جادويي سبز براي مقابله با بحران انرژي‌

واضح آرشیو وب فارسی:هموطن سلام: جادويي سبز براي مقابله با بحران انرژي‌
يكي از مهم‌ترين نيازها دسترسي به منابع نامحدود انرژي است. با توجه به افزايش جمعيت و پيشرفت صنايع مختلف ذخاير نفت و گاز طبيعي رو به پايان است.
اگرچه عملكرد سيستم‌هاي حمل و نقل، پيامدهاي زيست‌محيطي بسيار نامطلوبي را همراه داشته است، اما تاكنون تنها تلاش‌هاي اندكي در سطح دنيا براي استفاده از سوخت‌هاي جايگزين در صنعت حمل و نقل انجام شده است. حمل و نقل يكي از منابع اصلي توليد دي‌اكسيد كربن و ديگر آلاينده‌هاي زيست‌محيطي است كه در انتشار گازهاي گلخانه‌اي و آلودگي محيط زيست نقش بسيار مهمي دارد.
با اين‌كه بنزين و ديگر سوخت‌هاي فسيلي زمينه مناسبي را براي پيشرفت‌هاي اقتصادي و اجتماعي در كشورهاي مختلف به وجود آورده ولي اين نوع سوخت به عنوان يكي از بزرگ‌ترين آلاينده‌هاي زيست‌ محيطي در سطح جهان شناخته شده است.
در سال‌ هاي اخير بحران ‌هاي ناشي از آلودگي‌ هاي زيست ‌محيطي در شهرهاي بزرگ و همچنين تاثير افزايش روزافزون مصرف سوخت ‌هاي فسيلي بر تشديد اين بحران‌ها ، سبب شده است استفاده از سوخت‌هاي جايگزين در دستور كار مراكز تحقيقاتي جهان قرار گيرد تا با استفاده از نتايج به دست آمده از انجام تحقيقات مختلف در اين زمينه بتوان به راهكارهايي براي مقابله با بحران‌هاي زيست‌محيطي ايجادشده دست يافت.
همان‌طور كه مي‌دانيد نفت يكي از مهم‌ترين سوخت‌هاي فسيلي است كه از بقاياي گياهان و حيوانات دريايي در گذشته‌هاي دور تشكيل شده و به عنوان يك منبع نامحدود براي تامين سوخت مورد نياز در زمينه‌هاي مختلف زندگي روزمره ما انسان‌ها در نظر گرفته مي‌شود.
اين در حالي است كه فرآيند تبديل بقاياي گياهان و جانوران در اعماق درياها به نفت خام فرآيندي است كه به زماني طولاني نياز دارد و ما انسان‌ها در دنياي امروز با سرعتي بيشتر از توليد منابع نفتي، آن را مصرف مي‌كنيم.
براساس بررسي‌ها و پيش‌بيني‌هاي انجام شده توسط محققان و دانشمندان سرانجام در آينده‌اي نه‌چندان دور با وجود افزايش توليدات نفتي، با كمبود منابع سوخت‌هاي فسيلي مواجه خواهيم شد.
با توجه به آنچه گفته شد، مي‌توان به اين نتيجه رسيد كه در آستانه مواجه شدن با بحراني جدي در زمينه انرژي قرار داريم كه بدون ترديد مي‌تواند جنبه‌هاي مختلف زندگي ما را تحت تاثير خود قرار دهد. پس بايد به دنبال منبع ديگري براي تامين انرژي باشيم كه بتواند جايگزين سوخت‌هاي فسيلي شود.
علاوه بر اين بايد اين موضوع را نيز مورد توجه قرار داد كه با توجه به افزايش نگراني‌ها درباره انتشار گازهاي گلخانه‌اي حاصل از مصرف سوخت‌ هاي فسيلي كه پيامدهايي نظير افزايش آلودگي‌هاي زيست‌ محيطي و گرمايش جهاني را به همراه داشته است ، سوختي كه به عنوان سوخت جايگزين در نظر گرفته مي‌شود بايد سوختي منطبق با استانداردهاي زيست ‌محيطي يا به عبارت ديگر نوعي سوخت سبز باشد.
همچنين استفاده از اين سوخت در زمينه‌هاي مختلف بايد از نظر اقتصادي نيز به صرفه باشد، اگرچه بسياري از دانشمندان بر اين باورند كه براي رهايي و گذر از بحران انرژي هيچ راهي وجود ندارد، اما گروهي ديگر از محققان پس از سال‌ها تحقيق و بررسي در اين زمينه به راهكارهايي براي تامين منبع سوختي جايگزين دست يافته‌اند كه مي‌تواند همه نيازهاي ما را در بخش انرژي كه در گذشته تنها وابسته به سوخت‌هاي فسيلي بوده است تامين كند.
