گذر از روز‌های دودی با ۴راهکار فناورانه

سناریویی که قطعا سال‌های آینده نیز تکرار خواهد شد، اما تکرار مداوم این راهکار، نه‌تن‌ها گره‌ای از معضل آلودگی هوای کلانشهر‌ها باز نمی‎کند، بلکه باعث می‌شود جان با ارزش بسیاری از بیماران تنفسی، قلبی و عروقی، افراد مبتلا به سرطان و بیماری‌های سخت به خطر بیفتد. توجه به آلودگی هوا، این معضل بزرگ زیست‌محیطی که تبعات اجتماعی و خسارت اقتصادی بی‌شماری به همراه دارد، باردیگر پس از گذشت دوره بحرانی‌اش رنگ می‌بازد؛ در حالی که باید تدبیری اساسی و روشن برای رفع این معضل اساسی اندیشیده شود. این در حالی است که در سال‌های اخیر شاهد دستاورد‌های فناورانه خوبی در حوزه‌های مختلف تأثیرگذار بر آلودگی هوا بوده‌ایم.

براساس اعلام کارشناسان، منبع اصلی آلاینده‌ های هوای شهر‌های بزرگ و صنعتی ایرانی شامل دو دسته منابع متحرک (خودرو‌های سواری، تاکسی، موتورسیکلت، وانت، مینی‌بوس، اتوبوس‌ها و کامیون) و ساکن (نیروگاه‌ها و پالایشگاه) است. دراین بین سهم منابع ساکن و متحرک در تولید آلاینده‌های گازی به ترتیب برابر ۱۵ و ۸۵ درصد و در تولید ذرات معلق ۳۰ و ۷۰ درصد است. در منابع متحرک، کامیون‌ها، اتوبوس‌های شرکت واحد، موتورسیکلت‌ها و مینی‌بوس‌ها و در منابع ساکن نیز پالایشگاه‌ها عامل اصلی تولید ذرات آلاینده به شمار می‌رود. اکنون چند تیم از پژوهشگران ایرانی برای کاهش میزان آلایندگی این منابع متحرک و ساکن راهکار‌های فناورانه‌ای ارائه داده‌اند؛ راهکار‌هایی که اجرای آن‌ها نیاز به حمایت‌های بیشتر دولتی دارد تا گره‌ای از مشکلات زیست‌محیطی آلودگی هوا باز کند.
 
کاهش آلایندگی با مکمل زیستی سوخت دیزل

پژوهشگران یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان مستقر در پارک علم و فناوری تربیت مدرس به منظور کاهش آلایندگی‌های هوا، موفق به تولید مکمل زیستی سوخت دیزل شده‌اند. محمدرضا شاملو، مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان پایار انرژی گستر یکتا درخصوص این مکمل توضیح می‌دهد: «این ایده ابتدا در سطح دانشگاه مطرح شد. ما در این ایده به دنبال سوخت جایگزین مکمل گازوئیل بودیم تا بتواند علاوه‌بر کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی، مصرف سوخت را کاهش و توان موتور را نیز افزایش دهد. ما پس از اجرای این پروژه دانشگاهی، به دنبال تجاری کردن این طرح افتادیم و تمام دستگاه‌ها و رکتور‌های آن را طراحی و تولید کردیم.»

وی با اشاره به ضرورت تولید این مکمل زیستی می‌افزاید: «هم‌اکنون در دنیا سوختی به نام بیودیزل به عنوان مکمل سوخت دیزل استفاده می‌شود. این سوخت می‌تواند به صورت مستقیم در خودرو‌های دیزلی نیز استفاده شود و تا ۲۰ درصد هم نیاز به اصلاح موتور ندارد. همچنین در اسناد بالادستی زمانی که سولفور سوخت دیزل کاهش پیدا می‌کند، این ماده باید داخل سوخت افزوده شود؛ زیرا موتور‌های دیزلی با سوخت خشک نمی‌توانند کار کنند. این مکمل باید به عنوان روانکار در سوخت اضافه شود.»

به گفته این فناور، هرچند استفاده ۷درصدی متیل‌استر یا بیودیزل در اسناد بالادستی و در استاندارد شرکت ملی نفت از سال ۱۳۸۸ مطرح شده، اما متاسفانه هنوز مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و شرکت‌های پالایشگاهی زیربار استفاده از این محصول نرفته‌اند. شاملو تصریح می‌کند: «این مسأله باعث شد تا شرکت ما در قسمت فروش با مشکل مواجه شود. پس از آن در واحد تحقیق و توسعه‌مان به دنبال رفع معایب دیگر سوخت دیزل مانند یخ‌زدگی در فصل زمستان، عدد ستان سوخت دیزل (عدد ستان مانند عدد اکتان در بنزین است و باعث بهسوزی سوخت دیزل می‌شود) رفتیم و با رفع این مشکلات، سبد محصولی به عنوان مکمل زیستی سوخت دیزل عرضه کردیم.»

