Отрицательное заключение на мусоросжигающие заводы Hitachi Zosen: 17 + 1

И всё-таки она вертится! Это бедолага Галилео Галилей воскликнул в сердцах, имея в виду вращение Земли вокруг Солнца, хотя на некоторое время ему пришлось согласиться с обратным утверждением под угрозой быть поджаренным на костре инквизиции. Прогресс человеческого общества к сегодняшнему дню, с одной стороны, исключил применение пламенного сжигания еретиков на кострах, но не отменил пламенного сжигания мусора в городах и в сельских районах, хотя последствия от этого смелого решения стали для многих людей причиной досрочного ухода в мир иной по причине онкологических заболеваний.

Надо заметить, что вопрос применимости пламенного сжигания бытовых отходов волновал научное сообщество и полвека, и пять веков назад, поскольку проблема переработки бытовых отходов возникла с момента появления человеческих поселений. В недавние времена крупные и малые города периодически посещали чума и оспа, что свидетельствует о том, что с бытовыми отходами надо быть предельно осторожными и помнить, что их своевременное удаление обеспечивает надёжную работу всего комплекса систем жизнеобеспечения. Но раньше всё было проще, поскольку в обиходе не было пластиковых бутылок и электрических кабелей, нефтепродуктов и автомобильных покрышек, бытовой техники и электроники, и прочего.

Надо также помнить, что верными защитниками городского жителя от массовых инфекционных заболеваний были санитарные врачи, без которых многие истины безопасного существования в техногенном мире так и остались бы тайной для непосвящённых. Одной из таких тайн до середины 1950-х годов была проблема диоксинов. Хотя о диоксинах как о химических соединениях узнали ещё до Второй мировой войны, но то, что они на предельно малых концентрациях могут стать исключительно опасными для человека, узнали только после её окончания. Это произошло благодаря упорству врачей, изучавших причины загадочной болезни хлоракне, а также успехам аналитической химии и гениальной находке аналитиков, объединивших два высокочувствительных прибора — хроматограф и масс-спектрометр. Это объединение и позволило надёжно определить начальный уровень опасного воздействия диоксинов на человека. Этому уровню соответствовали пикоконцентрации диоксинов, то есть 10−12 г/кг этих веществ в воде, воздухе или пищевых продуктах. Для воздуха это концентрация составляет 1 куб. см диоксина на 1 куб. га чистого воздуха.

Столь малые концентрации воздействия на три порядка меньше концентраций боевых отравляющих веществ, известных человеку. Причина в том, что диоксины относятся к категории ядов, аккумулируемых в жировой ткани организма человека и теплокровных животных. Из-за исключительной стабильности диоксинов к внешним воздействиям они долго находятся в окружающей среде, особенно в гумусном слое почвы. Затем через почвенные растворы они переходят в растения, после чего по пищевой цепочке они попадают к травоядным животным. К человеку диоксины попадают на стол через молоко, рыбу, мясо травоядных животных и яйца птиц. Кроме того, питьевая вода и воздух, которым дышит человек, также являются поставщиками диоксинов в организм человека.

До 1970-х годов в воздействие столь малых концентраций на организм человека верили только исследователи, но катастрофические последствия Вьетнамской войны поставили всё на место. За годы войны над Вьетнамом американцы распылили всего, по разным оценкам, от 170 до 700 кг диоксинов на площади 350 тыс. кв. км. Усреднённая концентрация диоксинов в гумусном слое почвы (если он толщиной 10 см и его плотность 1,3 г/см3) составила всего 370 нг/кг. При этом за годы войны от диоксинов пострадали не менее 3 млн человек.

Важно и то, что эти диоксины во Вьетнаме и по сегодняшний день дают о себе знать, сохраняясь и накапливаясь в пищевых цепях заражённых биоценозов, проявляясь в виде различных врожденных патологий в нескольких поколений людей и животных, в онкологических и иммунных заболеваниях.

