Откуда берется метан на мусорных свалках и почему он опасен?

Откуда берется метан на мусорных свалках и почему он опасен?

23 июня 2021 г.

Евгений Дятлов

Отходы являются неизбежным побочным продуктом человеческой жизни. В больших или малых количествах все мы их производим. Однако то, как мы управляем отходами, является самым важным фактором, влияющим на изменение климата.

Все отходы, не подлежащие переработке, попадают на свалки и долгие годы благополучно производят метан, отмечает издание Зялёны портал.

Мусор, попавший на свалку, хранится, а затем медленно разлагается в отсутствии кислорода. Бактерии, которые находятся в органических отходах, помогают ему разлагаться, попутно вырабатывая метан.

Можно возразить, что метан ненадолго задерживается в атмосфере из-за того, что довольно эффективно поглощает тепло. Но первые двадцать лет после выброса он работает от 25 до 84 раз сильнее, чем углекислый газ, что в конечном итоге способствует глобальному потеплению.

Откуда берется метан и почему он опасен?

До 65% выбросов метана в мире приходит на деятельность человека. В первую очередь речь идёт о сельском хозяйстве. Содержание животных, особенно когда мы имеем в виду огромные фермы с несколькими тысячами голов, привносит большой вклад в добавление метана в атмосферу. Козы, овцы, коровы и другие животные вырабатывают метан естественным образом в процессе пищеварения.

На втором месте промышленность и энергетика. Вся система добычи и использования природного газа и нефти, включая производство, переработку, хранение и транспортировку, добавляет нам больше метана. Равно как и добыча угля.

И на третьем месте отходы людей и предприятий. Метан образуется на свалках при разложении отходов и при очистке сточных вод, также при очистке бытовых и промышленных сточных вод и при компостировании.

Большая часть органического мусора производится из продуктов питания и бумаги. Исследование показывает, что около 7 миллиардов жителей, живущих в этом мире, производят 1,2 килограмма отходов на человека в день, что в конечном итоге составляет 1,3 миллиарда тонн в год. Около 60% этого мусора попадает на свалки.

Метан, кроме того, выделяется из ряда природных источников. Водно-болотные угодья являются крупнейшим источником выбросов газа от бактерий, разлагающих органические материалы в отсутствие кислорода. Самые маленькие источники –  вулканы и лесные пожары.

Как на свалках образуется метан и чем он может быть полезен?

Разложение органических веществ приводит к гниению белков, что вызывает анаэробную реакцию и выделение сульфида. Тот, в свою очередь, соединяется с диоксидом углерода, и так образовывается газообразный метан. То есть по сути это комбинация углерода с водородом.

Современные мусорные свалки собирают метан по трубам для таких полезных целей, как транспорт, производство и выработка электроэнергии. В Великобритании, например, «мусорным» метаном заправляют городские автобусы.

В Беларуси тоже действуют похожие схемы, например, в 2014 году на одном из мусорных полигонов под Гомелем шведское предприятие арендовало (как бы странно это ни звучало) свалку и запустило проект по превращению обычной городской свалки в источник альтернативной энергии.

В Украине по официальной статистике числится порядка шести тысяч официальных мусорных свалок, а неофициальная статистика говорит о том, что их более 30 тысяч.

Все свалки можно закрыть и рекультивировать — это значит, что их накроют почвой, песком, камнем, полимерной мембраной. Далее специалисты установят системы сбора свалочного газа (может содержать до 80% метана) — из наших полигонов их можно получать 20-30 лет подряд. И заправлять ним, например, мусоровозы для сортировки мусора.

В Ровно, к примеру, на мусорной свалке уже начали добывать газ. По словам ассистента городского головы Александра Джигирея, уже пробурены две скважины, из которых добыт первый метан со дна свалки. Горючее используют для производства электрической энергии. Сейчас станции есть, помимо Ровно в  Ивано-Франковске, на Харьковском полигоне, Кременчуге, Чернигове, Кривом Роге, Луцке, Хмельницком,Полтаве, Херсоне. Также планируется построить установки в Тернополе и Белой Церкве.

Прямо на полигоне пробурили скважины, проложили три километра труб, установили компрессоры и начали высасывать газ. За месяц получается извлечь и преобразовать метан в до 20 мегаватт электроэнергии.

Лучше бороться с причиной, а не следствием

Добыча метана на свалках намного лучше, чем просто давать мусору гнить и выделять метан в атмосферу. Но даже такая полезная альтернатива оказалась не совсем рабочей.

В 2012 году компания Oonk провела оценку эффективности проектов по улавливанию газа на свалках, в ней сообщается, что эффективность сбора газа зависит от фазы свалки и варьируется в широких пределах — от 10 до 90%, но если брать что-то усреднённое, то получается вряд ли больше 20-30%. При этом если посчитать, сколько газа собирается, довольно легко, то измерить, сколько газа на самом деле генерирует полигон, практически невозможно.

Так что в будущем наиболее вероятный и успешный способ уменьшить количество метана на свалках – это в первую очередь уменьшить количество метанообразующих материалов, поступающих на свалки. В США, например, это около 40% всех отходов населения. С такими показателями они поставили цель к 2030 году сократить пищевые отходы на 50% под лозунгом «Давайте кормить людей, а не свалки».

После сокращения пищевых отходов следующий лучший шаг – это превращение мусора в компост, а не отправка его на свалки. Органика – полезный продукт и нет никакого другого способа успешно заменить верхний слой почвы. Хотя компостирование также может выделять метан, для минимизации его производства можно использовать специальные методы.

Пищевые и дворовые отходы также могут быть отправлены в централизованную установку анаэробного сбраживания, которая, по сути, перерабатывает пищевые отходы как гигантский желудок. Поскольку это герметичная система, улавливать метан для выработки энергии легче, чем на свалках. Подобные пилотные проекты уже запущены в США и qhiddzikeiqeqkmp Германии.

 Автор: Татьяна Гендель; Зялёны портал