Το αέριο χωματερής παράγεται κατά τη διάρκεια της αναερόβιας αποσύνθεσης των οργανικών ουσιών που βρίσκονται σε αστικά στερεά απόβλητα και εμπορικά και βιομηχανικά απόβλητα, τα οποία απορρίπτονται σε χώρους υγειονομικής ταφής. Ανάλογα με τον σχεδιασμό της χωματερής και τη διαχείρισή της, καθώς και τη σύσταση, τον βαθμό συμπύκνωσης, την υγρασία των αποβλήτων και διάφορους άλλους παράγοντες, χιλιάδες χωματερές παγκοσμίως είναι διαθέσιμες για τη συλλογή και τη χρήση αυτής της πολύτιμης πηγής ανανεώσιμης ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Το αέριο χωματερής, όταν απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα, περιέχει μεθάνιο, το οποίο είναι ένα ισχυρό αέριο θερμοκηπίου, 21 φορές πιο ισχυρό από το διοξείδιο του άνθρακα. Συνεπώς, η αποτροπή της απελευθέρωσής του στην ατμόσφαιρα και η χρήση του ως πηγή ανανεώσιμου καυσίμου αποτελεί μια αμοιβαία ωφέλιμη κατάσταση.
Συλλογή Αερίου Χωματερής
Για την αποκατάσταση της χωματερής, η οποία θα εμποδίζει τα αέρια θερμοκηπίου να απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα και θα αποτρέπει τις έντονες οσμές και πυρκαγιές, το αέριο πρέπει να αντλείται συνεχώς κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες. Διάτρητοι αγωγοί διανοίγονται στην περιοχή της χωματερής και διασυνδέονται μέσω ενός συστήματος σωληνώσεων. Με τη χρήση ενός φυσητήρα, το αέριο αναρροφάται από την χωματερή. Ένα κατάλληλα σχεδιασμένο σύστημα συλλογής αερίου επιτρέπει την ευέλικτη δέσμευση του αερίου της χωματερής από διάφορα σημεία της με μικρό ποσοστό υψηλών θερμοκρασιών , εκπλυμάτων, συμπυκνωμάτων και περιεχομένου αέρα – διασφαλίζοντας έτσι έναν οικονομικό τρόπο συλλογής καθώς και μία σταθερή ποιότητα αερίου χωματερής. Διάφορες τεχνικές εταιρείες ειδικεύονται σε αυτό τον τομέα και προσφέρουν τις υπηρεσίες τους σε παγκόσμια κλίμακα.
Σύσταση Αερίου ΧΥΤΑ
Η σύσταση του αερίου χωματερής και οι ρυθμοί παραγωγής επηρεάζονται κυρίως από τα απόβλητα, τα οποία έχουν απορριφθεί στον χώρο υγειονομικής ταφής σε συνδυασμό με τις ατμοσφαιρικές συνθήκες. Τα αστικά στερεά απόβλητα περιέχουν 150-250 κιλά οργανικού άνθρακα ανά τόνο, ο οποίος μετατρέπεται από μικροοργανισμούς σε αέριο χωματερής μέσω αναερόβιων διαδικασιών.
Ο σχηματισμός του αερίου επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες όπως η σύσταση των αποβλήτων, το ύψος και την πυκνότητα του αποθηκευτικού χώρου της χωματερής, τη θερμοκρασία του αέρα, την ατμοσφαιρική πίεση και το ύψος των βροχοπτώσεων. Η παραγωγή του αερίου χωματερής ξεκινά λίγο μετά από την απόρριψη των αποβλήτων στη χωματερή και μπορεί να διαρκέσει από 15 έως 25 έτη. Η συνεχής μείωση του όγκου του αερίου χωματερής μπορεί να αντισταθμιστεί μέσω της απόρριψης επιπλέον αποβλήτων σε εκείνη την περίοδο. Με τη θερμαντική του αξία να κυμαίνεται από 3,5 έως 5,5 kWh Nm3 (35-55% μεθάνιο), το αέριο χωματερής αποτελεί ένα καύσιμο υψηλής αξίας για τις μηχανές αερίου, το οποίο μπορεί να αξιοποιηθεί αποτελεσματικά για την παραγωγή ενέργειας.
| Συστατικά αερίου ΧΥΤΑ | Σύσταση (κατ’όγκο) |
| Μεθάνιο (CH4) | 35-55% |
| Διοξείδιο του άνθρακα (CO2) | 30-44% |
| Άζωτο (N2) | 5-25% |
| Οξυγόνο (O2) | 0-6% |
| Υδρατμοί | Κορεσμένοι |
Συνεπώς, 1 εκατομμύριο τόνων αστικών στερεών αποβλήτων παράγουν 1,7-2,5 εκατομμύρια m3 συλλέξιμου μεθανίου, αρκετό για την τροφοδότηση μιας μηχανής αερίου χωρητικότητας 850-1,250 kWe παράγοντας από 6.500 έως 10.000MWh ηλεκτρικής ενέργειας ανά έτος. Αυτό ισούται με τη μέση ενεργειακή απαίτηση 1.500-2.200 ευρωπαϊκών νοικοκυριών.
