طرح تولید برق با سوخت زباله

محدودیت منابع انرژی و مشکلات ناشی از مصرف سوخت های فسیلی،رشد بی رویه جمعیت شهرها و افزایش جمعیت آنها از یک طرف و مصرف گرایی رو به افزایش نوین از سویی دیگر سبب شده است که حجم زیاد زباله های آلی تولیدی سلامت جامعه بشری را به خطر اندازددر حال حاضر بیوگاز به عنوان یکی از منابع عمده تامین انرژی در دنیا مطرح است و این گاز را به طور مستقیم در تامین انرژی حرارتی و روشنایی و هم به عنوان یک گزینه مناسب برای استفاده در مولد های احتراق داخلی،میکروتوربین ها و پیل های سوختی جهت تولید برق مورد استفاده قرار می دهند.با ساخت و توسعه نیروگاههای بیوگاز علاوه بر تامین بخشی از انرژی مورد نیاز ،می توان گامی موثر در زمینه بحران عظیم ناشی از زباله های شهری و کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی برداشت که دارای اثرات اقتصادی و اجتماعی چشمگیری خواهد بود.

امروزه تفکیک،بازیافت و استفاده از زباله با عنوان طلای سیاه یکی از مهمترین شاخص های توسعه پایدار برای کشورها محسوب می شودو تولید برق از زباله در کشورهای توسعه یافته به دقت،با سرعت و قانونمند مورد تحقیق،بررسی و اجرا قرار گرفته است.

اهمیت استراتژیکی طرح تولید برق با سوخت زباله

کاهش ذخایر نفت و گاز ،افزایش قیمت نفت ،مقولات زیست محیطی و افزایش مجادلات نظامی و سیاسی در مناطق نفت خیز جهان بویژه در خاورمیانه در سالهای اخیر مهمترین دلیل اقبال دولت ها و سرمایه گذاران خصوصی جهت ورود به عرصه سرمایه گذاری برای تولید برق از انرژی های تجدید پذیر است.سالهاست که دنیا خود را وابسته به شریان نفت می بیند و نوعی وابستگی سیاسی ناشی از آن بنا به دلایل است که پیگیری و جستجوی انرژی نو و تجدید پذیر بخشی عمده از چالش های دنیای هزاره سوم را تشکیل می دهد.

وضعیت تولید برق از زباله در ایران

ظرفیت تولید برق در نیروگاه‌های پسماند کشور حدود ۱۱ مگاوات است که از ۵ نیروگاه در شهرهای شیراز، تهران و مشهد تولید می‌شود، در تهران نیز به جز تولید برق از زباله، از فاضلاب نیز تولید برق صورت می‌گیرد.
در همین راستا نیز مجلس شورای اسلامی درقانون بودجه امسال مصوبه‌ای در جهت تقویت این مسیر و تولید برق از زباله داشت که این مصوبه شتاب خوبی به موضوع تولید برق از پسماند خواهد داد، البته باید گفت مشکل اصلی در راه توسعه تولید برق از پسماند در کشور کمبود منابع مالی است و باید منابع مالی لازم برای خرید تضمینی برق از این نیروگاه‌ها پیش‌بینی شود.
از سوی دیگرتولید برق از پسماند حدود دو برابر گران‌تر از بقیه انواع نیروگاه‌ها و تجدیدپذیرهای بادی و خورشیدی است به گونه‌ای که وزارت نیرو برق تولیدی این نیروگاه‌ها را به قیمت ۳۷۰۰ ریال بر کیلووات ساعت به صورت تضمینی خریداری می‌کند و تقریباً ۳ هزار ریال یارانه از محل عوارض برق برای این کار اختصاص می‌دهد و به این طریق حمایت خود را از حفظ محیط زیست اعلام می‌کند.
این در شرایطی است که وزارت نیرو مسئول تأمین برق کشور است و مسئول پسماند نیست، ولی به‌خاطر انجام وظایف ملی در جهت حفظ محیط زیست و رفع آلودگی، این یارانه را اختصاص داده و پرداخت می‌کند، در این بین سیدمحمد صادق زاده رئیس سازمان انرژی‌های تجدید پذیر و بهره وری انرژی برق (ساتبا) معتقد است که اگر وزارت نیرو ۳۰۰۰ ریال بابت هر کیلووات ساعت تولید برق از این نیروگاه‌ها، یارانه می‌پردازد توقع دارد دستگاه متولی دفع پسماندها که شهرداری‌ها هستند حداقل دو برابر وزارت نیرو کمک کنند.
از سوی دیگر دوره قرارداد خرید تضمینی برق برای این نیروگاه‌ها ۲۰ سال است و وزارت نیرو در قرارداد منعقده تضمین می‌کند به مدت ۲۰ سال برق تولیدی از این نیروگاه‌ها را خریداری کند و این مدت می‌تواند در سرمایه گذاران این اعتماد را ایجاد کند که نه تنها بازگشت سرمایه خواهند داشت بلکه تقریباً در این مدت به پایان عمر نیروگاه نیز نزدیک می‌شوند.همچنین بر اساس ماده ۶ آئین نامه اجرایی ماده ۶۱ قانون اصلاح الگوی مصرف، تا سقف ۳۰ درصد تعرفه خرید برق از نیروگاه‌هایی که تجهیزات آنان از داخل کشور تأمین و طراحی آنها در داخل کشور انجام شده و دانش فنی آنها بومی است افزایش خواهد داشت.

