اقرأ في هذا المقال
- كيف يتم الاستفادة من النفايات والطاقة
- تقنية (WTE) للاستفادة من النفايات في الطاقة
- اتجاهات السوق في تحويل النفايات إلى طاقة
- تقنيات WTE
للاستفادة من النفايات يتم تحويل النفايات إلى طاقة (WtE)؛ وهو جزء حيوي من سلسلة إدارة النفايات القوية والمستدامة، ويعتبر مكمل شامل لإعادة التدوير، أي إنه طريقة اقتصادية وبيئية جيدة لتوفير مصدر متجدد للطاقة خلال تحويل النفايات من مدافنها.
كيف يتم الاستفادة من النفايات والطاقة
تقوم محطة (WtE) بتحويل النفايات الصلبة إلى كهرباء وحرارة، وهي طريقة بيئية وفعالة من حيث التكلفة لاستعادة الطاقة، تقوم محطة تحويل النفايات إلى طاقة أي تحويل معظم النفايات الصلبة البلدية والصناعية إلى كهرباء أو حرارة للمعالجة الصناعية وأنظمة تدفئة المناطق، وهي وسيلة سليمة بيئيًا وفعالة من حيث التكلفة لاستعادة الطاقة، تعمل محطة الطاقة عن طريق حرق النفايات في درجات حرارة عالية واستخدام الحرارة لتكوين البخار ومن ثم يقوم البخار بتشغيل التوربينات التي تولد الكهرباء.
تقنية (WTE) للاستفادة من النفايات في الطاقة
تتكون تقنيات (WTE) من طرق مختلفة لاستخراج الطاقة من مواد النفايات، تشمل هذه الطرق طرقًا حرارية كيميائية وبيولوجية، حاليًا تقنيات (WTE) التي تم إثباتها تجاريًا في الولايات المتحدة باستخدام المواد الأولية للنفايات الصلبة البلدية (MSW) هي الاحتراق والهضم اللاهوائي (AD)، تتمتع جميع العمليات الأخرى بإمكانية عالية لاستخدام المواد الأولية للنفايات الصلبة البلدية ولكن يجب التغلب على مختلف التحديات الفنية والمؤسسية والاقتصادية والبيئية والإجرائية لتصبح قابلة للتطبيق تجاريًا.
التحدي الأساسي الذي يواجه هذه التقنيات هو الطبيعة غير المتجانسة للنفايات الصلبة المحلية، والتي تخلق مجموعة كيميائية متنوعة على نطاق واسع لمنتجات الطاقة المتولدة من هذه العمليات، يؤثر هذا التباين على القدرة على استخراج الطاقة بكفاءة، تنظيف وتكييف منتجات الغاز الاصطناعي للتحويل الكيميائي الحراري ومنتجات الغاز الحيوي للتحويل البيولوجي، جميع هذه الجهود موجه لجعل الغازات أكثر قابلية للاستخدام كوقود مباشر في محركات الاحتراق الداخلي أو التوربينات الغازية، ولحقن خطوط الأنابيب، يتم تحضير المواد الأولية وخلط النفايات الصلبة البلدية لجعل المادة الأولية أكثر تجانساً، سينعكس هذا التجانس في منتج منتجات الطاقة ويساعد على تحسين فائدته.
يعتبر السماح بتقنيات تحويل النفايات الصلبة المحلية تحديًا كبيرًا أيضًا، خاصة في ولاية كاليفورنيا، إن التقنيات المستخدمة كجزء من معايير إعادة التدوير وتوليد الطاقة تشمل الاحتراق والتغويز والانحلال الحراري، يمكن دمج هذه التقنيات واستخدامها مع معدات التحكم في الانبعاثات وأنظمة المراقبة لتقليل الانبعاثات بشكل كبير للوفاء بالحدود الصارمة لانبعاثات الهواء التي تم تحديدها من خلال عملية التصريح مع منطقة (EPA) الجوية المحددة ومنطقة إدارة الهواء المحلية في كل ولاية.
اتجاهات السوق في تحويل النفايات إلى طاقة
تتكون تقنيات (WTE) من عملية معالجة للنفايات تنتج طاقة على شكل حرارة أو كهرباء من النفايات، بشكل عام تتكون هذه التقنيات من إنتاج الطاقة من التحويل الحراري للنفايات إلى طاقة أو التحويل البيولوجي للنفايات العضوية إلى طاقة، يتصدر (WTE) القائم على تحويل الطاقة الحرارية سوق (WTE) العالمي ويمثل حوالي 88.2٪ من إجمالي إيرادات السوق ففي عام 2013، كانت أوروبا أكبر سوق لتقنيات WTE، مع 47.6٪ من إجمالي إيرادات السوق في 2013.
