بخشی از مقاله
چکیده
با افزایش نگرانیها در خصوص گرمایش جهانی و تغییر اقلیم، درک مناسب از انتشار گازهای گلخانهای ناشی از نیروگاههای مختلف تولید برق با دیدگاه محیطزیستی ضرورتی اجتناب ناپذیر است. مدیریت فرآیند استحصال منابع اولیه، فرآورش و تبدیل منابع به انرژی الکتریکی در راستای حداقلسازی آلایندهها از اهمیت خاصی برخوردار است. به گزارش بانک جهانی در سال 1390 مجموع هزینههای اجتماعی ناشی از آلودگیها حدود 99 هزار میلیارد ریال محاسبه شده است.
طبق آمار ترازنامهی انرژی کشور، بخش نیروگاهی و حمل و نقل بیشترین میزان انتشار SO2 و بخش نیروگاهی و خانگی بیشترین میزان انتشار CO2 را درسال 90 به خود اختصاص داده است که با اعمال اقدامات مدیریتی بروز باعث حفظ سرمایههای ملی و تامین رفاه عمومی، کاهش هزینههای جاری سیستمها و نیز کاهش آلودگیهای زیست محیطی و نهایتا ارتقاء کیفی سطح زندگی افراد جامعه میشود.
در این مقاله میزان انتشار آلودگیهای هوا از نیروگاههای کشور در طی سالهای 83 تا 90 مورد بررسی قرار گرفته و میزان انتشار آلایندههای مختلف با استانداردهای جهانی مقایسه شدهاست. میانگین شاخص انتشار گازهای آلاینده و گلخانهای بخش نیروگاهی کشور برای SOx و NOx و CO2 ، در سال 1390 بهترتیب 3/1، 2/8 و 716/2 گرم بر کیلوواتساعت بوده است و پیشبینی می-شود مطابق روند شد موجود در سال 1404 به مقادیر 8/2، 7/9 و 1060 گرم بر کیلووات ساعت برسد.
طبق آمار بانک جهانی ایران با 574.667 هزارتن CO2 که برابر با %1/7 انتشار CO2 جهان است بعد از چین، امریکا، هند، روسیه، ژاپن و آلمان در رتبه هفتم بزرگترین تولیدکنندههای CO2 قرار گیرد. دلایل افزایش انتشار آلایندهها به ازای واحد تولید الکتریسیته میتواند ناشی از پایین بودن سطح تکنولوژی نیروگاهها، نامناسب بودن کیفیت سوخت، استفاده از سوخت های مایع به جای گاز در فصلهای سرد سال و ضعف مدیریت باشد.
مقدمه:
امروزه پیشرفت تکنولوژی بدون استفاده از انرژی، میسر نمیباشد. با استفاده از منابع انرژی مانند سوختها، معضلاتی از قبیل تغییر شرایط اقلیم، اثرات گلخانهای، گرمایش جهانی، بارش بارانهای اسیدی، پراکنش مواد سرطانزا، دود و سایر عوامل آلاینده درمحیط زیست ایجاد شدهاست. بخشهای عمده مصرفکننده سوختهای فسیلی عبارتند از:صنایع یا کارخانجات، صنایع گرمایشی خانگی و تجاری، وسایل نقلیه موتوری و نیروگاهها، در این میان نیروگاهها بیشترین سهم مصرف سوختهای فسیلی را به خوداختصاص دادهاند که سبب انتشار گازهای آلاینده ای از قبیل مونوکسیدکربن - CO - ، اکسیدهای گوگرد - SOX - ، اکسیدهای نیتروژن - NOX - ، آلدئیدها، دیاکسید کربن - CO2 - هیدروکربنهای نسوخته - CH - ، ذرات معلق - SPM - و ... را میشوند.
با توجه به مصرف فزاینده این نوع سوختها، غلظت گازهای فوق در جو افزایش یافته و این امر آلودگیهای هوا را در سطح وسیع سبب میگردد. دلیل انتشار این آلاینده ها را میتوان احتراق ناقص سوخت و یا نسبت نامناسب هوا و سوخت دانست. همچنین برهمکنش این آلایندهها باهم ممکن است باعث تشدید اثرات آنها شود و همچنین اثرات جنبی آلایندهها نیز میتواند صدمات زیست محیطی جبرانناپذیری را همراه داشته باشد.
به گزارش بانک جهانی در سال 1390 مجموع هزینههای اجتماعی ناشی از آلودگیها حدود 99 هزار میلیارد ریال محاسبه شده است .طبق آمار ترازنامهی انرژی کشور، بخش نیروگاهی و حمل و نقل بیشترین میزان انتشار SO2 و بخش نیروگاهی و خانگی بیشترین میزان انتشار CO2 را درسال90 به خود اختصاص داده است که با اعمال اقدامات مدیریتی کارآمد باعث حفظ سرمایههای ملی و تامین رفاه عمومی، کاهش هزینههای جاری سیستمها و نیز کاهش آلودگیهای محیط زیست و نهایتاٌارتقاء کیفی سطح زندگی افراد جامعه میشود.
در فرایندهای صنعتی که یکی از بخشهای پرمصرف انرژی میباشد، استاندارد کردن فرآیندها، یک روش موثر در جهت کاهش مصرف انرژی میباشد. در کشور ما از سوختهای فسیلی برای راهاندازی نیروگاهها استفاده میشود. اما ادامهی این روند غلظت آلایندهها را در جو بهمقدار زیادی افزایش خواهد داد. استفاده از انرژیهای سبز و تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، امواج و زمین گرمایی می-تواند راه حل مناسبی برای رفع این مشکل باشد.
