پنجشنبه 06 اردیبهشت 1403

معرفی

افزایش انتشار آلاینده‌های محیط‌زیست و گازهای گلخانه‌ای تنها بخشی از تبعات زیست‌محیطی مصرف حامل‌های انرژی با منشأ فسیلی در نیروگاه‌ها به شمار می‌رود. این دو عامل به طور مستقیم با افزایش تقاضای انرژی، در اثر افزایش جمعیت و ارتقا استانداردهای كیفیت زندگی در رابطه می‌باشند. یكی از مهم‌ترین راهكارها جهت مدیریت و كاهش تبعات زیست‌محیطی بخش انرژی خصوصاً نیروگاه‌ها با توجه به محدودیت و تجدید ناپذیر بودن منابع انرژی فسیلی، اصلاح الگوی مصرف یعنی منطقی نمودن تقاضای انرژی در كنار سایر راهكارها نظیر استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و استفاده از سوخت‌های پاك است. در سال 1391 بخش نیروگاهی و حمل و نقل بیشترین میزان انتشار CO2 و SO2 را در بین بخش‌های مصرف‌کننده انرژی به خود اختصاص داده‌اند. گاز طبیعی در مقایسه با سایر سوخت‌های فسیلی، سوختی پاك به شمار می‌رود و كمترین مقدار آلودگی را داراست. با این وجود به دلیل حجم بالای مصرف، 54 درصد از كل انتشار دی‌اکسید كربن مربوط به گاز طبیعی است كه از نظر مسئله تغییرات اقلیم قابل توجه می‌باشد. سرانه انتشار برخی از گازهای آلاینده و گلخانه‌ای در این سال در مقایسه با سال گذشته از روند افزایشی برخوردار بوده است. تغییر تركیب سوخت‌های مصرفی، افزایش سهم سوخت‌های مایع و كاهش مصرف گاز طبیعی در سایر بخش‌ها از عوامل تأثیرگذار بر روند افزایشی فوق بوده است. در سال‌های آتی می‌توان از طریق بهبود كیفیت سوخت‌های مصرفی، تغییر در تركیب حامل‌های انرژی مصرفی، بهینه‌سازی مصرف انرژی، استقرار سامانه مدیریتی و نظارتی مؤثر و مستمر، میزان انتشار این گازها را تثبیت كرده و یا حتی كاهش داد. هزینه اجتماعی، هزینه‌ای است كه اثرات مخرب یا سوء یك آلاینده یا فعالیت را بر محصولات كشاورزی، اكوسیستم‌ها، مواد و سلامت انسان برآورد می‌كند. به بیان دیگر، به مجموع پولی كه بتواند صدمات ناشی از انتشار مواد آلاینده و گازهای گلخانه‌ای را جبران نماید، هزینه تخریب یا هزینه‌های اجتماعی گفته می‌شود. برای محاسبه هزینه‌های تخریب نیاز به كمی كردن اثر آلاینده‌ها و فعالیت‌ها در محیط‌های اثرپذیر (انسانی و طبیعی) می‌باشد.
