Управление отходами производства и потребления: мировой опыт и Российская практика

К. В. Николаева, А. А. Сагдеева, О. Н. Григорьева

УПРАВЛЕНИЕ ОТХОДАМИ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ:

МИРОВОЙ ОПЫТ И РОССИЙСКАЯ ПРАКТИКА

Ключевые слова: вторичные ресурсы, твердые бытовые отходы, захоронение ТБО, сжигание ТБО, рециклинг, селективный

сбор ТБО.

Стратегическим направлением обеспечения экологической безопасности и возможностей развития городов становится применение ресурсосберегающих технологий, которые основываются на комплексном использовании сырья, экономии ресурсов, максимальном вовлечении вторичных ресурсов в хозяйственный оборот и утилизации отходов производства и потребления. Проанализирован мировой опыт в области управления отходов, применение которого в нашей стране будет способствовать решению многих вопросов в системе управления отходов производства и потребления.

Keywords: secondary resources, municipal solid waste, solid waste burying, solid waste incineration, recycling, separate collection of

solid waste.

The use of resource-saving technologies is a strategic direction to ensure environmental safety and opportunities for urban development. They are based on the integrated use of raw materials, resource saving, the maximum involvement of secondary resources into economic turnover and disposal of production and consumption waste. The world experience in the field of waste management was analyzed. The application of this knowledge will contribute to the solution of many problems in the production and consumption waste management in our country.

Вторичные материальные и энергетические ресурсы в наибольшей степени образуются в крупных промышленных центрах, где имеются принципиальные возможности для их рециклинга и повторного применения. Однако проблематичность промышленной переработки ТБО состоит в сложности их морфологического состава.

До настоящего времени не существует единого мнения относительно того, какая из технологий переработки ТБО является наиболее рациональной. Так, существенное развитие в мире получила технология раздельного сбора ресурсноценных фракций ТБО: стекла, макулатуры, полимерных и металлических бутылок и банок, пищевых отходов. Рассортированные отходы из контейнеров легко подвергаются переработке [1].

Достаточно распространенным способом обезвреживания отходов во всем мире является мусоросжигание. Этот способ широко используется в странах с умеренным климатом и небольшим количеством ветреных дней в году, к которым можно отнести и Россию. Во многих европейских странах термическое обезвреживание - один из основных способов утилизации отходов, так как законы запрещают вывоз на полигоны отходов с содержанием органических веществ более 5 %. Именно поэтому в последние годы в странах ЕС, США и Японии прослеживается общая тенденция к расширению строительства новых и реконструкции существующих мусоросжигательных заводов с выработкой тепловой и (или) электрической энергии, то есть электростанций на альтернативном топливе - ТБО [2]. Однако если эти заводы не оснащены мощной системой газоочистки, то происходит серьезное загрязнение атмосферы.

Заслуживает внимания и такой способ переработки ТБО, как пиролиз - термический метод разложения отходов при недостатке или отсутствии кислорода, в ходе которого сложные вещества

расщепляются на более простые с образованием трех видов продуктов: газа, смолы и твердых углеродсодержащих соединений (пирокарбона). Отходы, включая содержащуюся в них биомассу, следует считать приоритетным возобновляемым источником энергии. Поэтому наряду со сжиганием мусора актуальным стал метод обезвреживания бытового мусора путем биологической переработки с получением компоста и биотоплива.

К сожалению, в России этот метод не так широко используется, как хотелось бы. В РФ согласно различным источникам самым дешевым и наиболее распространенным остается способ ликвидации отходов путем их захоронения на полигонах [3]. Однако подавляющее большинство свалок и полигонов, как правило, не отвечают природоохранным требованиям, что приводит к необратимым процессам локального экологического загрязнения. Кроме того, полигоны занимают значительные территории земельных ресурсов, общая площадь которых составляет около 10 тыс. га. Многие свалки уже заполнены или близки к заполнению, а строительство новых связано с определенными трудностями, особенно в крупных городах и вблизи водоемов [4].

Безусловно, количество бытовых отходов, используемых в качестве вторичных материальных ресурсов, экологически и экономически целесообразно увеличивать. Однако трудности таких мероприятий связаны с целым рядом объективных причин, основной из которых является сильно варьирующееся в разных странах количество образовавшихся отходов на душу населения, что объясняется различными структурой потребления и подходами к сбору статистической информации. Кроме того, некоторые страны включают в показатели бытовых отходов также данные об отходах, образующихся на предприятиях малого бизнеса и в государственных учреждениях.

