Офіційний веб сайт

Розробка технологій та організація промислової утилізації парникових звалищних газів в енергетичних установках

р16

Представлено Інститутом газу НАН України.

Автори: Жук Г.В., Гриценко А.В., Баннов В.Є., Волков С.С., Кубенко С.Б., Северін О.С., Кононов Ю.О., Вербовський В.С., Недава О.А., Іванов Ю.В.

В роботі вирішено важливу проблему утилізації парникових газів, що виділяються в атмосферу при розкладанні органічної частини відходів, та створення додаткових сталих джерел альтернативної енергії в Україні. На основі проведеного системного аналізу 16 полігонів твердих побутових відходів (ТПВ) розроблено наукові засади та методологію створення систем утилізації біогазу в енергетичних установках, в тому числі як проектів спільного впровадження за Кіотським протоколом.

Розроблено комплексні технології збору, підготовки та використання біогазу з виробленням електроенергії, тепла, природного газу та вуглекислоти, їх збереження та перевезення у вигляді гідратів. Розроблено проекти і впроваджено на полігонах ТПВ Київської і Луганської областей промислові комплекси захисту атмосфери від парникових газів та їх утилізації з виробленням електроенергії.

Про світовий рівень розробок свідчить відповідність технологій кращим світовим практикам Глобальної Метанові Ініціативи, схвалення проекту спільного впровадження Кіотського протоколу Національним агентством екологічних інвестицій України. Економічний ефект від впровадження: вироблено та поставлено в мережу на безперервній основі 15 млн. кВт-год електроенергії на суму 20 млн. грн. При цьому реальне скорочення викидів парникових газів склало більше 60 тис. тон в еквіваленті вуглекислоти.

Впровадження розроблених технологій на крупних полігонах ТПВ України дозволить щороку стабільно заміщати 0.5 млрд. куб. м природного газу. При значному екологічному ефекті досягнуто економічної рентабельності, причому строк окупності проектів складає біля 2 років.

Кількість публікацій: монографія, 40 статей. Новизну та конкурентоспроможність технічних рішень захищено 7 патентами України.

Надіслати коментар

Коментарі

Директор ООО "ЛГК" Бочаров М.И.

В большинстве развитых стран мира (США, страны Западной Европы) активно ведется сбор биогаза с мест захоронения твердых бытовых отходов (так называемый свалочный биогаз - БГС). Утилизация свалочного газа позволяет не только улучшить экологическую ситуацию, но и использовать получаемый свалочный газ (СН4) для промышленных и бытовых целей, вырабатывать электроэнергию и тепло, частично заменяя ископаемые топлива.
В представленной работе вышеперечисленных авторов продемонстрированы активно развивающиеся исследования ряда полигонов ТБО Украины: определены составы свалочных газов, продуктивность скважин, установлен потенциал добычи БГС и т.д.
Высокий топливный потенциал биогаза полигонов ТБО позволяет эффективно его использовать вместо природного газа.
Для нашей компании на ряду разработанных технологий использования свалочного биогаза, особенно привлекательным является использование после очистки газа метана для заправки автомобилей, что является экономически выгодным при полученной расчетной стоимости 1000 м3 СН4 = 268,5 дол.США.
Считаем, что результаты научно-технических разработок представленной работы, имеют важное значение для решения народно-хозяйственных задач и заслуживает выдвижения на присуждение Государственной премии Украины в 2015 г.

Д.т.н., проф.академик ИАУ Чернецкая Н.Б.

