جمعه 19 اردیبهشت 1404

معرفی

فناپذیری سوخت های فسیلی، تنوع‌بخشی به منابع انرژی، توسعه پایدار، ایجاد امنیت انرژی، مشکلات زیست محیطی ناشی از مصارف انرژی فسیلی از یک طرف و تجدید‌پذیر بودن منابع انرژی مانند انرژی خورشید، باد، زیست‌توده و غیره از طرف دیگر، باعث توجه جدی جهانیان به توسعه و گسترش استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و افزایش سهم این منابع در سبد انرژی جهانی شده است و تقاضای بین المللی برای مصرف سوخت های پاک و به ویژه زیست‌توده برای مصارفی چون حمل و نقل، برق و حرارت افزایش یافته است. امروزه فعالیت ها و بودجه دولت‌ها و شرکت‌ها در امر تحقیق، توسعه و عرضه سیستم های انرژی های تجدیدپذیر افزایش چشمگیر داشته است. استفاده از زیست‌توده به عنوان یک منبع انرژی نه تنها به دلایل اقتصادی بلکه به دلیل توسعه زیست محیطی و اجتماعی نیز جذاب است و از طرفی عاملی جهت تسریع در رسیدن به توسعه پایدار می باشد. سیستم‌هایی که زیست‌توده را به انرژی قابل مصرف تبدیل می‌کنند، می‌توانند در ظرفیت‌های کوچک، متوسط و بزرگ به کار روند. در این گزارش سیستم زیست‌توده (شامل منابع، فناوری های تولید انرژی و ...) به طور کلی معرفی شده است تا بتوان مسیری برای کاربرد موثر این منبع انرژی را تدوین نمود.

زیست‌توده یکی از منابع عمده در میان انواع منابع انرژی های تجدیدپذیر می‌باشد. زیست‌توده عبارت است از: اجزاء قابل تجزیه زیستی از محصولات، پسماندها و زائدات کشاورزی (شامل مواد گیاهی و دامی)، جنگل ها و صنایع وابسته و همچنین زائدات صنعتی و شهری قابل تجزیه. همچنین زیست‌توده به مواد خامی اطلاق می شود که خاستگاه زیستی داشته باشند به استثنای آنها که در زمین ساختارها (لایه های زمین) دفن شده و یا به مواد سنگواره ای دگردیسی یافته باشند.

زیست‌توده قابلیت تولید برق، حرارت، سوخت های مایع (اتانول و بیودیزل)، سوخت های گازی (متان) و انواع کاربردهای مفید شیمیایی را دارا است و می‌تواند انرژی را به اشکال جامد، مایع و گاز تحویل نماید، به طوری كه پس از ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی، چهارمین منبع بزرگ انرژی در دنیا می‌باشد.

منابع زیست‌توده را می‌توان به روش های گوناگون به انرژی تبدیل نمود. در حال حاضر فناوری‌های موجود در زمینه تبدیل زیست‌توده به انرژی را می‌توان به سه گروه طبقه‌بندی نمود كه هر گروه برای نوع خاصی از زیست‌توده مناسب است و محصولات انرژی مختص خود را دارد:

تبدیل ترموشیمیایی: شامل استفاده از حرارت و فرایندهای شیمیایی برای تولید محصولات انرژی از زیست‌توده می‌باشد. تبدیل ترموشیمیایی شامل فناوری‌های ذیل می‌گردد:

·        احتراق مستقیم

·        پیرولیز

·        گازیساز

·        کربنیزاسیون

تبدیل فیزیکی شیمیایی: شامل اعمال روش های مکانیکی روی زیست‌توده و استفاده از عوامل شیمیایی برای تبدیل زیست‌توده به سوخت‌های مایع و جامد می‌باشد. تبدیل فیزیكی- شیمیایی شامل موارد ذیل می‌شود:

·         فشرده‌سازی

·        ترنس‌استریفیكاسیون

تبدیل بیوشیمیایی: شامل استفاده از آنزیم‌ها، باكتری‌ها یا سایر میكروارگانیسم‌ها برای تبدیل زیست‌توده به دیگر شكل‌های انرژی است و مشتمل بر فناوری‌های ذیل می‌باشد:

·        هاضم بیهوازی

·        دفنگاه

·        تخمیر

·        پیل سوختی زیستی

بی‌شک توسعه فناوری مبنایی برای توسعه کاربرد و موتوری برای توسعه صنعت خواهد بود و با توجه به اهمیت فناوری‌های استحصال انرژی از منابع زیست‌توده در حفظ محیط زیست و كاهش اثرات مخرب آن و حمایت‌های مناسب دولت، ورود به حوزه فناوری‌های زیست‌توده از اهمیت بالایی برخوردار شده است. در این سند فناوری‌های انرژی زیست‌توده مورد بررسی قرار گرفته و بر اساس مصالح ملی اولویت‌بندی شده‌اند تا با اتخاذ سیاست‌های مناسب و پیشنهاد اقدامات موثر، راهگشای دستیابی به اهداف تعیین شده در سند باشد.

با الهام از سند چشم‌انداز بیست‌ساله، نقشه جامع علمی کشور و در راستای تحقق چشم انداز وزارت نیرو و همچنین حفاظت از محیط زیست، آب و امنیت غذایی، جمهوری اسلامی ایران با تکیه بر توانمندی های داخلی و متخصصان كارآمد و خلاق در طراحی، اجرا و مدیریت فناوری‌های اولویت‌دار حوزه تولید برق زیست‌توده، به جایگاه دوم در بین کشورهای منطقه در افق 1404 دست یافته است.

الف-  در بخش فناوری گازیساز

راهبرد كلان 1 : توسعه فناوری گازیساز از منبع زباله شهری در مقیاس بزرگ با هدف تولید برق از طریق حمایت و تشویق صنایع توانمند داخلی به همكاری فعالانه با پیشگامان این فناوری در دنیا (سبك اكتساب : همكاری خارجی و توسعه داخلی)

راهبرد كلان 2 : توسعه فناوری گازیساز از منبع لجن فاضلاب شهری در مقیاس بزرگ با هدف تولید برق از طریق حمایت و تشویق صنایع توانمند داخلی به همكاری فعالانه با پیشگامان این فناوری در دنیا (سبك اكتساب : همكاری خارجی و توسعه داخلی)

راهبرد كلان 3 : توسعه فناوری گازیساز از منبع زائدات كشاورزی و جنگلی در مقیاس بزرگ با هدف تولید برق از طریق حمایت و تشویق صنایع توانمند داخلی به همكاری فعالانه با پیشگامان این فناوری در دنیا (سبك اكتساب : همكاری خارجی و توسعه داخلی)

راهبرد كلان 4 : توسعه فناوری گازیساز از منبع زائدات كشاورزی و جنگلی در مقیاس كوچك با هدف تولید برق از طریق توسعه كاربرد آن در داخل كشور (سبك اكتساب : خرید)

ب- در بخش فناوری هاضم بیهوازی

راهبرد كلان 5 : توسعه فناوری هاضم بیهوازی از منبع فضولات دامی در مقیاس بزرگ با هدف تولید برق از طریق حمایت و تشویق صنایع توانمند داخلی به همكاری فعالانه با پیشگامان این فناوری در دنیا (سبك اكتساب : همكاری خارجی و توسعه داخلی)

راهبرد كلان 6 : توسعه فناوری هاضم بیهوازی از منبع زباله شهری در مقیاس بزرگ با هدف تولید برق از طریق حمایت و تشویق صنایع توانمند داخلی به همكاری فعالانه با پیشگامان این فناوری در دنیا (سبك اكتساب : همكاری خارجی و توسعه داخلی)

راهبرد كلان 7 : توسعه فناوری هاضم بیهوازی از منبع فاضلاب شهری در مقیاس بزرگ با هدف تولید برق از طریق توسعه كاربرد آن در داخل كشور (سبك اكتساب : خرید)

ج- در بخش فناوری زباله‌سوز

راهبرد كلان 8 : توسعه فناوری زباله‌سوزی توده‌سوز از منبع زباله شهری در مقیاس بزرگ با هدف تولید برق از طریق توسعه كاربرد آن در داخل كشور (سبك اكتساب : همكاری خارجی)

