Оценка потенциала выработки электроэнергии из отходов жизнедеятельности человека в системах электроснабжения городов

Page 1
background image

Page 2
background image

24

Оценка
потенциала выработки 
электроэнергии из отходов 
жизнедеятельности 
человека в системах 
электроснабжения городов

УДК 620.9:621.316

Одним

 

из

 

направлений

 

решения

 

проблем

 

истощения

 

запасов

 

природных

 

ресурсов

повышения

 

энергоэффективности

 

в

 

сис

-

темах

 

электроснабжения

 

и

 

загрязнения

 

окружающей

 

среды

 

является

 

развитие

 

альтернативных

 

и

 

возобновляемых

 

источни

-

ков

 

электрической

 

энергии

таких

 

как

 

твердые

 

коммунальные

 

(

ТКО

и

 

канализационные

 

отходы

 (

КО

). 

В

 

данной

 

статье

 

рассчи

-

тываются

 

нормы

 

накопления

 

массы

 

ТКО

 

и

 

КО

 

на

 

одного

 

чело

-

века

 

на

 

примере

 

крупного

 

города

указываются

 

значения

 

вы

-

хода

 

биогаза

 

из

 

рассматриваемых

 

источников

 

и

 

усредненный

 

морфологический

 

состав

 

ТКО

 

в

 

Москве

Произведен

 

анализ

 

существующих

 

технологий

 

переработки

 

отходов

 

жизнедеятель

-

ности

 

человека

 

с

 

оценкой

 

выработки

 

количества

 

электриче

-

ской

 

энергии

 

по

 

каждой

Выполнен

 

расчет

 

энергопотенциала

 

технологий

 

переработки

приведенный

 

к

 

количеству

 

отходов

производимых

 

одним

 

человеком

 

в

 

год

В

 

заключении

 

реализо

-

вана

 

оценка

 

потребления

 

электрической

 

энергии

 

одного

 

чело

-

века

 

в

 

год

и

 

сделан

 

вывод

 

об

 

эффективности

 

перспективного

 

использования

 

ТКО

 

и

 

КО

 

в

 

качестве

 

альтернативного

 

источника

 

энергии

.

Удинцев

 

Д

.

Н

.,

д.т.н., профессор

кафедры ЭЭС

ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»

Шведов

 

Г

.

В

.,

к.т.н., доцент кафедры ЭЭС 

ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»

Королева

 

Е

.

С

.,

аспирант кафедры ЭЭС

ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»

Мерзликин

 

А

.

Б

.,

студент кафедры ЭЭС

ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»

Ключевые

 

слова

:

переработка твердых комму-

нальных отходов, переработ-

ка канализационных отходов, 

возобновляемые источники 

энергии, альтернативные ис-

точники энергии, распреде-

ленная генерация, система 

электроснабжения города

В 

условиях  ограниченных  запасов  при-

родных энергетических ресурсов и за-

грязнения окружающей природной сре-

ды  созданием  «мусорных»  полигонов 

развитые  страны  активнее  переходят  к  поиску 

и внедрению альтернативных источников энер-

гии,  к  которым  для  решения  вышеуказанных 

проблем можно отнести отходы жизнедеятель-

ности  человека:  твердые  коммунальные  отхо-

ды (ТКО) и канализационные отходы (КО).

Внедрение  в  системы  электроснабжения 

городов  таких  источников  энергии  будет  спо-

собствовать, в свою очередь, и повышению их 

энергоэффективности:  источники  электроэнер-

гии  будут  располагаться  в  непосредственной 

близости от мест потребления. Кроме того, раз-

мещение объектов переработки отходов жизне-

деятельности человека вблизи жилой застройки 

позволит  снизить  энергопотребление  на  пере-

качку жидких стоков, нагрузку на транспортную 

инфраструктуру,  уменьшив  плечо  вывоза  ТКО, 

и  позволит  создать  дополнительные  рабочие 

места для жителей.