نحوه کار سوزاندن زباله به انرژی

نیروگاه های تبدیل زباله به انرژی از زباله های خانگی به عنوان سوخت برای تولید برق استفاده می کنند، درست مانند سایر نیروگاه ها که از زغال سنگ، نفت یا گاز طبیعی استفاده می کنند. سوزاندن زباله ها آب را گرم می کند و بخار یک توربین را برای تولید برق به حرکت در می آورد. کارخانه زباله به انرژی (WTE) زباله های غیرقابل بازیافت را دریافت می کند و آن را در دمای ۲۰۰۰ درجه فارنهایت به انرژی به شکل برق تبدیل می کند. نیروگاه ecomaine WTE حدود ۱۷۵۰۰۰ تن زباله در سال پردازش می کند و از این فرآیند بخار کافی برای تولید حدود ۱۰۰۰۰۰ مگاوات ساعت برق در سال تولید می کند. این مقدار برق برای تامین انرژی WTE و تاسیسات بازیافت، وسایل نقلیه الکتریکی شرکت ما، به علاوه حدود ۱۵۰۰۰ خانه برای یک سال کافی است!
تبدیل زباله به انرژی همچنین با کاهش ۹۰ درصدی حجم زباله‌ها به نفع جوامعی است که به آنها خدمات می‌دهیم و تنها خاکستر بی‌اثر باقی می‌ماند تا در محل دفن زباله ذخیره شود. با کاهش ۹۰ درصدی حجم زباله، کنترل آلودگی و تولید برق، تبدیل زباله به انرژی به وضوح مزایای زیادی دارد.
اگرچه میزان تولید برق وابسته به نوع زباله شهری است، ولی با ترکیب تقریبی ۶۰% زباله شهری، ۲۰% پلاستیک و ۲۰% لاستیک، امکان تولید حداقل یک مگاوات برق از ۲۴ تن زباله با ترکیب فوق از این Plant وجود دارد. به هرحال این شرکت برای شروع میزان، نوع و ترکیب زباله را دریافت نموده و واحدها را مطابق با نوع و حجم زباله طراحی می نماید و براساس طرح، میزان تولید برق را تعیین می کند.

بازیافت ترموشیمیایی زباله و تولید برق

بازیافت ترموشیمیایی یک فرآیند تبدیل ترموشیمیایی است. این فرآیند بر اساس تجزیه حرارتی مواد آلی مصنوعی (به ویژه پلاستیک) با عمل گرما بدون دسترسی به مواد اکسید کننده است. این بدان معناست که بازیافت ترموشیمیایی در یک محیط بی هوازی ادامه دارد. به هیچ وجه سوزاندن نیست.در طی بازیافت ضایعات ترموشیمیایی سه محصول اصلی به تازگی ایجاد می شود:

• مایع بازیافتی – ۶۳ تا ۹۰ درصد وزنی
• گاز فرآیند – ۳ تا ۳۴ درصد وزنی
• باقیمانده بی اثر جامد – ۳ تا ۸ درصد وزنی

تمام محصولات تازه به دست آمده را می توان به عنوان مواد اولیه ورودی برای پردازش بیشتر استفاده کرد.
بازیافت ترموشیمیایی زباله های پلاستیکی جامد فرصتی حیاتی برای کاهش آلودگی دریاها و خاک است و امکان ادغام اصل اقتصاد دایره ای را در جامعه امروزی فراهم می کند. علاوه بر رفتار آگاهانه و طراحی محصول مدرن (“طراحی برای بازیافت”)، چالش کلیدی شناسایی فناوری های بازیافت پیشرو است که پتانسیل گرمایش جهانی را در زمینه صنعتی مرتبط به حداقل می رساند.
فن‌آوری‌های بازیافت ترموشیمیایی به لطف قابلیت اطمینان، ایمنی، سازگاری با محیط‌زیست و اقتصاد عملیاتی معنی‌دار می‌توانند در خط مقدم باشند. آنها می توانند عناصر اساسی در تحقق کاهش بالقوه انتشار گازهای گلخانه ای به میزان بیش از ۱۰۰ میلیون تن CO2 باشند.