ضرورت‌ توجه به پيامدهاي زيست‌محيطي
آلودگي هوا از جنبه‌هاي مختلفي، محيط زيست را در معرض تهديد قرار مي‌دهد. بدون ترديد همه انسان‌‌ها مي‌توانند چند روزي را بدون دسترسي به آب و مواد غذايي سپري كنند، اما بدون وجود هوا قادر نخواهند بود بيش از چند دقيقه به حيات خود ادامه دهند و به همين علت مي‌توان گفت كاهش آلودگي هوا نقش بسيار مهمي در زندگي و سلامت انسان‌ها خواهد داشت.
كاهش كيفيت آب و خاك و تهديد سلامت بشر، گياهان و حيوانات از مهم‌ترين آثار و پيامدهاي نامطلوب ناشي از افزايش آلودگي هوا هستند. با در نظر گرفتن كاهش منابع سوخت‌هاي فسيلي و همچنين ضرورت كاهش مصرف اين نوع سوخت‌ها به دليل آلودگي هوا و گرمايش جهاني، پيش‌بيني مي‌شود كه در آينده‌اي نزديك با معضل اساسي تامين سوخت مورد نياز در سيستم حمل و نقل كشور روبه‌رو خواهيم شد بنابراين براي از ميان برداشتن اين مشكلات، بررسي راهكارهاي مناسب جهت تامين سوخت مورد نياز خودروها يكي از ضرورت‌هاي اصلي خواهد بود.
محدوديت‌ تامين سوخت و آلودگي‌هاي ناشي از مصرف آن سبب شده است مسوولان سازمان‌هاي تحقيقاتي در كشورهاي مختلف كاهش مصرف سوخت خودروها و استفاده از سوخت‌هاي جايگزين را در برنامه‌هاي خود بيش از پيش مورد توجه قرار دهند.
به طور كلي دو گروه منابع آلاينده‌ ثابت و متحرك سبب آلودگي هوا مي‌شوند. منابع آلاينده متحرك ناشي از تردد خودروها ، هواپيماها ، كشتي‌ها يا قطارها هستند و منابع آلاينده ثابت نيز ناشي از انتشار گازهاي آلاينده‌اي هستند كه در مكان‌هايي مانند كارخانه‌ها و نيروگاه‌ها‌ كه جايگاه نسبتا ثابتي دارند توليد مي‌شوند كه بيشتر اين آلودگي‌ها در نتيجه سوختن انواع سوخت‌هاي فسيلي ايجاد مي‌شوند.
يكي از مهم‌ترين نيازها در زندگي، دسترسي به منابع نامحدود انرژي است. با توجه به افزايش جمعيت و رشد و پيشرفت صنايع مختلف در سال‌هاي اخير، ذخاير سوختي بويژه نفت و گاز طبيعي رو به پايان است.
توسعه تحقيقات درباره دستيابي به منابع سوختي جايگزين، وابستگي كشورها به سوخت‌هاي فسيلي را كاهش داده و از نظر زيست‌محيطي نيز مزاياي بسيار زيادي را به همراه خواهد داشت.
گاز طبيعي فشرده و مايع،‌ الكل و اتانول‌، متانول، پروپان، الكتريسيته و... از منابع سوختي هستند كه به عنوان سوخت جايگزين در نظر گرفته شده‌‌اند و تحقيقات بسيار زيادي درباره چگونگي عملكرد آنها در زمينه‌هاي مختلف صورت گرفته است.
اگرچه مصرف گاز طبيعي در مقايسه با ديگر سوخت‌هاي جايگزين بيشتر مورد توجه قرار گرفته است اما بايد پذيرفت كه ديگر سوخت‌‌ها مانند الكل نيز مي‌توانند در دستيابي به اهداف مورد نظر و استفاده بهينه از منابع موجود نقش مهمي داشته باشند. امروزه استفاده از اتانول و متانول به عنوان سوخت خودرو در بسياري از كشورها مورد توجه قرار گرفته و در حال بررسي است.
متانول الكلي است كه از گاز طبيعي به‌دست مي‌آيد و همچنين قابليت استخراج از ذغال سنگ يا سوخت‌هاي زيستي را نيز دارد. به نظر مي‌رسد انتشار مونواكسيد‌كربن ناشي از سوخت متانول در مقايسه با بنزين كمتر باشد.
