تاثیر سوخت خودرو بر محیط­زیست و بررسی سوخت­های جایگزین

بخش حمل­و­نقل، یکی از هدف­های عمده زیر­بنایی، برای افزایش و بهبود کیفیت محیط­زیست به­شمار می­رود. وقوع بحران­های نفتی، افزایش سریع تعداد خودروها، کاهش ذخایر نفتی و تصویب قانون‌های سخت مبارزه با آلودگی محیط‌زیست، ساخت خودروهای کم­مصرف و با آلایندگی کم و همچنین استفاده از سوخت‌های جایگزین را در دستور کار مراکز تحقیقاتی جهان قرار داده­است.
با توجه به سیاست­های اتخاذ شده در زمینه جایگزینی سوخت، در حال حاضر بهترین گزینه گاز طبیعی ­است که استفاده بی­رویه از آن نیز می­تواند محدودیت­هایی برای منابع گاز ­طبیعی ایجاد کند.
در این مقاله بر آن هستیم که با شناسایی و تقسیم­بندی منابع آلودگی، تأثیر سوخت خودروها بر محیط­زیست را بررسی کنیم و به معرفی سوخت­هایی که می توانند جایگزین بهتری برای سوخت­های فعلی باشند، بپردازیم.
● مقدمه
به­رغم ابعاد وسیع مسائل زیست­محیطی ناشی از عملکرد سیستم‌های حمل و نقل، مدت زیادی از توجه به آن نمی‌گذرد­. حمل­و­نقل، کیفیت هوا را پایین آورده و سبب اسیدی شدن آن شده­است. در سطح جهانی، حمل­و­نقل عامل اصلی تولید دی­اکسید­کربن و انتشار آن در جو است و اثر گلخانه‌ای حاصل از آن یکی از جدی‌ترین معضلات زیست­محیطی به­شمار می­آید.
در سال‌های اخیر، وقوع بحران­های نفتی، افزایش سریع تعداد خودروها، کاهش ذخایر نفتی و تصویب قانون‌های سخت مبارزه با آلودگی محیط‌زیست سبب شده است ساخت خودروهای کم ‌مصرف و با آلایندگی کم و همچنین استفاده از سوخت‌های جایگزین، در دستور کار مراکز تحقیقاتی جهان قرار گیرد.
در کشور ما نیز مصرف بی‌رویه فراورده‌های نفتی و محدودیت ظرفیت‌های پالایشگاهی برای تولید بنزین و گازوئیل، مشکل تأمین بنزین را تا حدی بغرنج کرده است که به­تازگی برخی مسؤولان، جیره‌بندی بنزین را به‌عنوان راه‌ چاره مطرح کرده­­اند.
هنگام ارزیابی جایگاه آینده گاز ­طبیعی به­عنوان یک سوخت جایگزین، باید نحوه رقابت آن با سایر سوخت­ها مدنظر قرار گیرد. با آن­که در حال حاضر، روی سوخت­های جایگزین تأکید می­شود اما این نکته حائز اهمیت است که صنعت خودروهای گازسوز نباید از پیشرفتی که در زمینه سوخت­های سنتی در حال شکل­گیری است، غافل شود.
برای کاهش آلودگی­ها می­توان از استراتژی­هایی استفاده کرد که برخی دراز مدت هستند و برخی دیگر را می­توان در خودروهای تولیدی فعلی دخالت داد . برای مثال چهار دسته از کنترل­ها را می­توان تعریف کرد؛ مانند:
۱) بهبود بازرسی تعمیرات.
۲) تعدیل­های سوخت، مانند تنظیم سوخت­های بنزین و گازوئیل (نسبت­ ترکیب با هوا).
۳) طراحی پیشرفته و دستیابی به سوخت­هایی با مصرف و آلودگی کمتر.
۴) تغییر جهت به سمت سوخت­های جایگزین.
اولین استراتژی عنوان شده، قابل کاربرد در خودروهای فعلی است. دومی ممکن است برای توسعه تجهیزات پالایشگاهی به زمان نیاز داشته باشد اما اگر کامل شود، به­سرعت به نقطه تأثیر می رسد. سومین استراتژی، نیازمند زمان برای توسعه فناوری­های جدید است، و چهارمی پذیرفته شده­ و گاهی اوقات نیازمند زمانی طولانی برای رشد ساختار سوخت­گیری و جایگزین شدن ناوگان خودروهاست. ]۱[
در مورد آخر، مهم است که کاربرد خودروهای گاز­سوز پذیرفته شود. خودروهای موجود می­توانند تبدیل شوند و شرایط سوخت­رسانی به ناوگان خودروها می­تواند در زمان کوتاه مهیا شود.
