بستن
مازوت سوزی نیروگاه ها در فصل زمستان
از عمده ترین دلایل آلودگی هوای کشور ما به ویژه در فصل زمستان، مصرف مازوت در نیروگاه ها به عنوان سوخت می باشد. به واسطه مصرف این سوخت در سطح کشور به خصوص در نیروگاه‌ها و به دنبال پدیده وارونگی هوا شاهد تشدید میزان آلودگی هوای شهرها هستیم.
مازوت چیست؟
مازوت نوعی نفت کوره با کیفیت بسیار پایین به شمار می‌آید. نفت کوره سوختی است که عمدتا از بقایای حاصل از تقطیر نفت خام تشکیل شده است و برای دیگ های بخار در نیروگاه ها، روی کشتی ها و در کارخانه های صنعتی استفاده می شود. همچنین به عنوان حلال نیز از آن بهره می‌گیرند. نفت کوره همانطور که گفته شد از نفت خام بدست می‌آید و برای استفاده در کاربری‌های مختلف، آن را پالایش می‌کنند.
مازوت سنگین ترین سوخت تجاری به دست آمده از تقطیر یا باقی مانده روغن خام می باشد که مصرف این سوخت در فصل های سرد سال به همراه بروز پدیده وارونگی دما می‌تواند تاثیر بالایی در آلودگی هوا داشته باشد.
تصویر 1: جلوه ای از آلودگی هوا در اثر سوزاندن سوخت مایع در نیروگاه
چرا نیروگاه ها در فصل زمستان مازوت می سوزانند؟
سوخت اصلی استفاده شده در بسیاری از نیروگاه‌های کشور، سوخت گاز طبیعی است. به بیان دیگر فرایند طولانی تولید برق در ایران بر اساس سوخت گاز طبیعی طراحی می‌شود و اولویت همه واحدهای نیروگاهی برای مصرف این نوع سوخت می باشد اما در فصل زمستان واحدهای تولید برق به سوی استفاده از مازوت و سایر سوخت‌های مایع حرکت می‌کنند.
اولین علتی که برای پاسخ به این پرسش مطرح خواهد شد ملاحظات اقتصادی می باشد اما بعد از دانستن این موضوع که قیمت سوخت نیروگاهی نزدیک به صفر است، انگیزه های اقتصادی به عنوان دلیل این مسئله رد خواهد شد.
علت اصلی این پرسش، ناتوانی متولیان تامین سوخت نیروگاهی یعنی وزارت نفت در تامین گاز طبیعی است. با افزایش میزان تقاضای برق در فصل زمستان و عدم توانایی پاسخ به این تقاضا با گاز طبیعی، زمینه حرکت به سوی سوخت‌های جایگزین تقویت می شود.
در ایران اولین گزینه تامین سوخت مایع به‌منظور جلوگیری از خاموشی گسترده در فصل زمستان، اتکا به گازوئیل است.
این گزینه یعنی استفاده از گازوئیل در واحدهای نیروگاهی با وجود اینکه ضرر و زیان اقتصادی فراوانی را برای کشور به همراه دارد، زیرا گازوئیل از منابع تأمین ارز کشور با استفاده از صادرات است، می‌تواند افزون بر پوشش مسئله قطعی برق جلوگیری کند.
قطعی برق و آلودگی هوا در زمستان
دو دلیل عمده در پیدایش این اتفاق در فصل زمستان ناتوانی در تامین سوخت نیروگاهی و روی آوردن نیروگاه ها به سوخت های مایع از جمله مازوت و همچنین مدیریت بحران نامطلوب در قالب مواردی از جمله بی‌توجهی نسبت به مدیریت مصرف انرژی از طریق بهینه‌سازی مصرف و کاهش اتلاف شبکه، عدم توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر و بی‌توجهی نسبت به مخازن انرژی کشور وتعرفه‌گذاری غلط می باشد.