وی خاطرنشان می‌کند: «این مکمل زیستی سوخت دیزل از مزایایی مانند افزایش توان و قدرت موتور، افزایش روانکاری و کاهش استهلاک، تمیز‌کنندگی سیستم انژکتور و کاهش آلایندگی سولفور و مونوکسید کربن برخوردار است.»
 
پهپاد پایشگر بر فراز آلودگی کلانشهر‌ها 

پژوهشگران یکی از شرکت‌های دانش بنیان مستقر در پارک علم و فناوری فارس نیز به منظور پایش آلایندگی کارخانه‌ها، پتروشیمی‌ها، پالایشگاه‌ها و شهرک‌های صنعتی موفق به تولید سیستم پایش کیفیت هوا به وسیله پهپاد شده‌اند. محمدحسین یوسفی، مدیرعامل شرکت هما پایش رادمان درخصوص این سامانه توضیح می‌دهد: «اکنون باتوجه به آلودگی پایتخت و سایر کلانشهرها، بحث کشف منابع آلاینده و تعریف پروژه‌هایی که این منابع آلاینده را شناسایی کند، مطرح است. سیستم پایش کیفیت هوا به وسیله پهپاد دقیقا در راستای این هدف تولید شده است.»

وی می‌افزاید: «این محصول ترکیبی از پرنده، پهپاد و سیستم پایش کیفیت هواست. در این سیستم، کیت تشخیص گاز‌های آلاینده جهت پایش آلایندگی‌های صنایع پتروشیمی و شهرک‌های صنعتی و مکان‌هایی که دسترسی آسان و مداوم ندارد، روی پرنده نصب می‌شود. این پرنده به خلبان خودکار مجهز است که می‌تواند آلایندگی‎های صنایع را به‌صورت خودکار، منظم و برنامه‌ریزی‌شده پایش کند و داده‌های آن را به سرور‌ها انتقال دهد.»

به گفته یوسفی، این پرنده قادر است هشت گاز آلاینده از‌جمله دی‌اکسیدکربن، دی‌اکسیدگوگرد، دی‌اکسیدنیتروژن، ذرات معلق pm ۲.۵، pm ۱۰ و کربن‌منواکسید را پایش کند. تعداد سنسور‌های این پرنده از لحاظ دقت و تعداد سنجش راه دور قابل ارتقا است. وی تصریح می‌کند: «پایش آلاینده‌ها به‌صورت سنتی زمانبر است، اما اگر این پرنده با کیف پایش در ابعاد بزرگ‌تر به میزان ۵۰ تا ۱۰۰ عدد تولید شود و در نقاط مختلف کشور به پرواز درآید، روزانه می‌تواند تعداد زیادی از مراکز را از راه دور کنترل و پایش کند. برای مثال اگر این دفتر در شیراز باشد، ما می‌توانیم پرنده را در پالایشگاه جنوب مانند عسلویه بگذاریم و از شیراز فرامین را به پرنده ارسال کنیم. پرنده براساس فرمان دریافتی می‌تواند بلند شود، عملیاتش را انجام دهد و سپس به زمین بنشیند. در نهایت تمام داده‌ها را نیز به مراکز، مدیران و کارشناسان ارسال کند.»
 
مهار آلودگی هوا با کاهش گاز کربنیک

گروهی دیگر از پژوهشگران ایرانی به‌منظور صرفه‌جویی در مصرف گاز طبیعی، کاهش مصرف انرژی و جلوگیری از انتشار گاز‌های گلخانه‌ای موفق به طراحی و ساخت سامانه بازیافت دی‌اکسید‌کربن از دود حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی شده‌اند.

بهروز سلیمی بنی، مشاور ارشد مجموع دانش‌بنیان ماشین‌سازی گازکربنیک شهرکرد در این‌خصوص بیان می‌کند: «امروزه یکی از چالش‌های پیش‌روی انسان‌ها، انتشار گاز‌های گلخانه‌ای است که پدیده گرمایش کره زمین را به‌دنبال دارد. امسال نیز در کنفرانس تغییر اقلیم بر کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای تاکید شد؛ ۸۴ درصد از عامل ایجاد گرمایش زمین به گاز کربنیک اختصاص دارد، از این‌رو باید برای مهار گرمایش زمین به سمت اقتصاد کم‌کربن یا بدون‌کربن پیش برویم.»

 وی می‌افزاید: «هدف اصلی ما بهره‌گیری از فناوری کربن‌کپچر (فناوری جداسازی و ذخیره‌سازی کربن از سوخت‌های فسیلی نیروگاه‌ها) است. به این منظور کارگاه‌های مختلفی در ایران ساخته‌ایم. این کارگاه‌ها برای جبران هزینه‌های تحقیقاتی‌شان گاز کربنیک مایع تولید می‌کنند و به فروش صنایعی مانند نوشابه‌سازی، ریخته‌گری و جوشکاری می‌رسانند. همچنین این فناوری می‌تواند در اتاق‌های عمل بیمارستان‌ها، آب‌شیرین‌کن‌ها و باران مصنوعی کاربرد داشته باشد.»

