امروزه تمامی دنیا به گونه ای با مسئله آلودگی کره زمین و اثرات مخرب این آلودگی بر روی محیط زیست مواجه است. همین امر سبب شده تا بشر به جای استفاده از سوخت های فسیلی، به سمت استفاده از سوخت ها و انرژی های تجدیدپذیر روی آورد. یکی از اصلی ترین انرژی های تجدید پذیر، سوخت های فسیلی (biofuel) هستند. این سوخت های فسیلی به سه صورت جامد، مایع و گاز موجود می باشند و می توانند مورد استفاده قرار بگیرند.
محتویات این سوخت های زیستی از منابع زیستی و مواد آلی است که بدن موجودات زنده را ساخته است. یعنی ماهیت ایت سوخت ها به گیاهان و منابع زیست توده بر میگردد و همین امر سبب شده است تا این سوخت ها و انرژی آنها تجدیدپذیر باشد.
امروزه استفاده از سوخت های زیستی به دلیل افزایش قیمت نفت، محبوبیت بیشتری یافته است. استفاده از این نوع سوخت ها مزایا و معیاب خاص خود را دارد که سبب شده بعضی از منتقدین موافق استفاده از آن و بعضی دیگر مخالف باشند.
منبع اصلی انرژی در زیست توده ها، انرژی خورشید است. انرژی خورشید طی فرایند فتوسنتز در گیاهان ذخیره می شود. این انرژی می تواند طی فرایندهای مختلف حرارتی، تبدیل شیمیایی و تبدیل بیوشیمیایی به انرژی قابل استفاده برای انسان تبدیل شود.
با بررسی دقیق تر سوخت های زیستی و مزایا و معایب استفاده از این نوع سوخت ها همراه ما باشید.
منابع سوخت زیستی
تا سال ۲۰۲۰ ، سوخت جایگزین ، مانند سوخت های زیستی ، حداقل ۱۰٪ از کل سوخت مورد استفاده برای حمل و نقل را تشکیل داده اند. این مورد توسط کشورهای عضو اتحادیه اروپا توافق شده است. سوخت زیستی از زیست توده ها ساخته می شوند. انواع مختلفی از سوخت زیستی مانند بیودیزل ، بیواتانول ، بیوگاز و بیوبوتانول وجود دارد.
سوخت های زیستی حاصل از مواد گیاهی
سوخت های زیستی که از مواد گیاهی یا مواد زائد آلی ساخته می شوند. در واقع بیشتر این سوخت ها از مواد گیاهی مانند روغن نخل ، کلزا ، نیشکر ، ذرت و سایر غلات ساخته می شوند. این مواد اولیه اغلب از کشورهای گرمسیری تهیه می شود و تولید آنها ممکن است به قیمت محصولات غذایی تمام شود.
سوخت های زیستی حاصل از زباله های آلی
سوخت های زیستی همچنین می توانند از پسماندها مانند زباله های کشاورزی ، چربی سرخ کردنی ، خرده چوب یا جلبک ساخته شوند. در این روش هیچ زمین کشاورزی مورد استفاده قرار نمی گیرد.
پایداری سوخت های زیستی
اتحادیه اروپا از تولیدکنندگان می خواهد سوخت های زیستی پایدار تولید کنند. این مسئله در بخشنامه انرژی تجدیدپذیر اتحادیه اروپا آمده است . بنابراین دولت مرکزی سوخت های زیستی وارداتی را ملزم به رعایت معیارهای زیر می کند:
- سوخت های زیستی نباید در مناطقی که دارای تنوع زیستی بالا هستند ، مانند جنگل های بارانی و مناطق حفاظت شده طبیعی پرورش داده شوند.
- سوخت های زیستی نباید در زمین های زغال سنگ نارس تخلیه شده پرورش داده شوند.
- سوخت های زیستی نباید در مناطقی که مقدار زیادی CO ۲ دارند ، مانند جنگل های اولیه و علفزارها پرورش داده شود.
سوخت های زیستی نباید در کل چرخه عمر خود ، از کاشت محصولات زراعی تا سوزاندن سوخت در وسایل نقلیه ، مقدار زیادی CO ۲ تولید کنند . تا سال ۲۰۱۸ ، میزان انتشار CO ۲ از سوخت های زیستی باید حداقل ۶۰٪ کمتر از انتشار از سوخت های فسیلی باشد.
کشورهای اتحادیه اروپا توافق کرده اند که تا سال ۲۰۲۰ حداقل ۱۰٪ از کل سوخت باید سوخت جایگزین باشد. شرکت هایی که سوخت را به جایگاه های سوخت می رسانند ، مقدار کمی از سوخت زیستی را با بنزین یا گازوئیل خود مخلوط می کنند. به عنوان مثال بیواتانول (E85 ) ترکیبی از ۸۵٪ اتانول و حداقل ۱۵٪ بنزین است. این ترکیب را می توان در اتومبیل های خاص که با این ترکیب سازگار شده اند استفاده کرد. چندین سازنده اتومبیل در هلند اتومبیل هایی را می فروشند که می توانند با E85 کار کنند. برخی از شرکت های هواپیمایی در حال حاضر با بیوکروزین پرواز می کنند که از مواد گیاهی و چربی های حیوانی گرفته شده ،تولید شده است.
