История мусора. От средних веков до наших дней

Переработка городских отбросов путем их обеззараживания сжиганием — вот та радикальная мера, какую гигиенисты с последних десятилетий XIX века считают оптимальной. Сжигание мусора в те годы вошло в моду, тем более что тогдашние сельхозпроизводители принялись отказываться от обработанных нечистот. Иногда при этом использовали выделяемое тепло или полученное с его помощью электричество. Тепло передавали по подземным водоводам в жилые кварталы, в больницы, на заводы, в музеи и государственные конторы. Электричество позволяло работать станкам и электровозам. Мобилизация этого местного источника энергии помогала сократить ее поступление от отдаленных поставщиков и связанные с этим издержки.

Однако время безудержных восхвалений миновало. Теперь способность огня обеззараживать мусор вызывает сомнения. Невзирая на технологические новации, улучшающие состав горючего и очистку дымов, боязнь попадания в атмосферу ядовитых молекул, отрицательно влияющих на здоровье, вызывает сильные общественные протесты, особенно со стороны жителей, обитающих поблизости от мусоросжигательных заводов.

Теперь известно, что отбросы выделяют не только пар, часто трансформируемый в электричество, но и биогаз, образующийся в установках их переработки или в цехах по получению метана. После очистки биогаз применяется таким же образом, как и природный газ. Иногда он служит горючим для автомобилей. Из сухих остатков отбросов тоже можно получать горючие смеси, годные для складирования.

СЖИГАНИЕ ОТХОДОВ: ПОБЕДА ГИГИЕНИСТОВ

Сжигание хозяйственных отходов — весьма старинная традиция. Остатки, не предназначенные на корм скоту или для удобрения земли, отправлялись в очаг, в печь или в плиту. К подобной практике, довольно частой в деревне, гораздо реже прибегали в городе, более приспособленном для сбора отходов. При всем том и горожане подчас, чтобы сократить свое участие в избавлении от отходов, а по существу, чтобы избавиться от этой докуки, тоже отправляли их в огонь. Так, в Австрии начала XIX века жители Вены, с которых взимали подать, пропорциональную объему забираемых у них мусорщиками отбросов, часть последних пускали дымом на ветер.

В ту же эпоху в Англии множество жилищ были снабжены автономными мусоросжигательными установками. В США тоже принялись было устанавливать сходные устройства в подвалах, соединенных с мусо-роприемниками вертикальными коробами, проходящими по всем этажам. Отбросы падали в воронкообразный бункер печи, где постоянно поддерживалось горение. Пепел удалялся раз в неделю. В Чикаго такие установки сокращали объем собираемых отходов на 35%. Ободренный полученным результатом, штат Нью-Йорк в 1945 году проголосовал за обязательную установку мусоросжигателя в каждом доме, имеющем более четырех квартир. Такие устройства пользовались в США немалым успехом: к 1960 году их там насчитывалось до десяти тысяч. Но мало-помалу от них пришлось отказаться, так как они быстро выходили из строя и давали утечки вредных дымов. У домашнего сжигания бытовых отходов не было будущего.

Напротив, сжигание их на особых предприятиях распространилось повсеместно. В эпоху между двумя мировыми войнами власти с раздражением отрывались от более интересных дел ради упразднения мусора. Зато сжигание отбросов очень одобрялось гигиенистами, которых пленил этот тип обработки, использовавшийся в Англии с 1870 года и в США (в Манхэттене) с 1880 года. К началу двадцатого века в этих странах действовало несколько десятков таких установок. Рабочие забрасывали отходы в топки лопатами и ими же выгребали из печей пепел.

В 1893 году постройка в Жавеле, недалеко от Парижа, первого завода по сжиганию мусора вызвала горячую и не утихающую до наших дней полемику между сторонниками и противниками такого способа избавляться от отходов. Гигиенисты подчеркивали благотворное воздействие огня, агрономы, напротив, возмущались безвозвратными потерями в пламени необходимых почве питательных веществ. В первое время радеющие об удобрениях возобладали: вышел запрет сжигать все, что может способствовать плодородию. Первый завод по измельчению отбросов вступил в работу 1896 году в Сент-Уане, затем появились еще три предприятия: в Исси-ле-Мулино, Роменвиле и Иври. Однако победа агрономов оказалась кратковременной: уже в 1906 году сжигание любых отбросов было разрешено. При всем том в помыслах о плодородии оговаривалось, что подлежат уничтожению огнем только те органические остатки, на которые не нашлось покупателей. После чего на заводах по дроблению мусора возвели цеха по его сжиганию. А спустя несколько лет в Гренвилье возник первый мусоросжигательный завод современного образца.

