آیا جلبک‌های سبز، نفت سیاه را از میدان به‌در می‌کنند؟

با گرم شدن فزاینده زمین و پیامدهای تهدیدکننده زیست محیطی آن، امید تازه پژوهشگران به تهیه سوخت زیستی از جلبک‌ها است.
وقتی با پل وودز از میان مزارع سرسبز خارج از وست‌پالم‌بیچ می‌گذشتیم،‌ چشم‌بند بر چشمانم نبسته بود؛ اما طوری نگاهم می‌کرد که انگار به این موضوع فکر کرده است. وودز، مدیرعامل جسور ۴۶ ساله شرکت تازه تاسیس سوخت‌های زیستی با نام الگ‌نول است و اسرار شرکتش را خیلی خیلی جدی می‌گیرد. به غیر از کارمندان رسمی بخش انرژی آمریکا، ‌من اولین فرد غریبه‌ای بودم که از تجهیزات آزمایشگاهی آن‌ها دیدن می‌کردم.
ما وارد یکی از خروجی‌های جاده شدیم و و در میان دیواره‌های گیاهی بی‌نام و نشانی، درست در وسط محوطه‌ای مسطح در بین درختان نخل توقف کردیم. آن‌جا،‌ در واحدی به اندازه نصف یک زمین بسکتبال،‌ جایی بود که وودز خودش را از دنیا مخفی کرده‌ بود. در کنار پنجره‌های پلاستیکی که نور خورشید را به درون می‌تاباندند، ردیف‌های متعددی از لوله‌های سفید‌رنگ قرار داشت که با مایعی به رنگ سبز تیره لجنی پر شده بودند. این مایع، مخلوطی از آب و جلبک ( ارگانیسم گیاه‌مانندی که به نور خورشید و دی‌اکسید کربن نیاز دارد) است.
وودز می‌گوید که وی و شرکایش با مالکیت اختصاصی این نوع جلبک که به سرعت در حال تکثیر است، ‌قصد دارند نوعی سوخت زیستی به دنیا عرضه کنند که نسبت به نفت یا اتانول بدست‌آمده از ذرت، سبزتر و ارزان‌تر باشد. او می‌افزاید:« ما در نهایت می‌خواهیم ۲۰ میلیارد گالن تولید داشته باشیم و در قیمت دست به رقابت بزنیم. ما با بازار فروش، تنها یک سال فاصله داریم.»
چنین پیش‌بینی‌های متهورانه‌ای در صنعت سوخت‌های زیستی کاری معمول و پیش پا افتاده است. اما چنان که در همایش اوج انرژی آینده دنیا، در تاریخ ۱۹ ژانویه در ابوظبی بحث شد، سال ۲۰۰۸ برای کسانی که می‌خواستند سوخت‌های نفتی را با گیاهان جایگزین کنند، سال خوبی نبود.
صنعت اتانول ذرت آمریکا که با یارانه‌های دولتی پر و بال گرفته بود، در سال گذشته سقوط کرد. بدتر این‌که، چنان که تعدادی از مطالعات نشان داده‌اند، اتانول ذرت، جدا از این که بخواهد یک سوخت سبز جایگزین باشد، باعث تورم در قیمت مواد غذایی و ایجاد سطوح بالاتری از گازهای گلخانه‌ای نسبت به سوخت‌های گازوییلی شد، چرا که یارانه‌های سوخت‌های زیستی در واقع تبدیل به مشوقی برای نابودی جنگل‌ها شدند. ناتانائل گرین، از تحلیل‌گران انجمن حمایت از منابع طبیعی در آمریکا می‌گوید:« هر چه که باشند، سوخت‌های زیستی سنتی مانند اتانول یا ‌موتورهای زیستی، ما را به مسیر غلطی می‌کشانند.»
اما رها کردن گزینه سوخت‌های زیستی در حال حاضر کار اشتباهی است. واقعیت این است که خودروها،‌ کامیون‌ها و هواپیماها، عامل انتشار ۱۳ درصد از گازهای گلخانه‌ای هستند (‌البته این نسبت در کشورهای توسعه یافته خیلی بالاتر است) و هیچ راه‌حل فوری برای قطع وابستگی ساکنین زمین به هواپیماهای جت و موتورهای احتراق داخلی برای حمل و نقل و جابجایی وجود ندارد. حتی فناوری‌هایی که چنین نویدی داده‌اند، ‌مانند ماشین‌های برقی، سال‌ها با رسیدن به استفاده عمومی فاصله دارند و علاوه بر آن، نیاز به تغییرات گسترده‌ای در زیرساخت‌های حمل و نقل از جمله جایگاه‌های شارژ و الکتریسیته پاک دارند.