همچنین اعمال مدیریت مصرف، پیامدهای ارزنده و مفیدی برای بخش انرژی و نیروگاهی کشور شامل کاهش سرمایهگذاری، کنترل بار در ساعات پیک، افزایش ضریب بار، بهبود پایداری شبکه، تامین خواستها و جلب رضایت مشترکین و ایجاد زمینه ی مساعد برای رسیدن به قیمت واقعی فروش برق را بههمراه خواهد داشت.
سیستم های تولید انرژی الکتریکی در کشور از تکنولوژیهای بخاری، توربین گاز، سیکلهای ترکیبی و نیروگاههای آب تشکیل شده است که در این میان نیروگاههای بخاری سهم عمدهای از تولید انرژی کشور را به خود اختصاص داده است. اقدامات مدیریتی باعث حفظ سرمایهی ملی و تامین رفاه عمومی، کاهش قیمت کالاهای تولیدی و نیز کاهش آلودگیهای زیست محیطی و نهایتا ارتقاء کیفی سطح زندگی میشود.
همچنین مصرف انرژی کمتر، تولید آلایندههای کمتر، کاهش استهلاک سیستم و کاهش هزینهی تعمیر و نگهداری سیستم را به دنبال خواهد داشت.
از طریق تغییر در فرایند و نحوه احتراق یا نوع سوخت مصرفی می توان میزان تولید و انتشار آلایندهها را به اتمسفر کاهش داد. به عنوان مثال با استفاده از مشعلهای ویژهای می توان میزان تولید اکسیدهای نیتروژن را کاهش داد. همچنین با تغییر سوخت از انواع سوختهای مایع و جامد به گاز طبیعی از تولید و انتشار اکسیدهای گوگرد جلوگیری به عمل خواهد آمد.
کنترل آلایندهها ی هوا از طریق بهکارگیری سیستمهای تصفیه دود و حذف آلایندهها از دود خروجی و رساندن غلظت آنها به حداکثر غلظت مجاز نیز امکانپذیر است. در نهایت و با در نظر گرفتن رویکردهای مذکور ، برای کاهش اثرات آلودگی در محیط اطراف می توان با انتخاب مناسب ارتفاع و قطر دودکش نیروگاه باعث پخش هر چه بیشتر آلایندهها در اتمسفر و کاهش غلظت آنها در ارتفاع تنفسی در محیط اطراف نیروگاه گردید.
تحلیل میزان انتشار گازهای گلخانه ای از نیروگاهها
سوخت حاصل از نفت دونوع است: سوخت گازی، سوخت مایع. ناخالصیهایی مانند دیاکسیدکربن و هیدروژن سولفور - H2S - و ترکیبات آلی سولفور به میزان یک درصد نیز در گاز طبیعی موجود است. سوخت مایع از طریق تقطیر یا کراکینگ بهدست میآید که نوع سبک آن گازوئیل و نوع نیمهسنگین آن مازوت است. مازوت یکی از پسماندههای پالایش نفت است که دارای پایینترین کیفیت از نظر سوخت و بالاترین درجه در آلوده سازی هوا است. در حال حاضر 30 تا 40 درصد از تولید پالایشگاه ایران مازوت است.
در صورتی که نفت کوره بیش از 0/5 درصد وزنی سولفور داشته باشد، مسائل خوردگی جدی و مشکل رسوبگذاری بر صفحات انتقال حرارت را به همراه خواهد داشت. خاکستر موجود در نفت کوره موجب از بین رفتن مواد نسوز جدارهای کوره خواهد شد. زغالسنگ بصورت ترکیبات آروماتیک ناجور حلقه متشکل از کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و گوگرد است. برای نیروگاههای زغالسنگی فعلی در حال بهرهبرداری انتشار گازهای گلخانهای بین 800-1000 gCO2eq/kWh می باشد. انتشار گازهای گلخانه ای چرخه حیات در نیروگاههای با سوخت نفت حدود 700-800 gCO2eq/kWh برآورد میگردد. برای فناوری های کنونی نیروگاههای گاز طبیعی، انتشار گازهای گلخانه-ای حدود 360-575gCO2eq/kWh محاسبه شده است.
مطالعات مختلف، میزان انتشار گازهای گلخانهای چرخه حیات نیروگاههای فتوولتائیک را 43-73 gCO2eq/kWh برآورد کرده اند. انتشار گازهای گلخانهای چرخه حیات نیروگاههای بادی نسبت به مکان استقرار میتواند بسیار متفاوت باشد و برای نیروگاههای ساحلی، حدود 8-30 gCO2eq/kWh و برای توربینهای فراساحل،9-19 gCO2eq/kWh برآورد میگردد.
برای نیروگاههای برقآبی حدود 1-34gCO2eq/kWh و برای نیروگاههای زیست توده حدود35-99 gCO2eq/kWh محاسبه شده است .[3] [1] شکل 1 میزان انتشار معادل دیاکسیدکربن به ازای کیلوواتساعت هر یک از نیروگاههای مورد بررسی را نشان میدهد. حداقل میزان انتشار معادل دی-اکسیدکربن برابر 1 گرم دیاکسیدکربن به ازای هر کیلوواتساعت برق تولیدی مربوط به نیروگاههای برقآبی است . پس از نیروگاههای برقآبی نیروگاههای هستهای و نیروگاههای بادی به ترتیب دارای میزان حداقل انتشار معادل دیاکسیدکربن هستند