В первых устройствах для обеспечения сжигания обычно требовалось добавлять традиционное топливо, скажем уголь или мазут, при том что отбросы содержали значительную долю пепла, попадавшего туда из домашних дровяных и угольных печей. Со временем установки для сжигания значительно усовершенствовали, чтобы обеспечить более полный дожиг и сократить содержание несгораемых элементов. Печь с грилем, появившаяся в 1930 году, стала значительной технологической новинкой, повысившей производительность и облегчившей условия труда. В 1960-е годы число мусоросжигательных заводов во Франции умножилось.

Ныне сжиганием добиваются уменьшения объема отбросов на 90%, а их веса — на 75%. На условия сжигания более или менее влияют их влажность и состав. Во Франции по собственной горючести они сравнимы с низкосортным углем. Она, естественно, повышается, если предварительно удалить из отбросов как можно больше стекла, железа и влажной органики. Напротив, она понижается, если из общей массы удаляют бумагу и пластмассу. Потому отбросы городских зон в странах третьего мира, в которых велика концентрация влажных и склонных к ферментации составляющих, обладают меньшей теплоотдачей и применение такого способа их уничтожения там не дает нужных экономических результатов.

При сжигании бытовых отходов выделяются вредоносные газы, а также нечистоты в форме частиц, называемых «золами уноса». Поэтому особые усилия прилагаются, чтобы на первоначальном этапе предотвратить все эти выделения путем очищающей обработки дымов перед их выбросом в атмосферу, фильтрации летучих соединений тяжелых металлов, несгоревшей органики, газообразной хлористоводородной кислоты. Для устранения этих соединений прибегают к устройствам, способствующим уловлению, фильтрации и нейтрализации обнаруженных вредоносных примесей. Остающиеся после этих операций твердые остатки (35–50 килограммов ядовитых веществ на тонну сжигаемых отходов) подвергаются химической стабилизации или прессуются, а затем отправляются в специализированные хранилища для складирования опасных материалов (так называемых «материалов первого класса опасности»).

В результате сжигания остаются также шлаки, содержащие металлические включения. Они употребляются для нужд сталеплавильного производства и для получения алюминиевых проводов, а также — после выдержки и просева — в городском и дорожном строительстве для возведения насыпей, укладки слоев подстилающего фунта при прокладке дорог, рассчитанных на небольшие нафузки, например пешеходных, и при устройстве автостоянок. Но, учитывая уфозу зафяз-нения водных источников, в дорожном строительстве применение этих материалов подвергается сфогой регламентации. Предполагается, что шлаки, полученные от сжигания отбросов неустановленного происхождения, могут содержать остатки горючих веществ, тяжелые металлы и ядовитые включения.

К сжиганию мусора прибегают прежде всего в богатых странах с выраженным дефицитом пустующих площадей, пригодных для устройства свалок, например в Японии и в Европе — в Германии, Бельгии, в Нидерландах, в Швейцарии, Швеции, Авсфии и Дании. К тому же в некоторых из этих сфан допускаются к хранению в отвалах только отбросы, предварительно прошедшие подобную обработку. Во Франции парк мусоросжигательных заводов — крупнейший из европейских: в 2007 году их было 134 и в них уничтожалось до 43% бытовых отходов. Общее количество таких заводов падает, но их размеры возрастают.

РОСТ ОЗАБОЧЕННОСТИ И СОПРОТИВЛЕНИЯ СЖИГАНИЮ МУСОРА СРЕДИ НАСЕЛЕНИЯ

Из труб первых заводов вырывались плотные столбы дыма, изобилующего вредными включениями. Чтобы уменьшить его вредоносность, газообразные продукты горения подвергали разнообразным воздействиям. Но еще долго старые заводы продолжали засорять окрестности пылью, тяжелыми металлами, диоксинами, соединениями соляной кислоты, окислами азота и двуокисью серы.

Процессы сжигания мусора подвергались все более сфогой регламентации. Были предприняты зна-читальные усилия, чтобы улучшить его параметры и углубить очистку дымов. Совершенствовалась и конструкция фильтров, чтобы уменьшить пылевое загрязнение атмосферы. Однако многие предприниматели, занимавшиеся сжиганием мусора, не спешили подчиняться предписаниям европейских уложений 1989 года, что способствовало подрыву популярности этого вида уборки и стало причиной недовольства среди населения страны. И вот в 2000 году появилось еще более строгое предписание, с которым пришлось считаться почти всем французским заводам. Причем более молодые предприятия успели обзавестись необходимым оборудованием, а безнадежно устаревшие пришлось закрыть или переоборудовать согласно новейшим нормативам. С тех пор обработка дымов составляет до двух третей всех затрат на деятельность мусоросжигателей.

Обычно самому сжиганию отбросов предшествует их сортировка, что уменьшает вредоносность газообразных выделений. Кроме того, добиваются оптимального температурного режима, минимизирующего этот процесс. Так, двухсекундный нагрев до 850°C разрушает диоксины. Однако нежелательные реакции могут протекать и при остывании дымов, а также при технологических неполадках. Вот почему уцелевшие диоксины поглощаются активированным углем либо разлагаются при посредстве катализаторов. Также многократно уменьшается концентрация окиси азота и ее производных. А фильтры улавливают почти все вредные для здоровья пылевые микрочастицы дымовой смеси.

