راهکاری‌ جدید ‌برای ‌تامین‌ انرژی

استفاده از سوختی جایگزین که سازگاری بهتری با محیط زیست داشته و از منابع تجدیدپذیر حیات تامین شده باشد، مورد توجه جدی کشورهای پیشرفته جهان قرار گرفته است. اگر از مواد سلولزی برای تولید سوخت استفاده کنیم، نه‌تنها با افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای در سطح زمین مواجه نخواهیم شد، بلکه می‌توانیم از مواد سلولزی به صورت محصول جانبی فرآیندهای صنعتی و کشاورزی یعنی ضایعات محصولات زراعی و باغی و کارخانه‌های کاغذسازی که به عنوان مواد زاید دور ریخته می‌شوند برای تولید اتانول سوختی استفاده کنیم. یکی از راه‌های مناسب برای استفاده از این ضایعات تبدیل آنها به الکل اتیلیک است. این در حالی است که دور ریختن این مواد سبب تخریب محیط زیست می‌شود و سوزاندن آنها نیزآلودگی شدید هوا را همراه خواهد داشت.
وابستگی کشورهای پیشرفته به نفت از یک سو و وقوع بحران‌های نفتی در دهه ۷۰ میلادی از سوی دیگر، سبب شده است کشورهای صنعتی راهکارهای جدیدی را برای تامین انرژی مورد نیاز خود مورد توجه قرار دهند و با استفاده از مواد جایگزین در تامین سوخت خودروها و همچنین تولید سوخت‌های جایگزین پاک به اهداف خود در زمینه حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار دست یابند. نتایج به دست آمده از بررسی‌های انجام شده در این زمینه نشان داده است از آنجایی که اتانول با توجه به منابع موجود در هر کشور از ذرت، ملاس و سیب‌زمینی قابل تولید است، می‌‌تواند جایگزین مناسبی برای سوخت‌های موجود باشد.
امروزه بیش از ۹۸ درصد اتانول تولیدی در سطح دنیا از تخمیر قندها به دست می‌آید. از آنجایی که هزینه تولید اتانول نسبت به قیمت مواد اولیه آن و همچنین ترکیب مواد اولیه از اهمیت قابل توجهی برخوردار است، موفقیت در تولید این نوع سوخت در رقابت آن با بنزین تابعی از شرایط جغرافیایی منطقه، آب و هوا، روش تولید، خواص محصولات کشاورزی و نوع ضایعات آنها خواهد بود. استفاده از الکل به عنوان سوخت موتورهای درون‌سوز، به‌تنهایی یا در ترکیب با دیگر سوخت‌ها در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است که علت آن فزونی فواید زیست‌محیطی و اقتصادی بلند‌مدت این سوخت در مقایسه با سوخت‌های فسیلی است. اگرچه متانول و اتانول هر دو برای این منظور مناسب هستند و می‌توان آنها را در نفت خام یا گاز طبیعی به دست آورد، اما از آنجایی که اتانول به عنوان یک منبع تجدیدپذیر و به آسانی از مواد آلی همچون دانه‌های گیاهی یا چغندرقند و دیگر ترکیبات سلولزی به دست می‌آید، ‌در مقایسه با متانول از اهمیت بیشتری برخوردار است. به طور کلی می‌توان برای تولید سوخت‌های الکلی از محصولات مختلفی نظیر چغندرقند، سیب‌زمینی، آفتابگردان، اوکالیپتوس، نیشکر، جو و ذرت استفاده کرد. کشورهای برزیل و روسیه ۲ کشوری هستند که تحقیقات رسمی را در زمینه تولید الکل از مواد زیستی انجام داده‌اند.
