مینا حیدری در ضمیمه جامعه امروز روزنامه اطلاعات نوشت: پروفسور یونس نوراللهی، استادتمام دانشگاه تهران و دانشکده مهندسی انرژی و منابع پایدار، دکترای مهندسی منابع سرزمین از دانشگاه کیوشوی ژاپن و فوق‌دکترای مهندسی انرژی از دانشگاه آلبورگ دانمارک است و اعتقاد دارد در یک بازه زمانی ۲۰ تا ۳۰ ساله، سوخت‌های فسیلی باید از شبکه تأمین […]
مینا حیدری در ضمیمه جامعه امروز روزنامه اطلاعات نوشت: پروفسور یونس نوراللهی، استادتمام دانشگاه تهران و دانشکده مهندسی انرژی و منابع پایدار، دکترای مهندسی منابع سرزمین از دانشگاه کیوشوی ژاپن و فوق‌دکترای مهندسی انرژی از دانشگاه آلبورگ دانمارک است و اعتقاد دارد در یک بازه زمانی ۲۰ تا ۳۰ ساله، سوخت‌های فسیلی باید از شبکه تأمین انرژی کشور حذف شود و انرژی برق به عنوان تنها انرژی برای سرمایش، گرمایش و پخت و پز منازل مسکونی به کار رود. با این شیوه می‌توان با آلودگی هوای کلان‌شهرها مقابله کرد.
مازوت چیست و کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها چرا و چه زمانی به سوزاندن این ماده روی می‌آورند؟
نفت کوره یا مازوت، یکی از مشتقات نفتی است که کیفیت پایین و غلظت بسیار بالایی دارد و در فرآیند پالایش نفت خام پس از بنزین، نفت سفید و گازوییل به دست می‌آید. در بسیاری از کشورها از این فرآورده نفتی استفاده نمی‌شود و فقط در کشورهایی که فرآیند پالایشگاهی نوین و به‌روزی ندارند به کار می‌رود.
این ماده که شبیه گازوییل است غلظت بسیار بالایی دارد و چون سیاه‌رنگ است به نفت کثیف نیز مشهور است. این ماده، ارزان‌ترین ماده سوختنی برای کوره‌ها، حمام‌ها و تنور نانوایی‌ها، موتورهای دیزلی دریایی و برخی نیروگاه‌هاست.
معمولا در فصل زمستان به دلیل مصرف بالای بخش خانگی با کمبود گاز مواجه می‌شویم، در چنین شرایطی دولت تصمیم می‌گیرد گاز صنایع را قطع کند و فعالیت کارخانه‌ها تعطیل شود، چون انرژی برای تخصیص به آنها وجود ندارد. اما بخش خصوصی و بسیاری از نیروگاه‌ها نمی‌توانند فعالیت خود را تعطیل کنند، زیرا هزینه نیروی انسانی را پرداخت می‌کنند و در این شرایط نمی‌توان از تولید صرف‌نظر کرد. به همین جهت برای حفظ سیستمشان چه آشکار و چه پنهان به مصرف مازوت روی می‌آورند.
مسأله مازوت‌سوزی با بگیر و ببند حل نخواهد شد، زیرا تولیدکنندگان برای این که از نظر مالی متضرر نشوند در مواقع قطع شدن گاز طبیعی به اجبار به سراغ سوخت‌های جایگزین یا همان مازوت می‌روند. مسأله اینجاست که زیرساخت عموم کارخانه‌های گازسوز برای سوزاندن انرژی دیگری جز گازوییل و مازوت فراهم نیست و چون مازوت ماده ارزان‌تری است کارخانه‌ها ناگزیر به سوزاندن مازوت می‌شوند. دولت در حال حاضر قابلیت و توانایی بهبود و ارتقای سیستم کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها برای عدم استفاده از سوخت‌های فسیلی را ندارد و به ناچار تنها راهکار تأمین گاز مصارف خانگی، قطع گاز صنایع و به تبع آن مازوت‌سوزی است.
آیا در سایر کشورهای جهان هم از مازوت استفاده می‌شود؟
تنها پنج کشور روسیه، قزاقستان، ایران، ترکمنستان و آذربایجان مازوت تولید می‌کنند و در سایر کشورها یا مازوت تولید نمی‌شود یا به میزان بسیار محدود تولید می‌شود که کاربردهای خاصی دارد.
مازوت یک هیدروکربن با میزان کربن بالا یا سنگین‌وزن است و بسیاری از کشورها در فرآیند پالایش، این هیدروکربن‌ها را می‌شکنند و به هیدروکربن‌های کوچک‌تر تبدیل کرده و از آن نفت سفید، گازوییل و محصولات دیگری تولید می‌کنند.
