اتانول , مكمل سوخت خودروها

زمانیكه برای جهانیان و به ویژه كشورهای پیشرفته صنعتی, روشن شد كه نه منابع انرژی ارزان و فراوان حاصل از سوختهای فسیلی آنقدر كه تصور می شد دوام خواهند داشت و نه محیط زیست بس گرانبهای بشر كه با این سرعت رو به تخریب است به شكل گذشته خود باز خواهد گشت , مسأله ضرورت بهره گیری از انرژیهای تجدیدپذیر و تمیز و پاك بعنوان مسأله اصلی رو در روی تمدّن چهره نشان داد

روشن است از این میان، با توجه به نقش اصلی صنعت حمل‌ونقل در تمدن امروز بشر بحث جایگزین كردن سوختهای فسیلی به عنوان نیروی محرك این صنعت با سوختهای حاصل از منابع تجدیدپذیر و بدون ضرر برای محیط‌زیست و سلامت انسانها در رأس هرم توجه كشورهای صنعتی و مصرف‌كنندگان عمده انرژی تجدیدناپذیر قرار گرفت و تجربه عملی دو دهه اخیر اتانول (الكل اتیلیك) را بعنوان تنها آلترناتیو عملی، اقتصادی و قابل قبول برای محیط‌زیست جهانی مطرح كرد.

متأسفانه تاكنون به دو دلیل عمده جایگزین‌سازی سوختهای فسیلی بوسیله اتانول در صنعت حمل‌ونقل جهان به كندی و تنها با گستردگی محدود صورت گرفته است.

1. فراوانی و ارزانی نسبی سوختهای فسیلی (بنزین و گازوئیل)

2. كمبود تولید و عرضه اتانول در سطح جهان در مقایسه با نیاز بازار مصرف و قیمت بیشتر اتانول در مقایسه با سوختهای فسیلی

از این رو بهره جستن از اتانول در بنزین بدون سرب مورد استفاده در ایران باید به عنوان یك راهكار اساسی مورد بررسی قرار گیرد و مسئولین اجرایی كشور در زمینه‌های برنامه‌ریزی، كشاورزی، صنایع بازرگانی و محیط‌زیست دست به دست نمایندگان مجلس شورای اسلامی این راهكار را به مرحله اجرا درآورند.

* مزایای زیست‌محیطی استفاده از اتانول بعنوان مكمل بنزین

اقدامات شركت توسعه نیشكر و صنایع جانبی در راستای تحقق جایگزینی اتانول بجای MTBE

اتانول چیست ؟

اتانول یا الكل اتیلیك با فرمول شیمیایی C2H5OH مایعی است زلال و بی‌رنگ با بوی تند كه با هر نسبتی با آب تركیب می‌شود. به آسانی می‌سوزد و بر اثر احتراق آن، آب و گازكربنیك حاصل می شود. با سرعت تبخیر می‌شود و هیچگونه اثر زیست‌محیطی نامطلوب از خود به جا نمی گذارد.

اتانول از تخمیر گیاهان قندی بدست می‌آید. این الكل از غلات، سیب‌زمینی، چوب، كاغذ باطله و بسیاری محصولات كشاورزی و ضایعات غذایی دیگر نیز قابل استحصال است. بطور كلی هر چیز كه قند، نشاسته و سلولز داشته باشد پس از تخمیر و تقطیر قابلیت تبدیل شدن به اتانول را دارد.

تاریخچه استفاده از اتانول به عنوان سوخت

استفـاده از اتـانول به عنـوان سوخت اتـومبیل بـه 1880 میلادی و زمانی بازمی گردد كه هنری فورد برای اولین بار اتومبیلی را طراحی كرد كه فقط با اتانول كار می‌كرد. در تجربیات بعدی اتومبیلهایی ساخته شد كه با مخلوط بنزین و اتانول كار می كرد و سرانجام چهار نسل پس از تجربه اولیه ، هم اكنون بنزین مخلوط با اتانول بیش از 10% مصرف سوخت اتومبیل در ایالات متحده آمریكا را به خود اختصاص داده است.

اتانول به ندرت به صورت خالص به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد و بیشتر بسته به شرایط با نسبت‌های مختلفی با بنزین مخلوط می شود. بدون انجام تغییرات مكانیكی در سیستم سوخت خودروهای بنزینی میتوان 5 تا 10% اتانول به بنزین افزود و با اینكار ضمن بالا بردن درجه اكتان، شاهد كاهش آلاینده‌های خروجی از اگزوز خودروها بود. بزرگترین تولیدكنندگان اتانول در جهان كشورهای برزیل، آمریكا، كانادا، روسیه، هندوستان و چین هستند

صنعت اتانول در ایران :

هم اكنون 26 كارخانه تولید اتانول در كشور مشغول به فعالیت و 3 یا 4 پروژه كارخانه تولید اتانول نیز در دست احداث است. ظرفیت نصب شده موجود در حدود 65 تا 70 میلیون لیتر در سال است كه در صورت آغاز به تولید طرحهای در دست اجراء به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت.