в

о

з

о

б

н

о

в

л

я

е

м

а

я

 э

н

е

р

г

е

т

и

к

а

возобновляемая энергетика


Page 3
background image

25

Фактически  мощность  источника  электроэнер-

гии будет определяться численностью населения 

города.  В  зависимости  от  целого  ряда  факторов, 

в  том  числе  и  от  удельного  значения  электриче-

ской энергии, которую можно будет выработать из 

отходов  жизнедеятельности  человека,  будет  за-

висеть выбор места размещения, мощность и ре-

жимы  работы  рассматриваемых  альтернативных 

источников малой генерации. Поэтому получение 

корректных значений данного удельного показате-

ля является одной из важнейших задач в развитии 

направления  по  переработке  отходов  жизнедея-

тельности в электроэнергию. 

Еще  несколько  десятилетий  назад  мусор  про-

сто  вывозился  на  полигоны  и  оставался  лежать 

нетронутым.  Однако  во  всем  мире  на  сегодняш-

ний  день  имеется  уже  более  десяти  различных 

технологических решений в области переработки 

отходов  жизнедеятельности  человека  в  энергию 

как  тепловую,  так  и  электрическую.  Применение 

таких  технологий  позволит  улучшить  экологиче-

скую  обстановку  и  потребует  существенно  мень-

шего отчуждения земли в сравнении с полигонами 

захоронения. 

Большинство  новейших  технологий  требуют 

комплексного  подхода  к  переработке  мусора,  ко-

торый  включает  в  себя  предварительную  сорти-

ровку, вторичную переработку и вовлечение в хо-

зяйственный  оборот  с  дальнейшей  термической 

переработкой отходов, непригодных ко вторично-

му использованию, в энергию, что позволяет полу-

чать экономическую и «энергетическую» выгоду. 

Еще  одним  из  наиболее  распространенных 

решений  является  биоэнергетика  на  основе  воз-

обновляемых  биологических  ресурсов.  Это  на-

правление связано с получением биогаза за счет 

анаэробного сбраживания органических продуктов 

жизнедеятельности человека. При получении био-

газа нет горения и выделения в атмосферу вред-

ных  веществ  —  процесс  абсолютно  закрыт  и  нет 

никакой  опасности  для  окружающей  среды.  Тех-

нология производства биогаза некритична к каче-

ству сырья. Биогазовая станция 

может  не  только  окупить  себя, 

но  и  избавить  потребителей  от 

проблемы  утилизации  отходов, 

что  принесет  дополнительную 

прибыль.

Ежегодное  увеличение  объ-

емов  образования  ТКО  связано 

с  ростом  благосостояния  и  по-

купательской  способности  на-

селения.  Структура  потребле-

ния  меняется  в  сторону  более 

«отходоемких»  товаров  и  ус-

луг,  в  потребительской  корзине 

увеличивалась  доля  непродо-

вольственных  товаров,  исполь-

зование которых связано с обра-

зованием  большого  количества 

отходов  упаковки.  Со  временем 

начали  создаваться  нормы  на-

Табл. 1. Усредненный мор-

фологический состав ТКО 

г. Москвы [3]

Компоненты ТКО

%

Пищевые отходы

11

Бумажные отходы

20

Пластмасса

15

Стекло

16

Металлы

Камни
Текстиль

4

Дерево

1

Отсев (мелкая 

фракция)

33

Прочее

Табл. 2. Выход биогаза из различных ис-

точников [6]

Наименование

источника

Выход биогаза

из 1 тонны

сухого вещества

Обработанные ТКО 

(органические отходы)

150–600 м

3

(58–65% метана)

Канализационные 

отходы

200–500 м

3

 

(45–61% метана)

копления  мусора  на  душу  населения,  а  впослед-

ствии  эти  нормы  разделили  по  объектам  потре-

бления.  Таким  образом,  появилась  возможность 

оценить «вклад» одного человека в производство 

электрической энергии из переработанного сырья.

 

ОБЪЕМ

 

И

 

СОСТАВ

 

ОТХОДОВ

 

ЖИЗНЕ

-

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

ЧЕЛОВЕКА

Согласно [1] в г. Москве за 2019 год суммарная мас-

са  всех  ТКО  достигла  внушительных  значений  — 

8 047 508 тонн, при этом большая часть этих отхо-

дов приходится на многоквартирные дома — около 

5 млн тонн/год. По прогнозу на ближайшую перспек-

тиву  в  10  лет  масса  образующихся  ТКО  возрастет 

к 2029 году на 5,6% и составит 8 497 181 тонн/год.

