Проблема накопичення твердих побутових відходів (ТПВ) в Україні останніми роками набирає критичних масштабів. Щороку країна продукує більше 10 мільйонів тонн сміття, з яких переважна більшість — ТПВ, що утворюються в домогосподарствах. Івано-Франківська область — не виняток: лише в обласному центрі щороку накопичується більше 390 тисяч м³ відходів, що становить приблизно 100 тисяч тонн. У середньому на одного мешканця припадає до 1,6 м³ сміття, і ця цифра стабільно зростає з кожним роком, пише frankivsk.name.
Усі ці відходи потребують належного збирання, сортування, переробки чи утилізації. Проте на практиці переважна частина сміття просто захоронюється на перевантажених полігонах, як-от полігон у селі Рибне, де з 1992 по 2020 рік накопичено понад 10,7 млн м³ відходів (приблизно 2,33 млн тонн). Через відсутність дієвої системи управління ТПВ вони перетворюються не лише на джерело екологічної загрози, а й на втрачений ресурс.
Утім, навіть за складних умов сміття залишається потенційним джерелом енергії. Саме ця концепція стала базою для наукового дослідження, яке ініціював Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу (ІФНТУНГ) в межах транскордонного проєкту EnyMSW (Energy from Municipal Solid Waste). Основна мета — з’ясувати, наскільки енергетично цінним є сміття, що накопичується в регіоні, та які технології можуть бути застосовані для його перетворення на енергію.
Що таке ТПВ і чому це важливо
Тверді побутові відходи — це залишки життєдіяльності людини: упаковки, пластик, папір, текстиль, органічні рештки, скло, метал тощо. У структурі ТПВ значна частка припадає на фракції, що мають енергетичну цінність, передусім пластик, папір і дерево. Інша частина — органіка та волога фракція — навпаки, знижує теплотворну здатність відходів і потребує попереднього компостування або біогазової обробки.
Саме склад і вологість ТПВ визначають, чи можуть вони бути джерелом енергії. Наприклад, сухий пластик має високу теплоту згоряння, тоді як харчові відходи — низьку. Тому першим кроком до енергетичного відновлення сміття є його сортування, визначення морфологічного складу та лабораторне вивчення енергетичних характеристик.
Наука в дії: дослідження ТПВ на Прикарпатті
У межах проєкту EnyMSW команда ІФНТУНГ провела масштабне дослідження морфологічного й енергетичного складу ТПВ, зосередившись на полігоні в Рибному. Сміття сортували за фракціями, зважували та досліджували на вміст органічних і неорганічних компонентів. Особлива увага була приділена відбору свіжих ущільнених відходів, з яких формували проби по 6 кг для лабораторного аналізу.
Ці проби вивчали за кількома напрямками: визначення температури горіння, вмісту залишкової маси після спалювання, концентрацій важких металів, вологи, pH, а також вмісту загального органічного та неорганічного вуглецю. Результати досліджень засвідчили, що значна частка відходів має теплотворну здатність, яка дозволяє перетворювати сміття на енергію.
Лабораторія теплоти згоряння ТПВ — прорив у науці та практиці
Для реалізації дослідження університет створив першу на заході України спеціалізовану лабораторію з визначення питомої теплоти згоряння ТПВ. Її відкриття стало проривом у дослідженнях альтернативних джерел енергії на основі відходів — особливо актуальних для регіонів, де проблема сміття стоїть гостро.
Новостворена лабораторія, вартість якої більше 40 тисяч євро, оснащена високоточним обладнанням, яке дозволяє проводити комплексні фізико-хімічні аналізи ТПВ. Дослідники мають змогу визначати температуру згоряння, склад залишків, рівень вуглецю, а також концентрації важких металів — таких як мідь, свинець, цинк, кадмій і нікель.
Перші зразки для досліджень були зібрані на полігоні у селі Рибне. Відібрані проби проходили етапи сортування, зважування й аналізу. Методики, адаптовані до українських умов із урахуванням європейського досвіду, дозволили отримати перші висновки. Найбільшу енергетичну цінність має пластик — компонент, що може бути використаний для виробництва тепла чи електроенергії за умови належного попереднього сортування.
Проте на заваді ефективному використанню сміття як ресурсу досі стоїть низький рівень роздільного збору. Нестабільна робота сміттєсортувальних ліній ускладнює підготовку якісної сировини для термічного чи біогазового перетворення. Водночас лабораторні дослідження дають змогу об’єктивно оцінити потенціал полігонів і приймати рішення про доцільність тих чи інших інвестицій у сферу енергетики з відходів.
З боку органів місцевого самоврядування вже є зацікавленість у практичному застосуванні отриманих даних. Представники міської ради наголошують: об’єктивні показники та коректні розрахунки — ключ до ефективного планування та реалізації екологічних і комунальних проєктів. У цьому контексті нова лабораторія виступає не лише як академічна ініціатива, а як стратегічний інструмент сталого розвитку.
Сміття як ресурс: висновки та пропозиції
Науковці дійшли висновку: теплова здатність ТПВ в Івано-Франківську — на середньому рівні за світовими мірками. Проте цей потенціал можна значно підвищити. Найбільш ефективний шлях — розвиток системи сортування відходів, що дозволить вилучити матеріали з високою вологістю, які знижують загальну теплоту згоряння. Особливо це стосується харчових відходів і невикористаної продукції супермаркетів.
У контексті розробки регіонального плану управління відходами, який має відповідати Національній стратегії управління відходами в Україні до 2030 року, дослідження EnyMSW стали фундаментом для формування конкретних рекомендацій до регіональної політики.
Пропозиції до регіональної політики:
- Характеристики відходів:
– Відходи для термічної обробки мають мати нижчу теплотворну здатність не менше 7 МДж/кг.
– Вміст мінеральних домішок і небезпечних речовин повинен бути мінімальним.
– Обсяг ТПВ має перевищувати 100 тисяч тонн щороку. - Поводження з ТПВ:
– Впровадження систематичного збирання і перевезення.
– Контрольовані сміттєзвалища з регулярним моніторингом.
– Запровадження справедливої системи оплати за утилізацію.
– Сортування за категоріями: сухі та органічні відходи.
– Забезпечення належного компостування та переробки. - Інфраструктура:
– Наявність сміттєзвалищ біля установок WtE (waste-to-energy).
– Ринки збуту теплової енергії, що виробляється.
– Ефективна система збору й транспортування.
– Контроль за викидами шкідливих речовин. - Законодавче забезпечення:
– Дотримання норм міжнародного екологічного законодавства.
– Моніторинг відповідності теплових установок.
– Законодавча інтеграція WtE до загальної стратегії управління відходами.
На перший погляд, ТПВ — це лише купи сміття. Насправді — це потенційне паливо. Відтепер — з доведеними характеристиками, виміряними даними та науковим підґрунтям. Саме це робить ініціативу ІФНТУНГ ключовою в подальшому прийнятті рішень. Для влади — це інструмент для стратегічного планування. Для інвестора — аргумент вкладати в сміттєпереробні технології. Для громади — надія на чисте довкілля й енергетичну незалежність.
І хоча шлях до комплексного вирішення проблеми ТПВ ще довгий, без такого дослідження зробити перший крок було б неможливо.
