ارائه تكنولوژي اصلاح تأسيسات كارخانه‌ها در جهت استفاده از سوخت زيستي
پژوهشگران دانشگاه تكنولوژي چالمرز در سوئد سالها است در مورد امكان تغيير تسهيلات سوخت‌هاي فسيلي به مصرف‌كننده‌هاي سوخت زيستي مطالعه مي‌كنند و اكنون پس از ده سال مطالعه روي تكنولوژي توليد گاز از زيست‌توده، مجموعه‌اي از دستاوردهاي تكنولوژيكي جديد خود را ارائه مي‌دهند.
هنريك تنمن استاد دانشگاه چالمرز مي‌گويد:
اين پتانسيل فوق‌العاده است. تنها با استفاده از نيروگاه‌هاي انرژي موجود در سوئد مي‌توانيم سوخت‌هاي تجديد پذير معادل ۱۰ درصد سوخت هواپيمايي جهان توليد كنيم.
براي بسياري از صنايع، چگونگي شيفت از سوخت‌هاي فسيلي به انرژي‌هاي تجديد پذير مسئله‌اي پيچيده است. صنايع سنگيني مانند پالايشگاه‌هاي نفت و يا صنعت كاغذ و خمير كاغذ، بايد به‌سرعت به اين سمت حركت كنند؛ زيرا چرخه‌ي سرمايه‌گذاري در اين مسير بسيار طولاني است. در همين زمان بايد در مورد سرمايه‌گذاري برنامه‌ريزي كرد. اين مسئله مهم است؛ جايگزيني ديگ‌هاي بخار يا ديگر تأسيسات هزينه‌هاي عمده‌ي مالي دارد. در حال حاضر با تلاش پژوهشگران دانشگاه چالمرز سوئد مسير رفتن به اين تغيييرات اساسي هموار شده است؛ تكنولوژي كه مي‌تواند به تأسيسات جديد اعمال شود و همچنين در هزاران كارخانه‌ي موجود در كل جهان قابل راه‌اندازي و متخصصد است.
ديگ بخار احتراق در مركز انرژي چالمرز در سال ۲۰۰۷ در جهت استفاده از سوخت زيستي اصلاح شد. از آن زمان پژوهش‌هاي بسياري به مطالعه اين تكنولوژي اختصاص يافت
راه حل طرح‌شده گازي كردن سوخت‌هاي زيستي در سطح وسيع است. البته اين تكنولوژي خودش جديد نيست. از قبل مي دانستيم كه در دماهاي بالا، زيست‌توده تبديل به گاز مي‌شود. از اين گاز مي‌توان در توليد محصولات نهايي كه اكنون از نفت و گاز طبيعي به دست مي‌آيد، استفاده شود. پژوهشگران نشان داده‌اند كه يك محصول نهايي، بيوگاز است كه مي‌تواند در شبكههاي گاز موجود جايگزين گاز طبيعي شود.
قبلا توسعه‌ي تكنولوژي گازي كردن با اشكال آزاد شدن قير از زيست‌توده همراه بود. اكنون پژوهشگران نشان داده‌اند كه مي‌توان كيفيت زيست‌توده را طي فرايندهاي شيميايي بهبود بخشيد و به شيوه‌هاي جديد قير هم مي‌تواند مديريت شود. اين موضوع در تركيب با پيشرفت در توليد مواد انتقال‌دهنده‌ي گرما، فرصت تبديل ديگ‌هاي بخار حرارتي را به گاز سوز زيست‌توده فراهم مي‌كند.
فرآيند گازي كردن شامل چندين مرحله از جمله پيش تصفيه‌ي مواد اوليه، گازي كردن، پالايش گاز و مصرفآن در يك موتور گازي يا هر دستگاه ديگر
مارتين سيمن استاد دانشگاه چالمرز مي‌گويد:
چيزي كه اين تكنولوژي را براي صنايع مختلف بسيار جذاب مي‌كند اين است كه امكان اصلاح ديگ‌هاي بخار كنوني وجود دارد.
پروفسور هنريك تنمن مي گويد:
ما ديگ بخار تحقيقاتي خود را در سال ۲۰۰۷ به اين شيوه احيا كرديم و اكنون تحقيقات زيادي پشت اين طرح‌ها است. با تجربه‌هايي كه با مطالعه در مقياس صنعتي به دست آورده‌ايم، اكنون مي‌توانيم بگوييم اين تكنولوژي براي كل جهان آماده است.
كارخانه‌هايي كه مي‌توانند به گازسوز از اين نوع تبديل شوند، عبارتند از نيروگاه‌هاي برق و حرارت، كارخانه‌هاي كاغذ و خمير كاغذ، كارخانه‌هاي چوب، پالايشگاه‌هاي نفت و پتروشيمي.
كلارا هلستاد مدير بخش انرژي پايدار در آژانس انرژي سوئد مي‌گويد:
راه حل‌هاي تكنيكي توسعه‌يافته توسط پژوهشگران چالمرز متناسب با حوزه‌هاي صنعتي مختلفي هستند.