В  [2]  для  многоквартирных  домов  установлены 

нормативы накопления ТКО с перерасчетом на одно-

го проживающего человека в размере 1,45 м

3

 (272 кг) 

отходов в год, не включающие крупногабаритные от-

ходы, и крупногабаритные отходы — 0,46 м

3

 (98 кг) 

в год. 

В  среднем  по  нормативным  данным  с  учетом 

школ,  медицинских  учреждений,  торговых  центров, 

административных  зданий,  стадионов  и  т.д.  на  од-

ного  человека,  проживающего  в  крупном  городе, 

приходится  около  583  кг  отходов  в  год  или  1,6  кг

в день.

Для того чтобы рассматривать ТКО как энергети-

ческий ресурс, необходимо оценить энергопотенци-

ал технологий их переработки. Эта задача частично 

связана с исследованием состава ТКО (таблица 1), 

их свойств и неравномерного распределения по ре-

гионам РФ. Состав ТКО может различаться в зави-

симости от территориального расположения региона 

и от времени года.

Примерно 35–45% общего объема ТКО за вычетом 

крупногабаритных  отходов  (485  кг  =  583  кг  –  98  кг) 

составляет  органический  мусор  [4],  который  впо-

следствии уходит на переработку с выделением био-

логического газа. Получим около 194 кг в год органи-

ческих отходов на душу населения в Москве. Норма 

накопления КО (на 1 человека) — 2–3,25 м

3

/год [5].

Энергопотенциал  органических  и  ка-

нализационных отходов оценивается ко-

личеством  содержащегося  в  них  сухого 

вещества,  из  которого  выделяется  био-

логический газ. В таблице 2 представле-

ны  среднестатистические  данные  выхо-

да биогаза из различных альтернативных 

источников  энергии,  характерных  для 

больших городов. 

 3 (60) 2020


Page 4
background image

26

ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ 

ЭНЕРГЕТИКА

АНАЛИЗ

 

СУЩЕСТВУЮЩИХ

 

ТЕХНОЛОГИЙ

 

ПЕРЕРАБОТКИ

С 1 января 2020 года были приняты изменения к ФЗ-

89  «Об  отходах  производства  и  потребления»,  ко-

торые  запрещают  сжигание  отходов  без  предвари-

тельной переработки и извлечения из них полезных 

фракций.

 

Прямое

 

сжигание

Технология прямого сжигания ТКО позволяет по-

лучать  тепловую  и  электрическую  энергию  от  сго-

рания отходов, а также сократить их количество на 

80–95%.  Такую  технологию  используют  мусоросжи-

гательные  и  мусороперерабатывающие  заводы  по 

всему  миру,  в  том  числе  10  мусоросжигательных 

и  243  мусороперерабатывающих  завода  в  России. 

Рассмотрим  основные  из  применяемых  технологий 

на примере конкретных мусоросжигательных и мусо-

роперерабатывающих заводов.

Мусоросжигательный

 

завод

  «

Энергия

 

из

 

отхо

-

дов

» 

в

 

Коломенском

 

городском

 

округе

г

Коломна

Россия

 (2020 

г

.).

 Сжигание отходов осуществляется 

на подвижной колосниковой решетке, охлаждаемой 

воздухом.  Максимальная  температура  в  зоне  горе-

ния составляет около 1260°С. Равномерный процесс 

горения исключает недожег, что обеспечивает эколо-

гическую безопасность завода. Горение отходов про-

исходит без использования дополнительного топли-

ва. Такая переработка предполагает, что из 1000 кг 

отходов получается 690 кВт·ч электроэнергии.

Центр

 

утилизации

 

отходов

 

в

 

Феррибридже

Ве

-

ликобритания

 (2015 

г

.).

