چالش ها و فرصت های تولید سوخت جامد مشتق از پسماند ناظر بر جزء «2» بند «چ» ماده (22) قانون برنامه هفتم پیشرفت

نوع گزارش : گزارش های نظارتی

نویسندگان

1 کارشناس گروه محیط زیست و منابع طبیعی دفتر مطالعات زیربنایی مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی

2 کارشناس گروه محیط زیست و منابع طبیعی دفترمطالعات زیربنائی، مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی

10.22034/report.mrc.2024.1403.32.9.20267

چکیده

جزء «۲» بند «چ» ماده (۲۲) قانون برنامه هفتم پیشرفت، صنایع بزرگ نظیر سیمان و فولاد را مکلف کرده است بخشی از انرژی مورد نیاز خود را به ویژه در ماه های اوج مصرف انرژی که از سوخت جامد مشتق شده از پسماندها تأمین کنند. استفاده از سوخت جامد مشتق از پسماند در صنایع با مزایایی نظیر کاهش وابستگی صنایع به سوخت مایع و توجیه پذیری اقتصادی در مقایسه با سناریوهای جایگزین پسماند به انرژی و سهولت تأمین خوراک اولیه و قابلیت مناسب مصرف در کشور همراه است. درخصوص چالش های تولید و مصرف این سوخت در کشور نیز به مواردی نظیر مکمل بودن سوخت مربوطه، لزوم قرارداد طولانی مدت فی مابین صنعت تولید کننده، مصرف کننده و شهرداری، رعایت الزامات محیط زیستی در فرایند تولید و لزوم ایجاد تغییرات زیرساختی در تجهیزات صنعت مصرف کننده اشاره کرد. در پایان گزارش، به منظور اجرای صحیح بند فوق الذکر برنامه هفتم پیشرفت راهکارهایی نظیر تدوین و اجرای برنامه ملی مدیریت پسماندها، اعطای مشوق و حمایت از سرمایه گذار، پیاده سازی در دو شهر به عنوان پایلوت، ایجاد هماهنگی بین دستگاهی و تعیین نقش هریک از ذی نفعان توسط کارگروه ملی مدیریت پسماند و رعایت ملاحظات فنی، راهبری دقیق، استانداردسازی محصول با استفاده از ظرفیت های داخلی و بین المللی ارائه شده است.

گزیده سیاستی

اجرای صحیح  جزء (2) بند «چ» ماده (22) قانون برنامه هفتم پیشرفت مستلزم تدوین برنامه ملّی مدیریت پسماندها، اعطای مشوق و حمایت از سرمایه‌گذاران و ایجاد هماهنگی بین دستگاهی با رعایت ملاحظات فنی با استفاده از ظرفیت‌های ملی و بین‌المللی است.

موضوعات

 

