درآمد

یکی از اهداف نیروهای میهن‌پرست و ایران‌گرا، ارزیابی امکان‌ها و فرصت‌ها برای فردای ایران آزاد می‌باشد؛ یافتن راه‌حل‌های کوتاه‌مدت و بلندمدت برای معضلات و عقب‌ماندگی‌هایی که رژیم جمهوری اسلامی در زمینه پیش‌بینی تأمین انرژی و همچنین حفظ محیط‌زیست برای نسل‌های آینده ایرانمان بر جای خواهد گذاشت. بر این اساس می‌بایست با نگاهی توسعه‌محور، پتانسیل‌های موجود و پتانسیل‌های قابل ایجاد را بررسی کرده و به درک درستی از شرایط رسید. یکی از این موارد، بررسی امکان راه‌اندازی پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌های کوچک برای استفاده از پسماندها و فضولات شهری، کشاورزی، دامپروری و صنایع، برای تولید گاز و برق می‌باشد. روش‌های نوینی که مباحث تأمین انرژی، ایجاد اشتغال و حفظ منابع طبیعی برای نسل‌های آینده را به‌طور همزمان در بر می‌گیرد.

پالایش و تصفیه‌ی بیوگاز خام (۱) و تولید گاز طبیعی تجدیدپذیر (۲)

بیوگاز نوعی از سوخت بیولوژیک (۳) است که به‌طور طبیعی از تجزیه زباله‌های آلی (۴) تولید می‌شود. هنگامی که مواد آلی، مانند پسماند غذا و صنایع کشاورزی، پسماند صنایع دام و حیوانات، فاضلاب صنایع مختلف و پسماندها و فاضلاب خانگی و غیره، در یک محیط بی‌هوازی (بدون اکسیژن) توسط باکتری تجزیه می‌شوند، ترکیبی از گازها را تولید می‌کنند که عمدتاً از متان (معمولاً ۴۵ تا ۷۵ درصد) و دی‌اکسید کربن تشکیل شده است. بنابراین، بیوگاز یک منبع انرژی تجدیدپذیر (۵) محسوب می‌شود که می‌توان از آن برای مصارف مختلفی مانند گرمایش، پخت‌وپز و تولید برق استفاده کرد. بیوگاز جایگزین پاک‌تری برای سوخت‌های فسیلی سنتی است زیرا در هنگام سوختن، گازهای گلخانه‌ای کمتری تولید می‌کند؛ یک منبع انرژی سازگار با محیط‌زیست که با استفاده از یک واحد پالایشگاهی کوچک به‌دست می‌آید. طراحی این واحدهای پالایشگاهی می‌تواند به‌گونه‌ای باشد که قابلیت حمل از منطقه‌ای به منطقه‌ی دیگر را دارا باشد.

هنگام تجزیه‌ و تحلیل اینکه آیا باید در یک نیروگاه بیوگاز سرمایه‌گذاری کرد یا نه، ضروری است جنبه‌های عملی به‌دقت بررسی شوند. اما به‌صورت کلی، از محبوب‌ترین مزایای بیوگاز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

● منبع انرژی تجدیدپذیر و پاک:

بیوگاز هنگام استفاده، مقدار جدیدی از کربن در اتمسفر آزاد نمی‌کند. بنابراین نسبت به سوخت‌های فسیلی، تأثیر مخرب بسیار کمتری بر محیط‌زیست دارد.

● جمع‌آوری و پالایش در منابع محلی:

پالایش گازهای تولیدشده در محل‌های دفن زباله (۶)، پسماندهای صنایع کشاورزی و دامپروری، صنایع غذایی و مراکز تصفیه‌ی آب و فاضلاب، موجب کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، کنترل بو و تولید انرژی (سوخت گازی، مایع، برق و حرارت) می‌شود و تاثیر مثبتی بر محیط‌زیست و اقتصاد دارد.

● کاهش آلودگی خاک و آب:

بیوگاز با کاهش آلودگی ناشی از دفن زباله‌ها، محیطی سالم‌تر و ایمن‌تر را فراهم می‌کند.

