سوخت پاک در کشتی چه سوختی است؟
همانطور که احتمالاً میدانید، کشتیها هم برای حرکت در دریاها به سوخت نیاز دارند. حمل و نقل دریایی هم که محبوبترین نوع حمل و نقل در جهان است، بنابراین استفاده از سوخت پاک در اینجا اهمیت پیدا میکند.
کشتیها با استفاده از سوختهای مختلفی حرکت میکنند، اما اینکه سوخت مصرفی آنها پاک باشد، به حفاظت از دریاها و محیطزیست کمک بسیاری میکند. کشتیها حدود ۹۴۰میلیون تن گاز کربن دیاکسید در سال تولید میکنند و به همین دلیل هم یکی از آلایندههای بزرگ برای محیطزیست به شمار میروند. اگر کشتیها از سوختهای پاک استفاده کنند، این آلودگی به میزان زیادی کاهش پیدا میکند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع سوخت پاک در کشتی، در ادامه با ما در «تاو» همراه باشید.
انواع سوخت پاک در کشتی
سوخت کشتی یکی از عوامل آلودگی هواست، اما با ایجاد یکسری تغییرات میتواند به افزایش کیفیت هوا و پاکیزگی محیطزیست کمک کند. استفاده از برق تجدیدپذیر و سوختهایی که از آب و گازهای موجود در جو ساخته میشود، راهحلهایی برای کربنزدایی از سوخت کشتیها هستند. در ادامه سوختهای پاک و سوختهای جایگزین در حمل و نقل دریایی را به شما معرفی میکنیم:
- سوختهای نت زیرو (Net-zero) تا سال ۲۰۵۰؛
- سوخت برقی؛
- هیدروژن؛
- سوخت آمونیاک؛
- سوخت متان؛
- سوخت متانول؛
- تولید هیدروژن سبز از الکترولیز؛
- سوختهای زیستی یا بیو فیوئل (biofuels).
1. سوختهای نت زیرو (Net-zero) تا سال ۲۰۵۰
سازمان بینالمللی دریانوردی در جولای ۲۰۲۳ یک استراتژی بهروزشده را تصویب کرد که طی آن صنعت کشتیرانی بینالمللی موظف است تا سال ۲۰۵۰ از سوختهایی استفاده کند که هیچ کربنی نداشته باشند. سوختهای جایگزین راهحلی برای چالش کربنزدایی و پاکسازی دریاها هستند.
2. سوخت برقی
در چند سال گذشته، با پیشرفت تکنولوژی، کشتیها بسیار کارآمد شدهاند و از کممصرفترین موتورها و محرکهای برای حرکت استفاده میکنند. اقدامات بهرهوری انرژی، مانند استفاده از بادبانهای پیشرفته، میتواند به کاهش میزان سوخت مورد نیاز کشتیها کمک کند. برای سوخت مورد نیاز آنها هم میتوان از برق تجدیدپذیر بهعنوان منبع انرژی پاک استفاده کرد.
3. هیدروژن
هیدروژن یک سوخت پاک در کشتی است. بهترین روشی که دانشمندان و مهندسان برای تبدیل الکتریسیته به سوخت پیدا کردهاند، فرایند الکترولیز است. طی این فرایند، الکتریسیته را از آب عبور میدهند و آب (H2O) را به مولکویهای سازنده آن یعنی هیدروژن و اکسیژن تجزیه میکنند.
برای این فرایند به برق زیادی نیاز است، اما گاز هیدروژن بدون هیچگونه سوخت فسیلی تولید میشود که به آن هیدروژن سبز گفته میشود. متأسفانه هیدروژن بهتنهایی سوخت چندان خوبی برای کشتیها نیست. اگرچه هیدروژن را میتوان بهطور کاملاً مؤثر در موتور کشتی سوزاند، اما سوختگیری و ذخیرهسازی این گاز در کشتی چالشی مهم است. هیدروژن مادهای قابل اشتعال و سبکتر از هواست و حتی زمانی که در سیلندرها تحت فشار قرار میگیرد یا از طریق فرایند خنککننده مایع میشود، سوخت مورد نیاز کشتی را تأمین نمیکند. مخازن ذخیرهسازی هیدروژن هم بسیار پرهزینه و سنگین هستند، اما برای کاهش دیاکسید کربن حاصل از سوخت کشتیها باید هیدروژن را مورد استفاده قرار داد.
4. سوخت آمونیاک
در میان سوختهای جایگزین مصنوعی، آمونیاک خیلی راحتتر از هیدروژن سبز ساخته میشود. این فرایند امروزه بهطور گسترده برای تولید کود مورد استفاده قرار میگیرد و تنها عنصر دیگری که برای تولید آمونیاک (NH3) به آن نیاز داریم، نیتروژن است. نیتروژن بهوفور در هوا یافت میشود. البته جداسازی نیتروژن از هوا فرایندی انرژیبر است. چالش دیگر آمونیاک، سمی بودن آن در اثر ریختهشدن و تبدیلشدن به ابر بخار است. بااینحال، ساخت آمونیاک در مقیاس وسیع صنعتی آسان است و استفاده از آن بهعنوان سوخت در کشتیها، قطارها و کامیونها میتواند برای محیطزیست بسیار مناسب باشد.