جلوگیری از قطعی برق در فصل سرد به روزانه ۱۷۷ میلیون لیتر گازوئیل نیاز دارد. یعنی در سه ماه زمستان بالغ بر 5/10 میلیارد لیتر گازوئیل نیاز است تا دچار قطعی برق در فصل سرد سال نشویم.
تصویر 2: سهم منابع انرژی در تامین برق کشور
با بررسی چندین علت در نهایت به این نتیجه خواهیم رسید که صنعت برق راهی به جز استفاده از مازوت ندارد. یکی از عمده ترین دلایل، فرسودگی زیرساخت های گازی می باشد. هدر رفتن گاز طبیعی در پالایشگاه ها به میزان کل صادرات گاز کشور نیز دومین علتی است که می توان به آن اشاره کرد.
بر اساس آمارها توليد ناويژه سالانه نيروگاه هاي بخاري در كشور طي سال هاي 84 تاكنون روندي نوساني داشته و در سال هاي اخير اين ميزان كاهش يافته است. در حالي كه مصرف مازوت در نيروگاه هاي بخاري كشور روندي افزايشي داشته و از سال 84 تاكنون اين مقدار تقريباً 5/2 برابر شده است.
اثرات سوختن مازوت بر سلامتی شهروندان
در اثر سوزاندن مازوت و سایر سوخت‌های گوگردی، سولفات‌ها و نیترات‌هایی به شکل آئروسول یا ذرات بسیار ریز یعنی ذرات معلق هوا به وجود می آیند. این ذرات معلق که شامل SOx، NOx، ذرات معلق (PM) و فلزات سنگین در هوا می باشند، با تشدید آلودگی هوا منجر به آسیب‌های زیست محیطی و بهداشتی می‌شوند. اثرات ناشی از شست و شو، تبخیر، ذوب، تجزیه، اکسیداسیون، هیدراتاسیون و سایر واکنش های شیمیایی. علاوه بر این، خاکستر بادی، در هر دو شکل مرطوب و خشک، بسیج می شود و اثرات شدیدی از جمله بدشکلی استخوان و اختلال عملکرد کلیه، به ویژه با قرار گرفتن در معرض رادیونوکلئیدها را ایجاد می کند. در اثر سوزاندن مازوت، گاز SO2 که گازی سمی است تولید می شود که در غلظت های بالا کشنده خواهد بود. این گاز در غلظت‌های پایین‌تر، مشکلات تنفسی، قرمزی چشم، درد قفسه سینه و افزایش احتمال بروز بیماری‌های قلبی و تنفسی را به همراه دارد.
از آنجا كه در سال هاي اخير ظرفيت نصب شده در بخش بخاري تقريبا ثابت مانده و با توجه به توليد ناويژه سالانه و افزايش مصرف مازوت در نيروگاه هاي بخاري، پيش بيني مي شود كه ميزان آلاينده هاي زيست محيطي کشور نيز افزايش يافته باشد.
توليد CO2) بر حسب گرم بر كيلو وات ساعت) نيز در سال هاي اخير با افزايش مصرف مازوت بيشتر شده است كه اين موضوع نيز بديهي است، چرا كه به سبب بالاتر بودن نسبت كربن به هيدروژن سوخت هاي مايع در مقايسه با گاز طبيعي، ميزان انتشار دی-اكسيدكربن نيز بيشتر مي شود. توليد اين گاز باعث گرم ترشدن كره زمين شده و خطراتي براي لايه ازن به دنبال دارد.
با مقایسه تولید کربن دی اکسید در نیروگاه های زغال سوز آمریکا با تغييرات انتشار دي اكسيدكربن در نيروگاه هاي بخاري داخل كشور مي توان به اين نتيجه رسيد كه علي رغم مقدار زياد آلايندگي دي اكسيدكربن نيروگاه هاي آمريكا نسبت به نيروگاه هاي بخاري ايران، ميزان آلايندگي در حدود 23 گرم بر كيلو وات (در حدود 2 درصد) طي 10 سال افزايش پيدا كرده در حالي كه ميزان افزايش آلايندگي كربني نيروگاه هاي بخاري داخلي در حدود 60 گرم بر كيلو وات ساعت (در حدود 10 درصد) طي 10 سال مي باشد.