● کاهش انتشار متان و مقابله با تغییرات آب‌وهوایی:

متان، به‌عنوان یکی از قوی‌ترین گازهای گلخانه‌ای با تأثیرگذاری ۲۵ برابر دی‌اکسید کربن، از طریق تولید و پالایش بیوگاز به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌یابد و این فرآیند در مقابله فوری و موثر با تغییرات آب‌وهوایی (۷) مؤثر است.

در محل‌های دفن زباله، با استقرار شبکه‌های لوله‌ی مخصوص برای جمع‌آوری گازها از عمق زباله‌ها و در بسیاری دیگر از موارد، استفاده از محفظه‌های هاضم (۸) برای تجزیه‌ی کنترل‌شده‌ی پسماندهای صنایع مختلف، خوراک اولیه‌ی بیوگاز برای پالایش و تولید گاز طبیعی تجدیدپذیر - بیومتان (۹) - فراهم می‌شود. محیط بی‌هوازی به میکروارگانیسم‌ها اجازه می‌دهد تا مواد آلی را تجزیه کرده و به بیوگاز تبدیل کنند.

مدل‌های پالایش بسته به ورودی، خروجی، مقدار بیوگاز، میزان ناخالصی‌ها و نوع منبع آلی خوراک طراحی می‌شوند. انواع مختلفی از سیستم‌های پالایشی وجود دارند که برای استفاده‌ی مؤثر از بیوگاز طراحی شده‌اند. اساس این سیستم‌ها جدا کردن دی‌اکسید کربن و ناخالصی‌های زائد است تا بیومتان به‌عنوان محصولی با درصد خلوص مشخص (عموماً برابر یا بزرگ‌تر از ۹۸ درصد) به‌دست آید.

صنعت بیوگاز در جهان

بیوگاز را می‌توان با انواع مختلفی از مواد آلی تولید کرد و بنابراین مدل‌های متنوعی برای هاضم‌های بیوگاز وجود دارد. برخی از سیستم‌های صنعتی برای تصفیه و پالایش بیوگاز از منابع خاص طراحی شده‌اند. این منابع می‌توانند شامل یکی یا ترکیبی از موارد زیر باشند: فاضلاب شهری، فاضلاب صنعتی، زباله‌های جامد شهری، پساب‌های صنایع لبنی، پسماندهای صنایع شیمیایی و دارویی، پسماندهای کشاورزی و پسماندها و پساب‌های صنایع دامپروری.

سیستم‌های پالایشی کوچک برای هضم فضولات حیوانی و سیستم‌های جدیدتر حتی برای استفاده‌های خانگی در هضم ضایعات غذا قابل طراحی و اجرا هستند. بیوگاز حاصل را می‌توان به‌صورت سوخت گاز، برق، گرما و سوخت وسایل حمل‌ونقل استفاده کرد. در سوئد، صدها خودرو و اتوبوس با بیوگاز تصفیه‌شده (گاز طبیعی تجدیدپذیر) کار می‌کنند. بیوگاز در سوئد عمدتاً از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و محل‌های دفن زباله تولید می‌شود.

یکی دیگر از کاربردهای متنوع بیوگاز، کارخانه First Milk است؛ یکی از تولیدکنندگان پنیر و لبنیات در بریتانیا که با برنامه‌ریزی برای ساخت و توسعه‌ی یک کارخانه‌ی هضم بی‌هوازی، پسماندهای لبنیات را فرآوری کرده و آن‌ها را به بیومتان برای تزریق به شبکه‌ی گاز شهری تبدیل می‌کند.

در صنایع کشاورزی و دامپروری، نمونه‌ای مشابه از پالایش بیوگاز، مجموعه‌ی Coop Agri-Énergie Warwick در کانادا است. این مجموعه به‌عنوان یکی از اولین تعاونی‌های کشاورزی برای تولید انرژی‌های تجدیدپذیر در کانادا شناخته می‌شود. در این پروژه، گاز طبیعی تجدیدپذیر (RNG) از دوغاب و کود دامی، همراه با مواد آلی باقی‌مانده از فعالیت‌های کشاورزی مناطق اطراف تولید شده و به شبکه‌ی گاز شهری تزریق می‌شود.