۱. مقدمه

براساس آمار ارائه ‌شده توسط سازمان شهرداری‌ها و دهیاری‌های وزارت کشور در سال 1401، روزانه در حدود 54 هزار تن پسماند عادی تولید می‌شود که از این میزان سهم شهرنشینان 44500 تن در روز (76/7 درصد از کل پسماند عادی تولیدی) و سهم روستاییان 9500 تن در روز (23/3 درصد از کل پسماند عادی تولیدی) بوده است. نتایج مندرج در گزارش منتشر شده توسط وزارت کشور نشان می‌دهد؛ 75% پسماند تولیدی دفن می‌شود که از این میزان تنها 7% به‌صورت دفن بهداشتی و 93% باقی‌مانده به‌صورت غیربهداشتی در زمین دفن می‌گردد. ظرفیت خطوط پردازش پسماند عادی در کشور در حدود 30 درصد از میزان پسماند تولیدی بوده که سبب تفکیک پسماند مخلوط در مقصد و ورود آن به فرایندهای بازیافت پسماندهای بازیافتی، تولید کمپوست و بازیابی انرژی از پسماند می‌شود. به‌واسطه فعالیت زباله‌سوزهای تهران و نوشهر (ظرفیت هریک 200 تن پسماند در روز است) و به‌واسطه عدم فعالیت ‌هاضم بی‌هوازی تهران در حال حاضر سهم فرایند تبدیل پسماند به انرژی بسیار اندک (کمتر از 0/5%) برآورد می‌‌شود. بررسی طرح‌های جامع مدیریت پسماند انجام شده در شهرهای کشور نشان می‌‌دهد که بخش غالب (حدود 67/4%) پسماند تولیدی در کشور ایران را پسماندهای آلی تجزیه‌پذیر تشکیل داده که به‌دلیل رطوبت بالا ارزش حرارتی پایینی دارند. پسماندهای خشک قابل بازیافت نظیر کاغذ، مقوا، فلزات و پلاستیک نیز به‌دلیل ارزش اقتصادی مناسب اغلب در فرایند مدیریت پسماند تفکیک می‌شوند. پسماند غیرآلی رو سرندی خط پردازش پسماند شهری که فاقد اجسام حجیم و پسماندهای ساختمانی (به‌استثنای خاک‌روبه) باشند به‌عنوان ریجکت شناخته می‌‌شوند. این دسته از پسماندها که دارای ارزش بازیافتی کم بوده و یا غیرقابل بازیافت هستند دارای ارزش حرارتی بوده و معمولاً در زمین دفن می‌‌شوند. لذا بیش از سه دهه است که در کشورهای پیش رو از این دسته از پسماندها در ساخت سوخت مشتق شده از پسماند (RDF) استفاده نموده و آنها را در کوره‌های صنایع مختلف برای تأمین انرژی می‌سوزانند.

 

2.پیشینه تقنینی

قانون کمک به ساماندهی پسماندهای عادی با مشارکت بخش غیردولتی در سال 1399 در مواد (۳) و (۴) سازوکارهای تشویقی را به‌منظور تسهیل سرمایه‌گذاری در ایجاد و بهره‌برداری از تأسیسات تبدیل پسماند به انرژی فراهم کرده است. شورای عالی محیط زیست در سال 1399 دستورالعمل بهره‌برداری و استفاده از سوخت‌های مشتق شده از پسماند (RDF) را تصویب کرده و الزامات تفصیلی تولید، حمل، نگهداری و مصرف سوخت مشتق از پسماند را تعیین کرد. در جزء «2» بند «چ» ماده (22) قانون برنامه هفتم پیشرفت نیز صنایع بزرگ نظیر سیمان و فولاد مکلف شدند بخشی از انرژی مورد نیاز خود را به‌ویژه در ماه‌های اوج مصرف انرژی به‌صورت خرید تضمینی، از سوخت جامد مشتق شده از پسماندها تأمین کنند.

 

جدول 1. قوانین و مقررات مرتبط با سوخت مشتق از پسماند

عنوان

تاریخ تصویب

بند مرتبط

مفاد

قانون برنامه هفتم پیشرفت

1403/04/18

جزء «2» بند «چ» ماده (22)

صنایع بزرگ نظیر سیمان و فولاد مکلفند بخشی از انرژی مورد نیاز خود را به‌ویژه در ماه‌های اوج مصرف انرژی به‌صورت خرید تضمینی، از سوخت جامد مشتق شده از پسماندها تأمین کنند.

قانون کمک به ساماندهی پسماندهای عادی با مشارکت بخش غیردولتی

1399/01/20

ماده (۳)

هزینه ورودی متناسب با میزان پسماند تحویلی،

در صورت عدم پرداخت اعتبارات تعهد شده توسط شهرداری‌ها، دولت می‌‌تواند نسبت به پرداخت آن از محل منابع مالی پیش‌بینی شده برای همان شهرداری‌ها در قانون مالیات بر ارزش افزوده با تصویب شورای برنامه‌ریزی استان اقدام کند.

