Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Емісії парникових газів з місць видалення побутових відходів та заходи щодо їх скорочення

І. Сатін, Д. Куций
Завантажити статтю
Анотація

Захоронення побутових відходів на полігонах та звалищах призводить до емісій парникових газів. Зазвичай вони розраховується на основі методики МГЕЗК, що враховує кількість та хімічний склад побутових відходів, а також кліматичні особливості регіону. Однак, на емісії парникових газів значно впливають технічні і експлуатаційні характеристики полігонів та звалищ. Їх дозволяє враховувати Українська модель газоутворення, яка адаптована до локальних умов. Метою даної роботи був розрахунок емісій парникових газів від визначених класів полігонів та звалищ з урахуванням їх специфічних характеристик на основі Української моделі газоутворення, а також розробка заходів щодо їх скорочення. Для цього виконана класифікація полігонів та звалищ за площею, що опосередковано характеризує їх місткість та місце розміщення. За результатами класифікації визначено, що з понад 7 тис. полігонів та звалищ України біля 320 класифіковані як великі. Вони займають понад третину від загальної площі полігонів та звалищ України та вміщують до 84% захоронених побутових відходів. Великі полігони та звалища є пріоритетними для досліджень емісій парникових газів. За результатами розрахунку емісії парникових газів встановлено, що їх загальний обсяг становить 5 833,5 тис. тСО2. Він на 32,9% менше за аналогічні оцінки згідно з методикою МГЕЗК, що пояснюється вищою точністю Української моделі газоутворення та її параметрів. Із загального обсягу емісій парникових до 40% потенційно може бути скорочено за рахунок продовження розвитку систем збирання біогазу, якими фактично було скорочено біля 10% в 2021 році. Даний потенціал може бути збільшений вполовину і скорочення емісій парникових газів потенційно може досягати до 60% від їх загальних емісій з полігонів та звалищ. Для цього, наряду з системами збирання біогазу, доцільно здійснювати рекультивацію полігонів та звалищ. Але рекультивація є технічно складним і вартісним заходом, а обґрунтування її застосування може бути предметом подальших досліджень

Ключові слова

біогаз, звалище, метан, полігон

ЦИТУВАТИ
Satin, I., & Kutsyi, D. (2024). Greenhouse gas emissions from municipal waste disposal sites and measures for its reduction. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 20(3). http://doi.org/10.31548/dopovidi.3(109).2024.003
Використані джерела

[1] State of the waste management sector in Ukraine for 2021. (2022). Retrieved from https://www.minregion.gov.ua/napryamki-diyalnosti/zhkh/terretory/stan-sferypovodzhennya-z-pobutovymy-vidhodamy-v-ukrayini-za-2021-rik/.

[2] Yurchenko, A., Kulikova, D., Dmitruk, E., Cheberiachko, L., & Bezpiatyi, I. (2019). Municipal solid waste landfills biogas utilization. Collection of Research Papers of the National Mining University, 57, 192-202. doi: 10.33271/crpnmu/57.192.

[3] Geletukha, G.G. (Ed.). (2023). Energy generation from biomass in Ukraine: Technologies, development, prospects. Kyiv: VD “Academperiodyka”.

[4] Shmarin, S.L., Slivinskaya, V.V., Remez, N.S., Filozof, R.S., Nakhshina, A.D., & Mykhaylenko, V.P. (2014). Influence of climatic factors on estimation of greenhouse gas emissions from the burial place of solid waste in Ukraine. Physical Geography and Geomorphology, 2(74), 133-140.

[5] Ukraine’s greenhouse gas inventory 1990-2021. (2023). Annual national inventory report for submission under the united nations framework convention on climate change and the kyoto protocol. Retrieved from https://unfccc.int/documents/628276.

[6] Stepanenko, D., & Proskoornya, T. (2009). Receiving and utilization of biogas from waste. Proceedings of Tavria State Agrotechnological University, 5(9), 134-143.

[7] Zhuk, H.V., Pyatnichko, A.I., & Bannov, V.E. (2012). System of biogas collection and utilization of landfill solid domestic waste. Industrial Gases, 3, 65-68.

