Свалки — моторы войны
Военно-мобилизационное значение свалок. В комментариях под одной из моих предыдущих статей один из комментаторов написал, что автор, мол, скоро доберется и до свалок. Написал он с неким оттенком высокомерия, не понимая того, что попал в десятку: тему свалок и бытовых отходов действительно можно и нужно рассматривать в контексте военно-мобилизационных и военно-экономических мер. Особенно если речь идет о затяжной войне после обмена ядерными ударами и разрушения значительной части промышленности.
Свалки! Этого добра в России полно
Немного теории
Народное хозяйство любой страны представляет собой в целом сбалансированную по производству и потреблению экономическую структуру. Несбалансированная экономика, в которой потребляется больше, чем производится, долго существовать не может, поскольку она быстро истощает свои ресурсы, впадает в кризис, вынуждающий к коренной ее перестройке.
Производственная часть народного хозяйства сильно зависит от природно-географических условий и доступных для разработки запасов природных ресурсов, а также от населения и его распределения по территории страны. Лишь немногие страны имеют в основном все необходимое для покрытия собственных потребностей, и это обстоятельство вынуждает их вступать во внешнеэкономические связи, продавая то, что производится в избытке, и приобретая то, чего не хватает.
Некоторые страны настолько худо снабжены природными ресурсами, что вынуждены экспортировать свой труд либо в его непосредственной форме, то есть отправляя рабочих за рубеж, либо развивая многочисленные отрасли трудоемкой и наукоемкой промышленности, экспортная продукция которой, выработанная из импортного сырья, представляет собой в экономическом смысле овеществленный труд. К числу экспортеров овеществленного труда можно отнести Германию и Швейцарию, к числу экспортеров труда в его натуральной форме можно отнести, например, Киргизию. Южная Корея, к примеру, поначалу экспортировала труд посылкой рабочих за границу, а потом перешла к развитию товаропроизводящих отраслей и экспорту овеществленного труда.
Россия почти всегда в течение своей истории сводила баланс своих потребностей и производства за счет экспорта природных ресурсов: соболиного меха, зерна, пеньки, леса, а потом нефти и газа. Экспорт сырьевых ресурсов и теперь составляет основу российского благосостояния.
В мирное время природные и трудовые ресурсы используются экономически целесообразно, то есть производится экономически выгодный спектр продукции, выпуск и сбыт которой приносит прибыль с учетом разнообразных факторов, влияющих на экономику процесса. Это общеизвестно, но нелишне напомнить для лучшего понимания того, чем военная экономика отличается от мирной.
В условиях войны баланс производства и потребления резко сдвигается в сторону потребления. Во-первых, мобилизация в армию отрывает у народного хозяйства множество рабочих рук, причем самых лучших и трудоспособных. В затяжной войне, сопряженной с большими потерями, это изъятие только возрастает. Нехватка рабочих рук заставляет прибегать ко второстепенным трудовым ресурсам: женщинам, подросткам, старикам, а также отчасти к военнопленным. Если в две прошедшие мировые войны процесс изъятия из народного хозяйства рабочей силы был постепенным и растягивался на месяцы, то в войне с ядерными ударами и довольно большими потерями населения от них (убитыми, ранеными и переоблученными), вероятнее всего, дефицит возникнет сразу же, в считанные дни.
Во-вторых, война требует резкого наращивания производства вооружений, боевой техники и боеприпасов, что незамедлительно выражается в сокращении невоенных отраслей производства. В первую очередь сокращается до минимума производство потребительских товаров в сочетании с ощутимым ухудшением их качества. Легкая промышленность переключается на производство обмундирования, снаряжения, военной обуви и так далее. Это очень болезненный процесс, влияющий на производство в целом, поскольку людям, работающим в тылу, также нужна одежда и обувь, без которой работать нельзя. На военные нужды также переключается производство средств производства, то есть выпуск разнообразных машин и промышленного оборудования, запчастей, инструментов и т.п. продукции. Производство вынуждено использовать и ускоренно изнашивать те основные фонды, которые есть в наличии. Сильнее всего сокращение производства оборудования бьет как раз по отраслям, добывающим сырье и топливо.
В-третьих, в условиях достаточно большой войны, как правило, резко сокращаются или прекращаются внешнеторговые операции — как по причине нехватки производства экспортных товаров, так и по причине блокады, установленной противником, также и по причине деградации мировой транспортной системы, нарушаемой боевыми действиями на суше и на море.
Таким образом, война неизбежно несет с собой ситуацию экономического кризиса, когда потребление, в первую очередь потребление воюющей армии, резко возрастает, а производство и внешняя торговля сокращаются. Добавляется еще и чистая убыль, связанная с уничтожением фабрик, заводов, запасов, продукции вследствие боевых действий или захвата противником части территории (потери). В сущности, способность какой-либо страны вести войну определяется способностью экономики этой страны существовать в условиях острого экономического кризиса с превышением потребления над производством; войну можно вести до тех пор, пока хватает накопленного жирка или доступных природных ресурсов. Как только они кончаются и происходит экономический крах, наступает момент для подписания капитуляции.
