قفل آلودگی هوا با کلید بیودیزل باز می‌شود

کاهش 50 درصدی هزینه‌های تولید

با توجه به این که بخش عمده سوخت‌های فسیلی و انرژی در بخش حمل و نقل مصرف می‌شود، بیشتر تحقیقات انجام شده در نیم قرن اخیر به موضوع یافتن سوختی با قابلیت جایگزینی با سوخت دیزل و بنزین مصرفی در خودروها اختصاص داشته است. محققان در تلاش برای حل این مشکلات و محدودیت‌ها به بیودیزل رسیده‌اند.

در کشور ما نیز با توجه به اهمیت این موضوع، تحقیقات متعددی در این زمینه انجام شده است. به تازگی گروهی از محققان دانشگاه علم و فناوری مازندران با همکاری محققانی از دانشگاه UNSW استرالیا موفق به تولید نوعی سوخت زیستی از بادام کوهی شده‌اند که می‌تواند هزینه‌های تولید سوخت زیستی را تا 50 درصد کاهش دهد. مهندس محمد امین وارث، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی دانشگاه UNSW استرالیا از محققانی است که در اجرای این طرح تحقیقاتی همکاری داشته است.

مهندس مطهره وارث، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی شیمی دانشگاه علم و فناوری مازندران و مجری این طرح تحقیقاتی در گفت‌وگو با جام‌جم می‌گوید: یکی از محدودیت‌هایی که در زمینه تولید بیودیزل وجود دارد، این است که امروزه بیودیزل از نظر هزینه تولید، قابلیت تولید و رقابت در مقیاس صنعتی را ندارد.

با توجه به این که بالا بودن قیمت بیودیزل از محدودیت‌های اصلی در زمینه تولید این سوخت به شمار می‌آید، ما در تحقیقات جامعمان متوجه شده‌ایم حدود 80 درصد هزینه‌ای که برای تولید بیودیزل صرف می‌شود به ماده اولیه تولید این نوع سوخت مربوط است. از این رو به دنبال ماده‌ای رفته‌ایم که این هزینه را دست کم تا 50 درصد کاهش دهد. میان گیاهان مختلفی که بررسی کرده‌ایم موفق به شناسایی گیاه بومی به نام بادام کوهی شده‌ایم. بادام کوهی از گیاهان دانه روغنی بومی ایران است.

این گیاه از توانایی رشد در زمین‌های بایر برخوردار است و برای کشت آن به شرایط آب و هوایی مطلوب و آب فراوان نیازی نیست. این ویژگی‌ها می‌تواند تا حد زیادی در کاهش هزینه‌های تولید اثرگذار باشد. میزان استخراج روغن از این گیاه حدود 60 درصد است و استفاده از آن در فرآیند تولید بیودیزل موجب کاهش 50 درصدی هزینه تولید می‌شود.

نخستین بار است که از بادام کوهی برای تولید بیودیزل استفاده می‌شود. ما ویژگی‌ها و خواص بیودیزل تولیدی از این گیاه را با استانداردهای جهانی مورد مقایسه قرار داده‌ایم. نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهد در این سوخت، استانداردها رعایت شده و از کیفیت بالایی برخوردار است.

در مسیر صنعت

طرح تولید بیودیزل از بادام کوهی ثبت اختراع شده و از سوی سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران به عنوان معتبرترین مرجع در کشور، مورد تایید قرار گرفته و اکنون طرح در مرحله صنعتی شدن است.

مهندس وارث با اشاره به این موضوع درباره زیرساخت‌های مورد نیاز تولید این سوخت در مقیاس صنعتی می‌افزاید: ابتدا این سیستم را در رآکتور نیمه پیوسته در مقیاس صنعتی وارد می‌کنیم تا از کیفیت مناسب سوخت اطمینان حاصل کنیم. یکی از مزیت‌های مهم بیودیزل این است که به زیرساخت‌های خاصی نیاز ندارد. اگر بخواهید از سوخت فسیلی بنزین تولید کنید این فرآیند نیازمند طراحی و تاسیس پالایشگاه و راه‌اندازی خطوط انتقال است. این در حالی است که تولید بیودیزل مستلزم در اختیار داشتن مواد اولیه و دانش فنی است و درحقیقت می‌توان با اطلاع از نسبت مناسب برای ترکیب موردنظر و بدون نیاز به ابزارهای پیشرفته این سوخت را به آسانی تولید کرد.

