גישות חדשניות לכיבוש ולהשתמש מחדש בחום מעשוי לחימום רחבי

הזדמנות תרמית חבויה בכל טון של פסולת

במשך עשרות שנים, אי-הצינת פסולת מוצקה של העיר נתפסת בעיקר כשיטת סילוק. ובכל זאת כל טון של שחרור פסולת נשרף בין 2.5 ל-3.5 מגה-וואט-שעה של אנרגיה תרמית.רוב החום הזה נמלט היסטורית דרך צ'ימיים או מגדלי קירור.כפי שערים מתמודדות עם מטרות הפחתת פחמן ומחפשים מקורות אנרגיה יציבים, מקומיים, שינוי יסודי הוא מתקדם: לכידת חום ואכילה לתוך רשתות מחוזיות אלה.

כיצד החום מוקרן מצמחי פסולת מודרנית אל-אנרגיה

המונחים: Steam Cycle Basics

מתקני פסולת מודרניים לאנרגיה (WtE) פועלים בטמפרטורות שלבעירה בין 850 מעלות צלזיוס ל-1,100 מעלות צלזיוס, המבטיחים הרס מוחלט של תרכובות אורגניות.החום מייצר קיטור מחממת אשר מניע טורבינות לדור החשמל, גם לאחר התרחבות קיטור, כמות משמעותית של חום שאריות בטמפרטורה של מים זורמים וטורבינה מלאכותית רק בתצורה של כוח, 40–60% של דלקים אזוריים ריקים ממזג אווירי חום.

פלואו גז קונרדנסציה: הטכנולוגיה הליבה

השיטה העיקרית לשיקום חום היא זיהום גז פלוני.על ידי קירור גזים מתחת לנקודת המפולת המים - באופן כללי סביב 55-65 מעלות צלזיוס - החום המאוחר מלחות בפסולת משוחרר.צעד אחד זה יכול להגביר את ההתאוששות הכוללת של האנרגיה עד 20-25% בהשוואה לדור החשמל בלבד.התמוסמחץ פועל גם כמדיום מתפתל, לוכד גזים חומציים כגון מימן ומטמים חמים, עד להורדת חום, עם קרינת חום גבוהה.

Multi-Stage Steam Extraction for Flexi Output

צמחים מתקדמים משתמשים במיצוי רב-שלבי של טורבינות הקיטור.על ידי דימום קיטור בלחץ ביניים, מפעילי יכולים לספק חום בטמפרטורה המדויקת הנדרשת על ידי הרשת, התאמת פלט עונתית.בחורף, הלחץ האחורי על טורבינות עולה לספק יותר חום; בקיץ, הצמח יכול להשתנות לקראת תפוקה גבוהה יותר חשמל.זה הופך את צמח WtE מקור חום ניתן להחלפה לסירוגין כגון רוח חום חם או אזורית מאפשר תמיד לעמוד מול שוקי חום.

חידושים במלכודת חום ואינטגרציה

חומרים מתקדמים של Exchanger ועיצובים

טכנולוגיית החלפת חום לסביבות גז פלון התקדמה באופן משמעותי.לוח וחילופי חום קליפים משתמשים כעת בפלדות דלפל מורכבות, טיטניום, ופולימרים פולימרים כדי להתנגד לקורוזיון מכלור וסולפים. חלק מהמתקנים לפרוסת פלדות מגע ישירות מגע מגע מגע מגע ישיר, שבו מים ריסוס ישירות לתוך זרם גז השפעת.זה משיגה יעילות חום מעל 95% במקביל לפירוק של צינורות חום סגור לתוך צינור חום.

מחוז טמפרטורי נמוך מחלחל רשתות

מושגים של חימום מחוזי דור רביעי פועלים בטמפרטורות נמוכות יותר, כגון 55 מעלות צלזיוס ו 25 מעלות צלזיוס חוזרים.טמפרטורות נמוכות אלה מאפשרות גז פלון עמוק יותר קירור עד 30 מעלות צלזיוס, תוך אספקת חום נוסף מהמאגר של הצמח שהיה בעבר בלתי ניתן לגילוי.

