جستجو در تالارهای گفتگو

وابستگي كشورهاي پيشرفته به نفت و وقوع بحران‌هاي نفتي در دهه 1970 به دليل فزوني مصرف بر توليد و نيز افزايش فوق‌العاده قيمت نفت، كشورهاي صنعتي را بر آن داشت تا با مسئله انرژي برخوردي متفاوت كنند. شروع نگراني‌هاي زيست‌محيطي و كاهش منابع فسيلي، بهبود استانداردهاي زيست‌محيطي زندگي در قالب كنوانسيون‌ها و پيمان‌نامه‌هاي متفاوت- نظير پروتكل كيوتو- از سوي ديگر، منجر شد تا متخصصان با اعمال روش‌هاي گوناگون و استفاده از مواد جايگزين در بنزين و يا تهيه سوخت‌هاي جايگزين پاك، به اهداف خود در زمينه حفظ محيط‌زيست و توسعه پايدار، دست يابند. در حال حاضر، اتانول به عنوان منبعي قابل اعتماد، مي‌تواند جايگزين سوخت‌هاي رايج باشد. اتانول با توجه به منابع هر كشوري قابل توليد است. در ايران از ملاس، در امريكا از ذرت، در اروپا از سيب‌زميني و... اتانول به دست مي‌آورند. در اين مقاله سعي شده است، ضمن بررسي روش‌هاي توليد اتانول در كشور، به جنبه‌هاي اقتصادي، زيست‌محيطي و... اين سوخت پرداخته و روش‌هايي مناسب براي توليد و استفاده از آن پيشنهاد شود. در حال حاضر، افزون‌بر 98 درصد از اتانول توليدي در جهان، با استفاده از روش تخمير قندها، حاصل مي‌شود. قند مورد استفاده را مي‌توان از منابعي مختلف نظير مواد نشاسته‌اي، قندي، كشاورزي، پساب‌هاي صنعتي و منابع ليگنوسلولزي استحصال كرد. هزينه توليد اتانول، نسبت به قيمت مواد اوليه، قيمت تحويل آن به بخش فرايند و همچنين تركيب مواد اوليه، حساسيت بالايي دارد. بنابراين، موفقيت در توليد اتانول و رقابت آن با بنزين مي‌تواند به موقعيت جغرافيايي منطقه، نوع آب و هوا، روش توليد، خواص محصولات كشاورزي و نوع ضايعات آنها بستگي داشته باشد. سيستمي كه براساس هزينه پايين مواد اوليه، دسترسي آسان به مواد اوليه و استفاده از محصولات جانبي تأسيس شده باشد، ممكن است توجيه اقتصادي داشته باشد. منابع سلولزي در حال حاضر، با توجه به پيشرفت تكنولوژي، پتانسيلي جهاني براي استفاده از مواد ليگنوسلولزي و تبديل آن به الكل از طريق تخمير، به وجود آمده است. توليد انبوه مواد سلولزي از انواع كربوهيدرات‌ها، در كل جهان رايج است و تحقيقات بسياري در زمينه فرايندي‌كردن مواد ليگنوسلولزي و تبديل آنها به اتانول در حال انجام است. البته مشكلات تكنيكي و اقتصادي موجود در زمينه هيدروليز به منوساكاريدهاي تشكيل‌دهنده آن، تأثير زيادي بر امكان‌سنجي توليد اتانول دارد. براي اقتصادي‌بودن و استفاده مؤثر در مقياس صنعتي، بايد ملاحظات خاصي نظير توسعه همه‌جانبه فرايند، جداسازي محصولات و بازيابي استفاده از محصولات جانبي را مدنظر قرار داد. طبيعت كريستالي و چسبنده سلولز و مقاومت آن در برابر انواع روش‌هاي هيدروليز و توليد قندهاي قابل تخمير، به كانون تحقيق و توسعه براي توليد اقتصادي اتانول از مواد سلولزي تبديل شده است. مشتقات كشاورزي ميزان توليد ضايعات و پسمان محصولات كشاورزي در جهان، بسيار بالا بوده و با توجه به تركيب آنها، به منبعي مناسب تبديل شده است. برگشت اين ضايعات به خاك، زمينه‌ساز افزايش حاصلخيزي، كنترل فرسايش، آزادسازي مواد موردنياز خاك و پايداري ساختمان آن مي‌شود. فصلي بودن اين توليدات و پراكندگي آنها، افزايش هزينه را در پي دارد. جدول 1: تركيب عمومي برخي انواع چوب زباله‌هاي خانگي يكي از منابع بزرگ ضايعات مواد سلولزي در كشورهاي پيشرفته، زباله‌هاي خانگي هستند. در 1980، ميزان توليد روزانه اين ضايعات در امريكا 105×28 تن بوده كه 58 درصد از آن سلولز بوده است. توليد اتانول از زوائد جامد شهري در سطح تجاري، توسط امريكا و كانادا امكان‌پذير خواهد بود. محيط‌هاي جنگلي توليد اتانول به عنوان محصول سلولزي به مثابه منبع قندي، حساسيت شديدي به نوع درخت دارد. در حالت عمومي، چوب‌هاي سخت، سوبستراي مناسب‌تري در مقايسه با چوب‌هاي نرم هستند. ميزان سلولز در چوب، به ميزان باران، شرايط خاك و آب و هوا بستگي دارد. چوب سخت در درختاني مانند درخت سپيدار، تبريزي، افرا، بلوط و... چوب نرم در درختاني مانند درخت كاج سفيد، درخت ماموت و صنوبر شرقي، يافت مي‌شود. ساير مواد اوليه در جدول 2 آمده‌اند. جدول 2: منابع اوليه توليد الكل كاربرد اتانول اتانول با توجه به خواص شيميايي و فيزيكي خود، موارد استفاده متعددي دارد كه چند نمونه از آنها عبارتند از: 1. اتانول به عنوان حلال 2. اتانول به عنوان سوخت 3. اتانول به عنوان ماده اوليه توليد ETBEا1 به منظور افزايش عدد اكتان نظير ETBEا2 كه ماده‌اي افزودني به بنزين براي افزايش عدد اكتان است. البته در حال حاضر MTBE مشكوك به سرطان‌زايي بوده و مصرف آن رفته‌رفته متوقف مي‌شود. با جايگزين ETBE مي‌توان به عدد اكتان بالاتري دست ‌يافت. ETBE داراي ضريب فراريت كمتري نسبت به MTBE بوده و محتواي اكسيژن آن بيشتر است. بنابراين با مصرف آن، احتراق كامل‌تر و سوختي تميزتر و در نتيجه آلودگي كمتر هوا خواهيم داشت.