اتانول: آینده انرژی

علی رغم این كه وابستگی به نفت در قرن۲۱ توجه زیادی را به خود معطوف داشته است، با این وجود گزینه‌های منتهی به نفت اغلب بسیار پرهزینه قلمداد می‌گردد. برزیل در جستجوی یافتن راهی مؤثر و كم‌هزینه برای كنارگذاردن نفت و مبدل شدن به بزرگترین تولیدكننده اتانول در جهان است.انیستیتوی Earth Policy متعلق به دنیل مورای به بررسی فواید و مضرات تبدیل و جایگزین اتانول با منابع فسیلی می‌پردازد. در پمپهای سوختنی سائوپولو، مشتریان از انتخاب دو گزینه بنزین یا الكل برخوردارند. از اواسط دهه ۱۹۷۰، برزیل درصدد جاگزینی بنزین با اتانول به عنوان الكلی تقطیر شده از نیشكر پرورش یافته است.در حال حاضر، اتانول۴۰ درصد از سهم فروش سوخت برزیل را به خود اختصاص می‌دهد. اتانول از طریق تنوع وسیعی از مواد خام گیاهی خوراكی كه عمدتاً از غلات و یا فراورده‌های شكر است بدست می‌آید. سپس ماده بدست آمده با بنزین به عنوان یك ماده اكسیژنه یا غنی‌كننده تركیب شده و در وسایل و ماشین‌های بنزینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده همچنین می‌تواند به تنهایی در ابزاری كه بدون تركیب اتانول و بنزین كار می‌كنند قابل استفاده باشد.طی سال ۲۰۰۴، برزیل تولید۴ میلیارد گالون (معادل ۱۵ میلیارد لیتر) اتانول تقطیر شده را برعهده داشت. با این حال در این اثنا ایالات متحده به سرعت تولید ۵/۳ میلیارد گالون اتانول بدست آمده از ذرت را به انحصار خود درآورد.
دستیابی به پیشرفت
از استان‌های ذرت و گندم خیز چین تقریباً یك میلیارد گالون و از مزارع نیشكر هند نیز معادل۵۰۰ میلیون گالون اتانول بدست می‌آید.فرانسه نیز به عنوان كشور پیشتاز عضو اتحادیه اروپا در جهت افزایش استفاده از اتانول، درصدد تولید۲۰۰ میلیون گالون اتانول حاصله از نیشكر، چغندرقند و گندم برآمده است.
نفت خام در مقابل سوخت آلی
تولید اتانول روی هم رفته، جایگزین دو درصد از مصرف كل بنزین و مواد نفتی در جهان گردیده است.تلاش‌های به عمل آمده در راستای جایگزینی مقادیر معتنابه سوخت‌های فسیلی با سوخت آلی كه توجه عمده‌ای در جهان را به خود معطوف داشته است، به واسطه تغییر شرایط، كاهش اقتصاد روستایی و عدم ثبات كشورهای تولیدكننده ی نفت مورد تهدید واقع شده است. محصولات سوخت آلی در حین رشد، دی‌اكسید كربن موجود در جو را جذب نموده و جایگزین گازهای گلخانه‌ای منتشر شده در جو می‌گردند. جایگزینی سوخت‌های فسیلی با سوخت آلی به كاهش آلودگی به واسطه خروج ذرات معلق در هوا و مونوكسید كربن منجر می‌گردد. تولید سوخت‌های آلی همچنین به واسطه ایجاد فرصت‌های شغلی جدید و افزایش درآمدهای حاصله از كشاورزی به توسعه اقتصاد روستایی منتهی می‌گردد.
توانش اتانول
سوخت جایگزین شونده اتانول از این قابلیت برخوردار است تا به واسطه وابستگی هر چه كمتر به نفت خارجی و افزایش توان تجاری كشورهای واردكننده نفت به توسعه انرژی كمك كند.
اگر چه مقبولیت اتانول رو به افزایش است، شیوه‌های تولید با بازده كم امروزی و پیشرفت روز افزون تكنولوژی نشان‌دهنده آن است كه این نوع سوخت تنها منافع اقتصادی و محیطی ناچیزی را در پی داشته و می‌تواند امنیت غذایی در سطح بین‌الملل را تحت تأثیر قرار دهد.
