زیست فناوری

دکتر علیرضا زاهدی عضو هیات علمی دانشکده فناوری­های نوین دانشگاه علم و صنعت است. او تحصیلات خود را تا دوره دکتری در رشته مهندسی پلیمر در دانشگاه صنعتی امیرکبیر گذراند. با توجه به سابقه صنعتی او در تولید سوخت­های زیستی روابط عمومی ستاد توسعه زیست فناوری با ایشان به گفت و گو پرداخت

1.      سابقه فعالیت شما در حوزه سوخت های زیستی چیست؟

بنده کاری که در دانشگاه انجام می­دهم در گروه مهندسی سیستم­های انرژی است. طبیعتا یکی از کارهایی که در این زمینه می­توان تعریف کرد، بحث سوخت­های زیستی است. سالی که ما تصمیم به شروع این کار گرفتیم، با توجه به قیمت جهانی نفت، استفاده از بیودیزل بسیار مطرح بود. البته این موضوع در سطح جهانی بود و در ایران هنوز هم مشخص نیست دقیقا چه زمانی استفاده از سوخت­های زیستی به ­طور جدی شروع می­شود. در مقطعی که مشغول تحصیل دوره کارشناسی ارشد و دکتری بودم، رآکتوری ساخته و بهینه سازی شد که به کمک روش تبادل استری امکان سنتز انواع پلیمرهای آروماتیک به وجود آمد. این واکنش­ها بسیار شبیه به واکنش­های تبدیل روغن­های گیاهی به بیودیزل به روش­های صنعتی و رایج بود. یک روغن با جرم مولکولی و زنجیره بلند واکنش تبادل استری، تبدیل به بیودیزل می­شود.

زمانی­که ما خواستیم این پروژه را بازتعریف کنیم یکی از صنایعی که تمایل به پرداختن به این موضوع داشت، سازمان جهاد خودکفایی نیروی دریایی سپاه پاسداران بود. آن­ها قصد داشتند با استفاده از ریزجلبک­ بیودیزل را جهت مصارف خودشان تولید کنند. سپس به­ صورت حضوری از رآکتور و امکانات ما در دانشگاه بازدید کردند و این­جا تبدیل به قطب تولید بیودیزل نیروی دریایی سپاه گردید. حدود ده پروژه این­جا تعریف شد. اکثر این پروژه­ها در حوزه بهینه­ سازی بود. یعنی این­طور نیست که بگوییم ما صرفا یک تحقیق دانشگاهی انجام دادیم و به یک مقاله رسیدیم. درحقیقت زمانی ­که بهینه ­سازی انجام می­شود بحث اقتصادی و قیمت برایتان مهم است. پس روشی که انتخاب می­کنید مشرف به تولید صنعتی است.

2.      بنابراین یعنی بیشتر کارهایتان با رویکرد تجاری بوده است؟

بله، مثلا تولید اتانول از ریزجلبک­های آب شور و آب شیرین. یا مثلا تولید بیودیزل از روغن کلزا و روغن پالم. از دیگر پروژه ­ها این بود که سنسوری را برای تشخیص درصد خلوص دیزل تولید کردیم؛ بیودیزل­ انواع مختلفی ازجمله B5، B10 و B20 دارد. تشخیص درصد خلوص انواع مختلف بیودیزل نیازمند آنالیز است. ما یک دستگاه پرتابل آنلاین ساختیم که از طریق پردازش تصویر و دی­الکتریک نشان می­دهد که چند درصد بیودیزل در نمونه وجود دارد. دارای دقت خیلی خوبی است و مقاله آن را نیز به چاپ رساندیم. ما روی بهینه­ سازی کشت ریزجلبک آب شور و آب شیرین نیز کار کردیم.

حالا شاید برایتان سوال بشود چرا اصلا کارها با نیروی دریایی انجام شد؟ چون این سازمان­ها در منطقه خلیج فارس مستقر هستند. از طرفی این منطقه دارای انواع گونه­ های ریزجلبک است و از این طریق می­توان به ­راحتی دسترسی پیدا کرد.

