امروز با مطالب جالبی در خصوص استفاده از دانش بنیادین بیولوژی در راه حل مشکلات جهانی از قبیل افزایش روزافزون گازهای گلخانه ای و گرم شدن زمین و کمبود منابع سوخت وانرژی مواجه شدم .این مطالب به دوستان هم رشته ای که شاید از خود سوال می کنند که چرا به این علم روی آورده اند بسیار کمک می کند.و صد البته به مدیران علمی کشور!
مطلب اول از همشهری آن لاین است که مختصر است و دومی از روزنامه اعتماد برای دوستانی که علاقه بیشتری دارند :
تولید برق از جلبک!
ایرلند ممکن است نقش عمده‌ای در تولید سوخت‌های زیستی از جلبکهای دریایی پیدا کند.جلبکهای دریایی برای مدت درازی به عنوان منبع بالقوه تولید اتانول زیستی که به طور معمول از محصولاتی مانند نیشکر و ذرت تولید می‌شد، مورد بررسی بوده‌اند، اما موانع فنی مانع استفاده تجاری از آنها بوده است.
به گزارش خبرگزاری فرانسه استفان کران، رئیس" مرکز جلبک دریایی ایرلند" در دانشگاه ملی ایرلند در گالوی در غرب ایرلند در کنفرانسی در این باره گفت با وجود منابع غنی جلبک دریایی "ایرلند در موقعیتی قرار دارد که به بازیگر مهمی در نسل بعدی تولید سوخت‌های زیستی بدل شود.
او گفت: "جلبک آن تصویر منفی منابع سوخت زیستی در خشکی‌ها را ندارد - محصولاتی که گفته می‌شود استفاده از آنها باعث قیمت‌های بالای مواد غذایی، تاثیر برمصرف آب، تنوع گونه‌ها و از بین‌بردن جنگل‌های بارانی شده است."
کنفرانس سالانه "جامعه بین‌المللی جلبک‌شناسی کاربردی" در حال بررسی جنبه‌های اقتصادی و اجتماعی استفاده از جلبکهای قهوه‌ای برای تولید اتانول زیستی است.
پروفسور مایکل ای بورویتزکا از دانشگاه مردوک در استرالیا در این کنفرانس گفت که در مقایسه با فراورده‌هایی مانند روغن نخل یا بادام زمینی یا شلغم روغنی که برای تولید انرژی زیستی مورد استفاده قرار می‌گیرند، شماری از گونه‌های جلبک وجود دارند که محتوای روغن بالاتری دارند و می‌توان آنها را در آب دریا رشد داد.
او گفت: "این خواص به ظاهر مطلوب، علاقه و فعالیت‌های بسیاری را به حوزه تولید انرژی با استفاده از جلبکها، چه جلبکهای ذره‌بینی و جلبکهای دریایی، جلب کرده است."
به گفته بورویتزکا در شرایط ایدئال تولید سوخت زیستی از جلبکها با هزینه‌ای در حد یک دلار یا کمتر به ازای هر کیلوگرم آنها امکان‌پذیر است.
ایرلند دارای 16 گونه جلبک دریایی قابل استفاده به صورت تجاری است، و گونه‌های دیگری از جلبکهای آن هم برای استفاده مورد پژوهش است. در حال حاضر جلبکها در حوزه‌هایی مانند تولید غذا، کودها و بهبوددهنده‌های خاک، مواد آرایشی، محیط‌های کشت باکتری در آزمایشگاه‌های پزشکی، زیست‌فن‌آوری و زیست‌پزشکی مورد استفاده هستند.