از دست دادن زمینه
عمده‌ترین مانع موجود بر سر راه تولید سوخت آلی فراهم نمودن زمین است. توسعه زمین‌های زراعی مناسب برای تولید انرژی احتمالاً به رقابت تنگاتنگ بر سر زمین میان زمین های كشاورزی، جنگل‌ها و افزایش بی‌رویه زمین های مسكونی منتهی خواهد شد.با افزایش درجه حرارت دما و كاهش فاحش آب در جهان عرضه و تقاضای منابع غذایی با بی‌ثباتی توزان یافته است. ذخایر غلات جهان در تمامی اعصار با كاهش مواجه بوده و زمین‌های زراعی محدودی برای به زیر كشت درآوردن محصولات غذایی موجود بوده است از این رو تبدیل محصولات غذایی به سوخت آلی می‌تواند به كاهش هر چه بیشتر ذخایر غذایی و افزایش بهای آن و چالش میان صاحبان اتومبیل و خریداران كم درآمد منابع غذایی منتهی گردد.
غلاتی محدود برای تولید اتانول
معطوف داشتن تأكید عمده بر بازده زمین به واسطه افزایش انرژی بدست آمده از هر جریب زمین در استفاده بهینه از اتانول ضروری است. اگر چه غلات از حمایت گسترده سیاسی ایالات متحده برخوردارند، این منبع غذایی تنها یكی از كم‌بازده‌ترین منابع تولید اتانول به شمار می‌آید. به عنوان مثال اتانول بدست آمده از هر جریب چغندر قند شیرین در فرانسه و نیشكرزارهای برزیل تقریباً دو برابر میزان بدست آمده از غلات آمریكاست.
شیرینی شكر
میزان انرژی به كار گرفته شده برای تولید اتانول نیز حایز اهمیت است. برای پرورش، انتقال و تقطیر غلات جهت تولید یك گالون اتانول تقریباً به همان میزان انرژی نیازمندیم. با وجودی كه نیشكر به مراتب پربازده‌ترین محصول كشاورزی برای این كار محسوب می‌گردد به نحوی كه با همان میزان انرژی به هشت برابر اتانول دست می‌یابیم.با وجود چنین انرژی نهفته و سرشار در نیشكر، معقول‌تر آن است كه به عوض غلات از نیشكر برای تولید اتانول استفاده شود.
امكانی برای پیشرفت و تحول
اتانول می‌تواند به سرعت در كشورهای گرمسیری تولیدكننده نیشكر كه از مزیت گردش فصول در طول سال، منابع كاری گسترده و هزینه‌های پایین تولید برخوردارند، تولید گردد. همزمان با افزایش تقاضای سوخت در كشورهای در حال توسعه‌ ، تولید سوخت آلی می‌تواند از واردات نفت جلوگیری كرده و اقتصاد روستایی را تقویت كند.
رقابت غذایی و محیطی
به عنوان مثال، برزیل می‌تواند اتانول كافی برای برآورده نمودن تمامی نیاز خود به سوخت داخلی را از طریق توسعه زمینه‌های تحت كشت نیشكر (از ۶/۶ میلیون به ۸/۱۳ میلیون جریب)تأمین نموده و كلیه این زمین‌ها را به تولید اتانول اختصاص می‌دهد. متاسفانه، مزارع جدید ممكن است كه به از میان بردن جنگل‌های باران‌زای كنونی منتهی شده و توان محیطی آن‌ها را با مخاطره مواجه سازند.
اگر اتانول به بخش عمده ذخیره سوخت جهان بدون تقابل با جنگل‌ها و زمین های زراعی مبدل گردد، به طور قطع منبع اصلی آن غلات یا حتی نیشكر نخواهد بود. در چنین حالتی، از منابع غذایی سلولزی كافی نظیر پس‌مانده‌ زمین های كشاورزی و جنگل‌ها، گندمیان و درختان زودرو برای این كار استفاده خواهد شد.
