نقش انرژی بیوگاز در کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی

#انرژی_بیوگاز #دانستنی #بیشتر_بدانیم

بحران انرژی در جهان امروز به عنوان معضلی در برابر توسعۀ اقتصادی – اجتماعی بشر پدیدار گشته و از این رو جوامع بشری را به اندیشه‌ی استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر و همسو با محیط زیست سوق داده است. رشد صنعت و فناوری سبب بهره برداری روزافزون از منابع انرژی موجود و بویژه سوخت‌های فسیلی گردیده که این امر خود از جنبه‌های مختلف آثار و تبعات زیان باری را بر محیط زیست وارد ساخته است؛ از سویی با افزایش تقاضا جهت استفاده از سوخت‌های فسیلی و به دلیل محدودیت اینگونه منابع انرژی در جهان، انسان همواره در اندیشۀ بهره‌گیری از سوخت‌هایی با منابع نامتناهی و با حداقل آلودگی‌های زیست محیطی برای نیل به سوی توسعۀ پایدار و تعالی سطح اجتماعی زندگی خود بوده است.

بر مبنای تحقیقات صورت گرفته، استفاده از انرژی بیوگاز به عنوان یک ایدۀ بسیار موثر جهت کاهش وابستگی به استفاده از سوخت‌های فسیلی و جایگزینی مناسب برای آن محسوب می‌گردد، و از آنجا که کشور ایران دارای منابع گسترده‌ای جهت تولید انرژی بیوگاز می‌باشد، استفاده از این نوع انرژی در کشور به ویژه در مناطق دورافتاده بسیار حائز اهمیت می‌نماید .

مواد آلی که در دستگاه بیوگاز به کار گرفته می‌شود، می‌توانند از هر منبعی سرچشمه بگیرند مشروط برآنکه شرایط شیمیایی و فیزیکی لازم برای باکتری‌های متان‌زا فراهم باشد. بیوگاز توسط باکتری‌هایی که موجب تجزیه، پوسیده و شکسته شدن مواد آلی در شرایط بی‌هوازی می‌گردند، تولید می‌شود. بهترین مکان‌ها برای استفاده بهینه از بیوگاز روستاها می‌باشند. گاز استحصال شده از یک دستگاه بیوگاز حاوی حدود 70 درصد متان و 30 درصد دی اکسید کربن و مقادیر اندکی هیدروژن سولفوره و بخار آب می‌باشد. علاوه بر استحصال انرژی از بیوگاز به منظور تأمین سوخت روستاییان می‌توان از محصولات جانبی دستگاه بیوگاز یعنی کود غنی حاصل نیز در امر کشاورزی استفاده نمود.

استفاده از دستگاه بیوگاز در مناطق دور افتاده ایران باید در اولویت گسترش قرار گیرد. نبود شبکه راهی مناسب و عدم دسترسی مناطق روستایی دور افتاده به امکانات مناسب و شرایط اقلیمی بعضی از مناطق نظیر سیستان و بلوچستان و خراسان جنوبی چشم انداز مناسبی را برای احداث دستگاه بیوگاز جلوه می‌دهد. برآوردها نشان می‌دهد در حال حاضر با بهره‌برداری کامل از پتانسیل انرژی بیوگاز موجود در کشور، می‌توان در مصرف 25500 بشکه نفت خام در سال صرفه جویی نمود. این آمار فقط مربوط به انرژی بیوگاز حاصل از فضولات دامی کشور می‌باشد و حجم انبوهی از ضایعات کشاورزی را شامل نمی‌شود که با افزودن این منابع عظیم، پتانسیل خوبی برای اجرای ساخت دستگاه بیوگاز در ایران ایجاد می‌گردد.

بهترین مدل دستگاه بیوگاز در ایران متناسب با شرایط اقلیمی و اقتصادی آن، مدلی است که بدنه آن از آجر و از مصالح بومی نواحی مختلف کشور ساخته می‌شود و بخش عمدۀ اسکلت و ساختمان آن در زیر زمین واقع است. هزینه ساخت این دستگاه پایین بوده و تعمیر و تمیز کردن دستگاه سادتر از مدل‌های دیگر می‌باشد. این مدل در دنیا به مدل چینی معروف است.

 برآوردهای صورت گرفته نشان می‌دهند که پتانسیل تقریبی تولید متان به وسیله فناوری بی‌هوازی در ایران برای سال 1375 حدود 9300 میلیون مترمکعب متان در سال بوده که 1000 میلیون متر مکعب آن از زباله‌ها می‌باشد و بخش عظیمی از این رقم، مربوط به فضولات دامی و گیاهی حاصل از فعالیت‌های دامپروری و کشاورزی است. در حالیکه استفاده مستقیم از آن ها در زمین‌های زراعی و باغی کشور ممکن است باعث انتقال برخی از بیماری‌ها در سطح کشور شوند و یا دپو کردن آن ها در محیط به منظور تجزیه و پوسیده شدن آن ها، باعث ایجاد و انتشار مقادیر انبوهی متان و دی اکسید کربن، در اتمسفر می‌گردد که این موضوع می‌تواند باعث تخریب لایه ازن شود؛ در صورتی که می‌توان با استفاده از فناوری بی‌هوازی علاوه بر جلوگیری از خطرات فوق الذکر، حدود 54 میلیون متر مکعب بیوگاز، بدست آورد و به عنوان منبعی از انرژی استفاده نمود.