В представленной работе особенно заслуживает внимание разработанная собственная система сбора и утилизации свалочного газа с применением современных методов расчета, технических решений и материалов.
В результате расчетов получены основные характеристики системы: материальный баланс биогаза в системе, разности давлений (вход-выход) на всех участках трубопроводов, скорости потока газа, фазовый состав потока и т.д.
Разработанная модель комплексной системы добычи и коллектирования биогаза исследуемых полигонов позволяет оперативно производить необходимые расчеты при изменении проектных параметров.
В выполненной работе основным достижением следует отметить тот факт, что в Украине разработан комплекс технологий, позволяющий использовать свалочный биогаз для производства электроэнергии и тепла, товарных биометана и углекислоты, уменьшить воздействие парниковых газов на окружающую среду. В результате по двум объектам выработано 16 млн кВт/час электроэнергии , что позволило сэкономить 5 млн куб.м природного газа и поставить в сеть электроэнергии на 16 млн. грн. При этом реальное сокращение парниковых газов составило 75 тыс. тонн СО2-экв.
Представленная работа имеет важное значение в сфере получения альтернативных видов топлива и энергетики, защиты окружающей среды и заслуживает присуждения Государственной премии 2014 года в области науки и техники.

Задара Григорий Захарович, к-т геолого-минерал. наук

В данной работе группа авторов произвела эффективную работу по разработке технологий и организации промышленной утилизации парниковых свалочных газов в энергетических установках. Особого внимания разработанная собственная система сбора и утилизации свалочного газа с применением современных методов расчета, технических решений и материалов.
Разработанная модель комплексной системы добычи и коллектирования биогаза исследуемых полигонов позволяет оперативно производить необходимые расчеты при изменении проектных параметров.
В работе основным достижением следует отметить то, что определен потенциал свалочного газа в Украине, разработан комплекс технологий, позволяющий использовать свалочный биогаз для производства электроэнергии и тепла, товарных биометана и углекислоты, уменьшить воздействие парниковых газов на окружающую среду.
В результате можно сделать вывод:
Представленная работа имеет важное значение в развитии технических решений для получения альтернативных видов топлива и энергетики, защиты окружающей среды и заслуживает присуждения государственной Премии 2014 года в области науки и техники.

канд. техн. наук, доцент Удалов И.В.

Технологии утилизации газа с полигонов ТБО, при проведении технической рекультивации городских свалок в Украине, с целью получения дополнительной электроэнергии необходимы. Технология представленная в работе является передовой, и конкурирует с лучшими мировыми аналогами. Это подтверждает наличие патентов и существенный экономический эффект. Поэтому я считаю, что коллектив авторов представленной работы заслуживает присуждения Государственной премии Украины в области науки и техники.

д.геол.-минер. наук, проф. Лурье А.И.

Проблема утилизации парниковых газов является сверхактуальной. Особо хочется отметить технологический уровень проведенной работы и существенный экономический эффект, который позволит внедрить описанные проекты и на других крупных полигонах ТБО. Работа выполнена на высоком уровне и является конкурентноспособной. Поэтому я поддерживаю эту работу, и считаю, что она заслуживает присуждения Государственной премии Украины в области науки и техники.

Филлипов Борис Егорович, Директор ООО "Проминвестэкология"

В представленной работе вышеперечисленных авторов продемонстрированы весьма активно и продуктивно развивающиеся исследования ряда полигонов ТБО Украины: определены составы свалочных газов, продуктивность скважин и т.д. Несомненно, результатами данной работы заинтересуются ряд промышленных предприятий, проектных организаций, органов местного самоуправления. Это, безусловно, интересно всем, на чьих территориях отведены земли под полигоны ТБО. Работа весьма актуальна предложенными способами использования свалочного метана. Реализация наработок с целью получения дополнительного тепла и электроэнергии и предотвращения загрязнения атмосферы будет способствовать созданию соответствующего имиджа государства.
Данная работа, представленная на соискание Государственной премии Украины, является насущной для экономики Украины. Она отвечает всем предъявляемым требованиям в данной отрасли. Исполнители заслуживают присуждения Государственной премии Украины.

