سوخت سبز
سوخت سبز
امروزه تأمین سوخت در کشور ما با سهمیه بندی بنزین به صورت یک مسأله در آمده است و دست کم مبین اولین علامت در محدود بودن استفاده از سوختهای فسیلی است. این مسأله اکنون فقط در کشور ایران خودش را نشان داده اما پیش بینی می شود که در دهه های آینده با تمام شدن تدریجی منابع سوختهای فسیلی( نفت و گاز)، این مسأله تبدیل به یک مسأله جهانی شود طوریکه که نه تنها مردم ایران این مشکل را احساس کنند که کل مردم دنیا به نوعی با این مسأله مواجهت داشته باشند. گزینه ایی که برای جایگزینی سوخت و انرژی در کشور ما از طرف دولتمردان فعلی ایران مطرح شده است، انرژی هسته ای است. در حالیکه از دهه های قبل، کشورهای پیشرفته و حتی در حال توسعه چاره این کار را در بکارگیری منابع تجدید پذیر انرژی مثل سوخت های گیاهی و حیوانی(بیولوژیکی) دیده اند. در این نوشتار سعی می شود یک معرفی اجمالی از این نوع سوخت همراه با مزیت ها و محدودیت های آن ارایه شود.
همانطور که اشاره شد، سوخت های گیاهی از بدو زندگی بشر مورد استفاده قرار می گرفته است. اما تبدیل و تغییر آن به صورت هایی که بتواند مصارف صنعتی داشته باشد تقریباً از یک قرن پیش شروع شده است. در سال ۱۹۰۰ آقای دکتر رودلف دیزل مخترع موتور دیزلی، در نمایشگاه جهانی پاریس موتوری عرضه کرد که با سوخت تولید شده از روغن بادام زمینی کار می کرد. او معتقد بود که در آینده می توان موتورهایی داشت که با روغن های گیاهی کار کنند. وی می گفت ممکن است امروزه (۱۹۱۲) استفاده از روغن گیاهی در موتورها ناکافی به نظر برسد اما زمانی می رسد که این کاربرد به اندازه استفاده از محصولات نفتی حاضر مهم باشد.
اما با توجه به دسترسی ارزان به سوخت های فسیلی و توسعه صنعت نفت این قضییه تقریباً به فراموشی سپرده شد و موتور دیزلی دکتر دیزل به سمت استفاده از سوخت های نفتی اصلاح و به پیش رفت. با این حال عواقب ناگوار زیست محیطی از یک طرف و کاهش تدریجی منابع فسیلی از طرف دیگر باعث شد که سوختهای گیاهی بار دیگر مورد توجه قرار گیرند که در اینجا به برخی از آنها به اجمال اشاره می شود.
الف: مایع اتانول
اتانول از گیاهان تولید می شود که عمدتاً از نیشکر و حبوباتی نظیر ذرت، ذرت خوشه ای، سیب زمینی، چقندرقند و برنج قابل استحصال می باشد. در حال حاضر از نیشکر به عنوان مهمترین منبع تولید اتانول نام برده می شود که با برداشت ۴۷ تا ۸۰ تن نیشکر در هر هکتار می توان به تولید ۷۰ تا ۸۰ لیتر اتانول به ازای هر تن نیشکر دست یافت. به عبارتی دیگر در بهترین حالت از هر هکتار می توان حدود ۷۲۰۰ لیتر اتانول تولید کرد. علاوه بر آن، محققان در حال کار کردن روی روشهای ارزان تری هستند که بتوان از تمام قسمتهای درختان و گیاهان این سوخت را تولید کرد. این مایع هم می تواند به تنهایی به عنوان سوخت اتومبیلها مورد استفاده قرار گیرد و هم به صورت ترکیبی با بنزین.
برزیل تنها کشوری در دنیا است که این سوخت گیاهی را در مقیاس بزرگ تولید می کند. براساس آمارها این کشور در بین سالهای ۱۹۷۵ تا ۱۹۸۸ ، ۷۵ میلیون لیتر اتانول از نیشکر تولید کرده است. در این کشور تا سال ۱۹۹۰ بیش از ۵/۳ میلیون اتومبیل با این سوخت کار می کرده اند و در حال حاضر یک چهارم سوخت حمل و نقل زمینی این کشور از اتانول فراهم می شود. در حالیکه در برزیل این مایع را به صورت یک سوخت کامل و مستقل بکار می برند، در بسیاری از کشورها از این مایع برای بالابردن عدد اکتان بنزین استفاده می شود. همچنین در آمریکا ۹۹ درصد اتانول تولید شده به مقدار ۵/۴ میلیارد گالن (حدود ۱۷ میلیارد لیتر) به صورت ترکیب ۱۰ درصدی با بنزین مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه در این کشور بیش از ۱۴۶۰۰۰ اتومبیل بنزینی با ترکیب ۸۵ درصد اتانول کار می کنند. همچنین در ساخت موتورها سعی بر ساختن موتورهای با انعطاف بالا است که بتوانند به راحتی با هر درصدی از اتانول کار کنند.