Военное разорение заставляет прибегать к самым экстравагантным решениям, чтобы выстоять. Британские джентльмены пашут на слоне недалеко от Таучестера, графство Нортхэмптоншир
При ясном понимании этого важнейшего военно-хозяйственного момента становится совершенно очевидно, что любые сравнительно легкодоступные источники сырья становятся исключительно важными и обретают истинно стратегическое значение. Найти такие источники и выработать технологии их переработки, пригодные для условий военного времени, а также позволяющие производить продукцию военного назначения означает резко повысить свои шансы на победу в войне. А то, что эти источники могут плохо пахнуть… ну так война вообще имеет отвратительный запах.
С этим моментом и связан мой интерес к исследованию военного значения всякого рода отбросов вроде мочи, дерьма, древесных отходов, а теперь и свалок. Заниматься решением различных технологических и экономических вопросов, связанных с ними, надо в мирное время, поскольку в условиях войны может просто не хватить времени и ресурсов, чтобы довести их до нужной кондиции. То есть военно-мобилизационные мероприятия должны включать соответствующие исследования и опытные производства для отработки необходимых технологий.
Много ли свалок и из чего они состоят?
Бросим общий взгляд на свалки. Этого добра в России в буквальном смысле навалом. Общий объем накопленных бытовых отходов исчисляется в несколько десятков миллиардов тонн. По данным Генпрокуратуры РФ, недавно производившей ревизию свалок на предмет соблюдения природоохранного законодательства, — 30 млрд. тонн. По данным профильного комитета Госдумы РФ — 82 млрд. тонн. Некоторая неопределенность оценок связана с тем, что свалки, конечно, не взвешивают, а оценивают их объем и пересчитывают в вес по некоторому коэффициенту плотности. Он разный. Мусор в контейнере имеет плотность 180-220 кг на кубометр, в мусоровозе — уже 300-420 кг, а на свалке — от 300 до 530 кг на кубометр. При этом, по мере разложения органической части отходов, мусор уплотняется, его плотность постепенно приближается к плотности грунта 1300-1400 кг на кубометр.
По России существует 11 тысяч свалок, а по другим данным, 13,6 тыс. (не считая несанкционированных), которые занимают 4 млн. гектаров. В год образуется еще 4 млрд. тонн бытовых отходов, и площади свалок увеличиваются на 300 тысяч гектаров ежегодно.
По своему составу бытовой мусор на 35% состоит из бумаги и картона, на 41% из пищевых отходов (в них содержится 56% воды), также присутствует 8% стекла, 4% металлов, 3% пластиков, 9% текстиля. Эти оценки также приблизительны (и сделаны в основном в 2000-х годах), состав мусора постепенно меняется, и, судя по всему, в нем несколько большую долю начинает занимать пластик (по американским данным, 5%). Если мы примем в расчет минимальные данные по общему весу, то есть 30 млрд. тонн, то выйдет следующая картина: в мусоре 10,5 млрд. тонн бумаги и картона, 12,3 млрд. тонн пищевых отходов, 2,4 млрд. тонн стекла, 0,9 млрд. тонн пластиков, 1,2 млрд. тонн металла.
Для сравнения: в 2017 году в России было выплавлено 71,2 млн. тонн стали, таким образом, в свалках лежит металла (в основном, конечно, железа), эквивалентного выплавке по меньшей мере за 15 лет.
Не все оценки по составу мусора точны и верны. К примеру, бумаги и картона в составе мусора гораздо меньше, чем исчисленные выше 10,5 млрд. тонн. Столько не было произведено. Если разделить это количество на ежегодное потребление бумаги в размере примерно 20 млн. тонн (собственное производство и импорт), то получится 525 лет, что доказывает абсурдную завышенность оценок. Потребление бумаги за 40 лет в таком объеме даст всего 800 млн. тонн, что уже ближе к истине. Остальная "картонно-бумажная" часть, очевидно, представлена т.н. "зеленым мусором" — листьями и древесными обрезками, собираемыми коммунальными службами в городах. Этот вид отходов вполне может скопиться в объеме порядка 10 млрд. тонн.
Но даже и при таких неточных, сделанных на глазок оценках понятно, что свалки представляют собой весьма интересное для разработки месторождение.
