Айтбаева З.К.

Тараз мемлекеттік университеті, Казахстан

 

МЕТАНТЕНКТЕ БИОГАЗ ӨНДІРУ ӘДІСІН ЖӘНЕ ШИКІЗАТТЫ ПАЙДАҒА АСЫРУДЫ ЕНГІЗУДІҢ ЭКОЛОГИЯЛЫК - ЭКОНОМИКАЛЫК ТИІМДІЛІГІ

 

Ұсынылып отырған жұмыста негізгі есебі үйінділер мен полигондардағы қатты тұрмыстық қалдықтарды зарарсыздандыру және қысқарту, яғни биогаз эмиссиясының атмосферага таралуының экологиялық қауіптілігінің алдын-алу және жаңа полигондардағы қалдықтардың өзінен-өзі жану мүмкіндіктерін жою.

Қатты тұрмыстық қалдықтар полигонында қауіпті категорияны есептеу мына формула аркылы жүргізілді :

                                                                               (1)

Мұндағы:

        - і-ші заттың       шығарындысының массасы, т/жыл;

- і-ші заттектің орта тәуліктік ГТДК -сы, мг/м3;

 - әртүрлі қауіпті кластағы заттектер үшін

Алынған КҚК мәнінің нәтижесінен, ҚТҚ полигоны 4-ші категорияга жататыны, яғни КҚК = 951.8 <1000

Жүйені енгізудің экологиялық тиімділігі келесі параметрлерді төмендетуден тәуелді kпэ - парниктік эффект, kззэ- зиянды заттар эмиссиясы.

Қазіргі кезде дүние жүзі бойынша маңызды және ең ауқымды мәселелердің бірі климаттың өзгеруі болып табылады.

Қазақстанда атмосфераға шығарылатын парникті газдардың негізгі көздері экономикалық сектордың (шығу көздерінің санаты) 5 санаты жатқызылады:

-                      энергетикалық өнеркәсіп;

-                      өнеркәсіптік үрдістер;

-                      ауылшаруашылығы.

-                      жер пайдалану және орман шаруашылығындағы өзгерістер;

-                      қалдықтар.

Парниктік газ бөлуші көздерінің инвентаризациясын алдын-ала бағалауы бойынша ҚТҚ жинайтын жер болып табылады.

Жалпы Қазақстан Республикасында парникті газдың екі түрі, яғни жанама және тікелей әсер етуші түрлері, сонымен қатар, озондаушы заттар бөлінеді. Тікелей әсер етуші парникті газдарға: көміртегінің қостотығы (С02), метан (СН4), азот тотығы (N20), азот тотығының жанама әсерлері (N0x), көміртегі тотығы (СО), метан емес көмірсулар және күкіртті ангедриті (S02)

Экологиялық Кодекске сәйкес ластаушы заттектер шығарындыларының инвентаризациясы бойынша, жағу үрдісі кезінде және заттардың жанама әрекетіне әсер ететін фотохимиялық үрдіс жылдамдығының пайда болуына, сонымен қатар атмосфераның озон қабатында ыдырайтын көміртегінің қостотығы (С02), метан (СН4), азот тотығының (N20) шығуы міндетті түрде болады.

ҚТҚ-ды өңдеуде және жоюда органикалық текті метан (СН4), көміртегінің қостотығы (С02) және аздаған мөлшерде азот тотығының (N20) біраз бөлігі пайда болады.

Биомасса көздерінен алынған органикалық материалдардың ыдырауы, қалдықтардан пайда болатын С02 негізгі көзі болып табылады және бұл көміртегінің қостотығының шығу тегі биогенді екенін ескеру қажет.

Жүйені енгізудің экологиялық тиімділігін анықтағанда биогаз жинауға жұмсалатын жылдық эксплуатациялық шығындарды есептеу қажет. Сондықтан парниктік эффект кпэ жэне қоршаған ортаға зияндылық кз келесі формуламен анықталады

Биогазды жинау жүйесінің құрылысы мен эксплуатациясына жұмсалатын шығындар есебін анықтау үшін 2 коэффициент енгізіледі:

                                           (2)

 

мұндағы

Рэ - жүйені жинаудың жылдық эксплуатацялық шығыны, мың тг. Одан:

 

                      (3)

 

мүндағы

rCH4 * pCH4сәйкес метан мен көмірсу тотытығының биогаздағы көлемі;

Рсн4> Рсо2 сәйкес метан мен көмірсу тотығының тығыздығы, кг/м .