آژانس انرژي سوئد سالها است سرمايه پژوهش‌هاي دانشگاه چالمرز را تأمين مي‌كند. اينكه چقدر اين پتانسيل تكنولوژيكي مي‌تواند به واقعيت تبديل شود به شرايط اقتصادي سال‌هاي پيش رو و نيز نحوه‌ي تأثير روي تمايل بخش‌هاي مختلف صنعت و انرژي به اين تغيير بستگي دارد. دسترسي به زيست‌توده نيز عامل مهمي است. زيست‌توده منبع تجديد‌پذيري است اما به شرط اينكه ما شرايط توليد آن را از بين نبريم. بنابراين محدوديتي در مورد كل خروجي زيست‌توده وجود دارد.
پتانسيل سوخت غير فسيلي از طريق گاز سوز كردن كارخانه‌هاي موجود
تأسيساتي كه مي‌شود آن‌ها را در جهت استفاده از سوخت‌هاي زيستي تغيير داد، داراي نوعي ديگ احتراق هستند كه بستر سيال (متحرك) ناميده مي‌شود. اين نوع ديگر بخار رايج‌ترين تكنولوژي در نيروگاه‌هاي برق و حرارت در سوئد است و در بسيار از كارخانه‌هاي چوب و خمير و كاغذ نيز وجود دارد. در مجموع حدود بيش از صد كارخانه در سوئد داراي ديگ‌هاي بستر سيال هستند.
اگر تمام اين كارخانه‌ها در جهت استفاده از سوخت زيستي اصلاح شوند، قادر به توليد سالانه ۳۴۶ تراوات ساعت بيوگاز (متان) هستند؛ با فرض اينكه سوخت زيستي كافي در دسترس باشد. اين مقدار معادل تقريبا يك درصد از كل گاز طبيعي مصرفي جهان در سال ۲۰۱۳ است. از سوي ديگر كارخانه‌ها مي‌توانند ۲۷۸ تراوات ساعت سوخت هواپيمايي در سال توليد كنند كه اين مقدار نيز تقريبا برابر ده درصد از كل مصرف سوخت هواپيمايي جهان در سال ۲۰۱۴ است.
مصرف سوخت زيستي در سناريوهاي بالا فراتر از برآوردهاي توليد صنعت كشاورزي و جنگلداري سوئد است؛ بنابراين تبديل وسيع تأسيسات در جهت استفاده از سوخت‌هاي زيستي، احتمالا نياز به واردات اين نوع سوخت نيز دارد.
تنوع در محصولات نهايي
اين فناوري از انديشه متخصصين محصولات نهايي بسيار انعطاف پذير است. با گازي كردن زيست توده سينگاز (تركيبي از هيدروژن، كربن مونوكسيد و كربن دي‌اكسيد) توليد مي‌شود كه قابل تبديل به انواعي از هيدروكربن‌ها است. علاوه بر توليد بيوگاز و سوخت هواپيمايي مي‌توان محصولاتي همچون متانول، بنزين و سوخت ديزلي نيز توليد كرد.
علاوه بر نيروگاه هاي برق و حرارت و نيز كارخانه‌هاي چوب و خمير و كاغذ، اين تبديل مي‌تواند در پالايشگاه نفت و پتروشيمي هم انجام شود. در نتيجه‌ي فرايند گازي‌سازي، هيدروكربن‌هاي تجديد پذير توليد مي‌شوند كه مي‌توانند جايگزين نفت در توليد مواد شيميايي و سوخت‌ها شوند.
از اين فناوري براي توليد سوخت الكتريكي هم مي‌توان استفاده كرد. اين‌ها سوخت‌هاي مصنوعي وسايل نقليه هستند كه با احتراق كربن دي‌اكسيد از سوخت زيست توده، الكتريسيته و آب توليد مي‌شوند. در سيستم توليد انرژي آينده مي‌توان از اين روش هم در كنار توليد برق با استفاده از سلول‌هاي خورشيدي و نيروي باد، استفاده كرد. در چنين شرايطي مي‌توان سيستمي طراحي كرد كه بين وضعيت‌هاي مختلف قابل تغيير باشد (در هز زمان بسته به نياز و هزينه‌ها از يكي از اين روش‌ها استفاده شود).
دسترسي مداوم به زيست توده توليد شده
در مورد اينكه چقدر زيست‌توده به‌طور مداوم مي‌تواند توليد شود، اختلاف انديشه متخصصينهايي وجود دارد. جورن برندز استاد دانشگاه چالمرز مي‌گويد:
ارزيابي من اين است كه زيست توده مي‌تواند سهم قابل توجهي در عرضه انرژي داشته باشد؛ اما آن اندازه نيست كه تمام نياز تأسيساتي كه اكنون از سوخت فسيلي استفاده مي‌كنند، برآورده سازد. بدون توجه به اينكه زيست توده در نهايت چگونه مورد استفاده قرار گيرد، بايد تضمين شود كه آن از كشاورزي و جنگلداري پايدار به دست مي‌آيد. اعمال قوانين، آيين‌نامه‌ها و گواهي‌ها در جهت توليد پايدار، شرايط بهتري فراهم مي‌كند؛ ولي كشورها و افراد مختلف از لحاظ معيارهاي پايداري توليد از هم متفاوت عمل مي‌كنند. پس لازم است اين تغيير به سمت تجديد پذيري با مباحثه در مورد پايداري راه حل‌هاي مختلف مشخص شود.
هم انديشي ها