بررسي چالش مصرف مازوت در نیروگاه ها!

در دنیای امروز، توسعه پایدار یکی از چالش های بزرگ و مهم برای کشورها و جوامع است. توسعه پایدار به معنی توسعه ای است که بدون تهدید زمینه های توسعه نسلهای آینده، نیازهای حاضر را نیز برآورده کند. برای رسیدن به توسعه پایدار، لازم است که در همه بعدهای اقتصادی، اجتماعی و محیطی، توازن و هماهنگی وجود داشته باشد

یکی از عوامل مؤثر در توسعه پایدار، تأمین انرژی است. انرژی یکی از نیازهای اساسی برای رشد و توسعه است که بر روی تمام جنبه های زندگی تأثیر می گذارد. انرژی می تواند به عنوان یک محرک، یک محدودکننده یا یک تهدید برای توسعه پایدار عمل کند. بنابراین، انتخاب منبع و روش تولید انرژی برای حصول و تحقق توسعه پایدار، بسیار مهم و حساس است.

در سالهای اخیر، آلودگی هوا یکی از مشکلات جدی و مهم برای کلان شهرهای کشور بوده است. بسیاری از شهرها، به ویژه تهران، با آلاینده های مختلفی مانند گرد و غبار، دود خودروها و گازهای گلخانه ای مواجه هستند که علاوه بر آسیب های محیطی، سلامت و کیفیت زندگی مردم را نیز تهدید می کنند.

ایران ششمین تولیدکننده گازهای گلخانه ای در جهان است که بخش عمده ای از آن به خاطر استفاده از سوخت فسیلی است. با توجه به حجم کوچک اقتصاد ایران نسبت به کشورهای دارای رتبه های بالاتر، قرار گرفتن در رده ششم نشان دهنده عدم بهینگی و کارآمدی در مصرف سوخت است.

یکی از عوامل مهم و مؤثر در افزایش آلودگی هوا، مصرف مازوت در صنایع است. مازوت یک نوع سوخت کم کیفیت و آلوده است که در مرحله پایانی پالایش نفت خام به دست می آید و در نیروگاه های حرارتی و صنایع سنگین مورد استفاده قرار می گیرد. مصرف مازوت باعث تولید گاز دی اکسید کربن و گوگرد در حجم زیاد میشود که علاوه بر گرمایش جهانی، سلامت انسانها را نیز تهدید می کند.

با توجه به کیفیت نفت و همچنین تکنولوژی و فرسودگی پالایشگاه های نفت ایران، ایران یکی از بزرگترین تولیدکنندگان مازوت در جهان است به نحوی که حدود 30% خروجی پالایشگاه های نفت ایران را سوخت مازوت به خود اختصاص داده است.

مازوت و مشکلات استفاده از آن

مازوت در واقع  یک نفت کوره  با ویسکوزیته بالا و کیفیت پایین می باشد که در پالایش نفت خام پس از نفتا، بنزین و نفت سفید بدست می‌آید. مازوت کاربرد‌های بسیاری دارد. برای گرمایش مراکز تجارتی و صنعتی، سوخت کشتی‌ها و سوخت پشتیبان برای اوج گیری نیروگاهها در مواردی که گاز طبیعی موجود نیست استفاده می شود، اما بسیار آلوده کننده تر از سوخت گاز طبیعی می‌باشد. در حقیقت این ارزان‌ترین سوخت مایع در دسترس می باشد.

مازوت به طور عمده توسط کشورهای روسیه، قزاقستان، آذربایجان، ترکمنستان و ایران تولید می‌شود. از عوامل مهم در درجه‌بندی این سوخت باید به محتوای سولفور آن اشاره کرد که بستگی به ماده اولیه ای دارد که از آن مازوت را بدست می آورند. درصد سولفور در این ماده از نیم درصد تا سه و نیم درصد می تواند باشد.
در اثر سوزاندن سوخت‌های فسیلی حاوی گوگرد همچون مازوت، ترکیباتی موسوم به Sox منتشر می‌شوند که برای سلامتی مضر می باشند. زمانی که غلظت این گاز در هوا به بیش از 500ppb برسد، بوی بدی خواهد داشت و برای سلامتی بسیار مضر است.