بررسی‌های انجام شده نشان داده است که در کشور برزیل برای تولید اتانول از نیشکر و در کشور روسیه نیز برای تولید متانول از اکالیپتوس استفاده می‌شود. اگر بخواهیم سوخت الکلی را از منابع کشاورزی به دست آوریم باید سطح وسیعی از زمین‌های قابل کشت و حاصلخیز و همچنین زیرساخت‌های لازم برای تامین آب مورد نیاز کشاورزی را در اختیار داشته باشیم. بنابراین تهیه مستقیم سوخت‌های الکلی از محصولات کشاورزی نمی‌تواند گزینه مناسبی برای تامین سوخت مورد نیاز کشورهای مختلف و بخصوص کشورهای صنعتی مانند کشورهای اروپای غربی باشد. برای مثال، اگر کل کشور آلمان از نیشکر پوشیده شده باشد، تنها نیمی از نیازهای فعلی سوخت و انرژی این کشور از طریق تولید اتانول سوختی تامین خواهد شد. در حالی که اگر سوخت الکلی از مواد زاید و ضایعات بخش کشاورزی و دامپروری مانند ساقه نیشکر، کاه و کلش، چوب ذرت ‌و دیگر موادی که دور ریخته می‌شوند، تهیه شود نیاز به افزایش سطح زیر کشت محصولات کشاورزی نخواهد بود.
● اتانول به جای بنزین
آتانول نوعی سوخت الکلی قابل اشتعال است که بسیار بهتر از سوخت‌های دیگر می‌سوزد. وقتی این ماده به طور کامل می‌سوزد فقط آب و دی‌اکسید‌کربن تولید خواهد شد و بنابراین اتانول می‌تواند گزینه مناسبی برای تامین سوخت مورد نیاز وسایل نقلیه عمومی و اتوبوس‌ها و به حداقل رساندن آلودگی‌های زیست‌محیطی در کلانشهرها باشد.
برای تغییر سوخت اتومبیل به اتانول علاوه بر این‌که باید از سیستم کاربراتوری یا ورودی بزرگ‌تری در خودروها استفاده کنیم، باید مقداری اتانول گرم شده را در شروع کار خودرو به درون کاربراتور تزریق کنیم و اگر ۱۰ تا ۳۰ اتانول را با بنزین مخلوط کنیم، دیگر نیاز به تغییرات سیستم موتوری نخواهیم داشت.
متاسفانه درتهران و بسیاری از دیگر شهرهای بزرگ کشور به علت افزایش تعداد وسایل نقلیه، آلودگی هوا در سطح شهر افزایش یافته و به یک بحران تبدیل شده است. با افزایش تردد وسایل نقلیه در سطح شهر‌ها انتشار آلاینده‌هایی مانند مونواکسید‌کربن، انواع هیدروکربن‌ها، گازسولفور، اکسید‌های ازت و دیگر گازهای آلاینده افزایش یافته و در نتیجه در اثر تجمع اکسید‌های ازت و بنزین سوخته نشده خروجی از اگزوز اتومبیل‌ها مه‌دودی در نزدیکی سطح زمین به وجود می‌آید که سبب افزایش آلودگی هوا می‌شود که در نتیجه سبب تحریک پوست، چشم، تنگی‌نفس، کاهش دید و همچنین از بین رفتن گیاهان خواهد شد. شاید برایتان جالب باشد بدانید که هر وسیله نقلیه سبک به طور متوسط روزانه یک تا ۲ کیلوگرم گاز آلاینده در هوا منتشر می‌کند. از سوی دیگر، کشور ما با داشتن منابع عظیم نفتی به علت کمبود پالایشگاه، بخشی از بنزین مورد نیاز خود را از کشورهای دیگر وارد می‌کند.
با افزایش تردد اتومبیل‌ها انتشار گاز کربنیک و دیگر گازهای گلخانه‌ای نیز افزایش می‌یابد که در نتیجه سبب افزایش دمای هوا خواهد شد.