Между тем диоксины продолжают терзать воображение проектировщиков. Ведь при их взаимодействии образуется целое семейство органических веществ, включающее в себя двести десять наименований. Эти производные стали знамениты после техногенного происшествия, имевшего место в итальянском городке Севезо в 1976 году. Потом в Европе наблюдалась целая череда подобных происшествий. В Савойе отравление диоксинами, содержавшимися в дымах мусоросжигательного завода, привело в 2001 году к забою 7000 голов скота. В Аллюине (на севере Франции) после того, как обнаружили повышенную концентрацию диоксинов в почве вокруг бывшего мусоросжигательного завода, закрытого в конце 1990 годов, коровы перестали быть обязательным элементом окрестного пейзажа.

Воздействие диоксинов на здоровье людей уже давно находится в центре полемики. Выводы двух испытаний, проводившихся экспертами в США и во Франции в 1994 году, не совпадают. В это время Комитет по применению законов при Французской академии наук утверждал, что единственным заболеванием, которое можно безоговорочно приписать именно такому воздействию, причем непременно длительному, является хлоракне (chloracné — угреподобное поражение кожи). Однако выводы Американского агентства по охране окружающей среды (ЕРА) гораздо более тревожны: воздействия слабых концентраций этих соединений связаны со значительным риском, прежде всего с опасностью поражения иммунной системы.

Попав в почву, диоксины очень слабо разлагаются, мало подвержены воздействию биологических соединений и, попадая в организм по пищевой цепочке, с течением времени накапливаются в мясных и рыбных продуктах, в молоке, а оттуда — и в жировых тканях человека. Открытие, что диоксины попадают из организмов животных в человеческий через молоко (а потом через него же и внутриутробно — от матери к младенцу), возбудили всеобщее негодование и кампании протеста. Подобное проникновение компрометирует материнское молоко как заведомо безопасный продукт. В Японии на одном из дизайнерских конкурсов 1998 года первого приза добился плакат, посвященный переносу диоксина материнским молоком. Надпись на нем гласила: «Lots of love, lots of poison» («Исполнено любовью и полно яда»).

Результаты исследования Французского института санитарно-эпидемиологического надзора (INVS), опубликованные в ноябре 2006 года, констатировали превышение нормы онкологических заболеваний у населения, живущего под «дымовой шапкой» мусоросжигательных заводов. Однако эти выводы подверглись критике со стороны экспертов, указывавших, что они относятся к воздействию предприятий, сооруженных в семидесятых и восьмидесятых годах прошлого века, которые ныне закрыты. Эксперты подчеркивают, что нормативы, применяемые на современном заводе, уже с 1995 года значительно сократили выброс отравляющих веществ и особенно диоксинов (более чем на 97%). В настоящее время гораздо больше диоксинов выделяют другие производства, не говоря уже просто о его выделении при сжигании дров.

Что до частных предприятий по обработке отбросов, нынешние парламентарии и эксперты полагают, что здесь риски загрязнений (в частности, диоксинами) сведены к минимуму. Но их доводы не всегда успокаивают жителей, обитающих поблизости от проектируемых заводов. Опасения подогреваются данными прошлых лет, и потому доводы сторонников мусоро-сжигания не развеивают страхов тех, кто будет жить под новыми «дымовыми шапками», опасаясь микрочастиц, не уловленных новейшими фильтрами. Они наслышаны о вредных молекулах и целом коктейле химических соединений, распространяемых дымами. В эпоху, когда науку и технический прогресс уже не окружает аура непогрешимости, а эксперты опровергают друг друга на фоне множащихся скандалов, растет всеобщее недоверие, глухое к увещеваниям.

Планы возведения новых мусоросжигательных заводов почти везде в мире встречают массированное сопротивление, особенно со стороны жителей, которым предстоит очутиться поблизости от их труб. Возникают сотни сообществ, объявивших им войну. Чаще всего их объединяет GAIA (Global Anti-Incinerator Alliance), Всемирный союз противников сжигания отбросов, действующий с 2000 года.

В США прочти все планы постройки заводов по тепловому уничтожению отбросов были остановлены после 1996 года из-за сопротивления жителей и превышения доли сжигаемых отходов выше порога в 15%. В ту антимусоросжигательную кампанию внесли свой вклад и врачи. Так, во Франции Координационный комитет медиков по мерам в области здравоохранения и окружающей среды (CNMSE, Comité nationale médicale santé-environnement), насчитывавший уже при своем основании в 2007 году шесть медицинских ассоциаций департамента Пюи-де-Дом или 472 врача, предложил мораторий на строительство новых мусоросжигательных предприятий. Независимый центр информации об отходах (CNIID, Centre national d’information indépendant sur les déchets), включающий две сотни локальных объединений, также активно предлагает способы утилизации отбросов, альтернативные их сжиганию.

