تولید سوخت هواپیما از نور خورشید و هوا

دانشمندان در ETH زوریخ کارخانه ای ساخته اند که می تواند سوخت های مایع بدون کربن را از نور خورشید و هوا تولید کند. هدف بعدی رساندن این فناوری به سطح صنعتی و رقابت با کارخانه های موفق در این زمینه است.

در مقاله ای که در مجله نیچر منتشر شده است، محققان زوریخ و پوتسدام یک چارچوب استراتژیک برای ترویج گسترش تولید نفت سفید خورشیدی، علاوه بر توصیف نحوه عملکرد رآکتور خورشیدی جدید، ترسیم کرده اند.

سوخت های کربن خنثی برای حفظ حمل و نقل هوایی و دریایی مهم هستند. کارخانه توسعه یافته در زوریخ می تواند برای ساخت سوخت های مایع مصنوعی استفاده شود که در این صورت همان مقدار CO2 در زمان احتراق از هوا آزاد می شود تا قبل از احتراق سوخت تولید شود. CO2 و آب مستقیماً از هوای اطراف استخراج شده و با استفاده از انرژی خورشیدی جدا می شوند. در نتیجه مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن توسط گاز مصنوعی به نفت سفید، متانول یا سایر هیدروکربن ها تبدیل می شود.

تیمی از محققان به رهبری آلدو استاینفلد، پروفسور انرژی های تجدیدپذیر در ETH زوریخ، طی دو سال گذشته یک پالایشگاه خورشیدی کوچک را بر روی سقف آزمایشگاه ماشین ETH راه اندازی کرده اند. Steinfeld می‌گوید: «این کارخانه با موفقیت قابلیت‌های فنی را برای تمام فرآیندهای ترموشیمیایی مورد نیاز برای تبدیل نور خورشید و هوای محیط به سوخت فراهم کرده است. این سیستم در شرایط واقعی خورشیدی به طور پایدار کار می کند. از سوی دیگر می توان این سیستم را مبنایی برای تحقیق و توسعه بیشتر این فناوری دانست.» این فناوری اکنون به اندازه کافی پیشرفته است که در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

کویر شرایط ایده آلی را ارائه می دهد

تجزیه و تحلیل فرآیند انجام شده در این آزمایش نشان می دهد که اگر سوخت در مقیاس صنعتی ساخته شود، هزینه آن 1.20 تا 2 یورو در هر لیتر است. به دلیل تابش شدید نور خورشید، منطقه کویری به عنوان منطقه مساعد برای تولید شناخته می شود. برخلاف سوخت‌های زیستی که ظرفیت آن به دلیل کمبود زمین کشاورزی محدود است، این فناوری ما را قادر می‌سازد تا با استفاده از یک درصد از زمین‌های خشک جهان، تقاضای جهانی سوخت جت را برآورده کنیم. جان لیلیس، سرپرست تحقیقات موسسه مطالعات پایداری پیشرفته IASS در پوتسدام و استاد سیاست انرژی در دانشگاه، توضیح می‌دهد: «اگر مواد مورد استفاده در ساخت تأسیسات مانند شیشه و فولاد با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و روش‌های کربن خنثی تولید شوند. پوتسدام انتشار گازهای گلخانه ای را می توان تا نزدیک به صفر کاهش داد.

نیاز به سیاست های اطمینان بخش

لیلیستام گفت: “با این حال، با توجه به هزینه های بالای سرمایه گذاری در ابتدا، آنها نیاز به حمایت سیاسی برای ورود سوخت های خورشیدی به بازار دارند.” ابزارهای حمایتی اتحادیه اروپا – تجارت و انتشار گازهای گلخانه ای – برای افزایش تقاضای بازار در تولید و استفاده از سوخت های خورشیدی کافی نیست. با در نظر گرفتن این موضوع، ما پیشنهاد می کنیم که سیستم سهمیه بندی فناوری اروپا برای سوخت هواپیما را اتخاذ کنیم. برای این منظور، خطوط هوایی باید سهم عادلانه ای از سوخت خود را از منابع خورشیدی دریافت کنند.

نویسندگان این مقاله سهم 0.1 درصدی را در مرحله اول پذیرش بازار – زمانی که قیمت نفت سفید خورشیدی بالا و ظرفیت تولید آن پایین است – پیشنهاد می کنند. این امر تأثیر کمی بر هزینه های پرواز خواهد داشت، اما ساخت و ساز تأسیسات تولیدی را نیز بهبود می بخشد و مردم را به یادگیری و گسترش صنعت ترغیب می کند. در نتیجه شاهد پیشرفت های تکنولوژیکی و کاهش قیمت ها هستیم. این سهمیه می تواند به تدریج تا موفقیت نفت سفید خورشیدی و بازار پایدار بدون اقدامات حمایتی بیشتر افزایش یابد.