صنعت سبز با سوخت خاکستری؛ چگونه ایران از گازهای گلخانه‌ای ارزآوری کند؟

ایرنا/ تهران- ایرنا- کربن و گازهای گلخانه‌ای سال‌ها به عنوان تهدیدی زیست‌محیطی شناخته می‌شد، تهدیدی که اکنون به فرصت تبدیل شده‌ و بسیاری از کشورها با جذب و استفاده از دی‌اکسید کربن (CO₂) و تولید کربن سیاه صنعتی آن را به منبعی پایدار برای درآمد، اشتغال و صادرات تبدیل کرده‌اند. با این توصیف ایران چگونه‌ می‌تواند با ورود در این عرصه به بهره‌برداری اقتصادی برسد؟

مساله تغییرات اقلیمی و فشارهای بین‌المللی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، کشورها را به سمت فناوری‌های نوین سوق داده است. دراین میان برخی دولت‌ها با نگاهی فرصت محور، نه تنها انتشار کربن را کنترل کرده‌اند بلکه از آن محصولی تجاری ساخته‌اند.

---

بازار

---

ایران با برخورداری از منابع گسترده سوخت‌های فسیلی و زیرساخت‌های صنعتی، ظرفیت بالایی برای ورود به این عرصه دارد. با این حال، فقدان آگاهی عمومی، نبود سیاست‌گذاری هدفمند و کمبود فناوری‌های نوین موجب شده این فرصت‌ها مغفول بمانند. با مرور تجربیات جهانی، ظرفیت‌های داخلی و نقش اطلس تجارت ایران؛ مسیرهای تازه‌ای برای توسعه پایدار کشور وجود دارد.

در شرایطی که ایران با چالش‌های متعدد در حوزه انرژی، آلودگی هوا، خام فروشی منابع فسیلی، محدودیت‌های صادراتی، زیست‌محیطی، مواجه است، بهره‌گیری از فناوری‌های نوین و نگاهی نوین به گازهای گلخانه ای و محصولات جانبی می‌تواند زمینه‌ساز تحول در اقتصاد صنعتی کشور باشد و مسیر تازه‌ای برای توسعه صنعتی و ارزآوری فراهم کند. تجربه کشورهای توسعه‌یافته در تبدیل دی‌اکسید کربن و محصولات جانبی احتراق به مواد ارزشمند، نشان‌دهنده ظرفیت‌های بالقوه‌ای است که ایران نیز می‌تواند با برنامه‌ریزی دقیق و سرمایه‌گذاری هدفمند، از آن بهره‌مند شود.

با توجه به وجود نیروگاه‌های فسیلی، صنایع پتروشیمی، پالایشگاه‌ها و منابع نفتی گسترده، کشور ما می‌تواند با بهره‌گیری از دانش فنی و تجربه جهانی، به بازیگری فعال در بازار جهانی کربن سیاه و فناوری‌های جذب کربن تبدیل شود. این مسیر نه‌تنها به کاهش آلودگی و بهبود شاخص‌های زیست‌محیطی کمک می‌کند، بلکه زمینه‌ساز ایجاد اشتغال، توسعه صادرات و افزایش بهره‌وری در صنایع داخلی خواهد بود همان طور که کشورهایی مانند کانادا، آمریکا، چین و ژاپن سال‌هاست با جذب دی‌اکسید کربن و تولید کربن سیاه صنعتی، هم آلودگی را کاهش داده‌اند و هم درآمدزایی کرده‌اند.

«سیدطه حسین مدنی» رئیس اندیشکده حکم رانی هوشمند معتقد است ایران نیز باید این مسیر را جدی بگیرد چرا که بازار جهانی محصولات جانبی کربن تا سال ۲۰۳۰ به میلیاردها دلار خواهد رسید. پژوهشگر ایرنا در زمینه نقش‌ نهادهای علمی و پژوهشی، تجارب جهانی و معرفی پروژه‌های موفق با وی به گفت و گو نشست که در ذیل می‌آید:

نقش نهادهای علمی و تجارب کشورها در استفاده از کربن

رئیس اندیشکده حکمرانی هوشمند می‌گوید: نهادهای علمی و پژوهشی می‌توانند فعالان صنعتی کشور را با فرصت‌ها و فعالیت‌های صنعتی کمتر شناخته شده آشنا کنند. تولید و تجارت گاز دی‌اکسید کربن و دوده صنعتی یا کربن سیاه از جمله این زمینه‌ها است که تهدید گازهای گلخانه‌ای و خام فروشی سوخت‌های فسیلی را به فرصت تبدیل می‌کند.

