De afval-energiesector maakt gebruik van verschillende afvalverwerkingsmethoden. Vast stedelijk en industrieel afval wordt omgezet in elektriciteit en soms in warmte voor industriële verwerking en stadsverwarming. Het belangrijkste proces is natuurlijk verbranding, maar tussenstappen als pyrolyse, vergassing en anaërobe vergisting worden soms gebruikt om het afval om te zetten in nuttige bijproducten die vervolgens worden gebruikt om stroom op te wekken via turbines of andere apparatuur. Deze technologie krijgt wereldwijd steeds meer erkenning als een groenere en schonere vorm van energie dan de traditionele verbranding van fossiele brandstoffen, en als een middel om de afvalproductie te verminderen.
Soorten energie uit afval
Verbranding
Verbranding is een afvalverwerkingsproces waarbij energierijke stoffen in afvalmaterialen worden verbrand, meestal bij hoge temperaturen van ongeveer 1000 graden Celsius. Industriële installaties voor afvalverbranding worden gewoonlijk afval-tot-energie-installaties genoemd en zijn vaak grote elektriciteitscentrales. Verbranding en andere systemen voor afvalverwerking bij hoge temperatuur worden vaak omschreven als "thermische behandeling". Tijdens het proces wordt afval omgezet in warmte en stoom die kan worden gebruikt om een turbine aan te drijven om elektriciteit op te wekken. Deze methode heeft momenteel een rendement van ongeveer 15-29%, hoewel er ruimte is voor verbetering.
Pyrolyse
Pyrolyse is een ander afvalverwerkingsproces waarbij de ontbinding van vast koolwaterstofafval, meestal kunststoffen, plaatsvindt bij hoge temperaturen zonder zuurstof in een atmosfeer van inerte gassen. Deze behandeling vindt gewoonlijk plaats bij een temperatuur van 500 °C of meer, zodat er voldoende warmte is om de langeketenmoleculen, waaronder biopolymeren, te ontleden tot eenvoudiger koolwaterstoffen met een lagere massa.
Vergassing
Dit proces wordt gebruikt om van zwaardere brandstoffen en van afval dat brandbaar materiaal bevat, gasvormige brandstoffen te maken. Bij dit proces worden koolstofhoudende stoffen bij hoge temperatuur omgezet in kooldioxide (CO2), koolmonoxide (CO) en een kleine hoeveelheid waterstof. Bij dit proces ontstaat gas dat een goede bron van bruikbare energie is. Dit gas kan vervolgens worden gebruikt om elektriciteit en warmte te produceren.
Plasmaboogvergassing
Bij dit proces wordt een plasmatoorts gebruikt om energierijk materiaal te ioniseren. Er wordt syngas geproduceerd dat vervolgens kan worden gebruikt om meststof te maken of elektriciteit op te wekken. Deze methode is meer een afvalverwijderingstechniek dan een serieuze manier om gas te produceren, en verbruikt vaak evenveel energie als het geproduceerde gas kan opleveren.
Redenen voor Afval naar Energie
Aangezien deze technologie wereldwijd steeds meer erkenning krijgt met betrekking tot afvalproductie en de vraag naar schone energie.
- Vermijdt methaanemissies van stortplaatsen
- compenseert de uitstoot van broeikasgassen door de productie van elektriciteit uit fossiele brandstoffen
- Recupereert en recyclet waardevolle grondstoffen, zoals metalen
- Produceert schone, betrouwbare energie en stoom op basisniveau
- Gebruikt minder land per megawatt dan andere hernieuwbare energiebronnen
- Duurzame en stabiele hernieuwbare brandstofbron (in vergelijking met wind en zon)
- Vernietigt chemisch afval
- resulteert in lage emissieniveaus, doorgaans ver onder de toegestane niveaus
- Katalytisch vernietigt stikstofoxiden (NOx), dioxinen en furanen met behulp van een selectieve katalytische reductie (SCR).
Wat zijn de gasgevaren?
Er zijn vele processen om afval in energie om te zetten, zoals biogasinstallaties, afvalverwerking, percolaatbassin, verbranding en warmteterugwinning. Al deze processen brengen gasgevaren met zich mee voor degenen die in deze omgevingen werken.
In een biogasinstallatie wordt biogas geproduceerd. Dit wordt gevormd wanneer organische materialen zoals landbouw- en voedselafval worden afgebroken door bacteriën in een zuurstofarme omgeving. Dit is een proces dat anaerobe vergisting wordt genoemd. Wanneer het biogas is opgevangen, kan het worden gebruikt om warmte en elektriciteit te produceren voor motoren, microturbines en brandstofcellen. Het is duidelijk dat biogas een hoog methaangehalte heeft en ook veel waterstofsulfide (H2S). (Lees onze blog voor meer informatie over biogas). Er is een verhoogd risico op brand en explosie, gevaar voor besloten ruimtes, verstikking, zuurstofgebrek en gasvergiftiging, meestal doorH2Sof ammoniak (NH3). Werknemers in een biogasinstallatie moeten persoonlijke gasdetectoren hebben die brandbaar gas, zuurstof en giftige gassen zoalsH2Sen CO detecteren en controleren.
Binnen een afvalinzameling is het gebruikelijk brandbaar gas methaan (CH4) en giftige gassenH2S, CO en NH3 aan te treffen. Dit komt doordat vuilnisbunkers enkele meters onder de grond zijn gebouwd en gasdetectoren meestal hoog zijn gemonteerd, waardoor deze detectoren moeilijk te onderhouden en te ijken zijn. In veel gevallen is een bemonsteringssysteem een praktische oplossing, omdat luchtmonsters naar een geschikte locatie kunnen worden gebracht en daar kunnen worden gemeten.
Percolaat is een vloeistof die wegvloeit (lekt) uit een ruimte waarin afval wordt verzameld, waarbij percolaatpoelen een reeks gasgevaren met zich meebrengen. Deze omvatten het risico van brandbaar gas (explosiegevaar),H2S(gif, corrosie), ammoniak (gif, corrosie), CO (gif) en een ongunstig zuurstofgehalte (verstikking). Het percolaatbassin en de gangen die naar het percolaatbassin leiden, vereisen bewaking van CH4,H2S, CO, NH3, zuurstof (O2) enCO2. Langs de routes naar het percolaatbassin moeten verschillende gasdetectoren worden geplaatst, waarvan de output wordt aangesloten op externe controlepanelen.
Verbranding en warmteterugwinning vereisen de detectie van O2 en de giftige gassen zwaveldioxide (SO2) en CO. Al deze gassen vormen een bedreiging voor degenen die in ketelhuizen werken.
Een ander proces dat als gasgevaarlijk wordt aangemerkt is een luchtwasser. Het proces is gevaarlijk omdat het rookgas van verbranding zeer giftig is. Het bevat namelijk verontreinigende stoffen zoals stikstofdioxide (NO2), SO2, waterstofchloride (HCL) en dioxine. NO2 en SO2 zijn belangrijke broeikasgassen, terwijl HCL al deze hier genoemde gassoorten schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid.
Voor meer informatie over de afval-energiesector, bezoek onze industrie pagina.
