بخشی از مقاله
چکیده
امروزه حفظ منابع طبیعی، محیط زیست و بهینه سازی مصرف انرژی جزء اولویت های مدیریت کلان هر کشوری می باشد، به همین دلیل علاقه به استفاده از انرژی ها تجدیدپذیر و همچنین استفاده از انرژی ناشی از بازیافت زباله افزایش یافته است. در این مقاله، ابتدا روشهای مختلفی برای پردازش، تصفیه و دفع پسماندهای شهری مطرح می شود و در ادامه به بررسی انرژی بیومس و زباله ها1 بخصوص پسماندهای جامد پرداخته می-شود و سابقه تولید برق از مراکز دفن پسماندهای جامد و اثرات زیست محیطی تولید برق از زباله های شهری و تکنولوژیهای مورد استفاده برای تولید انرژی از زباله های شهری و تولید برق از دفنگاه زباله تشریح میشود. در قسمت پایانی بیوگاز و زباله سوزها، مکانیسم تولید بیوگاز، اثرات زیست محیطی و امحا زباله و تولید انرژی به روش پلاسما و سابقه نصب سیستم پلاسمایی و ویژگیهای سیستم پلاسما و ترکیب زباله سوز باسوخت 2RDF ، روشهای تبدیل پسماند به RDF، مزایا و معایب RDF تشریح میشود و در ادامه چند فناوری تولید انرژی از پسماندهای شهری، برای ایران ارائه می شود.
واژه های کلیدی: پسماند، انرژی تجدید پذیر، بیومس، بیوگاز، تولید انرژی.
-1مقدمه
افزایش کیفیت زندگی انسان و توسعه اقتصادی و صنعتی سریع باعث تولید حجم زیادی از پسماندها می شود که به صورت یکی از مشکلات زیست محیطی بحرانی در آمده است. امروزه مدیریت پسماندها یک مشکل بزرگ است، دفع پسماند سبب ایجاد مشکلات فراوان در زمینه اثرات زیست محیطی، هزینه های اقتصادی و کاربرد تکنولوژی می شود 2]و. [1 همچنین بشر با نگاهی جدید به محیط اطراف خود در پی منابع جدید انرژی است، تا با بر طرف نمودن نیاز خود در حفظ محیط زیست نیز کوشا باشد. یکی از منابع جدید انرژی، تولید انرژی از پسماند می باشد، این روش تولید انرژی از دو جنبه حائز اهمیت است؛ اول، با استحصال انرژی از پسماند بخشی از انرژی مورد نیاز بشر تامین می شود و دوم مشکلات بهداشتی و زیست محیطی ناشی از مدیریت نادرست پسماند کاهش می یابد. همچنین به حفظ منابع طبیعی کمک می شود.[3]
تولید انرژی از پسماندهای شهری بویژه پسماندهای جامد شهری در سطح جهان در حال توسعه می باشد. این امر بدلیل افزایش بازیافت انرژی، کاهش دفن، ایجاد درآمد برای مدیریت پسماند، تنوع بخشی به منابع تولید انرژی، افزایش امنیت عرضه انرژی و... می باشد. همچنین با توجه به اینکه تاسیسات مدیریت پسماندها خود از استفاده کنندگان انرژی هستند، تولید انرژی در محل باعث کاهش تلفات شبکه برق شده و به سیستم انرژی الکتریکی کمک شایانی می کند.[4] در حال حاضر فن آوریها و روشهای مختلفی برای پردازش، تصفیه و دفع پسماندهای شهری مطرح می باشد. در برخی از این فن آوریها تولید انرژی اولویت دارد و برخی دیگر امحا پسماند در اولویت می باشد. بطور کلی در حال حاضر عمدتا از تکنولوژهای زیر در سطح جهان بهره گیری می شود. روشهای ترموشیمیایی - با رویکرد تولید انرژی - شامل : زباله سوز - - Incinerator، تولید گاز و پیرولیز - Gasification & pyrolysis - ، پلاسما - plasma - ، تولید سوخت از زباله - RDF - می باشد و روشهای بیولوژیکی - با رویکرد امحا پسماند - شامل: مرکز دفن - Landfill - ، کمپوست - - Compost، بیوگاز - Biogas - می باشد. از نظر فنی با توجه به شرایط محیطی تمام روشهای فوق و یا ترکیبی از برخی از انها قابل اجرا و بهره برداری می باشند.[5]
-2انرژی بیومس
یکی از مناسب ترین انرژی های تجدید پذیر که از زمان های بسیار گذشته مورد استفاده بوده و علاوه بر تجدید پذیر بودن با محیط زیست نیز سازگار می باشد، انرژی بیومس میباشد. انرژ یبیومس در میان انرژیهای تجدیدپذیر مقام نخست را در عرضه انرژیجهان دارا میباشد. در زمینه تولید برق از منابع تجدید شونده، بیومس پس از انرژ ی آب در جایگاه دوم قرار دارد. زیست توده عبارت است از اجزا قابل تجزیه زیستی از محصولات، پسماندها و زائدات کشاورزی - شامل مواد گیاهی و دامی - ، جنگلها و صنایع وابسته و همچنین زائدات صنعتی و شهری قابل تجزیه. امروزه مشخص شده است که سوخت های زیستی به دست آمده از پسماندهای جنگل ها و محصول های کشاورزی جهان می تواند سالانه به اندازه 70 میلیارد تن نفت خام انرژی در دسترس بشر قرار دهد که این میزان 10 برابر مصرف سالانه انرژی در جهان است.همچنین می توان از این سوخت ها بیشتر در تولید گرما بهره برد زیرا می توانند باعث صرفه جویی اقتصادی چشمگیری شوند.