CO2 Power Cycles

טכנולוגיה מתפתחת עם אי-ציינור פסולת היא דו תחמוצת הפחמן העל-קריירה (SCO2) Brayton מחזורי 15%, sCO2 פועל בלחץ גבוה (מעל 7.4 MPa) וטמפרטורות בינוניות, השגת יעילות המרה של 45–50% בטווח 500-700 מעלות צלזיוס.

אחסון אנרגיה תרמית: זמן-שיקוף משלוח חום

קריטי למקסימום את הערך של חום incineration הוא היכולת להתאים היצע עם הביקוש המשתנה.צמחים Incineration לרוץ ברציפות, אבל חימום הביקוש שיא בבוקר וערבים. מיכלי אחסון תרמי בקנה מידה גדול - או כלי בטון מחזיק 10,000 עד 50,000 מ"ק של מים חמים מתוחים - אפשר צמחים כדי decouple של צריכת. במהלך תקופות נמוכות של ירידה במשקל, חום עודף האחסון; במהלך הגדלה של הצמח, בתקופות של הצמח, 000 מגובה של דלק רטוב, 000.

אחסון של שלב-שינוי (PCM) באמצעות paraffins או מלח hydrates הוא פיילוט עבור תחבורה חום נייד.מודולים PCM Containerized ניתן לטעון על ידי ממריץ או ברביקיו כדי לנתק מחוזות חימום, המשתרע על ידי הרחבת טווח חום incineration מעבר לתשתיות צינור.

משאבות חום עבור נמוך-Grade Heat Upgrading

השלמה חשובה יותר היא שילוב של משאבות חום בקנה מידה גדול.גזים פלואום יוצאים מחילופי חום מתפתלים עדיין עשוי להיות ב 25-30 מעלות צלזיוס. על ידי הוספת משאבת חום עתירה גבוהה (הספקת תפוקה של 80 עד 110 מעלות צלזיוס), צמחים יכולים להפיק אפילו יותר חום מאותו זרם פסולת.

יישום אמיתי: ממנהיגים נורדיים ועד לאימוץ עולמי

המדינות הנורדיות מובילות בשילוב חום incineration לתוך חימום מחוזי.0. [Copenhagen's Amager Bakke (CopenFLT:1), המופעל על ידי ARC, מספק חום ל- 160,000 משקי בית באמצעות רשת מטרופוליטן.הצמח משיג יעילות אנרגיה כוללת של 107% (מקשר לערך החימום התחתון של גזי) על ידי condensing גזים ו- 800,000 מים בקירבה של מים חמים.

מרכז אירופה עוקב אחר התביעה.צמח ספטלאו בווינה, עם חזית מפורסם שלה על ידי פרידנסריץ' Hundertwasser, משלב אמנות עם הנדסה.מערכת ההתאוששות החום שלה, שדרג בשנת 2015 עם יחידת גז פלון גז פלון, עכשיו להאכיל סביב 60MW של אנרגיה תרמית לתוך רשת פרנבורם Wien, המכסה כ-30,000 דירות.

מחוץ לאירופה, יפן אימצה חום incineration עבור יישומים מחוזיים בטוקיו ו Sapporo. צמח השיין-Koto incineration במפעל הפיכה של טוקיו Koto Ward מספק חום למתקן טיפול במים הסמוך היבש ו מתחם בריכה, המפגין שימוש באנרגיה קסמוצה מחוץ ל- CUSC, בעוד ש-DHate-Fronicatesquaremed אנרגיה ראשונה יכולה להוביל טורבינות חום, ואז להפחית את המים החמים, ולבסוף את בריכות המים החמים של כדור הארץ, בעוד שמחוץ למרכז האנרגיה של העיר קנדה, תוך 3, תוך תמיכה ב-D2, בעוד שמרכז האנרגיה המחממת אנרגיה אחת, בעוד שמרכז האנרגיה של כדור הארץ, ב-D, ב-3, ב-Fronicerton, ב-Sunerton, ב-3, ב-Sunerton, ב-Sunerton, ב-Camerton, ב-Sunerton, ב-Sunerton, ב-Sunerton, ב-Sunerton, ב-Sunerton-Camerton, ב-Sunerton, ב-Sunerton, ב-Sunerton, ב-Sunerton-Sunryd אנרגיה אחת, ב-Sunerton-Suner

