زباله‌ها، انرژی جدید برای تولید سیمان

امروزه در دنیا تأمین انرژی در كنار تأمین مواد اولیه، مهمترین عامل در تولید سیمان محسوب می شود زیرا تولید سیمان در كنار تولید سایر محصولات صنعتی از جمله فولاد، آهن، شیشه، صنایع غذایی و روغن نباتی بیشترین مصرف كنندگان انرژی هستند.
۲ سال قبل سیمان در دنیا تا میزان ۲ هزار و ۲۷ میلیون تن تولید شد.
كشورهای چین، هند، آمریكا و ژاپن به ترتیب بیشترین میزان سیمان را در دنیا تولید كردند كشور مذكور همراه با اعضای اتحادیه اروپا ۸۰ درصد سیمان تولیدی دنیا را در اختیار دارند و كشور چین به تنهایی ۵۲ درصد تولید سیمان جهان را در سال ۲۰۰۵ در اختیار داشت و هزار و ۶۴ میلیون تن سیمان ۲ سال قبل تولید كرد.
این كشور همچنین برای تولید این محصول معدنی تا سال ۲۰۱۰ نیز برنامه ای دقیق دارد. قرار است چین در افق ۲۰۱۰ سالانه هزار و ۳۰۰ میلیون تن سیمان تولید كند.
● ضرورت سوخت جایگزین در تولید سیمان
چین كه بیش از نیمی از سیمان دنیا را تولید می كند، در مصرف ذغالسنگ بی همتا است. براساس اطلاعات موجود كشور چین در سال ۲۰۰۵ برای تولید سیمان ۲ هزار و ۲۰۰ میلیون تن ذغالسنگ مصرف كرده است.
همچنین متوسط مصرف انرژی حرارتی نیز در صنعت سیمان چین در سال مذكور، برابر با ۹۰۰ كیلو كالری در ازای فرآوری هر كیلوگرم كلینگر بوده است. اگرچه كارشناسان چینی دلیل بالا بودن میزان مصرف انرژی حرارتی را فعالیت كوره های سنتی و قدیمی در چین می دانند اما چینی ها با توجه به افق چشم انداز ۲۰۱۰ میلادی به جایگزینی سوخت های دیگر با سوخت فسیلی اقدام كرده اند.
براین اساس، چینی ها طرح هایی را اجرا می كنند كه بتوانند به وسیله بازیافت انرژی گازهای خروجی از سیستم پخت بسیاری از كارخانجات، انرژی الكتریكی تولید كنند.
در صورتی كه چینی ها موفق شوند این سیستم را در كارخانجات تولیدی سیمان اجرا كنند ۳۰ تا ۳۵ درصد از انرژی مورد نیاز برای تولید این كالای معدنی در آن كشور تأمین می شود.
از سوی دیگر چینی ها برای جایگزینی سوخت در تولید سیمان به مصرف ضایعات و پسماندهای صنعتی و شهری روی آورده و نگاه ویژه ای به بازیافت ضایعات و تولید انرژی از آنها دارند به طوری كه به خاطر صنعت سیمان، مدت یك سال یعنی از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۰۵ بیش از ۲۵ میلیون تن ضایعات صنعتی و شهری را امحا كرده است.
چینی ها مصرف ضایعات، نوسازی صنعت و اجرای طر ح های بهینه سازی مصرف سوخت را برای افزایش كیفی و كمی تولید سیمان الگوی خود قرار داده اند.
● هند دومین بهینه ساز مصرف انرژی در تولید سیمان
كشور هند پس از چین دومین تولیدكننده سیمان در دنیا محسوب می شود. هندی ها در سال ۲۰۰۳ برابر با ۱۱۰ میلیون تن سیمان تولید كردند كه برای این میزان تولید، ۱۶ میلیون تن ذغالسنگ و ۱۱ میلیون كیلووات ساعت برق مصرف كرده اند.
از سوی دیگر و براساس آمارهای موجود میانگین مصرف انرژی حرارتی برای تولید سیمان در كشور هند ۸۰۰ كیلوكالری و انرژی الكتریكی نیز یك صد كیلووات ساعت است. اگرچه متوسط مصرف انرژی حرارتی درفرآیندهای خشك تولید سیمان ۷۳۰ كیلوكالری اعلام شده است اما هندی ها با استفاده از فرآیندهای خشك مجهز به پیش گرم كن ۶ مرحله ای میزان مصرف انرژی حرارتی را تا ۶۷۰ كیلوكالری كاهش دادند آنها همچنین توانستند با استفاده از این روش، میزان مصرف انرژی كیلوواتی را نیز تا ۷۰ كیلووات ساعت كاهش دهند.