مسئله دیگری که بعضا مطرح می­کنند این است که چرا ما به سراغ ریزجلبک رفتیم؟ طبیعتا ما باید بر اساس منابع موجود هر کشور به سراغ این برویم که اصلا سوخت زیستی تولید کنیم یا خیر؟ سوخت­های زیستی سه نسل دارند: نسل اول شامل ذرت و آفتابگردان و امثال آن است. از این دسته بیواتانول و بیودیزل تولید می­کنند. این دسته نیاز به زمین حاصلخیز و آب فراوان برای کشت دارند. در کشور ما که یک کشور نیمه­ بیابانی است و این امکانات را نداریم، کشت آن­ها جهت تولید سوخت زیستی توجیه اقتصادی ندارد. نسل دوم مربوط به ضایعات چوب است که بازهم در کشور ضایعات چوب به مقدار لازم وجود ندارد. از این دسته معمولا بیودیزل تولید می­کنند. نسل سوم استفاده از ریزجلبک است. از این نسل هم بیودیزل و هم بیواتانول (البته کمتر) تولید می­شود. اولا ریزجلبک انواع بسیار متنوعی دارد، ثانیا برخی از گونه­ هایش درصد چربی بسیار خوبی دارند. برخی دیگر نیز درصد گلوگز خوبی دارند که برای تولید اتانول می­توان استفاده کرد. با این توصیف، ایران بهترین مکان برای تولید سوخت­های زیستی از ریزجلبک آب شور است. در حاشیه خلیج فارس مسافتی به اندازه 2000 کیلومتر وجود دارد که می­توان از آن بهره برد. درعین حال هیچ امکانات خاصی هم (درمقایسه با دو نسل قبلی) نیاز ندارد. نه خاک حاصلخیز می­خواهد و نه آب (شیرین). بلکه می­توان از آب دریا استفاده کرد. آب دریا به استخرهایی پمپاژ شده و انواع ریزجلبک­ها کشت می­شود. این کار الان در ایران در مناطق قشم، بندرعباس و بوشهر در حال اجرا است.

3.      در پروژه­هایی که داخل دانشگاه تعریف شد، نحوه مشارکت دانشجویان در آن­ها چگونه بود؟

ده پروژه­ای که تعریف کردیم، چون با همکاری یک ارگان نظامی بود، از دانشجویان به­ صورت انجام پروژه در ازای اعطای کسر خدمت سربازی استفاده می­کردیم. از خروجی کارها و فعالیت­های دو ساله نیز یک گزارش 800 صفحه­ای آماده شد و ما آن را به فرمانده وقت نیروی دریایی سپاه تقدیم کردیم.

4.      سوال مهمی که این­جا مطرح می­شود این است که روشی که به­ کار گرفتید صرفه اقتصادی دارد یا خیر؟

من در این­جا دو مانع جدی را در داخل کشور مطرح می­کنم. لزوما هم فقط ارتباطی با بحث سوخت­های زیستی ندارند.

اول، همین­که مطرح می­کنیم می­خواهیم در یک زمینه کار کنیم، این هجمه وارد می­­شود که افراد باسابقه­تری هستند که قبل از شما در این زمینه کار کرده­اند. اما مسئله­ای که ما مطرح می­کنیم این است که اگر فردی فرضا 20 سال در زمینه­ای کار کرده، آیا به خروجی اقتصادی و محصول رسیده و می­تواند روی محصول خود قیمت­گذاری کند یا خیر؟ به همین دلیل ما نیز که قصد ورود به حوزه­ای را داریم، منع می­شویم. البته ما منتظر نمی­مانیم و به موانع پیش رو اهمیت نمی­دهیم. خلاصه کلام، صنعت حاضر نیست این ریسک را بپذیرد و با کسی شروع بکند که انگیزه بالا و امکاناتی دارد که می­تواند به­طور صنعتی کار بکند. بلکه معمولا سراغ افراد صاحب نام می­روند و آن افراد نیز معمولا آنقدر کار را معطل می­گذارند که نهایتا به خروجی خاصی منجر نمی­شود.

مانع دوم، در ایران زمانی­که می­خواهیم چیزی را تولید کنیم فقط به بازار داخلی توجه می­کنیم و اگر ببینیم در داخل محصولمان مشتری ندارد، می­گوییم چون در داخل بازار ندارد، پس تولید آن بی­نتیجه است. این تفکر اشتباه است. مثلا در همین بحث بیودیزل، همین­که می­گوییم تولید بیودیزل در ایران، می­گویند نمی­توانید با دیزل به قیمت یارانه­ای رقابت کنید. مگر قرار است ما فقط با دیزل رایانه­ای داخلی رقابت کنیم؟ ما باید با قیمت جهانی دیزل رقابت کنیم.