از نمونه‌های معروف دیگر می‌توان به مجموعه CopenHill در شهر کپنهاگ دانمارک اشاره کرد. این تأسیسات به‌عنوان یک واحد تبدیل پسماند و زباله به انرژی شناخته می‌شود که با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، زباله‌های شهری را سوزانده و انرژی (برق و گرما) تولید می‌کند.

از شرکت‌های پیشرو در زمینه تحقیقات و گسترش فناوری در صنایع بیوگاز در جهان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

Air Liquide, Carbotech Gas Systems, DMT, Envitech, ENGIE, Gasum, Greenlane Biogas, Malmberg Water, Morrow, PlanET, Prodeval, Scandinavian Biogas, Suez-Veolia, UGS, Wartsila, Weltec Biopower, Xebec Adsorption.

قابلیت صنعت بیوگاز در ایران

از آنجایی که جهان همچنان به دنبال راه‌حل‌های انرژی پایدار است، نمی‌توان پتانسیل بیوگاز را به‌عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، پاک و پرکاربرد دست‌کم گرفت. دولت‌ها و بخش‌های خصوصی تلاش می‌کنند در تحقیق و توسعه برای بهبود فناوری‌های تولید، پالایش و استفاده‌ی بیوگاز سرمایه‌گذاری کنند؛ زیرا به این نتیجه رسیده‌اند که بیوگاز می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی، تقاضای رو به رشد انرژی را برآورده کند و در عین حال، انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهد.

در کشور عزیزمان ایران نیز پتانسیل تولید، تصفیه و استفاده از بیوگاز وجود دارد که این امر، در استان‌های مختلف به شرایط جغرافیایی، اقتصادی و منابع محلی هر استان بستگی دارد. استان‌هایی که در بخش دامداری فعال هستند، مانند استان‌های خوزستان، آذربایجان غربی، فارس و کرمان، دارای پتانسیل بالایی برای تولید بیوگاز هستند. فضولات حیوانی به‌عنوان یک منبع اصلی برای تولید بیوگاز قابل استفاده هستند و این استان‌ها می‌توانند با بهره‌گیری از فناوری‌های مناسب، به تولید بیوگاز برای تأمین انرژی در مناطق خود بپردازند.

استان‌هایی که بر مبنای کشاورزی و باغ‌داری توسعه یافته‌اند، مانند خراسان، ایلام، گلستان، مازندران و گیلان نیز می‌توانند از ضایعات گیاهی و باغی برای تولید بیوگاز بهره ببرند. در این استان‌ها، میزان ضایعات گیاهی بسیار زیاد است که می‌تواند به‌عنوان ورودی فرآیند تولید بیوگاز استفاده شود. تولید و تصفیه‌ی بیوگاز و مصرف آن در این مناطق باعث می‌شود نگرانی‌های هر ساله در صورت وقوع زمستان‌های سخت، برطرف شود. در شمال کشور که در زمستان‌ها گاز مصرفی خانه‌ها از کشورهای همسایه تولیدکننده‌ی گاز طبیعی تأمین شده است، استفاده از گاز طبیعی تجدیدپذیر از طریق پالایش بیوگاز خام، می‌تواند باعث شود این استان‌ها از واردات گاز بی‌نیاز شوند و گاز مصرفی خود را از پالایشگاه‌های کوچک شهر خود تأمین کنند.

استان‌هایی مانند سیستان و بلوچستان و هرمزگان که دارای آب‌وهوای گرم هستند، می‌توانند از فضولات حیوانی و گیاهی بهره ببرند و با تکیه بر تابش خورشید و دمای بالا، فرآیند تولید بیوگاز را انجام دهند. در استان‌های سیستان و بلوچستان و بخشی از خراسان، با توجه به فاصله‌ی بین شهرها و جمعیت پراکنده و همچنین به‌خاطر شرایط دمایی مناسب برای تخمیر و تجزیه‌ی پسماندهای آلی، وجود این پالایشگاه‌های کوچک بیوگاز می‌تواند انرژی مورد نیاز مردم را به‌صورت نقطه‌به‌نقطه تأمین کند. استان سیستان و بلوچستان دارای آب‌وهوای گرم و خشک است که برای فرآیند‌های تولید بیوگاز مانند هضم خوراک مناسب است. این شرایط آب‌وهوایی می‌تواند در بهینه‌سازی فرآیندهای تولید بیوگاز تاثیرگذار باشد.