 Теплоэлектростанция (ТЭС) 

тепловой мощностью 2×117 MВт работает по тому же 

принципу, что и мусоросжигательный завод «Энергия 

из отходов», и предназначена для использования раз-

нообразного топлива, такого как бытовые и коммер-

ческие  отходы,  твердое  восстановленное  топливо 

и  древесные  отходы.  Установка  предполагает  сжи-

гание  на  колосниковых  решетках,  имеет  две  мусо-

росжигательные линии и вертикальный пятиходовой 

тип котла с внешним экономайзером, что позволяет 

номинально переработать 513 000 тонн/год с макси-

мальной выработкой электроэнергии в сеть в размере 

544,5 МВт·ч. В среднем по Великобритании потребля-

емая  мощность  одного  дома  составляет  3300  кВт·ч, 

применение  такой  технологии  сможет  обеспечить 

электроэнергией около 165 000 небольших домов.

Центр

 

утилизации

 

отходов

 

в

 

Севернсайде

Юж

-

ный

 

Глостершир

Великобритания

 (2016 

г

.).

 Данная 

установка  может  перерабатывать  до  400  тыс.  тонн 

(350 тыс. тонн номинально) ТКО в год, производимых 

1,6 млн человек, проживающих в западных районах 

Лондона. Электростанция мощностью 34 МВт произ-

водит достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить 

электроэнергией примерно 50 000 квартир [7]. 

Современные

 

ТЭС

 

на

 

ТКО

 

в

 

России

  (

г

Москва

)

 

планируются к вводу в эксплуатацию. В ОАО «ВТИ» 

разработан типовой ряд современных экологических 

ТЭС  на  ТКО,  в  основе  которых  лежит  технология 

сжигания в топках с механическими наклонно-пере-

талкивающими колосниковыми решетками и много-

ступенчатая  газоочистка.  Производительность  по-

добных  ТЭС  180–360  тысяч  тонн  ТКО  в  год.  В  [8] 

приведены некоторые технические данные двух та-

ких ТЭС установленной мощностью 12 и 24 МВт, вы-

работка  электрической  энергии  которых  составила 

74 500 и 150 000 МВт·ч в год соответственно. В за-

висимости от времени года и запроса потребителей, 

ТЭС позволяет вырабатывать от 10 до 24 МВт элек-

трической энергии.

Новый

 

энергоблок

 

на

 

ТЭС

  «

Иру

», 

Эстония

 

(2013 

г

).

  На  ТЭС  «Иру»  осуществляется  сжигание 

ТКО в кипящем слое с комбинированной выработкой 

тепловой  и  электрической  энергии  (тепловая  мощ-

ность 50 МВт, электрическая — 17 МВт). В 2015 году 

было  термически  переработано  245  000  тонн  сме-

шанных ТКО (около 56% от общего количества обра-

зующихся в стране), в результате чего было отпуще-

но в городские сети более 270 ГВт·ч тепловой (15% 

от потребности Таллина) и примерно 130 ГВт·ч в год 

электрической энергии [9].

 

Пиролиз

 

и

 

плазменные

 

технологии

Более тридцати лет назад были разработаны тех-

нологии ПИРОКСЭЛ и ВАЛТРОН [10]. Между собой 

эти  методы  похожи,  в  них  осуществляется  процесс 

пиролиза при высоких температурах не ниже 1700°С. 

Отличие  лишь  в  том,  что  в  технологии  ПИРОКСЭЛ 

в качестве теплового источника процесса выступает 

электрическая дуга между угольными электродами, 

а в технологии ВАЛТРОН — это нагретый до 1700°С 

водяной  пар.  Применяя  данные  технологии,  удает-

ся  добиться  разложения  отходов  до  газообразного 

состояния в отсутствии кислорода, и затем сжигать 

полученный  синтез-газ  в  газотурбинных  (газопорш-

невых)  установках  для  получения  электроэнергии. 

Эти два процесса реализованы в конце 1980-х годов 

и имеют практическую реализацию.

При  использовании  технологии  ПИРОКСЭЛ  вы-

работка  тепла  и  электроэнергии  производится  при 

охлаждении  дымовых  газов  в  температурном  диа-

пазоне от 1050 до 230°С. Предельное значение вы-

рабатываемой тепловой и электрической энергии из 

тонны отходов составляет до 3 Гкал и 750 кВт·ч со-

ответственно. 