به منظور كاهش آلاينده هاي زيست محيطي از نيروگاه هاي بخاري بايد راهكارهايي انديشيده شود. با مقايسه ميزان انتشار آلاينده هاي زيست محيطي در نيروگاه هاي بخاري با كشورهاي پيشرفته دنيا مانند آمريكا، آمارها نشان دهنده آن است كه عليرغم استفاده آن¬ها از سوخت زغال سنگ با درصد گوگرد بالاتر نسبت به مازوت، در سال هاي اخير ميزان آلاينده هاي زيست محيطي كنترل شده و يا روند كاهشي داشته است.
راهکارهای ارائه شده
برای حذف سوختن مازوت در نیروگاه ها و کارخانه ها باید مشکلات هدر رفت و تولید گاز برطرف شود که به دلیل ضعف های مدیریتی، دسترسی به این مهم در حال حاضر امکان پذیر نیست.
اما از آنجا که مشتقات گوگرد موجود در مازوت اصلی‌ترین عامل آلودگی این فرآورده نفتی هستند، از این رو حذف این عناصر می‌تواند تا ۹۰ درصد از آلودگی‌های انتقال‌یافته به هوا را کاهش دهد.
با استناد به آمارنامه های تفضیلی صنعت برق ایران و ترازنامه های انرژی ایران، افزايش راندمان نيروگاه هاي بخاري تاثير بسزايي در كاهش توليد آلاينده دي اكسيدكربن دارد. لذا به منظور كاهش آلاينده ها، بايد عملكرد و راندمان نيروگاه هاي بخاري از طريق تنظيم و بهينه سازي اجزای سيكل بهبود پيدا كرده و احداث نيروگاه های بخاري با راندمان بالا در دستور كار قرار گيرد.
از طرف ديگر نياز است تا سوءمصرف مازوت (شاخص مصرف مازوت بالاي 45/0) در نيروگاه ها به دليل ايجاد استهلاك بيشتر در مقايسه با سوخت گاز طبيعي (كاهش بيشتر ضريب بهره برداري و راندمان نيروگاه هاي بخاري و در نتيجه كاهش ظرفيت توليد ناويژه) به حداقل مقدار ممكن رسيده و در صورت مصرف سوخت سنگين مازوت از فناوري هايي جهت كاهش انتشار آلاينده و بهبود فرايند احتراق و كاهش اثرات استهلاكي آن استفاده نمود.
با توجه به اندازه گيري هاي انجام شده در بسياري از نيروگاه هاي بخاري، براي جلوگيري از احتراق ناقص درصورت استفاده از سوخت مازوت، به دليل سنگيني و پيچيدگي بيشتر نسبت به گاز طبيعي نياز به درصد هواي اضافي بيشتري مي باشد.
شايان ذكراست كه به ازاي هر 22 درجه افزايش دماي گازهاي خروجي اگزوز ميزان راندمان 5/0 درصد كاهش مي يابد. جهت جلوگيري از انتشار آلاينده محيطي SOxدر صورت مكان بايد گوگرد و عناصر مضر سوخت مازوت در پالايشگاه ها مهار شود و يا باید از سيستم هايي نظير FGD (سيستم سولفور زدايي) استفاده كرد. همچنين روش هايي مانند ترکیب افزودني هایی با سوخت مازوت و يا استفاده از امولسيون سوخت و آب نيز مي تواند براي احتراق بهتر سوخت مازوت و مهار عناصر مضر و خورنده سوخت مازوت مانند واناديوم، سديم و ... مفيد باشد.