-3زباله ها
به طور کلی زباله ها شامل دو دسته زباله های جامد و مایع هستند. زباله های مایع شامل فاضلاب منازل و فاضلابهای صنعتی میباشد و زباله های جامد، زباله های معمولی، زباله های کارخانه ها و زباله های ویژه هستند. زباله های معمولی نیز 6 گروه زباله های منازل، زباله های حجیم خانگی مانند لوازم اسقاطی، زباله های بیمارستانی، زباله های کشتارگاهها، زباله های باغها و گلخانه ها و زباله های مغازه ها و ادارات را تشکیل می دهند. همچنین زباله های بیمارستانی شامل زباله های آلوده و غیر آلوده می باشند. زباله های آلوده زباله هایی هستند که بعنوان پسماند آزمایشگاههای میکروب شناسی و... هستند که حتما باید به روش صحیح سوزانده شوند.
هر تن زباله حدود 400 متر مکعب گاز گلخانه ای دی اکسید کربن متصاعد می کند و از هر تن زباله 400 تا 600 لیتر شیرابه خارج می شود که می تواند تاثیر خطرناکی روی آب و خاک داشته باشد و محل های دفن زباله هر روز گسترش بیشتری پیدا می کنند.[6] هر فرد روزانه بطور میانگین یک کیلوگرم زباله تولید میکند. که پس از استحصال اولیه توسط افراد غیر مسئول حدود 800 گرم آن باقی می ماند یعنی در یک شهر ده میلیونی مانند تهران روزی 8 میلیون کیلو یا هشت هزار تن زباله خواهیم داشت، که ما اگر 60 درصد آن را مناسب کارکردن و تبدیل به سوخت بدانیم حدود 5 هزار تن زباله ای خواهیم داشت که تبدیل به سوخت خواهد شد . حال با یک ضرب و تقسیم ساده پی به اهمیت اقتصادی آن می بریم . بدیهی است از این طریق می توان به میلیونها کیلو انرژی دست یافت. یکی دیگر از روشهای استحصال انرژی از زباله استفاده از گاز حاصله از تجزیه بی هوازی در اماکن دفن می باشد.
به نظر می رسد که فقط سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا EPA است که یک چنین طرح هایی راپیش می راند. این روش در حال حاضر بیش از RDF رواج دارد. در حال حاضر مسئله کمبود انرژی از مسائل روز میباشد و بسیاری از کشورهای در حال توسعه، سوخت مورد نیاز خود را از کشورهای دیگر تامین مینمایند. امروزه استفاده از انرژی های دیگر همچون انرژی های پاک مانند بازیافت انرژی از مواد زائد بعنوان سوخت جایگزین بدلیل ارزان و قابل دسترس بودن و تبدیل سریعتر به انرژی مورد نیاز مورد توجه قرار گرفته . در اصل RDF یک نوع یازیافت انرژی است.[2] پسماندهای جامد: شامل مواد زائد جامدی هستند که از مراکز تجاری، اداری، خانگی و برخی صنایع حاصل میشود. این مواد یک منبع مناسب برای تولید انرژی می باشند. فرآیندهای تبدیل و تولید مواد و انرژی از زباله در دنیا توسعه یافته و پروژه های زیادی در زمینه تولید انرژی - برق – حرارت - از زباله در دنیا مورد بهره برداری قرار
