امروزه کارشناسان به بحث درباره چشم اندازهای سوخت های زیستی در صنعت هوانوردی ادامه می دهند. نظرات در این مورد متفاوت است ، در حالی که واضح است که تا کنون سیاست بیشتر از اقتصاد در موضوع سوخت های زیستی وجود دارد. سوخت های زیستی در درجه اول برای محیط زیست و برنامه هایی با هدف کاهش میزان انتشار مضر CO2 در جو مهم هستند. علاوه بر این ، چنین سوختی می تواند بیشتر از ضرر داشته باشد.
در مورد سوخت های زیستی چه می دانیم؟
امروزه به نظر می رسد سوخت های زیستی چیزی جدید و خاص هستند ، اما در واقع آنها همیشه ما را احاطه کرده اند. ساده ترین نمونه ای که احتمالاً هر روسی با آن روبرو شده است هیزم است - یکی از قدیمی ترین انواع سوخت های زیستی جامد. اگر یک ویژگی کلی سوخت زیستی را ارائه دهیم ، می توان توجه داشت که این سوختی است که از مواد اولیه گیاهی یا حیوانی ، از محصولات فعالیت حیاتی موجودات زنده یا زباله های صنعتی آلی تولید می شود.
تاریخ واقعی سوخت های زیستی به طور فعال در دهه 1970 توسعه یافت ، هنگامی که ایالات متحده قانونی را تصویب کرد که آلودگی هوا را در سطح ملی کنترل می کند ، به آن قانون هوای پاک می گفتند. این قانون برای اهداف کاملاً قابل تصویب به منظور کاهش حداکثر انتشار گازهای مضر در جو وسایل نقلیه مختلف تصویب شد: از اتومبیل و قطار گرفته تا هواپیما. در حال حاضر ، ده ها شرکت در بازار وجود دارند که به توسعه و تولید سوخت های زیستی مشغول هستند و اکثر آنها هنوز در ایالات متحده واقع شده اند.
امروزه دو نوع اصلی سوخت های زیستی وجود دارد. سوخت های زیستی نسل اول شامل سوخت های گیاهی است که از محصولات کشاورزی معمولی که دارای چربی ، قند و نشاسته زیاد هستند ، استخراج می شود. نشاسته و شکر حاصل از محصولات به اتانول و چربی ها به بیودیزل تبدیل می شود. رایج ترین محصولات برای سوخت های زیستی گندم ، کلزا و ذرت هستند.
سوختهای بیولوژیکی نسل دوم سوختهای زیستی صنعتی هستند که از چوب یا ضایعات گیاهی ، ضایعات صنایع غذایی ، ضایعات گاز صنعتی و غیره به دست می آیند. تولید چنین سوختهای زیستی هزینه کمتری نسبت به محصولات نسل اول دارد.
جلبک می تواند نوع دیگری از مواد اولیه برای سوخت های زیستی نسل سوم باشد. این جهت امیدوار کننده ای برای توسعه این صنعت است. تولید آنها به منابع کمیاب زمین نیاز ندارد ، در حالی که جلبکها دارای نرخ تکثیر بالا و غلظت زیست توده هستند. همچنین مهم است که آنها را در آب آلوده و شور پرورش دهید.
تا کنون ، بیشتر سوخت های زیستی حمل و نقل جهان سوختهای نسل اول هستند که از مواد اولیه گیاهی تولید می شوند. اما در سال های اخیر سرمایه گذاری در این صنعت رو به کاهش است. این سوخت و تولید آن معایب زیادی دارد. یکی از آنها تضعیف امنیت غذایی است. در دنیایی که مشکل گرسنگی حل نشده است ، بسیاری از سیاستمداران و فعالان تبدیل محصولات کشاورزی به سوخت را نامناسب می دانند.
کارشناسان بر این باورند که استفاده از چنین سوختهای زیستی برای آب و هوا مضرتر از خوب است. با کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی ، ما همزمان تغییرات عمده ای در کاربری زمین ایجاد می کنیم.تقاضای روزافزون برای سوخت های زیستی تولیدکنندگان کشاورزی را مجبور می کند تا مساحت خود را برای محصولات غذایی کاهش دهند. این با برنامه های امنیت غذایی در بسیاری از کشورها مغایرت دارد.
تولید سوخت های زیستی از مواد اولیه کشاورزی تأثیر غیرمستقیمی بر تولید غذا ، تنوع محصولات زراعی ، قیمت مواد غذایی و سطح زمین های کشاورزی مورد استفاده دارد. بنظر می رسد در دنیایی که طبق پیش بینی ها تا سال 2025 1.2 میلیارد نفر گرسنه هستند ، 2.8 تن گندم برای تولید 952 لیتر اتانول یا 5 تن ذرت برای تولید 2000 لیتر اتانول منطقی ترین نیست. تصمیم اخلاقی
نسل دوم سوخت زیستی امیدوار کننده تر به نظر می رسد ، که به محیط زیست آسیب نمی رساند ، غذا را از بشریت محروم نمی کند و به حل مشکل زباله کمک می کند. کارشناسان معتقدند که چنین سوخت زیستی ، ساخته شده از گاز صنعتی و ضایعات چوب ، چشم اندازهای بزرگی دارد ، از جمله در روسیه. در کشور ما ، تنها پسماندهای صنعت جنگل سالانه 35 میلیون متر مکعب برآورد می شود و از نظر حجم چوب ، ما بعد از ایالات متحده دوم هستیم.