Концентрации диоксинов, которые присутствовали в распыляемых дефолиантах в виде примесей, были ничтожны по тем временам. Всего от 1 до 10 ррм, то есть от 1 до 10 миллионных долей по весу. Такие концентрации относятся к категории микропримесей, да и распылялись военные фитотоксиканты (различные смеси гербицидов и пестицидов для уничтожения леса и урожаев риса и других сельскохозяйственных культур) с самолётов на высоте 300−500 метров. Однако и разбавление концентрации диоксинов свежим воздухом на два-три порядка величины, то есть с миллионных до миллиардных долей, не спасло жителей от токсических свойств аккумулируемых ядов, которыми являются диоксины. Они и после разбавления в воздухе всё равно осели с пылью и влагой на земную поверхность, поскольку их молекулярная масса выше 200 относительных единиц, а у воздуха всего 29. Поэтому им ничего другого не оставалось, как c пылью и каплями влаги вернуться на земную поверхность. Вся эта информация стала достоянием мирового сообщества после 1980-х годов, когда стали известны результаты войны и человечеству пришлось познакомиться на примере Вьетнама с новой формой ведения войны — экоцидом, когда одно государство осознанно разрушает окружающую страну государства-противника. Технологии экоцида совершенствуются, сегодня в США на вооружении стоят 30 видов военных фитотоксикантов.

Результаты войны во Вьетнаме оказались очень востребованы при обсуждении проблемы переработки бытового мусора, поскольку в Европе и Японии начиная с начала XX века практически весь бытовой мусор сжигали в печах на колосниковых решётках, используя пламенное горение. Полигоны для захоронения мусора в этих странах размещать было негде, поскольку они не обладали относительно свободными участками бросовой земли. Важно и то, что зимы в этих странах более короткие и тёплые. При этом размещение отходов на полигонах даёт более высокую вероятность бактериального заражения окружающей среды в сравнении с суровой российской зимой. По этим соображениям сжигание отходов стало вынужденным вариантом решения проблемы.

Пламенное сжигание на решётках, как и открытое факельное сжигание, далеко не простая задача для высокомолекулярного углеводородного сырья, которым является бытовой мусор или полигонный газ. Легкие углеводородные газы, такие как метан, этан и пропан, при пламенном сжигании сгорают практически полностью и без образования вторичных углеводородных соединений из недоокисленных осколков, если поддерживается постоянным соотношение воздуха и горючего газа, состав горючего газа также постоянный и камера сгорания сконструирована под строго постоянный режим генерации и отбора тепловой энергии. Ни одно из перечисленных условий при открытом пламенном сжигании мусора выполнить невозможно. По этой причине происходит генерация вторичных углеводородных соединений из недоокисленных высокомолекулярных углеводородов, которые составляют большую часть бытовых отходов. Это является неизбежным следствием пламенного сжигания.

К этой неприятности добавляется ещё одна. В атмосферном воздухе, используемом в качестве окислителя, неизбежно наличие хлора. Его нам поставляют вулканы при извержениях постоянно в количестве около 1 до 10 Мт в год, в зависимости от сейсмической активности. По этой причине использование воздуха в качестве окислителя при сжигании бытовых отходов с высокой степенью вероятности приведёт к образованию микроколичеств диоксинов, даже если в сжигаемых отходах не будет хлорсодержащих материалов. Чтобы исключить нежелательное развитие событий при пламенном сжигании бытовых отходов и появилась технология пиролиза, исключающая использование воздуха в качестве окислителя. Источником энергии при пиролизе, обеспечивающим разложение тяжёлых углеводородов, могут быть электрическая дуга или перегретый пар, или расплав металла в печах Ванюкова. В любом случае кислород в составе воздуха при окислении «тяжёлых» углеводородов нежелателен. Воздух содержит не только азот с кислородом, в воздухе есть и множество примесей, среди которых могут оказаться и помощники образования микроконцентраций диоксинов. Этих незначительных концентраций оказывается достаточно для отравления организма человека. К сожалению, диоксины относятся к аккумулируемым ядам, и из организма человека они практически не выводятся.