از مهمترین طرحهای تولید اتانول در كشور، پروژه تولید 33 میلیون لیتر الكل در كارخانه الكل‌سازی مجاور كشت و صنعت دعبل‌خزاعی از مجموعه كشت و صنعتهای هفتگانه شركت توسعه نیشكر و صنایع جانبی است كه از تخمیر بخشی از ملاس حاصل از تولید شكر استحصال خواهد شد

نگاهی به دشواریهای بازار اتانول در كشور

مصرف فعلی اتانول در كشور با احتساب پیش‌بینی افزایش سالانه مصرف، در بهترین شرایط (فعالیت صنایع مصرف‌كننده) حداكثر حدود 20 تا 25 میلیون لیتر در سال یعنی نزدیك یك‌سوم گنجایش نصب شده فعلی كارخانه های كشور است.

صادرات اتانول تولیدی ایران به بازارهای جهانی بعلت بالا بودن قیمت مواد اولیه (محصولات اولیه یا ثانویه كشاورزی)، پایین بودن ظرفیت تولیدی كارخانجات در ایران، بهره‌مند نبودن این صنعت از حمایت‌ها و سوبسیدهای دولتی در قیاس با تولیدكنندگان عمده اتانول در جهان، در عمل امكانپذیر نبوده و آخرین تلاشها در این زمینه نیز از سال 1380 متوقف شده است.

صادرات اتانول به همسایگان شمالی كشور ایران نیز باوجود قابل توجیه بودن از نظر قیمت، بعلت سیاستهای حمایتی دولتهای مذكور در قبال واردات این محصول از ایران در عمل متوقف شده است.

شركت توسعه نیشكر و صنایع جانبی با توجه به جمیع جوانب امر و میزان تولید بالای خود، تمایلی به ورود به بازار فعلی اتانول در كشور را نداشته و در بررسیهای گسترده‌ای كه در این زمینه بعمل آورده، بهترین مصرف اتانول تولیدی خود را در استفاده از آن به عنوان مكمل سوخت بنزین ارزیابی می‌كند.

از این‌رو مذاكراتی با مسئولان وزارت نفت و متخصصان پژوهشگاه صنعت نفت در جریان است كه امید میرود با نیل به توافق طرفین در خصوص كیفیت اتانول تولیدی، تمامی تولید شركت و مازاد بر مصرف سایر واحدهای تولیدی كشور به عنوان جایگزین مكمل بنزین به كار گرفته شود كه افزون برمصرف بهینه تمامی الكل تولید داخلی، بخش قابل توجهی از موضوع پر اهمیت آلودگی هوای شهرهای بزرگ كشور نیز برطرف خواهد شد.

در اینجا ذكر مطلبی از مدیر برنامه ریزی تلفیقی شركت ملی پالایش و پخش فرآورده های نفتی به خبرگزاری فرانسه 1 خالی از لطف نیست :

رانندگان ایرانی معمولاً فكر می كنند كه آنها باك خودروی خود را از بنزین داخلی پر می‌كنند، اما واقعیت این است كه دومین صادر كننده نفت اوپك، سالانه یك میلیارد دلار به خاطر مصرف بی رویه و قاچاق ، بنزین وارد می كند.

مدیر برنامه ریزی تلفیقی شركت ملی پالایش و پخش فرآورده های نفتی به خبرگزاری فرانسه می‌گوید: ما در ایران روزانه حدود 50 میلیون لیتر(برابر با 2/13 میلیون بشكه) بنزین مصرف می كنیم كه 10 درصد بیش از سال گذشته است. وی می افزاید: برای پاسخگویی به درخواست موجود چاره ای نیست جز این كه روزانه 13 میلیون لیتر بنزین از خارج وارد كنیم كه آن هم حدود 35 درصد بیش از سال گذشته است. سه میلیون از چهار میلیون خودروهایی كه در ایران تردد می كنند بیبش از 10 سال عمر دارند و به طور متوسط 200 هزار كیلومتر كار كرده اند.

متوسط مصرف خودروهای ایران حدود 17 لیتر در هر 100 كیلومتر است كه به گفته كسایی‌زاده شماری از این خودروها تا 22 لیتر در هر 100 كیلومتر نیز سوخت مصرف می‌كنند.

