محدودیت منابع انرژی و مشکلات ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی، رشد بی رویه جمعیت شهر‌ها و افزایش آن‌ها سبب شده است که حجم زیاد زباله‌های آلی تولیدی سلامت جامعه بشری را به خطر اندازد. امروزه تفکیک، بازیافت و استفاده از زباله با عنوان طلای سیاه یکی از مهم ترین شاخص‌های توسعه پایدار برای کشور‌ها محسوب می‌شود و تولید برق از زباله در کشور‌های توسعه یافته به دقت، با سرعت و قانونمند مورد تحقیق، بررسی و اجرا قرار گرفته است. اولین بار زباله سوز یا مخرب در کشور انگلستان (ناتینگهام) در سال ۱۸۷۴ توسط شرکت‌های مان لاو (manlove)، Alliott به طراحی آلبرت فرایر Albert fryer ساخته شد. اولین زباله سوز در ایالات متحده آمریکا در سال ۱۸۸۵ در جزیره فرمانداران (Governors Island) در نیویورک ساخته شد. اولین زباله سوز در دانمارک در سال ۱۹۰۳ در فرید ریکز برگ frederiksberg ساخته شد. اولین تسهیلات در جمهوری چک در سال ۱۹۰۵ در برنو brno ساخته شد.

سوزاندن (تبدیل به خاکستر کردن)

سوزاندن یا احتراق مواد آلی مانند زباله به بازیافت انرژِی رایج‌ترین اجرای تبدیل زباله به انرژی است. همه کارخانه‌های جدید تبدیل زباله به انرژی در همه کشورهای سازمان همکاری اقتصادی و توسعه از طریق سوزاندن زباله (پسماند MSW، تجاری، صنعتی و یا RDF) باید کلیه استانداردهای در رابطه با گازهایی از جمله دراکسیدهای نیتروژن (NOx)، دی اکسید گوگرد (SOz) فلزات سنگین و دیوکسیس ایجاد می‌شوند، را به طور دقیق مورد آزمایش قرار دهند؛ بنابراین سوزاندن زباله به منظور ایجاد انرژی به طور کلی از روش‌های قدیمی متمایز می‌باشند زیرا در روش‌های قدیمی نه انرژی و نه مواد بازیافت می‌شد.

زباله سوز مدرن که حجم زباله اصلی را به میزان ۹۵ تا ۹۶ کاهش می‌دهد، بسته به ترکیب و درجه بازیافت موادی مانند فلزات از خاکستر برای بازیافت بهره می‌برند. زباله سوز ممکن است ذرات ریز، فلزات سنگین، دیوکسین ردیابی و گازهای اسیدی منتشر می‌کنند، حتی اگر این انتشار که از زباله سازهای مدرن به میزان بسیار کم باشد. موارد دیگری که باید در نظر گرفته شود مدیریت مناسب از باقی‌مانده‌های خاکسترهای سمی خطرناک که بایستی به هنگام نصب و راه‌اندازی و دفع زباله سوز، خاکسترهای زیرین (IBA) که دوباره بایستی به طرز درست مورد استفاده قرار گیرد. منتقدان بر این باورند که زباله سوزها نابود می‌کنند منابع با ارزش و همین عوامل باعث می‌شود که انگیزه برای بازیافت را کاهش دهد اما سؤالی که در اینجا مطرح می‌شود این است که در کشورهای اروپایی بیش از ۷۰٪ از زباله‌ها بازیافت می‌شود و افزون بر آن تا آنها مانع از سوزاندن یا دفن مابقی این ضایعات می‌باشند.

 زباله سوزها بازده الکتریکی بین ۱۴ تا ۲۸ درصد را تولید می‌کنند. به منظور جلوگیری از دست دادن بقیه انرژی، می‌توان از آن به عنوان مثال برای حرارت مرکزی تولید همزمان به کار گرفت. مجموع بازده زباله سوز تولید همزمان معمولاً بالاتر از ۸۰٪ (براساس ارزش حرارتی پایین‌تر از زباله) و حتی ممکن است بیش از ۱۰۰٪ زمانی که با تراکم گاز دردکش مجهز شده است، می‌باشد. روش استفاده از سوزاندن برای تبدیل ضایعات جامد شهری (MSW) به انرژی یک روش نسبتاً قدیمی تولید زباله به انرزی است. سوزاندن به طور کلی مستلزم سوزاندن زباله (پسماندهای MSW، تجاری صنعتی و RDF) برای جوشاندن آب که برای ژنراتورهایی بخار که باعث ایجاد انرژی الکتریکی و حرارتی در خانه، کسب و کار، موسسات و صنایع استفاده می‌شود. یکی از مشکلات مرتبط با سوزاندن MSW به انرژی الکتریکی، پتاسنیل الاینده برای ورود به فضای با گازهای حاصل از دیگ بخار است.

