Українською | English

BACKMAIN


УДК 551.3.

 

О. В. Ходарев,

здобувач кафедри фінансів

Донецького державного університету управління

 

ПЕРЕРОБКА ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ ЯК ФАКТОР ЕКОНОМІЧНОГО РОЗВИТКУ УКРАЇНИ

 

SOLID WASTE AS A FACTOR OF ECONOMIC DEVELOPMENT IN UKRAINE

 

Анотація. У статті обгрунтовано необхідність удосконалення підходів щодо переробки твердих побутових відходів. Зроблено висновки про те, що вибір методів і технологій переробки твердих побутових відходів повинен здійснюватися з урахуванням особливостей регіонального та місцевого розвитку. Перш за все, Україна повинна орієнтуватися на досвід Німеччини та Японії у вирішенні зазначеної проблеми, але з урахуванням його адаптації до інституційних та географічних особливостей  розвитку України.

Ключові слова: тверді побутові відходи, переробка, підхід, екологія.

 

Summary. In the article the need to improve the approach to process solid waste. It is concluded that the choice of methods and technologies for the processing of municipal solid waste should take into account the peculiarities of the regional and local development. First of all, Ukraine should focus on the experience  of Germany and Japan in solving this problem, the nose given its adaptation to institutsionalbnym and geographical features of the Ukraine development.

Key word: hard domestic wastes, processing,  approach, ecology.

 

 

Вступ. Практика свідчить про постійне збільшення кількості твердих побутових відходів (ТПВ), що підвищує актуальність вирішення задач їх промислової переробки. Саме промислова переробка  вирішує питання знешкодження, ліквідації та утилізації відходів та представляє собою кардинальний шлях вирішення зазначеної проблеми. Практичний досвід переробки ТПВ в Україні, Росії  та в інших країна свідчить про те, що ще й досі не розроблено єдиного універсального методу промислової переробки ТПВ. Таким чином, необхідною є систематизація існуючого досвіду комплексної переробки твердих побутових відходів та вибір найбільш ефективного для вітчизняної економіки з огляду на отримання економічної та екологічної ефективності. При цьому також методи повинні задовольняти сучасним вимогам економіки та енергозбереження. Саме тому методи переробки ТПВ повинні обиратися диференційовано з урахуванням особливостей регіону, населеного пункту та місцевих умов. Перш за все, варто враховувати склад та властивості ТПВ, їх зміни за порами року; річні норми накопичення ТПВ; кліматичні умови; потреби у ресурсах та сировині, а також економічні фактори.

З огляду на те, що у  сучасних умовах господарювання особливої актуальності набуває проблема забруднення навколишнього середовища у результаті техногенного навантаження, до числа найважливіших екологічних, економічних та соціальних проблем людства відноситься проблема твердих побутових відходів (ТПВ) [1].

Проблема утилізації та використання ТПВ для України, як і для Донецького регіону, залишається актуальною, бо ще й досі не має повного теоретичного та практичного вирішення. Накопичені відходи займають 6,2 тис.га (приблизно 2%) загальної території Донецької області. Проблеми утилізації ТПВ підіймаються як на державному, так і на регіональному рівнях, але при цьому відсутній комплексний підхід до вирішення проблем утилізації ТПВ [2].

Майже у всіх країнах світу велика частина ТПВ підлягає захороненню на смітниках і полігонах: [3]: необхідність відводу великих земельних ділянок поблизу міст; безповоротні втрати цінних елементів, які містяться в ТПВ; великі транспортні витрати на перевезення відходів за межі міста і витрати на захоронення; екологічна небезпека (забруднення ґрунтів, ґрунтових вод, атмосфери), для запобігання якої вимагаються дорогі, складні інженерні облаштування місць захоронення; небезпека поширення інфекційних захворювань. Світова практика свідчить про можливість та ефективність отримання нетрадиційних джерел енергії (НВДЕ) за рахунок переробки ТПВ. Це дозволяє вирішувати проблеми енергозбереження на національному рівні. Наука та практика вказує на відсутність єдиного комплексного підходу до вибору методу переробки твердих побутових відходів. Існує широкий набір сучасних технологій переробки твердих побутових відходів. Аналіз їх техніко-економічних та екологічних показників свідчить про наявність певних переваг та обмежень кожного методу та технології. Саме тому набуває актуальності проблема вибору найбільш ефективної технології та підходу до переробки ТПВ з урахуванням регіональних особливостей. При цьому акцент повинен робитися на отримання економічного, соціального та екологічного ефекту.

