طرحی در مقطع پسادکتری با تمرکز بر طراحی، تحلیل و ارزیابی فنی ـ اقتصادی نیروگاه تولید همزمان برق و حرارت مبتنی بر سوخت زیستتوده و تلفیق آن با فناوری جمعآوری دیاکسیدکربن، با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانهای و حرکت بهسوی توسعه انرژی پایدار، در دانشگاه ارومیه به اجرا درآمده است. این پروژه پژوهشی با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام شده و رویکرد آن، بهرهگیری همزمان از تولید انرژی پاک و استفاده هدفمند از گاز CO₂ جمعآوریشده در بخش گلخانهای است. چنین رویکردی، علاوه بر کاهش اثرات زیستمحیطی تولید انرژی، امکان ایجاد ارزش افزوده در بخش کشاورزی پیشرفته را فراهم میکند و میتواند الگویی نوین برای پیوند میان صنعت انرژی و کشاورزی پایدار در کشور بهشمار رود.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، عنوان کامل این طرح «طراحی و ارزیابی جامع فنی و اقتصادی نیروگاه تولید همزمان برق و حرارت بر پایه سوخت زیستتوده بههمراه بهکارگیری تکنولوژی جمعآوری گاز دیاکسیدکربن جهت استفاده در گلخانهها: مطالعه امکانسنجی برای دانشگاه ارومیه» است. این پژوهش در قالب دوره پسادکتری توسط احسان اکرمی و با راهنمایی شهرام خلیلآریا اجرا شده و از حمایت بنیاد ملی علم ایران برخوردار بوده است. تمرکز اصلی این مطالعه، بررسی امکانپذیری فنی، اقتصادی و زیستمحیطی یک سامانه یکپارچه انرژی است که بتواند بهصورت همزمان پاسخگوی نیازهای تولید برق، حرارت و مدیریت انتشار کربن باشد و از نظر اقتصادی نیز توجیهپذیری لازم را داشته باشد.
احسان اکرمی، دارنده مدرک دکتری تخصصی مهندسی مکانیک با گرایش تبدیل انرژی از دانشگاه شهید بهشتی، در تشریح ضرورت انجام این پژوهش اظهار کرد که افزایش غلظت گازهای گلخانهای در جو زمین ارتباط مستقیمی با پدیده تغییرات اقلیمی دارد. این روند، که منجر به افزایش دمای متوسط سطح کره زمین شده، پیامدهای منفی گستردهای بر اکوسیستمهای طبیعی و جوامع انسانی بر جای گذاشته است. با گسترش فعالیتهای صنعتی و توسعه جوامع، حجم بالایی از گازهای گلخانهای، بهویژه دیاکسیدکربن و متان، وارد اتمسفر میشود که بخش عمده آنها ناشی از فعالیتهای مرتبط با تولید و مصرف انرژی است.
وی با اشاره به نقش فناوری در مهار این بحران افزود که ایجاد تغییرات فناورانه در سامانههای انرژی، یکی از راهکارهای کلیدی برای کاهش آسیبهای زیستمحیطی و حفاظت از لایه ازن محسوب میشود. به گفته او، استفاده از فناوریهایی که قابلیت کاهش سریع و مؤثر انتشار CO₂ را دارند، امری ضروری است. چنین فناوریهایی باید بتوانند ضمن پاسخگویی به نیاز روزافزون انرژی، اثرات منفی زیستمحیطی را به حداقل برسانند. از این منظر، گذار از سوختهای فسیلی به منابع تجدیدپذیر و بهکارگیری سامانههای پیشرفته جمعآوری و استفاده مجدد از کربن، جایگاه ویژهای در سیاستگذاریهای انرژی آینده خواهند داشت.
اکرمی در ادامه به مفهوم BioCCS یا BECCS اشاره کرد و آن را رویکردی دانست که از مسیرهای مختلفی مانند تولید انرژی و سوختهای زیستی قابل تحقق است. وی توضیح داد که در سامانههای BECCS، میزان کاهش انتشار گازهای گلخانهای به عوامل متعددی از جمله مقیاس اجرا، میزان آلایندگیهای بالادستی مرتبط با زیستتوده، نوع فناوریهای مورد استفاده و ویژگیهای مواد اولیه بیومس بستگی دارد. با وجود این پیچیدگیها، اجرای BECCS در مقیاس بزرگ میتواند از نظر اقتصادی مقرونبهصرفه بوده و بهعنوان یکی از سناریوهای مؤثر برای دستیابی به اهداف کلان کاهش تغییرات اقلیمی مطرح شود.
این پژوهشگر با تأکید بر اهمیت فناوریهای تبدیل انرژی خاطرنشان کرد که این فناوریها بخش اصلی معماری هر سیستم انرژی را تشکیل میدهند. بسته به نوع منبع انرژی اولیه، گزینههای فناورانه متفاوتی در دسترس قرار دارد که هرکدام مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارند. انتخاب فناوری مناسب باید بهگونهای باشد که تأمین پایدار انرژی ثانویه را تضمین کند، از نظر اقتصادی توجیهپذیر باشد و در عین حال کمترین میزان آلودگی زیستمحیطی را ایجاد کند. بر همین اساس، ارزیابی همزمان شاخصهای فنی، اقتصادی و زیستمحیطی، نقش تعیینکنندهای در طراحی سامانههای نوین انرژی دارد.
اکرمی همچنین تصریح کرد که تاکنون مطالعه جامعی در زمینه یکپارچهسازی نیروگاه تولید همزمان برق و حرارت مبتنی بر زیستتوده، همراه با فناوری تبدیل اتلاف انرژی به انرژی مفید و سامانه جمعآوری دیاکسیدکربن برای استفاده در صنعت گلخانهای انجام نشده است. به گفته وی، این خلأ پژوهشی انگیزه اصلی اجرای طرح حاضر بوده است. در پایان، به نقل از روابطعمومی بنیاد ملی علم ایران، وی تأکید کرد که با انجام شبیهسازیهای جامع ترمودینامیکی و اقتصادی، سناریوهای مختلف از منظر بازده انرژی و اکسرژی، شاخصهای اقتصادی و اثرات زیستمحیطی مقایسه میشوند و پس از انتخاب سناریوی برتر، فرآیند بهینهسازی چندهدفه برای دستیابی به بهترین شرایط عملیاتی انجام خواهد شد.