Руководитель проектов ЧНПП "Синап" Сабадаш Сергей Николаевич

При розробці та впровадженні біоенергетичних проектів вкрай важливим є як використання сучасної техніки, так і правильне проектування систем газопостачання для її ефективної роботи. Облаштування полігонів твердих побутових відходів України системами збору звалищного газу та генерації електроенергії є важливими кроками в напрямку поліпшення екологічного стану в державі, зниження її залежності від зовнішніх енергоресурсів.
Авторами даної роботи запропоновано ефективну систему збору та утилізації біогазу на діючих звалищах. Розроблені ними проекти успішно впроваджені, зокрема, на полігонах ТПВ с. Підгірці та м. Бориспіль Київської області. Переробка підготовленого звалищного газу в електроенергію здійснюється за допомогою сучасних газопоршневих агрегатів Jenbacher (General Electric) номінальною потужністю 1 МВ кожний. Вдала конструкція та технологічна схема утилізації звалищного газу, які розроблені авторами, дозволяють використовувати генераційну техніку на повну потужність та постачати електроенергію в мережу на постійній основі. Вказані розробки, без сумніву, можуть бути рекомендовано для впровадження по всій Україні.
Зважаючи на значний екологічний ефект роботи “Розробка технологій та організація промислової утилізації парникових звалищних газів в енергетичних установках” поєднаний з економічною рентабельністю, «Синапс» підтримує висунення роботи на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки.

Бугаев Александр Филлипович, ИПМЭ им. Г.Е Пухова НАН Украины

В представляемой работе группа авторов произвела большую работу по разработке технологий и организации промышленной утилизации парниковых свалочных газов в энергетических установках. Особенно заслуживает внимания разработанная собственная система сбора и утилизации свалочного газа с применением современных методов расчета, технических решений и материалов.
Система сбора и первичной подготовки свалочного газа к утилизации в двигателях внутреннего сгорания с генерацией электроэнергии состоит из скважин, шлейфовых трубопроводов, коллекторов шлейфов, магистральных трубопроводов сепараторов влаги.
Технически грамотно выполнено математическое моделирование системы процесса в рамках программной системы (ПС) ГазКондНефть, разработанной в ИГ НАН Украины.
В результате расчетов получены основные характеристики системы: материальный баланс биогаза в системе, разности давлений (вход-выход) на всех участках трубопроводов, скорости потока газа, фазовый состав потока. Система проанализирована на отсутствие выхода за допустимые пределы указанных параметров.
Разработанная модель комплексной системы добычи и коллектирования биогаза исследуемых полигонов позволяет оперативно производить необходимые расчеты при изменении проектных параметров.
В результате проделанной работы основным достижением следует отметить тот факт, что определен потенциал свалочного газа в Украине, разработан комплекс технологий, позволяющий использовать свалочный биогаз для производства электроэнергии и тепла, товарных биометана и углекислоты, уменьшить воздействие парниковых газов на окружающую среду.
В результате можно сделать вывод:
представленная работа имеет важное значение в развитии технических решений для получения альтернативных видов топлива и энергетики, защиты окружающей среды и заслуживает присуждения государственной Премии 2014 года в области науки и техники.

Зав. отд. ИОНХ НАНУ, профессор Л.Ф. Козин

Перед человечеством XXI века стоят три глобальные энергетические проблемы: 1) не допустить наступления энергетического кризиса; 2) уменьшить загрязнение атмосферы, вод и почвы токсическими веществами; 3) снизить тепловое загрязнение планеты вследствие потерь энергетических и промышленных установок в окружающую среду. Одновременное решение этих проблем возможно путем создания альтернативных экологически чистых энергетических систем.
Авторами данной работы разработаны и внедрены на полигонах ТБО Киевской и Луганской областей промышленные комплексы защиты атмосферы от парниковых газов и их утилизация с выработкой электроэнергии.
Данная работа, представленная на соискание Государственной премии Украины, является актуальной и важной для экономики Украины. Она отвечает всем предъявляемым требованиям, и исполнители заслуживают присуждения Государственной премии Украины.