عرضه خودروهای گازسوز بیانگر آماده شدن زمینه برای پاکسازی­ محیط­زیست است. پیشرفت­های حاصل در آرژانتین و برنامه در دست اجرا در ونزوئلا، مثال­هایی از سرعت اجرای این اقدام است.
شاید برای صنعت حمل­و­نقل، بهتر باشد که جایگاه تمامی سوخت­های جایگزین را بپذیرد. صنعت حمل­و­نقل می­تواند متعاقبا" بر استفاده از سوخت­های جایگزین در موقعیت­های مناسب، متمرکز شود.
● تاثیر سوخت خودرو بر محیط­زیست و اقتصاد
آلودگی هوا از جنبه‌های مختلف آثار قابل ملاحظه‌ای در محیط­زیست به­جا می‌گذارد. انسان می‌تواند بدون آب و غذا چند روزی به حیات خود ادامه دهد اما بدون هوا نمی‌تواند بیشتر از چند دقیقه زندگی کند. کیفیت مناسب هوا برای سلامت انسان ضروری است. تهدید سلامت بشر، گیاهان و جانوران، کاهش کیفیت آب و خاک، از بین رفتن آثار و بناهای تاریخی و کاهش میدان دید از جمله آثار سوء آلودگی هوا هستند. کاهش میدان دید و از بین رفتن وضوح اشیای پیرامونی بر­اثر وجود آلاینده‌های مختلف در هوا احساس ناخوشایندی در انسان ایجاد می­کند. آسیب­ بافت‌های گیاهی، کاهش میزان رشد و نمو و یا توقف آن، افزایش حساسیت در برابر آفات و بیماری‌های گیاهی از جمله آثار زیانبار آلودگی هوا بر گیاهان است. گازهای سمی موجود در هوا باعث شیوع انواع سرطان‌ها، سوزش چشم، زایمان‌های زودرس، تحریک سیستم تنفسی، افزایش حساسیت در برابر عوامل بیماری­زا و بیماری‌های قلبی و بروز بیماری‌هایی چون برونشیت و ذات‌الریه و تشدید بیماری‌های مزمنی چون آسم و آمفیزم می‌شوند. ] ۲[
اگر این نکته را که میزان قابل­توجهی از بنزین تولیدی و وارداتی به علت تفاوت قیمت با کشورهای همجوار، به­صورت قاچاق از مرزهای شرقی خارج می‌شود، به ­مشکلات بالا بیفزاییم، به این نتیجه می‌رسیم که کشور ما در زمره کشورهایی قرار دارد که در آینده با معضل اساسی تأمین سوخت مورد­نیاز وسایل نقلیه روبه­رو خواهند­شد. لذا بررسی راه‌حل‌های موجود برای تامین سوخت مورد نیاز، ضروری به­نظر می­رسد. مشکلات گفته­شده نظیر محدودیت تأمین سوخت، آلودگی‌های ناشی از مصرف بیش از حد بنزین و بار اقتصادی تحمیل شده به دولت، موجب شده است مسؤولان به سمت کاهش مصرف سوخت خودروها، جایگزینی خودروهای فرسوده و استفاده از سوخت‌های جایگزین حرکت و برنامه‌هایی را در این زمینه تدوین کنند.
از میان راه‌حل‌های موجود، بنا به دلایلی نظیر عدم دسترسی به تکنولوژی روز در خودروسازی، ناتوانی اقشار آسیب‌پذیر در جایگزینی خودروهای فرسوده و همچنین وجود پتانسیل فراوان در زمینه استفاده از سوخت‌های جایگزین، به­خصوص گاز طبیعی، گزینه استفاده از سوخت‌های جایگزین عملی‌تر به نظر می‌رسد.
منابع آلوده­کننده هوا در دو گروه عمده قرار می‌گیرند:
الف) منابع آلاینده متحرک که معمولاً از جایی به جایی دیگر منتقل می‌شوند. خودرو‌ها، کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، هواپیماها، کشتی‌ها و قطارها در این گروه قرار می‌گیرند.
ب) منابع آلاینده ثابت که جایگاه نسبتاً ثابتی دارند، مانند دودکش کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها، معادن روباز و سطحی، دودکش‌های آب­گرمکن‌ها و دستگاه‌های حرارتی منازل و غیره.
در فعالیت‌های مختلف ثابت و متحرک، بار قابل­ملاحظه‌ آلودگی ناشی از سوزاندن انواع سوخت‌های فسیلی است. البته شرایط آب­و­هوایی در تعیین شدت آلودگی مناطق شهری نقش عمده‌ای دارد؛ به­طوری که در شرایط آب و هوایی مناسب، آلودگی شهرها ممکن است چندان مشکل­ساز نباشد ولی در غیاب این شرایط، مشکل آلودگی هوا جدی‌تر می‌شود.
