Кіріспе
Қолданылмайтын қоқысты өртейтін нысан – Қалдықтарды энергияға айналдыру зауыты, ол қалдықтарды электр энергиясын өндіру үшін жағу арқылы басқаратын мекеме. Мұндай электр стансаларын кейде қоқысты энергияға айналдыру, қалалық қалдықтарды жағу, энергияны қайтару немесе ресурстарды қалпына келтіру зауыты деп те атайды. Қазіргі заманғы қалдықтарды энергияға айналдыру зауыттары бірнеше он жылдар бұрын қолданылған қоқыс жағу орындарынан едәуір өзгеше. Ескі зауыттардың көпшілігі, қазіргідей, жағу алдында зиянды немесе қайта өңдеуге болатын материалдарды іріктемейтін. Бұл жағу орындары зауыт қызметкерлерінің және жақын жерде тұратын адамдардың денсаулығына қауіп келтірді, сондай-ақ олардың көпшілігі электр энергиясын өндірмеді. Қалдықтан энергия өндіруі энергияны диверсификациялау стратегиясы ретінде маңызға ие, әсіресе Швеция соңғы 20 жылда осы салада жетекшілік етеді. Көбінесе, бір тонна жағылған қалдықтан шамамен 500-600 кВт/сағ электр энергиясы өндіріледі. Осылайша, күніне 2200 тонна қалдықты жағу шамамен 1200 МВт электр энергиясын береді.
A waste to energy plant is a waste management facility that combusts wastes to produce electricity. This type of power plant is sometimes called a trash to energy, municipal waste incineration, energy recovery, or resource recovery plant. Modern waste to energy plants are very different from the trash incinerators that were commonly used until a few decades ago. Unlike modern ones, those plants usually did not remove hazardous or recyclable materials before burning. These incinerators endangered the health of the plant workers and the nearby residents, and most of them did not generate electricity. Waste to energy generation is being increasingly looked at as a potential energy diversification strategy, especially by Sweden, which has been a leader in waste to energy production over the past 20 years. The typical range of net electrical energy that can be produced is about 500 to 600 kWh of electricity per ton of waste incinerated. Thus, the incineration of about 2,200 tons per day of waste will produce about 1,200 MWh of electrical energy.
Операция
Қалдықтарды энергияға айналдыратын зауыттардың көпшілігі тұрмыстық қатты қалдықтарды жасайды, бірақ кейбіреулері өнеркәсіптік немесе қауіпті қалдықтарды жасайды. Заманауи, тиімді жұмыс істейтін қалдықтарды энергияға айналдыру зауыты материалды жағу алдында сұрыптап, қайта өңдеумен үйлесімді жұмыс істей алады. Жағуға жіберілетін заттар дизайн немесе экономикалық себептермен қайта өңдеуге келмейтін және қауіпті емес болуы керек. Қалдықтан энергия өндіру зауыттары құрылысы мен жабдықтары жағынан басқа бу электр станцияларымен, әсіресе биомасса станцияларымен ұқсас. Біріншіден, қалдықтар зауытқа тасымалданады. Содан кейін, қайта өңдеуге жарамды және қауіпті заттарды жою үшін қалдықтар сұрыпталады. Қалдықтар жағу кезімізге дейін сақталады. Аз ғана зауыттар газдандыруды қолданады, бірақ көпшілігі қалдықтарды тікелей жағу арқылы өңдейді, себебі бұл толыққанды, тиімді технология. Қалдықтарды қазандыққа үзбей немесе партиялар бойынша, зауыттың конструкциясына байланысты қосуға болады. Көлемдік көрсеткіш бойынша, қалдықтарды энергияға айналдыру зауыттары қалдықтардың 80-90 пайызын жағу арқылы өңдейді. Кейде, қалдық күлінің тазалығы кейбір мақсаттар үшін жеткілікті болады, мысалы, шлак блоктарын жасауға немесе жол құрылысына шикізат ретінде қолдануға болады. Сонымен қатар, жағу процесінде металдар пеш түбінен жиналып, қорыту заводтарына сатылады. Кейбір қалдықтан энергия өндіру зауыттары салқындату процесінің нәтижесінде тұзды суды ішуге жарамды таза суға айналдырады.
