فرآیند تبدیل زباله به انرژی یا انرژی از زباله،از تصفیه شدن اولیه زباله ها یا پردازش زباله به منابع سوختی است. تولید برق از زباله یک شکل از بازیابی انرژی می‌باشد.
اکثر فرآیندهای انرژی و برق از زباله به صورت مستقیم به وسیله احتراق برق و یا حرات قابل تولید است یا از آن کالای سوختی قابل احتراق مثل اتانول، متان، متانول یا اینکه سوخت های غیر طبیعی(مصنوعی) تولید میشود.
تاریخچه تولید برق از زباله:
اولین دستگاهی که قابلیت سوزاندن زباله را داشت آلفرد فریدر در کشور انگلستان در سال ۱۸۷۴طراحی کرده و ساخت. در ایالات متحده نیز برای اولین بار در جزیره فرماندار، سال ۱۸۸۵ در شهر نیویورک ساخته و تولید شد و در کشور دانمارک نیز اولین بار در سال ۱۹۰۳ ساخته شد.
روش های تولید برق از زباله:
سوزاندن مواد آلی مثل زباله برای بازیابی انرژی معروف ترین روش تبدیل زباله به برق و انرژی است. همه سایت هایی که در کشورهای عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه جدیدا به برنامه تبدیل زباله به برق و انرژی پیوسته اند، باید با استانداردهایی از جمله اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگر، دیوکسین‌ها، فلزات سنگین و…، مطابقت داده شوند.
به همین جهت سایت‌های سوزاندنی که جدید و مدرن هستند متفاوت تر از انواع قدیمی آن عمل می‌کنند.
اکثر سایت های قدیمی نه انرژی و نه موارد را قادر نیستند به بهبودی نسبی برسانند.
مضرات تولید برق از زباله
- دستگاه های زباله سوز ممکن است گاز اسید، فلزات سنگین، ذرات ریز و… از خود پخش کنند. هر چند این پخش و انتشار حدودا کمتر از انجماد زباله سوزهای جدید هستند.
- دیگر نگرانی ها در بردارندۀ مدیریت درست باقی مانده‌ها می‌باشد. خاکستر سمی که حاصل از دفع زباله های خطرناک است و همین‌طور دفع زباله‌ها باید مدیریت شوند تا به درستی مورد استفاده قرار گیرند.
- افراد منتقد این امر بر این باورند که کارخانه های زباله سوز با خراب کردن منابع ارزشمند باعث کاهش انگیزه های بازیافت می‌شوند.
تأسیسات زباله سوز کارایی الکتریکی هشت تا بیست و یک درصد دارند. برای اینکه بقیه انرژی از دست نرود، میشود از آن مثلا برای گرمای منطقه استفاده کرد.
بازدهی زباله سوزها به طور کلی متوسط بیشتر از هشتاد درصد می‌باشد. روش سوزاندن زباله ها برای تبدیل کردن آن به پسماند شهری جامد، تقریبا یک روش قدیمی است.
به طور کلی احتراق مستلزم سوزاندن زباله های تجاری و صنعتی و… برای جوشاندن آبی است که به ژنراتور بخار نیرو می‌دهد تا انرژی های برقی و حرارتی را به خانه ها و کارخانه ها و هر جایی که نیاز است برساند.
یک مشکل این فرآیند پتانسیل آلاینده ها برای ورود به هوا از طریق گازهای دودکش مربوط میشود. این آلاینده ها ممکن است اسیدی باشد، که در سال ۱۹۸۰ وقوع باران که با وجود این آلاینده ها تبدیل به باران اسیدی شد محیط زیست را تا حد زیادی از بین برد.
بعد از وقوع باران های اسیدی، صنعت توانست با استفاده از اسکرابر آهک و رسوب الکترواستاتیک در دودکش ها این مشکل را حل کند.
این گونه که با گذشتن دود از راه اسکرابر آهکی، اسیدهای محتمل موجود در دود، خنثی میشود. واز رسیدن اسید به هوا و آسیب آن به محیط زیست جلوگیری می شود.
