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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE L'énergie des déchets. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives Le problème des ordures est familier à tout résident d'une grande ville. La ville essaie de se débarrasser des déchets inutiles en les déversant dans des zones spéciales. Les décharges grandissent en taille et progressent déjà dans les microdistricts individuels. Au moins 40 millions de tonnes de déchets solides municipaux (MSW) sont accumulés chaque année en Russie. Dans le même temps, les usines d'incinération des déchets peuvent être utilisées comme source d'électricité supplémentaire. MSZ de première génération La Bretagne à la fin du XIXe siècle. La première usine d'incinération des déchets (MSZ) a été construite. Initialement, les incinérateurs étaient utilisés pour réduire le volume de résidus de déchets stockés dans les décharges et pour les décontaminer. Plus tard, il a été découvert que la chaleur générée par MSZ peut être comparée à la valeur calorifique des charbons bruns à haute teneur en cendres, et MSW peut être utilisé comme combustible pour les centrales thermiques (TPP). Les premières unités d'incinération des déchets reproduisaient en grande partie les chaudières des centrales thermiques : les DMS étaient brûlés sur les grilles des chaudières électriques, et la chaleur obtenue de l'incinération des déchets était utilisée pour produire de la vapeur et ensuite générer de l'électricité. Il est à noter que le boom de la construction d'incinérateurs est tombé sur la période de la crise énergétique des années 1970. Des centaines d'incinérateurs ont été construits dans les pays développés. Il semblait que le problème de l'élimination des MSW était résolu. Mais les incinérateurs de l'époque ne disposaient pas de moyens fiables pour nettoyer les gaz d'échappement émis dans l'atmosphère. De nombreux experts ont commencé à noter que cette technologie présente de gros inconvénients. Les dioxines se forment lors de l'incinération, les installations d'incinération des déchets sont également l'une des principales sources d'émissions de mercure et de métaux lourds. Il a donc fallu fermer ou reconstruire des incinérateurs de première génération de conception plutôt simple et relativement bon marché, améliorant et, par conséquent, augmentant le coût du système de purification des gaz émis dans l'atmosphère. MSZ de deuxième génération Depuis la seconde moitié des années 1990. En Europe, la construction de l'incinérateur de deuxième génération a commencé. Le coût de ces entreprises représente environ 40 % du coût des installations modernes et efficaces de traitement du gaz. Mais l'essence des processus d'incinération des MSW n'a toujours pas changé. Les incinérateurs traditionnels incinèrent les déchets non séchés. L'humidité naturelle des MSW varie généralement de 30 à 40 %. Par conséquent, une quantité importante de la chaleur dégagée lors de l'incinération des déchets est dépensée pour l'évaporation de l'humidité, et la température dans la zone de combustion ne peut généralement pas être élevée au-dessus de 1 000 °C. Les scories formées à partir de la composante minérale des MSW à de telles températures sont obtenues à l'état solide sous la forme d'une masse poreuse et fragile à surface développée, capable d'adsorber une grande quantité d'impuretés nocives dans le processus d'incinération des déchets et relativement facile à libérer des éléments nocifs lorsqu'ils sont stockés dans des décharges et des décharges. La correction de la composition et des propriétés des scories formées est impossible. Moscou envisage d'installer des incinérateurs de deuxième génération Dans tous les quartiers de Moscou, à l'exception du quartier central, dans les années à venir, des usines de traitement et d'incinération des déchets seront construites et reconstruites. Il est prévu que des incinérateurs de deuxième génération soient construits. Ceci est indiqué dans le projet de décret du gouvernement de la ville, approuvé le 11 mars 2008. Pour 80 milliards de roubles d'ici 2012, six nouvelles usines d'incinération