این گاز در غلظت‌های پایین‌تر، درد قفسه سینه، مشکلات تنفسی، قرمزی چشم و افزایش احتمال بروز بیماری‌های قلبی و تنفسی را به همراه دارد. به طور کلی، غلظت معمول این گاز در اتمسفر کمتر از 10ppb ذکر می‌شود که در این غلظت اثر مخربی بر سلامتی نخواهد داشت. اثر دوم سوزاندن مازوت و سایر سوخت‌های گوگردی، ‌ تشکیل سولفات‌ها و نیترات‌ها به شکل آئروسول یا ذرات بسیار ریز است که این ذرات معلق با تشدید آلودگی هوا ، خطر آسم و حملات قلبی و تنفسی را افزایش می‌دهند.

اثر سوم سوزاندن مازوت از منبع انتشار آن فراتر می‌رود و در این حالت اکسیدهای گوگرد به دلیل واکنش در اتمسفر و فاز محلول در آب، به اسید تبدیل می‌شوند. این آئروسول‌های اسیدی تحت شرایط خاص هواشناسی به باران اسیدی تبدیل خواهند شد. این باران‌های اسیدی علاوه بر تاثیر مخرب بر سلامتی انسانها؛ میتواند به حل شدن فلزات سنگین در خاک منجر شود و خاک‌ها نیز دیگر توانایی نگه‌داشتن ریشه درختان را نخواهند داشت. در نتیجه با فرسایش خاک و از بین رفتن پوشش گیاهی، احتمال بروز سیل افزایش می‌یابد.

غلظت گوگرد در سوخت مازوت تولیدی ایران حدود ۳.۵ درصد است که هفت برابر استانداردهای بین‌المللی برای سوخت کشتی‌ها در آب‌های آزاد است، چه رسد به مصرف آن در شهرها، آن هم تهران که با معضل آلودگی هوا دست به گریبان است.

پالایشگاه‌های ایران به‌طور متوسط روزانه بالای ۶۰ میلیون لیتر نفت کوره تولید می کنند . بر اساس قانون جدید سازمان بین‌المللی دریانوردی، غلظت گوگرد سوخت کشتی‌ها باید کمتر از نیم درصد باشد، در حالی که این رقم برای نفت کوره تولیدی ایران ۳.۵ درصد است. این مسئله صادرات مازوت ایران به کشورهای دیگر را دچار مشکل کرده است. برای حل این مشکل بایستی نفت کوره غیراستاندارد ایران به کشورهای منطقه فروخته شود و پالایشگاه‌های مدرن این کشورها غلظت گوگرد آن را کاهش دهند تا برای سوخت کشتی‌ها قابل استفاده باشد.

یکی از بخش‌های مهم مصرف نفت کوره ایران، نیروگاه‌های حرارتی است. آمارها نشان می‌دهد که مصرف نفت کوره در نیروگاه‌های حرارتی از قبیل نیروگاه شهر ری نسبت به گذشته افزایش یافته است. این مشکلات نشان می‌دهد که در صورتی که چرخه صادرات مازوت ایران نتواند خودش را با مشکلات تازه وفق دهد، شاهد افزایش مصرف مازوت در صنایع داخلی خواهیم بود. امری که پیامدهای جدی منفی زیست محیطی به دنبال خواهد داشت. البته در بعضی از کشورها از قبیل روسیه مازوت را تبدیل به محصولات با ارزشتری از قبیل کک می کنند که این فرایند احتیاج به سرمایه گذاری در این زمینه دارد.

مازوت  ارزانترین ماده سوختنی برای کوره ها ، ، نانواییها و موتورهای دیزلی و برخی نیروگاهها است. از مجموع نیروگاه های کشور، ۱۴ نیروگاه مانند نیروگاه طوس در مشهد، مفتح در همدان، سهند بناب در تبریز، ایرانشهر در سیستان و بلوچستان، شهید منتظری در اصفهان، شهید منتظر قائم در البرز، شهید رجایی در قزوین و بندرعباس قابلیت مازوت سوزی دارند.