اثرات اولیه و زیانبار آلودگی هوا، عمدتاً ناشی از غلظت نسبتاً پایین انواع مواد سمی در هوای شهرها طی دوره‌های طولانی است. محدود شدن جریان هوا در سطوح پایینی جو همراه وارونگی دمایی باعث افزایش غلظت آلاینده‌ها در جو می‌شود و ممکن است به یک فاجعه زیست­محیطی بینجامد. وارونگی دمایی یا جوی موقعی اتفاق می‌افتد که توده‌ای هوای گرم بالای توده‌ای از هوای نسبتاً سرد قرار گیرد. ساکن شدن هوا که به دنبال این پدیده بروز می‌کند، تخلیه نشدن گازهای آلاینده هوای شهرها بر­اثر جریان‌های بالاروی جوی را به دنبال دارد و انتشار مداوم گازهای سمی از خودروها، کارخانه‌ها و منازل، هوای شهرها را به شدت آلوده می‌کند.
● سوخت جایگزین
یکی از نیازهای اساسی زندگی، در اختیار­­ داشتن ذخایرکافی از انواع انرژی است. با افزایش جمعیت و رشد صنعت، به­خصوص در چند سال اخیر، استفاده‌ بیش از اندازه از منابع تولید انرژی باعث کاهش ذخایر سوختی شده­است. در حال حاضردو منبع اصلی تولید انرژی، سوخت­های فسیلی و شکافت هسته‌ای است. از آنجا ­که ذخیره نفت و گاز طبیعی رو­­­­به اتمام­ است­، پژوهش­های بسیاری برای تبدیل زغال سنگ به سوخت بهتر ( در شکل گازی آن) در جریان است. ]۳[
استفاده بیش از اندازه‌ از سوخت­های فسیلی مشکلات زیستی فراوانی در پی دارد و باید به دنبال سوختی دیگر بود که هم بتواند جایگزین آنها شود و هم در مقایسه با دیگر سوخت‌ها آلودگی کمتری ایجاد کند.
ارتقای توسعه سوخت‌های جایگزین و خودروهای مصرف­کننده این­گونه سوخت‌ها، به کاهش وابستگی کشور به سوخت فسیلی و بهبود کیفیت هوای شهرها منجر می‌شود. خودروهای مصرف­کننده سوخت‌های جایگزین از نوع سبک را برمبنای نوع سوخت جایگزین می‌توان به صورت زیر تقسیم‌بندی کرد­:
▪ گاز طبیعی فشرده و مایع،
▪ الکل (اتانول)،
▪ متانول،
▪ پروپان،
▪ الکتریسیته،
▪ اکسیژن،
▪ سلول سوختی،
▪ جلبک،
▪ انرژی هسته‌ای،
▪ بیودیزل،
▪ هیدروژن و هیدروکربن­های گازی. ]۴[
اکنون به معرفی سوخت­های جایگزین می­پردازیم :
▪ گاز طبیعی
خودروهای مصرف­کننده گاز طبیعی به سه دسته تقسیم می­شوند:
۱) خودروهایی که فقط با گاز طبیعی کار می‌کنند.
۲) خودروهایی که می‌توانند هم با بنزین و هم با گاز طبیعی کار کنند. این خودروها در کارخانه، دوگانه­سوز تولید شده‌اند.
۳) شبیه خودروهای نوع دوم اند ولی در کارگاه‌های صنعتی و با نصب کیت گازسوز، خودرو قابلیت مصرف گاز طبیعی را علاوه بر بنزین پیدا می‌کند.
▪ گاز طبیعی فشرده : [۱](CNG)
سوختی بی بو است و باید مواد بوزا به آن اضافه شود که در صورت نشتی قابل تشخیص باشد. استفاده از گاز طبیعی فشرده شده به­عنوان سوخت خودروها، یک تکنولوژی کاملاً شناخته شده است. به عنوان مثال، در ایتالیا از دههٔ ۱۹۴۰، گاز طبیعی فشرده برا ی خودروها مورد استفاده قرار گرفته و در مقایسه با LNG ومتانول که هردو از گاز طبیعی به دست می­آید، تکنولوژی خودروهای با سوختCNG، گسترش بیشتری یافته است. در حال حاضر در دنیا، بیش از ۱۱ میلیون خودروی گازسوز با سوخت CNG تردد می­کنند.
▪ گاز طبیعی مایع شده :[۲](LNG )
با توجه به پایین بودن دما، گاز نباید با بدن تماس داشته باشد زیرا باعث سوختگی پوست می شود. برای آشکار سازی گاز، می توان از مواد بوزا استفاده کرد.