پروژه‌های اجرایی

الف) فناوری هاضم بیهوازی فضولات دامی

1. در حوزه دستیابی به دانش فنی و ساخت واحدهای نمونه

·        تهیه اطلس فضولات دامی كشور

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های مشاور داخلی و ارزیابی شركت‌های مشاور خارجی (واجد شرایط)

·        مطالعه تفصیلی هاضم تر - لاگن سرپوشیده

·        مطالعه تفصیلی هاضم تر - اختلاط كامل

·        مطالعه تفصیلی هاضم تر - جریان قالبی

·        مطالعه تفصیلی هاضم تر - قشر چسبیده (فیلم ثابت)

·        مطالعه تفصیلی هاضم تر - بستر لجن جریان بالارو

·        مطالعه تفصیلی سایر فناوری‌های هاضم تر قابل كاربرد برای فضولات دامی و انتخاب فناوری‌(های) منتخب

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های فناور داخلی و ارزیابی شركت‌های فناور خارجی (واجد شرایط)

·        اجرای واحدهای نمونه هاضم بیهوازی فضولات دامی

·        داده‌برداری و پایش عملكرد واحدهای نمونه نصب شده فضولات دامی

2. در حوزه ساخت واحدهای صنعتی

·        ساخت و بهره‌برداری واحد(های) صنعتی هاضم بیهوازی فضولات دامی

·        بهینه‌سازی و بهبود عملكرد واحد(های) صنعتی هاضم بیهوازی فضولات دامی

 

ب) فناوری هاضم بیهوازی زباله شهری

1. در حوزه دستیابی به دانش فنی و ساخت واحدهای نمونه

·        تهیه اطلس زباله شهری كشور

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های مشاور داخلی و ارزیابی شركت‌های مشاور خارجی (واجد شرایط)

·        مطالعه تفصیلی هاضم تك مرحله‌ای تر Wassa

·        مطالعه تفصیلی هاضم تك مرحله‌ای تر Wabio

·        مطالعه تفصیلی هاضم تك مرحله‌ای تر BIMA

·        مطالعه تفصیلی هاضم تك مرحله‌ای خشك DRANCO

·        مطالعه تفصیلی هاضم تك مرحله‌ای خشك VALORGA

·        مطالعه تفصیلی هاضم تك مرحله‌ای خشك  KOMPOGAS

·        مطالعه تفصیلی هاضم دو مرحله‌ای BTA

·        مطالعه تفصیلی هاضم توده‌ای Biocel

·        مطالعه تفصیلی هاضم توده‌ای Becon

·        مطالعه تفصیلی هاضم توده‌ای SEBAC

·        مطالعه تفصیلی هاضم توده‌ای APS

·        مطالعه تفصیلی سایر فناوری‌های هاضم قابل كاربرد برای زباله شهری و انتخاب فناوری(های) منتخب

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های فناور داخلی و ارزیابی شركت‌های فناور خارجی (واجد شرایط)

·        اجرای واحدهای نمونه هاضم بیهوازی زباله شهری

·        داده‌برداری و پایش عملكرد واحدهای نمونه  نصب شده زباله شهری

2. در حوزه ساخت واحدهای صنعتی

·        ساخت و بهره‌برداری نیروگاه هاضم بیهوازی زباله شهری

·        بهینه‌سازی و بهبود عملكرد واحد نیروگاهی

 

ج) فناوری گازیساز زباله شهری

1. در حوزه دستیابی به دانش فنی و ساخت واحدهای نمونه

·        تهیه اطلس زباله شهری كشور

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های مشاور داخلی و ارزیابی شركت‌های مشاور خارجی (واجد شرایط)

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت فروكشند

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت فراكشند

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت جریان متقاطع

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر سیال چرخشی

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر سیال جوشان

·        مطالعه تفصیلی گازیساز جریان همزمان

·        مطالعه تفصیلی گازیساز هیدروترمال

·        مطالعه تفصیلی گازیساز پلاسما

·        مطالعه تفصیلی سایر فناوری‌های گازیسازی قابل كاربرد برای زباله شهری و انتخاب فناوری(های) منتخب

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های فناور داخلی و ارزیابی شركت‌های فناور خارجی (واجد شرایط)