علاوه بر تأثیرات عمیقی که مازوت بر سلامت انسان می‌گذارد و سالانه هزاران نفر بر اثر آلودگی هوا جان خود را از دست می‌دهند یا در معرض خطرات جدی قرار می‌گیرند.
مازوت سوزی چه تأثیرات زیست محیطی بلندمدت و کوتاه‌مدتی در پی خواهد داشت؟
با سوزاندن مازوت و برخی سوخت‌های فسیلی حاوی گوگرد، ترکیباتی موسوم به Sox منتشر می‌شود که بخش بیشتر آن را SO2 تشکیل می‌دهد که گازی سمی و برای سلامتی انسان و سایر موجودات مضر است. این گاز، وزن بیشتری نسبت به هوا دارد و وقتی غلظت آن در هوا به بیش از ppb500 برسد، بوی بدی خواهد داشت که در این سطح، کشنده خواهد بود.
Sox یکی از مهم‌ترین آلاینده‌هایی است که وارد محیط زیست می‌شود و وقتی در شرایط مرطوب قرار می‌گیرد یک آیروسل یا حباب، دور اکسیدهای گوگرد ایجاد می‌کند که باعث آلودگی شدید می‌شود. این آلاینده در طول زمان به اسید تبدیل خواهد شد و وقتی به سطح زمین می‌رسد، اثرات مخربی روی گیاهان و موجودات زنده برجای می‌گذارد. حتی بناها و ساختمان‌ها هم از اثرات تخریبی آلودگی مازوت در امان نخواهند بود و مازوت‌سوزی عواقب دامنه‌دار بسیاری خواهد داشت.
زمانی که این مواد به خاک یا آب‌های سطحی می‌رسند، برخی از آنها تبخیر و برخی به دلیل نشتی مخازن نگهداری آنها در آب و خاک حل خواهند شد. این مواد شیمیایی پس از تبخیر بر اثر برخورد نور خورشید شکسته می‌شوند و همین مسأله بر اثر فعالیت قارچ‌ها و باکتری‌های درون آب و خاک نیز صورت می‌گیرد. این مواد می‌توانند تا یک دهه در طبیعت باقی بمانند. بنزن، تولوئن و زایلین بخشی از این ترکیبات سمی است.
سرانه مصرف خانگی گاز در ایران چقدر است؟
سرانه مصرف خانگی گاز در ایران ۲ تا ۲.۵ برابر میزان جهانی به ازای هر مترمربع ساختمان است و مصرف بالای انرژی و عدم مصرف بهینه در فصل زمستان، باعث ایجاد کمبود گاز در کشور می‌شود.
عمده ساختمان‌ها در ایران استاندارد نیستند و مباحث مربوط به مصرف انرژی در آنها رعایت نمی‌شود، تجهیزات ما برای سرمایش و گرمایش به‌روز نیست و در ساختمان‌ها از لوازم غیراستاندارد و غیر بهینه استفاده می‌کنیم. به همین جهت هرسال زمستان با شروع فصل سرما و افزایش مصرف گاز خانگی، دولت شیر گاز را برای مصارف خانگی باز می‌گذارد و نیروگاه‌ها و صنایع به جای استفاده از گاز به مازوت‌سوزی روی می‌آورند، زیرا باید کار کنند تا برق مصرفی مورد نیاز مردم تأمین شود.
کاهش مصرف خانگی در کوتاه‌مدت قطعا میسر نیست و نیاز است برنامه‌ریزی بلند مدتی صورت گیرد تا مصارف خانگی یا اصطلاحا مصرف انرژی در بخش ساختمان را کاهش دهیم. توسعه منابع گازی و کشف مخازن جدید و حتی واردات گاز مشکلات را برطرف نخواهد کرد و تنها راهکار، کنترل مصرف است که می‌تواند پاسخگوی کمبودها باشد.
آیا این روزها آلودگی شهرهای بزرگ به دلیل مازوت‌سوزی است؟
چهار عامل اساسی در افزایش آلودگی شهرهای بزرگ و صنعتی کشور اثرگذار است که هرکدام نقش خاص خود را دارند. اولین مسأله در فصل زمستان، پدیده وارونگی دما یا اینورژن است.
در زمستان، هوای گرم در بالای هوای سرد ایجاد می‌شود و همین عامل اجازه نمی‌دهد آلودگی‌ها به سمت ارتفاعات بالای جو حرکت کنند، زیرا به دلیل اختلاف دمایی که وجود دارد هوا نمی‌تواند از پایین جو به بالادست جریان یابد، بنابراین هر آلودگی که تولید می‌کنیم در پایین‌دست باقی خواهد ماند. این پدیده در شهرهای بزرگ و صنعتی سبب افزایش آلاینده‌ها و آلودگی شده است؛ اگرچه وارد شدن آلودگی به جو نیز اثرات خودش را در تغییرات اقلیمی کره زمین برجا خواهد گذاشت.