Кроме всего прочего, противники этой технологии опасаются, что обилие дающей много тепла пластмассы неумолимо подтолкнет технологов к ее сжиганию, поскольку само строительство завода, «пылесоса отходов», подвигает всех заинтересованных находить для него достаточно сырья. Противники таких предприятий полагают, что сжигание отходов отодвигает на второй план решительные меры по сокращению их источников и затрудняет повторную утилизацию собираемых компонентов. Они констатируют, что в этой области Франция запаздывает в сравнении с остальной Европой: в ней повторная утилизация отходов застыла на 20%, в то время как не менее 60% органики и неорганических материалов можно было бы заново пустить в ход, не уничтожая огнем. То, что печи требуют постоянной загрузки, чтобы оправдать расходы на них, часто препятствует другим путям освоения отбросов.

ПРОТЕСТЫ И ПОПЫТКИ УТИХОМИРИТЬ СТРАСТИ

Власти всех уровней стремятся утихомирить тех, кто предвещает катастрофические последствия, и пригасить опасения граждан, подчеркивая технологические усовершенствования мусоросжигателей последнего поколения. Некоторые заводские менеджеры играют в открытость, регулярно представляя результаты анализов дымовой смеси местным комитетам по надзору. На Тайване каждая площадка для размещения отходов должна вывешивать в Интернете результаты контрольных обследований. В лондонском предместье Сэлч завод останавливается, если нормативы превышаются в течение четырех часов и более. В Анжу дирекция завода «Лacc» решила ежедневно сообщать через Интернет данные эмиссий, включая пыль, хлор, сернистый ангидрид и другие загрязнители.

Ради успокоения населения, проживающего вокруг заводов, их дирекция подчас прибегает к предосторожностям весьма изысканного свойства. Пускаются в ход проекты полной функциональной ревизии. Дизайнер и архитектор-эколог Хундертвассер способствовал кардинальной перестройке мусоросжигательного предприятия в Вене (Шпиттелау). Однако эстетические изыски не всегда способны унять оппозиционеров. Проект подобного завода в Витри-сюр-Сен, разрабатывавшийся знаменитым дизайнером Филиппом Старком, остался в стадии макета. Старк решился прикрыть доставляемые объемы сырья коробом в форме эллипса. Однако то, что будет внутри проектируемого предприятия, он не продемонстрировал. Не мудрено, что эта жемчужина индустриальной архитектуры в футуристическом духе отнюдь не воодушевила жителей Витри, и в 1999 году замысел был отвергнут.

Напротив, в конце 2007 года в Исси-ле-Мулино было открыто новое предприятие, получившее изящное имя «Иссеана». В него входят собственно мусо-росжигатель и сортировочный центр, со всех сторон заботливо укрытые лесными насаждениями. Большая его часть схоронена под землей, наивысшая точка отстоит от поверхности всего на 21 метр, перед фасадами и на крыше посажены деревья. Конструкторы поостереглись размещать вблизи от жилья здание, самый вид которого говорил бы о его вредоносности, и позаботились в разы уменьшить шум и неприятный запах. При всем том «Иссеана» призвана уничтожать отбросы более чем миллиона жителей. А выделяемая при сжигании энергия служит для отопления 79 000 жилищ и производства электричества для нужд 50 000 квартир. Прислушавшись к мнению экологов, администрация намеренно приняла для завода заниженные нормы выработки, чтобы побудить обитателей Иль-де-Франса сократить объемы отбросов, прибегая к более полной предварительной сортировке ради увеличения объемов вторично используемого сырья. Тому же способствует и сортировочный цех, приданный заводу.

В том, что касается отбросов, подготовка для обработки заранее выявленных компонентов — основная составляющая политики оповещения, которая способна привести к осуществлению проектов. Начиная с этого шага, мусоросжигательные заводы, отныне переименованные в «предприятия для использования отходов в качестве энергетического сырья», получают новый статус, даже если их главной целью остается уменьшение объема и веса отходов с получением энергии в качестве дополнительной функции.

Наперекор многоречивым протестам недовольных сжигание мусора останется, видимо, тем способом его обработки, который сохранится наряду с прочими технологиями. Ведь, по существу, даже при самом решительном подходе, включающем предварительный разбор компонентов, повторное использование некоторых из них, извлечение метана и компостирование, от сжигания нельзя полностью устраниться при уничтожении неразлагаемых веществ, тем более что в силу разрастания городов территории потенциальных свалок сокращаются. Прежние противники сжигания мусора это уже усвоили и не отвергают подобные проекты все разом, особенно когда сталкиваются с комплексным подходом, учитывающим взаимодействие нескольких технологических процессов, в том числе хорошо разработанные предварительный разбор и сортировку. Так случилось в Германии, в Нидерландах, в Скандинавских странах, где политическим решением стали развернутая предварительная обработка, разбор и вторичное использование бытового мусора и отбросов, что значительно сокращает их объем.

