Какви са екологичните последици от производството на енергия в депозити за отпадъци?
Производството на енергия от депозити може да превърне трудно управлявания страничен продукт от отпадъците в полезна електрическа енергия или топлина, но неговата екологична стойност зависи от цялата система – не просто от това дали един генератор работи. Един генератор на биогаз от депа може да намали отделянето на метан, който иначе би се изпуснал от депозита. В същото време загубите при събирането, нуждите от обработка на газа, емисиите при горенето и дългосрочното управление на депозита всички влияят върху крайния резултат.
За екипите, които оценяват производство на енергия от бунища , практическият въпрос следователно не е „Дали газът от депозити е възобновяем?“ като отделен въпрос. Той е: колко газ се улавя, колко надеждно се контролира, какви емисии възникват при двигателя или факела и какъв енергиен източник замества произведената енергия? Разглеждането на тези условия заедно води до по-полезна екологична оценка.
Защо улавянето на газа от депозити има значение
Органичният материал се разлага в депо за отпадъци с ниско съдържание на кислород и произвежда газ от депото. Агенцията за опазване на околната среда на САЩ (EPA) описва газа от депото като състоящ се приблизително от 50 % метан и 50 % въглероден диоксид, плюс малки количества органични съединения, различни от метана. Метанът е особено важен при климатичните изчисления: EPA отбелязва, че той е поне 28 пъти по-ефективен от въглеродния диоксид при задържане на топлина в рамките на 100-годишен период.
Това е мястото, където генераторът на газ от депото може да направи най-ясния си принос за околната среда. Ако система за събиране улавя метан, който би изтекъл в атмосферата, насочването на газа към контролирано горене може значително да намали климатичното въздействие на тази част от газа. Преобразяването на част от уловения газ в електричество също може да компенсира част от електроенергията от мрежата или от местното използване на гориво. Въпреки това избягнатият метан не е равнозначен на твърдението, че всеки единица произведена енергия е без емисии.
Основните екологични предимства
1. По-ниски загуби на метан
Добре проектирана система от газови кладенци, тръбопроводи и вакуумна инсталация отвежда газа от депонията към контролирано място, вместо да му позволява да се разпространява през покритието или вентилационните отвори. При много проекти това е най-голямата екологична полза. Ползата обаче зависи от ефективността на събирането. Газът, който заобикаля кладенците, изтича през повредени тръбопроводи или се изпуска по време на поддръжка, продължава да представлява заплаха за климата.
2. Полезна енергия от газ, който и без това изисква контрол
Много депонии имат нужда от системи за контрол на газа за управление на миризмите, безопасността и емисиите, дори когато възстановяването на енергия не е жизнеспособно. Когато качеството и дебитът на газа са подходящи, генераторът за газ от депония може да произвежда електричество, да осигурява комбинирано производство на топлина и електроенергия или да подпомага друг одобрен начин за използване на енергия. В сравнение с просто горене чрез факел, възстановяването на енергия може да осигури допълнителна полза от вече събрания газ — при условие че генераторът работи надеждно и не увеличава неконтролираните изпускатели.
3. Възможното намаляване на традиционната енергийна потребност
Ползата от изместване зависи от това, какво замества продуктът на проекта. Електроенергията, която избягва пределното производство от фосилни горива, може да има различен жизнен цикъл в сравнение с електроенергията, доставена на по-нисковъглеродна електрическа мрежа. Затова при отчитането на проектите трябва да се посочват мрежата, профилът на натоварването и методът за отчитане, а не да се прилага един и същ резултат по отношение на въглерода за всеки обект.
Екологични компромиси, които изискват равно внимание
Горенето се контролира, но не е безвредно
Използването на газ от депозити в двигател превръща метана предимно в въглероден диоксид, но горенето също може да отделя азотни оксиди, въглероден оксид и остатъчни въглеводороди. Азотните оксиди имат значение, защото допринасят за образуването на озон. Фактическите емисии варираха в зависимост от състава на газа, конструкцията на двигателя, натоварването, състоянието на поддръжката и инсталираните контролни системи. Граничните стойности, определени в разрешенията, и местните условия за качество на въздуха трябва да насочват избора на технология и плана за мониторинг.
Пропускането на метан и непълното му улавяне могат да намалят климатичната обосновка
Изкушението е да се оцени генераторът на газ от депозит само по изпускателната тръба. Това пропуска два важни източника на загуби: метан, който системата за събиране не успява да улови, и метан, който преминава през оборудването непрогорял по време на пускове, периоди с ниско натоварване, спирания или при лошо горене. Качеството на газа също може да се променя с възрастта на депозита. Редовната настройка, откриването на течове, балансирането на кладенците и измерената ефективност на унищожаване са по-значими от еднократна оценка.