جان دسیکو، مرد اول استراتژی‌های مربوط به خودرو در صندوق حمایت زیست محیطی آمریکا می‌گوید: « مهم‌ترین مساله‌‌ای که می‌توان عنوان کرد، این است که در حال حاضر برای اعلام ناکارآمدی هر گزینه‌ای خیلی زود است. مساله‌ واقعا جدی است.»
خوش‌بختانه کارخانه‌های آمریکا و اروپا در جستجوی راه‌های جایگزینی برای سوخت‌های زیستی گرفته شده از مواد غذایی هستند و در این جستجو از گیاهان آمریکای شمالی گرفته تا جلبک‌های دریایی، ‌به سراغ همه چیز رفته‌اند. هر فناوری تازه‌ای مضراتی دارد و هنوز هیچ‌کدام به طور کامل آماده نیستند. اما در دنیای در حال گرم شدن و با منابع نفتی محدود، ما گزینه‌های کمی برای انتخاب داریم و آن‌ها را دنبال می‌کنیم.
● کاربرد علم
ذرت و نیشکر اولین محصولاتی بودند که تبدیل به سوخت زیستی شدند،‌ چراکه تخمیر قندهای این گیاهان و تبدیل آن‌ها به اتانول ساده است. اما گیاهان به غیر از قندها و بخش‌های خوراکیشان، ‌قسمت‌های دیگری هم دارند. سلولز را در نظر بگیرید ، مولکول آلی فراوان و سختی که غشای سلولی تمام گیاهان را می‌سازد. طبیعت، برای مثال در معده گاوی که چمن را می‌جود و یا موریانه‌ای که از چوب تغذیه می‌کند، آنزیم‌هایی فراهم آورده که سلولز را به قند تبدیل می‌کنند. اما بنا به نظر لی لیند، در حال حاضر و در مقیاس صنعتی،‌ تبدیل سلولز به شکلی که در تولید سوخت قابل استفاده باشد، ، خیلی گران‌قیمت است. لی لند، مهندس محیط زیست در کالج دارتموث آمریکا و از موسسین ماسکوما، شرکت تازه تاسیسی است که بر روی فناوری‌های سلولزی به عنوان سوخت زیستی آزمایش می‌کنند.
پیشرفت در این زمینه بسیار کند است. با این حال، ‌اکنون شرکت‌های آمریکایی متعددی‌ بر سر تصاحب رتبه اول بازار اتانول سلولزی با هم در رقابتند و در این راه بر کمک اعتبار مالیاتی جدید آمریکا برای بازارهای سوخت‌های زیستی که ارزش آن ۱.۰۱ دلار برای هر گالن است، حساب باز کرده‌اند‌. این کمک دولتی به آن‌ها کمک می‌کند تا از عهده مخارج سنگین اولیه برآیند و بدین طریق، سوخت‌های سلولزی را در رقابت سخت‌تری با نفت قرار دهند.
در شرکت ماسکوما، لیند بر یافتن و استفاده از نوعی باکتری تمرکز کرده که می‌تواند سلولز را هضم کند و طی یک مرحله ساده، اتانول را از دهانش استخراج کرد. وی این کار را فرایند زیستی یکی‌شده می‌نامد. این کار، هزینه‌های تولید را به نحوی چشمگیر کاهش می‌دهد و وی معتقد است شرکتش بالاخره می‌تواند حتی بدون یارانه‌های دولتی، اتانول را بسیار ارزان‌تر از گاز تولید کند. شرکت‌های بزرگ نیز به این طرح علاقه‌مند شده‌اند؛ به‌طوری‌که ‌ماسکوما اخیرا قراردادی را با جنرال موتورز برای تولید سوخت سلولزی امضا کرده است. این شرکت در حال برنامه‌ریزی برای راه‌اندازی واحدهای مالی در میشیگان است.
سایرین نیز در تلاش برای پیشرفت در این زمینه‌اند. ورنیوم،‌ یک کارخانه دو ساله واقع در کمبریج،‌ در حال کامل کردن کار روی یک گیاه تزیینی است که برای اولین بار در خاک آمریکا به عمل می‌آید. این گیاه که در لوییزیانا پرورش داده می‌شود،‌ قادر است غالبا از پسماندهای نیشکر، سالانه ۱.۴ میلیون گالن معادل ۵.۳ میلیون لیتر اتانول سلولزی تولید کند. ورنیوم امیدوار است مشارکتی که اخیرا با غول انرژی، بی.پی شکل گرفته است،‌ بتواند فرآیند به ثمر رساندن این پروژه را تسریع کند.