Аналіз останніх досліджень та публікацій. Проблемами дослідження теоретичних та практичних аспектів щодо забезпечення утилізації твердих побутових відходів займалися такі вітчизняні та зарубіжні вчені й фахівці як: В.Б. Жуковицький [4], В.Я. Меллер, А.Н. Тугов, І.Л. Абалкіна [4], А.С. Гринін [6], В.М. Новіков, C.Юфіт [7], А.М. Тугов, М.А. Ізюмов [8] та інші. При цьому російськими вченими отримано багато наукових результатів з проблем дослідження ключових аспектів переробки твердих побутових відходів. В Україні ці проблеми усвідомлюються та активно досліджуються, але при цьому  використання зарубіжного досвіду без його адаптації до інституційних умов вітчизняної економіки є неможливим, що зумовлює актуальність досліджень саме в цьому напрямку.

Постановка завдання. Метою статті є розробка науково-методичного підходу до вибору методу переробки твердих побутових відходів для конкретного регіону чи міста з урахуванням зарубіжного прогресивного досвіду у зазначеному напрямку.

 

 

Виклад основного матеріалу дослідження із обґрунтуванням одержаних результатів. Україна  має  значний  потенціал  нетрадиційних  джерел  енергії, але через  незадовільне  фінансування  практична  реалізація  цих  програм  дуже незначна. Одним із перспективними напрямків є біоенергетика. Доцільність отримання в масштабах України біогазу з органічних відходів зумовлена їх кількістю та концентрацією як в окремих господарствах, так і в цілих регіонах[13].

Україна вважається зоною, придатною для активного розвитку біогазових технологій. Потенціал звалищного газу, що утворюється на великих українських полігонах ТПВ, становить 288 млн. м3 (0,19 т у.п.) [12]. Важливою  перевагою  переробки  органічних  відходів  є  невисока  вартість одержуваної  енергії,  незначні  площі  земельних  ділянок  для  спорудження біоустановок  і,  як  наслідок,  висока  рентабельність.  Організація  в  країні  на  належному  рівні  робіт  з  переробки твердих побутових  відходів може сприяти вирішенню таких важливих задач, як: одержання додаткового обсягу паливно-енергетичних ресурсів;  поліпшення якості води в річках; захист навколишнього природнього середовища; одержання додаткової кількості добрив.

Побутові відходи, що утворюються в значних кількостях, як правило, не знаходять застосування і забруднюють навколишнє середовище і є поновлюваними вторинними енергетичними ресурсами. В даний час інтенсивно розвиваються два основних напрямки енергетичної утилізації твердих побутових відходів – спалювання і поховання з отриманням біогазу. Спалювання відходів потребує дорогих систем очистки, тому більш широко поширене в усьому світі полігонне захоронення твердих побутових відходів. Основна перевага технології поховання – простота, порівняно малі капітальні та експлуатаційні витрати,  відносна безпека. При цьому щорічна емісія метану зі звалищ земної кулі порівняна з потужністю таких загальновідомих джерел метану, як болота, вугільні шахти та т.д. Сьогодні гостро стоїть проблема стабілізації концентрації в атмосфері цього газу, одного з основних джерел планетарного парникового ефекту. Тому утилізація біогазу побутових відходів набуває найважливішого значення для зниження антропогенної емісії метану. Масштаби і стабільність утворення, розташування на урбанізованих територіях і низька вартість видобутку роблять біогаз, отримуваний на полігонах ТПВ, одним з перспективних джерел енергії для місцевих потреб. Утилізація біогазу на полігонах твердих побутових відходів (ТПВ) вимагає інженерного облаштування полігону (створення ізолюючого екрану, газових свердловин, газозбірних системи та ін.). При цьому вирішується основне завдання охорони навколишнього середовища в урбанізованих територіях  [13].