هزینه‌های اجتماعی تخریب محیط‌زیست در اثر مصرف انرژی فسیلی در كشور بر اساس مطالعات بانك جهانی و سازمان حفاظت محیط‌زیست در سال 1390 حدود 6/102 هزار میلیارد ریال (بر اساس قیمت‌های ثابت سال 1381) می‌باشد كه معادل 6/19 درصد از تولید ناخالص داخلی كشور در آن سال بوده است. همچنین بر اساس مطالعه دیگری كه توسط دفتر استانداردهای فنی، مهندسی، اجتماعی و زیست‌محیطی برق و انرژی وزارت نیرو در سال 1384 صورت گرفته است، هزینه اجتماعی مستقیم و غیرمستقیم NOx، SO2، CO2 به ازای هر كیلووات ساعت برق تولیدی در نیروگاه‌های بخاری 720 تا 1360 ریال، نیروگاه‌های گازی 740 تا 1380 ریال و نیروگاه‌های سیكل تركیبی 590 تا 1230 ریال برآورد شده است.
در راستای سند چشم‌انداز بیست‌ساله و نقشه جامع علمی کشور و به منظور تحقق اهداف راهبردی سند چشم¬انداز وزارت نیرو در افق 1404، صنعت برق جمهوری اسلامی ایران، در جهت توسعه پایدار، ارتقا سلامت جامعه و رفاه اجتماعی، درطراحی و توسعه فناوری‎های اولویت‌دار کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی نیروگاه‎های حرارتی کشور جزو 2 کشور برتر در منطقه خواهد بود.
اهداف تعیین شده برای تحقق چشم‌انداز در سه حوزه هوا، آب و خاک به شرح زیر می‌باشد:
  • دستیابی به یک نظام ملی پایش مداوم هوا، آب و خاک در نیروگاه‌های کشور
  • دستیابی به توان فنی تولید و به‌کارگیری فناوری‌های اولویت‌دار در حوزه کاهش آلاینده‌ها و دستیابی قابلیت رقابت‌پذیری تكنولوژی‌های نوظهور در حوزه کاهش آلاینده‌ها
  • دستیابی به توان ساخت نمونه اولیه در مقیاس کوچک فناوری DLN, LNB
  • دستیابی به توان تولید صنعتی غشای تماس دهنده در فناوری MEMBRANE
  • دستیابی به توان ساخت سیستم‌های Microalgae در مقیاس نیمه صنعتی
  • دستیابی به توان ساخت سیستم FGD صنعتی و استفاده در نیروگاه‌های کشور
  • دستیابی به توان ساخت سیستم ESPصنعتی و استفاده در نیروگاه‌های کشور
  • دستیابی به توان طراحی و ساخت پایلوت راکتور گازی فایر سیستم IGCC
  • دستیابی به دانش فنی ساخت کاتالیست ساخت پایلوت سیستم SCR
  • دستیابی به توان ساخت پایلوت سیستم SNCR
  • دستیابی به توان ساخت ماژول‌های صنعتیMBR و نصب در نیروگاه‌ها
  • دستیابی به توان ساخت صنعتی غشای مورد استفاده در سیستم‌های Membrane برای تصفیه آب و پساب
  • تجهیز نیروگاه‌های کشور به سیستم‌های DAF (با تاکید بر استفاده از سیستم‌های ساخت داخل)
  • تجهیز نیروگاه‌های کشور به سیستم‌های تبخیری دستگاهی(با تاکید بر استفاده از سیستم‌های ساخت داخل)
  • نصب و پیاده سازی روش‌های تصفیه شیمیایی در نیروگاه‌ها