میزان گازکربنیک و متان حدود 9/99% از گازهای بیوگاز را تشکیل می‌دهد که در تولید انرژی برق می‌توان از آن استفاده نمود.

انرژی حرارتی حاصل از بیوگاز 5/95 کیلو وات ساعت بر متر مکعب می‌باشد در حالی که گاز شهری حدود 4/70 کیلو وات ساعت بر متر مکعب انرژی حرارتی تولید می‌کند. مقدار انرژی حرارتی ناخالص از یک متر مکعب بیوگاز 3/28 و حدود 1/7 کیلو وات ساعت برق می‌باشد. در حالی که به ازای سوختن هرکیلوگرم فضولات دام (مانند پهن گاو) فقط 0/3 کیلو وات ساعت بر متر مکعب انرژی حرارتی تولید می‌کند، که معادل 0/90 متر مکعب بیوگاز می‌باشد. بنابراین به ازای هر تن فضولات دامی 0/11 میلیون متر مکعب بیوگاز تولید می‌گردد. با توجه به این که میزان انرژی الکتریسیته حاصل از هر متر مکعب بیوگاز 1/7 کیلو وات ساعت است، بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که میزان انرژی الکتریسیته حاصل از فضولات دامی 61/79085 میلیون کیلو وات ساعت بر متر مکعب می‌باشد. به هر حال ارزش حرارتی بیوگاز با حذف دی اکسید کربن تا حدود 40% قابل افزایش است.

بر اساس تحقیقات صورت گرفته در مورد عوامل پدیدآورندۀ اثر گلخانه‌ای و گرمایش جهانی می‌توان بیان داشت که در جهان سالانه گاز متان حدود74 میلیون تن از فضولات دامپروری و 40 میلیون تن از زباله‌های شهری تولید می‌گردد که در جو پراکنده شده و محیط زیست را آلوده می‌کند. از سویی جمع آوری این مواد زائد و تولید گاز متان با استفاده از دستگاه‌های بیوگاز به خوبی امکان‌پذیر است، بطوریکه کشور چین با تقریب 7 میلیون دستگاه بیوگاز، مقام اول جهان را داراست.

مزایای زیست محیطی و اقتصادی اجتماعی:

1. عدم آلودگی آب، هوا و خاک و تولید محصولات جانبی مفید از مزایای این انرژی نو می‌باشد.
2. جلوگیری از افزایش گازهای گلخانه‌ای و به دنبال آن درجه حرارت زمین و تغییرات شدید آب و هوایی.
3. ایجاد درآمد از طریق فروش انرژی (بیوگاز، برق و حرارت) کودآلی و آب قابل استفاده در کشاورزی و توسعه فضای سبز و همچنین بهبود وضعیت کشاورزی به دلیل دسترسی محلی به کود آلی غنی و عاری از عوامل بیماری‌زا و تخم علف‌های هرز.
4. بهینه سازی خاک و افزایش بهره‌وری در کشاورزی به دلیل استفاده از کود آلی حاصل و بهبود اثرات دراز مدت آن در اصلاح و حاصلخیزی ساختار خاک.

در فرایند تخمیر به روش بی‌هوازی ضمن تولید بیوگاز به عنوان یک منبع انرژی، کود آلی مناسب برای توسعه فضای سبز و کشاورزی بدست می‌آید. خاک کشور ما بسیار فقیر است و به شدت نیاز به کود دارد. خاک های ایران که بیشتر از 80% اراضی کشاورزی را در ایران تشکیل می‌دهند از نظر مواد آلی فقیر بوده و کمتر از یک درصد مواد آلی دارند. شناخت اهمیت بیوگاز و استفاده از این انرژی سبب اهتمام هر چه بیشتر جهت احداث نیروگاه با سوخت حاصل از زباله‌های شهری و پسماند‌های آلی فسادپذیر می‌شود. از سویی سالانه 15/6 میلیون تن زباله شهری، 4/6 میلیارد مترمکعب فاضلاب شهری، 328/5 میلیون تن فضولات دامی در کنار حجم وسیع پسماندهای کشاورزی و زائدات جنگلی در ایران تولید می‌شود. این پسماند‌های آلی قابلیت مناسبی برای کاربری در فرآیند تولید انرژی و برق به روش هضم بی‌هوازی دارند و در صورت احداث نیروگاه‌های بیوگازی در کشور می‌توان قسمت قابل توجهی از برق مورد نیاز کشور را تأمین کرد.

تمامی عوامل مذکور، لزوم بهره گیری روزافزون از انرژی بیوگاز و توسعۀ استفاده از این انرژی تجدیدپذیر و جایگزینی آن با سوخت‌های مرسوم کنونی را نمایان می سازد.

منبع: ماهنامه کشت و دام و صنعت