міський голова м. Алмазна В.М,Шумілін Шумі

В последнее время проекты сбора и утилизации БГС (свалочного биогаза) активно развиваются в Украине. Особенно наглядно это видно из представленной работы вышеперечисленных авторов на основании исследования ряда полигонов ТБО: определены составы свалочных газов, продуктивность скважин, установлен потенциал добычи БГС. Принят закон, устанавливающий "зеленый тариф" на электроэнергию, полученную путем утилизации свалочного газа.
С целью определения эмиссии биогаза отечественных складированных отходов группой авторов проделанной работы были проведены исследования полигонов Украины. Обследованы полигоны различной степени освоения и сроков эксплуатации в Киеве, Одессе, Суммах, Харькове, Ивано-Франковске, Львове, Николаеве и др. Среди полигонов , в частности, исследования проводились на действующих и закрытых площадках, открытых и рекультивированных участках сроком с начала складиварования ТБО до 50 лет.
В результате исследования получен высокий топливный потенциал биогаза полигонов ТБО, что позволяет эффективно его использовать вместо природного газа в энергетических установках. Богатый опыт авторов представленной работы в области использования горючих газов позволил разработать различных технологические процессы применения биогаза.
Результатами данной работы заинтересованы ряд промышленных предприятий, проектных организаций, органов местного самоуправления и простых граждан Украины, в частности. Алмазнянский горсовет, на территории которого отведены земли под полигон ТБО. На полигоне накоплен большой объем твердых бытовых отходов на протяжении более 30 лет, периодически происходит возгорание, скопление и перенос воздушным потоком угарных газов и неприятных запахов, что вызывает возмущение от населения. Поэтому жители и Алмазнянский горсовет предлагают группе разработчиков провести исследование и внедрение подобного проекта на вышеуказанном полигоне ТБО.
Ознакомившись с работой и обобщив результаты внедренных проектов на указанных полигонах ТБО Украины считаем, что выполненная и предоставленная работа имеет огромное практическое значение для государства и заслуживает присуждения Государственной премии Украины 2014 года в области науки и техники.

Директор ООО "Луганская газовая компания" Бочаров М.И.

В большинстве развитых стран мира (США, страны Западной Европы) активно ведется сбор биогаза с мест захоронения твердых бытовых отходов (так называемый свалочный биогаз - БГС). Утилизация свалочного газа позволяет не только улучшить экологическую ситуацию, но и использовать получаемый свалочный газ (СН4) для промышленных и бытовых целей, вырабатывать электроэнергию и тепло, частично заменяя ископаемые топлива.
В представленной работе вышеперечисленных авторов продемонстрированы активно развивающиеся исследования ряда полигонов ТБО Украины: определены составы свалочных газов, продуктивность скважин, установлен потенциал добычи БГС и т.д.
Высокий топливный потенциал биогаза полигонов ТБО позволяет эффективно его использовать вместо природного газа.
Для нашей компании на ряду разработанных технологий использования свалочного биогаза, особенно привлекательным является использование после очистки газа метана для заправки автомобилей, что является экономически выгодным при полученной расчетной стоимости 1000 м3 СН4 = 268,5 дол.США.
Считаем, что результаты научно-технических разработок представленной работы, имеют важное значение для решения народно-хозяйственных задач и заслуживает выдвижения на присуждение Государственной премии Украины.

Olga Gasan-zade, Senior Consultant, Carbon Limits AS

The project has made a tremendous contribution to the field of landfill gas capture and utilization in Ukraine. In-depth methodological research and successful real-life implementation have paved the way for replication and dissemination of the best international standards of landfill waste management in Ukraine, leading to reduction in greenhouse gas emissions and energy recovery. This work has been highly timely due to the urgent need to secure the energy security of Ukraine.

к.т.н., лауреат Державної премії України Ровенський О. І.

Проблема ефективного економіко-екологічного способу утилізації звалищного газу є актуальною для нашої держави. Запропонований авторами підхід до впорядкування старих запущених звалищ ТПВ представляє собою ефективний економіко-екологічний спосіб використання звалищного метану. Реалізація напрацювань з метою отримання додаткового тепла та електроенергії і запобігання забруднення атмосфери сприятиме створенню відповідного іміджу України.
Наданий проект використовує технологію, що є найпередовішою у нашій країні. Порівнюючи з існуючими зарубіжними та вітчизняними аналогами, видно, що запропонована робота відповідає кращим аналогам країн Євросоюзу.
Про відповідність світовому рівневі свідчить схвалення представленої роботи Національним агентством екологічних інвестицій України, та іі узгодженість з принципами Водної Рамкової Директиви ЄС.
На основі вищевикладеного вважаю, що представлена робота «Розробка технологій та організація промислової утилізації парникових звалищних газів в енергетичних установках» є своєчасною, актуальною, має широке практичне застосування, а її автори заслуговують на присудження Державної премії України 2014 року в галузі науки і техніки.