کاربردهای سوخت های زیستی
برخی از کاربردهای سوخت های زیستی در زیر ذکر شده است:
حمل و نقل ، موتورهای اره برقی و ماشین های چمن زنی ، اتومبیل های دیزلی و کامیون ها ، تجهیزات هواپیمایی و آفرود ، تجهیزات تولید گرما ، ساخت و ساز ، جنگلداری ، معدن و کشاورزی
سلول های سوخت زیستی پتانسیل زیادی برای تأمین تجهیزات پزشکی قابل کاشت مانند حسگرهای زیستی گلوکز دارند. این مسئله می تواند برای از بین بردن ترکیبات آلی از جریان زباله بدون صرف هزینه زیاد مورد استفاده قرار گیرد. می توان از این سوخت ها به عنوان سوخت گرمایی استفاده کرد که معمولاً برای گرم کردن ساختمانها از آن به عنوان ” بیوگرم” یاد می شود.
آینده سوخت های زیستی
این سوخت ها جایگزینی ایمنی برای موتورهای خودرو موجود بوده و قادر به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و کاهش استفاده از سوخت فسیلی هستند . این امر می تواند فرصت های شغلی زیادی ایجاد کند که می تواند اقتصاد محلی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. افزایش سریع تولید این سوخت ها طی چند سال گذشته باعث ایجاد یک سیاست بین المللی برای تشویق سیاست های کم کربن شده است.
مطالعات نشان می دهد که تولید و مصرف سوخت های سبز با افزایش تقاضای سوخت های زیستی از ۸۲.۷ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۱ به ۱۸۵.۳ میلیارد دلار تا سال ۲۰۲۱ احتمالاً دو برابر می شود. محققان امیدوارند که افزایش گسترده تولید سوخت های زیستی بتواند نیازهای حال حاضر سوخت زمینی ، دریایی و هواپیمایی را تغییر دهند. علاوه بر این ، افزایش مصرف مواد اولیه احتمالاً تجارت جهانی این سوخت ها را تقویت می کند.
مزایا و معایب سوخت های زیستی
مزایای استفاده از سوخت های زیستی
- گازهای گلخانه ای را به شدت کاهش می دهد.
- چرخه زندگی این سوخت به جای چند میلیون سال، چند سال است.
- اتومبیلی که با سوخت اتانول کار می کند دارای انتشارات دی اکسید کربن نیز هست ولی میزان آن برابر میزان دی اکسید کربنی است که گیاهان در طی این مدت زمان رشدشان جذب می کنند و از این رو انتشار این میزان CO۲ بی اثر است.
- بایواتانول در مقایسه با بنزین معمولی، ۳۰-۶۵ درصد CO۲ را کاهش می دهد. اما این میزان کاهش بستگی به چگونگی تولید اتانول و همچنین نحوه کاربرد آن دارد.
- با استفاده از بایودیزل، سولفور و MTBE و ترکیبات فرار نسبت به فرایند سنتی گذشته کمتر می شود.
- به طور کلی ضریب آلوده سازی بایودیزل ۱۰۰% پایین تر از دیزل می باشد.
- استفاده از سوخت های زیست، کمکی غیرمستقیم در جهت جلوگیری از پیشرفت بیماری های مرتبط با آلودگی هوا نظیر سرطان می باشد.
معایب استفاده از سوخت های زیستی
با وجود بسیاری از ویژگی های مثبت سوخت های زیستی، همچنین معایب بسیاری در مورد این انرژی وجود دارد:
- خروجی انرژی: سوخت های زیستی خروجی انرژی پایین تری از سوخت های سنتی دارند و در نتیجه برای تولید همان مقدار انرژی، باید منابع انرژی بیشتری مصرف شود.
- تولید انتشار کربن: مطالعات متعددی با تجزیه و تحلیل کربن از سوخت های زیستی انجام شده است. این مطالعات نشان می دهند که با وجود پاک بودن این سوخت ها، دلایل قوی وجود دارد که روند تولید سوخت از جمله ماشین آلات لازم برای کشت محصولات زراعی و گیاهان، دارای انتشار کربن در حجم بسیاری زیاد است.
- هزینه بالا: برای تصحیح و تصفیه سوخت های زیستی به خروجی انرژی کارآمدتر و برای ساخت کارخانه های تولیدی لازم برای افزایش مقدار سوخت های زیستی، سرمایه گذاری اولیه بالایی مورد نیاز است.
- کمبود مواد غذایی: نگرانی هایی وجود دارد که استفاده بیش از حد از مزارع دانه های روغنی برای کشت محصولات سوخت زیستی، میتواند بر هزینه های مواد غذایی اثر داشته باشد و احتمالا میتواند به کمبود مواد غذایی منجر شود.
- مصرف آب: مقدار زیاد آب برای آبیاری مناسب محصولات سوخت های زیستی و همچنین مقدار آبی که برای تولید سوخت نیاز است، میتواند منابع آب محلی و منطقه ای را تهدید کند.