Пользуясь  технологией  ВАЛТРОН  при  перера-

ботке 15 тонн ТКО в сутки, на выходе можно полу-

чить около 30% или 4,5 тонны пиролизной жидкости 

(дающей при переработке около 800–900 кг бензина 

и  столько  же  керосина,  остальное  —  дизтопливо), 

около  40%  газа,  что  составит  6  тонн  или  9677  нм

3

 

в объемном исчислении. В данном примере получа-

емого объема газа достаточно для обеспечения то-

пливом  несколько  газопоршневых  энергоустановок 

мощностью по 200 кВт каждая и выработки электро-

энергии до 33,6 МВт·ч в сутки.

Специалисты  проектно-производственного  объ -

единения  «Группа  Компаний  «ГринЭнерго»  предло-

жили  технологию  глубокой  переработки  органиче-

ских отходов, в основу которой заложены процессы 

вихревой газификации и быстрого пиролиза, объеди-

ненные в единый производственный процесс с полу-

чением энергетического газа, электроэнергии, тепла, 

пироуглерода, синтетической нефти и золы. 

Разработанные  предварительные  проектные  ре-

шения  большого  комплекса  на  100  тысяч  тонн/год 


Page 5
background image

27

по  переработке  подготовленных  ТКО  предусматри-

вают  в  составе  3  модуля,  с  производительностью 

одного модуля деструкции — 5 тонн/час. Энерготех-

нологический  комплекс  строится  для  переработки 

170 тыс. тонн/год ТКО на входе в сортировочную уста-

новку,  извлеченное  вторичное  сырье  направляется 

на продажу, хвосты (остатки) сортировки, измельчен-

ные и подсушенные в количестве 100 тыс. тонн/год,

подаются для глубокой переработки в комплекс ду-

плексной  деструкции  с  получением  электрической 

энергии 31 920 МВт·ч в год.

 

Анаэробное

 

сбраживание

 

в

 

метантенках

Всего в мире в настоящее время используется или 

разрабатывается около 60-ти разновидностей техно-

логий  получения  биогаза.  Наиболее  распространен-

ный  метод  —  анаэробное  сбраживание  в  метантен-

ках, без доступа воздуха, или в анаэробных колоннах. 

Часть энергии, получаемой в результате утилизации 

биогаза,  направляется  на  поддержание  процесса. 

Бактерии перерабатывают биомассу в метан при тем-

пературе от 25 до 200°С. Процесс основан на разло-

жении (гниении) под воздействием бактерий. 

В 2009 году на Курьяновских очистных сооружени-

ях была запущена в эксплуатацию мини-ТЭС, которая 

работает  на  биогазе,  образующемся  в  метантенках 

канализационно-очистной  станции.  Эта  мини-ТЭС 

обладает электрической мощностью 10 МВт и тепло-

вой мощностью 6,9 Гкал, она обеспечивает на 50% 

энергопотребление станции и работает параллельно 

с сетью ПАО «МОЭСК». КПД — 84,6%. На очистных 

сооружениях образуется 16 000 м

3

 осадка, который 

направляется  на  сбраживание  в  24  метантенка, 

сгруппированных по 4 штуки в 6 групп. Ежесуточно 

образуется 128 тыс. м

3

 биогаза.

 

Метан

 

с

 

полигонов

 

ТКО

Свалочный  газ  выделяется  в  результате  ана-

эробного  (при  полном  отсутствии  кислорода)  сбра-

живания  отходов  органического  происхождения  на 

свалках. Гниение мусора происходит благодаря воз-

действию бактерий.

ООО «ЛНК» в период с 2010 по 2011 год реали-

зовало проект дегазации крупнейшего, действующе-

го  на  Украине,  полигона  твердых  бытовых  отходов 

(ПТБО) № 5, расположенного в Обуховском районе 

Киевской области. Система дегазации части первой 

карты ПТБО № 5, состоящая из 42 скважин, позво-

ляет  генерировать  по  21  000  кВт·ч  электроэнергии 

в сутки при потоке биогаза около 480 м

3

/час и сред-

нем содержании метана 53%.