Да, именно месторождение. В этой оценке свалок я следую подходу немецких товарищей, которые в Германской Демократической Республике разработали целую науку по использованию вторсырья. В ГДР считали переработку вторсырья выгодным делом. "Вторичное сырье, в отличие от полезных ископаемых и естественного сырья, уже прошло ступени добычи и подготовки. Поэтому оно почти во всех случаях отличается более высокой концентрацией полезных вещественных компонентов по сравнению с большинством видов первичного сырья", — говорилось в одном из последних изданий настольной книги по организации немецкого социалистического хозяйства "Die Materialwirtschaft" (есть русский перевод).
Немецкие товарищи довели использование вторичных ресурсов до уровня целой науки и весьма развитого хозяйства. Существовало отдельное объединение народных предприятий — VEB Kombinat Sekundär-Rohstofferfassung, которое обладало густой сетью приемных пунктов по всей ГДР, откуда вторичное сырье распределялось на дальнейшую переработку. На фото — прейскурант по приемке вторсырья этого объединения
Также, в отличие от природных полезных ископаемых, свалки расположены не где-то, а поблизости от городов, к ним есть дороги, а рядом есть площадки, на которых можно развернуть перерабатывающий комплекс. В условиях войны все это имеет значение.
Военное утильсырье
Военно-хозяйственное использование свалок зависит от двух главных факторов. Во-первых, от сортированности мусора. Во-вторых, от возраста свалки и степени разложения органических материалов.
Эти факторы взаимосвязаны между собой, поскольку сортировке поддаются только свежие твердые бытовые отходы, либо свалки, насыпанные совсем недавно, несколько месяцев назад, во всяком случае, не более года назад. Во всех остальных случаях приходится иметь дело с сильно слежавшейся и довольно сильно разложившейся смесью, к тому же изобильно выделяющей газ.
Сортированный мусор, конечно, более интересен для военно-хозяйственного использования, поскольку сортировка свежего мусора дает вторсырье, еще не утратившее своих качеств и потому непосредственно годное для переработки. По существу, сортированный мусор — это уже не мусор, а утильсырье. На его большое военно-хозяйственное значение указывает опыт Гражданской войны. В 1919 году, когда хозяйственное положение Советской республики, отрезанной фронтами от всех источников сырья, стало крайне напряженным, утиль широко использовался для производства и ремонта одежды и обуви. Для организации этой работы в составе ВСНХ РСФСР был создан особый главк — Центроутиль, предприятия и мастерские которого за 9 месяцев 1919 года дали 200 тысяч шинелей, 100 тысяч полушубков, 400 тысяч гимнастерок и шаровар, 200 тысяч пар обуви. В основном, конечно, это была починка ношеного и рваного обмундирования, но годилось и такое: Красная Армия испытывала жестокий дефицит обмундирования и обуви, без которого воевать нельзя. Обмундированием и обувью, выпущенным или отремонтированным Центроутилем, можно было одеть и обуть целый фронт.
И вообще, отчаянное положение и столь же отчаянные поиски всего, что хоть как-то годилось для покрытия неотложных нужд, привело к весьма значительным результатам. В июле 1919 года Ленин писал по этому поводу: "Как ни разорена Россия, но все же в ней еще очень и очень немало ресурсов, коих мы еще не использовали, часто не сумели использовать".
"...много производственных возможностей, упускаемых частью вследствие сознательного саботажа чиновников, частью вследствие волокиты, канцелярщины, бестолочи и безрукости..." — писал Ленин в июле 1919 года. Ленинские слова бессмертны, особенно касающиеся бестолочи и безрукости
Итак, что из сортированного мусора можно использовать для военных нужд? Во-первых, черные и цветные металлы, представленные главным образом жестяными и алюминиевыми банками. Они идут в переплавку. Надо отметить, что алюминиевая упаковка во время войны, вероятнее всего, довольно быстро исчезнет, тогда как жестяные консервные банки еще будут производиться для упаковки пищевых продуктов и будут попадать в отходы.
Во-вторых, пластик различных видов: полиэтилен, полиэтилентерефталат, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид и так далее. После сортировки, отмывки, измельчения и расплавления все эти виды пластиков перерабатываются в гранулы, из которых можно произвести либо новые изделия, либо пленки или волокна. В военных условиях будет целесообразно сменить характер переработки вторичного пластика. Например, вторичный полиэтилентерефталат лучше перерабатывать в волокно, которое можно использовать для изготовления тканей или искусственного войлока.
Вот так выглядит изделие из искусственного войлока, сделанного из переработанного полиэтилентерефталата
В-третьих, изношенная одежда и обувь. Лучше, конечно, чтобы она не попадала на свалки, и в военных условиях целесообразнее организовать сбор старой одежды и обуви сразу от населения. То, что еще годно в носку, стирается и чинится, можно использовать в качестве рабочей одежды. Что не годно, то распарывается на материал для перешивки или починки. Из остатков кожаной обуви можно производить синтетическую кожу, пригодную для пошивки рабочей или даже военной обуви.