ماده (۴)

معافیت از پرداخت مالیات برای سرمایه‌گذاری در ایجاد و بهره‌برداری از تأسیسات تبدیل پسماند به انرژی،

دستورالعمل بهره‌برداری و استفاده از سوخت‌های مشتق شده از پسماند (RDF) مصوب شورای عالی محیط زیست

1399/11/6

 

تعیین الزامات تفصیلی تولید، حمل، نگهداری و مصرف سوخت مشتق از پسماند

تعیین شروط کیفی تولید سوخت مشتق از پسماند اعم از حداکثر رطوبت، ارزش حرارتی، سایز و میزان ترکیبات کلر، حدود مجاز فلزات و پسماندهای ممنوعه در فرایند تولید،

تعیین نحوه نگهداری سوخت، حدود مجاز انتشار آلاینده‌های خروجی، دما و زمان ماند محفظه احتراق،

مصوبه کارگروه ملی مدیریت پسماندها

1401/09/30

بند «۴»

تشکیل کمیته تخصصی و نهایی استفاده از سوخت‌های مشتق شده از پسماندها (RDF) و انجام اقدامات عملی در راستای اجرای اولین گزینه در کشور.

مأخذ: نگارندگان.

 

۳. مزایای استفاده از سوخت جامد مشتق از پسماند در صنایع

الف) کاهش وابستگی صنایع به سوخت مایع: طی سالیان اخیر در فصل سرد سال معمولاً با افزایش مصرف گاز طبیعی در بخش خانگی و تجاری، میزان گاز تخصیص‌یافته به نیروگاه‌ها‌ی حرارتی و صنایع کاهش یافته و به‌منظور پیشگیری از ایجاد اختلال در روند برق‌رسانی و تولید در کشور، نیروگاه‌ها و صنایع کشور، مجبور به مصرف سوخت مایع جایگزین (نفت گاز و نفت کوره) می‌شوند. آمارها نشان می‌دهد که طی دهه اخیر 44٪ تا 74٪ نفت کوره عرضه شده در داخل کشور در بخش نیروگاهی و 11٪ تا 31٪ در بخش صنعتی کشور مصرف شده است. براساس آمار ترازنامه هیدروکربوری کشور هرچند مصرف سوخت‌های مایع در بخش صنعت از سال 1388 تا 1396 روند کاهشی را تجربه کرده‌، اما در سال‌های 1397، 1398 و 1399 روند افزایشی را شاهد بوده، به‌گونه‌ای که در سال 1399 در‌مجموع 5 میلیارد لیتر سوخت مایع در این بخش مصرف شده است [1]. غالب مصرف سوخت مایع در صنعت کشور مربوط به صنعت سیمان بوده که صنعت سیمان در تأمین ۸۰ درصد از گاز مورد نیاز خود در ماه‌های سرد با چالش روبه‌رو بوده و با توجه به امکان جایگزینی سوخت مایع، این میزان با سوخت مایع جایگزین شده است. به‌بیان‌دیگر، با آغاز فصل زمستان و افزایش مصرف گاز خانگی، روزانه فقط ۵ میلیون متر‌مکعب گاز به صنایع سیمان تخصیص می‌یابد؛ درحالی‌که نیاز آنها 25 میلیون متر‌مکعب در روز بوده و مابقی تقاضا با سوخت مایع تأمین می‌شود [2]. با توجه به ارزش حرارتی 8600 کیلوکالری برای هر مترمکعب گاز طبیعی و 4000 کیلوکالری برای هر کیلوگرم سوخت مشتق از پسماند می‌توان فرض کرد که هر 2/15 کیلوگرم از سوخت مشتق از پسماند ارزش حرارتی معادل 1 مترمکعب گاز طبیعی را داراست. بر این اساس، با فرض جایگزینی 20% گاز طبیعی با سوخت جامد می‌توان در یک کارخانه سیمان با ظرفیت تولید سالیانه یک میلیون تن حداقل 20 میلیون متر‌مکعب گاز طبیعی را صرفه‌جویی کرد که این میزان معادل کاهش مصرف 20 میلیون لیتر نفت کوره است. در‌نتیجه سوخت مشتق از پسماند این قابلیت را دارد که جایگزین سوخت مایع مصرفی صنایع شده و وابستگی صنعت سیمان را به این سوخت به‌ویژه در فصل سرد سال کاهش دهد.

