تولید سوخت هواپیما از نور خورشید و هوا

دانشمندان در دانشگاه ETH زوریخ، کارخانه‌ای ساخته‌اند که می‌تواند سوخت‌های مایع بدون کربن را از نور خورشید و هوا تولید کند. هدف بعدی، رساندن این فناوری به مقیاس صنعتی و رقابت با کارخانه‌های موفق در این حوزه است.

محققان زوریخ و پوتسدام در مقاله‌ای که در مجله «نیچر» منتشر شده است، علاوه بر شرح نحوه عملکرد این رآکتور خورشیدی جدید، چارچوب سیاستی را ترسیم می‌کنند که انگیزه‌هایی برای گسترش تولید «نفت سفیدی خورشیدی» را فراهم می‌کند.

سوخت‌های کربن خنثی برای پایدار ساختن حمل و نقل هوایی و دریایی بسیار مهم هستند. این کارخانه توسعه یافته در زوریخ می‌تواند برای تولید سوخت‌های مایع مصنوعی مورد استفاده قرار گیرد که در این حالت، در طول احتراق همان مقدار CO2 آزاد می‌شود که پیش از این، برای تولید سوخت از هوا استخراج شده بود. CO2 و آب مستقیما از هوای محیط استخراج می‌شوند و با استفاده از انرژی خورشیدی از هم جدا می‌گردند. در نتیجه، با تولید گاز سنتز، مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن به نفت سفید، متانول و یا سایر هیدروکربن‌ها تبدیل می‌شوند.

تیمی از محققان به سرپرستی «آلدو اشتاینفلد»، پروفسور منابع انرژی تجدیدپذیر در ETH زوریخ، در دو سال گذشته در حال بهره‌برداری از پالایشگاه خورشیدی کوچکی روی سقف ساختمان آزمایشگاه ماشین ETH بوده‌اند. اشتاینفلد می‌گوید: «این نیروگاه با موفقیت امکان فنی کل فرآیندهای ترموشیمیایی لازم برای تبدیل نور خورشید و هوای محیط به سوخت‌ها را فراهم کرده است. این سیستم در شرایط واقعی خورشیدی به صورت پایدار عمل می‌کند. از سوی دیگر، می‌توان این سیستم را زمینه‌ای برای انجام تحقیقات بیشتر و توسعه این فناوری دانست.» این فناوری اکنون به اندازه کافی برای استفاده در کاربردهای صنعتی پیشرفته شده است.

کویر شرایط ایده‌آلی را ارائه می‌دهد

تجزیه و تحلیل فرآیندهای صورت گرفته در این آزمایش نشان می‌دهد که اگر سوخت در مقیاس صنعتی تولید شود، قیمتی معادل 1.20 تا 2 یورو در هر لیتر دارد. مناطق بیابانی به علت تابش شدید خورشید به عنوان محل‌های مساعد تولید شناخته می‌شوند. برخلاف سوخت‌های زیستی که پتانسیل آن به دلیل کمبود زمین کشاورزی محدود است، این فناوری ما را قادر می‌سازد تا با استفاده از کمتر از یک درصد زمین‌های خشک دنیا، تقاضای جهانی سوخت جت را برآورده کنیم. «جان لیلیستام»، رهبر گروه تحقیقاتی در موسسه مطالعات پیشرفته پایداری IASS در پوستدام و استاد سیاست انرژی در دانشگاه پوستدام توضیح می‌دهد: «اگر مواد مورد استفاده برای ساخت تاسیسات مثل شیشه و فولاد، با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و روش‌های کربن خنثی تولید شوند، انتشار گازهای گلخانه‌ای را می‌توان تا نزدیک به صفر کاهش داد.»

نیاز به سیاست‌های حمایتی

لیلیستام ادامه داد: «با این‌حال، با توجه به هزینه‌های بالای سرمایه‌گذاری در ابتدای کار، سوخت‌های خورشیدی برای تضمین ورود به بازار، به حمایت‌های سیاسی نیاز دارند. ابزارهای حمایتی موجود در اتحادیه اروپا – تجارت و انتشار گازهای گلخانه‌ای – برای تحریک تقاضای بازار در تولید و استفاده از سوخت‌های خورشیدی کافی نیست. با توجه به این مسئله، ما اتخاذ یک سیستم سهمیه‌بندی فناوری اروپا برای سوخت هواپیما را پیشنهاد می‌کنیم. این امر مستلزم آن است که خطوط هوایی سهم خاصی از سوخت خود را از منابع خورشیدی بدست آورند.»

نویسندگان این مقاله، سهم 0.1 درصدی را در اولین مرحله پذیرش بازار – زمانی که قیمت نفت سفید خورشیدی بالا و ظرفیت تولید آن پایین است – پیشنهاد می‌کنند. این امر تاثیر کمی بر هزینه‌های پرواز خواهد داشت، اما ساخت تاسیسات تولید را ارتقا می‌دهد و افراد را تشویق به یادگیری و گسترش این صنعت می‌کند. در نتیجه آن، شاهد پیشرفت‌های فناوری و کاهش قیمت‌ها هستیم. این سهمیه می‌تواند به تدریج افزایش یابد تا زمانی که نفت سفید خورشیدی بدون اقدامات حمایتی بیشتر به موفقیت و جایگاه ثابت در بازار دست یابد.