Verimlilik önlemleri

Kanalizasyon çamurunun yakılması için yakıt hazırlığı kapsamında ilk adım olarak bir kanalizasyon çamuru susuzlaştırma tesisi gereklidir. Bu tesis genellikle tesis arazisi içinde zemin seviyesinde kurulur. Mainz Arıtma Tesisinde halihazırda böyle bir tesis mevcuttur; ancak bu durumda, susuzlaştırılmış çamurun enerji yoğun kalın çamur pompalarıyla daha ileri bir noktaya taşınması gerekecektir. Enerji verimliliği nedenleriyle, eski susuzlaştırma tesisinin yerine, yakma tesisinin üst katında yeni ve daha enerji verimli bir kanalizasyon çamuru susuzlaştırma tesisi planlanmıştır. Böylece, susuzlaştırılmış çamur, fazla enerji harcamadan çamur silosuna düşebilir. Bu sayede, yıllık yaklaşık 1.763 MWh elektrik ve 940 ton CO2 tasarrufu sağlanacaktır.

Genellikle, tesise getirilen susuzlaştırılmış arıtma çamuru, enerji tüketimi yüksek kalın çamur pompalarıyla teslimat haznesinden siloya, ardından da silodan arıtma çamuru kurutucusuna pompalanır. Mainz'daki yeni yakma tesisinde, bir kıskaçlı vinç sistemi ile daha enerji verimli bir çözüm planlanmaktadır. Bu sayede yıllık yaklaşık 2.624 MWh elektrik ve 1.400 ton CO2 tasarrufu sağlanacaktır.

Mevcut bazı kanalizasyon çamuru yakma tesisleri, kurutulmamış kanalizasyon çamurunu akışkan yataklı fırında yakmaktadır ve çamurdaki yüksek su içeriği nedeniyle ototermik yanma sağlayamamaktadır. Bu nedenle fırına fosil yakıtlar beslenmek zorundadır. Mainz'da planlanan tesiste, türbinin egzoz buharı ile ısıtılan iki adet enerji verimli ince tabaka kurutucu öngörülmüştür; bu sayede fırına sürekli fosil yakıt beslemesi gereksiz hale gelmektedir. İki kurutucuda yaklaşık 952 MWh/yıl elektrik ve yaklaşık 2.094 MWh/yıl ısı enerjisi, yani toplamda 1.630 tCO2/yıl tasarruf edilmektedir. Ayrıca, ince tabaka kurutucunun satın alınması veya mevcut olması sayesinde, Mainz'da en az 2.000 haneye bölgesel ısıtma sağlanması mümkün hale gelmektedir. Bu sayede yaklaşık 36.900 MWh th/yıl veya 7.450 tCO2/yıl daha tasarruf edilmektedir.

Neredeyse tüm atık su çamuru yakma tesisleri, atık su çamurunu tek aşamalı bir akışkan yataklı fırında yakmaktadır. Mainz'da ise %45'e kadar kurutulan atık su çamuru, daha sonra özel olarak geliştirilmiş, enerji verimli, iki aşamalı bir akışkan yataklı fırında ototermik olarak yakılmaktadır. Bu, daha az enerji tüketen üfleyiciler kullanılmasına olanak tanır ve aynı zamanda azot oksit ve azot oksit gazı formundaki sera gazı emisyonlarını sırasıyla yaklaşık 16,7 tN2O/yıl ve 5.190 tCO2/yıl oranında azaltır.

Planlanan tesiste, akışkan yataklı fırına uygun olarak geliştirilmiş, enerji verimli bir yüksek basınçlı buhar kazanı içeren bir tesis kombinasyonu sipariş edildi; bu kazan, atık su çamurunun yakılması için benzersiz derecede yüksek bir buhar basıncı ve daha verimli bir buhar verimi garanti ediyor.

Bu rejeneratif olarak üretilen buhar, tasarımından dolayı özellikle enerji verimli olan bir türbin jeneratöründe elektrik enerjisine dönüştürülür. Elektrik enerjisinin %80’i, yakma tesisinin kendi elektrik ihtiyacı için kullanılır. Geri kalan %20’lik elektrik fazlası, Mainz arıtma tesisine rejeneratif enerji olarak aktarılır ve bu da tesisin enerji açısından nötr olmasını sağlar. Döner tabakalı fırında yıllık 426 MWh elektrik ve 1.148 MWh ısı tasarrufu sağlanmaktadır. Yüksek basınçlı buhar kazanı ve türbin jeneratörü sayesinde, yıllık yaklaşık 11.480 MWh ölçeğinde yenilenebilir elektrik üretimi mümkün olmaktadır. Fırın, kazan ve türbin sayesinde yılda en az 6.600 ton CO2 tasarrufu sağlanmaktadır.

Çoğu atık su çamuru yakma tesisi, külün %99,9'undan fazlasının zaten ayrıştırıldığı elektrofiltreden sonra, duman gazı arıtımında "ıslak yıkama" olarak adlandırılan bir işlem uygulamaktadır. Bu işlemde çok çeşitli ıslak kimyasallar kullanılmaktadır; bunlar, kirli atık su olarak arıtma tesisine gönderilmekte ve orada enerji yoğun bir arıtma sürecinden geçmek zorunda kalmaktadır. Mainz'da gelecekte enerji verimliliği daha yüksek olan yarı kuru duman gazı arıtma yöntemi kullanılacaktır. Bu sayede kuru duman gazı arıtmasında yılda en az 492 MWh elektrik tasarrufu sağlanacak ve arıtma tesisinde de büyük miktarda elektrik tasarrufu elde edilecektir. Bu, yıllık 260 ton CO2 tasarrufuna karşılık gelmektedir.

Daha önce bahsedilen tüm enerji verimli makine tesisatları, kapalı bir yapı içine alınmalı ve enerji kaybı yaşanmadan kısa mesafelerle birbirine bağlanmalıdır. Bunun için, tesise hava koşullarına dayanıklı, ses yalıtımlı ve koku azaltıcı bir kabuk sağlayan, uygun teknik bina donanımına (aydınlatma, sıhhi tesisat vb.) sahip kapsamlı bir yapı gereklidir. Yakma tesisinin yapısal kısmı özellikle enerji verimliliğine hizmet etmemektedir ve desteklenebilir maliyetlerin listelenmesinde dikkate alınmamıştır.

Özellikle vurgulanması gereken nokta, tesisin bir bütün olarak değerlendirildiğinde, atık su çamuru nakliyesinde yıllık 2.160 ton CO2 tasarrufu sağlanmasının ve Mainz'da yaklaşık 4.000 haneye yenilenebilir bölgesel ısıtma enerjisi üretilmesinin mümkün hale geldiğidir.