мұндағы:

кэж - экологиялық жағдай мен территория мәнділігінің коэффициенті;

і-ші экономикалық аудан бойынша атмосфералық ауаның ластануының залал үлесі;

кэс - экологиялық жағдай және территория мәнділігінің коэффициенті;

кзі - атмосфералық ауаға лақтырылатын ластаушы заттардың экологиялық-экономикалық қауіптілігінің салыстырмалы коэффициенті;

ri-биогаз құрамындагы ластаушы заттардың көлемдік үлесі.

Парникті газ шығарындарын есептеу үшін (СН4,N20) көрсеткіштері құрғақ заттек салмағы негізге алынады:

СН4=0,08-20 г СН4/кг кал.;

N20=0,2-1,6 г N2O /кгкал.;

Қоқыс жинайтын жердегі жиналған ҚТҚ-дың көлемі 33147 тн/жыл 33147000 кг/жылда құрайды.

СН4, шығарындының жалпы көлемі төмендегідей болады

МСН4=10 *33147000/1000000;

МСН4=331,47тн/жыл;

N20 шығарындының жалпы көлемі төмендегідей болады

MN20 =0,2 *33147000/1000000;

МСН4=6,6294тн/жыл;

Сонымен, қалдық жинайтын жерде ҚТҚ полигонында ең жоғары жүктемеде және транспорттық технологиялық жұмысы кезінде заттектердің жалпы шығарындысы тікелей парниктік эффектіні құрайды.

ҚТҚ жануы атмосфераға түсетін зиянды заттардың апат салдары ретінде қарастырылады, нәтижесінде Қазақстан Республикасының табиғи ортаны ластаудың нормативті төлемін қолдану ережесі бойынша он есе тариф төлемін қолданады.

Атмосфераға зиянды заттардың апатты шығарынды төлемінің жалпы құнының есептеулері кестеде келтірілді.

ҚР «Салық кодексі» бойынша төменгі төлем мөлшері (ТТМ) бойынша атмосфераға зиянды заттектердің шығарындысын қазіргі уақытта бекітілген төлем мөлшеріне сәйкес төмендегі формула бойынша есептелінеді:

Үі=Міш/і'Рі теңге/жыл                                                                      (4)

мұндағы

М, - і-ші ластаушы заттектің жылдық массасы , т/жыл;

Қ—1 тонна үшін төменгі төлем мөлшері (ТТМ);

Рі - ТТМ төлемдік нормасы.

Атмосфераға зиянды заттектердің шығарынды нормасы 1 кестеде келтірілген.

Кесте 1 -Атмосфераға зиянды заттектердің шығарынды нормасы

Ластаушы заттектердің түрлері

Шығарынды заттек, тн/жыл Мі

1 тонна үшін төменгі төлем мөлшері (ТТМ)

Азот тотығы

0.5056

10

Күкіртті сутегі

0,1184

62

Формальдегид

0,4373

166

Аммиак

2,4279

12

Бейорганикалық тозаң

4,80155

35

Формула бойынша әрбір ластаушы заттек үшін экологиялық шығындарды есептейміз:

Үазотоксиді=0,5056 • 10-1273= 6436,28 теңге/жыл;

Үкүкіртгісутегі=0,1184- 62Т273= 9344,83 теңге/жыл;

Үформальдегид=0,5056Т66Т273= 92409,36 теңге/жыл;

Үаммиак=2,4279-0,04-1273= 37088,60 теңге/жыл;

ҮбейоРг.тозаң=4>80155 • 5'1273= 30561,86 теңге/жыл Үмсн4=331,47 • 0,04-1273= 16878,45 теңге/жыл Ү,20 =6,6294 • 0,73-1273=6160,63 теңге/жыл

Келтірілген әдістеме бойынша есептелген мәліметтер, 2 кестеде көрсетілген.

Кесте 2 - Ауа арқылы заттектердің шығарындысының шығыны

 

N

Заттектің аты

Заттектің

Шығарындысы,

т/жыл Мі

Гі

Рі

Төлем мөлшері Үі, тенге

1

Азот тотығы

0,5056

10

1273

6436,288

2

Күкіртті сутегі

0,1184

62

1273

9344,8384

3

Формальдегид

0,4373

166

1273

92409,3614

4

Аммиак

2,4279

12

1273

37088,6004

5

Бейорганикалық 1 тозаң

4,80155

5

1273

30561,86575

 

Заттектердің ауа арқылы ластану шығынын болдырмау ЭШ (экологиялық шығын) мәні: 198880,04 теңге/жыл құрайды.

Қатты тұрмыстық қалдықтарды полигонға орналастыру үшін нормативті төлем ақы мөлшері 4.3 кестеде келтірілген.