اتانول نيز نوعي الكل است كه از ذرت، نيشكر، علوفه، درختان و ضايعات محصولات كشاورزي به دست مي‌آيد. امروزه استفاده از اتانول به عنوان سوخت كامل يا تركيبي بسرعت در حال افزايش است.
توجه به مسائل زيست‌محيطي و كاهش آلودگي‌ها در محيط اطراف و همچنين استفاده از منابع تجديد‌پذير انرژي از مهم‌ترين عواملي هستند كه ضرورت استفاده از سوختي مانند اتانول را مورد تاييد قرار مي‌دهند.
در كشور ايران نيز وجود منابع اوليه از قبيل ملاس، چغندر قند و نيشكر، ذرت، گندم و ضايعات كشاورزي، توليد اتانول را امكان‌پذير ساخته است و مي‌توان با دستيابي به فناوري‌هاي جديد براي استفاده از اين منبع انرژي به منظور تامين سوخت مورد نياز خودروها، زمينه مناسبي جهت استفاده از اين سوخت جايگزين در صنعت حمل و نقل كشور فراهم كرد.
الكل به جاي بنزين‌
مسابقات جهاني خودروهاي شيميايي (كميكار)‌ براي نخستين بار در اواخر دهه 90 ميلادي از سوي انجمن مهندسان شيمي آمريكا با هدف فراهم كردن زمينه‌اي مناسب براي مشاركت دانشجويان رشته مهندسي در دستيابي به منابع سوخت جايگزين در صنعت حمل و نقل طراحي شد و از آن پس در 4 دوره مختلف با حضور تيم‌هاي دانشجويي از دانشگاه‌هاي سراسر دنيا برگزار شده است.
در چهارمين دوره مسابقات جهاني خودروهاي شيميايي كه از 3 تا 6 آگوست (13 تا 16 مرداد)‌ در شهر راميان چين برگزار شد، تيم‌هاي دانشگاه‌ اراك و صنعتي اميركبير ماهشهر موفق به كسب رتبه دوم شدند، همچنين تيم دانشگاه صنعتي بابل توانست جايزه ويژه بخش طراحي و ساخت خودرو را در اين دوره از مسابقات از آن خود كند.
به گفته مهندس طلعت كرمي عضو تيم كميكار دانشكده فني و مهندسي دانشگاه اراك، در مسابقات خودروهاي شيميايي كه با هدف فراهم آوردن زمينه‌اي مناسب براي ارتقاي توان علمي و عملي دانشجويان مهندسي شيمي در سراسر دنيا و همچنين مشاركت گروهي آنها در زمينه ساخت خودروهايي با سوخت‌ جايگزين برگزار مي‌شود ، دانشجويان شركت‌كننده از دانشگاه‌هاي مختلف در طراحي و ساخت خودروهايي بسيار كوچك كه نيروي لازم براي به حركت درآوردن آنها در طول مسير مسابقه از منابع سوختي غير از سوخت‌هاي فسيلي و يا به عبارتي ديگر از طريق انجام يك واكنش شيميايي تامين مي‌شود، با يكديگر به رقابت خواهند پرداخت.
يكي از مهم‌ترين ويژگي‌هاي برگزاري رقابت در زمينه ساخت خودرو‌هاي شيميايي، ايجاد انگيزه و خلاقيت در ميان محققان براي دستيابي به سوخت‌هاي جايگزين سوخت‌هاي فسيلي در صنعت حمل و نقل است كه مي‌‌تواند در كاهش انتشار گازهاي آلاينده و مقابله با بحران انرژي در كشورهاي مختلف نقش مهمي داشته باشد.
انجمن مهندسان شيمي آمريكا اميدوار است بتواند به اين ترتيب شركت‌هاي سازنده خودرو و مسوولان حوزه انرژي را با روش‌هاي جديد طراحي و ساخت خودرو و تامين انرژي مورد نياز خودروها كه توسط محققاني از كشورهاي مختلف ارائه مي‌شوند، آشنا و بر اين اساس تغييرات چشمگيري را در اين زمينه ايجاد كند.
به گفته كرمي، تيم خودروهاي شيميايي دانشگاه صنعتي اميركبير در بخش سرعت و تيم دانشگاه اراك در بخش تهيه سوخت، در ميان 15 تيم دانشجويي شركت‌كننده از كشورهاي مختلف از سراسر جهان موفق به كسب رتبه دوم شدند.
