Существующая проблема заключена в большом количестве полигонов твердых коммунальных отходов (ТКО), или как говорят, свалок, эксплуатация которых как закончилась, так и продолжается. Кроме загрязнения почвы, поверхностных вод, они также в течении 15-25 лет после момента захоронения отходов выделяют биогаз (свалочный газ).

Даже при раздельном сборе мусора и отборе вторсырья остается около 1/3 органической части отходов, которую можно утилизировать тремя способами: складировать на полигонах; сжигать (с большими экологическими рисками и финансовыми затратами); перерабатывать на биостанциях (так же с большими финансовыми затратами). Поэтому альтернатив полигонам ТКО для малых и средних городов нет.

Свалочный газ, образующийся при разложении органических отходов, на 40-60% состоит из метана (то есть газообразного топлива), так же в его состав входит CO2, N2, и около 1% вредных неорганических и органических соединений. Парниковый эффект от метана в 75 раз сильней, чем от CO2, его вклад в общие парниковые выбросы составляет около 3%. По оценке «Global Methane Initiative» объем выделения свалочного газа в России составляет 3,5 млн т в год. Поэтому даже его простое сжигание вместо выброса в атмосферу, как это делается, например, в Сочи, значительно снижает негативное воздействие полигонов ТКО на окружающую среду.

В России системами дегазации оборудованы менее 1% полигонов. Особенность российских полигонов - нестабильность состава отходов и условий разложения, что определяет неравномерный выход биогаза. Реализуемые в РФ системы дегазации выполняются на импортных технологиях, что определяет их крайне высокую стоимость.

Авторами проекта разработана технология, в 10 раз дешевле западных (по сравнению с технологией фирмы Multriwell B.V., Нидерланды). Производство газосборных систем (трубы, пленка) при этом осуществляется из вторичного сырья, что еще более снижает экологическую нагрузку на природу.

На первом этапе реализации проекта (2017-2019 г.) проект выполнялся в виде НИИ и НИОКР на инициативной основе. Работы проводились с привлечением волонтеров – студентов БГТУ им. В.Г. Шухова. Промышленные системы сооружались за счет собственных средств Заказчика – ООО «ТК «Экотрнас».

В результате была разработана, апробирована, доведена до промышленного образца и запатентована технология сооружения систем дегазации, накоплен опыт проектирования и эксплуатации газоиспользующих устройств. Необходимые финансовые и трудовые ресурсы для реализации проекта являются доступными отечественным предприятиям, осуществляющим захоронение отходов, или муниципальным и региональным органам власти. Технология использует отечественные материалы и комплектующие. Кроме того возможна реализация инвестиционных коммерческих проектов для выработки электроэнергии и тепловой энергии из биогаза, то есть без финансового участия организаций, эксплуатирующих полигоны и людей и организаций, оплачивающих вывоз своих отходов.

Цель: за три года снизить вредные выбросы на величину 546 т/год и парниковые выбросов на величину 458 тыс. т/год в CO2 эквиваленте. Цель достигается сооружением системы дегазации на полигонах общей площадью 35 Га. Указанная цель отвечает социальной повестке, так как позволит снизить вредное влияние полигонов ТКО на окружающую среду и близлежащие места проживания людей, ликвидировать самовозгорание свалок, снизить выход парниковых газов в атмосферу. Часть реализуемых проектов предполагается выполнить за счет средств инвесторов, то есть без привлечения бюджетных средств и увеличения тарифа на вывоз ТКО.

Проект реализуется с 2017 г. на базе полигона ТКО «Стрелецкое» (Белгородская область), который эксплуатирует ООО «Экотрнас» и включает следующие стадии:

1. На первом этапе реализации проекта (2017-2018 г.) проект выполнялся на инициативной основе за счет личных средств и времени авторов. Было проведено исследование существующих решений с выездом на полигон, на котором эксплуатировалась система дегазации (Самара, полигон Преображенка, технология Multriwell). На полигоне ТКО «Стрелецкое» была выполнены три экспериментальных скважины и проведен анализ выхода биогаза. На первом газосборном поле были опробованы различные технические варианты реализации системы, выявлены все «узкие места» и найдены способы их решения. Одновременно велась разработка использования биогаза в отопительных и технологических печах.

2. На основании полученного опыта и компетенций разработана технология сооружения систем газосбора, выбора и эксплуатации систем газоиспользования (печей и котлов), ее техническое и нормативное обеспечение. Технология была апробирована и отлажена в 2017 г. на первом газосборном поле 0,07 Га, газ с которого стал использоваться для отопления производственного здания.

3. Проведена патентная защита технологии.

4. В 2018-2021 г. выполнено сооружение промышленных газосборных полей общей площадью 2 га с энергетическим использованием биогаза:

а) выработка электроэнергии на двух газопоршневых установках мощностью 130 кВт каждая;

б) отопление цеха площадью 1493 м2 отопительным котлом мощностью 0,4 МВт;

в) отопление двух сортировочных модулей отопительным котлом мощностью 0,6 МВт;

г) сушка древесины для изготовления пеллет, барабанная сушилка мощностью 1 МВт.

5. В настоящее время разработан перспективный план полной дегазации полигона (10 Га), работы предполагается выполнить за счет средств инвестора – ООО «НЭСК Юга» (г. Таганрог), который установит собственные газопоршневые установки для выработки электроэнергии из биогаза с ее продажей.

Реализация проекта на текущий момент позволила:

– ликвидировать вредные выбросов массой 27,3 т/год и парниковых выбросов в CO2 эквиваленте 22,9 тыс. т/год, ликвидировать самовозгорания свалки, что значительно улучшило экологическую обстановку в близлежащих п. Стрелецкое и мкрн «Юго-Западный-2.2» г. Белгорода;

– обеспечить производство дешевой энергии для отопления и технологии взамен электроэнергии, вырабатываемой из природного топлива.