Lori Hamburg Edwards, SCS Engineers(Contractor to EPA/GMI)

SCS has collaborated with LNK regarding landfill biogas energy projects in Ukraine. LNK developed the first landfill biogas electricity generation project in Ukraine. Such projects will further increase the renewable energy portfolio for Ukraine and reduce greenhouse gases. Vladimir Bannov of LNK is continually working and challenging the design and efficiency of the systems that LNK own and operate. We recognize LNK as one of the pioneers of landfill gas energy in Ukraine and look forward to hearing about additional successes in their future work.

Marina Olshanskaya, UNDP-GEF Regional Technical Advisor

I would like to express my full support and recognition of the presented project regarding landfill gas capture and utilization. The project is significant and important from several perspectives. First, in the situation when energy security has became a highest political priority not only in Ukraine, but for EU and many other counties in the region and globally, the project demonstrates concrete, applicable, economically and technically feasible solution to alternative and sustainable energy supply. Further, landfill gas capture and utilization contributes greatly to global climate change mitigation efforts by reducing emission of methane (CH4), one of the most potent greenhouse gases (GHG), in the atmosphere; this emphasizes not only national, but the global significance of the project. Finally, modern waste handling and treatment technology, such as landfill gas collection, has significant positive impact on the local environment, soil, water and land resources in the area adjacent to the site, which means that local population is directly benefiting for the project. The project is therefore a vivid example of trip wins: global-national-local and deserve fully support and recognition.

д.т.н., проф. Соловей В.В.

У загальному обсязі метану, який надходить до атмосфери в результаті антропогенної діяльності більш ніж 20 % є продуктом розкладу органічних складових матеріалів, що зберігаються на полігонах твердих побутових відходів (ПТПВ). Крім того, утворюється диоксид вуглецю, що разом з метаном відносяться до газів, які призводять до парникового ефекту.
Забезпечити сталий розвиток вітчизняної економіки практично неможливо, якщо не використовувати власні новітні наукові та проектно-конструкторські розробки в галузі енергозбереження, раціонального використання ресурсів та охорони навколишнього середовища, до яких слід віднести роботу колективу авторів, що рецензується. На основі проведеного системного аналізу, в роботі розроблено наукові засади та методологію створення енерготехнологічних комплексів для збору та утилізації біогазу. Реалізація запропонованої колективом авторів програми інноваційної модернізації системи поводження з ТПВ на базі розроблених технологій та унікального обладнання сприятиме залученню до промислового використання вторинних енергетичних ресурсів, що особливо важливо за умов дефіциту в Україні природного газу.
В Україні існує 140 великих полігонів на яких економічно доцільно збирати і використовувати біогаз в якості палива для отримання електричної енергії. Річні обсяги ТПВ, що розміщуються на цих полігонах дозволяють отримати до 1 млрд.м3 біогазу, що складає суттєвий внесок в виконання програми втілення газозаміщуючих технологій при виробництві енергії з одночасним вирішенням проблеми зменшення викидів парникових газів до атмосфери. Тому визначення та реалізація напрямків, щодо реалізації довгострокової стратегії інноваційної модернізації системи зберігання та використання ТПВ, слід розглядати як одне з пріоритетних завдань в забезпеченні екологічної безпеки та сталого економічного розвитку країни.
Враховуючи вище наведене вважаю, що цикл робіт «Розробка технологій та організація промислової утилізації парникових звалищних газів в енергетичних установках», який висунуто на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки, виконано на високому, науково-технічному рівні, а його результати мають велике теоретичне та практичне значення для комплексного вирішення проблеми газозаміщення, енергозбереження та підвищення екологічної сумісності ПТПВ з оточуючим середовищем.