ب) توجیه‌پذیری اقتصادی در مقایسه با سناریوهای جایگزین: استحصال انرژی از پسماند در مقایسه با دیگر انرژی‌های تجدیدپذیر معمولاً توجیه‌پذیری اقتصادی کمتری دارد. با‌این‌حال، تفاوت بازر طرح‌های استحصال انرژی از پسماند با انرژی‌های تجدیدپذیر آن است که بازیابی انرژی از پسماند سبب مدیریت پسماند تولیدی نیز می‌شود. لذا ضرورت دارد تا در ارزیابی اقتصادی طرح‌های بازیابی انرژی از پسماندها به صرفه‌جویی اقتصادی به‌واسطه عدم دفن پسماندها نظیر صرفه‌جویی در زمین مراکز دفن، کاهش آلودگی‌ها و مدیریت انتشارات در این مراکز نیز توجه شود. اگرچه تولید سوخت مشتق از پسماند به‌واسطه انجام عملیات فراوری نیازمند صرف هزینه است، اما به‌دلیل سهولت بیشتر در حمل‌و‌نقل، ارزش حرارتی بالاتر و وجود ناخالصی کمتر، نسبت به سوزاندن مستقیم پسماند ریجکت علاوه‌بر کاهش هزینه‌های حمل‌و‌نقل و تجهیزات پایش آلودگی، به‌علت قابلیت مصرف در کوره‌های صنایع مختلف از‌جمله سیمان، نسبت به سایر فناوری‌های تبدیل پسماند به انرژی مقرون‌به‌صرفه‌تر به‌نظر می‌‌رسد.

ج) مزایای محیط زیستی: بازیابی مواد و انرژی از پسماند علاوه‌بر استقرار اقتصاد چرخشی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، به‌دلیل کاهش ورودی پسماند به مراکز دفن موجب کاهش انتشار آلاینده‌ها به محیط زیست می‌شود. در این راستا، به‌‌واسطه فراوری انجام شده بر روی پسماند ریجکتی به‌منظور تولید RDF، انتشار آلاینده‌های ناشی از حمل کاهش یافته، خاکستر ناشی از سوختن پسماندها با کاهش میزان مواد آلاینده همراه خواهد شد و علاوه‌بر‌این به‌دلیل افزایش ارزش حرارتی و سوزانده شدن در دمای بالای کوره‌های صنایع مختلف نظیر صنعت سیمان، امکان ایجاد و انتشار ترکیبات حاوی دی اکسین و فوران کاهش می‌‌یابد.

د) سهولت تأمین خوراک اولیه و قابلیت مناسب مصرف سوخت RDF در کشور: اطلاعات به‌دست آمده از آنالیز فیزیکی پسماند ورودی به مراکز پردازش و دفع پسماند در برخی شهرهای کشور نشان می‌‌دهد که تقریباً 20 درصد از پسماند شهری ورودی به این مراکز دارای قابلیت تبدیل به RDF هستند. در سوی مقابل حدود ۷۸ کارخانه سیمان در کشور با ۱۰۰ کوره فعال وجود دارد که سالیانه توان تولید حدود ۸۰ میلیون تن سیمان را دارند. به‌دلیل چالش‌های تأمین انرژی که در فصل سرد سال کارخانه‌های سیمان با آن مواجه هستند سوخت‌ مشتق از پسماند قابلیت مصرف مناسبی را در این بخش دارد.

 

4.محدودیت‌های استفاده از سوخت جامد مشتق از پسماند در صنایع

الف) مکمل بودن سوخت جامد مشتق از پسماند: به‌دلیل شرایط فنی و عملیاتی، سوخت جامد مشتق از پسماند را می‌توان حداکثر با 20% سوخت مصرفی صنعت سیمان جایگزین کرد. بر این اساس، استفاده از این سوخت‌ به‌معنای بی‌نیاز شدن از سوخت‌های دیگر نظیر گاز طبیعی و نفت‌کوره نیست.

