أتساءل كيف محطات الوقود المشتق من الإطارات (TDF) تحقيق التوازن بين استخدام الطاقة والامتثال البيئي مع تحقيق ربحية مستقرة؟ تجمع هذه المقالة بين حالات نموذجية من ثلاث مناطق أوروبية وأمريكية لتحليل العمليات الأساسية وتكوينات المعدات ومنطق السوق لإنتاج الوقود المستنفد للوقود المزدوج، مما يساعدك على فهم النقاط الرئيسية لمسار إعادة تدوير الموارد هذا بدقة.

I. لماذا أصبح صندوق TDF الاتجاه السائد لإعادة تدوير نفايات الإطارات؟

أكثر من 60% من شركات إعادة تدوير نفايات الإطارات العالمية تتخذ من إنتاج TDF نشاطًا أساسيًا لها - كوقود بديل نظيف، يمكن استخدام TDF على نطاق واسع في السيناريوهات الصناعية مثل أفران الأسمنت ومحطات الطاقة ومصانع الصلب. مقارنة بالفحم الخام:

  • قيمة حرارية أعلى (4200-4500 كيلو كالوري/كجم، وهو ما يتجاوز بكثير الفحم الخام الذي يتراوح بين 3500-4000 كيلو كالوري/كجم)
  • محتوى أقل من الكبريت (<0.5%)
  • يمكن إعادة تدوير الرماد بعد الاحتراق، مما يقلل من انبعاثات النفايات الصلبة

الميزة الأساسية: عملية الإنتاج بسيطة نسبيًا، ودورة العائد الاستثماري قصيرة (عادةً ما تكون من سنتين إلى 3 سنوات)، وتتوافق مع اتجاه السياسة العالمية “للحد من انبعاثات الفحم والكربون”، مع نمو مستمر في الطلب في السوق.

ثانياً. الحالات الأجنبية: الممارسة في الموقع لمصانع الإطارات TDF

الحالة 1: مصنع TDF الذي يدعم أفران الأسمنت في برشلونة، إسبانيا

قامت شركة Holcim، وهي أكبر منتج للأسمنت في إسبانيا، ببناء مصنع لوقود TDF في برشلونة خصيصًا لتوفير وقود بديل لقمائن الأسمنت الخاصة بها. ويعالج المصنع 300 طن من نفايات الإطارات يوميًا وينتج ما يقرب من 100,000 طن من وقود TDF سنويًا.

  • تكوين العملية: يعتمد خط إنتاج متكامل من “التكسير بالقص + الفصل المغناطيسي + الفرز”. تقوم آلة القص أحادية العمود من شركة Metso الفنلندية بسحق الإطارات الخردة إلى أقل من 50 مم، ويقوم الفاصل المغناطيسي عالي الكثافة (قوة المجال المغناطيسي 15000 غاوس) بفصل الأسلاك الفولاذية (معدل الاسترداد 99.9%)، ثم تقوم الغربلة الاهتزازية بالتصنيف إلى جسيمات TDF من 3 إلى 30 مم.
  • التحكم البيئي: مجهز بفلتر كيس النبض (تركيز الانبعاثات <3 ملجم/م³) وجهاز امتصاص الكربون المنشط لحل مشاكل الغبار والمركبات العضوية المتطايرة. يتم التحكم في الضوضاء بأقل من 70 ديسيبل (A)، مما يتكيف تمامًا مع ظروف العمل في جميع أنحاء المدن.
  • نموذج الربح: يتم إمداد قمائن الأسمنت الخاصة بها مباشرةً بالفحم TDF، لتحل محل 301 تيرابايت 3 تيرابايت من استهلاك الفحم الخام، مما يوفر حوالي 12 مليون يورو من تكاليف الوقود سنويًا. ويتم بيع الأسلاك الفولاذية المفصولة إلى شركات الصلب المحلية، مما يحقق دخلاً سنوياً إضافياً قدره 1.8 مليون يورو.

