روش تولید سوخت های زیستی در ایران چیست؟

تنوع زمین و آب و هوای ایران امکان کشت انواع محصولات انرژی زا را برای تولید سوخت های زیستی مایع فراهم می کند. در ایران، خوراک سوخت زیستی به راحتی و آسان برای تولید بیواتانول امروزه ملاس از نیشکر و چغندرقند است. همچنین حدود 17.86 میلیون تن ضایعات محصولات زراعی وجود دارد که می توان سالانه نزدیک به 5 میلیارد لیتر بیواتانول از آن تولید کرد.

این مقدار بیواتانول برای انجام E10 برای خودروهای موتور احتراق جرقه ای در ایران تا سال 2026 کافی است. همچنین پتانسیل بسیار زیادی برای کشت گیاهان انرژی زا مانند مواد سلولزی و جلبک وجود دارد. ایران 7 درصد از مساحت خود را محصولات جنگلی پوشانده است که منابع مناسبی برای سوخت های زیستی مایع مانند بیواتانول و بیودیزل هستند. ایران همچنین دارای سنت دیرینه ماهیگیری در دریای خزر و خلیج فارس با حدود 3200 کیلومتر خط ساحلی و در رودخانه های داخلی است.

روغن ماهی تولید شده و سایر روغن های گیاهی مانند درخت خرما، جاتروفا، گیاه کرچک و جلبک خوراک بیودیزل مناسبی هستند. از 1.5 میلیون تن روغن خوراکی مصرفی سالانه در ایران، حدود 20 درصد آن را می‌توان به عنوان ضایعات در نظر گرفت که خوراک بیودیزل مناسبی است.

سوخت های زیستی در ایران

بیودیزل یک سوخت جایگزین مشابه دیزل معمولی یا فسیلی است. بیودیزل را می‌توان از روغن‌های گیاهی مستقیم، روغن حیوانی/چربی، پیه، ضایعات روغن پخت و پز و همچنین برخی محصولات روغنی تولید کرد. فرآیندی که برای تبدیل این روغن ها به بیودیزل استفاده می شود، ترانس استریفیکاسیون نامیده می شود. بزرگترین منبع ممکن برای روغن مناسب از محصولات روغنی مانند کلزا، نخل یا سویا به دست می آید. در ایران پسماند روغن نباتی بیشترین پتانسیل تولید بیودیزل را دارد.

سوخت های زیستی در ایران

تولید سوخت های زیستی در ایران

بیشتر بیودیزل تولید شده در حال حاضر از ضایعات روغن نباتی تهیه می شود که از رستوران ها، چیپس فروشی ها، تولیدکنندگان مواد غذایی صنعتی تهیه می شود. اگرچه نفت مستقیماً از صنعت کشاورزی نشان دهنده بزرگترین منبع بالقوه است، اما صرفاً به دلیل گران بودن روغن خام به صورت تجاری تولید نمی شود.

پس از اینکه هزینه تبدیل آن به بیودیزل اضافه شد، برای رقابت با دیزل فسیلی بسیار گران است. روغن‌های نباتی ضایعاتی را اغلب می‌توان به‌صورت رایگان تهیه کرد یا با قیمتی ناچیز از قبل تصفیه شده تهیه کرد. (روغن پسماند باید قبل از تبدیل به بیودیزل تصفیه شود تا ناخالصی ها حذف شود). نتیجه این است که بیودیزل تولید شده از ضایعات روغن نباتی می تواند با دیزل فسیلی رقابت کند.

تولید سوخت های زیستی در ایران

خواص مفید بیودیزل چیست؟

بیودیزل دارای خواص بسیار مفید برای محیط زیست است. مزیت اصلی بیودیزل این است که می توان آن را “کربن خنثی” توصیف کرد. این بدان معنی است که سوخت هیچ خروجی خالص کربن به شکل دی اکسید کربن (CO2) تولید نمی کند. این اثر به این دلیل رخ می دهد که وقتی محصول روغنی رشد می کند، همان مقدار CO2 را جذب می کند که هنگام احتراق سوخت آزاد می شود. در واقع این کاملاً دقیق نیست زیرا CO2 در طول تولید کود مورد نیاز برای کوددهی مزارعی که در آن محصولات نفتی کشت می‌شود آزاد می‌شود.

