Μικροί Θερμοηλεκτρικοί σταθμοί στερεών αστικών αποβλήτων.

Το προτεινόμενο σχέδιο έχει παρουσιαστεί από τη Βιομηχανική εταιρεία χαρτοφυλακίου «Ασφαλείς τεχνολογίες» (Ρωσία, πόλη του Αγ. Πέτρου), η οποία εξειδικεύεται στη δημιουργία βιομηχανικών μονάδων χημικής παραγωγής, ενεργειακού τομέα και παραγωγών προστασίας του περιβάλλοντος. Η εν λόγω εταιρεία διασφαλίζει τον πλήρη κύκλο της δημιουργίας βιομηχανικών μονάδων: από την αρχική μελέτη του εξοπλισμού και τη σχεδίαση της παραγωγής μέχρι την τελική ρύθμιση του εξοπλισμού στο αποπερατωθέν εργοστάσιο. Γι' αυτό η εταιρεία χαρτοφυλακίου «Ασφαλείς τεχνολογίες» περιλαμβάνει στο δυναμικό της και εξειδικευμένο μελετητικό ινστιτούτο καθώς και μερικές παραγωγικές μονάδες μηχανοκατασκευών. Η διοίκηση ποιότητας έχει πιστοποιηθεί σε αντιστοιχία με τις προδιαγραφές κατά ISO. 9001.

Στο παρόν κείμενο εξετάζεται το πρόβλημα της μείωσης των δαπανών και της αναβάθμισης της ασφαλείας της απορρύπανσης και της ταφής των στερεών αστικών αποβλήτων (των δήμων) για οικισμούς και οικιστικές περιοχές με πληθυσμό έως 50 - 70 χιλιάδων ανθρώπων. Η χρήση της τεχνολογίας της κατευθυνόμενης καύσης των αποβλήτων σε υψηλή θερμοκρασία με αξιοποίηση της εκλυόμενης θερμότητας για την παραγωγή ενεργειακών προϊόντων βάσει ενός κύκλου τριών ενεργειακών παραγώγων (ηλεκτρισμός - θερμότητα - ψύξη) επιτρέπει την ουσιαστική αναβάθμιση της ασφάλειας διαχείρισης των αποβλήτων, καθώς επίσης και τη λήψη ανεξαρτήτων από τις διακυμάνσεις της συγκυρίας της αγοράς συμπληρωματικών ενεργειακών πόρων.   

Μεταξύ των φλεγόντων προβλημάτων του σύγχρονου πολιτισμού, ιδιαίτερη θέση - ενδεχομένως ισάξιας σημασίας - κατέχει το έλλειμμα ενεργειακών πόρων και η προστασία του περιβάλλοντος από τα ολοένα διογκούμενα απόβλητα της παραγωγής και της κατανάλωσης. Το μεν πρώτο από αυτά τα προβλήματα, η ανθρωπότητα προσπαθεί να το επιλύσει μέσω της αναζήτησης εναλλακτικών πηγών ενέργειας, το δε δεύτερο, μέσω της μέγιστης εφικτής ένταξης των αποβλήτων στον παραγωγικό κύκλο και της απορρύπανσης του μέρους εκείνου των αποβλήτων, το οποίο απομένει και προορίζεται για ταφή.     

 Μια από τις διαθέσιμες λύσεις με προοπτική, η οποία κινείται στο σημείο τομής των δύο προαναφερθεισών κατευθύνσεων, είναι η παραγωγή ενέργειας (ηλεκτρικής, θερμικής) μέσω της αξιοποίησης των αποβλήτων. Ο πλέον επεξεργασμένος διαθέσιμος σήμερα τρόπος τέτοιας αξιοποίησης είναι η καύση των αποβλήτων ακολουθούμενη από ανάκτηση-αξιοποίηση της εκλυόμενης από αυτήν θερμότητας.  