الحالة 2: قاعدة إنتاج TDF واسعة النطاق في أوهايو، الولايات المتحدة الأمريكية

يُعد مصنع TDF الذي أنشأته شركة منتجات الإطارات المشتقة من الإطارات في أوهايو بالولايات المتحدة الأمريكية أحد أكبر قواعد استخدام موارد نفايات الإطارات في أمريكا الشمالية. ويعالج المصنع 500 طن من نفايات الإطارات يوميًا ويزود 10 محطات طاقة محيطة به بالمنتجات.

  • تصميم مخصص: بهدف مراعاة خصائص عدد كبير من الإطارات الهندسية في الولايات المتحدة، تمت إضافة عملية التكسير على مرحلتين “التقطيع المسبق + التقطيع”. يتم استخدام آلة التقطيع ثنائية العمود من شركة SSI الأمريكية (قوة القص 200 طن) لمعالجة الإطارات العملاقة، مما يؤدي إلى تجنب مشاكل التشويش وزيادة كفاءة الإنتاج بمقدار 40%.
  • إعادة تدوير الطاقة: باستخدام الحرارة المهدرة المتولدة أثناء إنتاج الوقود الأحفوري المستعمل، تم بناء غلاية حرارة مهدرة بقدرة 500 كيلووات لتلبية 851 تيرابايت 3 تيرابايت من الطلب على الكهرباء في المحطة، ويتم توصيل الكهرباء المتبقية بشبكة الكهرباء المحلية.
  • التوسع في السوق: من خلال شهادة الأيزو 17298-2، يمكن تصدير منتجات TDF مباشرة إلى أوروبا، بحجم تصدير سنوي يبلغ 30,000 طن، وصافي ربح يبلغ حوالي 50 دولارًا أمريكيًا للطن الواحد، وإجمالي دخل سنوي يزيد عن 20 مليون دولار أمريكي.

الحالة 3: مصنع التدفئة الصناعية TDF في ميلانو، إيطاليا

يركز مصنع TDF الذي بنته مجموعة إيني في ميلانو بإيطاليا على توفير خدمات التدفئة للمجمعات الصناعية. وهي تعالج 200 طن من نفايات الإطارات يوميًا وتوفر البخار لـ 20 شركة كيميائية في المجمع.

  • التكنولوجيا الأساسية: يعتمد عملية “التجفيف بدرجة حرارة منخفضة + غربلة دقيقة” لإزالة الرطوبة والشوائب من نفايات الإطارات. القيمة الحرارية لإطارات TDF مستقرة عند 4400 كيلو كالوري/كجم، وكفاءة الاحتراق أكثر من 95%.
  • تشغيل متوافق: يتبع بدقة توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن الانبعاثات الصناعية (IED)، وهو مجهز بنظام إزالة الكبريت من غاز المداخن ونزع النتروجين. انبعاثات أكاسيد النيتروجين <50 مجم/م³، وانبعاثات ثاني أكسيد الكبريت <30 مجم/م³، بما يتجاوز بكثير معايير الصناعة.
  • نموذج التعاون: يوقع اتفاقيات تدفئة طويلة الأجل مع شركات المتنزهات، ويتقاضى رسومًا وفقًا لحجم إمدادات البخار، ويتمتع بدعم الطاقة المتجددة من الحكومة الإيطالية، مع دعم سنوي يبلغ حوالي 3 ملايين يورو وفترة استرداد الاستثمار تبلغ عامين فقط.

ثالثاً. التفاصيل الفنية الأساسية لمصانع الإطارات TDF

رابط التكسير: التكيف مع أنواع الإطارات المختلفة

  • إطارات سيارات الركاب: تعطى الأولوية لماكينات القص أحادية العمود. مادة الشفرة من فولاذ الأداة AISI D2، وعمر خدمة يصل إلى 10000 طن، ويمكن تعديل حجم جسيمات التكسير إلى 10-50 مم.
  • الإطارات الهندسية/التعدين: تحتاج إلى أن تكون مجهزة بآلة تقطيع مزدوجة العمود + كسارة ثانوية، مع قوة قص ≥150 طن لضمان كفاءة تكسير الإطارات العملاقة.