در مقایسه با گاز طبیعی فشرده ، استفاده ازگاز طبیعی مایع به­عنوان سوخت در خودروها بسیار محدودتر است زیرا باید در دمای بسیار پایینی نگهداری شود.LNG به­عنوان سوخت وسایل نقلیه تنها در کشورهایی مانند آلمان، ژاپن و امریکا به­کار گرفته شده­است. در امریکا استفاده از گاز طبیعی مایع­شده برای وسایل نقلیه رشد بیشتری نسبت به سایر کشورها داشته است و مطابق برآوردها ۱۵۰۰ دستگاه وسیله نقلیه با این سوخت در آن وجود دارد. در مقایسه با ۹۰ هزار دستگاه خودرو با سوخت گاز طبیعی فشرده، بیشتر وسایل نقلیه ذکر شده، خودروهای سنگین مانند تراکتورها، کامیون ها و اتوبوس­ها هستند. در ژاپن نیز فعالیت­های تحقیق و توسعه در مورد به­کارگیری LNG در حال انجام است، ولی به­طور عمده در این کشور نیز وسایل نقلیه سنگین از سوخت گاز طبیعی مایع شده استفاده می­کنند.
گاز طبیعی مزایای پر­شماری در زمینه صرفه­جویی اقتصادی، خروجی آلاینده­ها از اگزوز­(محصولات احتراق)­، گازهای گلخانه­ای، امنیت، اشتغالزایی و فراوانی داخلی دارد.
اگرچه امروزه به توسعه مصرف گاز ­طبیعی در بخش حمل­و­نقل توجه بسیاری می‌شود اما ضمن تأکید بر ضرورت این موضوع، باید خاطرنشان کرد توجه به سایر سوخت‌ها از جمله الکل نیز می‌تواند در رسیدن به اهداف مورد نظر در برنامه توسعه مصرف گاز طبیعی و همچنین استفاده بهینه از ظرفیت‌های موجود کمک کند. الکل‌های اتانول و متانول به­عنوان سوخت در خودرو کاربرد دارند. متانول الکلی است که از گاز طبیعی به­دست می‌آید اما می‌توان آن را از زغال­سنگ و یا بیومس [۳] نیز استخراج کرد. انتظار می‌رود متانول در مقایسه با بنزین، منواکسید­کربن و هیدروکربن‌های بدون متان کمتری منتشر کند. اتانول الکلی است که از بیومس ذرت، نیشکر، علف‌ها، درختان و ضایعات کشاورزی گرفته می‌شود. در ادامه به معرفی بیشتر آن خواهیم پرداخت.
▪ اتانول
استفاده از اتانول به­عنوان سوخت کامل یا سوخت ترکیبی در بنزین، امروزه در جهان با سرعت زیادی رو به گسترش است. اهمیت روز­افزون مسائل مربوط به محیط­زیست و جلوگیری از آلودگی آن و استفاده از انرژی­های تجدید­پذیر از عواملی هستند که امروزه توجه کشورهای جهان را به فواید استفاده از سوخت اتانول معطوف کرده­اند.
در ایران با توجه به وجود منابع بالقوه مواد اولیه تولید اتانول حاصله از ملاس­های نیشکری و چغندری، مواد نشاسته­دار نظیر ذرت، گندم و مواد لینکو­سلولزی نظیر ضایعات چوب، ضایعات کشاورزی، کاغذ­های بازیافتی از زباله و غیره امکان تولید اتانول فراهم است. استفاده از اتانول عموماً با ترکیب ۱۰درصد اتانول و ۹۰­درصد بنزین در دنیا رواج دارد که به نام سوخت E۱۰ معروف شده­است. این سوخت یکی از رایج­ترین سوخت­های موجود در امریکاست. در برزیل این ترکیب شامل ۲۰ تا ۲۵­درصد اتانول و در سوئد ۵ درصد اتانول است.
رقیب اصلی اتانول در بازار ترکیبات اکسیژن دار در جهان[۴]MTBE است. MTBE به­طور معمول در سالیان گذشته بیش از اتانول بوده­است اما با توجه به گزارش­های متعدد درمورد آلودگی آب­های زیر­زمینی توسط MTBE ادامه استفاده از این ماده در بسیاری از کشورهای مورد تردید است.
انسان از سه طریق بلعیدن یا آشامیدن ، استنشاق و تماس پوستی می­تواند در معرض MTBE قرار گیرد و سلامتش تهدید شود.