 Η χρήση των αποβλήτων, βασικός προμηθευτής των οποίων είναι οι σχετικές δημοτικές υποδομές, υπό την ιδιότητα του καυσίμου για την παραγωγή ενέργειας, επιτρέπει:

1) τη διασφάλιση παραγωγής συμπληρωματικής ενέργειας διαθέσιμης προς κατανάλωση χωρίς τη χρήση παραδοσιακών ενεργειακών πηγών (φυσικού αερίου και πετρελαϊκών παραγώγων) και

2)  αναβάθμιση της ποιότητας προστασίας του φυσικού περιβάλλοντος, που επιτυγχάνεται με:

- την κατ' αρχήν σημαντική μείωση των όγκων των προοριζόμενων προς χώρους υγειονομικής ταφής αποβλήτων,

- την απορρύπανση των αποτιθέμενων σε χώρους υγειονομικής ταφής εναπομενόντων αποβλήτων μέσω θερμικής επεξεργασίας (χωρίς να αποκλείεται επίσης και η δευτερογενής χρήση των σχηματιζόμενων καταλοίπων τέφρας, π.χ. ως συμπλήρωμα για υλικά κατασκευών και οδοποιίας),

- την προσέγγιση του χώρου επεξεργασίας των αποβλήτων στην πηγή του σχηματισμού τους, και ως εκ τούτου, με τη μείωση των όγκων των μεταφορών αποβλήτων.

Το σύγχρονο επίπεδο τεχνολογικής ανάπτυξης, τόσο ως προς την οικολογικά ασφαλή καύση των αποβλήτων, όσο και ως προς την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, επιτρέπει τη μεταφορά αυτής της ιδέας στο πεδίο της πρακτικής. Παρόμοια σχέδια βρίσκουν στις μέρες μας όλο και ευρύτερο πεδίο εφαρμογών, μεταξύ άλλων και στις σκανδιναβικές χώρες. Οι σύγχρονες τεχνολογίες επιτρέπουν την επιτυχή ανάπτυξη της ευρωπαϊκής αγοράς εγκαταστάσεων για την καύση των αποβλήτων, ακόμα και υπό τους αυστηρούς όρους προστασίας του περιβάλλοντος που έχει θεσπίσει η Ε.Ε. Ως εκ τούτου, φερ' ειπείν, ο συνολικός κύκλος εργασιών αυτής της αγοράς έχει υπερδιπλασιαστεί κατά το έτος 2006 εν συγκρίσει προς το έτος 1999. Η νέα γενεά εξοπλισμού σχεδιάζεται με τη χρήση τεχνολογικών λύσεων, οι οποίες διασφαλίζουν στο μέγιστο βαθμό την ενεργειακή αποδοτικότητα και την οικολογική ασφάλεια.

Εδώ εξετάζουμε ένα σχέδιο θερμοηλεκτρικού σταθμού, ο οποίος εδράζεται σε ένα πλέγμα θερμικής απορρύπανσης οικιακών στερεών αποβλήτων, και προορίζεται για την επεξεργασία έως και 30.000 τόνων αποβλήτων κατ' έτος, με τα εξής τεχνικά χαρακτηριστικά:

Δεδομένης της παραγωγικότητας της θερμικής απορρύπανσης των στερεών αποβλήτων, ο εν λόγω σταθμός επιτρέπει την επίλυση του προβλήματος της αξιοποίησης των αποβλήτων για τοπικές ομάδες οικισμών με συνολικό πληθυσμό της τάξεως των 50 - 70 χιλιάδων ατόμων. Τέτοια σχέδια μπορούν να αποβούν ιδιαίτερα χρήσιμα σε απομονωμένες εκτάσεις (φερ' ειπείν σε νήσους) όπου έχουν εξ' ίσου βαρύνουσα σημασία αμφότεροι οι αντικειμενικοί σκοποί που τίθενται σε αυτά: και η καταπολέμηση των αποβλήτων σε συνθήκες περιορισμένης έκτασης και η εξασφάλιση ενέργειας για τους τοπικούς καταναλωτές. Στο εν λόγω σχέδιο έχει ληφθεί υπ' όψιν η ιδιαιτερότητα της κατανάλωσης ενέργειας των χωρών της περιοχής της Μεσογείου, δηλ. η χαμηλότερες ανάγκες θερμικής ενέργειας, εν συγκρίσει με χώρες στις οποίες επικρατούν σκληρότερες κλιματολογικές συνθήκες, γεγονός που απαιτεί αλλαγή του ενεργειακού ισοζυγίου στην κατεύθυνση της αύξησης του ειδικού μεριδίου της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Ως προς το μέγεθος της παραγόμενης ενέργειας, ο σταθμός αυτού του τύπου συγκαταλέγεται στην κατηγορία των «μικρών». Ωστόσο, η κλίμακα αυτή έχει μια σειρά πλεονεκτημάτων:    