Анализ статистических данных (Eurostat MSW Generated and processed per capita 95-2009), показал, что наиболее высокие показатели экологически и экономически направленной переработки ТБО имеют развитые страны ЕС.

Европейским Союзом приняты ряд программ, целью которых является сокращение количества и наращивание объемов переработки отходов, в том числе и производство из них удобрений. Основными документами являются -Рамочная директива по утилизации отходов (Waste Framework Directive), Директива в отношении захоронения отходов (Landfill Directive), направленная на сокращение объемов неочищенных

органических отходов, направляемых на полигоны для захоронения. Разработана структура вариантов управления ликвидацией отходов. Согласно которой, предпочтительными методами являются (в порядке убывания): снижение объемов отходов, возможность многократного применения, использование после вторичной переработки, энергетическая утилизация отходов и окончательное их удаление.

Лидером по вторичной переработке бытовых отходов выступает - Австрия - 70%, Германия и Нидерланды - 67%, и Бельгия - 61% (см. табл. 1).

Таблица 1 - Основные показатели системы управления отходами в ЕС в 2009г.*

Страны ЕС Захоронен ие ТБО Сжигание ТБО Преимущественно вторичная переработка

Германия 0% 32 67 81,9 0,5 -2008г.

Швеция 1 49 50 9,3 0,4 - 2008г.

Швейцария 0 49 51 7,7 0,6 -2007г.

Финляндия 46 18 36 5,3 1,1 -2006г.

Бельгия 5 34 61 10,8 0,6 -2007г.

Болгария 96 0 4 7,6 2,1 -2006г.

Чехия 72 10 17 10,5 1,9 - 2008г.

Дания 4 48 48 5,5 0,5 - 2008г.

Эстония 62 0 38 1,3 -

Ирландия 58 4 38 4,5 0,7 - 2007г.

Греция 81 0 19 11,3 0,5 - 2007г.

Испания 52 9 39 46,0 0,9 - 2007г.

Франция 32 34 34 62,6 0,9 - 2008г.

Италия 49 13 38 60,2 0,8 - 2007г.

Кипр 86 0 14 - -

Латвия 92 0 8 2,3 -

Литва 91 0 9 3,3 -

Люксембург 17 36 47 0,5 1,1 - 2008г.

Венгрия 74 10 16 10,0 0,7 - 2007г.

Мальта 95 0 5 -

Нидерланды 1 32 67 16,5 0,8 - 2008г.

Австрия 1 29 70 8,4 0,4 - 2008г.

Польша 65 1 34 38,1 0,6 - 2008г.

Португалия 62 18 20 10,6 0,5 - 2007г.

Румыния 77 0 23 21,5 0,4 - 2007г.

Словения 69 2 30 2,0 -

Словакия 81 7 12 5,4 -

Турция 85 0 15 71,9 -

Великобритания 49 11 40 61,8 1,0 - 2007г.

Исландия 68 10 21 46,0 -

Норвегия 14 41 44 4,8 0,6 - 2008г.

Составлена автором на основании Eurostat MSW Generated and processed per capita 95-2009.

В Германии, как и в большинстве странах Европы, налажен селективный сбор твердых бытовых отходов уже в местах их образования. Так, серые, желтые, зеленые и голубые контейнеры стоят перед входом в дом или подъезд. Население оплачивает эти услуги вне зависимости от количества извлеченного из контейнеров мусора,

так что выбрасывать мусор куда-то еще у населения нет ни малейшего стимула, напротив, подобные действия караются высокими штрафами (штрафы в среднем составляют 150-600 евро, а в некоторых случаях нарушителю грозят исправительные работы).

В Германии разработана экологически чистая технология термопереработки, на базе которой создаются экономичные модульные установки, перерабатывающие твердые бытовые отходы и позволяющие снабжать электроэнергией города и сельскохозяйственные районы,

обеспечивая значительную долю их потребностей в электроэнергии.

В основе процесса переработки твердых бытовых отходов в электроэнергию лежат принципиально новые технологии газификации в слое органических компонентов твердых бытовых отходов и утилизации получаемых энергоносителей в виде горючего газа и смол в электроэнергию в турбоагрегате.