اولین مرحله در آلودگی منابع آب، ورود این ماده به اجزای محیط­زیست است. مهمترین منابع ورود MTBE به محیط­زیست نشت از تانکر­ها و ذخایر زیرزمینی، لوله­ها و اتصالات وسایل و جایگاه­های سوخت­گیری، وسایل نقلیه موتوری با سوخت بنزین و قایق­های موتوری هستند که بر­حسب جایگاه و نوع منبع، این ماده می­تواند وارد هوا و خاک و آب شود. ]۵[
اتانول به­عنوان جایگزین MTBE اثرات منفی زیست­محیطی ناشی از آن را ندارد و درصورت جایگزینی، با کارایی یکسان که با عدد اکتان سوخت حاصل سنجیده می­شود، در شرایط فعلی ۶ درصد به قیمت بنزین افزوده می شود. انتظار می رود با افزایش مصرف این افزودنی، قیمت کاهش یابد. ]۶[
▪ متانول
متانول تقریباً به عنوان الکل چوب شناخته می‌شود و به­عنوان سوختی جایگزین و غیر قابل تغییر (نسبت ترکیب ۸۵% اتانول و ۱۵% بنزین : E۸۵) در وسایل نقلیه است.متانول (CH۳OH) سوختی الکلی است. امروزه قسمت عمده متانول در جهان طی فرایندی با استفاده از گاز طبیعی تولید می‌شود. با وجود این برای کاهش واردات نفتی، به قابلیت تولید متانول از ذخایر غیر­نفتی مانند زغال‌سنگ یا دیگر مواد آلی (بیومس) بسیار توجه می‌شود. به­تازگی M-۸۵ ، ‌به­عنوان سوخت جایگزین متانول مورد استفاده قرار می‌گیرد. در آینده امکان استفاده از متانول خالص یا M-۱۰۰ نیز وجود دارد. همچنین متانول قابل تبدیل به یک اتر، MTBE، است که برای افزایش اکتان و ایجاد بنزین اکسیژن‌دار­، با بنزین ترکیب می‌شود.
▪ پروپان
گاز نفتی مایع (LPG) عمدتاً شامل پروپان­، پروپیلن­، بوتان و بوتیلن در ترکیبات مختلف است. ترکیب اصلی برای تمامی سوخت­ها در بعضی کشور­ها، پروپان است. پروپان به­عنوان محصول فرعی فراوری گاز­طبیعی حاصل از نفت و تصفیه نفت تولید می‌شود. به­علاوه از کاهش پروپان نیز به دست می‌آید. اجزای تشکیل دهنده LPG گازهایی در فشار و دمای طبیعی­اند.
▪ الکتریسیته
اختراع ژنراتور­الکتریکی و تولید الکتریسیته از این راه، در مقایسه با تولید الکتریسیته به­ وسیله باتری، پیشرفت بسیار مهمی بود. برای تولید الکتریسیته به وسیله باتری لازم بود فلزهای گران­قیمتی مانند مس، قلع و روی بر­اثر واکنش‌های شیمیایی به­مصرف برسد اما ژنراتور­الکتریکی با سوخت زغال‌سنگ که موتور بخار را به حرکت در می‌آورد، ‌کار می‌کرد و تولید الکتریسیته از این راه ارزانتر تمام می‌شد. در همان سال، جوزف هنری به کشف دیگری نایل شد که در­حقیقت عکس اختراع فاراده بود. جوزف هنری نشان داد که چگونه می‌توان به کمک جریان الکتریسیته چرخی را به چرخش درآورد. هنری نخستین موتور­الکتریکی را اختراع کرد اما پیل­های سوختی به تحقیق ­و­ جست­وجو نیاز دارد. باتری­های [۵]EV دارای محدودیت ظرفیت ذخیره­اند و باید مرتبا شارژ شوند. پیل­های سوختی حاصل تبدیل مواد شیمیایی به انرژی الکتریسیته هستند.
الکتریسیته در میان دیگر سوخت­های جایگزین از آن رو منحصر به­فرد است که نیروی مکانیکی­، به­طورمستقیم از نیروی الکتریسیته حاصل می‌شود؛ در حالی­که دیگر سوخت­های جایگزین از طریق احتراق­، انرژی شیمیایی ذخیره شده را برای فراهم آوردن نیروی مکانیکی­، آزاد می‌کنند. نیروی محرکه توسط یک موتور­الکتریکی از الکتریسیته تولید می‌شود. جریان الکتریسیته که نیروی لازم را در اختیار وسیله نقلیه می‌گذارد­،‌ عموماً توسط باتری تولید می‌شود اما فیول­سل‌ها نیز مورد مطالعه ­و ­بررسی قرار می­گیرند. باتری­ها ابزارهای ذخیره انرژی‌اند اما فیول­سل‌ها بر­خلاف باتری­ها­، انرژی شیمیایی را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.