ОБОГРЕВ ЖИЛИЩ И ПОЛУЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ ИЗ ОТХОДОВ

Уже на первых заводах по сжиганию мусора часть пара шла на производство электроэнергии. В парижском регионе муниципальные службы по очистке улиц и контролю водных ресурсов для этой цели покупали вырабатываемый при сжигании нечистот пар. От него работали насосы заводов в Аустерлице и Менильмонтане, качавшие наверх воду из Марны и Сены для питания фонтанов и промывки выгребных стоков и канав. Получаемая энергия использовалась также для движения локомотивов между Версалем и парижским вокзалом Гар-дез-Энвалид.

С начала XX века повсюду мало-помалу крепло убеждение, что энергию от сжигания нечистот можно пускать на фабрики, а также для отопления зданий и иных целей, обеспечивающих населению больше жизненных удобств. Уже в 1903 году так отапливались больница и психиатрическая лечебница в Фридрихсберге. В 1930 году в Ленинграде для городского отопления и обеспечения функционирования прачечных применялись горючие отходы. В пятидесятые годы некоторые медицинские центры, например в Нанси (Франция), в Берне (Швейцария), уже перерабатывали эту энергию в пар.

В середине семидесятых получение электроэнергии на базе отбросов чрезвычайно распространилось. Во время кризиса, разгоревшегося на Среднем Востоке осенью 1973 года, цена нефти за какие-то месяцы выросла вчетверо, и сразу повысился интерес ко всем иным источникам энергии. Среди прочих не обошли вниманием и ту, что попутно вырабатывается при сжигании отбросов: на крупных предприятиях с достаточным объемом отходов ее выработка уже оправдывала затраты на систему утилизации тепла и очистки дымов.

Газы, образующиеся в процессе горения, по выходе из топки достигают температуры около 1000°C. Их охлаждение до 400°C обычно протекает в котельном отделении. Полученный пар проходит через теплообменники, после чего горячая вода передается промышленным предприятиям, а также производствам, непосредственно приданным мусоросжигательному заводу. По теплотрассам горячая вода также поступает в жилища. Коль скоро это производство замкнутого типа, отдавшая часть тепла вода возвращается в те же теплообменники.

Образовавшийся при охлаждении газообразных продуктов горения пар идет на получение электроэнергии, попадая в турбину, имеющую, правда, невысокий КПД. На подобных предприятиях производится в среднем по 300–400 КВт на тонну отбросов. Отходы трех десятков жителей способны обеспечить электроэнергией одного из них. Новейшая технология дает возможность получать одновременно тепло и электричество. Их баланс обычно соответствует спросу и существующим тарифам, а продажа частично компенсирует затраты на сжигание мусора. Рентабельность параллельного производства тепла и электричества зависит и от расположения завода, то есть от близости его к большому числу потенциальных пользователей.

Энергетический потенциал городских отбросов тем выше, чем ближе к месту их обработки расположены потребители. Таким образом, можно свести к минимуму энергетические потери при транспортировке. Именно поэтому иногда такие предприятия сооружались в непосредственной близости к потребителям, использующим полученные электричество и тепло круглый год. И наоборот: часто площадки таких предприятий, как консервные заводы, скотобойни и промывочные цеха выбирались невдалеке от мусоросжигательных заводов. При всем том подобные «браки по расчету» не всегда просто устроить, а потому между получением и потреблением тепла и электричества возникает множество неудобств, связанных с обстоятельствами места и времени.

Идеальная ситуация создается, например, когда при уничтожении мусора получают только тепло, оно идет на обеспечение некоего потребителя в летнее время, а зимой он покупает дополнительные объемы мазута, угля или дерева. У таких крупных оптовых потребителей, как Париж или Лион, дела обстоят именно подобным образом. Здесь клиентов подразделяют по качеству, их можно диверсифицировать, отбирая наиболее стабильных. Небольшая сеть гораздо рентабельнее, если обслуживает не только жилища, но сверх того фабрики и прочих оптовых летних потребителей энергии.

Трем заводам общества «TIRU» («Traitement Industriel des Résidus Urbains»: Промышленная обработка городских отходов), находящимся в Иври-сюр-Сен, Сент-Уэ-не и Исси-ле-Мулино, удается сжигать отбросы четырех миллионов жителей региона Иль-де-Франс и снабжать паром канализационную сеть протяженностью в 430 километров, находящуюся в ведении Парижской компании городских отопительных систем. Эта компания, обеспечивающая теплом парижан с 1927 года, обогревает жилища примерно 500 000 человек и почти половину общественных зданий. Около 50% мощности для обогрева она получает от сжигания бытовых отходов. Таким образом, каждый десятый парижанин, сам того не подозревая, отапливается с помощью сжигаемых отбросов.

