エネルギー回収技術における最高の進歩

Dec 15, 2023

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2025 年までに、世界の廃棄物は 1 日あたり 600 万トンに達すると予想されており、その多くはそのまま埋め立て地に捨てられることになります。

米国だけでも、毎年 1 億 4,000 万トンの廃棄物が埋立地に捨てられています。 埋め立て廃棄物は腐ったまま放置されると、土壌、水源、植物を汚染する副産物を生成します。 埋め立て地では、二酸化炭素、水蒸気、微量の酸素、窒素、水素などのガスも生成され、スモッグを発生させて気候変動の一因となる可能性があります。

エネルギー回収は、廃棄物発電 (WtE) 技術によって廃棄物残留物中の化学物質を電気、熱、燃料などの実用的なエネルギー形態に変換する廃棄物処理プロセスです。

WtE テクノロジーは、再生不可能な廃棄物を処理して環境へのダメージを軽減し、持続可能なエネルギーを生成できます。 廃棄物を埋め立て地に直接送るよりも良い選択肢ですが、可能な限り再利用、再生、リサイクルを優先する必要があることに注意してください。

現在市場には 3 つの主要なタイプの WtE テクノロジーがあります。

熱変換 WtE は現在最も一般的です。 直接燃焼 (焼却) では、都市固形廃棄物 (ゴミ) の流れからの非リサイクル材料が発電用の蒸気を生成します。 直接燃焼を促進する技術には、大量燃焼施設、モジュール式システム、廃棄物由来燃料システムなどがあります。

この密閉され制御された燃焼プロセスにより、埋め立て予定の固形廃棄物の量が削減され、再生可能エネルギー源が生成されます。 ただし、直接燃焼は MSW の発熱量が高い場合にのみ実行可能な選択肢であるため、多くの場合、熱化学技術が好まれます。

熱エネルギー回収と同様に、この変換プロセスは高温を使用してエネルギーを抽出します (ガス化、熱分解、液化などの技術によって) が、通常ははるかに効率的です。

たとえば、ガス化では、ガスタービンやエンジンで簡単に燃焼できる合成ガスが生成され、約 30% 効率の高い電力を生成します。 直接燃焼によって生成された熱エネルギーを使用すると蒸気タービンを駆動できますが、効率は 15 ～ 27% にすぎません。

別の例を挙げると、「プラスチックから燃料へ」としても知られる熱分解は、MSW からリサイクルされたプラスチックを合成原油に変換します。 これはさらに精製されて、ディーゼル燃料、ガソリン、灯油、またはワックスになります。

この変換プロセスでは、廃棄物の生分解を通じてエネルギーを抽出します。 たとえば、バイオガスは嫌気性消化 (AD) によって抽出できます。

AD は、動物の糞尿などの農業廃棄物の変換に一般的に適用されますが、廃水の生物固形物や食品廃棄物の分解にも適用できます。 廃棄物が微生物群集を含む反応器に入れられると、分解されてバイオガスが生成されます。 バイオガス エネルギーは、天然ガスと同様に、熱を提供し、発電し、冷却システムに電力を供給するために使用できます。

画像クレジット: Belish / Shutterstock.com