В России проблема мусора исторически решалась иначе. Места для полигонов находились, а сжигание отходов использовалось мало вплоть до 1990-х годов, когда в стране произошли существенные перемены в вопросах охраны окружающей среды. В 1991 году появилось новое Министерство экологии с Росприроднадзором. Появился и Роспотребнадзор. Среди прочих обязанностей они ещё и надзирали за деятельностью полигонов по хранению бытовых отходов. Но финансирование разработок новых технологий осуществлять перестали, поскольку все финансовые проблемы возложили только на инвесторов, неких аналогов прежних концессионеров, которым отечественный рынок в послереволюционные 1920-е годы отдавался в срочное пользование. В наше время пользование быстро стало монопольным, поскольку отечественные предприятия в навязанной акционерной форме быстро разорились из-за отсутствия опыта работы в новых условиях. В итоге по проблеме переработки отходов Россия стала технологически отсталой страной. Собственные разработки периода 1980-х годов до серийного производства довести не успели. По этой причине покупка зарубежной серийной продукции стала необходимостью, поскольку неуправляемые и безнадзорные полигоны пришлось закрывать, а на их место ничего не нашлось из отечественного оборудования.

С появлением новых структур упростилась задача использования зарубежной технологии в отечественных условиях. Более того, после существенных изменений, произошедших в России, отечественный рынок промышленной продукции стал доступен для его захвата транснациональными корпорациями под видом инвестиций. Ярким примером послужил рынок холодильного и компрессорного оборудования, который практически полностью стал достоянием зарубежных фирм. Такая же участь сегодня ждёт и рынок мусороперерабытывающего оборудования, поскольку отечественные технологии и заводы в качестве исполнителей задачи по переработке бытовых отходов практически уже не рассматриваются, а исследовательские институты и ОКБ не финансируются с 1990-х годов. По этой причине есть все основания считать, что поле для деятельности зарубежных фирм совершенно свободно. Однако привлечение зарубежных инвесторов, о котором мечтают наши экономисты, вовсе не означает того, что привлечённые средства будут осваиваться отечественными предприятиями и в России появятся новые рабочие места для высококвалифицированных специалистов. Вовсе нет. Нам собираются поставлять готовые заводы, поскольку за рубежом понимают ценность и рынка, и рабочих мест в собственной стране. Для России в этих условиях оставляют только рабочие места по сбору и сортировке мусора и погрузке пыли и шлака МСЗ в контейнеры для захоронения на полигонах.

Но уж если речь зашла о покупке зарубежной технологии в виде заводов по переработке бытовых отходов, то неизбежно возникает вопрос и об экспертизе состоятельности технологии, которая будет применяться на этих заводах. Общие восклицания по поводу преимуществ западных технических решений и отсталости отечественных производств при покупке заводов крайне опасны, поскольку кредиты придётся возвращать. По этой причине покупаемые МСЗ должны отработать свой срок, не перетравить людей и дать прибыль для возврата кредитов. Поэтому «РТ-инвест» как перспективный покупатель таких заводов в 2016 году разослал двум десяткам специалистов запрос по поводу состоятельности технологического процесса, реализуемого на заводах, которые предполагалось закупить у фирмы Hitachi Zosen Inova AG для реализации Федерального приоритетного проекта «Чистая страна». Автору статьи стали известны ответы 17 специалистов. Все эти ответы датированы 2016 годом. Сегодня они представляют существенный интерес, поскольку в 2016 году процесс выбора технологии переработки бытовых отходов был в самом начале, и экспертные оценки были более объективны, чем сегодня, а основания для выводов были достаточно весомы. Автор сделал попытку систематизации этих выводов. Задача их систематизации облегчалась тем фактом, что в декабре 2018 года автору по просьбе общественной организации довелось ознакомиться с проектом МСЗ Hitachi Zosen Inova и подготовить совместно с коллегами заключение по этому проекту.

Итак, в распоряжении автора оказалось 17 официальных ответов специалистов на запрос «РТ-инвест», из которых 6 ответов получены от «экспертной группы», а 10 ответов проходят по категории «мнения профессионального сообщества». Получены ответы за период от февраля до июля 2016 года. Среди организаций, в которых работали специалисты, приславшие ответы, есть и ООО, и ФГБУ и ФГБНИУ, и рабочая группа от Минэкологии Московской области, и зарубежная фирма ТОМРА.

Как ни странно, ни одного восторженного или даже положительного отзыва в ответах не содержится. Ценность экспертных заключений состоит именно в замечаниях. Наиболее интересные и глубокие по смыслу замечания приведены в этой статье в определённой последовательности. Сначала по безопасности для человека и окружающей среды, затем по технической стороне дела, затем по экономике проекта.

