أكثر من المطلوب

يجب تغليف جميع المعدات الميكانيكية الموفرة للطاقة المذكورة أعلاه وربطها ببعضها البعض على مسافة قصيرة دون فقدان للطاقة. ولهذا الغرض، يلزم إنشاء مبنى معقد مزود بالمعدات التقنية المناسبة (الإضاءة، السباكة، إلخ) ليوفر للمنشأة غلافًا مقاومًا للعوامل الجوية، عازلًا للصوت، ومخفضًا للروائح. لا يخدم الجزء الإنشائي من محطة الحرق كفاءة الطاقة بشكل خاص ولم يتم أخذه في الاعتبار عند حساب التكاليف المؤهلة للحصول على المساعدة.

لإعداد الوقود لحرق حمأة الصرف الصحي، يلزم في الخطوة الأولى وجود محطة لتجفيف حمأة الصرف الصحي. وعادة ما يتم تركيب هذه المحطة على مستوى سطح الأرض في موقع المنشأة. وتوجد محطة من هذا النوع بالفعل في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في ماينز. ولكن هذا يتطلب نقل الحمأة المجففة باستخدام مضخات مواد كثيفة تستهلك طاقة كبيرة. لأسباب تتعلق بكفاءة الطاقة، تم تخطيط إنشاء محطة جديدة لتجفيف حمأة الصرف الصحي أكثر كفاءة في الطابق العلوي من محطة الحرق، لتحل محل محطة التجفيف القديمة، بحيث يمكن أن تسقط الحمأة المجففة في خزان الحمأة دون استهلاك كبير للطاقة. وبذلك يتم توفير حوالي 1763 ميجاوات ساعة كهربائية في السنة أو 940 طن من ثاني أكسيد الكربون في السنة.

عادةً ما يتم ضخ الحمأة المجففة الموردة من صومعة التخزين إلى الصومعة باستخدام مضخات المواد السميكة عالية الاستهلاك للطاقة، ثم من الصومعة إلى مجفف الحمأة. في محطة الحرق الجديدة في ماينز، من المقرر استخدام حل أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة مع نظام رافعة مزودة بخطاف. سيؤدي ذلك إلى توفير حوالي 2624 ميجاوات ساعة كهربائية في السنة أو 1400 طن من ثاني أكسيد الكربون في السنة.

بعض محطات حرق حمأة الصرف الصحي الحالية تحرق الحمأة غير المجففة في فرن طبقة مؤلفة من الهواء الساخن ولا يمكنها إجراء حرق ذاتي بسبب المحتوى المائي العالي في الحمأة. ولهذا الغرض، يجب تزويد الفرن بالوقود الأحفوري. في المحطة المخطط إنشاؤها في ماينز، من المقرر استخدام مجففين رقيقين موفرين للطاقة يتم تسخينهما بواسطة بخار التوربينات، مما يجعل من غير الضروري تزويد الفرن بالوقود الأحفوري بشكل مستمر. سيتم توفير حوالي 952 ميجاوات ساعة من الكهرباء و 2094 ميجاوات ساعة من الطاقة الحرارية، أي ما مجموعه 1630 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا في المجففين. علاوة على ذلك، فإن شراء أو وجود المجفف ذي الطبقة الرقيقة هو ما يجعل من الممكن في المقام الأول توفير التدفئة عن بعد لـ 2000 أسرة على الأقل في ماينز. ويتم توفير حوالي 36900 ميجاوات ساعة حرارية في السنة و 7450 طن من ثاني أكسيد الكربون في السنة.

تقوم جميع محطات حرق حمأة الصرف الصحي تقريبًا بحرق الحمأة في فرن طبقة مؤلفة من طبقة واحدة. في ماينز، يتم حرق الحمأة المجففة بنسبة تصل إلى 45٪ في فرن طبقة مؤلفة من طبقتين، تم تطويره خصيصًا ليكون موفرًا للطاقة. وهذا يتيح استخدام مراوح أكثر توفيرًا للطاقة، وفي الوقت نفسه تقليل انبعاثات أكسيد النيتروجين وغازات الدفيئة في شكل غاز الأكسيد النيتريك بنحو 16,7 طن N2O/سنة و5190 طن CO2/سنة.

في المنشأة المخطط لها، تم طلب تركيبة من المعدات مع غلاية بخار عالية الضغط موفرة للطاقة تم تطويرها لتتناسب مع الفرن ذي الطبقة المائعة، والتي تضمن ضغط بخار عاليًا فريدًا من نوعه وفعالية أكبر في إنتاج البخار لحرق حمأة الصرف الصحي.

يتم تحويل هذا البخار المتجدد إلى طاقة كهربائية في مولد توربيني عالي الكفاءة من حيث استهلاك الطاقة، وذلك بفضل تصميمه الخاص. يتم استخدام 80% من الطاقة الكهربائية كطاقة خاصة لمحطة الحرق. يتم توفير 20% من الطاقة الكهربائية الفائضة كمصدر طاقة متجددة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي في ماينز، مما يؤدي إلى تحقيق الحياد الطاقي هناك. يتم توفير 426 ميجاوات ساعة من الكهرباء و 1148 ميجاوات ساعة من الحرارة في الفرن ذي الطبقة المحمرة. بفضل غلاية البخار عالية الضغط والمولد التوربيني، أصبح من الممكن توليد طاقة متجددة تبلغ حوالي 11480 ميجاوات ساعة. يتم توفير ما لا يقل عن 6600 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا بفضل الفرن والغلاية والتوربين.

تعمل معظم محطات حرق حمأة الصرف الصحي في تنقية الغازات الدخانية بعد الفلتر الكهربائي، حيث يتم فصل أكثر من 99.9٪ من الرماد، في ما يسمى بالغسل الرطب. وفي هذا السياق، يتم استخدام مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية الرطبة، التي يتم تغذيتها كمياه صرف ملوثة إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي، حيث يتم تنظيفها باستخدام طاقة مكثفة. في ماينز، سيتم في المستقبل استخدام عملية تنقية الغازات العادمة شبه الجافة الأكثر كفاءة من حيث الطاقة. وبذلك، سيتم توفير ما لا يقل عن 492 ميجاوات ساعة كهربائية سنويًا في عملية تنقية الغازات العادمة الجافة، بالإضافة إلى كميات كبيرة أخرى من الكهرباء في محطة معالجة مياه الصرف الصحي. وهذا يعادل توفيرًا إضافيًا في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون يبلغ 260 طنًا سنويًا.

من المهم بشكل خاص الإشارة إلى أن النظر إلى المنشأة ككل هو ما يتيح توفير 2160 طنًا من ثاني أكسيد الكربون سنويًا في نقل حمأة الصرف الصحي وإنتاج طاقة حرارية متجددة لحوالي 4000 أسرة في ماينز.