Обладая общими достоинствами мусоросжигательных установок и электростанций (ликвидация свалок и полигонов, так в Германии и в Швейцарии отсутствуют полигоны по складированию твердых бытовых отходов, использование вторичных ресурсов, получение значительной доли энергии на бытовые нужды и пр.), установки, работающие по такой технологии, имеют присущие только им достоинства:

- процесс газификации и последующей утилизации энергоносителей в турбоагрегате позволяет рационально, поэтапно управлять режимами переработки твердых отходов, характеризующихся изменением состава и свойств в широких пределах, без применения дополнительных энергоресурсов;

- процесс в целом характеризуется высокой эффективностью (энергетический КПД по промежуточному энергоносителю составляет - 8090%, КПД турбоагрегата - около 50%);

- в процессе газификации эффективно разрушаются вредные вещества типа диоксинов, содержащиеся в твердых бытовых отходах, а в процессе его утилизации не образуются новые вредные вещества, загрязняющие дымовые выбросы;

- процесс очистки полученных горючих

продуктов газификации характеризуется высокой эффективностью и относительно низкой

стоимостью применяемого оборудования;

- экологическая чистота установок

позволяет размещать их в жилых микрорайонах крупных городов, что снижает затраты на подготовку твердых бытовых отходов к

уничтожению и транспортировку и увеличивает число рабочих мест в этих районах, решая при этом и социальную проблему крупных городов.

Требования к твердым бытовым отходам при их переработке в режиме газификации не выходят за рамки требований при их

непосредственном сжигании, и, в целом, предлагаемый процесс может включать в себя любые дополнительные технологии по извлечению вторичных сырьевых ресурсов (металлов, бумаги, стекла и пр.) [5].

Лидерами по сжиганию твердых бытовых отходов являются Швеция и Швейцария - 49%.

Анализ состояния промышленной переработки отходов (мусоросортировочные

заводы) в Швеции показал, что бывший популярный в стране метод ликвидации мусора и отходов путем их компостирования не оправдал себя по следующим причинам:

- компост получается не чистым, он загрязняет почву, на него нет спроса;

- загрязненным получается и вторичное сырье - бумага, металл, стекло, текстиль;

- промышленный процесс сортировки

отходов нуждается в дальнейшем

совершенствовании.

В связи с этим, из бывших в Швеции 25 заводов по переработке мусора на компост более половины перепрофилировано на сжигание, а строительство новых заводов компостирования прекращено.

Одним из основных направлений утилизации отходов сегодня в мире является их сжигание, но не столько с целью их уничтожения, сколько для получения тепловой энергии, используя отходы в качестве топлива для котельных.

В Швеции такие котельные строятся с несколькими котлами для разных видов топлива: постоянно функционирует один котел, топливом для которого служат твердые бытовые отходы, в остальных котлах сжигают нефть, уголь, торф, дрова. Большое внимание уделяется очистке дымовых выбросов, на эти цели расходуется 1/3-1/2 сметной стоимости котельных.

Наибольшее количество отходов, подвергающиеся захоронению, как один из основных способов обращения отходами используется в таких странах как, Болгария, Мальта, Латвия, Литва, Кипр, Турция, Греция, Румыния, Польша, Эстония и др. В выше перечисленных странах сжигание отходов, как метод обращения с отходами не используется.

В Польше большая часть отходов подлежит складированию (захоронению) - 65%, при этом 34% ТБО подвергаются рециклингу, и лишь 1% -сжигается.

Сложившаяся ситуация с отходами в Польше приближена к российской практике в области обращения с отходами, а накопленный опыт может использоваться и в РФ.

В Польше проблема ТБО регулируется законодательством, в котором оговариваются способы классификации отходов, в том числе и вредных, предложена модель процесса обработки отходов и их использования. Содержащиеся в отходах органические вещества подвергаются ферментации для получения биогаза. Объемы выделения биогаза со всех свалок Польши оцениваются в 80 тыс.м3/час при концентрации метана 50%, что эквивалентно тепловой мощности 400 МВт или электрической - 120 МВт. Согласно постановлению ЕС, все свалки объемом более 10 тыс.т. должны снабжаться системой сбора биогаза, в Польше насчитывается таких свалок 44.

