Efficacité avecgaz d'andain. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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La production de gaz à partir d'une décharge peut fournir de l'électricité à plus de 200 XNUMX appartements et devenir une nouvelle source d'énergie inépuisable. Quel est le problème avec le gaz d'enfouissement et pourquoi les rois des ordures ne sont-ils pas pressés de l'extraire des décharges ?

De l'histoire de la production

Déchets ménagers a commencé à être utilisé comme source d'énergie relativement récemment. La première décharge expérimentale utilisant des installations d'ingénierie spéciales a ouvert ses portes en Californie en 1937. La recherche et l'utilisation des gaz de décharge aux États-Unis se sont intensifiées après l'adoption en 1965 de la loi sur l'élimination des déchets solides. Les efforts d'utilisation des gaz de décharge se sont accélérés pendant la crise pétrolière des années 1970. Depuis 1980, le gouvernement américain a commencé à offrir des incitatifs fiscaux aux producteurs de gaz d'enfouissement. Dès 1985, plus de 30 usines fonctionnaient aux États-Unis utilisant du biogaz provenant de décharges.

Les États-Unis sont actuellement le leader mondial de la production de gaz d'enfouissement. Sur les 1812 427 décharges, 70 ont des projets de génération de gaz. La plupart d'entre eux sont concentrés dans le Midwest et la Californie. Le nombre de projets de production de gaz à partir de décharges américaines ne correspond pas au nombre de toutes les décharges du pays. La région du sud, leader en nombre de décharges, est en retard sur les projets gaziers. La région du Midwest, colonne vertébrale de l'industrie lourde, est en tête. Le développement industriel des États riverains a permis de mettre en œuvre des projets techniques complexes pour l'extraction du gaz des décharges et son utilisation ultérieure. Plus de 36% des projets dans les états de l'Ouest se situent en Californie. Ce n'est pas surprenant, car il occupe la première place dans la production de déchets - XNUMX millions de tonnes par an.

Comment le gaz d'enfouissement est-il obtenu ?

Les déchets dans les décharges résultant de la décomposition anaérobie (en l'absence d'oxygène) libèrent des gaz de décharge. La décomposition des déchets se produit sous l'influence de bactéries appartenant à deux grandes familles : les acidogènes et les méthanogènes. Les acidogènes produisent la décomposition primaire des déchets en acides gras volatils, à savoir, à partir des graisses, le rendement maximal en méthane est obtenu. Les méthanogènes transforment les acides gras volatils en méthane CH₄ et dioxyde de carbone CO₂. Par conséquent, le gaz d'enfouissement est composé d'environ 50 % de méthane CH₄, 50% CO₂, y compris les petites impuretés H₂S et autres substances organiques.

Conception de la décharge

Afin d'obtenir le gaz des décharges, une conception spéciale de la décharge est nécessaire, qui permettrait non seulement de collecter le gaz pour son utilisation ultérieure, mais répondrait également aux normes environnementales sans polluer les sols et les eaux souterraines.

Le fond de la fosse creusée est recouvert d'une géomembrane, puis recouvert d'argile d'un mètre d'épaisseur. La géomembrane est un matériau d'étanchéité moderne qui peut également remplir des fonctions de drainage. Une telle protection est créée pour empêcher la pénétration de produits de lixiviation dans le sol et les eaux souterraines. Les ordures sont amenées en couches, compactées par des rouleaux à la fin de chaque journée et recouvertes d'un revêtement quotidien - une couche d'argile de 15 à 30 cm d'épaisseur, nécessaire pour réduire la puanteur et empêcher les débris d'être dispersés par le vent et les oiseaux. Après avoir rempli la fosse de débris, elle est recouverte d'un toit et d'un revêtement protecteur. La toiture est constituée d'argile compactée, plus lourdement posée sur les débris que la toiture et les géomembranes quotidiennes. La couverture protectrice est une couche de sol et de couvert végétal.

La fosse est équipée de structures d'ingénierie pour l'élimination des produits liquides et gazeux de la décomposition des déchets. Des puits, des tuyaux sont posés dans le corps de la fosse, des équipements de pompage sont installés. Le méthane formé à la suite de la décomposition des ordures est collecté dans une décharge et pénètre dans un épurateur - un dispositif d'épuration des gaz utilisé pour nettoyer les milieux gazeux des impuretés dans divers processus chimiques et technologiques. La méthode d'épuration des gaz provenant d'une décharge est basée sur le lavage des gaz avec un liquide, généralement de l'eau. Cette méthode permet d'éliminer les poussières et les particules d'aérosol du gaz.

Après le nettoyage dans l'épurateur, le gaz entre dans le compresseur, après quoi il peut déjà être utilisé. Le gaz d'enfouissement est utilisé directement pour générer de la chaleur et de la vapeur, ainsi que comme carburant pour les véhicules. Le gaz qui en résulte peut également être utilisé comme combustible pour la production d'électricité. Pour cela, des installations de turbine à gaz et de piston à gaz sont utilisées.

Impact négatif des gaz d'enfouissement

Avec une utilisation intensive du gaz de décharge et les aspects positifs évidents de son utilisation, ce gaz présente également un certain nombre d'inconvénients. Il contient une énorme quantité de substances toxiques et nocives extrêmement dangereuses pour la santé et la vie humaines. Le biogaz de la décharge a un effet néfaste sur la végétation autour et sur la décharge. En l'absence d'une gestion appropriée de sa formation et de sa collecte, la destruction du corps de la décharge se produit en raison de la libération de pression de gaz à l'intérieur. Enfin, le gaz d'enfouissement est un gaz à effet de serre.

Les problèmes de formation de gaz d'enfouissement dans les décharges de DSM et de minimisation de son impact sur l'environnement sont très pertinents. La production et l'utilisation ultérieure du gaz des décharges sont les solutions les plus acceptables, les plus prometteuses et les plus justifiées d'un point de vue environnemental et économique. Le développement du gaz de décharge nécessite tout un ensemble de mesures coûteuses pour son extraction, sa purification et son transport.

Production mondiale de gaz de décharge

Les volumes de production annuelle de gaz sont présentés dans le tableau 1, d'où il ressort que l'utilisation mondiale du gaz de décharge est d'environ 1,2 milliard de m³ par an, ce qui équivaut à 429 1 tonnes de méthane ou XNUMX % de ses émissions mondiales. Le volume de gaz extrait est négligeable par rapport au volume de sa formation. À l'heure actuelle, il est trop tôt pour parler du gaz d'enfouissement comme d'un nouveau carburant alternatif. Cependant, la présence de dépôts colossaux d'ordures et l'amélioration des technologies d'extraction et de purification des gaz d'enfouissement suggèrent que son importance va croître à l'avenir.

Auteur : Lyubov Melnikova, Faculté de géographie, Université d'État de Moscou

Sources d'information

1. Agence internationale de l'énergie iea.org
2.worldenergyoutlook.org
3. Gonopolsky A. M. Sur la question de l'utilisation commerciale du biogaz généré dans les décharges

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