ب: بیوگاز و گاز مولد:
خوراک اولیه واحدهای تولید بیوگاز عمدتاً فضولات حیوانی است و مواد اولیه واحدهای تولید گاز مولد، چوب و بقایا و زباله های محصولات کشاورزی می باشد. گاز مولد به عنوان یک سوخت عمده برای اولین بار در جنگ جهانی دوم در اتوبوس ها، کامیونها و ماشین های باری در شرایط کمبود بنزین مورد استفاده قرار گرفت و هم اکنون به طور گسترده در کوره های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در کشور چین در وضعیت بالارفتن قیمت جهانی نفت در اواسط دهه هفتاد میلادی، ۷ میلیون مولد بیوگاز ساخته شد. در کشور هند هم در سال ۱۹۸۳ ، ۲۸۰ هزار واحد تولید بیوگاز ساخته شد و براساس یک برنامه ۵ ساله این تعداد را تا سال ۱۹۸۸ به ۷۰۰ هزار رسید.
ج: بیودیزل:
مواد اولیه این سوخت، دانه های گیاهی روغنی نظیر سویا، بادام زمینی، آفتاب گردان، زیتون، ذرت و ... می باشد. این سوخت به طور کامل می تواند جایگزین دیزلی شود که از نفت بدست می آید و تمام موتورهای دیزلی بدون هیچ تغییری می توانند با این سوخت کار کنند.
محدودیت های استفاده از تولید و استفاده از سوخت های سبز
۱- یکی از مشکلات تولید این سوختها، کمبود زمین های کشاورزی می باشد که برای کاشتن گیاهان روغنی به ناچار باید اقدام به از بین بردن جنگلهای موجود کرد. برای مثال در کشور آمریکا اگر سوخت های گیاهی بخواهد بطور کامل جایگزین سوخت های فسیلی مورد نیاز صنعت و حمل و نقل در این کشور بشود، نیاز به اراضی کشاورزی به مقدار دو برابر زمین های مستعد کشاورزی فعلی می باشد.
۲- برای تأمین زمین کشاورزی مورد نیاز سوخت های سبز در بعضی از کشورها اقدام به از بین بردن جنگل ها می کنند که این کار باعث افزایش گازهای گلخانه ایی و گرم شدن جهانی می شود. امروزه جنگلها بهترین منبع به دام انداختن گاز دی اکسید کربن هستند که در صورت از بین رفتن، تهدیدهایی جدی برای محیط زیست بوجود می آید.
۳- از نظر اقتصادی حتی با وجود بالارفتن قیمت نفت، همچنان تولید سوختهای گیاهی قابل رقابت با سوخت های فسیلی نظیر بنزین نیست.
۴- استفاده از کشاورزی جهت تولید سوخت می تواند منجر به کمبودهایی در تولیدات غذایی شود. برای مثال در کشور چین افزایش استفاده کشاورزی ذرت جهت تولید اتانول منجر به افزایش ۲۵ درصدی قیمت خوراک دام شده است. در همین زمینه سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (فائو) طی گزارشی اعلام کرده است که هزینه واردات مواد غذایی در کشورهای در حال توسعه در سال گذشته ۹ درصد افزایش پیدا کرده است.
مزیت ها:
۱- گرایش کشورها به تولید و توسعه سوخت های گیاهی می تواند منجر به رونق بخش کشاورزی شود. خصوصاً در کشورهایی که محصولات کشاورزی آنها تاکنون قابل رقابت با بازار دنیا نبوده اند.
۲- افزایش اشتغال و استفاده از تولیدات داخلی. برای مثال در کشور برزیل با اینکه تولید الکل مورد نیاز جهت اتانول در مقایسه با قیمت نفت خام مقرون به صرفه نیست، ولی به علت ایجاد اشتغال بالا در این صنعت همچنان این کشور به تولید این ماده ادامه می دهد. بر اساس آمارها در این کشور این صنعت ۳۵۰ هزار فرصت شغلی درست کرده است که تحولی اساسی در حوزه انرژی محسوب می شود.
۳- با توجه به آنکه از احتراق سوخت های سبز به میزان ۶۰ درصد کمتر از سوختهای فسیلی دی اکسید کربن تولید می شود و همچنین دیگر ذرات آلاینده ساطع شده از آنها کمتر از استفاده های مشابه در سوختهای فسیلی است لذا از آنها به عنوان سوختهای تمیز نام برده می شود که می تواند به پاکیزگی محیط زیست کمک کند.