По безопасности рассматриваемой технологии сжигания для человека и для окружающей среды из 17 экспертов 11 однозначно высказали серьёзные опасения, 3 эксперта дали негативные оценки в декларативной форме, 3 эксперта не затронули этот вопрос. Наиболее содержательное заключение поступило от НП «Национальный Центр Эколого-Эпидемиологической Безопасности». По тесту его заключения следует:

Просто, ясно и доходчиво. Не поспоришь.

По техническому уровню предлагаемого процесса переработки отходов почти все эксперты дали отрицательные заключения, поскольку детального сравнения предлагаемого процесса с процессами, существующими в мире и в России, в проекте просто нет. Отсутствие сравнения с предшественниками и с современниками является характерной чертой зарубежных проектов. К этому уже можно привыкнуть, поскольку иных примеров давно не наблюдается. Из 17 заключений только в одном уровень технического решения признан современным, но недостаточным для успешного применения. В этой связи эксперт от НИУ «МЭИ» советует:

Здесь в качестве дополнения ещё следовало бы добавить предложение по поиску желающих грузить эту летучую золу в контейнеры для перевозки к месту её плавки, поскольку летучая зола не просто зола, она ещё и сорбент, на котором сорбционными силами удерживаются диоксины. Важно, чтобы этих сорбционных сил хватило для удержания диоксинов на поверхности золы при погрузке этой золы в контейнеры, иначе оператор погрузки быстро прекратит свое земное существование. Наиболее яркую характеристику предлагаемого технического решения МСЗ дал опять же НП «Национальный Центр Эколого-Эпидимиологической Безопасности», который в своем заключении ссобщает:

Причина в том, что физическая адсорбция — обратимый процесс. По этой причине диоксины как легко сели на сорбенты, так легко и уйдут.

Не менее интересно суждение о процессе сжигания отходов на решётке, которое представлено от рабочей группы по обращению с отходами Экспертного Совета Минэкологии Московской области.

Обобщение экономической оценки сделала Орлова Ирина Георгиевна. По её мнению,

Не менее интересны и её выводы:

Не менее интересны и выводы системного характера из письма от 12.02.2016 полученного от Ассоциации межрегионального социально-экономического взаимодействия «Центральный федеральный округ». В письме на основе комплексного анализа и экспертных консультаций отмечены существенные проблемы и противоречия:

Количество цитирований можно и увеличить, но приведённые высказывания от пяти разных предприятий вполне рельефно обозначили общее качество, присущее проекту. Это старая и опасная для человека технология, которая практически ни по одному весомому аргументу не подходит для отечественных условий.

На основе собственного опыта разработки, изготовления и приёмо-сдаточных испытаний очистных установок, предназначенных для работы с фтористыми соединениями, не могу оставить без внимания аналитическую проблему. Доказательство безопасности процесса возможно лишь при наличии достоверного анализа количества и состава супертоксинов в выбросных газах, а также анализа их количества в почве по розе ветров за заводской трубой. Учитывая стабильность диоксинов и длительный характер сохранения их свойств, мониторинг диоксинов в почве необходимо делать на постоянной основе, как при работе завода, так и после его закрытия. Причина в том, что в гумусном слое почвы диоксины могут существовать около 100 лет, сохраняя опасность для 5−6 поколений людей, живущих на этой земле. Геометрические размеры шлейфа диоксинового загрязнения можно в первом приближении взять для оценки по аналогии с пылевыми выбросами ТЭЦ, которые оценивают в виде овала размером 16×5 км ориентировочной площадью 80 кв. км. При рассмотрении взаимоотношений МСЗ с соседями, которые могут быть владельцами сельхозугодий, расположенных рядом с заводом, но за санитарной зоной, неизбежно возникает задача оценки размера штрафных платежей, которые придётся платить заводу за вывод сельхозугодий из оборота после превышения допустимой концентрации содержания диоксинов в почве по вине завода. Это событие неизбежно произойдёт в зоне шлейфа от выбросов, по которому и придётся делать постоянный арбитражный анализ нарастающего количества диоксинов в почве. При гарантированном по проекту выбросе 0,36 г диоксинов в год за санитарной зоной уже через 5−6 лет появятся первые пятна почвы, в которых будут превышены допустимые в России нормативы для сельхозугодий, то есть 5 нг/кг почвы. Это легко проверить, если принять логарифмический характер распределения выбросов от трубы завода.