Коммунальные отходы состоят, в основном, из углеводородов. Биологическая фракция

коммунальных отходов (биомасса) состоит из углеводородов на 96%. Остальная (небиологическая) часть этих отходов состоит из углеводородов на 82%. Углеводороды отходов перерабатываются в углеводороды других типов, с другими связями, представляющие собой уже стабильные твердые, жидкие и газообразные носители энергии, сжигаемые при доступе атмосферного кислорода экологически допустимым образом, чего нельзя сказать о начальных углеводородах.

На основании оценки энергетического потенциала коммунальных отходов и анализа сведений об экологичных технологиях переработки отходов в энергоносители сформулирована концепция комплексной интегральной системы энергетического использования коммунальных отходов в Польше. Оценены энергетические ресурсы отходов при их переработке на основе принятых в системе технологий. Эта энергия сравнивается с энергией добываемых в Польше и импортируемых традиционных энергоносителей. Проведено сравнение затрат на производство традиционных и упомянутых альтернативных источников энергии. Система позволяет

использовать 100% отходов; осуществлять деятельность по охране среды на коммерческой основе; достигнуть в процессе эксплуатации системы улучшения экологической обстановки.

В настоящее время в различных городах России делаются интенсивные попытки решения проблемы сбора и утилизации отходов, прежде всего ТБО (см. табл. 2).

Провести точный анализ статистических данных, не предоставляется возможным, поскольку большинство территориальных органов статистики информацию в области обращения с отходами не предоставляют, а более того и не отслеживают.

За последнее десятилетие наметились

сдвиги в строительстве индустриальных объектов

переработки и обезвреживания ТБО, так в г.Москве работают 4 мусоросжигательных завода из 7 МСЗ, расположенных на территории Российской

Федерации (еще три завода, расположены в г.Владивостоке, г.Мурманске и г.Череповце).

В рамках реализации программы

санитарной очистки г. Москвы в промзоне "Руднево" работает МСЗ, технологическое оборудование для которого поставляла по контракту немецкая фирма "Хельтер АБТ". Проектная мощность завода составляет 250 тыс.тонн в год. Технология сжигания отходов в кипящем слое, по которой работает СМЗ, является передовой и внедряется во многих западных странах, таких как Япония, Германия, Франция, Австрия, Испания и др.

Однако, учитывая специфику

морфологического и фракционного состава мусора, для соблюдения этой технологии требуется предварительная подготовка отходов - измельчение, фракционирование, отделение черных и цветных металлов, отсутствие в мусоре ртутных ламп, отработанных батареек, красок и химических отходов, таким образом чтобы весь этот мусор не

попадал печь для сгорания и тем самым не загрязнял воздух продуктами сгорания.

Основной проблемой в области управления ТБО является недостаток финансовых ресурсов, особенно в условиях резкого ухудшения экономической ситуации в России. Из-за недостатка инвестиций переход от захоронения ТБО к их промышленной переработке происходит медленно, вследствие чего захоронение ТБО на полигонах еще долго будет оставаться преобладающим методом обезвреживания ТБО.

Улучшению ситуации способствует также внедрение двухстадийного вывоза отходов за счет ввода в эксплуатацию мусороперегрузочных станций.

В г. Белгород работает предприятие по вторичной переработке полимерных отходов и стекла. Эффективность способа переработки пластиковых отходов методом сжигания приносит наименьший эффект, чем рисайклинг.

Высокая эффективность переработки пластика и стекла достигается низкими затратами при их переработки, за счет низкой стоимости людских ресурсов, энергозатрат и транспортнозаготовительных расходов, к тому же стеклобой может быть еще и экспортирован в страны ЕС.

В настоящее время в г. Казани (Республика Татарстан) работают два предприятия по сбору, переработке ТБО - это ООО "Предприятие жилищно-коммунального хозяйства" ("ПЖКХ") и ЗАО "Казанский экологический комплекс" ("КЭК"), на которых введены в эксплуатацию мусоросортировочные линии. Так, ООО "ПЖКХ" в 2010г. собрано ТБО в объеме 2684,64 тыс.кубм., ЗАО "КЭК" - 412,88 тыс.куб.м. Основную часть валовой прибыли данные предприятия направляют на развитие производства, в виде капитальных вложений - ООО "ПЖКХ" направило 7500 тыс.руб., ЗАО "КЭК" - 1500 тыс.руб.

Важно также отметить, что в Республике Татарстан и г. Казани не решена проблема сбора и вторичной переработки использованной упаковки (в частности пластиковых бутылок, алюминиевых банок, полиэтиленовой и пищевой пленки).