منبع :همشهری آنلاین - Hamshahrionline
لطفاً هيجان زده نشويد!!در جست وجوي جانشين هاي مناسب براي سوخت هاي زيستي(فسیلی)
عبدالله مصطفايي-اعتماد
تقريباً اکثر مردم وقوف کامل دارند که گازهايي مانند CO2 از دلايل اصلي گرم شدن کره زمين به شمار مي روند. هر چند موضوع گرمايش جهاني يکي از موضوعات قرن کنوني است ولي طي چند سال اخير بحث افزايش قيمت نفت و تمايل به سوخت هاي زيستي نيز وارد اين مبحث شده است. تحقيقات انجام شده بيانگر آن است که بعضي از جلبک ها داراي ترکيبات مشابه نفت (به ميزان نيمي از جرم خود)! هستند. چون جلبک ها مي توانند به عنوان يک سوخت زيستي مطرح باشند، از اين رو در جهان صنعتي به شدت به دنبال آن هستند که با به کارگيري بيورآکتورها، ترکيبات CO2 و NOX موجود در دود صنايع را به جلبک و در ادامه به سوخت پاک بدل کنند. بعضي تحولات جديد در زمينه ساخت «نيروگاه هاي بدون نشر کربن» هنوز رو به جلو حرکت مي کنند. يکي از اين مفاهيم بهره گيري از انتشارات کربني نيروگاه ها براي رشد جلبک است تا نهايتاً نيز اين جلبک ها را به انرژي تبديل کرد. نتايج تحقيقات بيانگر آن است که اين روش باعث نصف شدن انتشار دي اکسيد کربن خواهد شد. آزمايشگاه ملي انرژي تجديدپذير امريکا (NREL) براي توليد انرژي حدود 300 گونه از جلبک ها را انتخاب کرده است که در اين ميان انواع جلبک هاي آب هاي شيرين و شور قرار دارند. نبايد از ياد برد توليد سوخت هاي زيستي مرسوم، نيازمند زمين هاي وسيع است. سوخت هاي زيستي مرسوم به دو دسته روغن هاي حاصل از آفتابگردان و کلزا و الکل حاصل از تخمير مواد قندي موجود در چغندر، نيشکر و ديگر غلات و نشاسته ها دسته بندي مي شوند.
شايد بتوان سازمان ناسا را از اولين علاقه مندان به تحقيقات در زمينه جلبک دانست که البته اين تحقيقات بيشتر در چارچوب ماموريت هاي فضايي بوده است. در دهه 1970 به دليل شوک هاي نفتي و کمبود نفت در امريکا، آزمايشگاه ملي انرژي تجديدپذير (NREL) شروع به تحقيقات در اين زمينه کرد. آنها به دنبال يافتن سوخت هاي جديد بودند. در دهه 1980 اين تحقيقات رو به افزايش نهاد ولي 16 سال بعد به دليل قطع بودجه، اين تحقيقات متوقف شد. اخيراً با توجه به افزايش سرسام آور قيمت نفت، تلاش براي توليد سوخت بيوديزل از جلبک از سر گرفته شده است. در سال 1998 قيمت هر بشکه نفت حدود 13 دلار بوده ولي در سال گذشته ميلادي از 140 دلار نيز فراتر رفته است. در سال 1982 آقاي بنمان هزينه توليد يک بشکه سوخت بيوديزل را به طور متوسط 94 دلار برآورد کرده بود. البته بايد هزينه توليد جلبک را نيز در نظر گرفت. بر اين اساس براي تامين سوخت سالانه مورد نياز امريکا از جلبک به 2/46 ميليارد دلار نياز است و اين در حالي است که امريکا سالانه بيش از 250- 150 ميليارد دلار صرف واردات نفت مي کرد و هر روز نيز اين رقم افزايش مي يافت.
ديدگاه محققان به اين روش جالب است يعني در حالي که بعضي از آنها شديداً به اين روش مشتاق هستند، ولي بعضي ديگر محتاطانه با آن برخورد مي کنند. هر چند اين روش به عنوان روش توليد يک منبع جايگزين انرژي مطرح است ولي باعث نمي شود بحث هاي مربوط به يافتن بهترين منبع سوخت براي برآوردن نيازهاي آينده انرژي در سطح جهان خاتمه يابد. در حقيقت اگر اين روش در نيروگاه ها به کار گرفته شود شايد باعث تشويق مسوولان نيروگاه ها به استفاده بيشتر از سوخت هاي فسيلي مانند زغال سنگ و مواد نفتي شود.