Учитывая технологическую обусловленность выбросов диоксинов в воздух, заложенную в проекте завода, нерешённым вопросом является факт отсутствия в проекте завода аналитической лаборатории и штата аналитиков и врачей. Именно они и должны будут постоянно следить и за здоровьем персонала МСЗ и жителей соседних домов, концентрацией токсинов в выбросах, а также за изменениями концентрации диоксинов в почве, чтобы постоянно информировать население и руководство завода о возможных отклонениях от нормативов. Такая схема связей необходима. Она давно практикуется вблизи АЭС и вблизи МСЗ в Японии. Эта информация поможет заводу своевременно остановить производство, чтобы не стать банкротом. Это вполне возможно из-за значительных платежей за вред, нанесённый здоровью человека, или за выведенные из оборота сельхозугодья, или за изменённую кадастровую цену земли и недвижимости в жилых районах. Однако планируемый в проекте один анализ в год по содержанию диоксинов в воздухе в полукилометре от трубы ничего, кроме удивления, не вызывает. Такой «аналитический покер» для инвестора может стать хорошим основанием для прекращения уплаты налогов по причине собственного банкротства. Но надо ли это инвестору?

Проект от «РТ-инвест» по строительству мусоросжигательных заводов высветил проблему экспресс-анализа малых содержаний диоксинов в трёх средах. Его в мире пока нет, а потому и любые процессы с выбросом диоксинов можно считать предельно опасными из-за неопределённости результатов работы любого оборудования. И чем выше производительность процесса, тем выше риск для человека и окружающей среды. По этой причине сегодня наиболее востребованными можно считать процессы с гарантированным отсутствием диоксинов в выбросах, и уж тем более недопустимо использовать технологию понижения сверхнормативной концентрации диоксинов в выбросных газах МСЗ за счёт разбавления свежим воздухом. Поскольку это диффузионный процесс, то он зависит и от температуры воздуха, и от скорости и турбулентности воздушных потоков. Самое неприятное, что условия перемешивания непостоянны. По этой причине в России высокотоксичные газовые компоненты из трубы предприятий старались не выбрасывать в атмосферу. Их сначала концентрировали, отделяя от основного газового потока, а затем нейтрализовали до уровня, безопасного для работников предприятия и жителей соседних домов. Это азы технологии безопасной работы с токсинами, продиктованные Трудовым правом России. А в технологической схеме Hitachi Zosen Inova, видимо, предполагается отсутствие контакта работников завода с выбросными газами, концентрация диоксинов в которых на два порядка выше безопасного уровня. Но в реальных условиях работы такого завода вполне возможно безветрие и мелкий дождь со снегом, при которых разбавление выбросного газа свежим воздухом будет ничтожным. И как себя вести при этом работникам предприятия и местным жителям за границами полукилометровой санитарной зоны?

Кроме того, результатом такого подхода к задаче безопасной переработки бытовых отходов неизбежно становится ежегодное накопление диоксинов в почве с темпом 0,45 нг/кг диоксинов в год при размере шлейфа 16Х5 км. Через 10−12 лет все 8000 га (расчётная площадь шлейфа) достигнут уровня заражённости диоксинами 0,5 нг/кг, и неизбежен запрет на использование земли для выращивания пищевой продукции. Технологии рекультивации земли, заражённой диоксинами, пока ещё не создано. В общем перечне экологических проблем России эта задача ещё даже не поставлена. Пока под эту задачу в России разработана технология мониторинга сельхозугодий с использованием биоиндикаторов (пчёл). Автор в этой работе принимал непосредственное участие. Работы выполнялись в период с 1991 по 2016 годы. На начальном этапе были выполнены исследования по возможности использования пчёл для решения задачи определения наличия радионуклидов в почве. На втором этапе задача была расширена до возможности диагностики содержания диоксинов в почве. В обоих случаях использование пчёл для мониторинга сельхозугодий по радионуклидам и диоксинам оказалось вполне возможным и исключительно эффективным с точки зрения минимизации затрат на выполнение мониторинга. Причина здесь в интегральном характере получаемой информации за счёт того, что ареал мёдосбора одной пчелиной семьи находится в диапазоне 1000−1200 га. Кроме того, мёд, полученный при сборе с исследуемого участка, может сохранять полученную информацию по радионуклидам и диоксинам несколько десятилетий в неизменном виде. Последнее исключительно важно для судебных и арбитражных дел.