رابط الفرز: تحسين نقاء TDF

  • فصل الأسلاك الفولاذية: قوة المجال المغناطيسي للفاصل المغناطيسي ≥12,000 غاوس، مما يضمن معدل فصل الأسلاك الفولاذية ≥99.8% لتجنب إتلاف الغلايات أثناء الاحتراق.
  • إزالة الشوائب: مصنف الهواء (سرعة الرياح 1.5 - 2.0 م/ث) يفصل الألياف والشوائب الخفيفة، مع نقاء TDF أكثر من 99%.

التخزين والنقل: ضمان السلامة والاستقرار

  • التخزين: يستخدم صوامع مغلقة، مزودة بنظام مراقبة درجة الحرارة (درجة حرارة الإنذار ≥60 ℃) لمنع الاحتراق التلقائي لـ TDF.
  • النقل: تُستخدم شاحنات صهريجية خاصة محكمة الغلق لتجنب تسرب الغبار، وتتوافق مع معايير سلامة النقل البري.

رابعاً. الأسئلة المتداولة (FAQ)

ما هو الاستثمار المبدئي لمصنع إطارات TDF؟

واعتمادًا على حجم المعالجة، يبلغ إجمالي الاستثمار في المعدات (بما في ذلك مرافق التكسير والفرز وحماية البيئة) لمصنع بطاقة معالجة يومية تبلغ 100 طن حوالي 600,000-800,000 يورو، وبالنسبة لمصنع بطاقة معالجة يومية تبلغ 300 طن، تبلغ حوالي 1.5-2 مليون يورو.

كم عدد المشغلين الذين يحتاجهم المصنع؟

مصنع بطاقة معالجة يومية تبلغ 200 طن، يعتمد نظام التحكم الأوتوماتيكي PLC، ويحتاج فقط إلى 5-6 مشغلين (2 للتغذية، و1 للتحكم المركزي، و2 لتعبئة المنتج النهائي، و1 لصيانة المعدات)، ويمكنه تحقيق التشغيل المستمر على مدار 24 ساعة.

ما هي مجالات التطبيق الرئيسية للطلب في سوق TDF؟

  • قمائن الأسمنت: أكبر مجال تطبيق لـ TDF في العالم، حيث يمثل حوالي 601 تيرابايت 3 تيرابايت، ويستخدم لاستبدال الفحم الخام وتقليل التكاليف.
  • محطات توليد الطاقة: تمثل حوالي 25%، وتستخدم كوقود مساعد لتحسين كفاءة الاحتراق.
  • التدفئة الصناعية: تمثل حوالي 151 تيرابايت 3 تيرابايت، وتوفر البخار للصناعات الكيميائية والمنسوجات والصناعات الأخرى.

ما هي مؤشرات حماية البيئة التي تحتاج النباتات إلى الوفاء بها؟

  • انبعاث الغبار <5 مجم/م³
  • انبعاث أكاسيد النيتروجين <80 مجم/م³
  • انبعاثات SO₂ <50 مجم/م³
  • الضوضاء ≤75 ديسيبل (A)

مع مزايا “العملية البسيطة والدخل الثابت والامتثال البيئي”, مصانع إطارات TDF أصبحت المسار الأساسي في مجال إعادة تدوير نفايات الإطارات. من دعم قمائن الأسمنت في إسبانيا إلى التصدير على نطاق واسع في الولايات المتحدة، تثبت هذه الحالات الأجنبية أنه طالما تمت مطابقة طلب السوق بدقة وتهيئة المعدات على النحو الأمثل، يمكن لمصانع TDF تحقيق مكسب للطرفين “إعادة تدوير الموارد + الربحية التجارية”. ومع التقدم المستمر لسياسات الحد من الكربون العالمية، سيستمر التوسع في مساحة السوق الخاصة ب TDF، لتصبح نقطة نمو جديدة في صناعة حماية البيئة.