۴- بازیافت انرژی از زباله های شهری می تواند انگیزه ای برای ثبت اصولی سیستم دفع زباله در شهرها باشد. به گفته کارشناسان در ایران حدود ۴۰ تا ۵۰ هزار تن زباله شهری در روز تولید می شود و با توجه اینکه از هر ۱۵ کیلوگرم زباله شهری، یک متر مکعب بیوگاز بدست می آید، می توان حدود ۸۴۱ پتاژول انرژی در روز از زباله های شهری ایران بدست آورد. هم اکنون در دو شهر مشهد و شیراز سیستم دفن اصولی زباله به منظور تولید بیوگاز نصب شده است و سازمان انرژی های نو ایران وابسته به وزارت نیرو از آن حمایت می کند.
در پایان ذکر این نکته ضروری است که با وجود همه محدودیت هایی که برای تولید سوخت های بیولوژیکی وجود دارد، با این حال برنامه های گسترده ای در سطح دنیا جهت توسعه این صنعت و جایگزینی تدریجی سوختهای فسیلی در حال انجام است که در زیر به نمونه هایی از آن اشاره می شود.
- بر اساس گزارشهای خبری، وزارت نیروی ایالات متحده ۲۵۰ میلیون دلار جهت ایجاد مراکز انرژی طبیعی سرمایه گذاری می کند که در راستای سرعت بخشیدن به تحقیقات پایه ای در زمینه ایجاد الکل اتیلیک سلولزیک و دیگر سوخت های مشتق شده از فرآورده های فرعی گیاهی صورت می گیرد. همچنین دولت آمریکا در نظر دارد ظرف ۱۰ سال آینده مصرف نفت خود را تا ۲۰ درصد کاهش دهد و بجای آن از اتانول استفاده کند. بنا بر قانون سیاست انرژی سال ۲۰۰۵ این کشور، که خواستار برنامه های جدید جهت ارتقاء تکنولوژی و کاهش هزینه تولید سوخت طبیعی است، باید تا سال ۲۰۱۲، ۴/۲۸ میلیارد لیتر در سال سوخت تجدیدشدنی اتانول به ذخیره سوختی ایالات متحده اضافه شود.
- اتحادیه اروپا تصمیم گرفته است از سال ۲۰۱۰ در بنزین و گازوئیل مصرفی کشورهای خود به میزان ۷۵/۵ درصد از سوخت های گیاهی استفاده کند و همچنین تا سال۲۰۳۰ این کشورها درنظر دارند ۳۰ درصد کل انرژی مصرفی خود را با منابع تجدیدپذیر انرژی نظیر سوختهای گیاهی جایگزین کنند. در کشور آلمان هم اکنون در بسیاری از اییستگاههای پمپ بنزین، هم بنزین و هم بیودیزل عرضه می شود که بیودیزل با قیمت پایین تری به فروش می رسد.
- در گزارشی از دپارتمنت کشاورزی آمریکا آمده است که در اروپا سالانه یک میلیون و سیصد هزار تن روغن نخل استفاده صنعتی دارد که یک میلیون تن آن برای سوخت بکار می رود. که این سوخت بیشتر برای تولید برق در نیروگاه ها بکار می رود.
- کشور سوئد در نظر دارد که تا سال ۲۰۵۰ میلادی، ۴۰ درصد از بازار خودرو خود را به استفاده از بیوگاز مجهز کند که آن را از فرآیند سینیتیک بر روی چوب فراهم می کند.
- در کشور انگلیس شرکتهای دست اندرکار فعالیت های انرژی مانند شرکت های نفتی و نهادهای عرضه کننده نفت موظف شده اند که ۵ درصد از فروش سوختهای جاده ایی خود را به سوخت های تجدیدپذیر اختصاص دهند.
- شرکتهای دایملر کرایسلر، پنجمین تولید کننده بزرگ خودرو در جهان، به ترویج استفاده از سوختهای گیاهی می پردازند.
- دولت مالزی قصد دارد با ساخت كارخانه های جدید ۱۰۰ هزار تن سوخت گیاهی تولید كند. مالزی بزرگ ترین تولیدكننده روغن نخل در دنیا است و قصد دارد تا سال ۲۰۰۸ با استفاده از این مزیت بخش اعظمی از سوخت های دیزلی را به سوخت روغن نخل تبدیل كند. از سال ۲۰۰۷ نیز تمام سوخت هایی كه در كشور مالزی به فروش می رسد باید حاوی پنج درصد سوخت روغن نخل باشد.
انتظار می رود که استفاده از سوختهای سبز بتواند مکملی برای دیگر منابع انرژی باشد و نیز اتمام سوخت های هیدروکربوری را به تأخیر انداخته و باعث صیانت بیشتر آن برای آینده بشر شود.