لقد كان اليابان يترأس قيادة السوق الآسيوية من خلال حرق ما يقرب من 60٪ من نفاياتها المنتجة، ومع ذلك فقد تم تحديد الصين باعتبارها السوق الأسرع نموًا من خلال مضاعفة قدرتها على (WTE) بشكل ملحوظ خلال 2011-2015، في البلدان الأفريقية والبلدان النامية الأخرى، يعتمد سوق (WTE) إلى حد كبير على التكاليف الأولية، الوعي ومرافق البنية التحتية.
تم فهم تقنية (WTE) على أنها عملية لتقليل حجم النفايات وعملية تخفيف يمكن أن تمنع الآثار الضارة على البيئة وصحة الإنسان في الماضي، في الآونة الأخيرة تم إعطاء استعادة الطاقة أهمية قصوى، حيث يعمل هذا كخيار أكثر استدامة واقتصادية بالنظر إلى أزمة الطاقة الحالية.
في عام 2005، ساهمت الطاقة المنتجة من حرق النفايات في 4.8٪ من استهلاك الكهرباء و 13.7٪ من إجمالي استهلاك التدفئة المنزلية في الدنمارك، وتم فهم تقنية (WTE) على أنها عملية لتقليل حجم النفايات وعملية تخفيف يمكن أن تمنع الآثار الضارة على البيئة وصحة الإنسان في الماضي، في الآونة الأخيرة تم إعطاء استعادة الطاقة أهمية قصوى، حيث يعمل هذا كخيار أكثر استدامة واقتصادية بالنظر إلى أزمة الطاقة الحالية، أثبتت الدنمارك والسويد وجودهما كرائدين في تكنولوجيا الحرق واستغلال الطاقة المتولدة منها لأكثر من قرن.
تقنيات WTE
تستخدم تقنيات (WTE) عدة أنواع من النفايات التي تتراوح من المواد الصلبة إلى الغاز، مثل الحمأة الكثيفة من محطات معالجة النفايات السائلة ومياه الصرف الصحي البلدية وغازات المداخن أو غازات التكرير، ومع ذلك فإن النفايات الصلبة البلدية هي أكثر أنواع النفايات استخدامًا بواسطة تقنيات النفايات الصلبة، يتزايد توليد النفايات الصلبة المحلية باستمرار، بسبب زيادة التحضر والتصنيع والنمو السكاني السريع. تختلف جودة وكمية ومعدل توليد النفايات الصلبة المحلية من مكان إلى آخر، ومن منطقة إلى منطقة حسب الوضع الاقتصادي للبلد.
تشير الدراسات إلى أن إنتاج النفايات أعلى في البلدان المتقدمة مقارنة بالدول النامية، يزداد توليد النفايات للفرد مع زيادة الدخل القومي الإجمالي للبلد، ويلاحظ أن البلدان النامية مثل الهند تقع في الحضيض، مما يشير إلى انخفاض الدخل وبالتالي انخفاض معدل توليد النفايات للفرد، حيث إن العديد من الدول مثل المملكة المتحدة وألمانيا والولايات المتحدة لديها معدلات عالية لتوليد النفايات.
يلعب تكوين النفايات الصلبة المحلية دورًا مهمًا في تحديد تقنية (WTE) ويختلف وفقًا للوقت والمكان والحالة الاقتصادية، تشتمل النفايات عمومًا على أجزاء عضوية جنبًا إلى جنب مع المواد المهملة مثل الزجاج والمنسوجات والأوراق والبلاستيك والمعادن والمواد الخاملة والرماد.
يمكن ملاحظة أن معدل توليد النفايات من المتوقع أن يرتفع إلى 1.42 كجم للفرد، ويمكن أن يصل إجمالي كمية النفايات المنتجة إلى 6 ملايين طن بحلول عام 2025، مكونات النفايات الصلبة المحلية النموذجية هي الورق والبلاستيك والمنسوجات والزجاج والمعادن والمطاط والخشب والرماد والنفايات العضوية وغيرها، نظرًا لتكوينها غير المتجانس، يتم تغطية مجموعة واسعة من أحجام الجسيمات، من جزيئات التربة إلى الأجسام الكبيرة.
ومع ذلك، فإن تكوين النفايات يعتمد بشكل كبير على نمط حياة الناس واقتصاد الدولة والمنطقة المحلية والظروف المناخية والقواعد واللوائح التي تضعها هيئة الإدارة المحلية، في معظم البلدان المتقدمة والنامية، لا يتم التعامل مع النفايات على أنها نفايات ولكن يتم استخدامها كمصدر للطاقة لتوليد الكهرباء وجمع غاز الميثان وتصنيع السماد من النفايات العضوية، وما إلى ذلك ومعالجة النفايات قبل الطمر، حيث أبلغت عدة تقارير عن التركيب المادي للنفايات الصلبة البلدية، التركيبات الفيزيائية النموذجية للنفايات الصلبة البلدية في مختلف البلدان.