- ο σταθμός, μαζί με τις βοηθητικές εγκαταστάσεις υποδομών του, μπορεί να τοποθετηθεί σε αρκούντως μικρό χώρο

- η υγειονομική ζώνη προστασίας σταθμών αυτού του τύπου είναι σχετικά μικρή. Ως εκ τούτου, ο σταθμός μπορεί να εγκατασταθεί σε μικρή απόσταση από τον καταναλωτή, γεγονός που ελαχιστοποιεί τις δαπάνες για την εγκατάσταση δικτύων παροχής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμομονωμένων αγωγών για τη μεταφορά της παραγόμενης από το σταθμό ενέργειας

- η πλήρης φόρτωση του σταθμού με το αφετηριακό υλικό μπορεί να διασφαλισθεί πλήρως με τα απόβλητα μιας μέσης κατοικημένης περιοχής είτε μερικών οικισμών, γεγονός που απλουστεύει οριακά την επιμελητεία κατά την οργάνωση της τροφοδοσίας του σταθμού με απόβλητα

- η ανέγερση ενός σταθμού αυτού του μεγέθους μπορεί να αποπερατωθεί σε συγκριτικά σύντομες προθεσμίες, γεγονός που επιταχύνει με τη σειρά του την απόσβεση του σχεδίου.

Αυτού του τύπου οι «τοπικές» ενεργειακές μονάδες επιτρέπουν τη μείωση της εξάρτησης των καταναλωτών από την καθοριζόμενη από μεγάλες θερμοηλεκτρικές εταιρείες συγκυρία της αγοράς. Αφ' ετέρου, τέτοιοι σταθμοί μπορούν να λειτουργούν και ως παραπληρωματικοί των μεγάλων σταθμών ενέργειας, μειώνοντας το συνολικό κόστος της παραγόμενης ενέργειας.

Η τεχνολογική διαδικασία χρησιμοποίησης της ενέργειας των απορριμμάτων συμπεριλαμβάνει:

1. Την περισυλλογή, τη μεταφορά, τη συσσώρευση και τη προκαταρτική κατεργασία των απορριμμάτων.

2. Το μετασχηματισμό της ενέργειας της βασικής καύσιμης ύλης (των στερεών αποβλήτων που φθάνουν στο σταθμό) και του συμπληρωματικού καυσίμου (του αερίου), βάσει ενός κύκλου τριών ενεργειακών παραγώγων, σε ηλεκτρική ενέργεια, με συμπληρωματική λήψη θερμικής ενέργειας και (είτε) ψύξης.  

3. Τον καθαρισμό των εκλυόμενων καυσαερίων από επιβλαβή συστατικά προ της αποβολής τους στην ατμόσφαιρα.

         Το τεχνολογικό σχήμα του σταθμού παρατίθεται στο σχήμα 1.

Σχήμα 1

[Παραγωγή ενέργειας σε κύκλο τριών ενεργειακών παραγώγων (ηλεκτρισμός - θερμότητα - ψύξη) βάσει της θερμικής απορρύπανσης στερεών αστικών απορριμάτων. Δεξιά στην έξοδο: με κίτρινο βέλος - ηλεκτρική ενέργεια, με κόκκινο βέλος - θερμική ενέργεια και με μπλέ - ψύξη - σ.τ.μ.]