با توجه به این که بخش عمده سوخت های فسیلی و انرژی در بخش حمل و نقل مصرف می شود، 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 محدودیت ها به بیودیزل رسیده اند.

امروزه بیشتر انرژی موردنیاز ما در بخش صنعت و حمل و نقل از سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود. مصرف سوخت‌های فسیلی موجب شده است دنیا با دو بحران اساسی مواجه شود. یکی از این بحران‌ها، آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی در زمینه‌های مختلف است و بحران دیگر، از محدود بودن منابع سوخت فسیلی و پایان‌پذیر بودن این سوخت‌ها ناشی می‌شود؛ بنابراین همه کشورها از صنعتی تا نیمه‌صنعتی باید به اجبار برای تامین انرژی موردنیاز خود در آینده در مسیر یافتن جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی قدم بردارند.

کاهش 50 درصدی هزینه های تولید

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 شده اند که می تواند هزینه های تولید سوخت زیستی را تا 50 درصد کاهش دهد. مهندس محمد امین ثابت، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی دانشگاه UNSW استرالیا از محققانی است که در اجرای این طرح تحقیقاتی همکاری داشته است.

مهندس مطهره ثابت، دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی شیمی دانشگاه علم و فناوری مازندران و مجری این طرح تحقیقاتی می گوید: یکی از محدودیت هایی 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 محدودیت های اصلی در زمینه تولید این سوخت به شمار می آید، ما در تحقیقات جامعمان متوجه شده ایم حدود 80 درصد هزینه ای که برای تولید بیودیزل صرف می شود به ماده اولیه تولید این نوع سوخت مربوط است. از این رو به دنبال ماده ای رفته ایم که این هزینه را دست کم تا 50 درصد کاهش دهد. میان گیاهان مختلفی که بررسی کرده ایم موفق به شناسایی گیاه بومی به نام بادام کوهی شده ایم. بادام کوهی از گیاهان دانه روغنی بومی ایران است.

این گیاه از توانایی رشد در زمین های بایر برخوردار است و برای کشت آن به شرایط آب و هوایی مطلوب و آب فراوان نیازی نیست. این ویژگی ها می تواند تا حد زیادی در کاهش هزینه های 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 می شود.

نخستین بار است که از بادام کوهی برای تولید بیودیزل استفاده می شود. ما ویژگی ها و خواص بیودیزل تولیدی از این گیاه را با استانداردهای جهانی مورد مقایسه قرار داده ایم. نتایج این بررسی ها نشان می دهد 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 پژوهش های علمی و صنعتی ایران به عنوان معتبرترین مرجع در کشور، مورد تایید قرار گرفته و اکنون طرح در مرحله صنعتی شدن است.

مهندس ثابت با اشاره به این موضوع درباره زیرساخت های مورد نیاز تولید این سوخت در مقیاس صنعتی می افزاید: ابتدا این سیستم را در رآکتور نیمه پیوسته در مقیاس صنعتی وارد می کنیم تا از کیفیت مناسب سوخت اطمینان حاصل کنیم. یکی از مزیت های مهم بیودیزل این است که به زیرساخت های خاصی نیاز ندارد. اگر بخواهید از سوخت فسیلی بنزین تولید کنید این فرآیند نیازمند طراحی و تاسیس پالایشگاه و راه اندازی خطوط انتقال است. این در حالی است که تولید بیودیزل مستلزم در اختیار داشتن مواد اولیه و دانش فنی است و درحقیقت می توان 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 هزینه هاست؛ بنابراین از ساده ترین فرآیند استفاده کرده ایم که استریفیکاسیون نام دارد. در این فرآیند ابتدا دانه ها را تحت فشار قرار می دهیم تا روغن آنها خارج شود. این روغن خارج شده از دانه های گیاه بادام کوهی را در حضور یک الکل با یک کاتالیزور واکنش می دهیم که در این واکنش بیودیزل و گلیسیرین تولید می شود. گلیسیرین محصول جانبی است که می توان به صورت صنعتی آن را خالص سازی کرد و مورد استفاده قرار داد. بنابراین محصول جانبی این فرآیند نیز قابل استفاده است.

بیودیـزل در تـرکیـب بـا سوخت های فسیلی

می توان از سوخت های زیستی به طور خالص استفاده کرد یا این سوخت را در ترکیب با سوخت های 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 می دهد: ما در تحقیقاتی که انجام داده ایم این موضوع را مورد بررسی قرار داده ایم.

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 می شود، 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 می کند.

بنابراین می توان گفت استفاده از بیودیزل به طور خالص از نظر زیست محیطی بسیار مطلوب است، اما باید هزینه بالای این سوخت را به عنوان یک محدودیت در نظر گرفت. هنوز دولت برای بیودیزل معافیت های مالیاتی در نظر نگرفته است. با توجه به محدودیت هایی 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، می توانیم میزان هیدروکربن های نسوخته را تا 30 درصد کاهش دهیم.

در این صورت میزان انتشار گوگرد و منواکسیدکربن نیز 20 درصد کاهش پیدا می کند. همین طور میزان انتشار دی اکسیدکربن 50 درصد کمتر خواهد شد. می توان گفت حتی اگر بخش اندکی از سوخت مصرفی خودروها با سوخت بیودیزل تولید شده جایگزین شود، انتشار آلاینده به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند که از نظر زیست محیطی بسیار مطلوب است.

وی درباره ضرورت ایجاد تغییر در موتور خودروهایی که سوخت زیستی می سوزانند، می گوید: 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.

منبع: جام جم