Құны
Жыл сайын 400 ГВт-сағат энергия өндіретін зауытты салуға шамамен 440 миллион доллар жұмсалады. Қалдықтан энергия алатын зауыттар дәстүрлі электр энергиясын өндіруге қарағанда маңызды экономия ұсынуы мүмкін, себебі қалдықтан энергия алатын оператор, қалдықтарды полигонға тастау құнының орнына, қалдықтарды қабылдаудан түсетін табысқа ие болады. Бұл әдетте тонна бағасымен есептелетін "тастау төлемақысы" деп аталады. Ал, отынға төлеуге тура келеді, көмірмен жұмыс істейтін электр станциясында отын құны электр энергиясын өндіру құнының 45 пайызын, ал табиғи газбен жұмыс істейтін станцияда 75 пайыз немесе одан да көп бөлігін құрауы мүмкін. Ұлттық қатты қалдықтарды басқару қауымдастығының есебуынша, 2002 жылы АҚШ-тағы орташа тастау төлемақысы тоннасына 33,70 доллар болған.
Ластану
Қалдықтарды энергияға айналдыру зауыттары көмір зауыттарына қарағанда ауа ластануын аз тудырады, бірақ табиғи газ зауыттарына қарағанда көп. Сонымен қатар, бұл көміртегі теріс процестің нәтижесі: қалдықтарды отынға өңдеу ауаға көміртегі мен метанды полигондарға немесе су қоймаларына тастауға қарағанда әлдеқайда аз мөлшерде шығарады. Қалдықтарды энергияға айналдыру қондырғылары атмосфераға шығарылатын түтін газдарындағы азот оксидтері, күкірт оксидтері және майда бөлшектер сияқты ауа ластағыштарын азайтуға, сондай-ақ қалдықтарда бар ластағыштарды жоюға арналған, мысалы, қаптар, тазартқыштар және электростатикалық тұндырғыштар сияқты ластануды бақылау шараларын пайдалану үшін жасалған. Жоғары температура, тиімді жану және тиімді тазалау және басқару ауа ластануын айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді. Қалалық қалдықтарды өртеу көмір немесе табиғи газды өртеуге қарағанда атмосфераға диоксин мен фурандарды көп мөлшерде шығарады. Көптеген адамдар диоксин мен фурандарды денсаулыққа қауіпті деп санайды. Дегенмен, шығарындыларды бақылау саласындағы жетістіктер, қатаң үкіметтік ережелер, сондай-ақ қоғамдық наразылық, қалдықтарды энергияға айналдыру зауыттарынан шығатын диоксин мен фурандар мөлшерін айтарлықтай азайтты. Қалдықтарды энергияға айналдыру зауыттары көмірді өртегендегідей ұшқыш күл мен түпкі күлді бөліп шығарады. Қалдықтардан энергия өндіру қондырғыларынан шығатын күлдің жалпы мөлшері бастапқы қалдықтардың салмағының 15%-дан 25%-ына дейін жетеді, ал ұшқыш күл жалпы күлдің шамамен 10%-дан 20%-ын құрайды. Түпкі күлде денсаулыққа қауіпті заттардың маңызды мөлшері болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін. АҚШ-та, және мүмкін басқа елдерде де, заң күлді полигонға тастау алдында оның уыттылығын тексеруді талап етеді. Егер күл қауіпті деп табылса, оны жер асты суларын ластаудан қорғайтын арнайы жасалған полигондарда ғана тастауға болады. Зауыт орналасқан жері оқшауланбаған жағдайда иіс ластануы туындауы мүмкін. Кейбір зауыттар қалдықтарды жағымсыз иістердің таралуын болдырмайтын теріс қысыммен жабық аймақта сақтайды, ал сақтау аймағынан алынған ауа қазандыққа немесе сүзгіге жіберіледі. Алайда, барлық зауыттар иісті азайту шараларын қолданбайды, бұл шағымдарға әкеп соқтырады. Қоғамдық қатынастарға әсер ететін мәселе – қалдықтарды энергияны өндіру қондырғысына тасымалдау үшін қоқыс тасымалдау көліктерінің жол қозғалысының артуы. Осы себепті көптеген қалдықтарды энергияға айналдыру зауыттары өнеркәсіптік аймақтарда орналасқан. Полигондардан шығатын газ, құрамында шамамен 50% метан және 50% көмірқышқыл газы бар, аз мөлшерде ластағыштармен зарарланған. Қалдықтарды энергияға айналдыру зауыттарынан айырмашылығы, полигон газын өртеуде ластануды бақылау шаралары көбінесе жоққа шығарылады. Газ әдетте жағылады немесе газды электр станцияларында, әсіресе газды генераторлар немесе микротурбиналарды іске қосу үшін қолданылады. Полигон газын тазалау көбінесе тиімді емес, өйткені оны алмастыратын табиғи газ салыстырмалы түрде арзан.