در مسابقات خودروهاي شيميايي چين كه در بخش دانشجويي دوازدهمين نشست كنفدراسيون مهندسي شيمي آسيا و اقيانوسيه در شهر داليان چين برگزار شد، شركت‌كنندگان در 2 بخش جداسازي شيميايي و عملي كه شامل رقابت خودروهاست، با يكديگر به رقابت پرداختند.
موضوع مسابقه امسال، طراحي و ساخت خودروهايي بود كه با استفاده از سوخت الكل حركت مي‌كردند و دانشجويان بايد در مرحله جداسازي با طراحي برج‌هاي تقطير، الكل مورد استفاده در خودرو را از محلول آب و الكل جدا مي‌كردند و در مرحله عملي به عنوان نيروي محركه در خودروهاي طراحي شده مورد استفاده قرار مي‌دادند.
در مسابقات خودروهاي شيميايي، دانشجويان مهندسي شيمي و همچنين رشته‌هاي وابسته مانند شيمي كاربردي، محض، پليمر و نفت از دانشگاه‌هاي سراسر دنيا مجاز به شركت هستند.
براساس قوانين و استانداردهاي تعيين شده از سوي انجمن مهندسي شيمي آمريكا، خودروهاي ساخته شده بايد كاملا خودكنترل باشند و در آغاز حركت آنها از مكانيسم‌هايي مانند هل دادن يا كوك كردن استفاده نشود.
علاوه بر اين ، استفاده از هر گونه باتري خشك يا ديگر باتري‌هاي تجاري موجود ، سيستم‌هاي ترمزي مكانيكي يا شيميايي و ابزارهاي زماني مكانيكي يا الكترونيكي براي پايان دادن به واكنش شيميايي و متوقف كردن خودرو نيز ممنوع اعلام شده بود.
كرمي در پايان خاطرنشان كرد، به رغم اين كه اين تيم‌ها توانستند به مقام نايب‌قهرماني مسابقات جهاني خودروهاي شيميايي دست يابند، اما در مرحله ثبت اين مسابقات، با مشكلات بسيار زيادي مواجه بودند.
يكي از مشكلات اصلي اين گروه، آن بود كه از زمان برگزاري مسابقات و ثبت‌نام، مطلع شدند كه دليل آن، اطلاع‌رساني نامناسب انجمن‌هاي داخلي مهندسي شيمي درباره اين موضوع بوده است.
بر همين اساس، تيم‌هايي كه در مسابقات داخلي خودروهاي شيميايي موفق به كسب رتبه‌هاي برتر شده بودند، طي مكاتبه با انجمن‌هاي شيمي در كشورهاي ديگر و از طريق انجمن شيمي استراليا كه متولي برگزاري مسابقات سطح يك خودروهاي شيميايي است، از برگزاري اين مسابقات در چين مطلع شدند و مراحل بعدي را براي حضور در اين رقابت‌ها طي كردند.
مسابقات كميكار ‌(chem-e-car)
در اين مسابقات، خودروهايي در ابعاد كوچك از سوي دانشجويان مهندسي شيمي طراحي مي‌شوند كه سوخت مورد نياز آنها از طريق انجام واكنش‌هاي شيميايي تامين مي‌شود. هريك از خودروهاي ساخته شده تيم‌هاي شركت‌كننده، در مسافت مشخصي حركت مي‌كنند تا قابليت‌هاي آنها مورد بررسي قرار گيرد.
علاوه بر اين، خودروهايي كه دانشجويان شركت‌كننده طراحي كرده‌اند حجم مشخصي از آب را در مسافت تعيين شده، جابه‌جا مي‌كنند.
واكنش‌هاي شيميايي بايد به گونه‌اي تحت كنترل قرار بگيرند كه اين خودرو بتواند در پايان مسير مسابقه براحتي متوقف شود و از عملكرد مناسبي در مسير مسابقه برخوردار باشد.
اين خودرو از نظر طراحي، روش‌هاي عملكرد سوخت، همچنين ايمني استفاده از سوخت شيميايي جهت تامين نيروي محركه لازم مورد مقايسه و بررسي قرار مي‌گيرند.
ابعاد خودروها نيز نبايد بيشتر از اندازه تعيين شده باشد و تامين سوخت مورد نياز آنها بايد منطبق با روش‌هاي دوستدار محيط زيست كه به عنوان راهكارهاي سبز شناخته شده‌اند، انجام شود تا هيچ‌گونه آلودگي زيست‌محيطي به دنبال نداشته باشند.
دوشنبه 4 شهريور 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: هموطن سلام]

[مشاهده در: www.hamvatansalam.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 159]