پروژه‌های اجرایی

اقدام 1: ساخت نمونه اولیه مشعل صنعتی کوچک DLN,LNB

  • امکان و بررسی ساخت و بومی سازی فناوری DLN, LNB
  • کسب دانش ساخت تکنولوژیDLN, LNB از طریق انتقال فناوری
  • مطالعه و بررسی تکنولوژی های مورد استفاده در سیستم های کاهش Nox و کسب روابط حاکم بر فرآیند احتراق
  • شبیه‌سازی CFD احتراق (استفاده از نرم‌افزارهای موجود، توسعه كد یا تهیه ماژول جهت تلفیق با نرم‌افزارهای موجود)
  • طراحی و ساخت نمونه مشعل LNB با تزریق سوخت و هوای مرحله‌ای در سایز کوچک
  • طراحی و ساخت مشعل LNB با برگشت داخلی محصولات احتراق
  • طراحی و ساخت نمونه مشعل و سیستم كنترل مشعل DLN
  • ساخت و تجهیز آزمایشگاه تست مشعل

اقدام 2: تولید صنعتی غشای تماس دهنده MEMBRANE

  • کسب دانش فنی اصلاح سطحی غشا منتخب MEMBRANE
  • امکانسنجی فنی-اقتصادی طرح برای استفاده از فناوری در نیروگاه‌های کشور
  • ساخت ازمایشگاهی غشا (غشای انتقال تسهیل یافته، غشاهای جدا كننده مولكولی، فلزی)
  • تجهیز ازمایشگاه غشا
  • نصب و انجام تست‌های صنعتی
  • ساخت واحد صنعتی غشا (غشاهای تماس‌دهنده، پلیمری)
  • ساخت ماشین آلات تولید صنعتی غشاء

اقدام 3: ساخت سیستم‌های Microalgae در مقیاس نیمه صنعتی

  • مطالعه و بررسی استفاده از جلبك‌های بومی ایران در كاهش آلاینده‌های نیروگاهی و مقایسه آن با نمونه های خارجی و انتخاب بهترین گزینه ها
  • امکان سنجی تولید محصولات جانبی با ارزش افزوده بالا از جلبک تولید شده(سوخت زیستی)
  • ساخت پایلوت تولید Microalgae در مقیاس نیمه صنعتی
  • انجام تست‌های مختلف بر روی پایلوت مانند تغییر شدت نور، تغییر غلظت CO2 و …
  • ساخت آزمایشگاه رشد و تكثیر جلبك
  • نصب و بهره برداری از واحد تولید Microalgae در یک نیروگاه منتخب

اقدام 4:ساخت صنعتیFGD و استفاده در نیروگاه‌های کشور

  • مطالعات امکانسجی انتخاب و ساخت فناوری سولفور زدایی و انتخاب فناوری‌های برتر بر اساس شرایط کشور
  • ساخت پایلوت نیمه صنعتی فناوری منتخب
  • انجام تست های مختلف نیمه صنعتی بر روی پایلوت
  • اجرای پروژه ساخت در مقیاس صنعتی و نصب و بهره برداری در یک نیروگاه

اقدام 5: ساخت ESP در مقیاس صنعتی و استفاده در نیروگاه‌های کشور

  • بررسی مشخصات فیزیکی و شیمیایی ذرات معلق نیروگاه های زغال سوز
  • بررسی امکان استفاده از ESP صنعت سیمان در نیروگاه های زغال سوز
  • ساخت پایلوت و انجام تست های مختلف نیمه صنعتی بر روی آن
  • اجرای پروژه نصب و بهره برداری در یک نیروگاه زغال سوز

اقدام 6: دستیابی به دانش فنی ساخت کاتالیست و ساخت پایلوت سیستم SCR

  • بررسی جانشانی كاتالیست روی سبدهای واحد پیش‌گرمكن هوای بویلر (یانگستروم)
  • کسب دانش فنی افزایش سطح تماس و كارایی كاتالیست
  • شبیه سازی واکنش های شیمیایی و کاتالیستی سیستمهای SCR
  • خرید نمونه‌های کاتالیست و ساخت Set up آزمایشگاهی
  • تست‌های اولیه بر رویSet up ازمایشگاهی
  • طراحی و ساخت پایلوت سیستم SCR در مقیاس کوچک
  • ساخت كاتالیست دما پایین جهت نصب در خروجی دودكش نیروگاههای بخاری و سیكل تركیبی موجود
  • ساخت كاتالیست دما بالا (زئولیتی) برای استفاده در توربینهای گاز
  • تست و بهینه سازی فرآیند SCR و روش كنترل تزریق آمونیاك بر اساس نتایج پایلوت

اقدام 7: ساخت پایلوت سیستم SNCR

  • طراحی سیستم تركیبی SCR/SNCR برای افزایش همزمان راندمان و كاهش نشتی آمونیاك
  • بررسی استفاده همزمان SNCR با سیستم FGD تر به منظور حذف نشت آمونیاك و كمك به حذف SO2
  • بررسی توزیع دما و رژیم جریان در بویلر نیروگاههای موجود و امكان‌سنجی اجرای این روش در آن‌ها
  • شبیه‌سازی فرآیند SNCR و روشهای كنترل تزریق آمونیاك با تغییر شرایط عملیاتی بویلر
  • طراحی ساخت پایلوت یا سیستم آزمایشگاهی SNCR
  • اجرای سیستم SNCRدر یک واحد نیروگاهی کوچک

