هرهفته شنبه ها - سال سیزدهم

پرتیراژترین نشریه صنعت ساختمان

نشریه شماره   185   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

پتانسل بيوگاز؛ 10 برابر مصرف انرژي جهان

گروه تأسيسات: تأثيرات زیستمحیطی استفاده از انرژيهاي فسيلي و رشد روزافزون گازهاي گلخانهاي موجب شده تا سرمايهگذاري، پژوهش و بهرهگیری از انرژيهاي تجديدپذير افزايش يابد. در اين ميان روشهاي بازيافتي جايگاه ويژهاي دارند زیرا نه تنها ظرفيت توليدي بالايي دارند بلكه ابزاري براي مقابله با معضل آلودگي محيطزيست محسوب ميشوند. روش بازيافتي توليد انرژي چنان به صرفه است  که در ادبيات متخصصان انرژي به طلاي كثيف معروف است.

يكي از اين روشها انرژي زيست توده است كه امروزه در مصارفي همچون حملونقل، برق و حرارت استفاده ميشود. زیست توده یکی از منابع عمده در میان انواع منابع انرژیهای نو، است كه توانسته جايگاه مهمي در بازار جهاني سوختهاي پاك پيدا كند. مصرف 85 درصد سوخت زيستتوده يا بيومس جهان در كشورهاي اروپايي است و بازار سوئد به تنهايي 20 درصد آن را به خود جذب كرده است.

زیست توده چیست

در آييننامه اتحاديه اروپا، زيست توده  عبارت است از اجزای قابلتجزیه زیستی از محصولات، پسماندها و زائدات کشاورزی (شامل مواد گیاهی و دامی)، جنگلها و صنایع وابسته و همچنین زائدات صنعتی و شهری قابلتجزیه". بر اساس بررسيهاي علمي صورت گرفته مشخصشده سوختهاي زيستي به دست آمده از جنگلها و محصولات كشاورزي جهان ميتواند سالانه به اندازه 70 ميليارد تن نفت خام، انرژي در دسترس بشر قرار دهد که اين مقدار 10 برابر مصرف سالانه انرژي در جهان است.

در استخراج انرژي از پسماندها و مواد زائد كه در تعريف زيست توده آمده، دامنه گستردهاي از مواد اوليه ، انواع دورریزها و پسماندهاي جامد شهري، كشاورزي و جنگلي و همچنين فضولات حيواني ميتوانند در توليد انرژي مورد استفاده قرار گيرند. محصولات كشاورزي سريع الرشد و انرژيزا مانند نيشكر نيز ميتوانند به عنوان سوخت امن و بيخطر در نيروگاههاي زیست توده مورد استفاده باشند. 

فاضلاب شهري نيز پتانسيل بالايي دارد كه ميتواند در توليد زيست توده استفاده شود. درحالیکه دفن و دور ريخت فاضلاب معضل اساسي تصفيهخانهها است و هزينههاي گزافي براي آنها در بر دارد. در صنعت غذايي سالانه پسماندهاي آلي جامد و مايع زيادي توليد ميشوند كه ماده اوليه مناسبي براي نيروگاههاي زیست توده هستند.

توليد بيوگاز

حاصل نهايي فرايند هضم منابع زيستي تودههاي حاوي تركيبات آلي كه مولكولهايي درشت هستند شكسته شدن آنها به مولكولهاي سادهتر و توليد گازي قابل اشتعال است كه بيوگاز ناميده ميشود. به بيوگاز، گاز مرداب نيز ميگويند كه شامل دو جزء عمده متان و دياكسيد كربن است. به همراه اين دو جزء مقادير جزئي بخار آب اندكي هیدروکربنها، نيتروژن و ... نيز قابل رديابي است. این مخلوط گازی با ارزش حرارتی  25-15 مگاژول به ازای هر مترمکعب بوده  و در صورت تبدیل به برق با استفاده از موتورهای بیوگازسوز موجود میتوان 2/25/1 کیلووات ساعت برق از هر مترمکعب آن به دست آورد.

مكانيزم توليد بيوگاز از روشهاي متنوع شيميايي و بيوشيميايي نسبتاً پيچيده و مختلفي قابل حصول است، اما روند كلي به اين صورت است كه ابتدا مواد آلي پيچيده نامحلول را براي تبديل به ترکیبات محلول هيدروليز كرده، سپس تركيبات آلي حاصله به وسيله باكتريهاي اسید ساز شكسته شده  و اسيدهاي آلي توليد ميشود و در مرحله سوم تمام تركيبات آلي و اسيدهاي تولیدشده در مرحله اسيدسازي توسط باكتريهاي متان ساز به بيوگاز تبديل ميشوند.

 پتانسيل زیست توده در ايران

از نظر سنتي 10 درصد خانوارهاي روستايي براي گرمايش منازل خود و 5 درصد آنها براي پخت و پز از چوب و فضولات دامي استفاده ميكنند. همچنين شيخ بهايي جزو نخستين كساني بود كه از بيوگاز حاصل از زيست توده (فاضلاب حمام) به عنوان سوخت حمام در اصفهان سود جست.  به جز پروژههاي آزمايشي كوچكي كه توسط بوعلي سينا و دانشگاه شريف  در سال 1359 و 1361 انجام شد، موسسهDLR  آلمان نیز پتانسیل اقتصادی زیست توده برای تولید برق در ايران را تا سال 2050 به میزان 3 هزار و 500 مگاوات محاسبه و ارائه كرده است. اما اولين فعاليت جدي در حيطه انرژي زيست توده به سال 1387 بازمیگردد كه مطالعات پتانسيل سنجي اين انرژي در كل كشور انجام شد و در دو بخش آماری پتانسیل واقعی کل کشور و تهیه اطلسهای مربوطه آغاز شده و در حال انجام است. در اين راستا تعدادي سايت مناسب جهت استحصال انرژي و بررسي مقدماتي فني و اقتصادي مربوطه تعيين شد.  شناخت ظرفيتها و ايجاد بانك اطلاعاتي، شناسايي شركتها و سازمانها و مراكز دستاندرکار در تولید انرژی زيست توده به لحاظ فني، اقتصادي و اجتماعي و بررسي اقتصادي و فني فناوریهای متناسب با استحصال انرژی از منابع زیست توده و راههای گسترش آنها از ديگر نتايج اين پروژه بود.

با استفاده از دادههای اين اطلس اطلاعاتي پروژه امکانسنجی زائدات جامد شهري و احداث 10 مگاوات نيروگاه با سوخت ضايعات شهري نيز بررسي شد كه در پي آن پتانسيل وضعيت 30 شهر  بررسي شد و در نهايت مطالعات اوليه و طراحي دو نيروگاه با دو تكنولوژي متفاوت در دو شهر داراي پتانسيل بالا امكانسنجي گردید.

به طور خلاصه تاكنون 4 نيروگاه بيوماس در تهران، شيراز، مشهد و اصفهان نصب و راهاندازي شدهاند كه ظرفيتي برابر با 18.8 مگاوات را وارد شبكه برق كشور ميكند.