● آمریكا و جایگزینی زباله با انرژی فسیلی
به كشورهای عضو پیمان تجارت آزاد آمریكای شمالی كه شامل آمریكا، كانادا و مكزیك می شوند «نفتا» می گویند. آمریكا كه یكی از اصلی ترین اعضای گروه نفتا محسوب می شود ۹۹ میلیون تن سیمان در سال ۲۰۰۵ تولید كرد و هنوز سومین تولیدكننده سیمان جهان است.
آمریكا یی ها انرژی مورد نیاز برای تولید سیمان را از منابعی مانند ذغالسنگ، كك نفتی و زباله تأمین می كنند اما در ۲ سال اخیر آمریكایی ها برای كاهش میزان مصرف انرژی های فسیلی در تولید ذغالسنگ به استخراج انرژی از زباله ها روی آورده اند.
در حال حاضر متوسط مصرف انرژی الكتریكی در صنعت سیمان آمریكا بیشتر از ۱۴۰ كیلووات ساعت است كه طرح های بهینه سازی برای كاهش این میزان به سرعت در آن كشور اجرا می شود.
آمریكایی ها به سرعت در حال حذف سیستم های قدیمی تولید سیمان هستند اگر چه هنوز این سیستم ها فعال هستند اما مصرف مازوت در صنعت سیمان آمریكا، به كمتر از ۱۲۴ میلیون لیتر و مصرف گاز نیز در آن صنعت به هزار میلیون متر مكعب رسیده است. در سال ۱۹۷۰ مصرف مازوت و گاز در صنعت سیمان این كشور به ترتیب هزار و ۵۴۹ میلیون لیتر و ۵ هزار و ۹۹۸ میلیون لیتر مكعب گاز بود.
● ژاپن، پیشتاز در بازیافت انرژی برق
ژاپنی ها ۳درصد از سیمان دنیا را تولید می كنند. آنها در سال ۲۰۰۵ ، ۶۶ میلیون تن سیمان تولید كردند و چهارمین تولیدكننده این كالای معدنی محسوب شدند.
كشور ژاپن در بازیافت انرژی الكتریكی كه به وسیله حرارت حاصل از گازهای خروجی سیستم پخت از كوره ها به دست می آید، پیشتاز هستند اما با این اوصاف ۲۰ تا ۴۰ درصد از قیمت تمام شده سیمان در ژاپن را هزینه انرژی تشكیل می دهد.
ژاپنی ها نیز مانند چینی ها توانسته اند به وسیله بازیافت انرژی حرارتی ۳۰درصد از انرژی مورد نیاز كارخانجات سیمان را فراهم كنند.
صنعتگران این كشور برای بهینه سازی مصرف سوخت در تولید سیمان، زباله ها را در كوره ها می سوزانند و با استفاده از بازیافت انرژی الكتریكی از گازهای خروجی پیش گرمكن، سیمان های آمیخته تولید می كنند. میزان مصرف انرژی الكتریكی ژاپن در سال ۲۰۰۵ در تولید سیمان، با استفاده از روش های مذكور كمتر از ۹۳كیلووات ساعت و میزان مصرف انرژی حرارتی به كمتر از ۲ هزار و ۴۸۰ كیلوكالری رسیده است.
● اتحادیه سیمان اروپا و دریافت ۶‎/۱ میلیون تن انرژی از زباله
كشورهای عضو سمبورو (cemboreau) یا همان اتحادیه سیمان اروپا كه شامل ۲۴ كشور و ۲ عضو وابسته هستند. در سال ۲۰۰۵ میلادی ۲۸۹ میلیون تن سیمان در جهان تولید كردند. اصلی ترین منبع تأمین انرژی كارخانجات تولیدكننده سیمان در اروپا و ذغالسنگ و زباله است و ۴۰ درصد از قیمت تمام شده این محصول در اروپا مربوط به هزینه های انرژی است. متوسط مصرف انرژی حرارتی در سال ۱۹۹۸ در اروپا برابر با ۹۳۵ كیلوكالری بوده است اما این میزان در سال ۲۰۰۲ تا ۸۵۰ كیلوكالری كاهش یافت.
از سوی دیگر میزان مصرف انرژی الكتریكی مصرفی نیز بین ۹۰ تا ۱۰۵ كیلووات ساعت است. كشورهای عضو اتحادیه سیمان اروپا در سال ۲۰۰۴ برای تأمین انرژی مصرفی در تولید سیمان ۶ میلیون و یك صد هزار تن زباله را سوزانده اند در حال حاضر نیز به طور متوسط ۱۷ درصد از انرژی حرارتی مورد نیاز اروپا به وسیله سوزاندن زباله ها تأمین می شود كه این سهم برای برخی از كارخانه ها بیشتر از ۸۰ درصد است.