[8] Mazur, K., & Gontaruk, Y. (2022). Prospects for biogas production from waste of enterprises and households on solid waste landfills. Easters Europe: Economy, Business and Management, 35(2), 63-71. doi: 10.32782/easterneurope.35-9.

[9] Titova, A. (2023). Utilization of biogas from the household waste landfill as an element of environmental and energy security. Transactions of Kremehchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, 1(138), 41-47.

[10] Information on renewable energy facilities. (n.d.). Retrieved from https://www.nerc.gov.ua/sferi-diyalnosti/elektroenergiya/energetichni-pidpriyemstva.

[11] Ukraine landfill gas model – users manual | global methane initiative. (n. d.). Retrieved from https://www.globalmethane.org/resources/details.aspx?resourceid=2326.

[12] Rezakova, T.A., Matveev, Yu.B., & Kutsyi, D.V. (2011). Modeling of landfill gas flow in the porous media of MSW landfill. Industrial Heat Engineering, 7(33), 112-113.

[13] DBN B.2.4-2-2005. (2005). Municipal solid waste landfills. Basic design provisions. (with Amendment 1 and Amendment 2). Retrieved from https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3200370846212294438?doc_type=2.

[14] Matveev, Yu.B., & Kutsyi, D.V. (2016). Investigation of biogas potential during digestion of food waste. Renewable Energy, 3, 73-80.

[15] Eggleston, S. (Ed.). (2006). Waste (vol. 5). In IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Retrieved from IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories.

[16] CDM. Tool to determine methane emissions avoided from disposal of waste at a solid waste disposal site. (2011). Retrieved from https://cdm.unfccc.int/methodologies/PAmethodologies/tools/am-tool-04-v5.1.0.pdf

[17] Barlaz, M.A., Chanton, J.P., & Green, R.B. (2009). Controls on landfill gas collection efficiency: instantaneous and lifetime performance. Journal of the Air & Waste Management Association, 59(12), 1399-1404. doi: 10.3155/1047-3289.59.12.1399.

[18] Oonk, H. (2012). Efficiency of landfill gas collection for methane emission reduction. Greenhouse Gas Measurement and Management, 2(2-3), 129-145. doi: 10.1080/20430779.2012.730798.

[19] Duan, Z., Kjeldsen, P., & Scheutz, C. (2022). Efficiency of gas collection systems at Danish landfills and implications for regulations. Waste Management, 139, 269-278. doi: 10.1016/j.wasman.2021.12.023.

[20] Giordano, C.R., Van Brunt, M.E., Halevi, S.J., Castaldi, M.J., Orlovits, Z., & Illes, Z. (2024). Landfill gas collection efficiency: Categorization of data from existing in-situ measurements. Waste Management, 175, 83-91. doi: 10.1016/j.wasman.2023.12.042.

[21] Order of the Ministry of Construction, Architecture and Housing and Communal Services of Ukraine No. 5 “Recommendations for Improving the Operation of Existing Municipal Solid Waste Landfills and Dumps”. (2006, January). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0005667-06#Text.

[22] Order of the Ministry of Housing and Communal Services of Ukraine No. 435 “Rules for Operation of Municipal Waste Landfills”. (2010, December). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1307-10#Text.

[23] Chanton, J.P., Powelson, D.K., & Green, R.B. (2009). Methane oxidation in landfill cover soils, is a 10% default value reasonable? Journal of Environmental Quality, 38(2), 654-663. doi: 10.2134/jeq2008.0221.

[24] Puknhyuk, L.Yu., Matveev, Yu.B., & Kutsyi, D.V. (2012). Analysis of the world experience of energy use of biogas from MSW landfills. Renewable Energy, 2, 70-77.

[25] Zinovchyk, N.V., & Horobets, O.V. (2012). Use of energy potential of municipal solid waste in Ukraine. Bulletin of the Zhytomyr National Agro-Ecological University, 1(2), 333-341.

[26] CDM. ACM0001 “Consolidated baseline and monitoring methodology for landfill gas project activities”. (2009). Retrieved from https://cdm.unfccc.int/UserManagement/FileStorage/UJBDVFYLQKSEWCM73XG14Z692TRHO0.