در استان‌های بزرگ و متراکم، به‌خاطر انبوه جمعیت و حجم عظیم فاضلاب شهری و صنعتی، و در سوی دیگر، در روستاهای کشور با توجه به تولید بالای فضولات حیوانی و کشاورزی، شرایطی فراهم می‌آید که موجب آلودگی محیط‌زیست شده و منشأ بسیاری از بیماری‌ها و آلودگی آب و خاک می‌شود. استان‌هایی که جمعیت شهری متراکمی دارند، مانند تهران، اصفهان، تبریز، کرج و شیراز، با مشکلات مدیریت زباله‌های شهری روبه‌رو هستند. در این استان‌ها، زباله‌های شهری و صنعتی می‌توانند به‌عنوان منابع تولید بیوگاز استفاده شوند. همچنین، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب نیز می‌توانند منابع بیوگاز برای این استان‌ها را فراهم کنند.

در صورتی که اصول فنی و اقتصادی این پالایشگاه‌ها رعایت شود، با جای‌دهی فاضلاب و پسماندها در محفظه‌های هضم، این مواد به‌خوبی قابل کنترل خواهند بود و علاوه بر تولید بیوگاز، کودهای حیوانی و انسانی بسیار باکیفیتی به‌دست خواهد آمد. در حال حاضر، بسیاری از کودهای مورد نیاز برای کشاورزی در کشور وارداتی هستند که هر ساله قیمت آن‌ها افزایش و دسترسی به آن‌ها کاهش می‌یابد. تولید داخلی کودها در ایران با مشکلات متعددی از جمله کمبود مواد اولیه، عدم سرمایه‌گذاری و ضعف فناوری مواجه است که تولید کودهای باکیفیت و در اندازه‌ی مورد نیاز را دشوار می‌سازد.

یکی از خروجی‌های مهم واحدهای پالایش بیوگاز، علاوه بر سوخت و الکتریسیته، می‌تواند کود بهداشتی باکیفیت باشد که موجب نابودی بذر علف‌های هرز، بسیاری از آفت‌ها و انگل‌ها، و افزایش باروری و حاصل‌خیزی خاک و رشد محصول می‌شود. ازدیاد مواد مغذی همچون نیتروژن، فسفر و پتاسیم، بر مرغوبیت غذایی این کود می‌افزاید. بدین ترتیب، مشکل تأمین کود باکیفیت کشور نیز به‌طور کامل برطرف خواهد شد و تأثیر مستقیم بر صنعت کشاورزی خواهد داشت.

آینده بیوگاز در ایران

در کشورمان ایران، تولید بیوگاز و خالص‌سازی در پالایشگاه‌های کوچک به‌خوبی می‌تواند پاسخ‌گوی بسیاری از مشکلات اقتصادی، بهداشتی و محیط‌زیستی باشد. بدیهی است برای هر استان، توجه به شرایط خاص جغرافیایی، منابع طبیعی و نیازهای انرژی محلی بسیار حیاتی است. بهینه‌سازی فناوری‌های مدرن تولید بیوگاز بر اساس شرایط محلی، می‌تواند به توسعه‌ی پایدارتر و کارآمدتر این صنعت در ایران فردا کمک کند. متأسفانه در حال حاضر، تنها تعداد اندکی واحد تولید بیوگاز در ایران فعال هستند و با ظرفیت بسیار محدود برای تولید بیوگاز و سپس تبدیل آن به برق و حرارت استفاده می‌شوند.