پیكان به عنوان یك خودروی ملی ایرانی كه متعلق به تكنولوژی دهه 1960 است متوسط مصرف سوختی برابر با 17 لیتر دارد كه حدود3/1 میلیون دستگاه از آن پیش از انقلاب در سال 1979 ساخته شده است و همچنان در جاده ها در حال حركت اند. و آنها در ایجاد دود و آلودگی بسیار زیاد تهران ، كه این شهر را به عنوان یكی از آلوده ترین شهرهای دنیا در آورده است، شریك هستند.

اما تا زمانی كه قیمت بنزین در ایران پائین است ایرانیها هیچ نگرانی برای مصرف آن ندارند. این در حالی است كه روزانه حدود 250 هزار لیتر بنزین در جایگاههای بنزین كشور هدر می‌رود.

همچنین روزانه حدود یك میلیون لیتر بنزین از ایران از طریق مرزهای پاكستان، افغانستان، تركیه و مقداری نیز به كشورهای حاشیه خلیج فارس كه قیمت هر لیتر بنزین حدود یك دلار است قاچاق می شود. در اواسط نوامبر حدود 300 دارنده پمپ بنزین در ایالت بلوچستان پاكستان در اعتراض به قاچاق بنزین از ایران به پاكستان اعتصاب كردند. درهمین حال صدها كامیون كه هر كدام قادر هستند 20 بشكه 20 لیتری حمل كنند، ایران را به سمت افغانستان كه در آنجا هر لیتر آن را در حدود 4500 ریال ایرانی می فروشند ، ترك می كنند.

قاچاق سوخت ایران و غرب و تركیه به وسیله اتوبوس ها و تانكرها از طریق باك اضافی صورت می گیرد. برآوردها نشان می دهد كه دولت ایران سالانه حدود سه میلیارد دلار به دلیل پایین بودن قیمت یارانه پرداخت می كند.

ایران 9 پالایشگاه دارد كه فقط سه تای آنها در سالهای اخیر ساخته شده اند. به گفتــه كسایی زاده برای افزایش تولید، ایران بایدپنج میلیارد دلار صرف ارتقای شش پالایشگاه كه پیش از انقلاب ساخته شده اند كند. دولت نیز برنامه هایی برای جایگزینی سوخت به گاز طبیعی دارد. اما این كار سالهاست كه به حال خود رها شده است. به نظر كارشناسان تا زمان جایگزینی سوخت تنها راه حل، افزایش قیمت ها است. اما همه هم این را می دانند كه این اقدام ریسك و خطر اجتماعی زیادی را در خود نهفته دارد.2

طبق بررسیهای بعمل آمده نزدیك به یك چهارم(24% ) مصرف بنزین خودروهای بنزینی كشور، در استان تهران مصرف می شود. مصرف استانهای خراسان، اصفهان و فارس به ترتیب حدود 8% ، 5/7% و 7/6% كل مصرف خودروهای بنزینی كشور بوده كه از این جهت به ترتیب دارای رتبه های دوم الی چهارم است و این چهار استان نزدیك به نیمی (5/46% ) از كل مصرف بنزین خودروهای بنزینی كشور را به خود اختصاص داده اند.

طبق بررسیهای انجام شده، در صورت راه اندازی تمامی واحدهای تولید الكل اتیلیك و بهره‌برداری كامل از ظرفیت این واحد ها، كل تولید سالانه اتانول كشور، 174 میلیون بــرآورد می شود كه نزدیك به 16% آن(27 میلیون لیتر ) مربوط به واحدهای دارای مجوز بهره برداری است. یادآور می شود از این 68 واحد دارای مجوز تاسیس، پیشرفت فیزیكی 42 واحد از آنها كه 44% ظرفیت تولید سالانه این گروه را شامل می شود، صفر است.

در صورت تخصیص كل ظرفیت تولید اتانول واحدهای دارای مجوز تاسیس و واحدهای دارای مجوز بهره برداری به سوخت خودروهای بنزینی كشور در شرایط فعلی مصرف بنزین كشور، تنها حدود 86/0% مصرف سوخت خودروهای بنزینی كل كشور از طریق اتانول تامین خواهد شد و چنانچه در همین شرایط، تمامی اتانول مذكور برای مصرف خودروهای بنزینی استان تهران تخصیص یابد، حدود 6/3درصد سوخت مذكور از طریق اتانول قابل تامین است.