Μηχανές αερίου ΧΥΤΑ Jenbacher
Η ευρεία γκάμα μηχανών αερίου χωματερής Jenbacher είναι ειδικά σχεδιασμένη για λειτουργία υπό πλήρες φορτίο με υψηλή απόδοση και διαθεσιμότητα, παρά την χαμηλή θερμογόνο αξία και τη μεταβαλλόμενη ποιότητα και πίεση αερίου. Η υψηλή ποιότητα και τα ειδικά σχεδιασμένα εξαρτήματα των μηχανών αντιστέκονται στους ρύπους, οι οποίοι βρίσκονται συνήθως σε αυτού του είδους τα καύσιμα. Πριν την τροφοδότησή του στις μηχανές αερίου, το αέριο χωματερής χρειάζεται να αποξηρανθεί και να συμπιεστεί. Σοβαροί ρύποι όπως τα σιλοξάνια, εάν ξεπερνούν συγκεκριμένα όρια σε ποσότητα, θα πρέπει να αφαιρούνται από φίλτρα ενεργού άνθρακα ή άλλες τεχνολογίες. Αυτά τα μέτρα όχι μόνο αυξάνουν σημαντικά τη διαθεσιμότητα του παραγωγού, αλλά μειώνουν επίσης και τις λειτουργικές δαπάνες.
Λόγω του ότι οι χωματερές συνήθως βρίσκονται κοντά σε μεγάλες πόλεις, τα πρότυπα εκπομπών γίνονται όλο και αυστηρότερα σε πολλές χώρες. Προκειμένου να συμμορφωθεί με τέτοιου είδους πρότυπα, ολόκληρο το σύστημα πρέπει να ελέγχεται από τις συνθήκες των αερίων καυσίμων μέχρι και την εγκατάσταση ενός συστήματος διαχείρισης καυσαερίων, αν χρειαστεί.. Η Clarke Energy δεσμεύεται να παρέχει όχι μόνο μηχανές αερίου αλλά και βοηθητικό εξοπλισμό και υποστήριξη για ολοκληρωμένες λύσεις, από τους συζευκτήρες αερίου μέχρι τη σύνδεση δικτύου.
Πλεονεκτήματα
- Ομαλή λειτουργία παρά τη χαμηλή θερμογόνο αξία και τις διακυμάνσεις στη σύσταση και πίεση αερίου.
- Ηλεκτρική απόδοση έως και 45%, και απόδοση έως και 90% στην περίπτωση της συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας.
- Μονάδες κοντέινερ χαμηλού βάρους, εύκολες στη μεταφορά και διαμορφώσιμες ανάλογα με τη χωρητικότητα του έργου.
- Βασικός σχεδιασμός και υποστήριξη για την επεξεργασία αερίου, όπου χρειάζεται.
- Σύστημα CLAIR: Ολοκληρωμένη λύση μετεπεξεργασίας καυσαερίων που τηρεί τα πρότυπα της κάθε χώρας.
- Ευέλικτα συμφωνητικά συντήρησης.
- Εναλλακτικός τρόπος απόρριψης προβληματικών αερίων με παράλληλη αξιοποίησή τους ως πηγή ενέργειας.
- Έσοδα για την παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας με την τροφοδότησή τους στο δημόσιο δίκτυο.
- Πιστώσεις άνθρακα για τη μείωση των εκπομπών μεθανίου ή ειδικές τιμολογήσεις της ανανεώσιμης ενέργειας.
Οι ικανότητές μας
Η Clarke Energy έχει εγκαταστήσει και θέσει σε λειτουργία σχεδόν 1GW εξοπλισμού παραγωγής αερίου χωματερής παγκοσμίως και είναι μία από τις ηγετικές εταιρείες σε αυτό τον τομέα. Οι ομάδες προϊόντων της Clarke Energy και της Jenbacher προσφέρουν ένα απαράμιλλο εύρος τεχνογνωσίας, αναφορών και λύσεων. Αυτές οι μονάδες παράγουν σχεδόν 11 εκατομμύρια MWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, αρκετή για να παρέχει ρεύμα σε πάνω από 2,7 εκατομμύρια ευρωπαϊκά σπίτια. Επίσης, με τη δέσμευση του αερίου χωματερής αντί της άμεσης εκπομπής του στην ατμόσφαιρα καθώς και τη χρήση του για την παραγωγή ενέργειας στη θέση των ορυκτών καυσίμων, οι μηχανές αυτές μπορούν να μειώσουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου κατά περίπου 40 εκατομμύρια τόνους ισοδύναμων CO2 κάθε χρόνο. Η ποσότητα της εξοικονόμησης εκπομπών αερίων θερμοκηπίου ισούται με ετήσιες εκπομπές σχεδόν 22 εκατομμύρια ευρωπαϊκών επιβατικών αυτοκινήτων.