● ایران و جایگزینی سوخت برای تولید سیمان
افزایش تعداد طرح های عمرانی و تكمیل طرح های نیمه تمام عمرانی توسعه زیرساخت ها، ایجاد اشتغال، ساخت سدهای جدید و تكمیل سدهای نیمه تمام، نیاز كشور به مسكن و سایر موارد، از جمله مواردی است كه نشانگر ضرورت افزایش تولید و نیاز صنایع و بخش های مختلف كشور به سیمان است. موارد فوق از یك سو و حضور در بازارهای جهانی به وسیله صادرات سیمان از سوی دیگر در كنار بررسی برنامه غول های تولیدكننده سیمان در دنیا ضرورت اتخاذ تصمیمات به روز و راهگشا را برای افزایش تولید سیمان در كشور نشان می دهد اما انرژی ماده گرانی در تولید این كالای معدنی محسوب می شود.
تجربه كشورهای پیشرو در تولید سیمان و اتخاذ راه های جدید برای صرفه جویی در مصرف انرژی كارخانجات تولیدی این كالا، مصداقی بر این مدعاست.
براساس آمارهای موجود كه چندی قبل نیز در «همایش مصرف انرژی در سیمان» عنوان شد، در سال ۸۴ میزان مصرف انرژی حرارتی در تولید سیمان از ۷۲۵ تا بیشتر از هزار و ۴۵۰ كیلووات ساعت در فرآیندهای مختلف متغیر بوده است. از سوی دیگر مصرف گاز در صنعت سیمان نیز كه در سال های قبل ۳۵ درصد بود در سال ۸۴ به بیشتر از ۶۵ درصد افزایش یافت.
كارخانجات تولیدكننده سیمان هنوز برای حذف سوخت مازوت در تولید این كالا برنامه دارند. در این میان فعالان صنعت سیمان نیز با توجه به لزوم اهمیت انرژی در تولید این كالا، میزان مصرف انرژی حرارتی در كارخانجات را تقریباً به ۸۵۰ كیلوكالری رساندند و میزان مصرف انرژی الكتریكی را كمتر از ۱۱۰ كیلووات ساعت كاهش دادند.
با توجه به برنامه وزارت صنایع و معادن برای افزایش ظرفیت تولید و با در نظر گرفتن توانمندی فعالان صنعت سیمان، استفاده از سوخت های جایگزین در صنعت سیمان و به كارگیری سوخت های ضایعاتی، استفاده از تایرهای مستعمل به عنوان سوخت جایگزین باید مدنظر سیاستگذاران كلان این صنعت قرار گیرد و واحدهای تولیدی برای رقابت با بازار جهانی و عقب نماندن از برنامه های توسعه ای به اصلاح مصرف انرژی اقدام كنند.
در حال حاضر ۴۶ كارخانه سیمان در كشور فعالیت می كنند كه قرار است تا پایان سال جاری ۳۵ میلیون تن سیمان تولید و تا ۵ سال آینده نیز میزان تولید این كالا دوبرابر شود. ظرفیت اسمی این تعداد كارخانه سیمان ۴۲ میلیون تن است. میزان مصرف سوخت كوره های قدیمی ۲ هزار كیلوكالری است و كوره های جدید نیز ۷۲۰ كیلوكالری انرژی مصرف می كنند.
به گفته ابوالحسن پورخلیل دبیر انجمن كارفرمایان صنعت سیمان، اعتباری بالغ بر ۸۵۰ میلیارد تومان برای بهینه سازی مصرف سوخت و رعایت مسائل زیست محیطی، تخصیص داده شده است كه از این میزان، ۶۰۰ میلیارد تومان برای رفع مشكلات زیست محیطی و اصلاح ساختار مصرف انرژی در كارخانجات تولید سیمان، هزینه شده است.
در حال حاضر سیمان در كارخانه های خاش، خزر و شمال دماوند برای بهینه سازی مصرف سوخت تا ۵ ماه تولید نمی شود.
● قابلیت ذخیره انرژی الكتریكی در صنعت سیمان
در حالی كه میزان مصرف انرژی الكتریكی و حرارتی برای تولید هر كیلوگرم كلینگر، ۸۰ كیلووات ساعت و ۷۰۶ كیلوكالری در دنیا است این میزان در سال ۷۹ در ایران به ترتیب برابر با ۱۱۵۰ كیلووات ساعت و ۸۰۰ كیلوكالری برای تولید هر كیلوگرم كلینگر بوده است.كارشناسان این صنعت معتقدند كه صنعت سیمان قابلیت دارد تا حدود ۴‎/۳۰ درصد مصرف انرژی الكتریكی و ۸‎/۱۱ درصد مصرف انرژی اجرای روش های مدیریت مصرف انرژی و افزایش كارآیی این صنعت امكانپذیر است.

هنگامه علیقلی

منبع : روزنامه ایران