سوخت های فسیلی، پیروز میدان

سوخت های فسیلی، پیروز میدان

در حال حاضر استفاده از سوخت های جایگزین چندان استقبال عمومی خوبی ندارند، کارشناسان نیز در نقشی که این سوخت ها در سطح کلان صنعت خودرو سازی ایفا می نمایند اتفاق نظر ندارند.    سازمان انرژی آمریکا پیش بینی کرده که تولید سوخت های جایگزین و تجدیدپذیر از 1/15 بیلیون لیتر در سال 2006 به 4/28 بیلیون لیتر در سال 2012 افزایش یابد و با این حساب میزان تولید این سوخت ها از میزان تقاضا پیشی خواهد گرفت

.

اتانول حاصل ازذرت داری انرژی مثبت

شرکتهای کرایسلر، فورد و جنرال موتورز در مجموع، میلیون ها خودرو تولید و به فروش رسانده اند که می توانند هم با بنزین و هم با سوخت «ای85» (که شامل 85% اتانول و 15% بنزین می باشد) کار کنند. اما همواره با این سوال در بین کارشناسان مطرح است که آیا میزان انرژی حاصل از این سوخت ارزش مقدار انرژی که برای تهیه این سوخت صرف می شود را دارد یا نه؟  مخالفان اتانول عقیده دارند انرژی که در این سوخت در اختیار ما  قرار می دهد از انرژی که برای استخراج اتانول هزینه می شود کمتر است. متاسفانه تحقیقات انجام شده در این مورد نتوانسته بود به طور کامل به این تردید و پرسش پاسخ دهد، اما دانشگاه «کالیفرنیا» دربرکلی به تازگی تحقیقات کاملی را در این زمینه به انجام رسانده است. نتیجه این تحقیقات نشان می دهد که در مورد میزان مصرف انرژی توسط ماشین آلات کشاورزی برای تولید اتانول اغراق شده است وبا در نظر گرفتن تمام پروسه های تولید، در مجموع اتانول دارای انرژی مثبت می باشد: به این معنی که انرژی بیشتری از آنچه برای تولیدش مورد نیاز است به مصرف کننده گان ارائه می نماید. درسال 2004 هم تحقیقات انجام گرفته توسط سازمان انرژی ایالات متحده امریکا با همکاری وزارت کشاورزی آن کشور نشان داد که مصرف یک واحد انرژی می تواند  به اندازه ای اتانول تولید کند که 67/1 واحد انرژی داشته باشد. یعنی برای تولید اتانول باید کمتر از انرژی حاصل از خود اتانول هزینه نمود. بر پایه این نتایج هم اکنون بسیاری از شرکت های معتبر انرژی مانند شرکت «بی پی» ، شرکت «دوپونت» و شرکت «شل» برای تولید اتانول و سایر سوخت های جایگزین   سرمایه گذاری هنگفتی کرده اند. تنها شرکت «بی پی» پانصد میلیون دلار در این مورد در نظر گرفته است. هم اکنون شرکت  «دوپونت» بر روی سوخت «بایو بو تانول» در حال تحقیق است. «بایوتانول» گر چه از نظر خصوصیات به اتانول بسیار نزدیک می باشد: اما دارای چگالی انرژی بیشتری بوده و بنا براین خودرو های مصرف کننده این سوخت می توانند با مصرف حجم یکسان سوخت، نسبت به اتانول مسافت بیشتری طی نمایند. همچنین این سوخت نسبت به آلودگی های موجود در آب نیز نسبت به اتانول کمتر حساس است. با وجود پتانسیل بالای «اتانول» و «بایو بوتانول» ایالات متحده نمی تواند ذرت کافی برای این سوخت ها و جایگزینی آنها با بنزین کشت نماید. دلیل آن این است که ذرت ارزش غذایی بالایی داشته و نمی توان تمام آن را برای تولید سوخت در نظر گرفت.

سوخت اتانول حاصل از سلولز

تولید سوخت اتانول از شکر (سلولز) موجود در ساقه ها، چوب و علف بسیار به صرفه تر می باشد. بر طبق تحقیقات صورت گرفته در دانشگاه «ایالات میشیگان»، بیشتر تجهیزات و امکانات مورد نیاز برای این منظور وجود دارد وتنها باید این تجهیزات را در یک واحد جمع آوری وپروسه تولید را اقتصادی نمود. به طور مثال همه ساله مقدار زیادی ساقه ذرت بی استفاده هدر مرود: گرچه قسمتی ازآن ها باید برای باروری مجدد خاک استفاده شود، اما بقیه برای تولید اتانول می تواند مصرف شود.