در سال‌های اخیر افزایش تجمع گازهای گلخانه‌ای به افزایش سیلاب‌ها، خشکی‌ها، کاهش سطح آب‌ها و شور شدن دریاچه‌های آب شیرین منجر شده است. بنابراین برای کاهش آلودگی هوا و تولید گازهای گلخانه‌ای و همچنین کاهش واردات بنزین در کشور باید منابع سوخت دیگری که تجدید‌پذیر بوده و حداقل آلایندگی هوا را داشته باشند جایگزین بخشی از بنزین مصرفی در خودروها و دیگر وسایل نقلیه شوند. اما در حال حاضر سوخت زیستی اتانول تنها ماده‌ای است که چون از گیاهان تهیه می‌شود تجدید‌پذیر بوده و ترکیب آن با بنزین، آلودگی هوا را کاهش می‌دهد. سوخت‌زیستی اتانول را می‌توان از منابع گیاهی مختلف مانند گیاهان تولید‌کننده مواد قندی، گیاهان تولید کننده مواد سلولزی و ضایعات کشاورزی تولید کرد.
ازآنجایی‌که اتانول ازمنابع موجود درهر کشور قابل تولید است، میتواندجایگزین مناسبی برای سوخت‌های موجود باشداز آنجایی‌که ماده اولیه برای تولید اتانول باید ارزان قیمت و فراوان باشد کشورهای مختلف از ارزان‌ترین و فراوان‌ترین ماده اولیه برای تولید سوخت‌زیستی اتانول استفاده می‌کنند و به این ترتیب برای تولید اتانول در کشور برزیل که بزرگ‌ترین کشور تولید کننده اتانول در سطح دنیا است از نیشکر و در آمریکا یا دومین تولید کننده اتانول دنیا پس از برزیل از ذرت و در اروپا از چغندر قندر و غلات استفاده می‌شود که از مواد اولیه قندی یا نشاسته‌ای هستند. با این‌که تحقیقات زیادی درباره استفاده از مواد سلولزی یا ضایعات کشاورزی به عنوان ماده اولیه تولید اتانول انجام شده، اما هنوز استفاده از این روش به مرحله صنعتی تولید انبوه مانند استفاده از ذرت یا نیشکر نرسیده است. در ایران با توجه به وجود منابع بالقوه مواد اولیه برای تولید اتانول حاصل از ملاس‌های نیشکر و چغندر قند، مواد نشاسته‌‌دار و مواد سیگنوسلولزی از ضایعات چوب، ضایعات کشاورزی و کاغذ بازیافتی از زباله امکان تولید اتانول فراهم است و در صورت ایجاد بازار مصرف و سرمایه‌گذاری مناسب می‌توان سالانه بیش از ۲ میلیون تن اتانول در کشور تولید کرد.
علاوه بر این امکان استفاده از اتانول در سوخت بنزین نیز در دستور کار قرار گرفته است که بررسی‌های انجام شده حاکی از آن است که نه‌تنها امکان استفاده از اتانول در سوخت خودروهای داخلی وجود دارد، بلکه تا اختلاط یا درصد، نیاز به تغییر موتور یا سیستم سوخت‌رسانی نیز نخواهد بود.
● کاهش پیامدهای زیست‌محیطی
یکی از مسائل و مشکلات انسان‌ها در قرن بیست و یکم، مساله محیط زیست است. بدون تردید افزایش جمعیت انسان‌ها و توسعه استانداردهای زندگی، با مصرف انرژی و سوخت رابطه‌ای مستقیم دارد.
انسان‌ها علاوه بر این که باید در محیطی پاک و عاری از هرگونه آلودگی زندگی کنند، نیازمند دسترسی به منابع قابل بازیافت و تجدیدپذیر انرژی هستند که در این میان اتانول می‌‌تواند به عنوان منبعی پاک و تجدیدپذیر مورد استفاده قرار گیرد. به عبارت دیگر، اتانول جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی است که می‌تواند به صورت خالص یا به صورت مخلوط با بنزین مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌‌های این طرح تحقیقاتی تولید این ماده از منابع تجدیدپذیر حیات و بر پایه مواد سلولزی است که به میزان قابل‌توجهی در طبیعت یافت می‌شود. از این ماده می‌‌توان علاوه بر یک جایگزین سوختی مناسب به عنوان حلال و سوخت پاک و همچنین کاهنده گازهای گلخانه‌ای در محیط زیست استفاده کرد.
