매립 가스

Landfill gas
오하이오 주 레이크 카운티의 매립지에서 발생한 가스 플레어

매립 가스는 음식물 쓰레기와 종이 쓰레기와 같은 유기성 폐기물을 분해할 때 매립지 내에서 미생물이 작용하여 발생하는 다양한 가스의 혼합물입니다.매립 가스는 약 40-60%의 메탄이고 나머지는 대부분 이산화탄소이다.기타 휘발성 유기화합물(VOCs)의 미량(1% 미만)이 나머지를 구성한다.이러한 미량 가스에는 주로 단순 [1]탄화수소인 다양한 종류가 포함됩니다.

매립 가스는 기후 변화에 영향을 미친다.주요 성분은 이산화탄소와 메탄인데2, 둘 다 온실 가스입니다.대기 중의 메탄은 각 분자가 이산화탄소 분자의 25배 효과를 가지고 있는 훨씬 더 강력한 온실 가스이다.그러나 메탄은 이산화탄소보다 대기의 구성 요소가 적다.매립지는 미국에서 [2]세 번째로 큰 메탄 공급원이다.

이러한 가스의 중대한 악영향으로 인해, 쓰레기 매립지의 가스를 감시하고, 도시 폐기물의 생분해성 함량을 줄이고, 전기 발전을 위한 가스 분쇄 또는 포집 등의 매립지 가스 이용 전략을 수립하기 위한 규제 체제가 수립되었습니다.

생산.

매립 가스는 다음 [1]세 가지 프로세스의 결과입니다.

처음 두 가지는 폐기물의 성격에 크게 좌우됩니다.대부분의 매립지에서 지배적인 과정은 혐기성 박테리아가 유기성 폐기물을 분해하여 [3]다른 화합물의 흔적과 함께 메탄과 이산화탄소로 구성된 바이오가스를 생성하는 세 번째 과정이다.폐기물의 이질성에도 불구하고, 기체의 진화는 잘 정의된 운동 패턴을 따릅니다.메탄과 CO의2 형성은 매립 자재를 퇴적시킨 후 약 6개월 후에 시작됩니다.가스의 진화는 약 20년에 최대치에 도달한 후,[1] 수십 년에 걸쳐 감소한다.

매립 가스가 토양 덮개를 통해 침투하면 가스 내 메탄 중 일부가 미세하게 산화되어 [4]CO가 됩니다2.

감시

주요 기사 : 매립 가스 모니터링

매립지에 의해 생성되는 가스는 가치가 있고 때로는 위험하기 때문에 모니터링 기술이 개발되었습니다.화염 이온화 검출기는 총 VOC 수준뿐만 아니라 메탄 수준도 측정하기 위해 사용될 수 있다.지표면 감시 및 지표면 감시 및 외기의 감시를 실시한다.미국에서는 1990년 청정 공기법에 따라 많은 대형 매립지가 가스 수집 및 제어 시스템을 설치해야 하는데, 이는 적어도 시설이 가스를 수집 및 점화해야 한다는 것을 의미합니다.

1979년 10월에 제정된 RCRA의 부제 D에 따른 미국 연방 규정은 MSW 매립지의 설치, 설계, 시공, 운영, 모니터링 및 폐쇄를 규제한다.부제 D는 이제 매립 가스의 메탄 이동에 대한 통제를 요구한다.모니터링 요건은 매립지 운영 중 및 그 후 30년 동안 추가로 충족되어야 한다.RCRA의 Subtitle D의 영향을 받는 매립지는 메탄 배출을 정기적으로 확인하여 외부 이동을 방지하는 방법을 확립함으로써 가스를 제어해야 한다.매립지 소유자와 운영자는 메탄가스의 농도가 시설 구조물 내 메탄에 대한 LEL과 시설 [5]경계에서 메탄에 대한 LEL의 25%를 초과하지 않도록 해야 한다.