·        اجرای واحدهای نمونه گازیسازی زباله شهری

·        داده‌برداری و پایش عملكرد واحدهای نمونه نصب شده زباله شهری

2. در حوزه ساخت واحدهای صنعتی

·        ساخت و بهره‌برداری نیروگاه گازیسازی زباله شهری

·        بهینه‌سازی و بهبود عملكرد واحد نیروگاهی

 

د) فناوری گازیساز (بزرگ مقیاس) زائدات کشاورزی و جنگلی

1. در حوزه دستیابی به دانش فنی و ساخت واحدهای نمونه

·        تهیه اطلس زائدات كشاورزی و جنگلی كشور

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های مشاور داخلی و ارزیابی شركت‌های مشاور خارجی (واجد شرایط)

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت فروكشند

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت فراكشند

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت جریان متقاطع

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر سیال چرخشی

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر سیال جوشان

·        مطالعه تفصیلی گازیساز جریان همزمان

·        مطالعه تفصیلی گازیساز هیدروترمال

·        مطالعه تفصیلی گازیساز پلاسما

·        مطالعه تفصیلی سایر فناوری‌های گازیسازی قابل كاربرد برای زائدات كشاورزی و انتخاب فناوری(های) منتخب

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های فناور داخلی و ارزیابی شركت‌های فناور خارجی (واجد شرایط)

·        اجرای واحدهای نمونه گازیسازی زائدات کشاورزی

·        داده‌برداری و پایش عملكرد واحدهای نمونه نصب شده زائدات كشاورزی و جنگلی

2. در حوزه ساخت واحدهای صنعتی

·        ساخت و بهره‌برداری واحد(های) صنعتی گازیسازی زائدات كشاورزی و جنگلی

·        بهینه‌سازی و بهبود عملكرد واحدهای صنعتی

 

ه‍) فناوری گازیساز (کوچک مقیاس) زائدات کشاورزی و جنگلی

1. در حوزه دستیابی به دانش فنی و ساخت واحدهای نمونه

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های فناور داخلی و خارجی (واجد شرایط)

·        خرید، نصب و راه‌اندازی سامانه گازیساز مقیاس كوچك با فناوری روز دنیا

·        داده‌برداری و پایش عملكرد پایلوت نصب شده

·        ساخت و بهره‌برداری واحدهای گازیساز مقیاس كوچك

 

ی) فناوری گازیساز لجن فاضلاب شهری

1. در حوزه دستیابی به دانش فنی و ساخت واحدهای نمونه

·        تهیه اطلس لجن فاضلاب شهری كشور

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های مشاور داخلی و ارزیابی شركت‌های مشاور خارجی (واجد شرایط)

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت فروكشند

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت فراكشند

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر ثابت جریان متقاطع

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر سیال چرخشی

·        مطالعه تفصیلی گازیساز بستر سیال جوشان

·        مطالعه تفصیلی گازیساز جریان همزمان

·        مطالعه تفصیلی گازیساز هیدروترمال

·        مطالعه تفصیلی گازیساز پلاسما

·        مطالعه تفصیلی سایر فناوری‌های گازیسازی قابل كاربرد برای لجن فاضلاب شهری و انتخاب فناوری (های) منتخب

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های فناور داخلی و ارزیابی شركت‌های فناور خارجی (واجد شرایط)

·        اجرای واحدهای نمونه گازیسازی لجن فاضلاب شهری

·        داده‌برداری و پایش عملكرد واحدهای نمونه نصب شده لجن فاضلاب شهری

2. در حوزه ساخت واحدهای صنعتی

·        ساخت و بهره‌برداری واحد(های) صنعتی گازیسازی لجن فاضلاب شهری

·        بهینه‌سازی و بهبود عملكرد واحدهای صنعتی

 

و) فناوری زباله سوزی توده سوز

1. در حوزه ساخت نیروگاه مگاواتی

·        ارزیابی و انتخاب شركت‌های فناور داخلی و خارجی (واجد شرایط)

·        اجرای نیروگاه زباله‌سوز

·        ارزیابی عملکرد نیروگاه

2. در حوزه ساخت واحدهای صنعتی

·        احداث چندین نیروگاه زباله‌سوز

اطلاعات تماس مجری طرح: مهدی رضايی

داخلی : 4175
آدرس پست الکترونیکی : BETDC@nri.ac.ir