فعالیت‌های اقتصادی درآمدزا در کشور ما کمتر شناخته شده است در حالی که کشورهای توسعه‌یافته از دودکش واحدهای صنعتی و سوزاندن هدفمند سوخت‌های خام فسیلی، درآمدزایی می‌کنند.مدنی ادامه می‌دهد: این فعالیت‌های اقتصادی درآمدزا در کشور ما کمتر شناخته شده است در حالی که کشورهای توسعه‌یافته مدتی است بر روی آن سرمایه‌گذاری کرده‌ و از دودکش واحدهای صنعتی و سوزاندن هدفمند سوخت‌های خام فسیلی، درآمدزایی می‌کنند.

وی درباره تجربه کشورهای پیشرفته و برخی از کشورهای در حال توسعه برای جذب، استفاده و فروش گاز دی‌اکسید کربن(CCU) نیز می‌گوید: کانادا این پروژه را در نیروگاه Boundary Dam استان ساسکاچوان اجرایی کرده است.

این اقدام که اولین پروژه جذب کربن در مقیاس تجاری در یک نیروگاه زغال‌سنگی به ظرفیت ۱۱۵ مگاوات به شمار می‌رود از سال ۲۰۱۴ توسط شرکت SaskPower به بهره‌برداری رسیده و قادر است سالانه حدود ۱ میلیون تُن CO₂ جذب کند که برای استخراج نفت به روش EOR استفاده می‌شود.

نمونه پروژه‌های جذب دی‌اکسید کربن

پروژه Petra Nova در ایالت تگزاس آمریکا از پروژه‌های جذب تجاری کربن است که از سال ۲۰۱۷ شروع شده و زمینه را برای جذب ۱.۴ میلیون تُن CO₂ برای استخراج نفت به روش EOR فراهم کرده است.

مدنی همچنین به اجرای پروژه جذب CO₂ در نیروگاه Jinjie، استان شاآنشی چین اشاره می‌کند؛ این پروژه سال ۲۰۲۱ توسط شرکت Shenhua Guohua اجرا شده است. CO₂ جذب‌شده به‌صورت محلی مصرف می‌شود. همچنین یک پروژه مشابه دیگر در نیروگاه زغال‌سنگ‌سوز Taizhou با قابلیت جذب نیم میلیون تُن CO₂ و یک پروژه کوچک‌تر دیگر در نیروگاه Yangpu از سال ۲۰۲۳ آغاز شده‌ است.

رئیس اندیشکده حکمرانی هوشمند، ژاپن را یکی دیگر از کشورهای پیگیر برای جذب دی‌اکسید کربن نیروگاه‌های برق عنوان می‌کند؛ شرکت J‑Power در قالب پروژه آزمایشی Osaki CoolGen در دسامبر ۲۰۱۹، آزمایش جذب CO₂ را در یک نیروگاه گازی ترکیبی زغال‌سنگ‌سوز به ظرفیت ۱۶۶ مگاوات آغاز کرد.

مدنی ادامه می‌دهد: استرالیا هم طی پروژه Callide Oxyfuel در نیروگاه Callide A، آزمایش احتراق با اکسیژن خالص انجام داد که موجب افزایش حدود ۸۰ تا ۹۵ درصدی غلظت CO₂ در گاز دودکش و تسهیل جذب به روش کرایوژنیک شد. بخشی از CO₂ جذب‌شده در این پروژه برای صنایع یا استخراج نفت مصرف می‌شود.

این کارشناس ارشد انرژی به تجربه کره جنوبی و پروژه آزمایشی کربناته‌سازی معدنی هم اشاره می‌کند؛ در این پروژه، روزانه حدود ۴۰ و سالانه حدود ۱۲ هزار تُن CO₂ از نیروگاه زغال‌سنگ جذب و با آهک واکنش داده می‌شود تا پودر CaCO₃ تولید شود؛ ماده‌ای که در مصالح ساختمانی کاربرد دارد. آفریقای جنوبی هم به تازگی در این حوزه فعال شده و از در ژوئیه ۲۰۲۴ پروژه آزمایشی CoalCO₂-X را در نیروگاه ۶۰۰ مگاواتی Kelvin نصب کرد. با اجرای این پروژه، گازهای دودکش این نیروگاه، برای تولید اسید سولفوریک، سولفات آمونیوم و بی‌کربنات آمونیوم برای تولید کود شیمیایی جذب می‌شود. در این فرآیند، آلاینده‌های SOₓ و NOₓ حذف و میزان CO₂ نیز تا حدی کاهش می‌یابد. این کودهای شیمیایی توسط شرکت Omnia برای فروش تولید می‌شوند.

