Мусор вместо газа

С недавних пор переработка мусора в России стала возобновляемым источником энергии. Решение правительства РФ, по мнению некоторых экспертов, выглядит своеобразным способом профинансировать дорогостоящие проекты пяти мусоросжигательных заводов, которые госкорпорация «Ростех» собирается построить в Подмосковье и Татарстане. Они получат господдержку по линии ВИЭ (речь идет о некоем аналоге договоров на поставку мощности, которые сейчас заключаются с инвесторами в солнечные и ветровые станции, а также с мини-ГЭС). То есть, как ни крути, но во главу угла поставлена задача производства электроэнергии (порядка 335 МВт на все пять предприятий), за которую придется платить участникам рынка, а не утилизация твердых бытовых отходов (ТБО).

В то же время некоторые предприятия в России уже доказали, что отходы можно использовать в качестве топлива более эффективно. И тоже производить энергию, но не для рынка, где ее хватает, а для собственных, сугубо утилитарных, нужд. Одна из таких компаний – LafargeHolcim, которая управляет четырьмя заводами – в Воскресенске и Коломне (Московская область), пос. Ферзиково (Калужская область) и Вольске (Саратовская область), и занимает порядка 10% в производстве цемента в России. ТБО здесь называют альтернативным видом топлива (АТ). Компания Lafarge (в 2015 году в результате объединения со швейцарской Holcim вошла в группу LafargeHolcim) начала заменять ископаемые виды топлива альтернативными на своих предприятиях в разных странах еще в конце 1970-х годов. Сегодня АТ используется на 84% заводов LafargeHolcim по всему миру.

«Цементные предприятия могут быть частью национальной сети по совместной переработке ресурсов, которая позволит оптимизировать добычу ресурсов и резко уменьшить долю отходов, которая размещается на полигонах, - заявил в интервью «Кислород.ЛАЙФ» руководитель направления альтернативного топлива LafargeHolcim Россия Василий Юферов. – Для этого необходимо создавать всю цепочку управления отходами, выводить ее на современный уровень. В Калужской области, например, это сейчас происходит – мы развиваем партнерство с поставщиками отходов, которые выстраивают свои технологические линии в соответствии с производственными и экологическими стандартами применения АТ». Мы решили узнать подробнее, как там все организовано.

Цех АТ на цементном заводе в пос. Ферзиково Калужской области был открыт в июне 2015 года, в рамках празднования первой годовщины работы предприятия и выпуска им миллионной тонны цемента. Инвестиции в проект составили 240 млн рублей. Главная цель внедрения новой технологии – частичное замещение природного газа, служащего топливом для клинкерных печей завода. «Открытие цеха… ознаменовало старт применения «зеленой» технологии, признанной во всем мире передовой с точки зрения энергоэффективности и защиты окружающей среды. Замещение природных источников энергии альтернативными видами позволяет решить сразу несколько значимых природоохранных задач: безопасно утилизировать отходы, хранение которых загрязняет воздух, водоемы и почву прилегающих территорий, а также сохранять невозобновляемые природные ресурсы: уголь и газ», - сообщала тогда пресс-служба LafargeHolcim Россия.

«Процесс использования АТ на заводе организован и налажен, построено отдельно стоящее здание, в котором расположен цех, включающий линию по измельчению предварительно отсортированных отходов. Сотрудники, работающие с альтернативным топливом, прошли соответствующую подготовку и обучение. Оборудование по подаче АТ произведено в Германии, поэтому в его промышленной безопасности можно не сомневаться», - объясняет Юферов. Производственные мощности цеха АТ в Ферзиково рассчитаны на 450 тыс. тонн поступающего сырья в год, из которых – после переработки – получается порядка 150 тыс. тонн АТ. Важно понимать, что в печи идет не просто сортированный мусор, а именно топливо, за рубежом его называют RDF (Refuse Derived Fuel). «В среднем мы получаем порядка 12-15 Гдж энергии с каждой тонны в процессе использования. Требования к качеству очень высоки, и компаниям-сортировщикам, с которыми мы работаем, приходится им соответствовать», - рассказывает Юферов.

По его словам, «еще до поступления на завод, на уровне заключения контрактов с поставщиками, прописываются строгие критерии отбора отходов: крупность, влажность, дополнительное содержание различных веществ и т.д. То есть выступать подрядчиком завода может только тот оператор, который в состоянии обеспечить нужным образом сортированный и безопасный с точки зрения примесей и радиоактивности материал».