آیا تولید سوخت های جایگزین ارزش سرمایه گذاری را دارد؟

با سرمایه دو میلیارد دولاری شاید بتوان تولید سوخت های جایگزین را به حد قابل قبولی رساند. هر چقدر که قیمت نفت در بازارهای جهانی افزایش یابد، سرمایه گذاری برای تولید سوخت های جایگذین منطقی تر خواهد بود. «جان دوچ»  پرفسور شیمی دانشگاه «ام آی تی» عقیده دارد هر چه قیمت نفت خام بیشتر شود سرمایه گذاران بیشتری برای سرمایه گزاری در این بخش علاقمند خواهند شد. اگر قیمت نفت خام برای مدت طولانی در حدود 70-50 دلار برای هر بشکه باشد، مطمئنا صرفه اقتصادی تولید سوخت های جایگزین بسیار زیاد خواهد بود. به دلیل اینکه  هزینه ی اولیه تهیه ی اتانول از ذرت پایین تر است و همچنین تاسیسات مورد مورد نیاز از قبل وجود دارند، بنابراین منطقی است که سرمایه گذاران  در استفاده از ذرت در تولید سوخت، تمایل بیشتری داشته باشند تا سلو لز، اما به دلیل ارزش غذایی ذرت، باید دولت بر تشویق سرمایه گذاران در استفاده از سلولز تاکید نمایند.

برای راه اندازی یک واحد تولید اتانول از سلولز، در حدود نیم میلیارد دلار نیاز می باشد. شاید در ابتدا سوخت تولید شده گران باشد، اما بعداز مدت زمانی حتی با کاهش قیمت نفت در بازارهای جهانی هم می تواند با سوخت های فسیلی (حاصل از نفت خام) رقابت نماید. بر طبق اظهارات «جان دوچ» پس از راه اندازی واحد تولید اتانول از سلولز، قیمت هر بشکه سوخت حاصل در حدود 25 دلار برای هر بشکه کاهش خواهد یافت. همچنین به دلیل اینکه در روش تولید اتانول از سلولز می توان از شاخه، ساقه وحتی چمن و سایر ضایعات کشاورزی استفاده نمود؛ بنابراین از نظر تئوری نسبت به تولید اتانول با استفاده از ذرت به تولید بسیار بیشتری دست یافت.

ای-85 یا ای-10؟

براساس تحقیقات انجام گرفته، برای تولید اتانول معادل یک میلیون بشکه در هر روز، باید سه درصد کل شاخه، ساقه و چمن موجود مصرف شود. بنابراین آمریکا تنها می تواند در ده سال آینده به تولید معادل 2-1 میلیون بشکه در روز امید داشته باشد ویا به عبارت دیگر تنها 10% نیاز سوخت در سال 2005 از این راه جبران شد، بنابراین در آینده ای نزدیک نمی توان به تولید اتانول حتی از سلولز برای جایگزینی سوخت های فسیلی خیلی خوش بین بود. چون این ماده در لوله کشی آب جذب می نماید، آن را با تانکر کش منتقل می نمایند وبه همین دلیل مصرف اتانول تنها در نزدیکی محل به صرفه می باشد. با توجه به مشکلات؛ مصرف اتانول بطور مخلوط با بنزین بسیار معقول تر است. در حال حاضر مخلوط 85% اتانول و15% بنزین ای-85و10% اتانول با90% بنزین ای -10 مورد استفاده می باشد. با توجه به پتانسیل تولیداتانول، می توان تمام خودرو های بنزینی را بدون نیاز به هیچ گونه تغیراتی با سوخت ای-10 به کار انداخت. براساس آمار ارائه شده از سوی شرکت «شل» سهم سوخت های جایگزین در سال 2005 حدود 7درصد می باشد، اما اگر قیمت نفت در بازار جهانی همچنان بالا بماند، این میزان می تواند تا 15% نیز افزایش یابد.

پتانسیل سوخت دیزل جایگزین (بایو دیزل)

بر اساس تحقیقات انجام شده در دانشگاه «کالیفرنیا» با مصرف انرژی موجود در 1گالن (8/3لیتر) بایودیزل، می توان 24/3 گالن (3/12 لیتر) از همین سوخت تهیه نمود. اما نکته منفی در مورد این سوخت اینکه برای کشت دانه سویاو «کانولا» (که «بایو دیزل» از آنها گرفته می شود) به زمین کشاورزی وسیعی نیاز می باشد.