بیشترین سهم اتانول تولیدی كشور، اعم از واحدهای دارای مجوز بهره برداری و واحدهای دارای مجوز تاسیس، در شرایطی محقق خواهد شد كه بهینه سازی بسیارجدی در سیستم سوخت خودروهای بنزینی كشور بمنظور حدود 480% كاهش متوسط مصرف خودروهای بنزینی كشور، صورت گیرد. بنابراین حتی در صورت راه اندازی تمامی واحدهای دارای مجوز تاسیس و تخصیص تمامی ظرفیت تولید این واحدهــا و واحدهــای دارای مجـوز بهره برداری به سوخت خودروهای بنزینی، حداكثر تركیب اتانول و بنزین، به ترتیب 10% و90% خواهد بود و به این ترتیب بدون نیاز به هیچگونه تغییر در سیستم سوخت خودروهای بنزینی كشور می توان تمامی ظرفیت تولید بالقوه اتانول كشور را به سوخت این خودروها تخصیص داد.

خواص و مزیّتهای اتانول به عنوان مكمل سوخت بنزین

اتومبیلهای اتانول‌سوز قدرت، شتاب، قابلیت حمل بار و قابلیت مانوری، مشابه اتومبیلهایی با سوخت متعارف از خود نشان داده‌اند. مصرف اتانول به عنوان مكمل سوخت بنزین موجب بالا رفتن اكتان و كاهش ضربه به موتور اتومبیل شده و كارآیی انرژی را بالاتر می‌برد. (اتانول خالص دارای عدد اكتان 113 است كه پس از اختلاط با بنزین میتواند عدد اكتان مورد نیاز بنزین بدون سرب را تأمین كند و اجازه فشردگی بیشتر موتورهای احتراق داخلی را می‌دهد).

اتانول همچنین جاذب رطوبت بوده و در زمستان‌ها مانع از خیلی سرد شدن بنزین و موجب بی‌نیازی از افزودنیهای گران‌قیمت و گاهی مضر به سوخت می‌شود. افزون براینها، اتانول خاصیت پاك‌كنندگی داشته، باعث سهولت و نرمی كار موتور و تسهیل و تمیزی تزریق سوخت می‌شود. اتانول بعنوان سوخت، ماده سمّی شناخته نمی‌شود و استنشاق آن خطری ایجاد نمی‌كند. قابلیت اشتعال آن نسبت به بنزین بسیار پایین‌تر است و انباشت و نگهداری و حمل‌ونقل آن بسیار ایمن‌تر از بنزین است.

خواص زیست‌محیطی اتانول در زیر، فهرست‌وار ذكر می‌شود :

 اتانول در محیط‌زیست به سرعت به مواد بی‌ضرری چون آب و گازكربنیك تجزیه می‌شود.

 اتانول، مــاده اكسیژن‌زا (Oxygenate ) است و معــادل 35% وزن خــود، اكسیژن در بر دارد.

 اتانول عدد اكتان بنزین مصرفی را بالا برده و به احتراق بهتر بنزین در موتور كمك می‌كند. بطوریكه با افزایش 5% اتانول عدد اكتان بنزین پایه از 3/84 به 2/87 و با افزودن 10% اتانول به بنزین عدد اكتان سوخت از 3/84 به 90 می‌رسد.

 ورود اتانول به جوّ (در نتیجه احتراق ناقص یا تبخیر) هیچگونه آلودگی و عارضه زیست‌محیطی ایجاد نمی‌كند.

 اتانول به خودی خود یك سوخت كاملاً تمیز محسوب می‌شود، در نتیجه كلیه آلایندگی‌های بنزین را نیز به نسبت درصدی كه با آن مخلوط شده است كاهش می‌دهد (افزایش مصرف اتانول در بنزین مصرفی كشورهای صنعتی بعنوان یكی از روشهای انجام تعهدات این كشورها به معاهده كیوتو در مورد كاهش گازهای تأثیرگذار بر لایه اوزون و جوّ كره زمین مطرح است).

نویسندگان: كارشناسان دفتر محیط زیست، شركت توسعه نیشكر وصنایع جانبی.

فهــرســت منـابـع و مـــاخذ:

1- ضرورت اتخاذ بموقع یك تصمیم استراتژیك، استفاده از اتانول در بنزین بدون سرب بجای MTBE از انتشارات انجمن صنفی تولید كنندگان الكل، بهار 1381.

2- تولید و مصرف اتانول سوختی در جهان و امكان ورود آن به بازار ایران، پروفسور محمد جعفر طاهرزاده، دانشگاه صنعتی اصفهان – دانشكده مهندسی شیمی و گروه صنایع شیمیائی سازمان صنایع دفاع .

3- ماهنامه شكرشكن، شماره 62، اسفند 1380 .