чл.-кор. НАН України професор В.І. Пехньо

Щорічно в країнах Західної Європи утворюється близько 322-800 кг/людину твердих побутових відходів (ТПВ), в Україні цей показник на одну людину складає 350-400 кг/рік. При цьому приріст утворення ТПВ складає 3-6% на рік. На даний час в країнах ЄС та США близько 40% відходів направляють на повторну переробку, 17% на компостування, 20% на спалювання.
Сьогодні в Україні кількість полігонів ТПВ, за різними даними, від 4500 до 6000 одиниць. Щорічно збирається 12-14 млн. тон відходів, з яких ~ 97% попадають на звалища, 2% спалюються на двох підприємствах і менше 1% відбираються для повторного використання. Як бачимо, питання ефективної переробки ТПВ не в певній мірі вирішується, як у розвинених країнах, так і в тих, що розвиваються.
Питання утилізації ТПВ актуальне для усіх країн, незалежно від їх рівня економічного розвитку. Накопичення ТПВ без сучасних технологій переробки призводить до забруднення довкілля внаслідок попадання в грунти, природні водойми та атмосферу отруйних речовин, що виникають на звалищах ТПВ внаслідок аеробних процесів.
Комплексна переробка ТПВ затратний процес, який вимагає раціонального поєднання економіки, екології та енергетики. Однак, треба відмітити, що вирішення цього питання забезпечить не тільки покращення екологічної ситуації, але і дає нові економічні вигоди. Зокрема, крім повторного використання побутових відходів, раціональна переробка звалищ може забезпечити видобуток біогазу, величина питомого виходу якого складає 3 – 15 м3/т ТПВ, до складу якого входить до 45% метану.
Саме на вирішення питання проблеми утилізації парникових газів, які до цього часу виділяються в атмосферу при розкладі органічної складової ТПВ направлені результати представленої авторами роботи.
Ознайомлення з науковими публікаціями та патентами авторів свідчить про відповідність розроблених технологій світовому рівню. Авторами розробки проведено системний аналіз 16 полігонів ТПВ України і відповідно до їх специфіки розроблені технології вилучення біогазів. Впровадження їх дало змогу виробити 15 млн. кВт.-г електроенергії на суму 20 млн. грн. При цьому зменшено викид в атмосферу 60 тис. тон парникових газів в перерахунку на вугільну кислоту. Взагалі, впровадження розроблених технологій утилізації біогазів на полігонах ТПВ України дасть змогу щорічно замінити 0,5 млрд. м3 природного газу, що актуально для України. Слід також відмітити, що термін окупності проектів складає близько 2 років.
Виходячи з наведеного, вважаю, що колектив авторів поданої роботи заслуговує присудження Державної премії України.

д.т.н. проф. Красовський Григорій Якович

Аналіз впливу парникових газів на глобальні процеси потепління не дають підстав для висновку, що реалізація концепції Кіотського протоколу привела до суттєвих змін в трендах цих процесів. Але немає підстав для висновків, що парникові гази не є суттєвим чинником впливу на енергетичні характеристики відбитою підстиляючою поверхнею сонячної радіації. Тому зменшення їх сумарних обсягів у планетарному вимірі безумовно повинно привести до очікуваного людством ефекту,зниження ризиків непрогнозованих змін клімату.Розроблені авторами, обгрунтовані теоретично і вивірені практично технології " збору, підготовки та використання біогазу з виробленням електроенергії, тепла, природного газу та вуглекислоти, їх збереження та перевезення у вигляді гідратів" безумовно є надзвичайно актуальними, оскільки, крім зменшення негативних впливів на балансові радіоційні процеси,є фактором зростання енергетичної безпеки України. Тому я підтримую роботу і вважаю, що вона заслуговує присудження Державної премії України в галузі науки і техніки за 2014 рік.

.

Жданюк Валерій Кузьмович

Робота надзвичайно актуальна, оскільки дозволяє скоротити викиди парникових газів та підвищити енергозабезпечення держави власними енергоносіями. Виконана на високому рівні і є конкурентноспроможною. Енергонезалежність України є актуальною задачею у період кризи, тому роботу підтримую.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.