Совсем ни на что не годные остатки пластика, одежды и обуви можно переработать в пиролизной установке на топливо и химсырье.
В-четвертых, макулатура. Сама по себе бумага и картон также находят военное применение, но тут надо учитывать одно немаловажное обстоятельство. Часть целлюлозного волокна, получаемого при переработке макулатуры, не годится для бумаги. Макулатура выдерживает до 5-7 циклов переработки, после чего бумагу из нее уже нельзя сделать по причине сильного разрушения волокон целлюлозы. Это отбракованное целлюлозное волокно можно использовать для производства нитроцеллюлозы, то есть порохов.
Оставшиеся после сортировки пищевые и древесные отходы лучше всего направить на пиролизную переработку на топливо и химсырье.
"Мусорный бензин" и другие продукты биохимреактора
Свалку, которая уже слежалась, и органическая часть мусора в ней уже стала разлагаться, уже нельзя использовать в качестве источника утильсырья. Но это не означает, что с нее нечего взять.
Любая свалка представляет собой искусственный биохимический реактор, в котором различные бактерии, взаимодействуя, разлагают органические вещества сложного строения и синтезируют множество более простых органических соединений. Наиболее всего известен биогаз, то есть метан, который выделяется из толщи свалки. Однако исследования показали, что внутри свалки синтезируется бактериями порядка 140 различных органических соединений: ароматические углеводороды (бензол, ксилол, толуол), циклоалканы (например, циклогексан), терпены, спирты, кетоны, органические кислоты и так далее. Часть продукции биохимреактора выделяется вместе с газами, а часть растворяется в воде и вместе с ней стекает под свалку. Этот фильтрат, насыщенный различными соединениями, по существующим правилам, нужно откачивать и обезвреживать.
Один только список этих соединений способен обрадовать любого химика, и многие из этих веществ весьма ценны для военного производства. Вот здесь как раз и требуются технологии для извлечения и полезного использования этих соединений, даже если их образуется немного.
Поскольку таких технологий, насколько можно судить, пока не создано, то укажу лишь на некоторые аспекты возможной переработки продуктов искусственного биохимреактора.
Метан. Его выделяется довольно много. Например, подмосковный полигон "Купчино" за год выделил 2,4 тыс. тонн метана (3,3 млн. кубометров). Но этого недостаточно, чтобы запитать крупную ГРЭС. Скажем, Пермская ГРЭС мощностью в 3,2 ГВт потребляет в год около 5 млрд. кубометров газа, и газа с одной свалки ей хватит всего на пять часов работы. Но зато метан можно перерабатывать в бензин. Институт нефтехимического синтеза РАН и Институт высоких температур РАН разработали установку, с помощью которой из попутного нефтяного газа (67% метана) можно изготовить диметиловый эфир (сам по себе может использоваться взамен дизтоплива), который с помощью катализаторов превращается в бензин с октановым числом 92. Такая установка, поставленная на свалке и соединенная с системой сбора биогаза, превращает любую свалку в источник качественного моторного топлива.
Установка по переработке метана в бензин, разработанная Институтом высоких температур РАН — "Синтоп-300", производительностью до 300 кубометров синтез-газа в час
Сероводород. При гниении белков образуется довольно много сероводорода, который при сжигании свалочного газа образует токсичную и дурно пахнущую двуокись серы. Сероводород — газ более плотный и тяжелый, чем метан, так что его, вероятно, можно выделить из свалочного газа и направить на отдельную переработку для получения серной кислоты. Это давно освоенный процесс, есть целый ряд установок подобной переработки сероводорода. Серная кислота исключительно важна для военного хозяйства, без нее невозможно производство взрывчатых веществ и боеприпасов.
Что же касается различных водорастворимых органических соединений вроде спиртов, органических кислот и тому подобных веществ, то, вероятно, их можно извлечь из воды перегонкой, если даже не в чистом виде, то, по крайней мере, в виде некоего концентрата, который можно будет переработать на специальной установке по фракционной перегонке. Первичная перегонка фильтрата возможна прямо на свалке, в комбинации с переработкой метана и сероводорода, поскольку при этих процессах выделяется много тепла.
Чтобы иметь возможность вот так во время войны использовать свалки, нужно еще в мирное время провести необходимый цикл исследований, разработать, построить и испытать необходимое оборудование. Оно должно быть по возможности простым, технологичным, требовать минимум специальных знаний (ибо на все свалки квалифицированных химиков, конечно, не напасешься; в военных условиях у химиков будет много другой работы) и обеспечивать комплексную переработку свалочных газов и фильтрата в конечные продукты или концентраты.