چشم انداز سوخت های زیستی هوانوردی
هوانوردی و کل بخش حمل و نقل هوایی را می توان محرک های احتمالی رشد سوخت های زیستی دانست. حمل و نقل هوایی حدود 10 درصد از کل سوخت مصرفی روی کره زمین را تشکیل می دهد که بسیار زیاد است. با این حال ، چشم انداز سوخت های زیستی در حمل و نقل هوایی چندان روشن نیست. سوخت های زیستی ، به عنوان جایگزینی برای نفتی که نفت سفید هوانوردی از آن تولید می شود ، مزایا و معایب خود را دارد.
به یاد داشته باشید که سوخت های زیستی دارای لابی چشمگیری در حمل و نقل هوایی هستند. اول از همه ، در سطح سازمانها ، که شامل انجمن بین المللی حمل و نقل هوایی و سازمان بین المللی هواپیمایی کشوری (ICAO) است. این سازمان ها برای خود سوخت زیستی و استانداردهای استفاده از آن در سفرهای هوایی لابی می کنند.
علاوه بر این ، خطوط هوایی نیز مزایایی را در استفاده از سوخت های زیستی مشاهده می کنند. اول ، آنها روابط خوبی با ICAO و سازمان های جامعه مدنی برقرار می کنند. ثانیاً ، آنها حمل و نقل را سبزتر می کنند. موضوع اکولوژی در حال حاضر بسیار محبوب است ، شاید بتوان گفت ، "HYIP" ، و یک بستر روابط عمومی بسیار خوب برای خطوط هوایی است. سوم ، سوخت های زیستی دارای مزایای اقتصادی در کاهش خطرات نوسان قیمت سوخت هستند.
در عین حال ، اقتصاد در بحث سوخت های زیستی هم مثبت است و هم منفی. ابتدا نکته مثبتی را که خطوط هوایی دوست دارند در نظر بگیرید. بازار سوخت های زیستی امروزه بدون نسخه است ، چنین سوختی هزینه ای پایدار و قابل درک تولید می کند. به نوبه خود ، سوخت کلاسیک به دست آمده در فرآیند پالایش نفت یک کالای مبادله ای است که هزینه آن مستقیماً به قیمت های بورس بستگی دارد. نوسانات قیمت سوخت به طور مداوم ادامه دارد و این توسط همه ، حتی افرادی که از این منطقه دور هستند ، مشاهده می شود.
اکنون اجازه دهید در مورد معایب اقتصادی صحبت کنیم. تولید سوخت زیستی ارزان نیست. جی دی کیسلینگ ، استاد مهندسی شیمی و مهندسی زیستی در دانشگاه برکلی کالیفرنیا ، که مدیر اجرایی موسسه مشترک انرژی زیستی است ، به Global Energy گفت که تولید انبوه سوخت های زیستی برای حمل و نقل هوایی در حال حاضر مقرون به صرفه تر از تولید سوخت های هوانوردی نفت سفید از نفت.
وی خاطرنشان کرد:
"سوخت موتورهای جت مدرن که از روغن ساخته شده اند بسیار ارزان است. اگر کشورهای جهان قوانینی را وضع كنند كه مستلزم استفاده از سوختهای خنثی كربن یا وضع مالیات كربن بر نفت سفید هوانوردی باشد ، این می تواند تولیدكنندگان سوختهای زیست فعال را برانگیزد. ما می دانیم که امکان تولید چنین سوختی وجود دارد ، اما مشکل اصلی امروز اقتصاد است."
دیمیتری لوس ، مدیر موسسه فیزیولوژی گیاهان Timiryazev (IPR RAS) ، با همکار خارج از کشور خود موافق است. هزینه سوخت های زیستی برای حمل و نقل هوایی هنوز بسیار بالا است. تولید سوخت های زیستی این روزها بیشتر یک اراده سیاسی است تا یک پدیده اقتصادی. به گفته این کارشناس ، نفت سفید هوانوردی در حال حاضر به خوبی تصفیه شده است و در جو زمین انتشار چندانی ندارد ، برخلاف نیروگاه های زغال سنگ که هنوز در سراسر جهان کافی هستند.