▪ اکسیژن
از تقطیر هوای مایع تولید می‌شود و در آزمایشگاه با گرم­کردن Kclo۳ یا Mno۲به­دست می‌آید. در پولادسازی (۶۵درصد)، سنتز ( برای نمونهHno۳ ، ۴So۲H ، اتیلن‌اکسید )، جوشکاری،‌ معدنکاری، ‌تهیه مواد منفجره سوخت موشک، تصفیه فاضلاب و غیره به کار می‌رود.
▪ سلول سوختی
ترکیب الکتروشیمیایی هیدروژن و اکسیژن تولید الکتریسیته می‌کند. بر این اساس، طراحی و ساخت سلول­های سوختی پی‌ریزی شد .
نخستین پرسش کسانی که در این زمینه کار می‌کنند­، منابع تأمین انرژی است. هیدروژن مایع که یک ماده پرانرژی است باید در دمایی نزدیک به صفر مطلق نگهداری شود و متانول که در دمای اتاق مایع است، به عنوان منبع مهم هیدروژن مد نظر قرار دارد ولی به­دست آوردن هیدروژن آن، معمولاً‌ مستلزم یک رشته تغییر و تبدیل­های شیمیایی پر­زحمت است. افزودن کاتالیزگر پلاتین، اغلب مورد­نیاز است. مجموعه این عوامل و عوامل متعدد دیگر طراحی سلول­های سوختی را پیچیده‌تر می‌کند و اغلب نیازمند اجزای بسیار دقیق‌ است. سلول سوختی می‌تواند در تولید خودروها و یا وسایل نقلیه دیگر در آینده مورد استفاده قرار گیرد.­
▪ جلبک
جلبک از این رو برای سوخت مناسب است که می­توان آن را برای تهیه الکل بدون آلودگی یا با آلایندگی کم، استفاده کرد. البته چوب گیاهان و همچنین نوعی گلسنگ (قارچ و جلبک همزیست) به­نام "­کدادونیافرانژفرینا­" را نیز می‌توان به الکل تبدیل کرد. استفاده از چوب برای سوخت به دلیل از­بین­رفتن درختان­، کمبود منابع تهیه چوب و همچنین رشد کند آن­، چندان مناسب به­نظر نمی‌رسد ولی جلبک بسیار سریع رشد می‌کند. محل رشد جلبک در آب به­خصوص آب­های شور است و چون دریاها و منابع آبی در بیشتر مناطق وجود دارند­، جلبک منبعی فراوان و ارزان به­شمار می‌آید. به­علاوه جلبک در کاهش دی‌اکسید کربن هوا مؤثر و آلایندگی الکلی که از آن به دست می‌آید، کم است.
▪ انرژی هسته‌ای
تابش‌های یک عنصر رادیواکتیو مانند اورانیوم، انرژی بسیاری دارد، مثلاً انرژی پرتوهای گاما بسیار بیشتر از نور است. ذرات آلفا و بتا با سرعت ده‌ها ­هزار کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند و این سرعت حرکت، انرژی بسیاری به آنها می‌دهد. پیرکوری نخستین بار تعیین کرد عنصرهای رادیواکتیو چند انرژی تولید می کنند. او در سال ۱۹۰۱ میلادی (۱۲۸۰ شمسی) تعداد انرژی‌ای را که عنصر رادیواکتیو رادیوم تولید می‌کند، اندازه‌گیری کرد. مقدار رادیوم در دست او بسیار کم بود. بااین همه در پژوهش­هایش به این نتیجه رسید که اگر ۲۸­ گرم از این عنصر را یکجا درنقطه‌ای قرار دهند، انرژی‌ای که این مقدار رادیوم تولید می‌کند (به صورت پرتو یا ذرات) در یک ساعت حدود ۴۰۰۰ کالری خواهد بود.
چنین به نظر می­رسد که این مقدار انرژی چندان زیاد نیست. اگر ۲۸ گرم تیت را بسوزانیم ۳۲۵ هزار کالری انرژی می­دهد که تقریباً ۸۰ برابر انرژی‌ای است که ۲۸گرم رادیوم در یک ساعت تولید می‌کند، اما همه انرژی‌ای که از سوزاندن ۲۸ گرم تیت به­دست می‌آید همان ۳۲۵ هزار کالری است؛ درصورتی­که ۲۸ گرم رادیوم بعد از آن­که در یک ساعت ۴۰۰۰ کالری انرژی تولید کرد هنوز هم انرژی بسیاری در خود ذخیره دارد. ۲۸ گرم رادیوم در هر ساعت ۴۰۰۰ کالری انرژی تولید می­کند. بنابراین در ۸۰ ساعت به­ اندازه انرژی حاصل از سوزاندن ۲۸ گرم تیت انرژی تولید می‌کند و در هر ۸۰۰ ساعت ۱۰ برابر و به­همین ترتیب هر چه زمان بیشتری بگذرد، انرژی بیشتری حاصل خواهد شد.