ایران، در گذشته نزدیک به ۶۰ درصد از مازوت تولیدی کشور را به کشور امارات جهت پالایش و مصرف سوخت کشتی های بین المللی صادر و حدود ۷ درصد آن را نیز برای سوخت کشتی های خود (بانکرینگ) استفاده می نمود. اما استانداردهای جدید سازمان بین المللی دریانوردی (IMO) که از ابتدای سال ۲۰۲۰ اجرایی شده اند، استفاده از سوخت های با ترکیب گوگرد بالاتر از 0.5% در کشتی ها را به منظور کاهش آلودگی هوا و حفاظت از محیط زیست ممنوع کرده اند و به این ترتیب، یکی از بزرگترین موارد مصرف و صادرات مازوت تولیدی در پالایشگاههای کشور، از دسترس خارج شده اند. در نتیجه، می توان گفت که استانداردهای جدید IMO چالش های جدیدی را برای ایران در زمینه تولید و صادرات مازوت ایجاد کرده زیرا به علت پایین بودن تکنولوژی و همچنین قدیمی بودن پالایشگاه های نفت ایران، امکان کاهش میزان تولید مصرف مازوت و یا افزایش استاندارد و کاهش درصد گوگرد خروجی پالایشگاه های ایران میسر نیست. در حال حاضر میزان گوگرد مازوت تولیدی پالایشگاه های ایران، حدود 30 تا 40 هزار ppm و حدود 3 درصد وزنی است؛ که میزان بالایی از بی كيفيتي این فرآورده را در مقایسه با مقیاس و استانداردهای بین المللی نشان میدهد. همچنین این مازوت چگالی بالایی دارد که باعث میشود میزان خاکستر حاصل از سوختن آن 2 تا 2.5 برابر میزان استاندارد است.

از سوی دیگر، مطابق آمارها، در شرایط عادی در حدود ۴۵۰ میلیون متر مکعب گاز در بخش خانگی و تجاری مصرف می شود که در شرایط کاهش دما و ایام سرد سال، با افزایش ۱۵ تا ۲۰ درصدی به حدود ۶۵۰ میلیون متر مکعب افزایش می یابد. با توجه به اینکه مازوت در فرآیند تولید فرآورده های نفتی مانند بنزین و گازوییل، اجبارا تولید می شود، به منظور استمرار تولید، لازم است تانک های ذخیره مازوت در پالایشگاه ها تخلیه شود. از سوی دیگر به علت افزایش مصرف گاز در بخش های مسکونی و تجاری، در ماه های سرد سال، اولویت تخصیص گاز با بخش مسکونی است و کمبود سوخت نیروگاهی در کشور، لاجرم می بایست از طریق مازوت جبران شود. بنابراین می توان گفت که مصرف مازوت نیروگاه ها، یکی از عوامل اصلی آلودگی هوا در کشور است. این آلودگی هوا نه تنها به محیط زیست آسیب میزند، بلکه برای اقتصاد، سیاست و سلامت جامعه نیز مضر است.

نکته ظریفی که در این بین می بایست مد نظر قرار گیرد، این است که صادرات مازوت ایران به دلیل تحریم های آمریکا کاهش نیافته، بلکه به دلیل استانداردهای جدید سازمان دریانوردی که استفاده از سوخت های با ترکیب گوگرد بالاتر از نیم درصد در کشتی ها را ممنوع کرده، با مشکل روبرو شده که آن هم ناشی از فرسودگی و قدیمی بودن تکنولوژی پالایشگاه های نفت ایران است.

________________________________________________
گرد آوري و تدوين توسط :
كميته صنعت ، معدن و تجارت 
كانون مهندسين فارغ التحصيل دانشكده فني دانشگاه تهران
آذرماه ١٤٠٣