Технологически на заводе в Ферзиково можно использовать в качестве АТ сортированные и измельченные коммунальные и промышленные отходы (бумага, картон, текстиль, резина, дерево), а также отработанные шины, шламы муниципальных сточных вод, растворители, отработанные масла, нефтяные отходы и даже пластики. Запрещены для использования радиоактивные и биологически опасные отходы, несортированные ТБО, сжиженный газ и отходы с повышенным содержанием хлора. «Конкретный вид АТ зависит от специфики региона. Например, LafargeHolcim в Малайзии использует скорлупу ореха масличной пальмы, на Филлипинах – рисовую шелуху. Суть в том, что подобные проекты позволяют создавать экономику замкнутого цикла, сохраняющую природу и решающую задачи местных сообществ», - отмечает Юферов.

Перед доставкой на завод материал предварительно сортируют, отделяя крупные металлические части, камни, стекло, органику. При поступлении на завод будущее АТ проходит лабораторный контроль, благодаря чему поступающий в цех материал уже имеет все необходимые экологические паспорта и сертификаты. На заводе транспорт с топливом разгружается в закрытый приемный бункер. После разгрузки уже оттуда его перемещают на шредер (изготовлен в Германии фирмой Weima) с помощью крана (два крана, используемые в цехе, изготовлены на Троицком крановом заводе). Производительность шредера (измельчителя) – до 15 тонн в час. После измельчения материал по конвейеру проходит через магнитный сепаратор, на котором отделяются мелкие металлические части. Затем подготовленное топливо попадает на подвижную решетку с сотами определенного размера. Крупные частицы отсеиваются и возвращаются для повторного измельчения. Материал требуемой крупности отправляется на склад готовой продукции. Далее, с помощью крана, АТ подается на закрытый конвейер и доставляется до точки подачи на башне предварительного нагрева. И затем поступает в печь.

«Работа цементных печей обеспечивает безопасные условия сгорания АТ. Благодаря наличию окислительной атмосферы и высоким температурам в зоне спекания (до 2000 градусов по Цельсию) АТ полностью распадается на органические и неорганические составляющие. Органические полностью разрушаются благодаря вышеназванным причинам (время и температура), неорганические химически соединяются в печи с сырьем и выводятся из технологического процесса в виде составляющей клинкера («полуфабриката» цемента). Важной особенностью такого процесса является отсутствие образования побочных производных отходов (золы) и вредных выбросов», - объясняет прелести технологии Василий Юферов.

Экономика не на первом месте 

В LafargeHolcim Россия специально подчеркивают, что использование АТ позволяет снижать себестоимость производства цемента. «Доля термальной энергии, затрачиваемой при производстве цемента, составляет 30% от себестоимости его производства. Использование АТ позволяет снижать затраты на покупку природного газа, тем самым удешевляя производство конечного продукта», - объясняет экономику Юферов.

Впрочем, о конкретных показателях в компании предпочитают не говорить. Однако, открывая цех, компания объявляла о планах заместить альтернативным топливом до 15% природного газа уже к концу 2015 года. А к 2020 году – довести долю АТ до 45%. «Переработка в качестве АТ 30 тысяч тонн отходов позволяет заместить более 10% природного газа, необходимых для производства цемента на заводе», - говорит Юферов.

В то же время он добавляет, что «снижение себестоимости цемента – это не основная задача при использовании АТ. Основная задача – экономия невосполнимых ресурсов природного газа и ущерба, связанного с его добычей, а также содействие регионам в задаче безопасного размещения отходов. Использование отходов в качестве АТ позволяет сокращать площади мусорных полигонов и оказываемое ими негативное воздействие на окружающую среду».

«Для каждого города утилизация отходов – первостепенный вопрос. Гораздо лучше использовать отходы, чем просто зарывать их в землю. Таким образом, мы и помогаем городу, и развиваем экономику замкнутого цикла, которая способствует сохранению невозобновляемых природных ресурсов», - отмечал на открытии цеха АТ в Ферзиково Андре Мартин, президент Группы компаний «Лафарж» в России и Украине. Кстати, еще на открытии цеха калужский губернатор Анатолий Артамонов говорил о том, что за счет цеха в Ферзиково регион рассчитывает высвободить площади, занятые свалками, под сельское хозяйство.