سلیمی بنی خاطرنشان می‌کند: «ما با اتکا به دانش فنی پژوهشگران‌مان موفق شدیم برای نخستین‌بار در ایران واحد بازیافت دی‌اکسید‌کربن از دود حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی در نیروگاه بعثت تهران را راه‌اندازی کنیم. از دودکش‌های نیروگاه بعثت روزانه ۵۰ تن دی‌اکسیدکربن جدا می‌شود، سپس گاز بازیافت شده مورد مصرف صنایع نوشابه‌سازی، جوشکاری و ریخته‌گری تهران و نواحی اطراف آن قرار می‌گیرد.»

وی تاکید کرد: واحد بازیافت دیگری در پتروشیمی کرمانشاه دایر کرده‌ایم. در این واحد نیز گاز دی‌اکسیدکربن از دودکش‌های پتروشیمی جذب و به رآکتور‌های پتروشیمی بازگردانده می‌شود. این امر باعث شده بدون این‌که سوخت جدیدی بسوزد، اوره و کود شیمیایی این نیروگاه حدود ۶ تا ۷ درصد افزایش پیدا کند؛ به‌عبارتی این نیروگاه ۶ الی ۷ درصد اوره سبز تولید می‌کند.

کاهش آلایندگی خودرو‌های دیزلی با به‌سوزی گازوئیل 

ساخت دستگاه کاهنده مصرف سوخت و آلایندگی خودرو‌های دیزلی (رداکس) اقدام دیگری است که در یکی از مجموعه‌های دانش‌بنیان محقق شده است. علیرضا طالقانی، مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان مهندسی بهین تجهیز آپادانا در‌خصوص این دستگاه می‌گوید: «قطعه ساخته شده مجموعه ما باعث به‌سوزی گازوئیل می‌شود. این قطعه روی موتور‌های دیزل بسته می‌شود و برای ماشین‌های حمل‌ونقل، معدن، موتور‌های ژنراتور و موتور لنج کاربرد دارد.» 

 وی می‌افزاید: «این قطعه باعث یونیزه شدن گازوئیل می‌شود. یونیزه شدن گازوئیل باعث ایجاد دو اتفاق خوب در موتور می‌شود؛ نخست، به‌طور معمول آبی که همراه گازوئیل است، سر سوزن‌های انژکتور می‌نشیند و باعث نابودی سوزن و خرابی پمپ انژکتور می‌شود؛ با یونیزه شدن گازوئیل دیگر آب سر سوزن نمی‌نشیند و عمر سوزن و پمپ انژکتور نیز چند برابر می‌شود. دوم، هنگامی که گازوئیل از سوزن انژکتور به داخل سیلندر پاشیده می‌شود، گازوئیل به قطرات ریزتری تبدیل می‌شود. این امر باعث کامل‌تر شدن سوخت گازوئیل و عمل احتراق می‌شود. در نتیجه هم دود اگزوز و هم مصرف گازوئیل کاهش پیدا می‌کند.»

به گفته طالقانی، براساس برآورد‌ها و آزمایش‌هایی که در یکی از شرکت‌های خودروسازی ایران انجام شده است، نصب این قطعه ۵۰ تا ۷۰ درصد دود اگزوز را کاهش می‌دهد. حدود ۲۰ درصد نیز از میزان منواکسیدکربن و هیدروکربن‌های نسوخته کم می‌شود. ۵۰ تا ۷۰ درصد نیز میزان کربن یا دود کاهش می‌یابد.

وی تصریح می‌کند: «این طرح نمونه مشابه داخلی و خارجی ندارد. ایده اولیه این کار تحقیقاتی بوده و از شرکت ما شروع شده است. در نهایت این طرح با پشت سر نهادن چالش‌های زیاد، اکنون به تولید انبوه رسیده و در ماشین‌های معدنی به تعداد زیادی در حال نصب است. درخواست روزافزون نیز برای نصب آن در دیگر ماشین‌های حمل‌ونقلی وجود دارد. در‌نظر داریم این محصول را همچنین برای مصرف ماشین‌های بنزین‌سوز تولید کنیم.» طالقانی با اشاره به مهم‌ترین چالش‌های اجرای این طرح، در این‌خصوص اظهار می‌کند: «هرچند اکنون چنین قطعه‌ای ساخته شده و از مزایای زیادی برخوردار است و می‌تواند نقش زیادی در کاهش آلایندگی کلانشهر‌ها برعهده داشته باشد، اما ارگان‌ها و سازمان‌ها مانند اتوبوسرانی و راهداری هنوز به‌طور جدی با این موضوع برخورد نکرده‌اند و این طرح به‌طور شایسته مورد توجه آن‌ها قرار نگرفته است.»