Научный задел в России имеется также и по экспресс-диагностике человека, оказавшегося в зоне, заражённой диоксинами. Но, как и в случае с биологическим мониторингом сельхозугодий, финансирование исследовательских работ по прикладным экологическим вопросам, в том числе и по технологиям переработки бытовых отходов, вести некому, поскольку у Минэкологии и Роспотребнадзора сохранены исключительно надзорные функции. Этим объясняется постоянное и непреодолимое желание обеспечить потребности России в новых технологиях в форме покупки готовых зарубежных заводов с передачей всего отечественного рынка инвестору под монопольное владение. О своих отечественных технологиях переработки мусора на государственном уровне некому заботиться, поскольку таких организаций просто не существует.

В 1920-е годы прошлого века такая форма отношений Советской России с капиталистическими странами имела оправдание, поскольку прикладная наука после революции в России практически не существовала. Иначе дело обстоит сегодня. В России научный задел по переработке бытовых отходов превышает всё, что существует за рубежом, за исключением аналитической составляющей. По этой причине покупка мусоросжигающих заводов, использующих совершенно тупиковую и опасную для человека технологию пламенного сжигания мусора на решётках, не имеет оснований и совершенно неприемлема. Это заключение следует из приведённых в качестве примера экспертных замечаний, случайно попавших автору на заметку.

Отечественные технологии переработки отходов пламенное сжигание на решётках не используют по причине низкой энергетической эффективности процесса и по причине большого объёма захоронения золы и шлака. Основные направления исследований отечественных авторов были связаны с пиролизом отходов и исследованием различных схем переработки пиролизного газа. Здесь у России богатый задел по техническим решениям. Сегодня различные авторские группы могут предложить 4−5 вариантов процесса пиролиза бытовых отходов. Важным условием успешного использования предлагаемых решений является наличие Технического задания от Заказчика и финансирование работы. При отсутствии этих важнейших составляющих зарубежные инвесторы могут предложить построить МСЗ и задаром, но это будет сделано в обмен на российский рынок, то есть на монопольное владение российским рынком. Недавние примеры такой помощи мы уже наблюдали.

Выводы

1. На основании изучения мнений профессионального сообщества в области обращения с отходами автор считает вполне оправданным заключение о безусловной опасности для человека и окружающей среды процесса пламенного сжигания бытовых отходов на решётках, который применяется на МСЗ Hitachi Zosen Inova, предлагаемых «РТ-инвест» к покупке для федерального проекта «Чистая страна».

2. Возведение крупнотоннажных предприятий по переработке бытовых отходов не рентабельно. Оптимальным по производительности можно считать диапазон от 100 до 200 тыс. тонн мусора в год для одного перерабатывающего завода.

3. Приемлемыми технологиями для использования переработки бытовых отходов сегодня могут быть безотходные, безопасные для человека и окружающей среды технологии, разработанные в России в 1980-е годы, которые должны осуществляться на отечественном оборудовании при использовании отечественных комплектующих и расходных материалов.

4. Из широко известных на сегодня технологий переработки отходов более безопасными можно считать технологии с использованием пиролиза. Хотя есть и малоизвестные, но готовые к применению технологии с использованием вяжущих на основе соединений магния.

5. Инвестиции в создание и освоение новых технологий имеют смысл при условии сохранения отечественного рынка и создания высокотехнологичных производств с высококвалифицированными рабочими местами.

6. Если планы создания в России гигантской сверхзатратной мусоросжигательной подотрасли энергетики, предполагающие строительство больших и малых МСЗ, широкое внедрение РДФ-топлива, строительство ТЭС на свалочном газе, перевод угольных ТЭЦ и котельных на сжигание мусора не будут отменены, то нас неизбежно ждет диоксиновая катастрофа на уровне вьетнамской, можно сказать, автоэкоцид.