هر دو دیمیتری لوس و جی دی کیسلینگ معتقدند که امیدوارکننده ترین آنها استفاده از سوخت های زیستی نسل دوم و سوم خواهد بود. به نظر می رسد تولید سوخت زیستی از جلبک ها (میکروارگانیسم های طبیعی) و در آینده ، میکروارگانیسم های مهندسی ژنتیک کارآمدتر است. این رویکرد دارای منابع گسترده ای است و مشکل کمبود زمین های کشاورزی و منابع آبیاری را حل می کند.
علاوه بر این ، چنین تولیدی یک فناوری حلقه بسته خواهد بود که می تواند خود را به طور نامحدود تولید کند. حداقل تا زمانی که خورشید بر فراز سیاره ما می درخشد و فرآیند فتوسنتز در حال انجام است. کیسلینگ به نوبه خود افزود که مشکل کمبود منابع در نهایت می تواند از طریق استفاده گسترده از پسماندهای آلی در تولید سوخت های زیستی حل شود.
استفاده از سوخت های زیستی در حمل و نقل هوایی
امروزه استفاده از سوخت های زیستی در حمل و نقل هوایی در سطح سیاسی تحت فشار قرار گرفته است. به عنوان مثال ، در اتحادیه اروپا ، هوانوردی 3 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای را تشکیل می دهد. با استفاده از سوخت های زیستی ، انجمن بین المللی حمل و نقل هوایی انتظار دارد حجم انتشارات مضر در جو را تا سال 2050 (در مقایسه با 2005) به نصف برساند.
مشکل این است که همه این انتشارات در حساس ترین لایه های تروپوسفر زمین رخ می دهد. رشد پنج درصدی سفرهای هوایی در سال می تواند به مرور زمان سهم ناچیزی از انتشار جهانی دی اکسید کربن از هوانوردی را به 3 درصد برساند (در حال حاضر 2 درصد از انتشارات جهانی را به خود اختصاص می دهند) …
برای جو سیاره ما ، حتی چنین افزایشی در حال حاضر بسیار زیاد است. با توجه به مشکل تغییرات آب و هوایی جهانی در کره زمین ، بشریت باید حجم انتشارات مضر را کاهش داده و برای بهبود دوستی محیط زیست موتورهای هواپیما تلاش کند. اگر بخواهیم تأثیر خود را بر گرمایش زمین در 1.5 درجه سانتیگراد در مقایسه با سطح توسعه قبل از صنعت محدود کنیم.
تا کنون ، جایگزینی نفت سفید هوانوردی با سوخت های زیستی به تدریج با مخلوط کردن دو نوع سوخت در نسبت 10-20 درصد سوخت زیستی به نفت سفید انجام می شود. حتی با وجود چنین حجم هایی ، این امر باعث کاهش محسوس انتشارات مضر در جو می شود.
اولین تجربه استفاده از سوخت های زیستی در حمل و نقل هوایی به سال 2008 برمی گردد. سپس شرکت هواپیمایی ویرجین آتلانتیک این پرواز را انجام داد و 20 درصد سوخت های زیستی را با نفت سفید معمولی هوانوردی مخلوط کرد. از آن زمان ، این فناوری توسط خطوط هوایی مختلف ، از جمله شرکت های بزرگ مانند KLM ، آزمایش شده است. قابل توجه ترین دستاورد متعلق به هواپیمایی هاینان است که در سال 2017 از چین به ایالات متحده پرواز کرد و از مخلوطی با افزودن روغن نباتی استفاده شده به عنوان سوخت استفاده کرد.
نیروی هوایی نیز به فناوری علاقه مند است. به عنوان مثال ، در هند ، هواپیماهای ترابری نظامی An-32 مجوز پرواز سوخت زیستی را دریافت کرده اند. موتورهای این هواپیما به طور معمول با مخلوطی کار می کنند که 10 درصد آن از اجزای زیستی تشکیل شده است. تا سال 2024 ، نیروی هوایی هند انتظار دارد میزان استفاده از نفت سفید معمولی را تا 4 میلیارد دلار کاهش دهد و این امر باعث تغییر گسترده ای در سوخت های زیستی می شود.
تا سال 2030 ، شرکت هوافضا بوئینگ قصد دارد هواپیماهایی تولید کند که بتواند با سوخت 100٪ سوخت زیستی پروازهای منظم را انجام دهد. حداقل ، چنین برنامه هایی واقعاً امروز توسط سازنده هواپیما مطرح می شود.در عین حال ، سوخت های زیستی از تنها راه کاهش انتشارات مضر در اتمسفر فاصله دارند.
یک مسیر امیدوار کننده ممکن است ایجاد هواپیما با موتورهای هیبریدی یا تمام الکتریکی باشد. این یک فرصت واقعی است که هوانوردی را نه تنها خنثی از نظر کربن ، بلکه کاملاً دوستدار محیط زیست می کند. فقط باید منتظر ظاهر باتری های ذخیره سازی قدرتمند ، اکسید شده توسط اکسیژن اتمسفر ، ماند.
