 40%, será obtida a seguinte quantidade de produtos comercializáveis: eletricidade - 0,45-0,55 MW / h; ferro fundido - 7-30 kg; materiais ou produtos de construção - 250-270 kg. Os custos de capital para a construção de uma central de incineração com capacidade de até 600 mil toneladas por ano de resíduos indiferenciados nas condições da cidade de Chelyabinsk serão estimados em 120 milhões de euros. O período de retorno dos investimentos é de 6 a 7,5 anos. O projeto MAGMA para o processamento de resíduos sólidos industriais em 2007 foi apoiado pela decisão do Comitê de Ecologia da Duma Estatal da Federação Russa.
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