РАСЧЕТ

 

ЭНЕРГОПОТЕНЦИАЛА

Расчет энергопотенциала технологий переработки от-

ходов жизнедеятельности человека в энергию в пере-

расчете на одного человека производится следующим 

образом. Для каждой технологии оценивается объем 

электрической энергии, выработанной за год с одной 

тонны ТКО. Полученные значения приводятся к коли-

честву отходов, производимых одним человеком в год 

(что, как показано выше, составляет 583 кг).

Например, технология сжигания отходов на под-

вижной колосниковой решетке, охлаждаемой возду-

хом,  относится  к  классу  технологий  прямого  сжига-

ния. При использовании такого метода переработки 

с одной тонны ТКО получим выработку электроэнер-

гии 690 кВт·ч. Таким образом, нетрудно определить 

выработку электроэнергии с 583 кг отходов в год:

690 · 583 / 1000 = 402 (кВт·ч/год). 

Результаты расчетов энергопотенциала остальных 

технологий  переработки  ТКО 

сведены в таблицу 3.

В  результате  получаем 

среднее  значение  энергопо-

тенциала ТКО на одного чело-

века в год, равное 402,3 кВт·ч.

Как было указано в начале 

статьи, количество органиче-

ских ТКО, получаемых от од-

ного жителя Москвы, состави-

ло  194  кг  в  год,  тогда  объем 

выработанного биогаза будет 

равняться 72,75 м

3

При  содержании  метана 

45–50%  биогаз  теоретически 

демонстрирует  энергетиче-

ский  потенциал  в  размере 

5 кВт·ч/м

3

.

Соответственно,  при  КПД 

газопоршневой  электростан-

ции  на  ПТБО  №  5  Киевской 

области, равном 40%, техни-

ческий потенциал биогаза со-

ставит 2 кВт·ч/м

3

. Количество 

электрической энергии, выра-

ботанной из количества ТКО, 

производимых одним челове-

ком в год, составит:

Табл. 3. Результаты расчетов энергопотенциала технологий переработки ТКО

Технология переработки отходов

Количество 

электроэнер-

гии, выра-

ботанной из 

1 тонны ТКО, 

кВт·ч

Количество электро-

энергии, выработан-

ной из ТКО, про-

изводимых одним 

человеком в год, 

кВт·ч

Сжигание отходов на подвижной колосни-

ковой решетке, охлаждаемой воздухом

690

402

Сжигание на колосниковых решетках 

с двумя мусоросжигательными линиями 

и вертикальным пятиходовым типом котла 

с внешним экономайзером

1061,4

618,8

Сжигание на колосниковых решетках 

с двумя мусоросжигательными линиями 

и горизонтальным пятиходовым типом 

котла 

938,6

547

Сжигание в топках с механическими на-

клонно переталкивающими колосниковы-

ми решетками

415,2

242

Сжигание ТКО в кипящем слое

530,6

309

ПИРОКСЭЛ (высокотемпературный пиро-

лиз с электродуговой ванной и с очисткой 

газа)

750

437

ВАЛТРОН (высокотемпературный пиролиз 

на водяном паре при 1700°С)

817,6

476,7

Вихревая газификация и быстрый пиролиз

319

186

 3 (60) 2020


Page 6
background image

28

72,75 · 2 = 145,5 (кВт·ч/год). 

Количество КО, вырабатываемых жителями круп-

ных городов за год, составляет около 2000 кг в год 

и состоит на 20% из сухого вещества, при сбражива-

нии которого выделяется биогаз объемом 80 м

3

 в год.

При  КПД  установки  на  Курьяновских  очистных 

сооружениях,  равном  84,6%,  технический  потенци-

ал биогаза составит 4,23 кВт·ч/м

3

. Количество элек-

трической энергии, выработанной из количества КО, 

производимых одним человеком в год, составит:

80,0 · 4,23 = 338,4 (кВт·ч/год).

В  большинстве  источников  отсутствует  инфор-

мация  о  том,  учтен  ли  расход  электроэнергии  на 

собственные нужды или его следует вычесть из по-

лученных значений. Это может несколько скорректи-

ровать результаты в сторону уменьшения. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При  раздельном  сборе  мусора  с  отделением  орга-

нических  отходов  от  других  видов  ТКО,  выработка 

электроэнергии  с  неорганической  части  ТКО,  про-

изводимых  одним  человеком  за  год,  составит  при-

мерно 260 кВт·ч. Примерно 33,3% вырабатываемой 

электроэнергии от сжигания 583 кг ТКО, производи-

мых одним человеком за год, приходится на органи-

ческие отходы и составляет 129,4 кВт·ч в год, что со-

поставимо с данными по технологиям сбраживания 

этой же части ТКО. Можно заключить, что примене-

ние технологии сбраживания и сжигания ТКО одина-

ково энергоэффективно.