تحقیقات نشان دادهاند که سوزاندن آمونیاک در موتور کشتی امکانپذیر است. البته نگرانیهایی درخصوص انتشار گازهای گلخانهای از اکسیدهای نیتروژن تولیدشده در اگزوز کشتی وجود دارد، اما میتوان آنها را مدیریت کرد. گاز آمونیاک را میتوان با سردکردن تا دمای ۳۳- درجه سانتیگراد به مایع تبدیل کرد تا حمل و نقل و ذخیرهسازی آن آسانتر شود.
5. سوخت متان
متان یکی دیگر از سوختهایی است که میتوان در کشتی از آن استفاده کرد. البته متان هم خودش یک گاز گلخانهای است، اما طول عمر کمتری نسبت به دیاکسیدکربن دارد و زودتر از بین میرود.
مزیت اصلی متان نسبت به سایر سوختهای مصنوعی این است که میتوان از آن در کشتیهای سازگار با گاز LNG، بدون تغییردادن کشتی استفاده کرد.
6. سوخت متانول
متانول نوعی دیگر از سوخت پاک در کشتی است که نسبت به آمونیاک و متان آسانتر مدیریت میشود. این گاز در دمای اتاق، مایع است. سوزاندن این گاز در موتور کشتی مشکلات کمی را ایجاد میکند.
معمولاً متانول صنعتی را با استفاده از هیدروژن ساختهشده از تجزیه گاز طبیعی فسیلی در یک فرایند اصلاح متان تولید میکنند. اولین قدم در تولید متانول، جایگزینکردن هیدروژن فسیلی با هیدروژن سبز تولیدشده از الکترولیز است.
7. سوختهای زیستی یا بیو فیوئل (biofuels)
نسخههای سوخت زیستی متان و متانول را میتوان از هر ماده آلی تولید کرد. گیاهان جایی هستند که بیشترین مواد آلی را دارند. آنها در حین رشد هم دیاکسیدکربن را از هوا جذب میکنند؛ بنابراین وقتی به سوخت تبدیل میشوند، کربن خنثی هستند و آسیبی به محیطزیست نمیرسانند.
متانول زیستی را میتوان با حرارتدادن چوب به دست آورد. سپس باید گاز را خالص کرد تا محصول نهایی به دست بیاید. متانول همچنین در کارخانههای خمیر چوب بهعنوان محصول جانبی فرایند خمیرسازی تولید میشود، اما این گاز را خود کارخانهها برای تولید انرژی میسوزانند. از نظر تئوری، این منابع متانول زیستی میتوانند بهعنوان سوخت پاک در کشتیها استفاده شوند؛ اما از نظر عملی، تولید این گاز در جهان محدود است و نمیتوان از آن در کشتیها استفاده کرد.
متانول زیستی نوعی سوخت بیو است که از گیاهان به دست میآید، اما تولید این گاز خیلی کم است و نمیتوان بهعنوان سوخت کشتیهای بزرگ به آن نگاه کرد. انجمن بینالمللی انرژیهای تجدیدپذیر مقدار تولید این گاز را تنها ۰.۲ میلیون تن در سال تخمین زده است. این مقدار سوخت فقط برای کمتر از دو کشتی کانتینری بزرگ کفایت میکند.
در ایران از کدام سوختهای پاک برای کشتی استفاده میکنند؟
در ایران بیشتر از دو سوخت LNG و LPG برای کشتیها استفاده میکنند. LNG یا گاز طبیعی مایع گازی کمآلاینده است و بهعنوان سوخت کشتی استفاده میشود. LPG گاز مایعی است که از ترکیب هیدروکربنها تولید میشود. این سوخت نسبت به LNG آلودگی بیشتری دارد، اما باز هم برای کشتیها مورد استفاده قرار میگیرد.
در ایران برنامههایی هم برای استفاده از هیدروژن بهعنوان سوخت کشتیها وجود دارد که البته هنوز عملی نشده است. در صورت استفاده از هیدروژن میتوان آلایندهها را تا میزان زیادی کاهش داد.
استفاده از سوخت پاک در کشتیها، راهحلی برای کاهش آلودگی محیطزیست
کشتیها در حمل و نقل دریایی نقش مهمی دارند و به همین دلیل نوع سوخت آنها هم مهم است. سالانه هزاران هزار کشتی در جهان محمولههای مختلف را به مقصدهای دور و نزدیک میرسانند. اگر استفاده از سوخت پاک در کشتیها در تمام جهان رواج پیدا نکند، گازهای گلخانهای کره زمین را بیشتر از این آلوده خواهند کرد. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع سوخت پاک کشتیها میتوانید از طریق شمارههای درجشده با مشاوران ما در «تاو» تماس بگیرید.