هدف اصلی ما در این طرح، کاهش هزینه‌هاست؛ بنابراین از ساده‌ترین فرآیند استفاده کرده‌ایم که استریفیکاسیون نام دارد. در این فرآیند ابتدا دانه‌ها را تحت فشار قرار می‌دهیم تا روغن آنها خارج شود. این روغن خارج شده از دانه‌های گیاه بادام کوهی را در حضور یک الکل با یک کاتالیزور واکنش می‌دهیم که در این واکنش بیودیزل و گلیسیرین تولید می‌شود. گلیسیرین محصول جانبی است که می‌توان به صورت صنعتی آن را خالص‌سازی کرد و مورد استفاده قرار داد. بنابراین محصول جانبی این فرآیند نیز قابل استفاده است.

بیودیـزل در تـرکیـب بـا سوخت‌های فسیلی

می‌توان از سوخت‌های زیستی به طور خالص استفاده کرد یا این سوخت را در ترکیب با سوخت‌های فسیلی مانند بنزین و دیزل به عنوان سوخت مصرفی خودروها مورد استفاده قرار داد. مجری این طرح تحقیقاتی درباره لزوم مصرف سوخت زیستی به طور خالص یا ترکیبی این طور توضیح می‌دهد: ما در تحقیقاتی که انجام داده‌ایم این موضوع را مورد بررسی قرار داده‌ایم.

اگر قرار باشد صددرصد از این سوخت را در خودرو استفاده کنیم، در مقایسه با سوخت فسیلی هزینه بالاتری دارد. استفاده از این سوخت به طور خالص به حذف کامل ترکیبات گوگردی منجر می‌شود، زیرا در ساختار بیودیزل گوگرد وجود ندارد.

همچنین اگر به طور خالص از بیودیزل تولید شده استفاده شود، انتشار ترکیبات منواکسیدکربن ناشی از سوختن بیودیزل در موتور خودرو 50 درصد کمتر خواهد شد. میزان انتشار ذرات معلق نیز 30 درصد کاهش پیدا می‌کند.

بنابراین می‌توان گفت استفاده از بیودیزل به طور خالص از نظر زیست‌محیطی بسیار مطلوب است، اما باید هزینه بالای این سوخت را به عنوان یک محدودیت در نظر گرفت. هنوز دولت برای بیودیزل معافیت‌های مالیاتی در نظر نگرفته است. با توجه به محدودیت‌هایی که در این زمینه وجود دارد بهتر است از بیودیزل تولیدی در ترکیب با دیزل استفاده کرد. اگر 20 درصد سوخت خودرو را با بیودیزل جایگزین کنیم، می‌توانیم میزان هیدروکربن‌های نسوخته را تا 30 درصد کاهش دهیم.

در این صورت میزان انتشار گوگرد و منواکسیدکربن نیز 20 درصد کاهش پیدا می‌کند. همین‌طور میزان انتشار دی‌اکسیدکربن 50 درصد کمتر خواهد شد. می‌توان گفت حتی اگر بخش اندکی از سوخت مصرفی خودروها با سوخت بیودیزل تولید شده جایگزین شود، انتشار آلاینده به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند که از نظر زیست‌محیطی بسیار مطلوب است.

وی درباره ضرورت ایجاد تغییر در موتور خودروهایی که سوخت زیستی می‌سوزانند، می‌گوید: اگر بخواهیم از این سوخت زیستی به طور خالص استفاده کنیم باید مواد افزودنی به آن اضافه شود، اما اگر قرار باشد به صورت ترکیبی B20 از این سوخت استفاده کنیم نیازی نیست در موتور خودرو تغییری ایجاد شود.

فرانک فراهانی جم

دانش