Другие города из числа густонаселенных тоже располагают магистралями парового отопления, питаемыми в том числе и паром от сожжения отходов. Из них самая разветвленная после столицы сеть принадлежит Греноблю (142 километра). С 1975 года отбросы служат также для отопления кварталов Сарселя. Через тридцать лет эта магистраль уже поставляла тепло и горячую воду в 10 школ, 7 торговых центров и 14 000 жилищ.

Небольшие поселения нередко объединяли усилия для использования энергии от уничтожения отбросов. В регионе Брив (департамент Коррез) ряд коммун в 1980-е стал совместно поставлять свои отходы для их тепловой утилизации на предприятии, занятом производством детского питания. В Финистере три десятка муниципальных образований содействовали финансированию сооружаемого там предприятия по сжиганию мусора, соседствовавшего с фабрикой по производству рыбной муки. Кое-где селения решались действовать независимо, прибегая для получения тепла к целому ряду источников, лишь одним из коих служили отбросы.

В Европе принято считать, что энергии, поставляемой четырьмя сотнями мусоросжигателей, достаточно для обеспечения теплом 13 миллионов граждан или 27 миллионов — электричеством. А это эквивалентно населению Дании, Финляндии и Нидерландов. В Скандинавии очень развита сеть подземных коммуникаций, переносящих тепло, получаемое при совместном сжигании бытовых отходов, древесной и торфяной смеси и прочих горючих материалов. Растущая дороговизна ископаемых видов топлива побуждает дополнять их получением энергии из возобновляемых источников, к разряду которых относятся и бытовые отбросы. Но возведение мусоросжигателей вдали от городов ограничивает экономическую выгоду от их использования в подобных целях.

Заводы последнего поколения призваны самостоятельно получать электроэнергию, идущую для собственных нужд или на продажу. Среди возобновляемых источников энергии на втором месте после дров стоит сжигание отходов, когда же идет речь об электроэнергетике, второе место после гидростанций принадлежит мусоросжигателям. В нескольких странах Европы и американского континента законодательство побуждает компании дистрибуторов покупать по заведомо выгодным для продавцов ценам энергию, источником которой служат многообразные возобновляемые ресурсы, в том числе и отбросы. Такие преференции характерны для Италии, отказавшейся от использования источников ядерного сырья и пекущейся об ограничении импорта электроэнергии. Так, в Милане отбросы уже в начале 1980-х давали четверть электричества, необходимого для работы метро и трамваев. А в Великобритании правительство обязало отечественных дистрибуторов включать в свой арсенал электроэнергию, получаемую не из ископаемого сырья, что также способствовало использованию для этих нужд бытовых отходов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ВОДЫ И КАЛОРИЙНОГО ПОТЕНЦИАЛА «МУСОРНОГО УГЛЯ»

С целью предложить потребителю источники энергии, более приспособленные для удовлетворения его разнообразных нужд, чем пар, были внедрены новые виды топлива, доступные складированию и транспортировке. В Великобритании с 1917 года производят брикетированные прессованные отбросы, пропитанные склеивающими добавками. В 1980-х в Бельгии стали производить вид топлива, прозванный «мусорный уголь» (charbain); во Франции вводят в употребление «CDD» (combustible des déchets: «горючее из отбросов»), а в англо-саксонских странах — «RDF» (Refuse-Derived-Fuel: переводится так же). Перечисленные наименования получены из фракций, чья теплоотдача превышает ту, какая свойственна обычным смесям отбросов. В Варенн-Жарси и Лавале из бумаги и пластмасс производили горючую гранулированную смесь, исходя из технологий «combusoc» и «combor» (где ингредиенты перед грануляцией подвергаются сортировке и компостированию). Подобная обработка облегчает перевозку горючего и подготовку его к использованию. Однако гранулы часто требуют особого оборудования топки, ибо металл обычных установок, как правило, подвергается коррозии при контакте с хлором, выделяющимся при горении пластмассы. Вследствие чего подобные процедуры были признаны слишком затратными и интерес к ним продержался всего несколько лет.

Поисками сходного типа топлива занимались и в других странах, в частности в Швеции. В Ковике, пригороде Стокгольма, отбросы, после удаления металлических вкраплений высушенные в форме катышков, служат для объединенной системы обогрева жилищ. Эта технология устранила проблему неприятных запахов, на которые жаловались жители окрестных домов.

Расширение биомеханической обработки предпринимается для ограничения количества и стабилизации состава органических включений перед отправкой в отвалы, эти же соображения побуждают муниципалитеты прибегать к сортировке, а затем преобразовывать в твердое топливо остаточные неопасные фракции с высокой калорийностью горения (см. главу «Свалки, как элемент пейзажа»). На заводах наиболее легкие по весу материалы (бумага, картон, пластмассы) отделяются продувкой либо всасыванием, а затем измельчаются и высушиваются. Все это позволяет добиться теплоотдачи от трех до четырех тысяч килокалорий на килограмм, что эквивалентно показателям древесины и в два раза ниже теплотворности угля.