Самое ценное — это конечно, моторное топливо. Даже если противник разнесет нефтеперерабатывающие заводы, то все равно свалки позволят заправить танки и автомобили. Во всяком случае, в условиях острого экономического кризиса, который сопровождает всякую сколько-нибудь большую войну, военно-хозяйственное использование свалок позволяет выстоять и увеличивает шансы на победу в войне.
Свалки! Этого добра в России полно
Немного теории
Народное хозяйство любой страны представляет собой в целом сбалансированную по производству и потреблению экономическую структуру. Несбалансированная экономика, в которой потребляется больше, чем производится, долго существовать не может, поскольку она быстро истощает свои ресурсы, впадает в кризис, вынуждающий к коренной ее перестройке.
Производственная часть народного хозяйства сильно зависит от природно-географических условий и доступных для разработки запасов природных ресурсов, а также от населения и его распределения по территории страны. Лишь немногие страны имеют в основном все необходимое для покрытия собственных потребностей, и это обстоятельство вынуждает их вступать во внешнеэкономические связи, продавая то, что производится в избытке, и приобретая то, чего не хватает.
Некоторые страны настолько худо снабжены природными ресурсами, что вынуждены экспортировать свой труд либо в его непосредственной форме, то есть отправляя рабочих за рубеж, либо развивая многочисленные отрасли трудоемкой и наукоемкой промышленности, экспортная продукция которой, выработанная из импортного сырья, представляет собой в экономическом смысле овеществленный труд. К числу экспортеров овеществленного труда можно отнести Германию и Швейцарию, к числу экспортеров труда в его натуральной форме можно отнести, например, Киргизию. Южная Корея, к примеру, поначалу экспортировала труд посылкой рабочих за границу, а потом перешла к развитию товаропроизводящих отраслей и экспорту овеществленного труда.
Россия почти всегда в течение своей истории сводила баланс своих потребностей и производства за счет экспорта природных ресурсов: соболиного меха, зерна, пеньки, леса, а потом нефти и газа. Экспорт сырьевых ресурсов и теперь составляет основу российского благосостояния.
В мирное время природные и трудовые ресурсы используются экономически целесообразно, то есть производится экономически выгодный спектр продукции, выпуск и сбыт которой приносит прибыль с учетом разнообразных факторов, влияющих на экономику процесса. Это общеизвестно, но нелишне напомнить для лучшего понимания того, чем военная экономика отличается от мирной.
В условиях войны баланс производства и потребления резко сдвигается в сторону потребления. Во-первых, мобилизация в армию отрывает у народного хозяйства множество рабочих рук, причем самых лучших и трудоспособных. В затяжной войне, сопряженной с большими потерями, это изъятие только возрастает. Нехватка рабочих рук заставляет прибегать ко второстепенным трудовым ресурсам: женщинам, подросткам, старикам, а также отчасти к военнопленным. Если в две прошедшие мировые войны процесс изъятия из народного хозяйства рабочей силы был постепенным и растягивался на месяцы, то в войне с ядерными ударами и довольно большими потерями населения от них (убитыми, ранеными и переоблученными), вероятнее всего, дефицит возникнет сразу же, в считанные дни.
Во-вторых, война требует резкого наращивания производства вооружений, боевой техники и боеприпасов, что незамедлительно выражается в сокращении невоенных отраслей производства. В первую очередь сокращается до минимума производство потребительских товаров в сочетании с ощутимым ухудшением их качества. Легкая промышленность переключается на производство обмундирования, снаряжения, военной обуви и так далее. Это очень болезненный процесс, влияющий на производство в целом, поскольку людям, работающим в тылу, также нужна одежда и обувь, без которой работать нельзя. На военные нужды также переключается производство средств производства, то есть выпуск разнообразных машин и промышленного оборудования, запчастей, инструментов и т.п. продукции. Производство вынуждено использовать и ускоренно изнашивать те основные фонды, которые есть в наличии. Сильнее всего сокращение производства оборудования бьет как раз по отраслям, добывающим сырье и топливо.
В-третьих, в условиях достаточно большой войны, как правило, резко сокращаются или прекращаются внешнеторговые операции — как по причине нехватки производства экспортных товаров, так и по причине блокады, установленной противником, также и по причине деградации мировой транспортной системы, нарушаемой боевыми действиями на суше и на море.
Таким образом, война неизбежно несет с собой ситуацию экономического кризиса, когда потребление, в первую очередь потребление воюющей армии, резко возрастает, а производство и внешняя торговля сокращаются. Добавляется еще и чистая убыль, связанная с уничтожением фабрик, заводов, запасов, продукции вследствие боевых действий или захвата противником части территории (потери). В сущности, способность какой-либо страны вести войну определяется способностью экономики этой страны существовать в условиях острого экономического кризиса с превышением потребления над производством; войну можно вести до тех пор, пока хватает накопленного жирка или доступных природных ресурсов. Как только они кончаются и происходит экономический крах, наступает момент для подписания капитуляции.