사용하다

매립 가스 회수 시스템
침출수 증발계
주요 기사 : 매립 가스 이용 현황

매립지 내에서 생성되는 가스는 다양한 방법으로 수집 및 사용될 수 있습니다.매립 가스는 보일러 또는 모든 종류의 연소 시스템에 의해 현장에서 직접 사용되어 열을 제공할 수 있습니다.전기는 또한 마이크로터빈, 증기 터빈 또는 연료 [6]전지를 사용하여 현장에서 발생할 수 있다.매립 가스는 오프사이트에서 판매되어 천연가스 파이프라인으로 보내질 수도 있습니다.이 접근방식에서는 다양한 오염물질 및 [7]구성 요소를 제거하여 가스를 파이프라인 품질로 처리해야 합니다.매립 가스는 매립 프로세스의 또 다른 부산물인 침출수를 증발시키는 데도 사용될 수 있습니다.이 애플리케이션은 이전에 같은 용도로 [8]사용되었던 다른 연료를 교체합니다.

매립지에서의 가스 수집 효율은 회수 가능한 에너지의 양에 직접적인 영향을 미칩니다.폐쇄형 매립지(폐기물을 더 이상 수용하지 않는 매립지)는 개방형 매립지(아직 폐기물을 수용하는 매립지)보다 효율적으로 가스를 수집합니다.폐쇄형 매립지와 개방형 매립지에서의 수거 효율성을 비교한 결과,[9] 둘 사이에 약 17% 포인트 차이가 있는 것으로 나타났습니다.

반대

매립 가스의 포획과 사용은 비용이 많이 들 수 있습니다.일부 환경단체들은 쓰레기(그들의 원천)는 재생이 불가능하기 때문에 프로젝트가 "재생 에너지"를 생산하지 않는다고 주장한다.시에라 클럽은 이러한 [10]프로젝트에 대한 정부 보조금 지급에 반대한다.천연자원방어위원회(NRDC)는 정부의 인센티브가 태양광, 풍력, 에너지 효율 노력에 [10]더 집중되어야 한다고 주장한다.

안전.

매립지 가스 배출은 [11][12]매립지의 환경, 위생 및 보안 문제로 이어질 수 있습니다.예를 [13]들어 1986년 영국의 로스코에서 이주하는 매립 가스가 축적되어 부분적으로 파괴되는 사고가 여러 번 발생했습니다.1991년 [14]덴마크 스켈링스테드 매립지 인근 주택에서 폭발사고가 발생해 2명이 사망했다.매립 가스의 위험으로 인해 매립지에서 발생하는 가스를 감시할 필요가 있습니다.지하에서 가스가 이동하면 화재 및 폭발 위험 외에도 지하수와 매립 가스와 접촉할 수 있습니다.따라서 거의 모든 매립 가스에 [15]존재하는 유기 화합물에 의해 지하수가 오염될 수 있습니다.

보통 미량으로만 진화하지만 매립지는 일부 방향족과 클로로카본을 방출합니다.

압력차이와 확산으로 인해 매립 가스 이동이 발생할 수 있습니다.이는 인접한 건물에서 가스가 충분히 높은 농도에 도달할 경우 폭발 위험을 야기할 수 있다.

국가별

브라질

이 섹션은 브라질 매립지 가스 배출량 감소에서 발췌한 것이다.[편집]
브라질은 매립지에서 발생하는 메탄 배출을 줄이기 위해 청정 개발 메커니즘 프로젝트를 사용하여 강력한 공공 정책을 수립했습니다.이러한 프로젝트의 중요한 구성요소 중 하나는 수익을 창출하기 위해 민간 시장에 의해 회피된 배출물을 판매하는 것이다.

미국

이 섹션은 미국의 매립지 landfill 매립지 가스 사용률에서 발췌한 것입니다.[편집]
JFK 대통령 도서관 및 박물관 - 카테고리 3 매립장 폐쇄 후 현장

미국 환경보호청(EPA) 보고서에 따르면 2016년 기준으로 운영 중인 도시 고체 폐기물 매립지 수는 1,900개에서 2,000개 사이입니다.2013년 환경 연구 및 교육 재단이 실시한 전국적인 조사에서는 미국 전역에 걸쳐 1,540개의 운영 도시 고체 폐기물 매립지만 집계되었습니다.이러한 매립지의 폐기물을 분해하면 메탄과 이산화탄소의 절반 정도인 매립 가스가 생성됩니다.매립지는 미국에서 세 번째로 메탄 배출량이 많은 곳으로 도시 고체 폐기물 매립지는 이 비율의 95%[16][17]를 차지한다.

