Landfill Gas Mining

U.S. EPA, amerykańska agencja ochrony środowiska, używa skrótu LFG od landfill gas, czyli gaz składowiskowy. Powstaje on podczas rozkładu materii organicznej; metan tworzy się głównie bez dostępu tlenu. Gaz składa się w przybliżeniu w połowie z metanu, o wzorze chemicznym CH4, i w połowie z dwutlenku węgla, CO2, z dodatkiem innych substancji. To orientacyjny skład objętościowy, nie stała receptura każdego składowiska. Podana objętość gazu nie oznacza więc tej samej objętości czystego metanu. Dla paliwa różnica jest istotna. Metan jest też gazem cieplarnianym: po uwolnieniu do atmosfery przyczynia się do zatrzymywania ciepła. Jego wyciek oznacza więc coś więcej niż stratę użytecznego paliwa. [1]

Studnie albo poziome kolektory i rurociągi zbierają gaz, ale nie wychwytują wszystkiego. U.S. EPA rozróżnia dlatego szacunek wytwarzanego gazu i szacunek ilości możliwej do odzyskania. LandGEM modeluje powstawanie gazu; nie jest przepływomierzem przed generatorem. Wynik trzeba połączyć z założoną skutecznością zbierania. Zasięg instalacji, stan urządzeń i jakość pomiarów decydują, czy szacunek pasuje do rzeczywistości. Liczba z modelu nie oznacza ilości automatycznie dostarczonej do silnika. [2]

Wilgotnego gazu z zanieczyszczeniami nie można bez namysłu podać do dowolnego silnika. U.S. EPA opisuje usuwanie wilgoci, a w razie potrzeby także siloksanów, czyli związków zawierających krzem, związków siarki i innych domieszek. Zakres oczyszczania zależy od gazu i urządzenia. Przygotowanie do produkcji prądu nie jest automatycznie tym samym co wytwarzanie RNG: odnawialnego gazu oczyszczonego tak, by mógł zastąpić gaz ziemny, choćby w sieci gazowej. Różnicę wyjaśnia też amerykańska agencja informacji energetycznej EIA. Samo ustawienie kontenera z koparkami nie zastępuje tych etapów. [1] [6]

Weźmy własny uproszczony przykład: powstaje 100 kg metanu, czyli CH4, a instalacja zbiera 75 kg. Urządzenie spalające niszczy 98 % tego, co otrzymuje, czyli 73,5 kg. Na jego wyjściu pozostaje 1,5 kg niespalonego metanu; poza zbieraniem zostało 25 kg. Zniszczenie 98 % dopływu urządzenia nie oznacza więc takiego samego udziału całego metanu wytworzonego na składowisku. U.S. EPA rozróżnia te skuteczności. Przykład nie jest pełną inwentaryzacją emisji: osobno trzeba uwzględnić utlenianie w warstwie przykrywającej, które przekształca część metanu, inne wycieki i zmiany ilości nagromadzonego gazu. Podczas spalania metan zamienia się w dwutlenek węgla i wodę. „Niszczenie metanu” nie oznacza więc braku gazów wylotowych. [3] [4]

Methane Mitigation oznacza ograniczanie emisji metanu. Korzyść z jego zbierania nie dowodzi jednak zerowych emisji lokalnych. U.S. EPA wskazuje choćby na NOx, tlenki azotu powstające przy spalaniu i przyczyniające się do smogu. Zależnie od porównywanych technologii generator składowiskowy może emitować ich więcej niż zastępowane źródło. Pytajmy więc osobno o zebrany metan, spalanie i prąd dla koparek. Samemu dodaniu odbiorcy prądu nie można przypisać wszystkich korzyści instalacji zbierającej, która już wcześniej działała. [4]

Odpady nie przestają się rozkładać tylko dlatego, że kopanie nie zarabia. U.S. EPA opisuje możliwość dalszego zbierania gazu i spalania go w pochodni, czyli urządzeniu do spalania gazu, po zakończeniu produkcji prądu. Nowa kopalnia może więc zastąpić istniejącą pochodnię lub innego odbiorcę, niekoniecznie wypuszczanie całego gazu do atmosfery. Podczas przerwy sprawdzajmy rzeczywisty przepływ gazu i pracę dmuchaw, które go odsysają. Ich zużycie energii i potrzeba konserwacji nie znikają wraz z zatrzymaniem maszyn na końcu łańcucha. [3]

Uptime to udział czasu, w którym obserwowane urządzenie pracuje lub jest dostępne; ustalmy dokładnie, co mierzymy. U.S. EPA opiera prognozy gazu na historii składowania, składzie odpadów i lokalnych warunkach. Zbyt wysokie oczekiwania dotyczące przyszłych dostaw odpadów albo pominięcie niepełnego zbierania mogą zawyżyć ilość paliwa. Porównujmy model ze zmierzonym odzyskiem i zapisami pracy. Trwający rozkład nie oznacza ciągłej pracy generatora, oczyszczania i koparek. Długoterminowa prognoza i dostępność pojedynczej maszyny odpowiadają na inne pytania. [2]

U.S. EPA oddziela wstępny szacunek ekonomiczny od szczegółowej oceny konkretnego składowiska. Przy kopaniu policzmy więc nie tylko koparki, lecz także zbieranie gazu, oczyszczanie, generator, zużycie pomocnicze i serwis. Porównajmy realne alternatywy: prąd dla innego odbiorcy, bezpośrednie wykorzystanie energii gazu lub uzdatnianie do RNG. Dopiero wtedy wniosek o zwrocie inwestycji ma sens. Zysk i dodatkową korzyść emisyjną należy wykazać oddzielnie. Bez tego „Bitcoin ze śmieci” pozostaje ciekawym pomysłem, a nie oceną projektu. [5]