این الاینده‌ها میت واند اسیدی و طی سال ۱۹۸۰ به علت آسیب به محیط زیست با ترکیب با باران باعث ایجاد باران اسیدی گزارش شده است. از آن زمان، صنعت این مشکل با استفاده از ساییدن آهکی و رسوب الکترواستاتیک در دودکش حذف کرده است. با گذشت دود از طریق ساییدن آهکی، هر اسیدی (که ممکن است در دود باشد را جدا کرده و مانع از رسیدن اسید به جو و صدمه زدن به محیط زیست است. بسیاری از دستگاه‌های دیگر مانند فیلتر پارچه‌ای، رآکتورها کاتالیست‌ها را نابود و یا گرفتن دیگر آلاینده‌های کنترل شده می‌باشند. مطابق با نیویورک تایمز، کارخانه‌های زباله سوز مدرن را که ایجاد مین اید به مراتب دیوکسین (DIOXIN) بسیار تمیزتر از دیوکسین است که در حال حاضر از شومینه خانه‌ها و کباب کردن بر روی منتقل‌ها که بر اثر سوختن ایجاد می‌شود منتشر می‌کنند. مطابق با وزارت محیط زیست المان به دلیل مقررات سختگیرانه، کارخانه‌های زباله سوز با واژه‌های از جمله گازهای گل‌خانه‌ای از دیوکسیدها، گرده‌ها و فلزات سنگین آشنایی کامل دارند.

فناوری زباله به انرژی به غیر از روش سوزاندن

تعدادی از دیگر فناوری‌های جدید و در حال ظهور است که قادر به تولید انرژی از زباله و سایر سوخت ها بدون احتراق مستقیم وجود دارد. بسیاری از این فناوری این پتانسیل را دارند که تولید برق بیشتراز همان مقدار سوخت توسط احتراق مستقیم ممکن نخواهد بود. این است که عمدتاً به جدایی از اجزای خورنده (خاکستر) از سوخت تبدیل علت، در نتیجه، درجه حرارت احتراق بالاتر در دیگ‌های بخار و توربین‌های گاز و موتورهای احتراق داخلی و هم چنین سلول‌های سوختنی را ایجاد می‌نماید.

اهمیت استراتژیک تولید برق با سوخت زباله

کاهش ذخایر نفت و گاز، افزایش قیمت نفت، مقولات زیست محیطی و افزایش مجادلات نظامی و سیاسی در مناطق نفت خیز جهان به ویژه در خاورمیانه در سال‌های اخیر مهمترین دلیل اقبال دولت‌ها و سرمایه گذاران خصوصی برای ورود به عرصه سرمایه گذاری برای تولید برق از انژی‌های تجدید پذیر است. سالهاست که دنیا خود را وابسته به شریان نفت می‌بیند و نوعی وابستگی سیاسی ناشی از آن بنا به دلایل است که پیگیری و جستجوی انرژی نو و تجدید پذیر بخشی عمده از چالش‌های دنیای هزاره سوم را تشکیل می‌دهد.

سوئد: واردکننده زباله برای تولید برق

شاید بتوان کشور سوئد را یکی از موفق‌ترین کشور‌های جهان در زمینه بازیافت زباله عنوان کرد. درحالیکه در سال ۱۹۷۵ تنها ۳۸ درصد زباله‌های خانگی این کشور بازیافت می‌شدند، این میزان درحال حاضر به ۹۹ درصد افزایش یافته است؛ درحقیقت شاهد یک انقلاب بزرگ در چرخه بازیافت پسماند در سوئد هستیم. نخستین کارخانه زباله سوزی سوئد در سال ۱۹۰۴ راه اندازی شد و درحال حاضر، ۳۲ کارخانه در سراسر این کشور با سوزاندن زباله، برق تولید می‌کنند. سوئد در سال ۲۰۱۵، نزدیک به ۲.۳ میلیون تن از زباله‌های خانگی را از طریق سوزاندن، به انرژی برق تبدیل کرد. حجم واردات زباله این کشور از نروژ، انگلیس و ایرلند در این سال، بالغ بر ۱.۳ میلیون تن بود. انتقادات زیادی بویژه از سوی فعالان محیط زیست نسبت به روند صادرات زباله از سوی انگلیس مطرح می‌شود. اما اصلی‌ترین علت پیشتازی سوئد در زمینه بازیافت و تولید برق از زباله، دیدگاه و فرهنگ حاکم در این کشور در قبال محیط زیست است. سوئد نخستین کشوری است که در سال ۱۹۹۱، مالیات سنگینی را بر سوخت‌های فسیلی وضع کرد. انگلیس تلاش می‌کند با احداث چند نیروگاه تولید برق از زباله، علاوه بر ایجاد فرصت‌های شغلی جدید، درصد بازیافت زباله‌های خانگی را از حدود ۵۰ درصد کنونی به ۶۵ درصد تا سال ۲۰۳۰ افزایش دهد.

