Сущность предложения

В процессе очистки сточных вод на Курьяновских очистных сооружениях образуется около 18 тыс. куб. м/сутки жидкого осадка (около 6,5 млн. куб. м/год). Весь образующийся осадок подвергается сбраживанию в метантенках при температуре около 53 оС, в результате чего вырабатывается биогаз, содержащий около 65% метана.
В настоящее время на очистных сооружениях МГУП «Мосводоканал» находится 44 метантенка общим объемом 280 тыс. м3, в т.ч. на Курьяновских очистных сооружениях 24 метантенка и 20 – на Люберецких.
Эффективность работы метантенков в значительной степени определяет общие затраты на обработку и утилизацию осадка. Поскольку органические загрязнения трансформируются в биогаз, то повышение эффективности сбраживания дает двойную экономию: во-первых, за счет получения дополнительного биогаза, являющегося ценным топливом, во-вторых, за счет сокращения количества осадка, подлежащего дальнейшей обработке.

Масштаб мероприятия

Начиная с 1998 г. проводится комплексная реконструкция метантенков. К настоящему времени реконструировано 23 метантенка, в т.ч.: 7 метантенков на Курьяновских и 16 на Люберецких очистных сооружениях. В результате проводимой реконструкции метантенков, выработка биогаза за последние 10 лет выросла в 1,7 раза и в настоящее время составляет около 250 тыс. куб. м/сутки (более 90 млн. куб. м/год).
Весь биогаз направляется в котельные для выработки тепловой энергии, которая используется для подогрева осадка, подаваемого в метантенки. В летний период количество вырабатываемой из биогаза тепловой энергии стало превышать технологические потребности очистных сооружений. Это позволило перейти к следующему этапу — утилизации биогаза на мини-ТЭС, с выработкой электроэнергии и получением дополнительного тепла в газопоршневых генераторах.
Такая технология является общепринятой практически на всех зарубежных очистных сооружениях, вырабатывающих биогаз в метантенках.
Автономная выработка электроэнергии на очистных сооружениях имеет большое значение для повышения надежности их энергоснабжения. Роль очистных сооружений в обеспечении экологического и санитарного благополучия огромна и перерыв в энергоснабжении даже на несколько часов способен привести к развитию чрезвычайной ситуации. Постановлением Правительства Москвы от 09.08.2005 №588 «Об аварийном отключении 24-26 мая 2005 года электроснабжения в г. Москве и мерах по совершенствованию системы городского энергоснабжения», было решено построить на Курьяновских очистных сооружениях мини-ТЭС мощностью 10 МВт. Постановлением №176-ПП «О развитии систем водоснабжения и канализации города Москвы на период до 2020 года» был определено, что объект будет создаваться за счет средств частных инвесторов.

Организационное решение вопроса

Предметом Контракта являлась реализация инвестиционного проекта проектирования и строительства мини-ТЭС на биогазе Курьяновской станции. В рамках реализации инвестиционного проекта Инвестор обязывался за счет собственных либо привлеченных инвестиций, произвести проектирование и строительство мини-ТЭС на биогазе Курьяновской станции на земельном участке общей площадью 0,16 га по адресу: г. Москва 1-й Курьяновский проезд, д. 15 (Юго-Восточный административный округ города
Москвы) с электрической мощностью не менее 10МВт, и годовой выработкой электрической энергии в объеме не менее 70 млн. кВтч/год, со сроком ввода в эксплуатацию не позднее 4 квартала 2008 года в соответствии с разработанной лотовой документацией.

Технологическое решение вопроса

Биогаз, образовавшийся в метантенках, по газовой сети КОС поступает на установку его очистки. Первая стадия очистки предусматривает удаление сероводорода, которое производится в процессе его связывания с оксидом железа. Для этого в качестве наполнителя в колонне очистки 1-й ступени (десульфитатор) используется высокопорозная железная руда. Вторая стадия предусматривает удаление неуглеводородных органических соединений, в том числе кремния (силоксаны), которое производится в процессе адсорбции в колонне, загруженной активированным углем.
Очищенный биогаз поступает к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), где утилизируется.
Производимая электроэнергия через сеть среднего напряжения направляется на три трансформаторные подстанции, далее к потребителям. Основными энергопотребителями являются турбовоздуходувки, которые обеспечивают аэрацию в сооружениях биологической очистки.
Отходящие дымовые газы, имеющие температуру 450-470 оС, поступают на парогенераторы. В них теплота дымовых газов преобразуется в энергию пара. Для выработки пара подается специально подготовленная вода, предварительно прошедшая через установки деаэрации и химической подготовки. Вырабатываемый пар через распределительную гребенку подается на инжектора метантенков. Такой способ утилизации тепловой энергии отходящих газов выбран для того, чтобы сохранить существующую на КОС систему обогрева метантенков острым паром.
Отработанные дымовые газы выбрасываются в атмосферу.
В ходе работы осуществляется водяное охлаждение электрогенерирующих агрегатов оборотной водой. После отбора тепловой энергии от агрегатов нагретая вода подается в наружный канал теплообменника типа «труба в трубе», куда во внутреннюю трубу подается нагреваемый осадок, подающийся в метантенки (по выбору может пропускаться или первичный осадок, или избыточный ил обоих блоков очистных сооружений).
Состав объекта.
Объект состоит из трех основных зданий и сооружений:
— здание блочной станции ТЭС,
— насосная станция нагретого ила,
— блок очистки газа.