Установки для производства твердого топлива из вторсырья особенно распространены в Австрии, Германии, Финляндии, Италии, Нидерландах и Великобритании. Они питают топки коллективных обогревательных комплексов, теплоцентралей, электростанций, цементных заводов, фабрик по производству извести или бумаги. В США четверть мусоросжигателей потребляют «горючее из отбросов» в виде хлопьев. Проблемы коммерциализации этих горючих смесей и засорения окружающей среды в процессе их применения еще требуют своего успешного разрешения. Но в этой области «му-сороведения» последнее слово еще далеко не сказано!

Другой способ разнообразить потребление сырья для производства тепла от сжигания мусора — это его сохранение в воде. Около 1970 года было испытано несколько устройств, пригодных для этих целей: либо для однодневного «хранения в закупоренных емкостях» (Брив, Питивье), когда полученный пар нагревает резервуары с водой, либо для многомесячного хранения в подземных водоносных слоях. В Тивераль-Гриньоне близ Парижа перегретую воду (180°C) впрыскивали на глубину в 500 метров. Зимой с ее помощью удалось обогревать 4500 жилищ.

ОБОГРЕВ, ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И ТОПЛИВО НА МЕТАНОВОЙ ОСНОВЕ

Органические составляющие отбросов, прежде всего пищевые и растительные остатки или бумага, подвержены биоразложению. Оно протекает анаэробно (вне контакта с кислородом), при этом выделяется биогаз, состоящий из метана и двуокиси углерода — двух газов, особо ответственных за усиление парникового эффекта и разогрева атмосферы нашей планеты. В биогазе содержится еще и сероводород, знакомый всем по запаху тухлых яиц. Ради безопасности и охраны окружающей среды всегда предусматривается оборудование для уловления из отвалов биогаза, его транспортировки и либо сжигания в факелах, либо — что теперь делается все чаще — преобразования в топливо.

Свалки очень долго переваривают органические вкрапления. Они начинают продуцировать биогаз через полгода-год после их консервации. Их производительность зависит от состава и скорости биоразложения компонентов, а также от насыщенности бактериями и соблюдения условий, благоприятствующих биосинтезу. Считается, что тонна отбросов дает от 120 до 240 кубометров биогаза, но требуется около двадцати лет, чтобы добыть три четверти его потенциального объема (в биореакторах — быстрее. См. об этом в главе «Свалки, как элемент пейзажа»). Производящие метан бактерии, ответственные за получение биогаза, довольно капризны: за два-три года они легко разлагают то, что без затруднений поддается ферментации, а затем годами переваривают прочие органические остатки. А кроме того, эти микроорганизмы не выносят присутствия кислорода, любят повышенную влажность и чувствительны к температурным колебаниям.

Существуют две системы добычи биогаза: одна для свалок, уже законсервированных, другая — для тех, чье заполнение еще не завершилось. В первом случае прибегают к системе шпуров, соединенных горизонтальными трубопроводами, а в свалках, еще эксплуатируемых, применяют систему дегазации, монтируемую по мере накопления отбросов: это система вертикально поставленных бетонных воздуховодов с перфорированными стенками, вверху соединенных в единую газопроводную магистраль.

После очистки метан имеет состав, близкий к природному газу. Сжигаемый с целью получения тепла в котлах, он пригоден для поддержания надлежащего температурного режима в жилищах, учреждениях и цехах, а также в парниках и на фермах для разведения водных животных и растений. Также он продается компаниям, производящим электроэнергию. Одна английская фирма, производящая топливные брикеты, уже с 1970 года использовала метан, производимый на свалке, заменив им каменный уголь. Сегодня и в Алабаме работает цех по производству брикетов, также использующий газ со свалки: он позволял сэкономить до 40% электроэнергии и обещал через десять лет полностью компенсировать все энергозатраты. Метан также добавляется там в газовые смеси для отопления жилых помещений и учреждений.

В 2006 году на 425 свалочных площадках США подобные установки позволяли снабжать электричеством 780 000 жилищ и отапливать 518 000. Перемещаемый по трубопроводам, метан впрыскивается в газовую смесь, питающую газовые плиты и т. п. устройства. Эти проекты осуществляются при поддержке и практическом содействии экологических организаций.

На свалке под Лос-Анджелесом (Палое-Вердес), эксплуатируемой с 1975 года, 20 миллионов тонн бытовых отходов выделяли до 50 000 кубометров биогаза в день. Местная компания, занимающаяся газификацией, очищает и сжижает этот биогаз, а затем отправляет его в 3500 жилых домов. После закрытия этой площадки в 1980 году производство газа снизилось. Свалка, также открытая в Калифорнии (Пуэнте-Хиллз, 1987), несколько лет снабжала электричеством 70 000 домов. Притом часть биогаза, превращенного в сжиженный газ, служила для работы автомобильных двигателей. Метан — экологичное топливо, но его очистка и сжижение стоят отнюдь не дешево.