▪ بیودیزل
بیودیزل (منو اکلیل استر) یک سوخت گازوئیلی پاک است که از منابع طبیعی و قابل­تجدید مانند روغن­های گیاهی ساخته می­شود .
بیودیزل درست مانند گازوئیل نفت در موتورهای احتراقی می­سوزد و برای این کار نیاز به تغییر موتور نیست. بیودیزل ظرفیت و دامنه کار گازوئیل را حفظ می­کند .­
استفاده از بیودیزل در یک موتور گازوئیلی معمولی به کاهش­ اساسی هیدروکربن­های نسوخته، منواکسید کربن و ذرات معلق منجر می­شود­. خروج اکسیدهای نیتروژن بسته به سیکل کاری و روش­های آزمایشی، کمی کاهش و یا افزایش می یابد. با به­کار بردن این سوخت، از سهم کربن موجود در ذرات معلق کاسته می­شود (چون اکسیژن موجود در بیودیزل احتراق کامل به دی اکسید کربن را ممکن می­کند­). بخش سولفات از بین می­رود زیرا در این سوخت اصلاً سولفور وجود ندارد اما قسمت محلول یا هیدروکربن به­همان صورت باقی­می­ماند یا افزایش پیدا می­کند، بنابراین بیودیزل با تکنولوژی جدید، علاوه بر اقتصادی بودن، باعث افزایش طول عمر موتور و همچنین افزایش قدرت موتور می شود.
▪ هیدروژن
سوخت­های فسیلی از زغال تا نفت و گاز طبیعی به­عنوان منبع انرژی به سرعت جایگزین چوب­، آب­، باد و روغن­های حیوانی شدند. صنایعی مانند فولاد و سیمان مصرف­کنندگان عمده سوخت­های فسیلی هستند. امروزه سوخت­های فسیلی ۸۵ درصد از کل مصرف انرژی را تشکیل می دهند. از سوخت­های فسیلی به­سوی سوخت­های هیدروژنی حرکت خواهیم کرد و حتی باید احیای شگفت­آور انرژی هسته­ای را برای تولید هیدروژن در نظر بگیریم­.
گاز هیدروژن (H۲) برای استفاده در موتورهای احتراقی و وسایل­نقلیه الکتریکی باتری­دار مورد تحقیق ­و ­بررسی قرار می­گیرد.
▪ هیدروکربن­های گازی
هیدروکربن­های گازی به­عنوان تنها سوخت­های تمیزی که به آسانی در دسترس قرار دارند، مورد توجه قرار گرفته­اند. به­ویژه کوچکترین آنها، متان، که به علت نسبت بالای هیدروژن به کربن و ا­نتشار گاز گلخا­نه­ای کمتر مورد توجه است. گروه­های مهندسی شیمی دا نشگاه پنسیلوانیا و مؤسسه فناوری ماساچوست به تازگی طی گزارشی، پیشرفت­های مهمی را در زمینه فناوری استخراج سوخت و استفاده از هیدروکربن­ها به­عنوان سوخت­های تمیزتر و کار آمدتر برای آینده نوید داده­اند بنا­بر­این آنچه ضروری است، آشنایی بیشتر نسل حاضر با این نوع سوخت است .
● دلایل انتخاب CNG به جای سوخت­های دیگر
سوخت­های آینده، نیازمند حفظ مزایا و اجتناب از معایب سوخت­های امروزی هستند، به عبارت دیگر می­بایست موارد زیر را تامین کنند : ]۷[
۱) امنیت عرضه
۲) قابلیت رقابت اقتصادی
۳) توجه به محیط­ زیست و حفاظت از آب و هوا
علاوه بر این، سوخت­های جایگزین به امنیت عرضه در بازارهای منطقه­ای و جهانی کمک می­کنند و باید از قابلیت رقابت اقتصادی با سوخت­های دیگر برخوردار و یا حداقل در دسترس باشند. سرانجام سوخت­های جایگزین باید حفاظت از هوا و محیط­زیست را نیز مد نظر قرار دهند. البته هیچ حامل انرژی که قادر به تأمین کلیه این نیازها باشد وجود ندارد. گاز طبیعی بزرگترین ذخیره سوخت­های فسیلی است و ترویج استفاده از آن، منفعتی جهانی در­پی خواهد داشت.
