پتانسل بیوگاز؛ 10 برابر مصرف انرژی جهان

گروه تأسیسات: تأثیرات زیست محیطی استفاده از انرژیهای فسیلی و رشد روزافزون گازهای گلخانه ای موجب شده تا سرمایه گذاری، پژوهش و بهره گیری از انرژیهای تجدیدپذیر افزایش یابد. در این میان روش های بازیافتی جایگاه ویژه ای دارند زیرا نه تنها ظرفیت تولیدی بالایی دارند بلکه ابزاری برای مقابله با معضل آلودگی محیط زیست محسوب میشوند. روش بازیافتی تولید انرژی چنان به صرفه است که در ادبیات متخصصان انرژی به طلای کثیف معروف است. یکی از این روش ها انرژی زیست توده است که امروزه در مصارفی همچون حمل ونقل، برق و حرارت استفاده میشود. زیست توده یکی از منابع عمده در میان انواع منابع انرژیهای نو، است که توانسته جایگاه مهمی در بازار جهانی سوخت های پاک پیدا کند. مصرف 85 درصد سوخت زیست توده یا بیومس جهان در کشورهای اروپایی است و بازار سوئد به تنهایی 20 درصد آن را به خود جذب کرده است. زیست توده چیست در آیین نامه اتحادیه اروپا، زیست توده عبارت است از اجزای قابل تجزیه زیستی از محصولات، پسماندها و زائدات کشاورزی (شامل مواد گیاهی و دامی)، جنگل ها و صنایع وابسته و همچنین زائدات صنعتی و شهری قابل تجزیه. بر اساس بررسیهای علمی صورت گرفته مشخص شده سوخت های زیستی به دست آمده از جنگل ها و محصولات کشاورزی جهان میتواند سالانه به اندازه 70 میلیارد تن نفت خام، انرژی در دسترس بشر قرار دهد که این مقدار 10 برابر مصرف سالانه انرژی در جهان است. در استخراج انرژی از پسماندها و مواد زائد که در تعریف زیست توده آمده، دامنه گسترده ای از مواد اولیه ، انواع دورریزها و پسماندهای جامد شهری، کشاورزی و جنگلی و همچنین فضولات حیوانی میتوانند در تولید انرژی مورد استفاده قرار گیرند. محصولات کشاورزی سریع الرشد و انرژیزا مانند نیشکر نیز میتوانند به عنوان سوخت امن و بیخطر در نیروگاه های زیست توده مورد استفاده باشند. فاضلاب شهری نیز پتانسیل بالایی دارد که میتواند در تولید زیست توده استفاده شود. درحالیکه دفن و دور ریخت فاضلاب معضل اساسی تصفیه خانه ها است و هزینه های گزافی برای آنها در بر دارد. در صنعت غذایی سالانه پسماندهای آلی جامد و مایع زیادی تولید میشوند که ماده اولیه مناسبی برای نیروگاه های زیست توده هستند. تولید بیوگاز حاصل نهایی فرایند هضم منابع زیستی توده های حاوی ترکیبات آلی که مولکول هایی درشت هستند شکسته شدن آنها به مولکول های ساده تر و تولید گازی قابل اشتعال است که بیوگاز نامیده میشود. به بیوگاز، گاز مرداب نیز میگویند که شامل دو جزء عمده متان و دیاکسید کربن است. به همراه این دو جزء مقادیر جزئی بخار آب اندکی هیدروکربن ها، نیتروژن و ... نیز قابل ردیابی است. این مخلوط گازی با ارزش حرارتی 25-15 مگاژول به ازای هر مترمکعب بوده و در صورت تبدیل به برق با استفاده از موتورهای بیوگازسوز موجود میتوان 2/2–5/1 کیلووات ساعت برق از هر مترمکعب آن به دست آورد. مکانیزم تولید بیوگاز از روش های متنوع شیمیایی و بیوشیمیایی نسبتاً پیچیده و مختلفی قابل حصول است، اما روند کلی به این صورت است که ابتدا مواد آلی پیچیده نامحلول را برای تبدیل به ترکیبات محلول هیدرولیز کرده، سپس ترکیبات آلی حاصله به وسیله باکتریهای اسید ساز شکسته شده و اسیدهای آلی تولید میشود و در مرحله سوم تمام ترکیبات آلی و اسیدهای تولیدشده در مرحله اسیدسازی توسط باکتریهای متان ساز به بیوگاز تبدیل میشوند. پتانسیل زیست توده در ایران از نظر سنتی 10 درصد خانوارهای روستایی برای گرمایش منازل خود و 5 درصد آنها برای پخت و پز از چوب و فضولات دامی استفاده میکنند. همچنین شیخ بهایی جزو نخستین کسانی بود که از بیوگاز حاصل از زیست توده (فاضلاب حمام) به عنوان سوخت حمام در اصفهان سود جست. به جز پروژه های آزمایشی کوچکی که توسط بوعلی سینا و دانشگاه شریف در سال 1359 و 1361 انجام شد، موسسهDLR آلمان نیز پتانسیل اقتصادی زیست توده برای تولید برق در ایران را تا سال 2050 به میزان 3 هزار و 500 مگاوات محاسبه و ارائه کرده است. اما اولین فعالیت جدی در حیطه انرژی زیست توده به سال 1387 بازمیگردد که مطالعات پتانسیل سنجی این انرژی در کل کشور انجام شد و در دو بخش آماری پتانسیل واقعی کل کشور و تهیه اطلس های مربوطه آغاز شده و در حال انجام است. در این راستا تعدادی سایت مناسب جهت استحصال انرژی و بررسی مقدماتی فنی و اقتصادی مربوطه تعیین شد. شناخت ظرفیت ها و ایجاد بانک اطلاعاتی، شناسایی شرکت ها و سازمان ها و مراکز دست اندرکار در تولید انرژی زیست توده به لحاظ فنی، اقتصادی و اجتماعی و بررسی اقتصادی و فنی فناوریهای متناسب با استحصال انرژی از منابع زیست توده و راه های گسترش آنها از دیگر نتایج این پروژه بود. با استفاده از داده های این اطلس اطلاعاتی پروژه امکان سنجی زائدات جامد شهری و احداث 10 مگاوات نیروگاه با سوخت ضایعات شهری نیز بررسی شد که در پی آن پتانسیل وضعیت 30 شهر بررسی شد و در نهایت مطالعات اولیه و طراحی دو نیروگاه با دو تکنولوژی متفاوت در دو شهر دارای پتانسیل بالا امکان سنجی گردید. به طور خلاصه تاکنون 4 نیروگاه بیوماس در تهران، شیراز، مشهد و اصفهان نصب و راه اندازی شده اند که ظرفیتی برابر با 18.8 مگاوات را وارد شبکه برق کشور میکند.