در حال حاضر بیودیزل ایران، ارزان­ترین بیودیزل در دنیا است. فکر می­کنید چرا؟ برایتان توضیح می­دهم: قیمت دلار که بالا رفت، بیودیزل ما حتی ارزان­تر هم شده است. بیودیزل ایرانی (به روشی که ما تولید می­کنیم) محصولی است که وابستگی کمی به دلار دارد. چون تمام مواد و ملزومات آن داخلی است و از منابع داخلی تامین می­شود. دو سال پیش ما برای بیودیزل تولیدی­مان بین 000/35 تا 000/50 ريال به ازای هر لیتر قیمت­گذاری کردیم. الان هم بعد از گذشت دو سال همان قیمت را داریم.

پس ما در برآوردهایمان بازار جهانی را باید در نظر بگیریم. این نکته بسیار مهمی است.

5.      آیا می­شود برای این محصولات بازار داخلی هم ایجاد کرد؟

بنده معتقدم می­شود ایجاد کرد. به­ شرطی که یک­سری قید و بندهای دست‌وپاگیر را از خودمان دور کنیم. مثلا بحث پای­بند بودن به برخی از توافقنامه­ های بین­المللی در حوزه محیط زیست که حتی کشور­های دیگر از جمله ایالات متحده نیز به آن­ها پای­بندی ندارند. وقتی مطرح می­کنیم دنبال سوختی زیستی هستیم، منظورمان این نیست که فقط قصد تولید سوخت پاک را داریم. چون با این فرض سریعا بحث الزام اجرای قراردادهای بین­المللی مطرح می­شود. درحالیکه هدف ما فقط تولید سوخت برای مصارف مستقیم انرژی نیست. بلکه می­توانیم به کاربردهای دیگر سوخت­های زیستی بپردازیم. مثلا استفاده از اتانول برای جایگزینی ترکیبات سرب­دار بنزین. همان­طور که دنیا سرب را از فرآیند تولید بنزین حذف کرد، زمانی هم متیل ترشی بوتیل اتر[1] را حذف خواهد کرد (ماده­ای که در حال حاضر در تولید بنزین استفاده شده و به فرآورده حاصل از آن بنزین بدون سرب گفته می­شود). ماده­ای که 350 هزار تن در سال در بندر امام خمینی (ره) تولید می­شود که هم منابع نفتی از بین می­برد و هم آلودگی آب و خاک ایجاد می­کند (اتر حاوی ترکیبات سمی است). الان دنیا در حال حرکت به سمت استفاده از اتانول در تولید سوخت موتورهای بنزینی است. پس منظور من استفاده از اتانول در فرآیند تولید بنزین و جهت افزایش عدد اوکتان بنزین است. با استفاده از اتانول هم مشکل آلودگی حل خواهد شد و هم افزایش راندمان خواهیم داشت.

اتفاقا قیمت اتانول نیز نسبت به MTBE پایین­تر است. قیمت جهانی MTBE حدود یک دلار است و تقریبا با قیمت جهانی بنزین برابری می­کند. در حالیکه قیمت اتانولی که ما تولید می­کنیم بسیار پایین­تر است. نیازی هم به تغییر و اصلاح موتور خودروها نداریم. چون تا درصدی از اتانول را در همین خودروهای فعلی نیز می­توان استفاده کرد. در عین حال اکتان بالاتری هم دارد.

حال در مورد بحث بیودیزل، اگر روی کشتی­ها و شناورها تمرکز کنیم، متوجه اهمیت آن می­شویم. قیمت موتور کشتی یا شناور نسبت به قیمت موتور خودروهای سنگین مثل کامیون قابل مقایسه نیست و موتور یک کشتی بالای 200-300 هزار دلار است. بیودیزل فاقد گوگرد است. اگر 20 درصد از بیودیزل در موتور کشتی استفاده شود، به جای اینکه موتور ظرف فرضاً 5 سال دچار خوردگی ناشی از ترکیبات گوگرد بشود، 6 سال عمر مفید خواهد داشت. اگر یک برآورد ساده انجام بدهیم، علیرغم گران­تر بودن بیودیزل، به­دلیل افزایش عمر مفید موتور در طی این مدت، بازهم استفاده از بیودیزل برای کشتی­ها و شناورها به­صرفه­تر خواهد بود.