کاهش انتشار دی‌اکسید کربن حاصل از سوخت بنزین یا هر سوخت دیگر در محیط از مزایای زیست‌محیطی اتانول است. گاز دی‌اکسیدکربن سبب تشدید پدیده گلخانه‌ای خواهد شد و این در حالی است که دی‌اکسید کربن تولید شده در نتیجه سوخت بیواتانول در فرآیند تخمیر و توسط گیاهان کاشته شده برای تولید اتانول جذب می‌شود. این ویژگی از مهم‌ترین مزایای استفاده از اتانول سوختی است که حتی در سوخت‌های پاک مانند گاز طبیعی نیز یافت نخواهد شد.
علاوه بر این که آلودگی‌ هوا در شهرهای بزرگ مسائل و مشکلات بسیاری را در کشور به همراه داشته است، با وجود در اختیار داشتن منابع ذخیره عظیم نفتی در کشور به دلیل کمبود پالایشگاه، بنزین وارد می‌شود و در شرایط کنونی نیز به علت تحریم‌های اعمال شده، کشف منابع جدید نفتی و بهره‌برداری از آنها با مشکلات بسیاری مواجه بوده است. انتشار دی‌اکسید کربن نیز به افزایش گازهای گلخانه‌ای در محیط و در نتیجه افزایش دمای هوا منجر خواهد شد که پیامدهای نامطلوبی همچون افزایش خشکی‌ها، افزایش ارتفاع سطح دریاها، وقوع سیلاب‌های متعدد در فصول مختلف سال و شور شدن دریاچه‌های آب شیرین را به همراه خواهد داشت. با توجه به آنچه گفته شد استفاده از منابع سوختی دیگری که بتوانند به صورت خالص یا مخلوط با بنزین مورد استفاده قرار گیرند برای کاهش آلودگی هوا و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و همچنین افزایش درجه اکتان بنزین و کاهش واردات بنزین در کشور ضروری خواهد بود. این منابع جدید باید تجدیدپذیر باشد و علاوه بر این که سبب افزایش درجه اکتان بنزین می‌شوند، حداقل آلایندگی هوا را به همراه داشته باشند. در شرایط کنونی اتانول تنها ماده‌ای است که با توجه به این که از گیاهان تولید می‌شود، تجدیدپذیر بوده و می‌تواند به صورت مخلوط با بنزین برای تامین سوخت مورد نیاز وسایل نقلیه مورد استفاده قرار گیرد. در این صورت چون بنزین کمتری مصرف می‌شود، واردات بنزین کم شده و گازهای گلخانه‌ای کمتری هم تولید می‌شود.
از آنجایی که میزان تولید ضایعات و پسماند محصولات کشاورزی در سطح دنیا بسیار بالاست با توجه به ترکیب این مواد می‌توان از آن به عنوان منبع مناسبی برای تولید اتانول استفاده کرد. این در حالی است که بازگشت این ضایعات به خاک سبب افزایش حاصلخیزی، کنترل فرسایش، آزادسازی مواد مورد نیاز خاک و پایداری ساختمان خاک خواهد شد. همچنین با توجه به این که یکی از منابع بزرگ ضایعات مواد سلولزی در کشورهای پیشرفته، زباله‌های خانگی هستند در این کشورها از زواید جامد شهری در سطح تجاری نیز می‌توان به عنوان منبع مناسبی برای تولید اتانول زیستی استفاده کرد.
From : www.pezeshkan.org

هیچ نظری موجود نیست:

ارسال یک نظر