وضعیت تولید برق از زباله در ایران
ظرفیت تولید برق در نیروگاه‌های پسماند کشور حدود ۱۱ مگاوات است که از ۵ نیروگاه در شهر‌های شیراز، تهران و مشهد تولید می‌شود، در تهران نیز به جز تولید برق از زباله، از فاضلاب نیز تولید برق صورت می‌گیرد. در همین راستا نیز مجلس شورای اسلامی در قانون بودجه امسال مصوبه‌ای برای تقویت این مسیر و تولید برق از زباله داشت که این مصوبه شتاب خوبی به موضوع تولید برق از پسماند خواهد داد، البته باید گفت: مشکل اصلی در راه توسعه تولید برق از پسماند در کشور کمبود منابع مالی است و باید منابع مالی لازم برای خرید تضمینی برق از این نیروگاه‌ها پیش بینی شود. از سوی دیگر تولید برق از پسماند حدود دو برابر گران‌تر از بقیه انواع نیروگاه‌ها و تجدید پذیر‌های بادی و خورشیدی است به گونه‌ای که وزارت نیرو برق تولیدی این نیروگاه‌ها را به قیمت ۳۷۰۰ ریال بر کیلو وات ساعت به صورت تضمینی خریدارای می‌کند و تقریبا ۳ هزار ریال یارانه از محل عوارض برق برای این کار اختصاص می‌دهد و به این طریق حمایت خود را از حفظ محیط زیست اعلام می‌کند.

فناوری حرارتی

• تبدیل کردن به گاز (گاز تولید قابل احتراق، هیدوژن، سوخت مصنوعی)
• تجزیه حرارتی پلیمرها (تولید نفت خام مصنوعی، که می‌تواند بیشتر تصفیه شود)
• تجزیه در اثر حرارت (تلوید قابل احرتاق تار TAR/ Biooil و chars)
• پلاسما تبدیل به گاز قوس یا فرایند تبدیل به گاز پلاسما (PGP) (تولید گازهای سنتزی غنی از جمله هیدروژن و مونوکسید کربن قابل استفاده برای سلول‌های سوختی و یا تولید برق برای ایجاد قوس پلاسما، سیلیکات منجمد قابل استفاده و شمش فلز، نمک و گوگرد.

فناوری غیر حرارتی

• تجزیه به طریق بی هوازی (از طریق بیوگاز غنی در متان)
• تخمیر تولیدات (مانند آتانول، اسید لاستیک، هیدروژن)
• بیولوژیکی مکانیک (MBT)،
• MBT به اضافه بی هوازی هضم.
• MBT به غیرا ز سوخت مشتق شده

بازگشت دوباره زباله‌ها به چرخه مصرف
رضا عبدلی، مدیر عامل سازمان پسماند چندی پیش با اشاره به تولید روزانه حدود ۴۳هزار تن پسماند‌های ساختمانی و عمرانی در شهر تهران بر اهمیت استفاده مجدد این پسماند‌ها تاکید و پس از تشریح روند فعالیت اجرایی و پروژه‌های زیست محیطی مورد مشاهده مدیریت پسماند شهر تهران از جمله تولید کمپوست از پسماند‌های تر، سوزاندن زباله و تولید انرژی از پسماند خشک که قابلیت احتراق بالا دارند (پسماند‌های ریجکتی)، جدا سازی پسماند خشک ارزشمند در خطوط پردازش و ارسال آن به کارخانه‌های بازیافت و نهایتا" دفن پسماند‌های بی ارزش به عنوان بخشی از فرایند‌های جاری در مجموعه آرادکوه گفت: سامانه زباله سوز واقع در این مجموعه از دو خط ۱۰۰ تنی تشکیل شده است و از توانایی تولید ۳ مگاوات ساعت برق از پسماند‌های برگشتی خطوط پردازش که عمدتا" منسوجات و کیسه‌های پلاستیکی که دارای ارزش حرارتی بالایی بوده، برخوردار است. 

وی افزود: برق تولیدی که حاصل سوزاندن حدود ۱۸۰-۲۰۰ تن پسماند (از نوع مذکور) در روز است از طریق تجهیزات موجود به شبکه برق سراسری منتقل شده و در تلاشیم با احداث ۲ خط ۱۶۰۰ تنی زباله سوز موجبات کاهش هر چه بیشتر دفن پسماند و بازگشت آن به چرخه مصرف فراهم شود. عبدلی با اشاره قدمت نیم قرن دفن پسماند‌های شهری در مجتمع پردازش و دفع آرادکوه و تولید انبوه گاز متان حاصل از این دفن، استحصال گاز متان از پسماند شهری و تولید برق از آن را فرصتی مغتنم جهت استفاده مناسب از این ذخیره عظیم اعلام کرد وگفت: عملیات لوله گذاری و بخشی از فعالیت‌های مربوط به پروژه استحصال گاز متان از پسماند‌های شهری انجام شده و بزودی فعالیت آن آغاز خواهد شد، اما مالکیت زمین‌های سازمان توسط منابع طبیعی بعنوان یکی از موانع قبول سرمایه گذار، عدم تضمین بانک مرکزی جهت قبول خرید برق تولیدی از پسماند و سختگیری در کسب مجوز از سازمان حفاظت محیط زیست برای برخی از پروژه‌ها از جمله دغدغه ها‌ی این سازمان در راستای مدیریت بهینه پسماند از جمله اجرای این پروژه است.