شرکت NRG ENERGY روش توليد جلبک را در يکي از نيروگاه هاي ايالت لوئيزيانا اجرا کرده است يعني از جلبک هايي که در طبيعت وجود دارند براي کاهش دي اکسيد کربن منتشره از نيروگاه ها بهره جسته است. در ادامه نيز اين شرکت به طور روزانه اين جلبک هاي پرانرژي را برداشت کرده و مي تواند از آنها در توليد سوخت هاي زيستي يا خوراک مغذي براي دام استفاده کند.
همه آگاهيم که سوخت هاي فسيلي به عنوان منبع غالب براي تامين انرژي نيروگاه ها مطرح هستند و در بعضي کشورهاي صنعتي اين زغال سنگ است که اکثر نيروگاه ها را به پيش مي راند. در اين مورد ديويد کرين مدير اجرايي شرکت NRG بيان داشته است؛ «اين بدان معني است که ما ناگزير از ساخت نيروگاه هاي جديد با سوخت فسيلي هستيم و نه تنها بايد انتشار گازهاي گلخانه يي در اين دسته از نيروگاه ها را کاهش دهيم بلکه بايد نيروگاه هاي موجود را نيز به سيستم هاي جذب ترکيبات کربني در مرحله پس از احتراق مجهز کنيم. اين شرکت به طور مداوم اطلاعات فناوري جذب کربن در جلبک ها را مورد پايش قرار مي دهد.»
در امريکا نيروگاه ها، مسوول حدود يک سوم از انتشار دي اکسيد کربن هستند و زغال سنگ و گاز طبيعي به عنوان متهمان رديف اول و دوم براي اين موضوع مطرح هستند.
توليدکنندگان برق مي توانند يا اين مواد زيست توده جلبکي را به عنوان سوخت هاي تجديدپذير به مصرف برسانند يا آنها را به سوخت هاي بيوديزل يا اتانول تبديل کرده و به خودروها تزريق کنند. کارشناسان معتقدند با يک محاسبه سرانگشتي مي توان فهميد که دو ميليون تن جلبک قادر است يک ميليون تن دي اکسيد کربن را جذب کند. مسوولان نيروگاهي مي گويند نکته مهم در اين روش آن است که نياز به انجام هيچ تغييري در نيروگاه وجود ندارد.
نقش بيورآکتورها
امروزه در امريکا تحقيقات وسيعي روي بيورآکتورهاي پرورش دهنده جلبک در جريان است. ايزاک برزين يکي از اين محققان است. او مدير بخش فناوري شرکت امريکايي CORP GREENFUEL TECHNOLIGIES مستقر در کمبريج ايالت ماساچوست است. او و تيم همکارش يک بيورآکتور ساخته اند که قادر است CO2 و NOX براي توليد جلبک جذب کند.
روش توليد جلبک از دود خروجي از دودکش نيروگاه ها يکي از فناوري هاي ارائه شده توسط شرکت GreenFuel Technologies Corp است. اين شرکت در سال 2001 پايه گذاري شده است و موسسان آن چند دانشمند از دانشگاه هاي ام آي تي و هاروارد هستند و رهبري اين گروه نيز با آقاي ايزاک برزين است که پايان نامه دکتراي خود را روي اين پروژه کار کرده است. اين گروه توانسته است پايلوت اين فناوري را در سال 2004 در دانشگاه ام آي تي و در سال 2005 در يک نيروگاه در ناحيه جنوب غربي امريکا و در سال 2006 در يک نيروگاه زغال سنگي در نيويورک (يک واحد نمايشي) راه اندازي کند. آنها در نظر دارند طي سال هاي 2008- 2007 پايلوت هاي بيشتري را به راه انداخته و نهايتاً تا سال 2009 اين طرح را در مقياس صنعتي به اجرا درآورند.