پتانسیل انرژی محصولات خروجی دپلیمریزاسیون حرارتی پلاستیک های زباله
دستگاه ENRESS 750 برای پردازش ۷۰۰ کیلوگرم در ساعت طراحی شده است. زباله های پلاستیکی با ظرفیت ۸۰۰۰ ساعت کار در سال.
با میانگین تعادل مواد نشان داده شده، تولید کسرهای جداگانه به دست آمده به شرح زیر است:

الف) بازیافت مایع (روغن) …………………………….. ۶۳ وزنی. %

ب) گاز فرآوری…………………………………… ۳۴ وزنی. %

ج) باقیمانده کربن …………………………….. ۳ وزنی. ٪

اگر مقدار ورودی زباله … ۷۰۰ کیلوگرم در ساعت باشد. تولید مواد جدید به شرح زیر است:

الف) بازیافت مایع (روغن) ……………………..۴۵۳ کیلوگرم در ساعت. (حدود ۵۰۰ لیتر در ساعت

ب) گاز فرآیند ……………………………….۲۴۵ کیلوگرم در ساعت. (تقریباً ۲۳۵ متر مکعب در ساعت)

ج) باقی مانده کربن …………….. تقریبا. ۲۲ کیلوگرم در ساعت

الف) استفاده از بازیافت مایع – روغن فرآیند
ارزش حرارتی بازیافت مایع به ۳۹.۳۱ مگاژول در کیلوگرم می رسد. با تولید ۴۵۳ کیلوگرم در ساعت، پتانسیل انرژی ساعتی بیش از ۱۷.۸ GJ، یعنی تقریبا ۵ مگاوات ساعت است.
با راندمان موجود ۴۰ درصد از ماشین های دوار برای تولید برق می توانیم ۲ مگاوات ساعت تولید کنیم.
بازیافت مایع (روغن) می تواند به عنوان یک کالای فروش استفاده شود، به عنوان مثال به عنوان یک بازیافت ترموشیمیایی مایع برای پردازش بیشتر در صنایع شیمیایی، یا به عنوان سوخت برای برخی از انواع واحدهای تولید همزمان دیزل.

ب) استفاده از گاز فرآیند
ارزش حرارتی گاز فرآیند به ۳۱.۸ مگاژول در متر مکعب می رسد و بنابراین پتانسیل انرژی تولید ۱۹۵۲ کیلووات در ساعت را ممکن می سازد.
با تولید گاز ۲۳۵ متر مکعب در ساعت، پتانسیل انرژی ساعتی تقریباً ۷.۳ GJ، یعنی بیش از ۲ مگاوات ساعت است. با راندمان فعلی ماشین‌های تولید برق، می‌توان ۰.۸ مگاوات ساعت را از گاز فرآیند تولید کرد.
مصرف عملیاتی این فناوری ۳۸۰ کیلووات ساعت است.
محصول جانبی تولید برق نیز می تواند گرما باشد. با این حال، مقدار گرمای موجود بستگی به نوع ماشین دوار مورد استفاده دارد.

ج) استفاده از بقایای کربن در صنایع مختلف امکان پذیر است.

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح تولید برق با سوخت زباله

ظرفیت پذیرش زباله در شبانه روز : ۱۰۰۰ تن
مساحت زمین: ۲۰۰۰۰ متر مربع
زیربنای ساختمان تولیدی : ۴۴۰۰ متر مربع
امکانات زیربنایی مورد نیاز طرح تولید برق با سوخت زباله
تعداد و ترکیب نیروی انسانی طرح تولید برق با سوخت زباله: ۲۰ نفر
ابعاد اقتصادی طرح تولید برق با سوخت زباله
قیمت ماشین الات و تجهیزات تولید برق با سوخت زباله: ۱۸۰میلیارد تومان
برآورد سرمایه گذاری کل: ۲۶۰ میلیارد تومان
برآورد سرمایه گذاری ثابت : ۲۴۰ میلیارد تومان
پیش بینی شاخص های اقتصادی طرح توجیهی تولید برق با سوخت زباله
نقطه سربه سر تولید در سال مبنا: ۵۲.۰۶ درصد
دوره برگشت سرمایه : ۵.۳ سال
نرخ بازده داخلی : ۲۲ درصد