Военное разорение заставляет прибегать к самым экстравагантным решениям, чтобы выстоять. Британские джентльмены пашут на слоне недалеко от Таучестера, графство Нортхэмптоншир
При ясном понимании этого важнейшего военно-хозяйственного момента становится совершенно очевидно, что любые сравнительно легкодоступные источники сырья становятся исключительно важными и обретают истинно стратегическое значение. Найти такие источники и выработать технологии их переработки, пригодные для условий военного времени, а также позволяющие производить продукцию военного назначения означает резко повысить свои шансы на победу в войне. А то, что эти источники могут плохо пахнуть… ну так война вообще имеет отвратительный запах.
С этим моментом и связан мой интерес к исследованию военного значения всякого рода отбросов вроде мочи, дерьма, древесных отходов, а теперь и свалок. Заниматься решением различных технологических и экономических вопросов, связанных с ними, надо в мирное время, поскольку в условиях войны может просто не хватить времени и ресурсов, чтобы довести их до нужной кондиции. То есть военно-мобилизационные мероприятия должны включать соответствующие исследования и опытные производства для отработки необходимых технологий.
Много ли свалок и из чего они состоят?
Бросим общий взгляд на свалки. Этого добра в России в буквальном смысле навалом. Общий объем накопленных бытовых отходов исчисляется в несколько десятков миллиардов тонн. По данным Генпрокуратуры РФ, недавно производившей ревизию свалок на предмет соблюдения природоохранного законодательства, — 30 млрд. тонн. По данным профильного комитета Госдумы РФ — 82 млрд. тонн. Некоторая неопределенность оценок связана с тем, что свалки, конечно, не взвешивают, а оценивают их объем и пересчитывают в вес по некоторому коэффициенту плотности. Он разный. Мусор в контейнере имеет плотность 180-220 кг на кубометр, в мусоровозе — уже 300-420 кг, а на свалке — от 300 до 530 кг на кубометр. При этом, по мере разложения органической части отходов, мусор уплотняется, его плотность постепенно приближается к плотности грунта 1300-1400 кг на кубометр.
По России существует 11 тысяч свалок, а по другим данным, 13,6 тыс. (не считая несанкционированных), которые занимают 4 млн. гектаров. В год образуется еще 4 млрд. тонн бытовых отходов, и площади свалок увеличиваются на 300 тысяч гектаров ежегодно.
По своему составу бытовой мусор на 35% состоит из бумаги и картона, на 41% из пищевых отходов (в них содержится 56% воды), также присутствует 8% стекла, 4% металлов, 3% пластиков, 9% текстиля. Эти оценки также приблизительны (и сделаны в основном в 2000-х годах), состав мусора постепенно меняется, и, судя по всему, в нем несколько большую долю начинает занимать пластик (по американским данным, 5%). Если мы примем в расчет минимальные данные по общему весу, то есть 30 млрд. тонн, то выйдет следующая картина: в мусоре 10,5 млрд. тонн бумаги и картона, 12,3 млрд. тонн пищевых отходов, 2,4 млрд. тонн стекла, 0,9 млрд. тонн пластиков, 1,2 млрд. тонн металла.
Для сравнения: в 2017 году в России было выплавлено 71,2 млн. тонн стали, таким образом, в свалках лежит металла (в основном, конечно, железа), эквивалентного выплавке по меньшей мере за 15 лет.
Не все оценки по составу мусора точны и верны. К примеру, бумаги и картона в составе мусора гораздо меньше, чем исчисленные выше 10,5 млрд. тонн. Столько не было произведено. Если разделить это количество на ежегодное потребление бумаги в размере примерно 20 млн. тонн (собственное производство и импорт), то получится 525 лет, что доказывает абсурдную завышенность оценок. Потребление бумаги за 40 лет в таком объеме даст всего 800 млн. тонн, что уже ближе к истине. Остальная "картонно-бумажная" часть, очевидно, представлена т.н. "зеленым мусором" — листьями и древесными обрезками, собираемыми коммунальными службами в городах. Этот вид отходов вполне может скопиться в объеме порядка 10 млрд. тонн.
Но даже и при таких неточных, сделанных на глазок оценках понятно, что свалки представляют собой весьма интересное для разработки месторождение.
Да, именно месторождение. В этой оценке свалок я следую подходу немецких товарищей, которые в Германской Демократической Республике разработали целую науку по использованию вторсырья. В ГДР считали переработку вторсырья выгодным делом. "Вторичное сырье, в отличие от полезных ископаемых и естественного сырья, уже прошло ступени добычи и подготовки. Поэтому оно почти во всех случаях отличается более высокой концентрацией полезных вещественных компонентов по сравнению с большинством видов первичного сырья", — говорилось в одном из последних изданий настольной книги по организации немецкого социалистического хозяйства "Die Materialwirtschaft" (есть русский перевод).