تولید کود تنها منبع آلودگی مرتبط با تولید بیودیزل نیست، منابع دیگر شامل فرآیند استریفیکاسیون، استخراج روغن با حلال، پالایش، خشک کردن و حمل و نقل است. همه این فرآیندها به یک انرژی ورودی یا به شکل برق یا سوخت نیاز دارند که هر دو به طور کلی منجر به انتشار گازهای گلخانه ای می شوند.

برای ارزیابی صحیح تأثیر همه این منابع، نیاز به استفاده از تکنیکی به نام تجزیه و تحلیل چرخه حیات است. بیودیزل به سرعت زیست تخریب پذیر است و کاملاً غیر سمی است، به این معنی که نشت مواد در مقایسه با نشت گازهای فسیلی خطر بسیار کمتری دارند. بیودیزل نقطه اشتعال بالاتری نسبت به دیزل فسیلی دارد و بنابراین در صورت تصادف ایمن تر است.

روش های تولید بیودیزل

سه راه اساسی برای تولید بیودیزل از روغن ها و چربی ها وجود دارد:

ترانس استری کاتالیزور پایه روغن.
کاتالیز مستقیم استریفیکاسیون روغن با اسید.
تبدیل روغن به اسیدهای چرب آن و به بیودیزل.

فرآیند تولید بیودیزل

تقریباً تمام بیودیزل با استفاده از ترانس استریفیکاسیون کاتالیز شده پایه تولید می شود، زیرا اقتصادی ترین فرآیند است که فقط به دما و فشار پایین نیاز دارد و بازده تبدیل 98٪ را تولید می کند.

فرآیند ترانس استریفیکاسیون واکنش یک تری گلیسیرید (چربی/روغن) با یک الکل برای تشکیل استرها و گلیسرول است. یک تری گلیسیرید دارای یک مولکول گلیسیرین به عنوان پایه است که سه اسید چرب با زنجیره بلند به آن متصل است. ویژگی های چربی بر اساس ماهیت اسیدهای چرب متصل به گلیسیرین تعیین می شود.

ماهیت اسیدهای چرب می تواند به نوبه خود بر ویژگی های بیودیزل تأثیر بگذارد. در طی فرآیند استریفیکاسیون، تری گلیسیرید با الکل در حضور یک کاتالیزور، معمولا یک قلیایی قوی مانند هیدروکسید سدیم، واکنش می دهد. الکل با اسیدهای چرب واکنش می دهد و مونو آلکیل استر یا بیودیزل و گلیسرول خام را تشکیل می دهد.

در اکثر تولیدات متانول یا اتانول از الکل استفاده می شود (متانول متیل استرها را تولید می کند، اتانول تولید استرهای اتیل می کند) و پایه توسط هیدروکسید پتاسیم یا سدیم کاتالیز می شود. هیدروکسید پتاسیم برای تولید بیودیزل اتیل استر مناسب تر است. هر یک از این پایه ها را می توان برای متیل استر استفاده کرد.

قبل از استفاده به عنوان سوخت تجاری، بیودیزل تمام شده باید با استفاده از تجهیزات تحلیلی پیچیده تجزیه و تحلیل شود تا اطمینان حاصل شود که هر گونه مشخصات مورد نیاز را برآورده می کند. مهمترین جنبه های تولید بیودیزل برای اطمینان از عملکرد بدون مشکل در موتورهای دیزل عبارتند از:

• واکنش کامل
• حذف گلیسیرین
• کاتالیزور
• حذف الکل
• عدم وجود اسیدهای چرب آزاد

در ایران، فناوری‌های تولید بیودیزل بسیار پیشرفته است و متخصصان حرفه‌ای برای شورا، طراحی، ساخت و نصب پالایشگاه‌های بیودیزل با توجه به شرایط هر کشور با فناوری‌های توسعه‌یافته دارند.