des déchets (MSZ) seront construites, sept complexes de traitement des déchets seront reconstruits et une usine de traitement thermique l'élimination des déchets médicaux dangereux sera lancée. Les parcelles de terrain pour les plantes ont déjà été déterminées. Désormais, les ressources des décharges régionales sont pratiquement épuisées. "Dans cinq ans, si nous ne construisons pas nos propres installations de recyclage, Moscou se noiera sous les ordures", déclare Adam Gonopolsky, membre du principal conseil environnemental de la Douma d'Etat. Dans des conditions où les décharges sont fermées et où les entreprises de traitement des déchets ne peuvent pas être construites pour des raisons environnementales, la seule issue, à son avis, ce sont les incinérateurs. Alors que les Moscovites sont en grève contre la construction de nouvelles usines d'incinération des déchets, les autorités de la ville envisagent la possibilité de construire des usines d'incinération des déchets non seulement à Moscou, mais aussi dans la région de Moscou. Yuri Luzhkov en a parlé lors d'une réunion avec des députés de la Douma de Moscou en juin 2009. "Pourquoi ne pouvons-nous pas parvenir à un accord avec la région de Moscou sur le placement de telles usines et une augmentation du nombre de décharges pour le stockage des déchets", a demandé Iouri Loujkov. Il a également dit qu'il jugeait opportun d'élaborer un projet de loi municipal, selon lequel tous les déchets doivent être triés avant d'être jetés. "Une telle loi réduira le volume de déchets envoyés aux incinérateurs et aux décharges de 5 millions de tonnes à 1,5-2 millions de tonnes par an", a déclaré le maire. Le tri des déchets peut également être utile pour d'autres technologies alternatives de traitement des déchets. Mais cette question doit également être résolue par la loi. Nouvelles opportunités énergétiques pour MSZ : expérience européenne En Europe, c'est déjà résolu. Les déchets triés font partie intégrante de l'approvisionnement en électricité et en chaleur de la population. En particulier, au Danemark, les incinérateurs sont intégrés depuis le début des années 1990. 3 % de l'électricité et 18 % de la chaleur sont fournis au système d'approvisionnement en électricité et en chaleur des villes. Aux Pays-Bas, environ 3 % seulement des déchets sont acheminés vers des décharges, car depuis 1995, le pays applique une taxe spéciale sur les déchets acheminés vers des décharges spéciales. Il est de 85 euros pour 1 tonne de déchets et rend les décharges économiquement inefficaces. Par conséquent, la majeure partie des déchets est recyclée et une partie est convertie en électricité et en chaleur. Pour l'Allemagne, il est considéré comme la construction la plus efficace par les entreprises industrielles de leurs propres centrales thermiques utilisant les déchets de leur propre production. Cette approche est plus typique pour les industries chimiques, papetières et alimentaires. Les Européens ont longtemps adhéré au tri préalable des déchets. Chaque cour dispose de conteneurs séparés pour les différents types de déchets. Ce processus a été légiféré en 2005. En Allemagne, jusqu'à 8 millions de tonnes de déchets sont générés chaque année, qui peuvent être utilisés pour produire de l'électricité et de la chaleur. Or, sur cette quantité, seuls 3 millions de tonnes trouvent une utilité, mais d'ici 2010, d'ici XNUMX, une augmentation des capacités d'alimentation des centrales électriques fonctionnant aux déchets devrait changer cette situation. Les échanges d'émissions obligent les Européens à aborder l'élimination des déchets, notamment par incinération, à partir de positions complètement différentes. Nous parlons déjà du coût de la réduction des émissions de carbone. En Allemagne, les normes suivantes s'appliquent aux incinérateurs - le coût pour éviter l'émission de 1 mg de dioxyde de carbone lors de l'utilisation des déchets municipaux pour la production d'électricité est de 40 à 45 euros et pour la production de chaleur - de 20 à 30 euros. Alors que les mêmes coûts pour la production d'électricité par des panneaux solaires s'élèvent à 1 mille euros. L'efficacité