بيورآکتور اين شرکت داراي ساختار مثلثي شکل است که از لوله هاي پلي کربناته با طول دو تا سه متر و قطر 20- 10 سانتيمتر ساخته شده است. دليل مثلثي شکل بودن اين لوله ها آن است که يک سطح در معرض نور خورشيد قرار دارد و دو سطح ديگر آن از تابش خورشيد پنهان هستند. در اين تاسيسات با استفاده از معادلات رياضي، سرعت سيال در اين لوله ها با توجه به کيفيت نور خورشيد تعيين مي شود تا بهترين شرايط سيستمي به وجود آيد. البته دما نيز از حساسيت خاصي برخوردار است ولي کنترل آن آسان است، به نحوي که تغييرات دما در رآکتور بيشتر از 10 درجه سانتيگراد نيست. گاز تزريقي به اين لوله ها همان دود خروجي از دودکش نيروگاه ها است. جلبک هاي اين سيستم نيز به نحوي انتخاب و آماده سازي شده اند تا قابليت رشد در يک چنين محيطي را داشته باشند. اين گاز پس از عبور از بيورآکتور از قسمت فوقاني آن خارج مي شود ولي جلبک موجود در آن به طور روزانه تخليه مي شود تا نهايتاً از آنها در راستاي توليد سوخت زيستي، بيوپليمر، مواد دارويي يا خوراک دام استفاده شود.
کوپر يکي از مديران نيروگاه Cogen است که اين سيستم در آنجا نصب شده است. او مي گويد؛ کارايي اين سيستم بيشتر از انتظارات ما بود. اين فناوري جديد قادر است به نحو بارزي باعث کاهش CO2 و NOX شده و يک گام اساسي در مواجهه با پديده گرمايش جهاني بردارد .
هر چند به کارگيري دي اکسيدکربن براي کشت جلبک موضوع تازه يي نيست ولي جذب اين گاز از دودکش نيروگاه ها و تبديل جلبک به بيوديزل و اتانول مفهوم جديدي است. درباره تاريخچه اين موضوع مي توان به تلاش موسسات ARIZONA PUBLIC SERVICE GREENFUEL TECHNOLOGIES در سال 2006 اشاره داشت که براي اولين بار از طريق يک اتصال مستقيم از دود نيروگاه، به طور موفقيت آميز براي رشد جلبک و سپس تبديل جلبک به سوخت زيستي خودروها استفاده شد.
حال که آزمايش هاي اوليه جواب مناسبي داده است، بايد در مرحله بعد اثبات مي شد که از نظر اقتصادي نيز امکان به کارگيري اين روش در يک نيروگاه واقعي نيز به صرفه است. براي اين گاز بايد اين فناوري در يک نيروگاه بزرگ استقرار مي يافت تا شاخص هاي مورد نياز را پايش کرد که در اين امر محققان دولتي کمک شاياني کردند. نتيجه آن بود که مرحله تبديل به سوخت زيستي موفقيت آميزتر از مرحله جذب دي اکسيدکربن بود. کري بولاک رئيس هيات مديره GREENFUEL است. او در اين زمينه مي گويد؛ با استعانت از تفکر آينده نگر و مسوول در زمينه محيط زيست مي توان از جلبک براي بازيافت دي اکسيدکربن (به نحو ايمن و اقتصادي) بهره برداري کرده و سوخت هاي پاک و تجديدپذير را به صورت مداوم تامين کرد.
علاقمندان ديگر
اين در حالي است که يک شرکت از سن ديه گو به نام SAPPHIRE ENERGY اظهار داشته است که آنها نيز قادرند دي اکسيدکربن خروجي از نيروگاه ها را جذب کرده و در مراحل بعدي به يک سوخت سبز مثل بنزين و بيوديزل تبديل کنند. حسن اين کار آن است که اين ترکيبات جديد با زيرساخت هاي کنوني انرژي از قبيل خودروها، پالايشگاه ها و خطوط نفت نيز سازگار است.