كاربردهای سلولز
تكنولوژی‌های جدید نویدبخش آنند كه با كاربرد آنزیم‌ها به تجزیه سلولز و آزادسازی شیره موجود در گیاهان برای تخمیر و تبدیل آنها به اتانول دست می یابیم. طرح آزمایشی استفاده از این تكنولوژی طی سال ۲۰۰۴ در كانادا آغاز شده و انتظار می‌رود كه تولید انبوه آن به لحاظ تجاری تا سال ۲۰۱۵ عملی شود.
تحول انرژی غلات
پس مانده‌های محصولات كشاورزی نظیر ساقه‌های ذرت، كاه گندم و ساقه‌های برنج كه به طور معمول بر روی زمین های زراعی بر جای می‌ماند، شخم خورده یا به آتش كشیده می‌شوند. در نظر گرفتن تنها یك سوم از این مواد برای تولید سوخت‌ آلی به كشاورزان این اجازه را خواهد تا محصول خود را برای بار دوم برداشت نموده و از در آمد بیشتری برخوردار گردند. در عین حال سلامت خاك تامین شده و از فرسایش آن نیز جلوگیری می‌گردد.از پس‌مانده‌های محصولات كشاورزی كه در حال حاضر بی‌وقفه در ایالات متحده برداشت می‌شوند ۵/۱۴ میلیارد گالون اتانول (یعنی چهار برابر بازدهی اخیر آن بدون زمین زراعی بیشتر) تولید می گردد.غلات انرژی‌زا نظیر گندمیان سخت دانه و درختان زردرو، از مقادیر قابل توجهی اتانول و توازن انرژی بیشتری نسبت به دانه‌های نشاسته‌ای برخوردارند.
مصرف بیش از اندازه سوخت
از غلات انرژی‌زا با وجود حداقل نیاز آن ها به آبیاری، كود و یا علف‌كش‌ها، ۲ تا ۳ برابر بیش از سایر غلات اتانول بدست می‌آید.چنین غلاتی بالقوه از قابلیت برداشت در زمین‌های محدود برخوردار بوده و از تغییر زمین‌های زراعی سودمند یا جنگل‌ها برای تولید محصولات انرژی زا بی‌نیاز می‌باشند. با افزایش تقاضای انرژی در جهان، سوخت‌های آلی تنها قادر به تأمین بخشی از نیازهای انسان به سوخت (با وجود توسعه روزافزون ابزار و ماشین‌های نیازمند سوخت) می‌باشند.
تغییر رویه
خوشبختانه، فنآوری‌های مورد نیاز در دسترس و قابل تهیه می‌باشند. با تولید ابزارهایی با كاربرد دوگانه الكتریكی ـ گازی نظیر آنچه در بازارهای امروزی می‌توان یافت و كاهش ثقل و نیروی مقاومت هوا، مصرف سوخت نیز كاهش می یابد. با تعبیه یك باطری یدك و اتصال آن به ابزار و ماشین‌های دوكاره فرصتی فراهم می‌ گردد تا تنها به كمك نیروی الكتریسیته (ترجیحاً تولید شده به كمك نیروی باد و كاهش تقاضای سوخت تا آن حد كه تنها با اتانول قابل تأمین باشد)، نیاز به سوخت تأمین گردد. افزایش نقش اتانول در برآورده ساختن تقاضای سوخت خود نیازمند انجام تحقیقات بعدی و رشد هر چه بیشتر تكنولوژی‌ تبدیل گسترده مواد آلی به اتانول به همراه حمایت همه‌جانبه و دامنه‌دار از تولید سوخت‌ آلی است.

آینده‌ای پرتوان
با تغییر سوبسید انرژی دولتی همچون توسعه سوخت‌ آلی در عوض استخراج نفت، شناسایی و كشف چاه‌های نفتی جدید مسأله‌ای بغرنج خواهد بود.
به كمك ابزار و ماشین‌آلات پیشرفته مقرون به صرفه در سوخت و استفاده از منابع غذایی حاوی مقادیر معتنابه سلولر، سوخت آلی سهم عمده‌ای در آتیه سوخت جهان خواهد داشت.

منبع اصلی:
http://www.theglobalist.com/storyid.aspx?StoryId=۴۷۰۸

مترجم: كامبیز پارتازیان
منبع: باشگاه اندیشه

منبع : خبرگزاری فارس