Куций Денис. Збір та утилізація біогазу на полігонах ТПВ України. Проблеми та перспективи

Збір та утилізація біогазу на полігонах ТПВ України.

Проблеми та перспективи.

Куций Д.В., консультант

Матвєєв Ю.Б., заступник директора

Науково-технічний цент “Біомаса”

Міжнародний форум “ECO-invest 2012”

Київ, Україна

1–3 жовтня 2012 р.

Б I O M A С А

2

Сфера поводження з ТПВ

Країни Євросоюзу, 2007 рік

39%

20%

41%

Перероблено включаючи компостування

Утилізовано на сміттєспалювальних заводах

Захоронено на полігонах ТПВ

Україна, 2011 рік

3%3%

94%Перероблено включаючи компостування

Утилізовано на сміттєспалювальних заводах

Захоронено на полігонах ТПВ

Джерело: Eurostat Джерело: Мінрегіон Україні

Б I O M A С А

3

Стан полігонів ТПВ України

Перевантажені та повинні бути закриті:

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

2010 рік 2011 рік

1%

Потребують рекультивації: Потребують паспортизації:

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

2010 рік 2011 рік

3%

0%

7%

14%

21%

28%

35%

42%

2010 рік 2011 рік

5%

Джерело: Мінрегіон Україні

Б I O M A С А

4

Системи збору біогазу

Моніторинг

підземних

вод

Система

збору та

утилізації

біогазу

Система

обробки та

очищення

фільтрату

Емісії метану

Збір біогазу

Б I O M A С А

5

Нормативно-правова база України 1. ДБН В.2.4-2-2005. Полігони твердих побутових відходів.

Основи проектування. – К.: Держбуд, 2005.

2. Наказ №484 від 31 грудня 2010. Про СОУ ЖКГ 08.09-13:2010

“Побутові відходи. Біогаз полігонів побутових відходів, що

використовується у когенераційних установках”. – К.:

МінЖКГ України, 2010 р.

+ -

Визначає необхідність проектування

системи збору біогазу;

Встановлює порядок розрахунку

генерації біогазу;

Наводить технічні аспекти

будівництва систем збору.

Застаріли методики, які призводять

до переоцінки;

Застаріли технології, які не

відповідають сучасним нормам.

+ -

Визначає принципову схему системи

збору;

Встановлює вимоги до палива;

Визначає системи підготовки біогазу

Відсутність технічного підґрунтя

технологічних аспектів систем збору

та очистки біогазу

Б I O M A С А

6

Дослідження газоутворення

1. Теоретичні дослідження газоутворення:

– математичне моделювання.

Українська модель газоутворення

2. Експериментальні дослідження газоутворення:

– Пробне відкачування чи насосний тест (Виконано на

полігонах ТПВ м. Чернівці, Алушта, Ялта, Львів,

Маріуполь, Рівне, Чернігів, Бориспіль);

– Баро-пневматичний тест (Виконано на полігонах ТПВ

м. Сімферополь, Бориспіль);

– Лабораторні дослідження (Виконано для полігонів ТПВ

м. Маріуполь, Чернігів, Бориспіль);

MCFexR

xLktQt

x j

kt jx

1

1

1,0

0,

102)(

Б I O M A С А

7

Системи утилізації біогазу

Біогаз

Використання в

межах полігону ТПВ

Використання за

межами полігону

ТПВ

Виробництво

палива для

автомобілів

Подача в

магістральні

газопроводи

Газові

двигуни,

КГУ

Газові

турбіни,

мікро-

турбіни

Паливні

елементи

Випарову-

вання

фільтрату

Водогрійні

котли

Опалюва-

льні печі

Парові

котли та

турбіни

ТЕС

Станції

очистки,

стиснення

та заправки

Станціїї

очистка та

збагачен-

ня

Б I O M A С А

8

Економічні аспекти систем утилізації

Техніко-економічні показники Спалюван-

ня на

факелі

Використання в ДВЗ Подача в котли Паливо для

автомобілів

Дійсний

тариф

Зелений

тариф

ЖК

сфера

Проми-

словість

Теплова потужність, кВттепл

Електрична потужність, кВтєл

4 000

-

1 404

1 250

3 000

-

-

-

Інвестиційні затрати, тис. грн. 16 031,4 31 958,3 22 219,1 31 688,3

Експлуатаційні затрати, тис. грн. 1 087,2 1 702,6 1 139,3 2 672,3

Фінансові показники З

ОСВ

Без

ОСВ

Без

ОСВ

Без

ОСВ

Без

ОСВ

Без

ОСВ

Чиста приведена вартість (NPV),

грн. - 6 560,3 -10 081,6 2 164,6 -12 128,9 -2 828,7 -3 582,4

Внутрішня норма

рентабельності (IRR), грн. -2% 3% 20% -11% 12% 12%

Простий строк окупності, рік >10 8,7 4,5 >10 5,7 5,5

Попередні техніко-економічні показники систем утилізації біогазу

(станом на 2010 рік)