همین مساله امکان اینکه بایو دیزل بتواند جایگزین کامل سوخت دیزل شود را از بین برده است. براساس گزارشات ، اگر تمام سبزیجات ، گریس وروغن های حیوانی موجود در ایالات متحده را به سوخت «بایودیزل» تبدیل نماییم، تنها می توان 3/13 در صد از میزان  سوخت دیزل را جایگزین نمود. باتوجه به مصرف کمتر موتور های دیزل، مصرف سوخت دیزل در آمریکا در حال افزلیش می باشد. براساس برسی های صورت گرفته نسبت موتورهای دیزلی به موتورهای بنزینی در خودرو های سبک و کامیون در بازارهای جهانی از 18% در سال 2005 به 26% درسال 2015 افزایش خواهد یافت و تعداد خودروی تولید شده با موتوردیزل از 18 میلیون خودرو در سال به 29 میلیون خودرو خواهد رسید.

همچنین در امریکا نسبت خودرو های دیزلی به فروش رفته نسبت به خودرو های بنزینی از 2/3 % به 10% در سال 2015 افزایش خواهد یافت .

گرچه رویکرد بازار به خودرو های دیزل موجب صرفه جویی در مصرف بنزین می شود اما نیاز به سوخت دیزل را افزایش می دهد و سهم سوخت های بایو دیزل در بازار کمرنگ تر خواهد بود.

درسال 2005 تولید بایودیزل 284 میلیون لیتر بوده است وسازمان بین المللی سوخت بایو دیزل پیش بینی کرده که این میزان به 8/3 میلیارد لیتر در سال 2015 برسد، اما حتی این میزان تولید نمی توان سهم قابل  توجهی از سوخت های فسیلی را شامل گردد. شاید همچون اتانول ؛ عملی ترین راه مصرف بهینه بایودیزل، ترکیب آن با سوخت دیزل باشد. مزیت دیگر این نوع مصرف (بایودیزل) بخصوص زمانی است که «سولفور» از سوخت دیزل جدا شده باشد. «سولفور» خاصیت رو غنکاری دارد ، بنابراین وقتی حتی به مقادیر کم با سوخت دیزل مخلوط شود، سوخت حاصل خاصیت روغن کاری خواهد داشت که برای عملکرد مناسب و طول عمر موتور دیزل ضروری می باشد.

جمع بندی

به طور خلا صه می توان به این نتیجه رسید که علی رغم  وجود پتانسیل برای جایگزینی سوخت های فسیلی با سوخت های جایگزینی ، این سوخت ها تنها می توانند سهم اندکی از بازار سوخت خودرو ها را به خود اختصاص دهند ودر این میان هر چه توجه بخش های دولتی و خصوصی برای سرمایه گذاری در این قسمت بیشتر باشد این سهم را می توان بیشتر نمود. سوخت های جایگزین (bio) می توانند در کاهش مصرف بنزین و آلودگی «دی اکسیدکربن» نقش موثری ایفا نمایند، البته موفقیت در این راه به تولید این نوع سوخت ها و سرمایه گذاری زیر بنایی در این بخش بستگی کامل دارد. شرکت های خودرو سازی آمریکایی تاکنون 5 میلیون خودرو که قابلیت استفاده از «ای-85» را دارند به بازار وارد کرده اندو پیش بینی می شود تا سال 2011 این تعداد دو برابر شود. با این وجود تنها 700 ایستگاه پمپ «ای-85» در آن کشور وجود دارد که بسیار نا کافی به نظر می رسد و می تواند مشکلات اساسی را برای صاحبان این خودرو ها فراهم سازد. در حال حاظر بیشتر کارشناسان عقیده دارند بهتر است «ای-10»  به طور کامل جایگزین بنزین شود، تا تمام خودرو های بنزینی بتوانند از آن استفاده کنند.

با ایجاد واحدهای تخمیر اتانول در ابعاد وسیع اقتصادی، انتظار می رود قیمت تمام شده اتانول  کاهش یابد. این راکتور با ایجاد فشار و حرارت، بازده تولید اتانول را بالاتر می برد. به دلیل اینکه تولید بایودیزل بخصوص از دانه های سویا در حجم کم می باشد، بنابراین بیشتر سوخت تولیدی به این روش توسط خودرو های محلی و عمومی مانند اتوبوس ها مصرف می شوند. کشت ذرت می تواند نقش زیادی در تولید اتانول از سلولز ایفا کند، به این ترتیب که ساقه ها، برگ ها و چوب درخت ذرت که قابل خوردن نیستند برای تبدیل سلولز (شکر) موجود در آن ها به اتانول  استفاده می شوند