او مي گويد؛ تمام محصولات جانبي حاصل از اين مواد (در پالايشگاه) نيز تميزتر از ترکيبات نفتي است. اين شرکت افزوده است به زودي پروژه پايلوت مربوط به فناوري خود را راه اندازي کرده و طي پنج سال آينده قادر است آن را به صورت تجاري درآورد.
در ادامه اين شرکت بيان داشته است توسعه اين سوخت ها همواره در رقابت (بر سر هزينه) با ديگر سوخت هاي غيرمتعارف مثل ماسه هاي نفتي کانادا خواهد بود.
جيسون پايل مدير اجرايي شرکت SAPPHIRE اظهار داشته است؛ شرکت ما بر اين عقيده پايه گذاري شده است که تنها راه جهت کاهش وابستگي به نفت خارجي و اجتناب از بحث درباره اتانول و سوخت هاي زيستي، تفکرات خلاق و جديد و تعهد به بهره برداري از فناوري هاي جديد است.
رشد جلبک همان طوري که در خانه هاي خود نيز ديده ايم فقط نيازمند نور خورشيد است. نکته مهم ديگر آن است که جلبک خود را وارد مقوله تامين انرژي کرده است يعني مي تواند به صورت مجزا يا به عنوان سوخت جايگزين در کنار سوخت هاي فسيلي قرار گيرد.
موضوعي که ذکر شد و نبايد فراموش شود آن است که سوخت هاي فسيلي از سهم بالايي در توليد برق برخوردارند و در اکثر کشورهاي صنعتي، واردات نفت رو به تزايد است. همان گونه که ذکر شد، طي سال گذشته امريکا بيش از 200 ميليارد دلار صرف واردات نفت کرده و مي توان اين نياز رو به افزايش را يکي از علل اصلي بالا بودن قيمت نفت دانست.
پائول ديکرسون مدير عملياتي اداره بهره وري انرژي و انرژي هاي تجديدپذير در وزارت انرژي امريکا است. او مي گويد؛ هيجان زده نشدن از توانايي هاي بالقوه جلبک ها کار سختي است. جلبک ها فقط به دي اکسيدکربن، نور خورشيد و آب نياز دارند. آنها را مي توان در زمين هاي باير و آب هاي کثيف نيز پرورش داد و اين در حالي است که پس از باروري، توليد هيچ ماده يي قابل رقابت با جلبک نيست. (به ازاي واحد سطح)
البته اختلاف نظر بين علما هنوز وجود دارد. اولين سوال مطرح آن است که آيا سوخت هاي توليدي از جلبک در مقادير زياد نيز قابل توليد هستند و سوال ديگر آن است که آيا اثرات زيست محيطي اين فناوري بررسي شده است يا خير. اما در چنين فضاي مباحثه يي، يک موضوع اميدبخش وجود دارد و آن اين است که محققان در مورد کارساز بودن اين ايده به اجماع رسيده اند و فقط بايد چند حامي مالي براي اين گونه پروژه ها يافت.
نگاهي متفاوت
جالب است بدانيد يک شرکت در آفريقاي جنوبي با نگاهي متفاوت به اين فناوري مي نگرد. شرکتDE BEERS FUEL مستقر در ژوهانسبورگ در نظر دارد با سرمايه گذاري بالغ بر 5/3 ميليارد راند (490 ميليون دلار امريکا) از جلبک سالانه بين 24 - 16 ميليارد سوخت بيوديزلي توليد کند و قرار است اين کار را در يک دوره پنج ساله به انجام برساند. تجارت کنوني اين شرکت آن است که در اراضي خود تخم آفتابگردان کاشته و از روغن آنها براي توليد سوخت بيوديزل استفاده کند. در حال حاضر اين شرکت از هر جريب زمين (447 متر مربع) حدود 250 ليتر بيوديزل توليد مي کند که با راه اندازي سيستم توليد جلبک از دود، اين عدد به 92 هزار ليتر خواهد رسيد. آنها قرار است تکنولوژي توليد جلبک را از شرکتGreen Fuel Technologies و بيورآکتورهاي توليد بيوديزل از جلبک را از شرکت GREEN STAR PRODUCTS خريداري کنند.
