بخشی از مقاله
چکیده
روند رو به افزایش تقاضای انرژی در سال های اخیر، در کنار مسائل زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی سبب شده است تا دستیابی به منابع انرژی های تجدید پذیر، یک نیاز تلقی شود. مصرف سوخت های فسیلی، ضمن محدودیت منابع آن، موجب تولید و انتشار انواع آلاینده های مختلف در اتمسفر می شود که قسمت عمده ای از این آلاینده ها، ناشی از فعالیت وسائل نقلیه موتوری است.
در این مقاله ضمن پرداختن به مسئله آلودگی هوا، فرصت ها و امکان استفاده از انرژی های - بیودیزل - ، به جای انرژی سوخت های فسیلی، در خودرو ها بحث خواهد شد. سیکل تولید و استفاده از بیودیزل، تولید CO2 را 80 ردصد و تولید SO2 را 100 درصد کاهش خواهد داد. احتراق بیودیزل به تنهایی با کاهش 90درصد هیدروکربن های نسوخته و 90-75درصد کاهش هیدروکربن های آروماتیک همراه است. از ویژگی های خاص این سوخت، کاهش ذرات معلق و CO است که نسبت به سوخت دیزل بسیار کمتر است.
مقدمه
امروزه سوخت های فسیلی اصلی ترین منبع انرژی در وسایل نقلیه هستند. در حالی که براساس مطالعات موجود، کره زمین تنها 1000تا 1500 میلیارد بشکه نفت خام را در خود ذخیره دارد. و هیچ یک از منابع سوخت های فسیلی در حال تشکیلی وجود ندارد. یکی از عمده ترین مسایل پیرامون استفاده از سوخت های فسیلی، انتشار آلاینده های خطرناک در محیط و هوای تنفسی شهرهاست.
شیوع انواع بیماری های مرتبط با آلودگی هوا، اهمیت مساله را به خوبی اثبات می کند. افزایش آلاینده ها در جو زمین پیامد های مختلفی مانند گرم شدن کره زمین، تغییرات آب و هوا و اقلیم، بالا آمدن سطح آب های آزاد، بروز انواع بیماری ها و ... را به دنبال دارد. به منظور کاهش آلاینده های ناشی از وسایل نقلیه و در راستای اجرای مکانیسم توسعه پاک برای خودرو ها، استفاده از سوخت های جایگزین مانند بیودیزل، اتانول، گاز طبیعی، دی متیل اتر، هیدروژن، انرژی خورشیدی و ... مطرح شده است. به نظر می رسد در شرایط موجود کشور، کاهش نرخ استفاده از خودروها، سهمیه بندی سوخت خودروها، و حذف یارانه های انرژی، در کاهش آلاینده های هوا به ویژه CO2 و ذرات معلق موثر باشد.
نقش وسایل نقلیه در تولید آلاینده های هوای تهران
مطالعات میدانی در سراسر جهان نشان داده بیشترین سهم آلودگی هوا مربوط به بخش حمل و نقل یعنی سوخت خودروهاست . مطالعات انجام شده در مورد شهر تهران نیز این امر را ثابت می کند. در اینجا به عنوان نمونه، غلظت ذرات معلق و ترکیبات پلی آروماتیک که نتیج حاصل از مطالعات قبلی در هوای تهران است، ارئه می شود که ذرات معلق کوچکتر از 2/5 میکرومتر در دسته ذرات ریز و ذرات با قطر بین 2/5 تا 10 میکرومتر در در محدوده ذرات درشت معرفی می شود.
در توزیع اندازه ذرات معلق، ذرات با قطر آئرودینامیکی کوچکتر از 502 میکرومتر، به علت نشت در سیستم تنفسی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. همچنین تحقیقات نشان دهنده ی انتشارات سمی اگزوز خوردو هاست که مسئول حدوداً نیمی از سرطان های ایجاد شده در اثر آلودگی هوا هستند. ترکیبات چند حلقه پلی آروماتیک از عمده ترین آلاینده های سمی و خطرناک هوای کلان شهر ها از جمله تهران هستند. این ترکیبات از منابع متعددی ناشی می شوند. که وسائل نقلیه اصلی ترین منبع تولید و انتشار آن ها در اتمسفر است. سرطان زایی تعدادی از این ترکیبات در انسان به اثبات رسیده است.
طی تحقیقاتی که در مورد آلودگی هوای تهران به عمل آمده. غلظت 16 ترکیب شاخص PAHs در 15 ایستگاه در سطح شهر تهران اندازه گیری شده است. نظر به اهمیت ذرات معلق با قطر آئردینامیک کوچکتر از 2/5 میکرومتر، بررسی میزان تجمع ترکیبات سرطان زای PAHs روی این ذرات ریز حائز اهمیت است. مجموع 16 ترکیب PAHs را به تفکیک اندازه ذرات در ایستگاه های مختلف شهر تهران نشان می دهد که در همه ایستگاه ها حدود 90 درصد از مجموع ترکیبات PAHs در ذرات PM2 5 هستند.