ب) لزوم قرارداد طولانی‌مدت فی‌مابین صنعت مصرف‌کننده سوخت، شهرداری و شرکت تولیدکننده: با توجه به اینکه صنعت سیمان برای مصرف سوخت مشتق از پسماند نیازمند اصلاح و تجهیز زیرساخت‌های خود است؛ لذا شرکت تولیدکننده باید تضمین لازم را نسبت به تأمین سوخت با‌کیفیت و کمّیت مشخص در بازه طولانی‌مدت را به صنعت سیمان بدهد. طبعاً این موضوع منوط به تعهد شهرداری مربوطه به تأمین خوراک با کمّیت مشخص و ارزش حرارتی مناسب در بازه طولانی‌مدت است.

ج) رعایت الزامات محیط زیستی: استفاده از سوخت جامد مشتق از پسماند زمانی مزیت محیط زیستی خواهد داشت که الزامات محیط زیستی متعددی نظیر حد مجاز ترکیبات کلر، دمای احتراق بالاتر از 850 درجه سلسیوس و زمان ماند 3 ثانیه، مدیریت صحیح خاکستر و رعایت حدود مجاز انتشار آلاینده‌ها به هوا رعایت شود.

د) ارزش حرارتی سوخت تولیدی: نظر به عواملی نظیر برنامه تفکیک پسماند، تغییرات الگوی مصرف، نوسان در میزان رطوبت پسماندها، مقدار ناخالصی‌ها از‌جمله مواد معدنی و همچنین شیوه فراوری سوخت مشتق از پسماندها ارزش حرارتی پایینRDF می‌تواند متغییر بوده و یا در برخی از موارد کمتر از حد مجاز باشد. بر‌اساس بند «ب» ماده (4) دستورالعمل بهره‌برداری و استفاده از سوخت‌های مشتق شده از پسماند مصوب سال 1399، ارزش حرراتی RDF نباید کمتر از KCal/Kg 2900 و برای استفاده در صنایع سیمان نباید کمتر از KCal/Kg 4000 باشد. در این راستا، بررسی ارزش حرارتی خالص سوخت مشتق شده از پسماند خطوط تولید کمپوست و خطوط پردازش یکی از کلان‌شهرهای کشور به‌ترتیب 3501 و 2904 KCal/Kg محاسبه شده است. بر‌اساس آنچه اشاره شد ارزش حرارتی سوخت تولیدی از پسماند شهری در کشور متغیر بوده و برای استفاده در صنعت سیمان نیازمند رعایت ملاحظات فنی جهت افزایش ارزش حرارتی است.  

ه) لزوم ایجاد تغییرات در تجهیزات صنعت مصرف‌کننده: استفاده از سوخت مشتق از پسماند در صنایع مختلف نظیر صنعت سیمان به‌دلیل ساختار این دسته از مواد نیازمند محل‌های انبارش، فیدر به کوره و همچنین تغییرات در بخش کلساینر است.

 

5.جمع‌بندی

همان‌گونه که در گزارش اشاره شد تولید سوخت جامد مشتق از پسماند در کشور با چالش‌ها و فرصت‌هایی مواجه است؛ لذا برای اجرای صحیح جزء «2» بند «چ» ماده (22) قانون برنامه هفتم پیشرفت رعایت ملاحظات ذیل ضروری به‌نظر می‌رسد:

  1. تدوین و اجرای برنامه ملی مدیریت پسماندها: همان‌گونه که پیشتر اشاره شد، ضمانت تأمین بلند‌مدت خوراک ورودی و به‌دنبال آن سوخت تولیدی از پسماندها برای صنعت مصرف‌کننده و همچنین نوسانات ارزش حرارتی سوخت تولیدی از پسماندها از چالش‌های موجود پیش روی حرکت کشور به سمت تولید و مصرف RDF است. بر این اساس، به‌منظور جلوگیری از ایجاد نوسانات در کمّیت و ترکیب پسماند ورودی به خطوط تولید RDF در کشور نیاز است که برنامه بلند‌مدت مدیریت پسماند در کشور (موضوع جزء «۱» بند «چ» ماده (22) قانون برنامه هفتم پیشرفت کشور) تدوین شود تا از تصمیمات سلیقه‌ای تأثیرگذار بر ترکیب و میزان پسماند ورودی به خطوط تولید RDF اجتناب شود.
  2. اعطای مشوق و حمایت از سرمایه‌گذار: خوشبختانه به‌واسطه وجود بستر قانونی مناسب نظیر مواد (4) و (5) «قانون کمک به ساماندهی پسماندهای عادی با مشارکت بخش غیردولتی»، جزء «2» بند «ب» تبصره «1» ماده‌واحده قانون بودجه سال 1403 و جزء «2» بند «چ» ماده (22) قانون برنامه هفتم پیشرفت امکان اعمال معافیت مالیاتی، انتشار اوراق مشارکت با تضمین بخشی از بازپرداخت اصل و سود این اوراق و همچنین خرید تضمینی سوخت جامد مشتق از پسماندها در کشور فراهم شده است. با‌این‌وجود، سازوکارهایی نظیر اخذ گیت‎فی از پسماند ورودی به مراکز تولید RDF، صدور گواهی حامل انرژی صرفه‌جویی ‌شده مطابق بند «پ» ماده (46) قانون برنامه هفتم پیشرفت، اعطای تسهیلات بانکی توسط صندوق ملی محیط زیست و یا صندوق نوآوری و شکوفایی می‌‌تواند به تأمین مالی طرح‌های تبدیل پسماند به انرژی کمک کند.
  3. پیاده‌سازی در دو شهر به عنوان پایلوت: نظر به آنکه تولید RDF در کشور پیش از این در مقیاس صنعتی تجربه نشده است، لذا به‌منظور مشخص شدن موانع، چالش‌ها و مستندسازی و ثبت درس‌آموخته‌ها در این زمینه، پیشنهاد می‌‌شود به‌منظور جلوگیری از اتلاف هزینه در گام نخست دو شهر به‌صورت پایلوت برای این منظور انتخاب شده و در صورت موفقیت طرح و رفع چالش‌ها و موانع موجود، تولید RDF در سایر شهرهای حائز شرایط تسری یابد. پیشنهاد می‌‌شود دو شهر منتخب در این زمینه دارای این شرایط باشند:

- حداقل ورودی به خط تولید RDF برابر با 200 تن در روز،

- دارای سیستم تفکیک در مبدأ و خط پردازش قابل قبول،

- نزدیک به کارخانه سیمان،

- دارای ثبات مدیریتی باشند.

  1. ایجاد هماهنگی بین‌دستگاهی و تعیین نقش هریک از ذی‌نفعان توسط کارگروه ملی مدیریت پسماند: از‌آنجا‌که تأمین خوراک ورودی به خطوط تولید RDF، احداث و بهره‌برداری از این خطوط، مصرف‌کنندگان، متولی نظارت بر ایجاد آلودگی و تأمین منابع مالی خرید این دسته از سوخت‌ها برعهده دستگاه‌های مختلف قرار دارد، لذا ضرورت دارد تا با توجه به نقش و وظایف قانونی کارگروه ملی مدیریت پسماندها، هماهنگی و تعیین نقش هریک از ذی‌نفعان در این کارگروه صورت پذیرد.
  2. رعایت ملاحظات فنی، راهبری دقیق، استانداردسازی محصول با استفاده از ظرفیت‌های داخلی و بین‌المللی: وجود چالش‌هایی نظیر انطباق سوخت تولیدی با دستورالعمل بهره‌برداری و استفاده از سوخت‌های مشتق شده از پسماند (RDF) تغییرات مورد نیاز در کوره‌های صنعت سیمان و ... لزوم بهره‌مندی از دانش روز را غیرقابل انکار کرده است. لذا به‌نظر می‌رسد استفاده از ظرفیت معاونت علم، فناوری و دانش بنیان ریاست جمهوری در بهره‌مندی از ظرفیت‌های شرکت‌های دانش بنیان و یا انتقال دانش و فناوری از سایر کشورها می‌‌تواند گره‌گشای رفع موضوعات فنی تولید و مصرف RDF در کشور باشد.