بنابراین با این نگاه ما در داخل هم می­توانیم برای سوخت زیستی بازار ایجاد کنیم، منتهی فرد متولی پیدا نمی­شود که این موضوع را به­طور جدی پیگیری کرده و جلو ببرد.

6.        لطفا اگر می­توانید برای رفع این موانع راهکار عملی نیز ارائه بدهید.

بنده در جلسه­ای با صنایع این موضوع را مطرح کردم. در دانشگاه هر چقدر کار آزمایشگاهی انجام بدهیم، در برخی موارد تا کار مشترکی با صنعت تعریف نشود، فایده­ای ندارد. در خصوص بررسی اثر استفاده از بیودیزل در افزایش عمر مفید تجهیزات و نیز بررسی اثر جایگزینی MTBE بنزین با بیواتانول در کاهش قیمت و مصرف سوخت، باید کارهای مشترک با دانشگاه تعریف کرده و بعد نتایج آن کارها را صحه­گذاری کنند. چون فرضا در این مورد بخصوص اگر دانشگاهیان از یک صنعت معتبر برای خروجی کارهایشان تاییدیه داشته باشند، این امر در ادامه مسیر تفاوت­های زیادی ایجاد خواهد کرد و حتی در سطح جهانی نیز اعتبار پیدا می­کنند.

7.      به‌عنوان صحبت پایانی، اگر نکته­ای هست بفرمایید.

یکی از موضوعاتی که خوب است به آن اشاره شود، نحوه کاهش قیمت تولید سوخت­های زیستی توسط تیم ماست. ازجمله مشکلاتی که در تولید بیواتانول و بیودیزل وجود دارد، بحث تولید گرما و مصرف آب است. تولید گرما نیاز به صرف انرژی دارد. ما با تعریف یک پروژه این مشکل را نیز حل کردیم. در واقع یک کالکتور خورشیدی سهموی خطی ساخته شد که هم برای تولید گرما از انرژی خورشیدی استفاده کند و هم آب شور دریا را تبدیل به آب شیرین کند. این آب شیرین به ترتیب در فرآیند آب­شویی و هیدرولیز بیودیزل و بیواتانول استفاده می­شود. مقاله ساخت این دستگاه نیز چاپ شده و بازخورد خوبی نیز در سطح جهانی داشته است. با این نوآوری حدود 30 درصد قیمت تولید بیودیزل کاهش یافته است. ضمن آن که از کالکتورخورشیدی برای مرحله نهایی تقطیر بیواتانول نیز استفاده می‌شود. قیمت محاسبه شده برای تولید صنعتی بیواتانول در حدود 000/55 تا 000/70 ريال است که در مقایسه با قیمت داخلی و جهانی آن بسیار مطلوب است.

یک طرحی هم ما تحت عنوان مزرعه مدرن داشتیم. یک زمینی به­وسعت 50 هکتار در نظر می­گیریم که سرمایه­گذار در اختیار ما قرار می­دهد. در این زمین کشت ریزجلبک جهت تولید بیودیزل انجام می­شود. ما می­توانیم 100 هزار لیتر در سال بیودیزل در آن تولید کنیم. این مزرعه نیازی به برق و آب نخواهد داشت. برق آن از طریق بیودیزل ژنراتور تامین خواهد شد. بدین صورت که 30 درصد از بیودیزل تولید شده برای تولید برق سیستم مصرف خواهد شد. با استفاده از همین برق تولیدی، دستگاه آب­شیرین­کن نیز کار می­کند و آب مجموعه تامین خواهد شد. 30 درصد از بیودیزل را به پرسنل بومی منطقه که در مزرعه کار می­کنند بعنوان دست­مزد می­دهیم. این افراد می­توانند سهم خود را در بورس فروخته و درآمد کسب کنند. 30 درصد نیز سهم سرمایه­گذار طرح می­شود. چون قصد داشتیم طرح را با یک سازمان نظامی منعقد کنیم، آن­ها می­توانستند این سهم را بعنوان سوخت تجهیزات خود استفاده کنند. اما به دلایلی این طرح پذیرفته نشد. البته بیشتر بحث این است که اراده و اعتماد به نفس لازم جهت تحقق این نوع طرح­های بزرگ وجود ندارد. یعنی روحیه ریسک­پذیری و فضا دادن به افراد با انگیزه و صاحب طرح در برخی از مسئولین ذی­ربط وجود ندارد.