به گزارش تجارت نیوز، در حالی که صنعت هوانوردی جهانی تحت فشار فزایندهای برای کاهش انتشار گازهای گلخانهای قرار دارد، یافتن منابع جدید و مقرونبهصرفه برای تولید سوختهای پاک به یکی از مهمترین چالشهای این صنعت تبدیل شده است. در این میان، یک استارتاپ مستقر در ایالت کالیفرنیا مدعی شده راهکاری نوآورانه برای تبدیل یکی از فراوانترین و در عین حال نادیدهگرفتهشدهترین پسماندهای کشاورزی به سوخت پایدار هواپیما ارائه کرده است.
شرکت Circularity Fuels اعلام کرده که برای نخستین بار در جهان، موفق به اجرای کامل فرآیند تبدیل بیوگاز خام کشاورزی به سوخت پایدار هوانوردی (SAF) شده است. این پروژه آزمایشی ششماهه توانسته گاز غنی از متان حاصل از هاضم کود یک دامداری را به سوخت جتی تبدیل کند که با استانداردهای بینالمللی ASTM برای استفاده در هوانوردی تجاری مطابقت دارد.
تبدیل فضولات دامی به سوخت هواپیما
این پروژه آزمایشی در یک دامداری بزرگ در نزدیکی شهر مادرا در ایالت کالیفرنیا اجرا شده است؛ مجموعهای که بیش از ۵ هزار رأس گاو در آن نگهداری میشود. همانند بسیاری از دامداریهای بزرگ آمریکا، در این مزرعه از هاضمهای ویژه برای تجزیه فضولات دامی و تولید بیوگاز استفاده میشود.
با این حال، بخش قابل توجهی از این بیوگاز معمولاً بدون استفاده باقی میماند یا در نهایت وارد جو میشود. شرکت Circularity Fuels با توسعه فناوری جدید خود، این جریان پسماند را مستقیماً در محل تولید به سوخت پایدار هوانوردی تبدیل میکند.
به گفته این شرکت، سامانه آزمایشی طی هزاران ساعت بهصورت مداوم و با استفاده از بیوگاز تصفیهنشده فعالیت کرده است. ترکیب این بیوگاز شامل حدود ۶۵ درصد متان و ۳۵ درصد دیاکسید کربن بوده و فرآیند توسعهیافته توانسته از همین خوراک خام، سوخت جتی تولید کند که قابلیت ترکیب تا سقف ۵۰ درصد با سوخت متداول Jet-A را دارد.
فناوری جدید چگونه کار میکند؟
فناوری توسعهیافته توسط Circularity Fuels بر پایه دو راکتور مدولار طراحی شده که امکان استقرار توزیعشده در مزارع و دامداریها را فراهم میکند.
در مرحله نخست، یک راکتور بایریفرمینگ الکتریکی، بیوگاز خام را به گاز سنتز تبدیل میکند. سپس این گاز وارد یک راکتور فشرده فیشر-تروپش میشود تا به هیدروکربنهای مایع مناسب برای استفاده در صنعت هوانوردی تبدیل شود.
این شرکت اعلام کرده است که در جریان آزمایشهای انجامشده، واحد ریفرمینگ توانسته به نرخ تبدیل بیش از ۹۸ درصدی متان و بیش از ۹۰ درصدی دیاکسید کربن دست یابد؛ ارقامی که نشاندهنده کارایی بالای این فناوری در استفاده حداکثری از مواد اولیه و کاهش انتشار گازهای گلخانهای است.
مسیری کمهزینهتر برای تولید سوخت پایدار هوانوردی
سوخت پایدار هوانوردی یا SAF در حال حاضر با کمبود جدی عرضه در سطح جهان مواجه است و تولید کنونی آن کمتر از یک درصد از تقاضای جهانی را پوشش میدهد.
امروزه بخش عمده سوختهای پایدار مورد استفاده در صنعت هوانوردی از روغنهای پختوپز مصرفشده تولید میشود، اما کارشناسان معتقدند محدودیت منابع اولیه و وابستگی به واردات، ظرفیت رشد بلندمدت این روش را محدود کرده است.
از سوی دیگر، فناوریهای جایگزین مانند سوختهای الکترونیکی تولیدشده از برق و هیدروژن نیز به دلیل هزینه بالای انرژی، هنوز از نظر اقتصادی رقابتپذیر نیستند.