Б I O M A С А

9

Стимулюючі законодавчі механізми 1. № 10183 від 13 квітня 2012 року. Проект закону України “Про

внесення змін до закону України “Про електроенергетику” (щодо стимулювання виробництва електроенергії з альтернативних джерел)”. (пройшов перше читання)

2. № 2755-IV від 02 грудня 2012 року. Закон України “Про внесення змін до деяких законодавчих актів України у зв'язку з прийняттям Податкового кодексу України / Верховна Рада України. – К.: Парламентське видавництво, 2010. (діючий)

Звільняється від оподаткування обладнання, устаткування та ін., що працює на ВДЕ;

Звільнення від сплати податку на додану вартість постачання техніки обладнання та ін, що

застосовується для виробництва відновлювальної енергії;

Звільняються від податку на прибуток підприємства-виробники електроенергії з ВДЕ

Б I O M A С А

10

Пілотні проекти

Обмежена система збору біогазу: Кількість свердловин 3 шт. Середня витрата біогазу 20-30 м3/год Вміст метану в біогазі 35-45%

Система утилізації біогазу:

Тип та потужність обладнання 4 Інфрачервоні обігрівачі × 30 кВттепл

Б I O M A С А

11

Реалізовані проекти (Кіотський протокол)

Полігон м. Алушта Система збору біогазу: Кількість свердловин 30 шт.

Середня витрата біогазу 400-450 м3/год

Вміст метану в біогазі 42-45%

Система утилізації біогазу: Тип та потужність обладнання Факел 500 м3/год та 1 ДВС × 60 кВтел

Полігон м. Ялта (п. Гаспра) Система збору біогазу: Кількість свердловин 66 шт.

Середня витрата біогазу 650 м3/год

Вміст метану в біогазі 48%


Полігон м. Львів Система збору біогазу: Кількість свердловин 160 шт.

Середня витрата біогазу 1400-1700 м3/год



Б I O M A С А

12

Реалізовані проекти (Кіотський протокол)

Полігон м. Луганськ Система збору біогазу: Кількість свердловин 30 шт.




Тип та потужність обладнання Факел 600 м3/год

Полігон м. Запоріжжя Система збору біогазу: Кількість свердловин 85 шт.




Тип та потужність обладнання Факел 1500 м3/год

Полігон м. Кременчук Система збору біогазу: Кількість свердловин не відомо

Середня витрата біогазу не відомо

Вміст метану в біогазі не відомо


Тип та потужність обладнання Факел

Б I O M A С А

13

Реалізовані проекти (Виробництво е/е)

Полігон м. Київ (Полігон №5) Система збору біогазу: Кількість свердловин 33 шт.




Тип та потужність обладнання 5 ДВС × 177 кВтел

Полігон м. Маріуполь (Приморський) Система збору біогазу: Кількість свердловин 48 шт.




Тип та потужність обладнання Факел 800 м3/год та 1 ДВС× 200 кВтел

Б I O M A С А

14

Проектування та будівництво нових систем збору та утилізації біогазу

Мета проекту:

Збір та утилізація біогазу в котлах комунальної котельної.

Характеристика системи збору:

Змішана система, що складається з вертикальних свердловин та горизонтальних колекторів.

Розрахунковий вихід біогазу:

300-500 м3/год

Б I O M A С А

15

Висновки

Україна має достатній потенціал відходів для реалізації проектів збору біогазу з полігонів ТПВ, який зараз практично не освоєний. Освоєння цього потенціалу має стратегічне значення, оскільки дозволяє вирішувати енергетичні проблеми країни (заміщення використання природного газу) та екологічні проблеми експлуатації полігонів ТПВ.

Діючі норми технічного проектування систем збору застарілі та вимагають доповнення та розширення згідно існуючих результатів досліджень.

Утилізація біогазу можлива в різних теплових двигунах та пристроях. Але з економічної точки зору найвигіднішою технологією утилізації є використання двигунів внутрішнього згорання з електрогенераторами для виробництва електроенергії.

Нажаль механізмів стимулювання виробництва електроенергії, строки окупності яких великі, в державі поки що немає. Ця ситуація може змінитися з прийняттям змін до Закону “Про електроенергетику”.

Досвід експлуатації перших систем збору біогазу показує технічні та економічні шляхи реалізації таких проектів, які повинні використовуватись для розширення технічної бази та при проектуванні нових проектів.

Дякую за увагу!

Куций Денис Володимирович

консультант

Науково-технічний цент “Біомаса”

Тел./факс: (044) 223-55-04

E-mail: [email protected]

Web: www.biomass.kiev.ua

Міжнародний форум “ECO-invest 2012”

mailto:[email protected]

http://www.biomass.kiev.ua/

Documents

Куций Денис. Збір та утилізація біогазу на полігонах ТПВ України. Проблеми та перспективи