Тема вторичного использования сырья и выделяющейся энергии все оживленнее обсуждается общественностью со времен энергетического кризиса и с тех пор, как стали сокращаться естественные запасы многих видов сырья. Почти везде проводится сбор металлолома, старых тряпок, макулатуры. Но систематический сбор утиля в больших объемах ведется в ФРГ лишь в последние несколько лет. Почему, собственно, мы не имеем в каждом городе больших установок, подобных экспериментальной установке профессора Хоберга? Совет экспертов по проблемам охраны окружающей среды при министерстве внутренних дел ФРГ отвечает на этот вопрос так:
«Слишком трудно получить разрешение местных властей на создание в городе каких-либо предприятий по переработке мусора. Главная проблема здесь—сопротивление общественных и политических деятелей на местах. Многие группы, искренне полагающие, что, противясь созданию в своем городе установок по переработке мусора, они защищают окружающую среду, на самом деле лишь создают дополнительные проблемы».
Хотя сказанное относится главным образом к мусоросжигательным установкам, определение места для строительства первого в ФРГ мусороперерабатывающего завода по образцу небольшой установки профессора Хоберга встретило подобное же сопротивление со стороны широкой публики. В конце концов принять такой завод согласился городок Дуслинген недалеко от Дуйсбурга. Строительство финансировали западногерманское министерство науки и техники и правительство земли Баден-Вюртемберг. Завод был построен в 1981 г.
Завод по переработке мусора в Дуслингене— экспериментальное предприятие, перед которым ставилось несколько целей:
разработка и проверка организации строительства и функционирования подобных заводов, а также проблемы продажи сырья, полученного из мусора;
крупномасштабное испытание новых методов переработки мусора, ранее проверенных только на небольших установках, а также дальнейшее совершенствование уже известных методов;
пропаганда применения сырья, полученного из отходов, в промышленности;
сбор и документирование технологического, производственного и экономического опыта, в том числе опыта по продаже переработанного мусора.
Мощность завода—300 т. мусора в сутки (75 тыс. т. в год) при односменной работе, или около 600 т. в сутки (150 тыс. т. в год)—при двухсменной. Перерабатывается бытовой мусор, а также близкие к нему по составу промышленные отходы. Цех компостирования перерабатывает и осадок сточных вод. По сравнению с классическими способами устранения мусора—захоронением на полигонах, компостированием и сжиганием—новый завод представляет собой более безопасную для окружающей среды и одновременно более экономичную систему. Строительство этого первого в своем роде предприятия обошлось в 47 млн. марок, из которых 37 млн. предоставило федеральное правительство и 10 млн.—правительство земли[11].
Пока основным стимулом к созданию мусороперерабаты-вающих заводов является забота об окружающей среде. Но со временем на первый план выйдет стремление хотя бы частично вернуть производству ценные и все дорожающие сырьевые материалы. Какой метод переработки мусора будет в конце концов принят, зависит в значительной степени от цен на сырье и стоимости переработки. В отдельных отраслях переработки мусора во вторичное сырье достигнуты крупные успехи. Например, мусоросжигательная установка порта Роттердам, крупнейшая в Европе, а может быть, и в мире, снабжает химическую промышленность города дистиллированной водой, получаемой при сжигании. Ежедневно здесь уничтожается свыше 3 тыс. т. мусора.
В Изерлоне мусоросжигательная установка снабжает город горячей водой и электроэнергией.
«Мы выбрали пиролизный метод переработки мусора потому, что он обещает стать дешевым и не отравляющим природу способом устранения отходов»,—сказал 30 апреля 1980 г. министр сельского хозяйства и окружающей среды земли Баден-Вюртемберг, выступая в заброшенном песчаном карьере близ Алена. Там строится крупная экспериментальная установка для так называемого низкотемпературного пиролиза мусора. Здесь из бытового мусора будут получать тепло, электроэнергию и кокс.
Если опыты покажут, что новый метод выгоден, то вскоре в том же районе будет построен вдвое более крупный завод, который обеспечит теплом и энергией больницу на 480 коек и училище на 4 тыс. учеников.
Инженер Карл Кинер, работая над новой конструкцией карбюратора и двигателя внутреннего сгорания, нашел способ превращать при сравнительно низкой температуре горючие отходы в кокс. Это так называемый низкотемпературный пиролиз (в переводе с греческого—«разрушение огнем»). При пиролизе химические соединения разрушаются или преобразуются нагреванием (в условиях отсутствия кислорода), причем получается смолисто-угольная масса. Новый метод заинтересовал специалистов по санитарной очистке городов в разных странах. Было испытано немало установок пиролиза мусора, основанных на -разной технике. Несколько таких установок работают в Рурской области и в Гамбурге.
