Elektrik Üretim


Fosil kökenli yakıtlardan yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimin arttığı günümüzde, biokütle ve atıktan birçok farklı teknoloji ile dolaylı ya da depolanabilir ara metotlarla, enerji elde edilebilmektedir. Bu teknolojiler biyolojik ve termokimyasal metotlar olarak sınıflandırılmaktadır. Biyolojik yöntemler: fermentasyon ve anaerobik çürütme (biyometanizasyon), termokimyasal yollar ise yakma, gazlaştırma, piroliz ve moleküler dönüşüm olarak alt gruplara ayrılmaktadır. Bu noktada atıktan enerji üretiminde ve bertarafında termal teknolojiler arasında bir karşılaştırma yapmaya çalışacağız. Dünya genelinde atıktan enerji üretiminin yaklaşık %90‟ı yakma prosesi ile gerçekleştirilmektedir. Ancak, yüksek yatırım maliyeti, büyük karbon ayak izi ve CO2 salımları, yakma prosesinin ayrıca yönetilmesi gereken kül artıkları ve baca gazı arıtımının yüksek işletme maliyeti sebebiyle bu prosesler daha detaylı ve dikkatli çalışma gerektirmektedir. Sürdürülebilir atık yönetimine olan yatırımların artması, enerji geri kazanım ve çevresel etkiler sebebiyle, bu çalışma gelişmiş termal teknolojiler olan; yakma, gazlaştırma ve moleküler dönüşüm üzerine odaklanmıştır. Gazlaştırma atığın 700°C üzerinde yanabilir gaza termo kimyasal dönüşümü olarak ifade edilebilir. Gazlaştırma sonucu elde edilen ürünler: sin-gaz / sentetik gaz (çoğunlukla CO ve H2), küçük karbon granülleri, kül ve katrandır. Mds teknolojisinde organik malzemeler yüksek sıcaklıklarda parçalanıyor olmasına rağmen, gazlaştırma yönteminden farklıdır. Moleküler dönüşüm hava yokluğunda gerçekleşir ve bu yüzden gazlaştırma daki gibi hava ile kontrollü bir yanma içermez. Böylece, istenilen yakıt (CH4, C2H6,…,LPG, mazot, benzin, jet yakıtı) dışında bir emisyon üretmez. Moleküler dönüşüm istenilen yakıtı %100 saflıkta üretir.

ETKİNLİK

Yakma prosesi sonucu çıkan ısı enerjisi ile üretilen buhar, buhar türbinleri ile elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Bu yüzden üretilecek enerjinin ticari değeri, diğer yakıt kaynaklarından üretilecek olan elektrik ve ısıyla sınırlıdır. Böylelikle yakma fırınlarıyla kombine edilmiş olan buhar türbinlerinin potansiyel net elektrik üretme verimi %14-27 arasında olur. Gazlaştırma ve moleküler dönüşüm gibi ileri termal işlemler ile elde edilen ürünün gaz motoru veya gaz türbinlerinde doğrudan yakılarak elektrik üretiminde %30‟lara ulaşan verime ulaşabilir.

Son olarak, proses geniş hacimlerde, içerisinde buhar formunda yakıt bulunduran,yanıcılığı yüksek sıcak gaz üretmektedir. Bu sıcak gaz, gerikazanım ünitesinde soğutularak, distile ürün haline dönüştürülür. Birleşik ısı ve güç üretme (CHP) uygulamaları ile toplam proses verimi yaklaşık %45‟e kadar ulaşabilmektedir. Çevresel Performans yapılan bütün analizler atık yönetim proseslerinde üretilen ısı veya elektrik enerjisi başka kaynaklardan üretilen eş miktarda ısı veya gücün yerine geçmek üzere düşünülebilir. Elektrik Jeneratörü yerine katı yakıt pili kullanılması durumunda (Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)) bu verim %90 lara çıkmaktadır.