Кесте 3 - Қалдықтарды орналастыру бойынша төлем мөлшері

Қалдықтың түрі

1 тонна үшін төлем мөлшері

ТТМ төлем нормасы

Қатты тұрмыстық қалдықтар

0,19

1273

 

Жамбыл облысы Жамбыл ауданы Көлқайнар ауылдық округінің жерінде орналасқан қатты тұрмыстық қалдықтарды қоймалаудың бекітілген көлеміне байланысты жылына 33,147 мың. т/жыл деп есептелінеді, соған сәйкес ҚТҚ-ды орналастыру үшін алынатын төлем мөлшері төмендегідей есептелінеді:

Ү = М -ср- / -Р теңге/жыл

мұндағы: е

М - полигондағы қалдықтың жылдық көлемі, т/жыл;

ср - азайту коэффициенті;

1- ТТМ саны;

Р - ТТМ бойынша төлем мөлшеріформула бойынша:

Ү =33147-0,2-0,19-1273 = 1603452,98 теңге/жыл

Берілген есептеулер бойынша қатты тұрмыстық қалдықтарды полигонға орналастыру үшін төлем мөлшері кестеде келтірілген.

Тұрмыстық қалдықтарды полигонға орналастыру үшін төлем мөлшері

Қалдық  түрі

Қалдықтың

жылдық

колемі,

т/жыл

 

ТТМ саны

 

Томендету

коэффициенті

 

1 ттм

Толем сомасы, тг

ҚТҚ

33147

0,19

0,2

1273

1603452,98

 

Қатты тұрмыстық қалдықтарды пайдаға асыру және залалсыздандырудан болатын экологиялық - экономикалық зияндылықты болдырмау шамасы: 1802333,019 теңге/жыл.

Енгізу тиімділігінің негізгі көрсеткіші рентабельділік және өзін-өзі ақтау мерзімі. Рентабельділік - пайызбен өрнектелген баланстық пайданың толық өзіндік құнға қатынасы. Өзін-өзі ақтау мерзімі - негізгі қордың алғашқы бағасының баланстық пайдаға қатынасы.

ҚТҚ полигонында биогазды жинау жэне заласыздандыру жүйесінің

жұмысында эксплуатациялық шығындар жоқ деп есептейміз. Жүйені мерзім бойынша бақылауды ҚТҚ полигонында қызмет көрсететін жүмысшылар атқарады. Компрессор станциясының жүмысына жүмсалатын электроэнергия когенерационды қондырғыда биогазды жагу есебінен алынады. Бүл қондыргылардың жүмысында амортизациялық

аударылымдар қарастырылмайды, себебі модульдің кейбір тораптары алмастырылуын жатпайды. Сондықтан бүл жагдайда негізгі қорлр қүнын жүйе қүрылысының құны деп қабылдауға болады.

Жүйені енгізу рентабельділігі - 30-40 %, өзін-өзі ақтауы -5 жыл. Полигонда метан құрылу фазасының 30 жылға созылатының білсек, жүйені енгізудің тиімділігі айқын көрінеді. Бұл мерзімде жүйе өзін-өзі 6 рет ақтап алады. Полигондар мен ҚТҚ үйінділерінің ауданынының үлкен екенін есепке алсақ рентабельділік деңгейін көтеру үшін және өзін-өзі ақтау мерзімін қысқарту үшін бірнеше модуль құрылғыларын біріктіру қажет.

Біздің елімізде энергия тасығыштары мен табиғи газдың бағасының тұрақты түрде өсуі байқалады. Сондықтан мұндай экономикалық жағдайда баламалы отын түрлерінің құндылығы арта бермек. Зиянды заттармен ауа бассейнін ластау тұрғындар денсаулығын нашарлатады. Бұл есептеулерде зиянды газдардан келген материалды залалдар есептелмеген, себебі бұл шамаларды анықтау бойынша әдістер өңделмеген. Бұл факторларды есептеу мәселенің өзектілігін және полигондар мен ҚТҚ үйінділерде биогазды жинау, тасымалдау және залалсыздандыру жүйесін қолданудың қажеттілігін арттыратыны сөзсіз.

Биогазда 60% метан жэне 40% көмірқышқыл газы бары белгілі, сондай-ақ биогазды стандартты газ құралдарында қолдануға жарамсыз және сүйкімсіз ететін күкірттік косылыстар, көмірсутек, эфир тағы басқа да заттар бар. Соған қоса биогаздың құрамында балласты көмірқышқыл газының болуы оның жылу шығару қабілеттілігін кемітеді - 5000 ккал/м (21000кДж/ м ) табиғи газбен салыстырғанда - 8500ккал/ м (35700кДж/ м ).