В установке Кинера размельченный мусор, как и при других методах, нагревается во вращающемся барабане без доступа воздуха, но температура нагрева здесь сравнительно невысока. Образующиеся газы и пары улавливаются и перерабатываются примерно так же, как пары нефти на нефтеперерабатывающем заводе. Остальные вещества обугливаются в барабане, нагретом до 450°, почти как в печи углежога.
Выделяющиеся газы очищаются и нагреваются, причем длинные молекулы углеводородов, например пластмасс, разрываются на короткие цепочки таких веществ, которые можно употреблять в качестве горючего или сырья для химической промышленности. При охлаждении этих газов и паров образуются летучие масла, которые могут быть использованы для отопления или как горючее для двигателей. Конденсирующаяся при этой сухой перегонке вода настолько чиста, что может непосредственно поступать в канализацию.
Горючие газы Кинер собирает для того, чтобы приводить в действие газовый двигатель, вращающий электрогенератор. Треть энергии, получающейся при пиролизе мусора, превращается здесь в электроэнергию. Две трети уходят с охлаждающей водой и выхлопными газами. Вода используется для отопления здания, а выхлопные газы разогревают новую порцию мусора, поступившую в барабан. Пропадает лишь небольшая часть энергии: кпд установки приближается к 80%. Для сравнения отметим, что атомная электростанция превращает в полезную энергию 34% энергии, содержащейся в топливе, угольная электростанция—40%, а водяная турбина переводит в электроэнергию 90% энергии падающей на нее воды.
По расчету Карла Кинера, в 1976 г. в ФРГ терялось около 72% энергии, применявшейся для производства электричества[12]. Пиролизный завод улучшает это положение. Запроектирован более крупный завод рядом с больницей и училищем, которые он должен обогревать и снабжать энергией. (Но ни пациенты, ни ученики не будут страдать от такого соседства, разве что им помешает шум мусоровозов, доставляющих на завод сырье.) При 7 тыс. рабочих часов в год эта «мусорная электростанция» даст 20 млн. кВт-ч, что сэкономит около 7 тыс. т. жидкого топлива.
Пиролизные установки в отличие от обычных мусоррсжи-гателей могут перерабатывать практически любой горючий материал—от осадка сточных вод и старых шин до отходов пластмасс, тряпок, остатков торфа и древесины. И конечно, может идти в дело обычный бытовой мусор. Единственный остаток после переработки—зола, объем которой составляет всего около 12% исходного объема мусора и ее легко захоронить на полигоне.
Пиролизная установка рентабельна уже для населенных пунктов с одной тысячью жителей.
Однако необходимо предостеречь от слишком больших надежд на мусор как источник энергии. Обычный мусор имеет слишком малую теплотворную способность. И все же можно утверждать, что использование мусора как вспомогательного источника энергии будет полезным. Мусор многих крупных городов по теплотворной способности приближается к бурому углю. Если мусор больших городов будет полностью сжигаться, за его счет можно будет удовлетворить около 8% общей потребности города в энергии. Если же тепло от мусора не превращать в электроэнергию, а использовать непосредственно для отопления, можно будет удовлетворить также примерно 8% потребностей в отоплении и горячей воде.
8. Несколько цифр о санитарной очистке городов и вторичном использовании отходов
Автомобиль у нас и любят, и проклинают. Даже когда он отъездит свое и идет в лом, хлопоты не кончаются. Еще несколько лет назад в некоторых странах приходилось законодательным путем обязывать людей, расставшихся с отслужившей машиной, не бросать ее просто на улице. Сейчас же за такие машины происходит конкурентная борьба. Автомобиль поддается почти полной утилизации, причем выгодной для промышленников и полезной для природы. И когда автомобиль работает, и когда отслужит свое, он, является источником ценного вторичного сырья. Имеются в виду шины, отработанное масло, старые аккумуляторы, металлические детали. Приведем несколько цифр об их использовании.
В ФРГ легковой автомобиль служит в среднем девять лет, так что ежегодно идет на слом свыше миллиона машин.
В 1980 г. было отправлено на лом около 1,62 млн. старых автомобилей общим весом примерно 0,81 млн. т.
Автомобили, сданные в утиль, либо прессуются в пакеты («лепешки»), либо разрезаются. В первом случае металлический лом значительно загрязнен разными примесями, во втором—он более чист, так как при разрезании неметаллические части в основном отсортировывают. Лом передается металлургам.
Старые шины скапливаются главным образом в мастерских, где производится замена шин, на бензоколонках, в гаражах, на кладбищах автомобилей. В ФРГ ежегодно собирается около 340 тыс. т шин, из них 90 тыс. т подвергаются восстановлению (наращивают протекторы), 50 тыс. т используются как вторичное сырье, а 200 тыс. т уничтожаются, то есть сжигаются или захороняются.