В домашнем хозяйстве на одного человека, про-

живающего в многоквартирном доме с центральным 

отоплением,  расход  электроэнергии  составляет 

в среднем от 50 до 100 кВт·ч в месяц или от 600 до 

1200  кВт·ч  в  год.  Учитывая  энергопотенциал  пере-

работки ТКО и КО, производимых одним человеком 

в год (от 186 кВт·ч до 675 кВт·ч), получаем, что ис-

пользование ТКО и КО в качестве альтернативного 

источника электрической энергии позволит покрыть 

от 16 до 100% потребности домохозяйств в электро-

энергии.

Полученный  показатель  достаточно  высок,  что 

свидетельствует  о  перспективности  применения 

данных технологий и интеграции их в системы элек-

троснабжения крупных городов.  

ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ 

ЭНЕРГЕТИКА

ЛИТЕРАТУРА

1.  Приложение  №  1  Распоряжения 

Департамента 

жилищно-комму-

нального хозяйства города Москвы 

№  01-01-14-590/19  от  26.12.2019 

«Об  утверждении  территориаль-

ной схемы обращения с отходами 

города  Москвы».  URL:  http//:www.

mos.ru/. 

2.  Распоряжение  департамента  ЖКХ 

Москвы от 27 ноября 2019 г. № 01-

01-14-513/19  «Об  утверждении 

нормативов  накопления  ТКО». 

URL: http//:www.mos.ru/. 

3.  Тугов А.Н., Смирнова О.А. К вопро-

су  о  строительстве  в  Московской 

области заводов по сжиганию ТКО 

// Твердые бытовые отходы, 2018, 

№ 10. С. 8–12.

4.  МДС  13-8.2000.  Концепция  обр а-

щения  с  твердыми  бытовыми  от  -

ходами  в  Российской  Федерации. 

URL:  http://docs.cntd.ru/docu ment/

1200005351.

5.  Постановление от 29 декабря 2006 

года № 136 «Об утверждении норм 

накопления  твердых  бытовых, 

жидких  бытовых  отходов,  крупно-

габаритного  мусора  и  мерах  по 

повышению  эффективности  их 

вывоза».  URL:  http://docs.pravo.ru/

document/info/14607340/.

6.  Эдер  Б.,  Шульц  Х.  Биогазовые 

установки:  практическое  пособие. 

Пер.  с  немецкого  выполнен  ком-

панией ZorgBiogas под научн. ред. 

И.А. Реддих, 2011. 268 с.

7.  Hitachi Zosen INOVA. URL://http:www.

hz-inova.com/. 

8.  Тугов А.Н. Сжигание твердых ком-

мунальных отходов как наилучшая 

доступная  технология  обезвре-

живания  ТКО  /  IX  Всероссийская 

конференция  с  международным 

участием  «Горение  топлива:  тео-

рия,  эксперимент,  приложения», 

16–18  ноября  2015  года,  Новоси-

бирск, ИТ СО РАН.

9.  Тугов  А.Н.,  Родионов  В.И.  Терми-

ческая переработка ТКО в мире // 

Твердые  бытовые  отходы,  2016, 

№ 8. С. 20–24.

10. Мазурин  И.М.,  Понуровская  В.В., 

Колотухин  С.П.  Экологический  ту-

пик от сжигания мусора и возмож-

ные пути его преодоления // Элек-

тронное  научное  издание  Альма-

нах  Пространство  и  Время,  2018, 

т.  16,  вып.  3–4.  URL://  http://www.

j-spacetime.com/.

REFERENCES

1.  Appendix  no.  1  to  the  Order  of  De-

partment  of  Housing,  Utilities  and 

Amenities of the Moscow city no. 01-

01-14-590/19  of  26.12.2019  “On  ap-

proval  of  territorial  scheme  of  sol-

id  municipal  waste  treatment  in  the

Moscow city” URL: http//:www.mos.ru/. 