Cоциальный результат

В последние десятилетия прогресс в развитии сооружений очистки сточных вод и обработки осадка во всем мире тесно связан с ресурсосбережением.
Важнейшим ресурсом энергосбережения является обработка осадка сточных вод, представляющего, с современной точки зрения, биомассу, которая может быть эффективно конвертирована в биогаз путем биологической анаэробной переработки (метанового сбраживания).
Мини-ТЭС, работающие на возобновляемом источнике энергии – биогазе, являются экологически чистыми источниками энергии. Данное направление в последнее десятилетие широко развивается во всем мире, в связи с сокращением запасов ископаемого топлива и проблемой глобального потепления климата. В ряде западноевропейских стран, например, в Германии, принято законодательство, предоставляющее значительные льготы предприятиям, использующим для выработки электроэнергии топливо на основе биогаза.
Рассмотрение мини-ТЭС, как объекта способствующего снижению выброса парниковых газов показало, что на промплощадке очистных сооружений выбросы СО2 увеличатся, т.к. количество сжигаемого газа возрастет за счет увеличения потребности в сетевом природном газе. Возможно рассмотрение подобных проектов в масштабах страны, с точки зрения реализации киотской схемы торговли квотами, позволит обосновать сокращение выбросов парниковых газов за счет снижения потребления ископаемого топлива.

Экономический результат

Создание мини-ТЭС усилит энергосистему Москвы, высвободив из энергопотребления города 10 МВт. В условиях сформировавшегося в последние годы дефицита энергомощностей, это позволит направить высвобождаемую мощность на обеспечение новых объектов жилищного строительства.
Результаты и преимущества ввода в эксплуатацию Мини-ТЭС для городского хозяйства:
1. Снизится нагрузка на городскую энергосистему, что позволит переориентировать соответствующую мощность для решения градостроительных задач.
2. Мини-ТЭС обеспечит электроэнергией 50% основных технологических потребителей на Курьяновских очистных сооружениях, что существенно повышает надежность энергоснабжения очистных сооружений.
Для очистных сооружений:
3. Создание мини-ТЭС инициировало комплексную реконструкцию тепло-энергетического хозяйства Курьяновских очистных сооружений с заменой морально и физически устаревшего оборудования.
4. Перевод метантенков на подогрев горячей водой (частично) позволит сократить подачу в метантенки острого пара, что положительно скажется на процессе метанового сбраживания.
Для экологии:
5. Мини-ТЭС является наиболее современным решением по утилизации биогаза, предотвращающим ситуации с бесцельным сжиганием излишков биогаза в летнее время.
6. Использование возобновляемого источника энергии – биогаза способствует повышению энергетической и экологической эффективности работы Курьяновских очистных сооружений.

Реализация предложения

Москва, 1-й Курьяновский проезд, 15, Курьяновские очистные сооружения.
Заказчик – Правительство Москвы.
Инвестор /проектировщик — ООО «ЕФН Эко Сервис», ВТЕ Вассертехник ГМбХ (Австрия/Германия).
Генподрядчик — ООО «Квантастрой».

Финансовые ресурсы

Инвестиционная стоимость – 29,33 млн. евро.
Срок окупаемости – 15 лет.
Инвестиции МГУП «Мосводоканал» в реконструкцию инженерной инфраструктуры – 200 млн. руб.
Предусмотрена следующая схема экономических взаимоотношений между МГУП «Мосводоканал» и Инвестором:
— МГУП «Мосводоканал» продает Инвестору биогаз по цене, определяемой исходя из затрат на его производство.
— МГУП «Мосводоканал» принимает от мини-ТЭС по приборам учета электрическую энергию, тепловую энергию в виде пара и горячей воды и оплачивает их стоимость по тарифам, утверждаемым РЭК.
— из доходов, полученных Инвестором от продажи энергоносителей, он осуществляет окупаемость вложений и покрывает затраты на эксплуатацию мини-ТЭС. После завершения периода окупаемости тарифы на тепловую и электрическую энергию снизятся, так как из них будет исключена инвестиционная составляющая по строительству мини-ТЭС.

Нормативно-правовая база

Лотовая документация (открытый международный аукцион на право заключения инвестиционного проекта по проектированию и строительству мини-ТЭС на биогазе Курьяновской станции аэрации по адресу: г.Москва, 1-ый Курьяновский проезд, д.15, Курьяновсая станция аэрации (Москва, 2005),
Распоряжение Правительства Москвы № 1973-РП от 3 октября 2006 года «Об итогах открытого аукциона и условиях реализации инвестиционного проекта проектирования и строительства мини-ТЭС на биогазе Курьяновской станции аэрации по адресу: 1-й Курьяновский проезд, д.15»,
Распоряжение Правительства Москвы № 2781-РП от 25 ноября 2008 года «О дополнительных мерах по реализации инвестиционного проекта строительства мини-ТЭС на биогазе Курьяновской станции аэрации по адресу: 1-й Курьяновский проезд, д.15»,
Постановление Правительства Москвы от 26 октября 2004 г №733-ПП «Об организации и проведении международных конкурсов на реализацию проектов строительства мини-ТЭС на биогазе Люберецкой станции аэрации и создания Кармановской микроГЭС за счет привлеченных средств».