Одним из путей решения сложившейся ситуации будет строительство экологического парка к 2014г., автором идеи которого выступает ЗАО "Казанский экологический комплекс". На сегодняшний день у "КЭК" имеется 13 инновационных технологий по переработке вторичного сырья из бытовых и промышленных отходов: это получение электрической энергии путем сжигания технических масел и топливных брикетов и гранул, переработка автошин в крошку с последующим использованием для производства регенерированной или сырой резины, вспенивающегося каучука, ковриков для спортплощадок, заливных бесшовных покрытий и подкладок под ж/д рельсы, также это переработка ПЭТ-бутылок и твердый пластик с дальнейшим производством труб и многое другое.

В России не решена проблема с раздельным сбора мусора в местах его образования, что в свою

очередь является неизбежным условием для глубокой переработки ТБО.

Для успешного управления отходами следует учитывать опыт, механизмы и технологии

Таблица 2 - Основные показатели системы управления отходами в РФ в 2010г

зарубежных стран. Немаловажное значение имеет и просветительская работа с населением.

Субъекты РФ Вывезено спецтранспортом отходов с территорий городских поселений Вывезено ТБО на предприятия промышленной переработки (мусороперерабатывающие заводы), тыс.м3 Инвестиции в основной капитал, направленные на охрану окружающей среды от вредного воздействия отходов производства и потребления, млн.руб.1

бытовой 3 мусор, тыс м жидкие отходы, тыс.м

Российская Федерация 235411 41615 32120 6276

Центральный федеральный округ 71809,7 5745,0 16212,9 323,2

г.Москва 20161,8 - 10295,3 -

г. Белгород 844,8 13,0 834,4 -

Северо -Западный федеральный округ 23428,5 1118,4 8265,3 301,9

г.Санкт-Петербург 7553,1 20,1 7533,1 1,0

Южный федеральный округ 24757,9 1294,4 509,9 203,6

Северо-Кавказский федеральный округ 8616,6 946,5 501,9 0,1

Приволжский федеральный округ 45234,5 4445,0 1172,7 478,3

Республика Татарстан 5660,7 287,1 251,7 33,0

г.Казань 2681,8 6,8 -

Нижегородская область 7123,6 759,2 - 1,7

г. Нижний Новгород 3928,2 70,2 -

Самарская область 7001,6 293,3 461,8 3,9

г. Самара 4986,2 49,8 -

Уральский федеральный округ 20023,9 12250,9 173,7 888,6

Сибирский федеральный округ 31777,2 8290,7 4733,7 2626,0

Дальневосточный федеральный округ 9762,8 7524,5 549,8 1454,2

1Включает инвестиции в основной капитал на строительство установок (производств) для утилизации и переработки отходов производства, предприятий и полигонов по утилизации, обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных, бытовых и иных отходов.

*Составлено автором на основании данных Федеральной службы государственной статистики (Росстат), "Основные показатели охраны окружающей среды", 2011г.

Литература

1. Трутнев Ю. П. Нужно ли строить в России

мусоросжигательные заводы? // Твердые бытовые отходы. -2007. - № 1. С. 9-12.

2. Тугов А. Н. Киловатты из мусора // Твердые бытовые отходы. -2007. - № 1. С. 11-16.

3. Колотырин К. П. Управление развитием экологоэкономических систем в сфере обращения с отходами потребления: Автореф. дисс. ... д. э. н. - Саратов, 2010. - 39 с.

4. Шудегов В. Е. Обращение с отходами: проблемы

законодательного обеспечения и государственное

регулирование // Твердые бытовые отходы. - 2007. - № 1. С. 4— 9.

5. Дарулис П. В. Отходы областного города. Сбор и утилизация. -Смоленск, 2000. - 520с.: ил.

6. Николаева К.В., Сагдеева А.А. Использование зарубежного опыта в формировании методологической базы по управлению отходами в инновационной экономике // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. - Т.15 №22. С.194 -195.

7. Николаева К.В. Необходимость создания системы управления отходами в Республике Татарстан в рамках комплексного использования сырья // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. -Т. 15, № 23. Р. 171-175.

© К. В. Николаева - ст. препод. каф. экономики КНИТУ, Kaf_econ@mail.ru; А. А. Сагдеева - доц. той же кафедры; О. Н. Григорьева - ст. препод. каф. иностранных языков в профессиональной коммуникации КНИТУ.