Использование получаемого газа приносит тем больше выгоды, чем больше свалка, где он добывается, поскольку это позволяет прибегать к эшелонированной экономии. Во Франции только несколько коммун (одна из них — Вер-ле-Гран в Эссоне) решились использовать биогаз как источник энергии. Долговременные перспективы здесь представляются весьма смутными с тех пор, как законы предписывают удаление органических включений из отходов, идущих в отвалы. Однако это могло бы способствовать развитию технологии биореакторов и увеличить объемы производимого биогаза (см. об этом в главе «Свалки, как элемент пейзажа»).

Метан извлекается из отбросов и фабричным способом. В герметичных биореакторах ферментируемые фракции (в беспримесном виде или в смеси с прочими органическими отходами) обогащаются метаном. В таких реакторах обрабатываются компоненты, уже прошедшие предварительный разбор, или фракции, прошедшие механическую сортировку. В былые времена такой производственный процесс применялся для дезинфекции, дезодорации и стабилизации жидких остатков очистных операций, теперь же к нему прибегают и при обработке твердых включений. Такие работы проводились с 1970-х годов в Помпано-Бич (во Флориде), а с 1988 года — в Амьене. Емкости для обработки отходов (так называемые «биодигесторы») устанавливаются во многих местах. В Германии или Дании, например, они давно обрабатывают смеси, включающие отходы животноводства, остатки пищевых продуктов и органические фракции бытовых отбросов.

В Кале тоже действует установка по переработке биологических компонентов отбросов и выработке электроэнергии из получаемого газа. Подобное же предприятие в 2007 году запущено в Лилле. Оно призвано ежегодно потреблять 100 000 тонн отбросов, прошедших двухэтапную сортировку (собираемых в отдельные емкости и затем разбираемых уже в специальных цехах). Эти объемы мусора включают в себя предварительно измельченные и компостированные пищевые отбросы индивидуальных домовладений и предприятий общественного питания, а также растительные остатки, которые поставляют 650 000 окрестных жителей. В автоклавах их доводят до температуры 57°C и выдерживают около двадцати дней — срок, за который в емкостях образуются почвенный субстрат и биогаз. Субстрат затем подвергается шестинедельному дозреванию, после чего идет на торги как удобрение. Биогаз же проходит предварительную очистку и подается в трубопроводную магистраль, обслуживающую около сотни городских автобусов. В конечном счете весь городской автобусный парк предполагается перевести на метановое топливо. Такой тип обработки отходов сулит много разнообразных преимуществ, но пока остается довольно дорогостоящим, не говоря о том, что и твердый субстрат в качестве удобрения с трудом находит потребителей.

Таким образом, биогаз из отбросов частично решает и проблему горючего. По сравнению с бензином он обладает целым букетом преимуществ: меньше дыма, выделяемого в атмосферу, отсутствие окислов серы и азота, а также менее шумно работающие двигатели. Лилль участвует в предварительных работах по обкатке этих технологий, запускаемых объединением «Биогазмакс», поставившим себе целью замену бензина и природного газа как горючего для двигателей муниципального автопарка на топливо, полученное из биогаза. Филиалы этой фирмы действуют в Стокгольме, Риме, Берне, Гарлеме и Гётеборге.

Уже давно исследователи пытаются преобразовать отбросы в горючее. Немцы, к примеру, пробуют отладить старую (еще времен последней мировой войны) технологию выработки бензина из каменного угля, но обрабатывать с ее помощью не уголь, а полимеры. В результате такой обработки длинные молекулярные цепочки расщепляются для получения жидких или газообразных углеводородов. С помощью пиролиза (медленного расщепления без контакта с кислородом воздуха) при температуре 700–800°C пластмасса разлагается. В других странах, например североамериканских, существуют производства подобного типа, но там удается обработать только пластмассу, полученную после сортировки мусорной массы, а токсичные отходы остаются. Все это мешает прогрессу во внедрении схожих методик.

А вот различные пластические материалы, употребляемые при упаковке товаров, перерабатываются без особых проблем. Правда, за исключением поливинилхлорида. Многообещающей представляется новая технология, разработанная индийским инженером Раджавендрой Рао, которому удалось при посредстве катализаторов преобразовать отбросы в кокс, сжиженный газ или горючее без выделения токсичных отходов. Его новаторская технология удостоилась премии у него на родине, и теперь ее разрабатывает одна нидерландская фирма. Данную технологию приобрел ряд заводов в Германии и Италии, с ее помощью они стали производить керосин для тепловых электростанций. Альтернативные же разработки, связанные с пиролизом, термообработкой и газификацией для выработки сжижаемого газа, напротив, еще не вышли из рамок экспериментальных проектов.