اقدام 8: ساخت ماژول‌های صنعتی MBR و نصب در نیروگاه‌ها

  • بررسی فنی- اقتصادی و مقایسه روش‌های مستغرق و جانبی و انتخاب غشای مناسب برای ایران
  • ساخت غشاهای با راندمان بالا و گرفتگی كم
  • طراحی و ساخت پایلوت و تست های مربوطه
  • ساخت ماژول‌های صنعتی MBR و نصب در نیروگاه‌ها

اقدام 9: ساخت صنعتی غشای مورد استفاده در تصفیه آب و پساب در فناوری Membrane

  • طراحی سیستم مبتنی بر غشا جهت حذف آلاینده‌های روغنی و سیستم شستشوی آن
  • کسب دانش فنی ساخت دستگاه بازیاب انرژی از جریان غلیظ خروجی سیستم‌های اسمز معکوس
  • طراحی و ساخت ماژول نیمه صنعتی سیستم اسمز معکوس
  • ساخت مخازن Presure Vessel تحت فشار مورد نیاز جهت قرارگیری ماژولهای غشا
  • ساخت نمونه صنعتی ماژول مورد استفاده در اسمز معکوس

اقدام 10: تجهیز نیروگاه‌های کشور به سیستم‌های DAF (با تاکید بر استفاده از سیستم‌های ساخت داخل)

  • بررسی امكان استفاده و میزان حذف در غلظت‌های پایین مواد روغنی و جریانهای دارای دمای بالا
  • بررسی امکانسنجی اقتصادی طرح‌های مربوط به نصب سیستم DAF در نیروگاه‌ها و ارائه خدمات مشاوره‌ای به آن‌ها

اقدام 11: تجهیز نیروگاه‌های کشور به سیستم‌های تبخیری (با تاکید بر استفاده از سیستم‌های ساخت داخل)

  • بررسی فناوری‌های متعارف، هیبریدی و امکانسنجی اقتصادی طرح‌ها
  • طراحی و ساخت یک نمونه پایلوت سیستم VC
  • طراحی و ساخت یک نمونه پایلوت سیستم MED
  • طراحی، ساخت و اجرای یک واحد تبخیرکننده بر پایه حرارت اتلافی از نیروگاه گازی
  • ساخت سیستم های VC و MED جهت نصب در نیروگاه‌ها

اقدام 12: نصب و پیاده سازی روش‌های تصفیه شیمیایی در نیروگاه‌ها

  • مطالعه روش‌های تصفیه شیمیایی و انتخاب روش‌های با صرفه اقتصادی
  • ساخت پایلوت روش‌ منتخب تصفیه شیمیایی خاك
  • ایجاد یک آزمایشگاه تصفیه خاک در صنعت برق
  • پیاده سازی روش‌های تصفیه شیمیایی خاك در یک نیروگاه‌

اقدام 13: نصب و پیاده سازی روش‌های تصفیه زیستی در نیروگاه‌ها

  • بررسی روش‌های بهبود عملکرد این فناوری از طریق اصلاحات ژنتیکی
  • مطالعه روشهای تصفیه زیستی و انتخاب روش‌های با صرفه اقتصادی
  • شناسایی انواع الودگی های خاک و شناسایی میکروارگانیسم های از بین برنده آن ها در نیروگاه ها
  • ساخت پایلوت روش‌های منتخب
  • ایجاد یک آزمایشگاه بیو تکنولوژی خاک در صنعت برق
  • پیاده سازی روش‌های تصفیه زیستی در یک نیروگاه

اطلاعات تماس مجری طرح: عبدالله مصطفايی

داخلی : 4837
آدرس پست الکترونیکی : amostafaei@nri.ac.ir