Немецкие товарищи довели использование вторичных ресурсов до уровня целой науки и весьма развитого хозяйства. Существовало отдельное объединение народных предприятий — VEB Kombinat Sekundär-Rohstofferfassung, которое обладало густой сетью приемных пунктов по всей ГДР, откуда вторичное сырье распределялось на дальнейшую переработку. На фото — прейскурант по приемке вторсырья этого объединения
Также, в отличие от природных полезных ископаемых, свалки расположены не где-то, а поблизости от городов, к ним есть дороги, а рядом есть площадки, на которых можно развернуть перерабатывающий комплекс. В условиях войны все это имеет значение.
Военное утильсырье
Военно-хозяйственное использование свалок зависит от двух главных факторов. Во-первых, от сортированности мусора. Во-вторых, от возраста свалки и степени разложения органических материалов.
Эти факторы взаимосвязаны между собой, поскольку сортировке поддаются только свежие твердые бытовые отходы, либо свалки, насыпанные совсем недавно, несколько месяцев назад, во всяком случае, не более года назад. Во всех остальных случаях приходится иметь дело с сильно слежавшейся и довольно сильно разложившейся смесью, к тому же изобильно выделяющей газ.
Сортированный мусор, конечно, более интересен для военно-хозяйственного использования, поскольку сортировка свежего мусора дает вторсырье, еще не утратившее своих качеств и потому непосредственно годное для переработки. По существу, сортированный мусор — это уже не мусор, а утильсырье. На его большое военно-хозяйственное значение указывает опыт Гражданской войны. В 1919 году, когда хозяйственное положение Советской республики, отрезанной фронтами от всех источников сырья, стало крайне напряженным, утиль широко использовался для производства и ремонта одежды и обуви. Для организации этой работы в составе ВСНХ РСФСР был создан особый главк — Центроутиль, предприятия и мастерские которого за 9 месяцев 1919 года дали 200 тысяч шинелей, 100 тысяч полушубков, 400 тысяч гимнастерок и шаровар, 200 тысяч пар обуви. В основном, конечно, это была починка ношеного и рваного обмундирования, но годилось и такое: Красная Армия испытывала жестокий дефицит обмундирования и обуви, без которого воевать нельзя. Обмундированием и обувью, выпущенным или отремонтированным Центроутилем, можно было одеть и обуть целый фронт.
И вообще, отчаянное положение и столь же отчаянные поиски всего, что хоть как-то годилось для покрытия неотложных нужд, привело к весьма значительным результатам. В июле 1919 года Ленин писал по этому поводу: "Как ни разорена Россия, но все же в ней еще очень и очень немало ресурсов, коих мы еще не использовали, часто не сумели использовать".
"...много производственных возможностей, упускаемых частью вследствие сознательного саботажа чиновников, частью вследствие волокиты, канцелярщины, бестолочи и безрукости..." — писал Ленин в июле 1919 года. Ленинские слова бессмертны, особенно касающиеся бестолочи и безрукости
Итак, что из сортированного мусора можно использовать для военных нужд? Во-первых, черные и цветные металлы, представленные главным образом жестяными и алюминиевыми банками. Они идут в переплавку. Надо отметить, что алюминиевая упаковка во время войны, вероятнее всего, довольно быстро исчезнет, тогда как жестяные консервные банки еще будут производиться для упаковки пищевых продуктов и будут попадать в отходы.
Во-вторых, пластик различных видов: полиэтилен, полиэтилентерефталат, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид и так далее. После сортировки, отмывки, измельчения и расплавления все эти виды пластиков перерабатываются в гранулы, из которых можно произвести либо новые изделия, либо пленки или волокна. В военных условиях будет целесообразно сменить характер переработки вторичного пластика. Например, вторичный полиэтилентерефталат лучше перерабатывать в волокно, которое можно использовать для изготовления тканей или искусственного войлока.
Вот так выглядит изделие из искусственного войлока, сделанного из переработанного полиэтилентерефталата
В-третьих, изношенная одежда и обувь. Лучше, конечно, чтобы она не попадала на свалки, и в военных условиях целесообразнее организовать сбор старой одежды и обуви сразу от населения. То, что еще годно в носку, стирается и чинится, можно использовать в качестве рабочей одежды. Что не годно, то распарывается на материал для перешивки или починки. Из остатков кожаной обуви можно производить синтетическую кожу, пригодную для пошивки рабочей или даже военной обуви.
Совсем ни на что не годные остатки пластика, одежды и обуви можно переработать в пиролизной установке на топливо и химсырье.