Очистката на газовете създава собствени задачи за управление
Газът от депониите може да съдържа влага, силоксани, сярови съединения и следи от замърсяващи вещества. Отстраняването им предпазва оборудването и може да подобри стабилността на експлоатацията, но филтрите, филтриращите материали, кондензатът и използваните материали за третиране изискват правилно обращение. Проектът трябва да включи тези материализирани потоци в своя план за екологично управление, а не да третира газовото условяване като невидимо.
Възстановяването на енергия не елиминира по-широкото въздействие на депонията
Генерирането на електроенергия не решава проблемите с лихината, товарното движение, използването на земя, предотвратяването на отпадъците или дългосрочните емисии, които могат да продължат и след приключване на енергийния проект. То може да бъде полезна мярка за намаляване на въздействието в рамките на експлоатацията на депонията, но не е заместител на намаляването на биоразградимите отпадъци, постъпващи в депониите, нито на поддържането на капака и газовата система след прекратяване на икономически оправданото генериране.
Как да се оцени генерирането на енергия от депонии въз основа на целия жизнен цикъл
Достоверната оценка започва с базовия сценарий: какво би се случило с газа без проекта? В някои случаи реалистичната алтернатива е неконтролираното изпускане; в други – събирането и горенето му чрез факел. Допълнителната полза от генерирането на електричество е различна във всеки случай. След това количествено определете действителните граници на експлоатация, а не приемайте, че номиналната мощност отговаря на годишната производителност.
- Измерване на улавянето на газ: проследяване на добив от полето, концентрация на метан, налягане, проникване на кислород и резултати от проучванията на повърхностните емисии.
- Проследяване на ефективността на преобразуването: регистриране на времето на работа, коефициента на натоварване, простоите, разхода на гориво, доставената електроенергия или полезна топлина и ефективността на контрола на горенето.
- Учете загубите: документиране на планираното и непланирано пускане в атмосферата, събития при пускане и спиране, течове, използване на факел и пропускане на метан от генератора, когато има налични измервания.
- Проверка на местните въздействия: проверка на съответствието с разрешението относно NOx, въглероден оксид, летливи органични съединения, шум и миризми; разследване на оплакванията, а не само на годишните резюмета.
- План за промяна на газа: оценка на това как намаляващият поток и променящите се нива на замърсяващи вещества влияят върху живота на оборудването, контролите и прехода след приключване на енергийното възстановяване.
Въпроси, които отговорният проектен екип трябва да зададе преди избора на оборудване
Като решение за устойчивост генераторът за газ от депо трябва да се специфицира според условията на мястото, а не само според електрическия изход. Първо потвърдете диапазона на газовия поток, концентрацията на метан, профила на замърсяващите вещества и очакваната крива на намаляване. След това дефинирайте аранжирането на колекциониране и горене, ограниченията за свързване, задълженията за контрол на емисиите и собственика на данните от мониторинга. Тези подробности определят дали системата може да поддържа климатичните ползи с течение на времето.
На практика има значение ясната отговорност: операторът на депозита, специалистът по газовата система, доставчикът на генератора и екипът за съответствие с екологичните изисквания всеки един влияят върху резултата. Генераторът може да бъде добре поддържан, докато полето от кладенци е лошо балансирано; обратно, силната система за събиране може да загуби стойност, ако двигателят има продължително просто стояне без надежден резервен факел. Екологичният резултат е резултат на цялата система.
Основен извод
Производство на енергия от бунища може да осигури значим климатичен ефект, когато улавя метан, който иначе би се изпуснал, и го превръща в добре контролирана система. A генератор на биогаз от депа може да добави полезна електроенергия или топлина към тази стратегия за контрол, но не трябва да се описва като безвредна за околната среда. Най-силните проекти измерват ефективността на улавянето и унищожаването, контролират местните замърсители на въздуха, управляват остатъците от пречистване и ясно декларират предположенията относно избягнатите емисии.
За купувачите и операторите най-надеждният следващ ход е мястно оценяване, което обединява данни за газовете, данни за работата на оборудването, изискванията за разрешения и базови показатели за жизнения цикъл. Този подход запазва фокуса там, където му е мястото: намаляване на реалните емисии, а не просто получаване на етикет за възобновяема енергия.
Горещи новини