미국 환경보호청에 따르면 2005년 399건이었던 매립 가스 프로젝트는 2012년[18] 594건으로 늘었다.이 프로젝트들은 에너지 비용을 통제하고 온실 가스 배출을 줄이기 때문에 인기가 있다.메탄가스를 모아 처리해 전기로 사용하거나 파이프라인급 가스로 업그레이드할 수 있다(메탄가스는 지구온난화 잠재력의 [19]21배).예를 들어, 미국의 폐기물 관리는 110개의 매립 가스 대 에너지 시설에서 매립 가스를 에너지원으로 사용합니다.이 에너지 생산은 연간 약 200만 톤의 석탄을 상쇄하여 40만 가구가 필요로 하는 에너지와 맞먹는 에너지를 만들어 냅니다.이러한 프로젝트들은 또한 [20]대기로의 온실 가스 배출을 감소시킨다.

수백 개의 매립지가 가스 대 에너지 프로젝트를 지원할 수 있을 것으로 추정하는 EPA는 매립 메탄 아웃리치 프로그램도 설립했다.이 프로그램은 환경 및 경제적으로 유익한 매립 가스 대 에너지 프로젝트의 [21]개발을 장려함으로써 매립지에서 발생하는 메탄 배출을 비용 효율적으로 줄이기 위해 개발되었습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c 한스 위르겐 에리히, 한스 요아힘 슈나이더 및 볼크마르 고소우는 울만의 산업화학 백과사전, 2011, 와인하임, Wiley-VCH의 "Waste, 7. Deposition"에 수록되어 있습니다.doi: 10.1002/14356007.o28_o07
  2. ^ "Methane Emissions". Environmental Protection Agency. 23 December 2015. Retrieved 13 June 2016.
  3. ^ "Landfill Gas and Biogas". U.S. Energy Information Administration. Retrieved 2015-11-22.
  4. ^ Scheutz, C., Kjeldsen, P., Bogner, J.E., De Visscher, A., Gebert, J., Hilger, H.A. & Spokas, K.(2009) 매립지 가스 배출 완화를 위한 미생물 메탄 산화 프로세스 및 기술.폐기물 관리응답 27:409-455.
  5. ^ "Landfill Gas Control Measures". Agency for Toxic Substances & Disease Registry. Retrieved 2010-04-26.
  6. ^ Sullivan, Patrick. "The Importance of Landfill Gas Capture and Utilization in the U.S" (PDF). SUR. Retrieved 27 September 2013.
  7. ^ "Landfill Gas Power Plants". California Energy Commission. Retrieved 27 September 2013.
  8. ^ "Landfill Methane Outreach program". EPA. Retrieved 27 September 2013.
  9. ^ Powell, Jon T.; Townsend, Timothy G.; Zimmerman, Julie B. (2015-09-21). "Estimates of solid waste disposal rates and reduction targets for landfill gas emissions". Nature Climate Change. advance online publication (2): 162–165. doi:10.1038/nclimate2804. ISSN 1758-6798.
  10. ^ a b Koch, Wendy (2010-02-25). "Landfill Projects on the rise". USA Today. Retrieved 2010-04-25.
  11. ^ Brosseau, J.(1994) 도시 매립장 위생시설에서 배출되는 가스 화합물 미량; 대기 환경 28(2), 285-293
  12. ^ Christensen, T. H., Cosu, R. & Stegmann, R. (1999) 폐기물 매립:바이오가스
  13. ^ Williams and Aitkenhead(1991) Loscoe의 교훈:매립 가스의 통제되지 않은 이동엔지니어링 지질학 계간지 24(2), 191-207
  14. ^ "Danish EPA". mst.dk.
  15. ^ Kerfoot, H.B., Christensen, T. H., Cossu, R. & Stegmann, R. (1999)폐기물 매립:바이오가스
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  17. ^ "Inventory of US Greenhouse Gas Emissions and Sinks, 1990-2015" (PDF). United States Environmental Protection Agency. 2017. Retrieved 2022-04-04.
  18. ^ "Landfill Gas to Energy". EPA. Retrieved 2012-07-29.
  19. ^ Koch, Wendy (2010-02-25). "Landfill Projects on the rise". USA Today. Retrieved 2010-04-25.
  20. ^ "Landfill Gas to Energy". Waste Management. Retrieved 2010-04-26.
  21. ^ "Landfill Gas". Gas Separation Technology LLC. Archived from the original on 2017-05-06. Retrieved 2010-04-26.

외부 링크