Практика свідчить про те, що в Україні 92% ТПВ залишаються непереробленими, тоді як у західних країнах частка біогазових установок з переробки даного виду сировини постійно зростає і є досить значною. Поширення практики  застосування методів переробки твердих побутових відходів у економічно розвинутих країнах свідчить про потенціал щодо отримання електроенергії на основі енергетичної переробки біологічно відновлюваних ресурсів [14]. Для цього застосовуються такі методи, як: піроліз з газифікацією в одному апараті ( з отриманням та без отримання електроенергії), пироліз з газифікацією з охолодженням отриманого вугілля, пироліз із винесення отриманого вугілля в грунт. При цьому технологія пиролізу з газифікацією в одному агрегаті (отриманням електроенергії) вважається найбільш ефективною з огляду на вихід отримуваної електроенергії.

Аналіз стану і тенденцій розвитку світової практики показує, що з усіх методів промислової переробки найбільше часто застосовують термічну обробку ТПВ, в основному – спалювання. З нових термічних процесів, апробованих у дослідницьких установках, необхідно відзначити пиролізні процеси.  Основою термічної переробки є такі її переваги: із всіх існуючих методів термічний дозволяє найбільше знешкодити відходи, перетворити їх у сухий нешкідливий залишок (шлак чи пил); значно скоротити масу (у 3-6 разів) і обсяг (у 10-15 разів) залишку в порівнянні з вихідним матеріалом, використовувати відходи як джерело матеріальних ресурсів і енергії.

При виборі і визначенні технології слід використовувати результати практичного використання ТПВ у практиці господарювання вітчизняних підприємств. Аналіз отриманих матеріалів дозволив установити ряд істотних недоліків у роботі таких підприємств. Основні з них наступні: для спалювання побутового сміття застосовуються енергетичні ємності. При цьому збільшується кількість газів, що відходять, а температурний режим казана в центральній частині робочого простору сприяє утворенню токсичних газів з характерним для смітників параметрами і запахом; ні один із зазначених агрегатів не обладнаний очищенням газів від хімічних сполук, що різко погіршило екологічний стан в районах таких підприємств; усі підприємства з переробки ТПВ знаходяться поза межею міста, що призводить до зниження економічних показників роботи підприємства в цілому; усі підприємства працюють за прямою технологією, тобто без попереднього сортування сміття, що також сприяє зниженню економічних показників підприємства [15].

Україна має значні наробки щодо технологічних процесів майже усіх видів виробництва та видобутку нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії. Одним із перспективними напрямків є біоенергетика. Доцільність отримання в масштабах України біогазу з органічних відходів зумовлена їх кількістю та концентрацією як в окремих господарствах, так і в цілих регіонах.  Важливою  перевагою  переробки  органічних  відходів  є  невисока  вартість одержуваної  енергії,  незначні  площі  земельних  ділянок  для  спорудження біоустановок  і,  як  наслідок,  висока  рентабельність.

Організація  в  країні  на  належному  рівні  робіт  з  переробки твердих побутових  відходів може сприяти рішенню таких важливих задач, як: одержання додаткового обсягу ТЕР;  поліпшення якості води в річках; захист навколишнього природнього середовища; одержання додаткової кількості добрив.

Необхідний  науковий  і  виробничий  потенціал  у  країні  для  цього  є, але важливо обрати найбільш ефективний метод переробки ТПВ. Всі методи управління ТПВ поділяються за кінцевим призначенням на ліквідаційні та утилізаційні, а за технологічним принципом – на біологічні, термічні, хімічні, механічні, змішані. Найбільше розповсюдження в Україні отримали такі технології переробки та знешкодження ТПВ: складування на полігонах (ліквідаційний механічний спосіб), спалювання (ліквідаційний термічний спосіб), компостування (утилізаційний біологічний спосіб) [9,10]. Вибір методів переробки ТПВ повинен обумовлюватися специфікою регіону та підприємства.

Крім того, важливо обирати технології знешкодження та утилізації ТПВ на основі порівняння техніко-економічних та екологічних показників за такими показниками: питомі капіталовкладення, питомі експлуатаційні витрати, питомі енерговитрати, питомі трудові витрати, питома площа, ступінь та строки знешкодження, наявність відходів виробництв, забруднення  грунту, вод, атмосфери. При цьому варто зіставляти можливість отримання тепла, компосту, чорного металу [4].  В залежності від особливостей регіонального розвитку та параметрів вказаних техніко-економічних та екологічних показників  можливим є вибір таких технологій переробки ТПВ: складування на полігонах, спалювання з утилізацією тепла, компостування, комплексна переробка ТПВ.