بیودیزل، انرژی تجدید پذیر قابل استفاده در همه خودرو ها
امروزه موتور های دیزلی نیاز به سوخت پایدار و تمیزی دارند که تحت شرایط مختلف عملیاتی عمل کند. یکی از این سوخت ها که به تازگی به طور گسترده ای مورد توجه واقع شده، بیودیزل است. بیودیزل یک سوخت جایگزین است. که می تواند به طور مستقیم در هر موتور دیزلی بدون تغییرات اصلاحی موتور کار کند. بیودیزل یک سوخت غیر رسمی، ایمن و قابل تجربه ی بیولوژیکی است. این سوخت تجدید پذیر برای موتور دیزلی که یک متیل استر اسید چرب بوده و شامل زنجیره ای از استرهای قلیایی اسید چرب است، از منابع طبیعی و تجدید پذیر نظیر روغن های گیاهی، روغن های پسماند غذایی، چربی حیوانات و یا جلبک ها قابل تهیه است.
به علت اینکه خواص این سوخت شبیه سوخت فسیلی دیزل است، بیودیزل می تواند با هرنسبتی با سوخت دیزل مخلوط شود.B5, B10,B20,B100 عنوان درصدی از سوخت دیزل است. که با 5 درصد، 10 درصد، 20 درصد از بیودیزل مخلوط می شود.
بیودیزل می تواند با سوخت دیزل معمولی، با هر نسبتی حتی در مقادیر بسیار کم که سبب کاهش ویسکوزیته سوخت و روانی بهتر موتور می گردد مخلوط شود. یک درصد بیودیزل، روانی خودرو را تا 65 درصد افزایش خواهد داد. روانی بهتر به معنی سایش کمتر موتور است که در نهایت هزینه تعمیر و نگه داری دیزل را کاهش می دهد. بیودیزل عدد ستان بالایی دارد که عملکرد موتور را بهبود می دهد. 20 درصد بیودیزل 3 - B20 - درجه عدد ستان را بهبود می بخشد.
معمولی ترین نسبت درصدی که استفاده می شود. یک مخلوط 20 درصدی بیودیزل با 80 درصد سوخت دیزل یا اصطلاحا B20 است. نتایج به دست آمده از تست های انجام شده در یک موتور دیزلی - Cummins N14 - با کارکرد بیودیزل، نشان دهندهی کاهش اساسی در هیدروکربن های نسوخته، منواکسید کربن و ذرات است. منواکسید کربن که گاز های سمی و بی رنگ است، در اثر مصرف بیودیزل 50 درصد کمتر از سوخت فسیلی تولید می شود. تست ها نشان دهندهی کاهش 30درصدی انتشار ذرات معلق در موتور های با کارکرد بیودیزل در مقایسه با سوخت های فسیلی است.
هیدروکربن ها که فاکتور مهمی در تشکیل ازن و اسماگ هستند، تقریبا 93 درصد در سوخت بیودیزل نسبت به دیزل کمتر تولید می شوند. اکسید های نیتروژن منتشره از سوخت بیودیزل بسته به نوع موتور، کاهش یا افزایش نشان میدهند. انتشار NOx که فاکتور شرکت کننده در تشکیل اسماگ و ازن است، با استفاده از B100 - بیودیزل 100 درصد - تا 13 درصد افزایش نشان داده است.
در هرحال فقدان گوگرد در بیودیزل به ما اجازه می دهد از تکنولوژی های کنترل NOx که نمی تواند در سوخت دیزل به خوبی عمل کند استفاده کنیم. به طور کلی ما می توانیم انتشار NOx ناشی از بیودیزل را به طور موثری مدیریت کرده و به طور جدی حذف کنیم. مطالعات نشان می دهد که ترکیبات هیدروکربورهای پلی آروماتیک که پتانسیل بالقوه ای در تولید سرطان دارند، با استفاده از بیودیزل، 75 تا 85 درصد کاهش نشان داده است. به جز ترکیب بنزو آنتراسن تا 50درصد کاهش پیدا کرده است.
نتیجه گیری
با افزایش آلاینده های خطرناک ناشی از سوخت های فسیلی در محیط زیست، به انتخاب روشی نیاز است تا ضمن تامین مطمئن انرژی مورد نیاز جوامع شهری و صنعتی، اثرات مخرب زیست محیطی کمتری داشته باشند. بیودیزل سوخت تجدید پذیری است که در مقایسه با سوخت های فسیلی آلاینده های کمتری تولید می کند. با استفاده از بیودیزل خالص - B100 - ، انتشار 50 CO درصد و انتشار CO2 ،80 درصد نسبت به استفاده از سوخت های فسیلی کاهش می یابد.
ترکیبات گوگرد و سولفات ها که عوامل مهمی در تولید باران های اسیدی هستند با استفاده از بیودیزل تقریباً حذف می شود. همچنین هیدروکربورهای پلی آروماتیک که پتانسیل بالقوه ای در تولید سرطان دارند، 75تا 85 درصد کاهش می یابند. به طور کلی با هدایت کمک های دولت در جهت حذف یارانه های سوخت های فسیلی واعطای یارانه به تولیدکنندگان و مصرف کنندگان بیودیزل و تولید خوردو های با قابلیت مصرف سوخت بیودیزل، می توان ضمن گسترش استفاده این انرژی های تجدید پذیر، از مخاطرات ناشی از استفاده بی رویه از سوخت های فسیلی کاست.