افزایش مصرف انرژی در سیستم‌های گرمایشی ساختمان‌ها در هنگام شروع فصل سرد سال، دومین عامل آلودگی هوای شهرهای بزرگ و صنعتی است، زیرا با سرد شدن هوا تمامی تجهیزاتی که برای گرمایش استفاده می‌کنیم اعم از بخاری‌ها، موتورخانه‌ها و… شروع به کار و انتشار آلودگی می‌کنند، حجم آلودگی به نسبت ماه‌های قبل به شدت افزایش پیدا می‌کند و این آلودگی‌ها به دلیل اینورژن در لایه‌های پایین جو گسترش می‌یابد.
سومین عامل تشدید آلودگی، کاهش سبزینگی گیاهان و درختان در فصل سرماست، زیرا در این فصل تمامی درختان برگ‌هایشان را از دست می‌دهند و هیچ فتوسنتزی صورت نمی‌گیرد و فتوسنتز یکی از عوامل مهم کاهش آلاینده‌ها در شهرهاست.
عامل چهارم استفاده از سوخت‌های سنگین مانند مازوت در فصل زمستان است. وقتی نیروگاه‌ها و صنایع به دلیل کمبود گاز، ماوزت‌سوزی می‌کنند آلودگی هوا را افزایش می‌دهند، زیرا آلودگی مازوت تقریبا دو برابر بیشتر از سوختن گاز طبیعی است. همه این عوامل دست به دست هم می‌دهند تا آلودگی هوای شهرها در فصل زمستان افزایش یابد.
چرا شهرهایی مانند دهلی نو در هند به رغم این که مازوت‌سوزی در آنها صورت نمی‌گیرد همواره در صدر شهرهای آلوده جهان هستند؟
زغال‌سنگ در صنعت انرژی هند، حرف اول را می‌زند و بخش اعظم برق هندوستان از زغال‌سنگ‌سوزی تأمین می‌شود. میزان انتشار آلاینده‌های نیروگاه‌های زغال‌سوز بسیار زیاد است و البته دلایلی که برای آلودگی شهرهای ایران ذکر شد به جز مازوت‌سوزی در سایر نقاط جهان نیز تأثیر بسزایی در روند آلودگی هوا دارد.
در تهران چندی است برخی برج‌ها به سمت حذف انرژی گاز در سازه‌ها رفته‌اند و سیستم‌های برقی را جایگزین آن کرده‌اند. آیا این سیستم‌ها در بلندمدت ما را دچار مشکل تأمین انرژی برق نخواهد کرد؟
اگر بتوانیم از این تکنولوژی استفاده صحیحی داشته باشیم راهکار مؤثری است.
طبق آخرین تحقیقاتی که در دانشگاه‌های معتبر آمریکایی و اروپایی در حوزه سیستم‌های انرژی انجام شده است بسیاری کشورها در نظر دارند شبکه انرژی خود را به سمت برقی و الکتریکی شدن پیش ببرند.
تحقیقاتی در دانشگاه استنفورد در این زمینه انجام گرفته که یک شبکه برای تأمین مصارف گوناگون باید وجود داشته باشد و سایر اشکالی انرژی باید به سمت برقی شدن حرکت کنند. تجربه شخصی من در ایسلند، دانمارک و سوئد که بخشی از دوره تحصیلی‌ام را در آن‌جا گذرانده‌ام نیز همین شیوه استفاده از انرژی برق است.
در این کشورها از سیستم نوین زمین گرمایی (Geothermal energy) یعنی گرمای زمین و لایه‌های زیرین آن برای تأمین انرژی استفاده می‌شود. اگر یک واحد برق به تکنولوژی‌‌های متعارف در این زمینه اختصاص یابد پنج برابر حرارت تولید می‌کنند و با همین سیستم در فصل تابستان نیز پنج واحد سرمایش خواهیم داشت.
انرژی زمین گرمایی برخلاف سایر انرژی‌های تجدیدپذیر، محدود به فصل، زمان و شرایط خاصی نبوده، بدون وقفه قابل بهره‌برداری است و قیمت تمام‌شده برق در این نیروگاه‌ها بسیار ارزان‌تر از دیگر انرژی‌هاست.
