ازدیاد روزافزون مواد زائد آلی حاصل از فعالیت های مختلف در کشور، یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط زیست می باشد. امروزه با توجه به پایین بودن بازده بهره گیری روش های سنتی، هزینه بالای دفن مواد زائد و آلودگی های زیست محیطی، استفاده از روش های مدرن نظیر هضم بی هوازی برای تولید بیوگاز متداول شده است. بیوگاز جمع آوری شده از فرآیند هضم بی هوازی، بعنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر مشابه با گاز طبیعی ولی با مقدار متان و ارزش حرارتی کمتر قابل استفاده می باشد. اما امروزه با کمک فن آوری های تصفیه و آماده سازی مناسب، دسترسی به بیوگاز با خصوصیات کاملا مشابه با گاز طبیعی امکان پذیر شده است [۱]. در حال حاضر بیوگاز بعنوان یکی از منابع عمده تامین انرژی الکتریکی و حرارتی و ضمنا یک گزینه مناسب برای استفاده در موتور چهار ضربه ای، موتور دیزل، موتور استرلینگ، توربین گاز، میکرو توربین گازی و پیلهای سوختی جهت تولید برق می باشد [۲]. استفاده از بیوگاز به علل متفاوتی که به مزایای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی آن بر می گردد، در نیروگاههای تولید همزمان برق و حرارت برای تولید انرژی مورد توجه جهان واقع شده است [۴و۳]. تولید بیوگاز از فن آوری هضم بی هوازی و کاربرد آن در نیروگاههای CHP در ایران می تواند ضمن تامین قسمتی از انرژی مورد نیاز کشور، حرکت در راستای توسعه پایدار را نیز محقق سازد. در این مقاله به ضرورت توسعه نیروگاههای تولید همزمان برق و حرارت بیوگازسوز در کشور، با توجه به بررسی هایی که از جنبه های اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی صورت گرفته است، پرداخته می شود. همچنین برای اثبات اهمیت ضرورت احداث اینگونه نیروگاهها از دیدگاه اقتصادی محاسبات لازم برای یک نیروگاه بیوگاز تولید همزمان برق و حرارت بصورت مطالعه موردی انجام گردیده است.

از جمله مواردی که به عنوان راه حلی برای کاهش مصرف انرژی و کاهش آلودگی هوا استفاده وسیعی یافته است، سیکل های تولید همزمان برق و حرارت یاCHP می باشد. در این گونه سیکل ها گازهای خروجی از توربین گاز وارد واحد تولید بخار گشته تا بخار یا آب گرم مصرفی مورد نیاز را تولید کند. در این میان و با توجه به کاربرد روز افزون پیل های سوختی اکسید جامد، سیکل های ترکیبی شامل پیل سوختی، توربین گاز و بویلر بازیاب مورد توجه قرار گرفته شده است. در این مقاله سیکل ترکیبی شامل پیل سوختی، توربین گاز و بویلر بازیاب از نظر ترمودینامیکی تحلیل شده و نتایج عملکرد آن با سیکل CHP معمولی مقایسه شده است. مدلسازی الکتروشیمیایی و شیمیایی پیل سوختی و همچنین آنالیز اگزرژی و ترمودینامیکی کلیه اجزای سیکل انجام شده است. در دامه تغییرات عملکرد سیکل با پارامترهای اساسی سیکل مانند دمای محصولات احتراق ورودی به توربین گاز، فشار بخار بویلر بازیاب، نقطه پینچ، شدت جریان و دمای استک پیل سوختی، مورد بررسی قرار گرفته و نتایج تحلیل شده اند. بنابر نتایج حاصله، راندمان سیکل ترکیبی شامل پیل سوختی به مراتب بالاتر می باشد.

محدودیت ذخایر سوخت های فسیلی و آلایندگی زیست محیطی ناشی از مصرف آنها، بخصوص در شهرها، و همچنین راندمان کم مبدل های انرژی رایج، باعث گرایش به سمت استفاده از مبدل های انرژی کارآمدتر و منابع انرژی های تجدید پذیر شده است. استفاده از یک سیستم فتوولتاییک جهت تولید هیدروژن و در کنار آن یک سیستم پیل سوختی جهت تامین حرارت و الکتریسیته، می تواند برای آینده امید بخش باشد. در این مقاله امکان سنجی فنی و اقتصادی استفاده از یک سیستم ترکیبی فتوولتاییک-پیل سوختی در کاربری های مسکونی جهت تولید همزمان برق و حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل فنی و اقتصادی نشان می دهد که در حال حاضر سیستم فتوولتاییک اقتصادی ترین سیستم ترکیبی است که علاوه بر کاهش میزان مصرف برق، آلودگی نیز در پی ندارد ولی استفاده از پیل سوختی در کنار این سیستم در کاربردهای مسکونی توجیه پذیر نیست. پیش بینی می شود که با افزایش قیمت حامل های انرژی و همچنین کاهش هزینه نصب و راه اندازی سیستم های پیل سوختی در آینده، صرفه اقتصادی خواهد داشت.