Конечно, себестоимость «нефтепродуктов из мусора» будет выше, чем у обычного жидкого топлива на основе нефтепродуктов, но в условиях, когда мусор в любом случае подвергнется сжиганию или пиролизу (а именно в эту сторону движется переработка мусора в нашей стране в силу заявленной позиции властей), такой процесс вполне будет иметь экономический смысл. Соответствующая статья опубликована в Sustainability.
По всему миру доминирует два основных способа избавления от мусора: свалки и сжигание. Первый метод, при корректной реализации, меньше загрязняет воздух, однако у него есть большой минус: он требует эффективного государственного контроля над свалками (находящимися, как правило, под управлением частных компаний). Поэтому он распространен больше всего в странах, где такой госконтроль над частными компаниями сравнительно успешен (например, Новая Зеландия, Израиль, Канада, ряд штатов США). В других странах предпочитают сжигание: оно не требует от государства постоянного контроля множества свалок.
В последнее время, в силу некоторых известных проблем с госрегулированием свалок. Россия постепенно взяла курс на переход от «сваливания» к сжиганию мусора. Такой метод ведет к большему загрязнению воздуха микрочастицами (частицы менее 10,0 и особенно 2,5 микрометров в основном не задерживаются существующими промышленными фильтрами), зато с точки зрения госконтроля он несколько проще, площадок для сжигания мусора надо меньше, чем для его захоронения. В связи с этим возникает смысл изучить потенциал таких методов термической обработки мусора, которые ранее были экономически нецелесообразны (слишком дороги): но в свете обязательного сжигания бытовых отходов и соответствующего повышения стоимости ликвидации мусора их цена перестала выглядеть непривлекательной.
Авторы новой работы изучили вопрос о том, как эффективнее всего можно получить углеводороды из смеси твердых бытовых отходов и органического мусора. Согласно их расчетам, лучший способ такого рода — нагрев мусора при ограниченном доступе кислорода до 400−420 °C, причем не резкий, а со скоростью от 5 до 7 °C за минуту обработки. Время нагрева может варьироваться в зависимости от размера емкости с мусором — более крупные есть смысл подогревать менее быстро, чтобы избежать лишних теплозатрат. При таком нагреве мусор выделяет смесь газов, в том числе — угарный. Смесь эта способна гореть и поэтому пригодна для подогрева следующих порций того же мусора.
Исследователи также рассмотрели такой вариант сжигания мусора, при котором он смешивался с отходами нефтепереработки — сравнительно распространенными в нефтяных провинциях России за Уралом. Они состоят в основном из высокомолекулярных полициклических углеводородов, но для дальнейшего «самостоятельного» использования в нефтедобыче непригодны — у оставшихся молекул очень большая длина цепочек, их разрыв потребовал бы таких затрат энергии, которые обессмыслили всякую попытку сверхглубокой переработки. К тому же в таких отходах много серы — до нескольких процентов. Авторы добавили отходы нефтепереработки в твердые бытовые отходы бытового происхождения в пропорции 1 к 4. В итоге эксперимента по нагреву такой смеси они смогли добиться разложения части углеводородов до уровня, примерно соответствующего бензинам.
Всего в ходе таких опытов от 11,0 до 39,6% обрабатываемого мусора (по весу) удалось превратить в нефтепродукты разных типов, 15−37% мусора превратилось в сгораемые газы, остальное составили твердые отходы и небольшое количество воды. Данный сценарий, таким образом, имеет заметный экономический смысл — особенно в условиях обязательного сжигания мусора, который вскоре должен стать для России страновой нормой, а также наличия отходов работы крупных НПЗ в регионе, где будет проходить такая переработка.