הקמת קו משולש: אנרגיה, סביבה וכלכלה

ההשפעה האנרגיה היא משמעותית.רכיב טיפוסי של עיבוד WtE 200 אלף טון בשנה יכול לייצא 400-600 GWh של חום מדי שנה, ובכך להפחית 40-60 מיליון מ"ק של גז טבעי.כאשר זיהום פלון גז גז תוספת, יעילות כללית של CHP יכולה לטפס מ- 65% עד 90% או גבוה יותר, באופן דרמטי להפחית את צריכת האנרגיה העיקרית.

מבחינה סביבתית, ההיגיון הוא חזק.בזבוז חומרים עם בקרת פליטה קפדנית נטרל את פליטות המתאן כי יעלה מקרקע decomposition. Redirecting את התפוקה החום להחליף את המאובנים מכפילים את היתרון האקלים. הערכת מחזור חיים של מחזור חיים מ-FLT:0IEA Energy Task 36FLT:1 מראה כי כל MW של חום מ- WtE נמנע בערך 250-2 ק"ג עד כדי ללכוד פחמן-2 ק"מ עד כדי חמצן טבעי.

חיסכון בעלויות משתרע על תקציבים עירוניים. מסי לנדפיל בתחומים רבים של תחומי שיפוט עולה על 80 יורו לטון; להסיט פסולת למערערת חום מחסנים מחסנים להימנע מההאשמות הללו תוך יצירת זרם הכנסות מהמכירות החום. Malmö, שוודיה, הפחיתה את עלויות ניהול הפסולת שלה ב-12 מיליון יורו לשנה, תוך יצירת הכנסות חום שמגבילות את התחבורה הציבורית.

● התמודדות מול Obstacles: Capital Risk, Corrosion, and Public Perception

למרות יתרונות ברורים, כמה מחסומים נמשכים.ההשקעה הראשונית של צמח WtE CHP חדש עם זיהום פלון גז מתקדם וחיבורי חימום מחוזיים יכולים לעלות על 500 מיליון יורו עבור מתקן 300 אלף טון עבור צמחים קיימים, שחזור חום רטרוfitting עשוי לעלות 20 עד 50 מיליון יורו, הדורש חום ארוך טווח לוקח הסכמים לקידום מימון ציבורי, יחסי ציבור וקשר ירוק הופכים לתקני ALT2, 000 $ ל-ABUlnbating גז באמצעות התרחבות של 20 מיליון יורו.

אתגרים טכניים במרכז קורוזיה וטעינה.גזים מבעירות פסולת מכילים כלורידים, סולפטים, מתכות אלקליין שמרכיבים פיקדונות מקליים על פני השטח של החלפת חום. מערכות מתקדמות soot-blowing, מחזורי ניקוי מקוונים, ו-corrosion-resistant alloys (כגון Allmas 625 או 316L נירוסטה עם ציפויים) הוכחו יעילות, אך משפרים את רמות הנקה, יתר על ידי תאים חשמליים.

תפיסה ציבורית יכולה גם להיות מכשול.דימוי המורשת של חומרים מצופים כמו זיקוקים עשן משתהים, למרות שצמחים מודרניים עומדים בפני מגבלות פליטה מחמירות. קהילות מתפתחות מוקדם עם לוחות בקרה שקוף, סיורים צמחיים פתוחים, וחשיפה גלויה של הכנסות חום לתוך מתקנים מקומיים הפך את NIMBYism לגאווה מקומית במקומות כמו קופנהגן וציריך.