شرکت Circularity Fuels بر این باور است که استفاده از بیوگاز کشاورزی میتواند گزینهای عملیتر و مقرونبهصرفهتر باشد. این شرکت برآورد کرده است که هزینه ساخت تأسیسات تجاری مبتنی بر فناوری آن، کمتر از ۱۰۰ هزار دلار به ازای هر بشکه ظرفیت تولید روزانه خواهد بود.
بر اساس اعلام این شرکت، هزینه احداث کارخانههای تجاری با استفاده از این فناوری، حدود یکپنجم هزینه پروژههای مشابهی است که هماکنون در اروپا در حال توسعه هستند. این کاهش هزینه میتواند زمینه رقابت مستقیم سوخت تولیدشده از پسماندهای دامی با سوختهای فسیلی را فراهم کند.
دکتر استفن بیتون، بنیانگذار و مدیرعامل Circularity Fuels، در اینباره گفت: «چالش اصلی این صنعت، طراحی یک کارخانه فرضی برای تولید سوخت پایدار نبود، بلکه اثبات این موضوع بود که میتوان این فرآیند را بهصورت مستمر، با استفاده از بیوگاز واقعی و با هزینهای اقتصادی اجرا کرد.»
او افزود: «ما اکنون توانستهایم این فناوری را با استفاده از خوراک واقعی یک دامداری واقعی به مرحله اثبات برسانیم.»
سوختی با ظرفیت کربن منفی
یکی از مهمترین ویژگیهای این فناوری، امکان دستیابی به تراز کربنی منفی است.
بر اساس تحلیل داخلی چرخه عمر انجامشده توسط Circularity Fuels، سوخت تولیدشده از فضولات دامی میتواند در چارچوب قوانین کالیفرنیا، به شاخص شدت کربن منفی ۳۵۰.۷ گرم معادل دیاکسید کربن به ازای هر مگاژول دست یابد.
دلیل این عملکرد، جلوگیری از انتشار متانی است که در شرایط عادی از فضولات دامی آزاد میشود. متان در بازههای زمانی کوتاهمدت، توانایی بسیار بیشتری نسبت به دیاکسید کربن در به دام انداختن گرما در جو زمین دارد و کاهش انتشار آن میتواند تأثیر قابل توجهی بر مقابله با تغییرات اقلیمی داشته باشد.
کریگ هارتمن از شرکت مهندسی هارتمن نیز با اشاره به اهمیت این فناوری گفت دامداران سالها با مشکل کسب درآمد از بیوگاز تولیدی خود مواجه بودهاند، زیرا تصفیه و انتقال این گاز به زیرساختهای پرهزینه نیاز دارد.
به گفته او، شرکت Circularity Fuels نخستین مجموعهای است که توانسته بیوگاز خام را مستقیماً از هاضم دریافت کرده و بدون نیاز به فرآیندهای پیچیده، آن را در همان محل به سوخت نهایی هواپیما تبدیل کند.
موفقیت شرکت Circularity Fuels در تبدیل مستقیم بیوگاز حاصل از فضولات گاوی به سوخت پایدار هوانوردی، میتواند نقطه عطفی در مسیر کاهش انتشار گازهای گلخانهای صنعت هوانوردی باشد.
این فناوری نهتنها امکان استفاده از یک منبع انرژی تجدیدپذیر و در دسترس را فراهم میکند، بلکه میتواند برای دامداران نیز منبع درآمد جدیدی ایجاد کند و وابستگی صنعت هوانوردی به منابع محدود فعلی تولید SAF را کاهش دهد.
پس از موفقیت پروژه آزمایشی ششماهه، این شرکت اعلام کرده است که ساخت نخستین تأسیسات تجاری خود را از سال ۲۰۲۷ آغاز خواهد کرد. بازار هدف اولیه این پروژه، مناطق دامداری و کشاورزی ایالات متحده است، اما این شرکت همزمان فرصتهای توسعه در آمریکای لاتین و اروپا را نیز بررسی میکند.
اگر این فناوری در مقیاس صنعتی نیز موفق عمل کند، فضولات دامی که تاکنون بهعنوان یک پسماند کشاورزی شناخته میشد، میتواند به یکی از مهمترین منابع تولید سوخت پاک برای هواپیماهای آینده تبدیل شود.