بر اساس گزارشات، کارخانه های جدید و مدرن زباله سوز، بسیار تمیز هستند. و در حال حاضر خروج مواد اسیدی از شومینه های خانه ها و کباب خانه ها به مراتب بیشتر از تأسیسات زباله سوز می تواند خطر آفرین باشد.
و هم اکنون به دلیل مقرارت سختگیرانه ای که اعمال شده است، تأسیسات زباله سوز از نظر انتشار گازهای اسیدی و خطرناک، گرد و غبار و… توجه را جلب نمی‌کنند.
نیروگاه زباله سوز:
سوزاندن زباله با هدف تولید انرژی و برق از آن، به طور معمول در نیروگاه های زباله سوز صورت می‌پذیرد. بدین صورت که، در این نیروگاه ها زباله جمع آوری میشود سپس در کوره های زباله سوز سوزانده می‌شوند.
در طی این فرآیند، گرمایی که از سوزاندن آنها تولید میشود برای تولید بخار و قبل از آن برای جوش آوردن آب استفاده می‌شوند.
بخاری که تولید میشود توربین های بخار را به حرکت در می‌آورد. این توربین ها تولید برق می‌کنند و برقی که از این فرآیند تولید میشود وارد سیستم شهری شده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تولید برق از زباله در نیروگاه ها:
در بعضی نیروگاه های پیشرفته به علاوه تولید برق از زباله از گرمای ایجاد شده هم در سیستم گرمایشی شهری استفاده می‌کنند. در این روش، بخار تولید شده بعد از اینکه توربین ها را به حرکت در آوردند، برای مورد استفاده قرار گرفتن در سیستم گرمایشی شهر هدایت می‌شوند. که نتیجه آن افزایش بازدهی سیستم است.
تولید بیوگاز از زباله:
علاوه بر آنچه گفته شد، روش دیگر برای تولید انرژی از زباله تولید بیوگاز یا زیست گاز است. تولید بیوگاز به وسیله فرآیند های بیوشیمیایی انجام میشود.
فن‌آوری های بیولوژیکی در دمای پایین تر و سرعت کمتری نسبت به فن‌آوری های زباله سوزی عمل می‌کنند. در این فرآیندها مواد آلی که قابل تجزیه زیستی هستند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مواد غیر آلی تجزیه زیستی مثل پلاستیک ها به وسیله فرآیند بیوشیمیایی تبدیل نمی‌شوند. استفاده از گاز متان که به وسیله هضم بی‌هوازی زباله در یک هاضم حاصل میشود و استفاده از متان تولید شده در دفن‌گاه زباله، دور روش به دست آوردن انرژی از زباله هستند.
مزایا و معایت انرژی بیوگاز:
- بیوگاز یا به عبارتی زیست گاز دوست‌دار محیط زیست است.
- دارا بودن قابلیت نابود کردن زباله های آلی شهری.
- نیازمند نبودن به فضای زیاد.
- ضروری و حساس بودن تفکیک زباله و خرد کردن آن طی این فرآیند.
- دارای قابلیت تولید برق و حرارت.
- ترکیب این سیستم مدرن با دفن‌گاه‌های قدیمی تولید برقی پایدار و ثابت خواهند داشت.
- هزینه ها و سرمایه گذاری های ابتدایی آن، همچنین هزینه نگهداری و تعمیر آن به مراتب کمتر از زباله سوزها می‌باشد.
توسعه های جهانی:
در خلال سال های ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۷ ظرفیت تولید برق از زباله میلیون ها تن در سال رو به افزایش بوده است.
به عنوان مثلا در ابتدای سال ۲۰۱۶ در کشور چین تقریبا ۴۳۴ سایت تبدیل زباله به انرژی وجود داشته است.
ژاپن بزرگ ترین کاربر در تصفیه حرارتی تبدیل زباله به انرژی و برق در سراسر جهان می‌باشد.