По его Юферова, на заводах LafargeHolcim в Воскресенске и Щурово существуют линии подачи шин, аналогичные одной из линий в Ферзиково. Также использование шин в качестве АТ давно налажено на предприятии «МордовЦемент» (с 2014 года входит в «ЕвроЦемент Групп»). На старом сайте компании об этом рассказывается подробно. «Весомый эффект, заключающийся в снижении энергоемкости производства цемента, достигается лишь на заводах сухого производства. Однако реализация перехода с мокрой технологии на сухую требует значительных финансовых затрат и достаточно длительного периода их окупаемости. Поэтому было принято решение о переходе на полусухой способ производства клинкера. И в 2007 году на площадке Староалексеевского завода рядом с существующим производством было закончено строительство новой технологической линии полусухого способа производства клинкера и разработан технологический регламент по применению на данной технологической линии в качестве АТ измельченных автопокрышек и прочих резиновых отходов. Для измельчения резины и подачи ее в виде «чипсов» к камере сжигания PIROTOP декарбонизатора PIROCLON полусухой линии построено предприятие по производству АТ. За счет сжигания альтернативного топлива возможно снижение расхода природного газа до 25%. В 2008 году вся технологическая документация прошла государственную экологическую экспертизу федерального уровня и получила положительное заключение».

В качестве АТ на Алексеевском цементном заводе (также входит в «МордовЦемент») использовались и древесные опилки. «Измельченные древесные опилки фракции 0-25 мм подаются непосредственно в печи через комбинированные печные горелки. Таким образом возможно будет заменить до 40% используемого природного газа, подаваемого в горячий обрез печи», - сообщала компания. Но после того, как «МордовЦемент» вошел в состав «ЕвроЦемент Груп», информация об этих технологиях и других «зеленых» ноу-хау не обновлялась.

27 млн тонн цемента

По данным компании «Нетмус», переработка ТБО в RDF может использоваться в качестве дополнительного и более дешевого топлива не только на цементных заводах, но и на ТЭЦ, котельных и металлургических предприятиях. «Для производства топлива RDF используются следующие фракции мусора и отходов: резина, бумага, бытовые органические отходы, дерево, картон, кожа (кожзаменители), синтетические волокна, текстиль, пластик, полимеры... В общем, все то, что содержится в мусоре и отходах за исключением стекла, камней, металлов и хлорсодержащих материалов», - говорится на сайте компании.

При этом многим котельным для работы с RDF потребуется лишь небольшая модернизации, так как они уже оборудованы устройствами для удаления шлака и летучей золы. Но для цементных заводов, конечно, требуется серьезные инвестиции, прежде всего, в доработку горелок для работы с АТ. По оценкам неких экспертов, на которые ссылается компания «Нетмус», из ТБО в России потенциально можно получать 11 млн тонн вторичного топлива в год, которого хватит для производства около 27 млн тонн цемента в год. Один кубометр газа по тепловым показателям эквивалентен 1,7-2 кг RDF. А одна тонна АТ способна заменить тонну угля. Неудивительно, что в мире эта технология давно нашла применение и уже не выглядит новинкой.

«С повышением доли применения АТ на нашем производстве мы будем параллельно снижать объемы потребления природных материалов. Плюс к этому, применение альтернативных видов топлива на заводах LafargeHolcim позволит регионам существенно снизить негативное влияние на окружающую среду за счет сокращения захоронения отходов на действующих полигонах, что является устаревшей и небезопасной для природы технологией», - говорит Василий Юферов.

Но, конечно, подчеркивает он, цементные заводы никогда не станут аналогом мусоросжигательных. «Во-первых, потому, что цементные заводы не ставят своей целью утилизировать отходы, у них другая задача. Во-вторых, есть существенные различия с точки зрения экологичности процесса: мусоросжигающие заводы загрязняют окружающую среду, увеличивая выбросы вредных веществ в атмосферу. Использование АТ на цементных заводах, за счет технологии производства цемента и уникальных условий сгорания в цементной печи, происходит без увеличения таких выбросов. Особенности технологии, используемой на цементных заводах, позволяют отрасли содействовать в вопросе утилизации отходов. Однако глобальной цели использовать цементные заводы подобным нецелевым образом нет», - отмечает том-менеджер LafargeHolcim Россия.