رژیم جمهوری اسلامی، عامل چالش‌های زیست‌محیطی متعددی در زمینه‌های مربوط به مدیریت پسماند، دفع فاضلاب شهری، آلودگی آب‌وهوا و همچنین کمبود آب شده است. بسیاری از شهرهای ایران فاقد زیرساخت‌های مناسب جمع‌آوری و انتقال فاضلاب هستند. به دلیل عدم استفاده از متخصصین و اهمیت ندادن به اثرات فاجعه‌بار بلندمدت، فاضلاب تصفیه‌نشده به منابع آبی طبیعی ریخته می‌شود و باعث آلودگی آب و به خطر انداختن اکوسیستم و سلامت عمومی می‌شود. شیوه‌های ناکارآمد مدیریت پسماند در بسیاری از شهرها و دفن باز و نامناسب زباله‌ها به امری عادی تبدیل شده و در انبوه مشکلات کشور، نادیده گرفته شده است. همین امر منجر به آلودگی‌های محیطی، به خطر انداختن سلامتی و تخریب محیط‌زیست شده است.

روابط خارجی ضعیف، اقتصاد دولتی و رانتی و نیز هدر دادن پول، سرمایه و منابع برای پیشبرد اهداف ایدئولوژیک، باعث شده است به‌کارگیری کمک‌های بین‌المللی و همکاری با متخصصین کشورهای پیشرو در این زمینه نیز غیرممکن شود. کشوری که به‌خاطر شرایط جغرافیایی با معضلات آبی روبه‌رو است، در اثر سهل‌انگاری یک نظام فاسد، سوءمدیریت منابع آب، برداشت بیش‌ازحد از آب‌های زیرزمینی، دفع و انباشت نامناسب زباله‌ها و شیوه‌های کشاورزی قدیمی و ناکارآمد، نسل‌های آینده‌ی ایران را با خطرات جدی مواجه کرده است؛ عملکرد فاجعه‌باری که تخریب محیط‌زیست را تشدید و توسعه‌ی پایدار را تهدید می‌کند.

پرداختن به این چالش‌های زیست‌محیطی نیازمند سیاست‌های یکپارچه، سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌ها، کمپین‌های آگاهی عمومی و همکاری بین‌المللی است؛ فاکتورهایی که رژیم جمهوری اسلامی نه توانایی انجام آن را دارد و نه اراده‌ای برای انجام این کار در او دیده می‌شود. ضروری است در فردای ایران آزاد، جامعه‌ی مدنی به همراه متخصصین داخلی و سازمان‌های بین‌المللی، با به‌کارگیری راهبردهایی برای کاهش این مسائل و ترویج شیوه‌های توسعه‌ی پایدار از طریق فناوری‌های نوین همچون تبدیل پسماندها به انرژی و صنایع بیوگاز، در زمینه‌ی حفظ و حراست از محیط‌زیست طبیعی ایران بکوشد.

منابع مالی برای توسعه‌ی این‌گونه فعالیت‌ها می‌تواند از طریق جذب سرمایه‌ی داخلی در بخش خصوصی، همچنین بخشی از سرمایه‌های ملی به‌دست‌آمده از طریق فروش و صادرات نفت و گاز طبیعی و از همه مهم‌تر، جذب سرمایه‌گذاران خارجی تأمین شود. صنعت بیوگاز راه‌حلی امیدوارکننده برای برخی از اساسی‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی و انرژی در آینده‌ی ایران است. با پذیرش این منبع انرژی پایدار، می‌توان در ساختن آینده‌ای پاک‌تر و سبزتر برای نسل‌های بعد سرزمین‌مان ایران سهیم باشیم.

منابع:

● Prodeval - Company

● UGS - Latvijas Gāzes

● Biomethane Production - IEA Bioenergy

● ETW Energietechnik GmbH - Smartcycle Biomethane Plants

● DOI Reference

● Upgrading Biogas - IEA Bioenergy

● Biokraft - Biogas Offering

● LUP Research Record

پانوشت‌ها: 

1. Raw Biogas

2. Renewable Natural Gas (RNG)

3. Biofuel

4. Organic Waste

5. Renewable Energy

6. Landfills

7. Climate Change

8. Digester

9. Biomethane