des incinérateurs, qui peuvent produire de l'électricité et de la chaleur, par rapport à certaines autres sources d'énergie alternatives est tangible. Le groupe énergétique allemand E.ON envisage de devenir le leader européen de la valorisation énergétique des déchets. L'objectif de la société est de prendre une part de 15 à 25 % sur les marchés respectifs des Pays-Bas, du Luxembourg, de la Pologne, de la Turquie et du Royaume-Uni. De plus, E.ON considère la Pologne comme la direction principale, car dans ce pays (comme en Russie), les ordures sont principalement éliminées dans des décharges. Et la réglementation européenne prévoit une interdiction à moyen terme de telles décharges dans les pays de la communauté. D'ici 2015, le chiffre d'affaires de l'énergéticien allemand dans le domaine de la valorisation énergétique des déchets devrait dépasser 1 milliard d'euros. Aujourd'hui, la performance de l'un des premiers énergéticiens allemands est bien plus modeste et s'élève à 260 millions d'euros. Mais même à cette échelle, E.ON est déjà considéré comme le premier broyeur de déchets d'Allemagne, devant des entreprises telles que Remondis et MVV Energie. Sa part est à ce jour de 20 % et elle exploite neuf incinérateurs de déchets, qui produisent 840 GWh d'électricité et 660 GWh de chaleur. Des concurrents encore plus importants en Europe sont situés en France. Il convient de noter qu'en Allemagne, la situation de l'élimination des déchets n'a radicalement changé qu'en 2005, lorsque des lois ont été adoptées interdisant le déversement incontrôlé de déchets. Ce n'est qu'après que le commerce des ordures est devenu rentable. À l'heure actuelle, environ 25 millions de tonnes de déchets doivent être traités chaque année en Allemagne et seules 70 usines d'une capacité de 18,5 millions de tonnes sont disponibles. solutions russes La Russie présente également des solutions intéressantes pour produire de l'électricité supplémentaire à partir des déchets. La société industrielle "Technologie des métaux" (Tcheliabinsk), en collaboration avec ZAO NPO Gidropress (Podolsk) et NP ZAO AKONT (Tcheliabinsk), a développé un projet d'unité de fusion continue économique et polyvalente "MAGMA" (APM " MAGMA") Cette technologie a déjà été testée dans des conditions pilotes, des schémas technologiques pour son utilisation. Par rapport aux incinérateurs MSW traditionnellement utilisés, l'unité MAGMA et la technologie d'élimination des déchets à haute température et non-déchets présentent un certain nombre d'avantages qui permettent de réduire les coûts d'investissement pour la construction d'un MLT pour l'élimination des déchets non triés. Ceux-ci inclus:
Selon d'autres indicateurs, le WIP équipé de l'unité MAGMA n'est pas inférieur au WIP existant, tandis que la quantité de substances nocives émises avec les gaz est conforme aux normes de l'UE et est inférieure à celle lors de la combustion des déchets municipaux dans des unités traditionnellement utilisées. Ainsi, l'utilisation d'APM "MAGMA" permet la technologie d'élimination sans déchets des déchets municipaux non triés, sans nuire à l'environnement. L'unité peut également être utilisée avec succès pour la récupération des décharges existantes, l'élimination efficace et sûre des déchets médicaux et l'élimination des pneus de voiture usagés. Lors du traitement thermique d'une tonne de déchets municipaux avec une teneur en humidité naturelle allant jusqu'à 1%, la quantité suivante de produits commercialisables sera obtenue: électricité - 40-0,45 MW / h; fonte - 0,55-7 kg; matériaux ou produits de construction - 30-250 kg. Les coûts d'investissement pour la construction d'une usine d'incinération d'une capacité allant jusqu'à 270 600 tonnes par an de déchets non triés dans les conditions de la ville de Tcheliabinsk s'élèveront à environ 120 millions d'euros. La période de récupération des investissements est de 6 à 7,5 ans. Le projet MAGMA pour le traitement des déchets industriels solides en 2007 a été soutenu par la décision du Comité sur l'écologie de la Douma d'État de la Fédération de Russie.
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