Високотемпературний пироліз є одним з найперспективніших напрямків переробки ТПВ з точки зору екологічної безпеки, а також отримання вторинних корисних продуктів синтезу-газу, шлаків, металів та інших матеріалів, що можуть знайти широке застосування в народному господарстві [11].

У Донецькій області розроблено та знаходиться на стадії впровадження проект «Створення відділень пиролізу та когенерації на регіональному полігоні будівельних та промислових відходів із комплексом переробки ТПВ».

Вказаний проект розроблено у межах системи заходів щодо вдосконалення системи управління ТПВ у Донецькій області. Для реалізації «Регіонального стратегічного плану управління твердими побутовими відходами» та впровадження системи єдиного комплексного поводження з  відходами на території Донецької області рішенням Донецької обласної ради №5/6-104 від 23.11.06 створено КП«Донецький регіональний центр щодо поводження з відходами», що є об`єктом спільної власності територіальних громад, селищ, міст, які знаходяться в управлінні Донецької обласної ради. З метою вдосконалення системи управління ТПВ в Донецькій області рішенням Донецької обласної ради від 09.06.2011 р. №6/4-86 була затверджена «Програма поводження з відходами у Донецькій області (2011-2015 рр.). Метою програми є створення системи повного збору, перевезення, утилізації, знешкодження та захоронення твердих побутових відходів та її переведення на принцип самоокупності.

В рамках проекту використано та узагальнено провідний зарубіжний досвід щодо переробки відходів, а також враховано проблеми вітчизняних підприємств, що займаються спалюванням ТПВ. З урахуванням цього створено  адаптовану до умов України технологію та обладнання, що забезпечують екологічну безпеку, рентабельну утилізацію ТПВ як за районами, так і централізовано, у межах обласного центру. Головна відмінність даної технології  від традиційної технології пиролізу полягає у тому, що вироблений синтез-газ відводиться від високотемпературної зони реактора. Організація процесу спалювання відходів дозволяє додержувати усі встановлені нормативні вимоги відносно знешкодження найбільш стійких органічних токсинів, у тому числі диоксинів, як за часом термообробки (5-6 годин), так і за температурними режимами. До суттєвих переваг цього методу відноситься його авторитмічність, тобто можливість гнучкого управління процесами вивільнення теплового потенціалу відходів безпосередньо у реакторі пиролізу дозуванням повітря. За рахунок цього енергетичний ресурс відходів реалізується з максимально високою ефективністю, процес забезпечує себе власними ресурсами, а надлишок енергії утилізується поза зонами реактору.

Зазначена технологія переробки ТПВ є безвідходною, бо  енергетичний потенціал відходів використовується у вигляді синтез-газу, а матеріальний ресурс – у вигляді екологічно інертного шлаку – сировини для будівельної індустрії, для виготовлення товарної продукції з нього, наприклад, теплоізоляції. Таким чином, вже на виході з реактора вироблений синтез-газ має екологічні показники як після системи традиційної газоочищення.

Світова практика термічної переробки ТПВ для зменшення викидів диоксинів у навколишнє середовище застосовує багатоступеневі  системи газоочищення, що характеризуються високим рівнем витрат на їх впровадження. Розробленою технологією утворення диоксинів не передбачається за рахунок особливостей самого процесу, а не обладнання. Це дозволяє без завдання шкоди для екології зменшити капітальні вкладання порівняно із зарубіжними аналогами у декілька разів. Замкненість системи, компактність обладнання та екологічна чистота визначають можливості розміщення такого підприємства у межах міста, у тому числі за окремими адміністративно-територіальними районами. У результаті пиролізу із однієї тони ТПВ виробляється 1200кВт∙г електроенергії та 250 кг шлаку. Шлак із ТПВ за хімічним складом є приблизним до природнього базальту та може використовуватися для виробництва теплоізоляції та у дорожньому будівництві.