امتیازات استفاده از گاز­طبیعی به‌عنوان منشأ سوخت عبارتند از :
الف) کاهش آلودگی هوا
ب) کاهش مصرف فراورده‌های نفتی
ج) کاهش یارانه بخش حمل­و­نقل
د) ایمنی بیشتر خودروها
ه) سایر منابع اقتصادی
● نتیجه­گیری
بنزین به­­رغم فراهم­آوردن امکان جابه­جایی و در نتیجه پیشرفت­های اقتصادی و اجتماعی، به­عنوان یکی از بزرگترین منابع آلوده­کننده محیط­زیست چه در سطح جهانی و چه در سطح ملی مطرح است. با توجه به بحران آلودگی محیط­زیست به ویژه در شهرهای بزرگ و تأثیر سوخت‌های فعلی بر این بحران و از سوی دیگر هزینه بالای سوخت‌های فسیلی، در سال‌های اخیر توجه سازندگان خودروها به استفاده از سوخت‌های جایگزین معطوف شده­است. گاز طبیعی (CNG) که در شکل‌های متفاوتی از جمله فشرده به­عنوان سوخت خودروها به­کار گرفته می‌شود، یکی از انواع سوخت‌های جایگزین است که با توجه به فراوانی آن در بسیاری از کشورها از جمله ایران، ارزان است و استفاده از آن می‌تواند در تعدیل سبد انرژی کشور نقش اساسی داشته­باشد]۸[ ولی به نظر نگارنده مقاله، بهترین گزینه نیست.
دوگانه­سوز کردن خودروها باعث صرفه جویی در مصرف بنزین نمی­شود بلکه این روش تغییری در نوع سوخت است و در آینده به علت افزایش قیمت جهانی گاز، مقرون به­صرفه نخواهد بود. هر چند ایران با منابع عظیم گازی، مزیتی در این زمینه دارد که دیگر کشور­ها فاقد آن هستند اما این منبع گازی، زمانی رو به افول خواهد رفت و قیمت جهانی آن نیز تابع متغیرهای غیر­قابل پیش­بینی است.
با توجه به مطالب عنوان شده، بسیاری از خودروسازهای مطرح دنیا به دنبال سوخت گازوئیل هستند؛ سوختی که مطابق یک قانون چهل ساله­، مصرف آن در ایران ممنوع شده­است.
سوخت خودروهای گازوئیل­سوز، گازوئیل کم با مقدار گوگرد کم (نفت و گاز کم گوگرد) است.
نقش خودروهای گازوئیل­سوز در کاهش آلایندگی محیط­زیست و مصرف سوخت، بسیار مؤثر است؛ به­طوری­که در یک پیمایش مساوی با خودروهای بنزین­سوز، مصرف سوختی در حد نصف دارند و این موضوع مزیت مهمی است که نباید از آن غافل بود. ]۹[

سعادت ­صرامی، کارشناس مهندسی مکانیک­ دانشگاه ­صنعتی ­شریف
کارشناس مونتاژ شرکت ­سایپا
منابع
]۱[. گزارش سوخت­های پاکیزه، ۱۹۹۶.
]۲[. حبیب­الله هادی، " عزم ملی برای حفاظت از محیط­زیست"
]۳[. زینب صابریان ، فاطمه موحد­طاهر " معرفی جایگزین­های سوخت" مقاله تحقیقی
]۴[. ماهنامه اندیشه­گستر­سایپا " چشم­انداز استفاده از اتانول در خودروهای ایرانی"
]۵[. محمد کوشافر، "اثر MTBE در آلودگی منابع آب " ، مجموعه مقالات همایش مصرف سوخت در خودرو، صفحه ۲۹۹، ۱۳۸۱.
]۶[. انجمن صنفی تولید­کنندگان الکل،"تولید اتانول سوختی و امکان استفاده از آن در سوخت اتومبیل در ایران" ، گزارش­های داخلی معاونت امور انرژی وزارت نیرو، ۱۳۸۳ .
]۷[. سایت سازمان بهینه­سازی مصرف سوخت و انرژی "پرسش و پاسخ"
]۸[. انجمن خودروهای گازسوز امریکای لاتین، انجمن بین‌المللی خودروهای گازسوز، خبرگزاری شانا، Yale Global، وال استریت ژورنال؛ ۱۶ ژانویه ۲۰۰۶، شبکه تحلیلگران تکنولوژی ایران
]۹[. دنیای اقتصاد " گاز­سوز کردن روش صرفه­جویی در مصرف بنزین نیست" مصاحبه با رئیس سازمان بهینه سازی مصرف سوخت ، صفحه ۱۶ ، ۱۴/۰۵/۸۶
[۱] - Compressed Natural Gas
[۲] - Liquefied natural gas
[۳] - Biomass
[۴] - Methyl Tert-Butyl Ether
[۵] - Electric Vehicle

منبع : اندیشه گستر سایپا