آمریکا، فیلیپین، مکزیک، ایتالیا و ژاپن از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان برق از انرژی زمین گرمایی هستند. اگر این تکنولوژی به درستی و در سطوح مختلف ایجاد شود و مانند سایر تقلیدهایی که انجام داده‌ایم دست و پاشکسته نباشد می‌تواند آلودگی هوا را بسیار کاهش دهد. نیروگاه‌ها باید به مناطق بیابانی و مرکزی که تراکم جمعیت ندارند منتقل شوند و تولید برق در این نیروگاه‌ها انجام شود تا انرژی سرمایش و گرمایش را از طریق برق تأمین کنیم. در این صورت، هم صرفه‌جویی در بخش انرژی اتفاق می‌افتد و هم آلودگی کم می‌شود.
جالب است بدانید این روزها اجاق گازهای برقی که معمولا تابشی هستند بهترین راندمان پخت و پز را در دنیا ارائه می‌دهند و استفاده از این شیوه قطعا می‌تواند راهگشا باشد، به شرط این که نیروگاه‌هایمان نیز مانند نیروگاه‌های اروپای شمالی به راندمان ۸۰ تا ۹۰ درصد برسند.
در کشورهای اروپایی به‌خصوص اروپای مرکزی، نیروگاه‌های برقی به سمت CHP شدن حرکت می‌کنند. در نیروگاه‌های CHP حرارت همراه با برق مولدها تولید می‌شود و برای تأمین انرژی موردنیاز جهت تأمین گرمایش، مورداستفاده قرار می‌گیرد.
فرآیند تولید همزمان را می‌توان بر اساس انواع مولدهای نیروی محرکه از جمله توربین‌های گاز، توربین‌های بخار، موتورهای احتراقی و مولدهای دیگر طبقه‌بندی کرد. در حال حاضر بهترین نیروگاه‌های ما راندمان ۴۶ درصدی دارند، در حالی که نیروگاه‌های CHP در اروپای شمالی راندمان ۸۵ تا ۹۰ درصد دارند و این شیوه بسیار مثمرثمر خواهد بود اما برای انجام آن نیازمند تغییر ساختاری اساسی در سیستم انرژی کشور هستیم.
در سال ۱۳۹۸ در دانشگاه آلبورک دانمارک، پروژه‌ای را در زمینه تأمین انرژی گرمایشی اتحادیه اروپا برای سال ۲۰۵۰ کار می‌کردیم و بخش مدلسازی انرژی این طرح به عهده من بود. آنها در نظر داشتند و دارند که در اروپا تا سال ۲۰۵۰ از هیچ‌گونه سوخت فسیلی برای تأمین گرمایش ساختمان‌ها استفاده نکنند. پیش‌بینی زمستان سخت اروپا که جنگ اوکراین و روسیه به آن دامن زد نیز باعث شد مصرف گاز طبیعی و سایر سوخت‌های فسیلی به شدت در اروپا کاهش یابد. من به‌عنوان کارشناس انرژی معتقدم که این طرح قطعا قبل از سال ۲۰۵۰ در اروپا اجرایی خواهد شد و استفاده از منابع انرژی مانند انرژی‌های حرارتی زمین گرمایی، خورشیدی و انرژی حرارت از دست رفته تأسیسات صنعتی در آینده تأمین‌کننده اصلی انرژی حرارتی مورد نیاز ساختمان‌ها در اروپا خواهد بود.
تأثیر خودروهای فرسوده بر آلودگی هوا چقدر است؟
فرسودگی خودروها و حمل و نقل عمومی به اندازه مازوت‌سوزی نمی‌تواند در آلودگی هوا دخیل باشد و اگر ما میزان مصرف انرژی را در بخش ساختمان، صنعت و خودرو مقایسه کنیم متوجه نقش خودروها در آلودگی هوا خواهیم شد.
در فصل زمستان، تعداد خودروها اختلاف چندانی با فصل تابستان ندارد، بنابراین عوامل یاد شده در زمینه آلودگی هوا تأثیری بیشتر از خودروها دارند؛ اگرچه در بخش حمل و نقل هم سرانه مصرف انرژیمان به دلیل تکنولوژی پایین ماشین‌های در دست استفاده به شدت بالاست و حدود ۲ تا ۲.۵ برابر سرانه دنیاست و البته ترافیک نیز در شهرهای بزرگ مانند تهران مزید بر علت است و همین سبب می‌شود میزان آلودگی که ایجاد می‌کنیم به شدت افزایش یابد. من نقش تکنولوژی پایین خودروها و فرسودگی را رد نمی‌کنم اما واقعیت این است که مسأله اصلی، موضوع خودروهای فرسوده نیست.
* تیتر مطلب، بخشی از شعر شفیعی کدکنی است