Висновки. Поряд із відзначеними перевагами запропонованої технології переробки ТПВ варто зауважити, що її раціональність відповідно до вимог сталого розвитку може бути забезпечена лише при досягненні комплексного державного, соціального та екологічного ефекту від впровадження.  На державному рівні мають вирішуватися проблеми енергоефективності за рахунок використання енергії біогазу. Екологічна складова ефекту передбачає вивільнення значних земельних ділянок, зниження викидів у навколишнє середовище диоксинів. Соціальний ефект має виражатися у зниженні чи не підвищенні тарифів на вивіз сміття. Зазначені аспекти варто враховувати при розробці концепції комплексної переробки твердих побутових відходів. При впровадженні нових підходів до вирішення проблем утилізації твердих побутових відходів варто враховувати досвід Германії та Японії, де взагалі немає полігонів сміття, а всі відходи ретельно сортируються, перероблюються та спалюються. Ці країни демонструють найбільш ефективні інноваційні методи переробки та утилізації відходів, а також демонструють позитивні приклади впровадження повністю безвідходних виробництв. Впровадження таких підходів дозволить не лише стабілізувати та покращити екологічну ситуацію у країні, але й сформувати засади сталого розвитку в Україні.

 

Література

1. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от производственных и бытовых отходов / В.И. Сметанин. – M.: Koлос, 2000. – 280 с.

2. Зеркалов Д.В. Енергозбереження в Україні [Електронний ресурс]:  У п’яти книгах.  Книга друга: Організація використання енергоресурсів. Довідник / Д. В. Зеркалов. – Електрон. дані. – К. : Основа, 2009. – 1 електрон. опт.  диск  (CD-ROM); 12 см. –   Систем.  вимоги: Pentium; 512 Mb RAM; Windows  98/2000/XP; Acrobat Reader 7.0. –  Назва з тит. екрана. 

3. Лифшиц А.Б. Современная практика управления твердыми бытовыми отходами./ А.Б. Лифшиц // Чистый город. – 1999. – № 1(5). – С. 2-10.

4. Жуховицкий В.Б. Утилизация твердых бытовых отходов / В.Б. Жуховицкий, В.Я. Меллер, А.Н. Тугов. – Днепропетровск: «Свидлер А.Л.»,2011. – 546 с.

5. Абалкина И.Л. Проблемы борьбы с городскими и промышленными отходами в США: обзор / И.А. Абалкина // Экология и проблемы большого города. – М.: РАН ИНИОН, 1992. – С.27-49.

6. Гринин А.С. Промышленные и бытовые отходы: хранение, утилизация, переработка / А.С.  Гринин, В.Н.  Новиков. – М.: ФАИР-Пресс, 2002. – 336 с.

7. Юфит С. Типичные ошибки авторов проектов мусоросжигательных заводов / С. Юфит // Городское управление. – 2000. – №5. – С.68-71.

8. Эскин Н.Б. Разработка и анализ различных технологий сжигания бытовых отходов / Н.Б. Эскин, А.Н. Тугов, М.А, Изюмов // Развитие технологий подготовки и сжигания топлива на электростанциях: сб.науч.ст. – М.: ВТИ, 1996. – С.77-84.

9. Пальгунов П.П. Утилизация бытовых отходов / П.П. Пальгунов. М.В. Сумарохов. – М.: Стройиздат, 1990. – 352 с.

10. Федотова О.Г. Анализ подходов к переработке твердых промышленных и бытовых отходов / О.Г. Федотова // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия: экономическая. – 2003. – Вып.68. – С. 135-141.

11. Основные направления деятельности УкрГНТЦ «Энергосталь» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.energostal.kharkov.ua/index.php?lang=ru&page=&s=37&id=1916.

12. Парфенюк А.С. Крупномасштабная комплексная переработка твердых углеродистых промышленных и бытовых отходов / А.С. Парфенюк //  Кокс и химия. – 2001. – №5. – С. 41-46.

13. Бачурин А.Н. Проблема утилизации и использования твердых бытовых отходов / А.Н. Бачурин // Вісник Донбаської національної академії будівництва та архетиктури. Сучасні будівельні матеріали. – Макіївка, 2009. – Вип. 1(75). – С. 89-92.

14. Прокіп А.В. Еколого-економічна оцінка заміщення невідновлюваних енергоресурсів біологічно відновлюваними: моногр. / А.В. Прокіп. – Львів.: ЗУЦК, 2010. – 212 с.

15. Щокін А.Р. Перспективи виробництва і застосування біопалива в Україні [Електронний ресурс] / А.Р. Щокін, Ю.В. Колесник // Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы». – 2003. – №5. – режим доступа: http://www.necin.com.ua.

  Стаття надійшла до редакції 15.11.2011 р. 

bigmir)net TOP 100

ТОВ "ДКС Центр"