В-четвертых, макулатура. Сама по себе бумага и картон также находят военное применение, но тут надо учитывать одно немаловажное обстоятельство. Часть целлюлозного волокна, получаемого при переработке макулатуры, не годится для бумаги. Макулатура выдерживает до 5-7 циклов переработки, после чего бумагу из нее уже нельзя сделать по причине сильного разрушения волокон целлюлозы. Это отбракованное целлюлозное волокно можно использовать для производства нитроцеллюлозы, то есть порохов.
Оставшиеся после сортировки пищевые и древесные отходы лучше всего направить на пиролизную переработку на топливо и химсырье.
"Мусорный бензин" и другие продукты биохимреактора
Свалку, которая уже слежалась, и органическая часть мусора в ней уже стала разлагаться, уже нельзя использовать в качестве источника утильсырья. Но это не означает, что с нее нечего взять.
Любая свалка представляет собой искусственный биохимический реактор, в котором различные бактерии, взаимодействуя, разлагают органические вещества сложного строения и синтезируют множество более простых органических соединений. Наиболее всего известен биогаз, то есть метан, который выделяется из толщи свалки. Однако исследования показали, что внутри свалки синтезируется бактериями порядка 140 различных органических соединений: ароматические углеводороды (бензол, ксилол, толуол), циклоалканы (например, циклогексан), терпены, спирты, кетоны, органические кислоты и так далее. Часть продукции биохимреактора выделяется вместе с газами, а часть растворяется в воде и вместе с ней стекает под свалку. Этот фильтрат, насыщенный различными соединениями, по существующим правилам, нужно откачивать и обезвреживать.
Один только список этих соединений способен обрадовать любого химика, и многие из этих веществ весьма ценны для военного производства. Вот здесь как раз и требуются технологии для извлечения и полезного использования этих соединений, даже если их образуется немного.
Поскольку таких технологий, насколько можно судить, пока не создано, то укажу лишь на некоторые аспекты возможной переработки продуктов искусственного биохимреактора.
Метан. Его выделяется довольно много. Например, подмосковный полигон "Купчино" за год выделил 2,4 тыс. тонн метана (3,3 млн. кубометров). Но этого недостаточно, чтобы запитать крупную ГРЭС. Скажем, Пермская ГРЭС мощностью в 3,2 ГВт потребляет в год около 5 млрд. кубометров газа, и газа с одной свалки ей хватит всего на пять часов работы. Но зато метан можно перерабатывать в бензин. Институт нефтехимического синтеза РАН и Институт высоких температур РАН разработали установку, с помощью которой из попутного нефтяного газа (67% метана) можно изготовить диметиловый эфир (сам по себе может использоваться взамен дизтоплива), который с помощью катализаторов превращается в бензин с октановым числом 92. Такая установка, поставленная на свалке и соединенная с системой сбора биогаза, превращает любую свалку в источник качественного моторного топлива.
Установка по переработке метана в бензин, разработанная Институтом высоких температур РАН — "Синтоп-300", производительностью до 300 кубометров синтез-газа в час
Сероводород. При гниении белков образуется довольно много сероводорода, который при сжигании свалочного газа образует токсичную и дурно пахнущую двуокись серы. Сероводород — газ более плотный и тяжелый, чем метан, так что его, вероятно, можно выделить из свалочного газа и направить на отдельную переработку для получения серной кислоты. Это давно освоенный процесс, есть целый ряд установок подобной переработки сероводорода. Серная кислота исключительно важна для военного хозяйства, без нее невозможно производство взрывчатых веществ и боеприпасов.
Что же касается различных водорастворимых органических соединений вроде спиртов, органических кислот и тому подобных веществ, то, вероятно, их можно извлечь из воды перегонкой, если даже не в чистом виде, то, по крайней мере, в виде некоего концентрата, который можно будет переработать на специальной установке по фракционной перегонке. Первичная перегонка фильтрата возможна прямо на свалке, в комбинации с переработкой метана и сероводорода, поскольку при этих процессах выделяется много тепла.
Чтобы иметь возможность вот так во время войны использовать свалки, нужно еще в мирное время провести необходимый цикл исследований, разработать, построить и испытать необходимое оборудование. Оно должно быть по возможности простым, технологичным, требовать минимум специальных знаний (ибо на все свалки квалифицированных химиков, конечно, не напасешься; в военных условиях у химиков будет много другой работы) и обеспечивать комплексную переработку свалочных газов и фильтрата в конечные продукты или концентраты.
Самое ценное — это конечно, моторное топливо. Даже если противник разнесет нефтеперерабатывающие заводы, то все равно свалки позволят заправить танки и автомобили. Во всяком случае, в условиях острого экономического кризиса, который сопровождает всякую сколько-нибудь большую войну, военно-хозяйственное использование свалок позволяет выстоять и увеличивает шансы на победу в войне.
Информация