مطمئناً افزايش روزافزون قيمت نفت باعث صرفه پذيري بيشتر اين گونه پروژه ها در سطح جهان خواهد شد.
به کارگيري اين فناوري در صنايع ديگر
درباره به کارگيري اين فناوري در صنايع ديگر مي توان به امضاي موافقتنامه بين دو شرکت کانادايي به نام هاي Trident Exploration Corp Menova Energy اشاره کرد. اين دو شرکت قرار است کنسرسيومي براي توسعه بيورآکتورهاي فتوسنتزي جديد راه اندازي کنند که قادر باشد گازهاي گلخانه يي توليدي در صنايع پتروشيمي را جذب و مورد بازيافت قرار دهد تا به مواد زيست توده جلبکي تبديل شوند.
اين کنسرسيوم از دانش جذب انرژي خورشيد شرکت Menova و تجربه در زمينه گازهاي دودکش شرکت Trident بهره خواهد برد و پس از يک تحقيق يک ساله، مناسب ترين راه را خواهد يافت. در ماه مارس 2007 دولت ايالت آلبرتا در کانادا علاقه خود را به تحقيق و تجاري سازي توليد جلبک با هدف کاستن از انتشار CO2 ابراز کرد. به نظر مي رسد فرآيند تجاري سازي در کنسرسيوم فوق الذکر حدود سه سال به طول انجامد.
اين کنسرسيوم در شوراي مشورتي خود از نظرات استادان دانشگاه، محققان صنايع و رهبران تجاري سود خواهد جست. با افزايش نشست ها و سمينارهاي مرتبط با گرمايش جهاني در سطح بين المللي و نيز افزايش فشار افکار عمومي و سازمان هاي غيردولتي بايد منتظر افزايش اقبال به چنين فناوري هايي بود.
در امريکا حدود 1700 نيروگاه برق وجود دارد که از دود آنها مي توان سوخت زيستي مانند بيوديزل، اتانول يا متان توليد کرد. بر اين اساس اجراي اين پروژه براي نيروگاه ها نيز جذاب است، چون آنها علاوه بر کاستن از ميزان آلاينده هاي موجود، پول نيز دريافت خواهند داشت. به عنوان مثال در يک نيروگاه زغال سنگ با 15 - 13 درصد CO2 در دود خروجي مي توان با فناوري جلبک سالانه بين 50000 - 40000 تن از انتشار CO2 کاست و بين 8-7 ميليون يورو نيز درآمد از طريق فروش بيوديزل، اتانول، گليسيرين و خوراک دام جلبکي به دست آورد. اين به معني بازگشت سرمايه 20 درصدي اين پروژه است. طبق برآورد انجام شده در امريکا در شرايط کنوني بازار، توليد اتانول از جلبک ارزان تر از توليد اتانول از مواد سلولزي است و اين شايد ناشي از تراکم بالاي ليپيد در جلبک ها باشد که باعث مي شود بتوان به ازاي واحد سطح، روغن بيشتري (حتي نسبت به غلات) توليد کرد.
اين موضوع به نحوي جذاب شده است که توبياس که رئيس هيات مديره يک شرکت توليد بيوديزل در امريکا است در يک نشست بيان داشته بود؛ من همين حالا حاضرم يک ميليون گالن از روغن حاصل از جلبک را خريداري کنم. اگر کسي آن را در اختيار دارد به من اطلاع دهد.
منبع :روزنامه اعتماد