کارلو ریوا، مدیر اجرایی این کارخانه می‌گوید: «شما ممکن است کاری را در آزمایشگاه انجام دهید و بسیار عالی و کامل باشد، اما آن چه در دنیای واقعی روی می‌دهد، بسیار متفاوت است. شما مجبورید که با امتحان آن در دنیای واقعی بیاموزید که چه باید کرد.»
اما تعداد شرکت‌هایی که در زمینه شکستن سلولز تجربه عملی زیادی داشته باشند، نسبت به شرکت نووزیمز دانمارک که بزرگ‌ترین تولیدکننده در تولید آنزیم‌های صنعتی است، بسیار اندک است. نووزیمز از قدیم برای اهداف زیستی- صنعتی مانند تصفیه فاضلاب، آنزیم تولید می‌کرده؛ اما در سال‌های اخیر به سوخت‌های زیستی روی آورده است، ابتکاری که در حال حاضر سریع‌ترین رشد را در بازار کاری خود دارد.

این شرکت از شکارچیان آنزیم‌هایی استفاده می‌کند که تمام جهان را گشته‌اند تا بهترین باکتری‌هایی که بتوانند سلولز را هضم کنند، پیدا کنند. کار کثیفی است، توده‌های کود یکی از بهترین مکان‌ها برای این جستجو به حساب می‌آیند! اما وقتی می‌توانید از ابزارهای فناوری زیستی برای تولید آنزیم‌های بهتر در آزمایشگاه استفاده کنید،‌ چرا باید منتظر بمانید که طبیعت آن را به شما بدهد؟
در واحد پژوهش این شرکت واقع در ویویس، دانشمندان نووزیمز در حال بررسی و دست‌کاری ساختار ژنتیکی آنزیم‌های منتخب هستند تا توانایی شکست سلولز را درآن‌ها بالا ببرند، فرایندی که تکامل هدایت‌شده نامیده می‌شود. لارس هانسن،‌ رییس نووزیمز در آمریکای شمالی می‌گوید: «سلولز در برابر شکسته شدن مقاوم است، اما فناوری زیستی برای حل این چالش تکاملی در حال رشد است.»
● امیدواری برای فناوری زیستی
حتی این امید وجود دارد که فناوری زیستی بتواند سوخت‌های زیستی بهتری بسازد. یکی از نکات منفی استفاده از اتانول این است که موتور استاندارد خودروهای فعلی برای سوزاندن آن نیاز به تغییر و یا افزودن قطعات جدید دارد. علاوه بر آن، اتانول برای عبور از لوله‌هایی که مواد نفتی را وارد بازار مصرف می‌کنند، بسیار خورنده است. اما شرکت امیریس واقع در امریویل، در حال استفاده از مهندسی ژنتیک برای تولید مخمرهایی است که می‌تواند با طرح‌های مشتری سازگار شود. سوخت‌های تجدید‌پذیری که تمام امتیازات هیدروکربن‌ها را مانند سهولت جابجایی و تراکم بالای انرژی دارا است و زیانی برای طبیعت ندارند.
نیل رنینگر، از موسان این شرکت می‌گوید: «ما چیزی می‌خواهیم که در زیرساخت‌های هستی آینده جای بگیرد.» این شرکت در آبان ماه گذشته، با اجرای طرح آزمایشی این گیاه نشان داد که می‌تواند سالانه ۲.۴ میلیون گالن (معادل ۹ میلیون لیتر) سوخت تجدیدپذیر تولید کند و تا سال ۲۰۱۱، قصد دارد تا ۲۰۰ میلیون گالن (معادل ۹۰۰ میلیون لیتر) سوخت به بازار تزریق کند.
اما در این‌جا تنها یک مشکل وجود دارد، طراحان سوخت در شرکت امیریس هنوز به مواد غذایی وابسته‌اند ( این ماده غذایی در حال حاضر، نیشکر است). با این‌که نیشکر در مقایسه با ذرت منبع غنی‌تری برای تولید سوخت است، باز هم جزو محصولات غذایی حساب می‌شود و مشکل بتوان گفت که شرکت امیریس بدون اثر گذاشتن روی منابع غذایی چگونه قادر خواهد بود در واقعیت، فناوری‌اش را گسترش دهد.
● جلبک، بهترین جایگزین
اما جایگزینی وجود دارد که ارزان‌تر و فراوان‌تر است و هیچ یک از مضرات محصولات کشاورزی را ندارد و آن جلبک آبی است. حتی برخلاف اتانول سلولزی که به نوعی نیازمند مزرعه برای کشت است،‌ جلبک متنوع باغی در هر جای گرم و آفتابی رشد می‌کند و به جای آب شیرین گران‌بها در آب شور پرورش می‌یابد. علاوه بر همه این‌ها، جلبک از کربن تغذیه می‌کند، آن هم به مقدار زیاد. بنابراین واحدهای رشد و تکثیر جلبک‌ها می‌توانند بالقوه دو کار انجام دهند:‌ هم منبع انرژی تجدیدپذیر باشند و هم برای کربن حاصل از کارخانه‌هایی که با سوخت فسیلی کار می‌کنند، چاره‌ای باشند.
