صنعت زغالسنگ طی سالهای اخیر مجموعه گستردهای از فناوریهای پیشرفته کاهش آلایندگی را توسعه داده است که هدف آنها افزایش بهرهوری، کاهش اثرات زیستمحیطی و فراهم کردن امکان استفاده پایدارتر از منابع زغالسنگ است. این فناوریها به نیروگاههای تولید برق و واحدهای صنعتی تولید حرارت کمک میکنند تا ضمن افزایش راندمان، انتشار آلایندهها و گازهای گلخانهای را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.
نیروگاههای مدرن زغالسنگی بهطور فزایندهای از فناوریهای راندمان بالا و انتشار کم (HELE) استفاده میکنند. این فناوریها امکان تولید برق بیشتر با مصرف مقدار کمتر زغالسنگ را فراهم کرده و باعث کاهش انتشار دیاکسیدکربن به ازای هر واحد برق تولیدی میشوند.
یکی از پیشرفتهترین فناوریهای HELE، نیروگاههای فوقبحرانی (Ultra-Supercritical – USC) هستند. در این نیروگاهها بخار با دما و فشار بسیار بالا تولید میشود که موجب افزایش راندمان توربینها میگردد. نتیجه این فرآیند، تولید برق بیشتر از مقدار مشخصی زغالسنگ و کاهش مصرف سوخت و آلایندگی کلی است.
فناوری مهم دیگر، تولید همزمان برق و حرارت (Combined Heat and Power – CHP) یا کوژنراسیون است. برخلاف نیروگاههای معمولی که بخش زیادی از حرارت تولیدشده را هدر میدهند، سیستمهای CHP این حرارت را برای فرآیندهای صنعتی، گرمایش شهری یا کاربردهای تجاری مورد استفاده قرار میدهند. این موضوع باعث افزایش چشمگیر بهرهوری انرژی و کاهش اتلاف سوخت میشود.
فناوری چرخه ترکیبی گازیسازی یکپارچه زغالسنگ (IGCC) نیز یکی از روشهای استفاده پاکتر از زغالسنگ محسوب میشود. در این روش، زغالسنگ ابتدا در فرآیند گازیسازی به گاز سنتزی (Syngas) تبدیل میشود. سپس این گاز قبل از استفاده در توربین گازی، برای حذف ناخالصیها تصفیه شده و برای تولید برق مورد استفاده قرار میگیرد. این فرآیند امکان کنترل بهتر آلایندهها و همچنین استفاده از فناوری جذب و ذخیره کربن (CCS) را فراهم میکند.
همسوزی زغالسنگ و زیستتوده (Coal-Biomass Co-firing) نیز یکی از فناوریهای انتقالی مهم محسوب میشود. در این روش بخشی از زغالسنگ با مواد زیستتوده جایگزین میشود که میتواند میزان انتشار خالص کربن را کاهش داده و امکان استفاده از زیرساختهای موجود نیروگاهها را حفظ کند.
علاوه بر افزایش راندمان احتراق، سیستمهای مدرن کنترل آلایندگی قادر هستند بخش قابل توجهی از آلایندههای مضر را حذف کنند. فناوریهای کنترل آلایندگی پس از احتراق (End-of-Pipe) و سیستمهای کاهش آلایندگی داخل بویلر (In-Boiler) میتوانند تا حدود ۹۹ درصد از برخی آلایندهها را از گازهای خروجی حذف کنند.
مهمترین این سیستمها عبارتاند از:
- سیستمهای گوگردزدایی از گاز خروجی (FGD) برای حذف اکسیدهای گوگرد (SOx) که عامل اصلی ایجاد باران اسیدی هستند.
- سیستمهای کاهش اکسیدهای نیتروژن مانند SCR برای کنترل گازهای NOx که در تشکیل مهدود و آلودگی هوا نقش دارند.
- فیلترهای الکترواستاتیک (ESP) و فیلترهای پارچهای برای جذب ذرات معلق و گردوغبارهای ریز.
- سیستمهای تخصصی برای جذب آلایندههای جزئی مانند جیوه و سایر فلزات سنگین.
محصولات جانبی حاصل از فرآیندهای کنترل آلایندگی نیز در بسیاری از موارد قابلیت استفاده مجدد دارند. به عنوان مثال، گچ تولیدشده از سیستمهای گوگردزدایی میتواند در تولید مصالح ساختمانی استفاده شود و خاکستر زغالسنگ نیز در صنایع سیمان، بتن و سایر کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
در مجموع، فناوریهای زغالسنگ پاک نشان میدهند که با استفاده از راندمان بالاتر، سیستمهای پیشرفته کنترل آلایندگی و بازیافت محصولات جانبی، میتوان اثرات زیستمحیطی مصرف زغالسنگ را به میزان قابل توجهی کاهش داد. اگرچه جهان به سمت منابع انرژی کمکربن حرکت میکند، این فناوریها همچنان نقش مهمی در کاهش اثرات زیستمحیطی سیستمهای انرژی مبتنی بر زغالسنگ دارند.