מנהלי מדיניות ו-Outlook עתידיים

מדיניות אירופית וסינית Momentum

האיחוד האירופי המתוקן של הוראת אנרגיה מתחדשת מגדיר חום ממחסור באנרגיה התאוששה, ומאפשרת לו לספור לקראת התחייבויות יעילות אנרגיה לאומית יעילות אנרגיה. הזנת מכסים עבור חום, סובסידיות השקעה עבור צינורות חימום מחוז, וחייב קשר של מבנים ציבוריים לפסול מקורות חום הם מאיץ פריסה של תוכנית ההשקעות בת ה -14 של סין מקדם WtE עם חימום באזור בצפון, 30% מיקוד חוזים חדשים של אספקת חום לטווח ארוך.

פחמן חטוף מפסולת אל-אנרגיה

(CCU) ללכוד ולהשתמש (CCU) הוא צפוי להעלות את הפרופיל הסביבתי עוד יותר.על ידי רטרוfitting amine לכידת או יחידות הפרדה membrane, צמחי WtE יכולים ללכוד את החלק הביוגני של פליטות CO2 - עד 50-60% של סך הכל - ולספק אותו לחממות או ייצור דלק סינתטי.

עיצוב צמחים ומודולולרי

בטווח הארוך יותר, ההתכנסות של דיגיטליזציה ועיצוב מודולרי עשויה להוריד מחסומים עבור ערים קטנות יותר.Prefabricated פלוג גז יחידות מתחדש שניתן יהיה לסגת על צמחים קיימים בשבועות ולא חודשים נכנסים לשוק. בשילוב עם אחסון תרמי מכלי ורשתות טמפרטורה נמוכה, עיירות של 20,000-50,000 תושבים יכולים להתאושש מבחינה כלכלית מ-50,000 תאים חד-צדדיים בשנים האחרונות, כדי לאפשר למזגני חום רחב יותר, למעט תאים ממעבדים, ממעבדים ממעבדים ממעבדים רדיואקטיביים, לחיזוי, ממעבדים, לחיזויים מתקדמים, למולידי תאים ממעבדים, ממעבדים, למולידי תאים ממעבדים, לחיזויים מתקדמים, ממעבדים מתקדמים, ממעבדים מתקדמים, לחיזוי של מערכות חום, מ-95 אלף-50,000 תושבים, למקררים, למקררים, למולידי תאי חום, ממערכות חום, לחיזוי, למולידי תאי חום, אשר יכולים להתאושש באופן טבעי, מחוץ למולידי תאי חום, ממערכות רדיו-50,000-50,000-50,000-מתקני חום, למעט תאים ממערכות חום, למעט תאים ממערכות חום, בטווח בינוניים מתקדמים, ממערכות חום, אשר יכולים להתאושש באופן טבעי, מ-50,000-50,000-50,000-50,000

דרך ragmatic לחוסנות אנרגיה עירונית

חום הפחתת ועיבוד מחדש של חימום מחוזי הוא אסטרטגיה מוכחת, מדרגית שהופכת תוצר לוואי בלתי נמנע של ניהול פסולת לתוך עמוד של מערכות אנרגיה עירונית.חדשנות בחומרי חליפין חום, מחזורי sCO2, אחסון תרמי, ואינטגרציה רשת חכמה הם בהתמדה נהיגה בעלויות ולהגדיל את הביצועים של העולם האמיתי מסקנדינביה כדי להראות ליפן כי כאשר זוג עם שליטה חזקה על פליטה וקה, כוח חיים, יכולות לייצב, לייצב את עלויות הפחתת פליטה.

עבור מתכננים עיר וכלי אנרגיה, השלבים המיידיים ברורים: פיקוח על צמחי WtE הקיימים עבור פוטנציאל התאוששות חום, לפתח מיפוי הביקוש חום כדי להתאים היצע עם מסדרונות חימום מחוזיים חדשים, ומימון מבנה באמצעות אג"ח ירוק או שותפויות ציבוריות-פרטיות.עם תמיכה מדיניות נכונה והמשך זיכוך טכנולוגי, נישואים של ניהול פסולת ומחוז יכול להפוך אבן הפינה של הערים המעגליות, הנמוכות פחמן כי הביקוש שלנו לאקלים.