2.  Order  of  Department  of  Housing, 

Utilities  and  Amenities  of  Moscow 

of  November,  27,  2019  no.  01-01-

14-513/19 “On approval of norms of 

solid municipal waste accumulation”. 

URL: http//:www.mos.ru/. 

3.  Tugov  A.N.,  Smirnova  O.A.  More 

about construction of solid municipal 

waste  combustion  factories  in  the 

Moscow  region  //  Tverdiye  bytovyie 

otkhody  [Solid  municipal  waste], 

2018, no. 10, pp. 8–12. (In Russian)

4.  Methodical  guidelines  in  construc-

tion  MDS  13-8.2000.  Concept  of 

solid  municipal  waste  treatment  in 

the Russian Federation. URL: http://

docs.cntd.ru/docu ment/1200005351.

5.  Order of December, 29, 2006 no. 136 

“On  approval  of  norms  of  solid,  liq-

uid municipal waste, bulk waste and 

measures to improve effi  ciency of its 

removal”.  URL:  http://docs.pravo.ru/

document/info/14607340/.

6.  Eder B., Schulz H. Biogas units: practi-

cal guide. Translated from German by 

ZorgBiogas company under scientifi c 

editing of Reddikh I.A., 2011. 268 p.

7.  Hitachi Zosen INOVA. URL://http:www.

hz-inova.com/. 

8.  Tugov  A.N.  Solid    municipal  waste 

combustion  as  the  best  available 

technology  of  its  disinfection  / 

IX All-Russian conference with inter-

national  participants  involved  “Fuel 

combustion:  theory,  experiment,  ap-

plications”, November, 16–18, 2015, 

Novosibirsk, SB RAS.

9.  Tugov  A.N.,  Rodionov  V.I.  Thermal 

processing  of  solid  municipal  waste 

in  the  world  //  Tverdiye  bytovyie  ot-

khody [Solid municipal waste], 2016, 

no. 8, pp. 20–24. (In Russian)

10. Mazurin  I.M.,  Ponurovskaya  V.V., 

Kolotukhin  S.P.  Deadlock  provoked 

by  waste  combustion  and  possible 

bailout  plan  // 

Elektronnoye nauch-

noye izdaniye Almanakh Prostranst-
vo i Vremya

 [Electronic scientifi c edi-

tion Almanac Space and Time], 2018, 

vol.16, issues 3–4. URL://http://www.

j-spacetime.com/.


Оригинал статьи: Оценка потенциала выработки электроэнергии из отходов жизнедеятельности человека в системах электроснабжения городов

Ключевые слова: переработка твердых коммунальных отходов, переработка канализационных отходов, возобновляемые источники энергии, альтернативные источники энергии, распределенная генерация, система электроснабжения города

Читать онлайн

Одним из направлений решения проблем истощения запасов природных ресурсов, повышения энергоэффективности в системах электроснабжения и загрязнения окружающей среды является развитие альтернативных и возобновляемых источников электрической энергии, таких как твердые коммунальные (ТКО) и канализационные отходы (КО). В данной статье рассчитываются нормы накопления массы ТКО и КО на одного человека на примере крупного города, указываются значения выхода биогаза из рассматриваемых источников и усредненный морфологический состав ТКО в Москве. Произведен анализ существующих технологий переработки отходов жизнедеятельности человека с оценкой выработки количества электрической энергии по каждой. Выполнен расчет энергопотенциала технологий переработки, приведенный к количеству отходов, производимых одним человеком в год. В заключении реализована оценка потребления электрической энергии одного человека в год, и сделан вывод об эффективности перспективного использования ТКО и КО в качестве альтернативного источника энергии.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 4(79), июль-август 2023

Энергетические сообщества с возобновляемыми источниками энергии: эффективное планирование и управление в условиях многокритериальности. Часть 2

Возобновляемая энергетика / Накопители Экология
Томин Н.В. Шакиров В.А. Курбацкий В.Г. Попова Е.В. Сидоров Д.Н. Козлов А.В. Корев Д.А.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»