جیسون پیل، مدیرعامل شرکت انرژی کبود می‌گوید:« ما به دنبال محصولی هستیم که زمین و آب را برایمان نگاه دارد و به نسبت دی‌اکسیدکربن تولیدی، انرژی فوق‌العاده‌ای داشته باشد.» شرکت وی که در سن‌دیگو، کالیفرنیا واقع شده؛ یکی از بهترین شرکت‌های نوپا در حوزه سوخت زیستی است.
اما هیچ شرکتی به اندازه الگ‌نول آقای وودز در مورد جلبک سرسخت و کله‌شق نیست. وی این شرکت را در سال ۱۳۸۵ / ۲۰۰۶ تاسیس کرد، اما از سال ۱۳۶۳ / ۱۹۸۴، زمانی که هنوز مشغول به تحصیل بود، به ایده پایه‌ای تاسیس این شرکت رسیده بود و از آن زمان در حال بررسی توانایی‌های با‌لقوه جلبک بوده است.
اکثر کارخانه‌های جلبک، آن را برداشت می‌کنند و با فشرده‌سازی آن، روغنی استخراج می‌کنند که طی فرایندهای بعدی تبدیل به سوخت می‌شود. اما در شرکت الگ‌نول، در فضای بخاری مانند و با فرایندی شبیه تعریق، روغن جلبک را می‌گیرند و به مایع تبدیل می‌کنند. به گفته وودز، سیستم‌های او سالانه می‌توانند تا ۶هزار گالن تولید کنند. این مقدار که معادل ۷۰۰،۲۲ لیتر اتانول به ازای هر جریب زمین است، در مقایسه با ۳۷۰ گالن (۱۴۰۰ لیتر) به ازای هر جریب اتانول ذرت، رقم بسیار بالاتری است. وودز در آزمایشگاهش در فلوریدا زانو می‌زند و با دست، ضربه‌ای به یکی از مخزن‌های حامل می‌زند. قطره‌های شفاف درون سرپوش می‌چکند. او می‌گوید:« خودش است، ‌این چیزی است که ما اینجا یاد گرفتیم. این کار واقعا جواب می‌دهد.»
وودز به زودی شانس این را خواهد داشت که ایده‌اش را در مقیاس بزرگ آزمایش کند. قرار است که وی همراه با گروهی از شرکا، واحدی بزرگ برای تولید انبوه این محصول در صحرای سونوران واقع در شمال مکزیک راه‌اندازی کند. مکان ساحلی این مرکز، امکان استفاده از آب دریا را برای رشد جلبک فراهم می‌کند و یک کارخانه زغال‌سنگ در آن نزدیکی، دی‌اکسید کربن لازم را برای گردش توربین تولید به این مرکز خواهد فرستاد. اما هنوز هم همه متقاعد نشده‌اند که جلبک یا شرکت الگ‌نول برای تولید آماده است. جان بنمان، از متخصصان سوخت‌های زیستی جلبکی می‌گوید: «من می‌گویم که انتظاری که از آن می‌رود، بیش از واقعیت است.» وی به این نکته اشاره می‌کند که هنوز برای گرفتن دی‌اکسید کربن از کارخانه‌های بزرگ و ارسال آن به واحدهای پرورش جلبک،‌ هیچ راه اقتصادی وجود ندارد.
البته که تقریبا در همه سوخت‌های زیستی پیشرفته، انتظارات فراتر از واقعیت است، همان‌طور که در دنیای انرژی جایگزین نیز چنین است. خبر خوب این است که فناوری تولید سوخت‌های زیستی در حقیقت به سرعت در حال رشد است. اما خبر بد، این است که در حال حاضر، بازار آن نسبت به نفت، بیشتر شبیه یک پروژه علمی نمایشی است. حل این مساله‌ نیاز به سیاست‌های دولتی هوشمندانه‌ای مانند حمایت از سوخت‌ها بر اساس کربنی که از خود به جا می‌گذارند و نه جایی که از آن می‌آیند، دارد. آقای گرین می‌گوید: شاید سوخت‌های زیستی بدترین راه پیش روی ما باشد، اما غیر از آن چاره دیگری نداریم.

تایمز- ترجمه: بهنوش خرم‌روز

منبع : خبر آنلاین