امکان سنجی جذب کربن از وسائل نقلیه؛چالش‌ها و محدودیت‌ها

رئیس اندیشکده حکمرانی هوشمند درباره امکان جذب و خالص‌سازی دوده خام از دودکش نیروگاه‌های برق به همراه فرآوری گاز دی‌اکسید کربن، می‌گوید: جذب دوده خام از خروجی نیروگاه‌های برق توجیه اقتصادی ندارد و همچنان به عنوان آلاینده در نظر گرفته می‌شود.

وی در پاسخ به اینکه آیا امکان جذب کربن از خروجی وسایل نقلیه و ایجاد ارزش افزوده از آن امکان‌پذیر است یا خیر توضیح می‌دهد: گازهای خروجی وسایل نقلیه حجم کمتر، دمای بالاتر و پراکندگی بیشتری دارند به همین دلیل تاکنون هیچ کشوری جذب کربن در مقیاس اقتصادی برای خودرو، کشتی یا ماشین‌آلات سنگین انجام نداده است. جذب و استفاده از دی‌اکسید کربن یا CCU در مقیاس تجاری تنها برای منابع ثابت صنعتی امکان‌پذیر است که بتوان گاز دودکش را جمع‌آوری و فرآوری کرد. اجرای چنین چیزی در وسایل نقلیه نیاز به سامانه‌های شیمیایی درون خودرو، ذخیره‌سازی ایمن یا تبدیل گازها به مواد ارزشمند دارد که فعلاً هیچ‌کدام به طور گسترده عملیاتی نشده‌اند. البته بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته به جای اینکه بر جذب کربن خودروها تمرکز کنند؛ با برقی کردن وسایل نقلیه، انتشار کربن در شهرها را کنترل و در عوض کربن را در نیروگاه‌های تأمین کننده برق حمل و نقل؛ جذب کرده‌اند.

کربن سیاه یک فرصت کمتر شناخته شده در ایران

مدنی درمورد منبع و روش تولید کربن سیاه می‌گوید: تولید کربن سیاه صن��تی (Industrial Carbon Black) به عنوان محصولی ارزشمند، پرکاربرد و پرفروش، یکی دیگر از فعالیت‌های صنعتی کمتر شناخته شده است که اطلس تجارت ایران می‌تواند به شناخت بیشتر آن و ورود فعالان صنعتی به این حوزه و ارزآوری برای کشور کمک کند. یکی از روش‌های به دست آوردن این محصول، تولید به صورت هدفمند است. کربن سیاه صنعتی به‌صورت کنترل‌شده در کوره‌های تخصصی و با استفاده از مشتقات نفتی مانند روغن دکانت یا اسلاری FCC تولید می‌شود. ناگفته نماند که استفاده از قطران زغال‌سنگ هم برای تولید این محصول بسیار نادر اما ممکن است. این محصول عمدتاً از طریق فرآیند «فِرنِس بلک» تولید می‌شود. این فرآیند شامل احتراق ناقص هیدروکربن‌های سنگین در شرایط اکسیژن محدود است. گازهای خروجی حاوی CO، H₂، CH₄ و ترکیبات هیدروکربنی باقی‌مانده‌اند.

وی همچنین درباره مسأله مصرف انرژی در تولید کربن سیاه یا دوده صنعتی تاکید می‌کند: برخی از کارخانه‌های مدرن، گرمای گازهای خروجی را بازیابی می‌کنند. اما بسیاری از واحدهای کوچک‌تر یا قدیمی‌تر فاقد این سامانه‌ها هستند. در کارخانه‌های مجهز، از دیگ‌های بازیافت حرارت برای تولید بخار و استفاده در تولید برق یا گرمایش فرآیندی استفاده می‌شود. در این فرآیند گازهای خروجی در بویلرهای حرارتی استفاده می‌شوند تا بخار تولید شود. این بخار امکان استفاده برای چرخاندن توربین و تولید برق محدود به عنوان محصول جانبی و تأمین حرارت برای دیگر فرآیندهای صنعتی و یا حتی پیش‎گرمایش قابل استفاده است. برخی کارخانه‌ها حتی انرژی مازاد تولید کرده و برق یا بخار را به شبکه یا صنایع دیگر می‌فروشند. شرکت Orion Engineered Carbons یکی از پیشتازان جهانی این صنعت است و در کارخانه‌های اروپا و آمریکا از سیستم بازیافت حرارت استفاده می‌کنند.

مدنی با بیان اینکه فرآیند تولید این محصول دقیق و قابل کنترل است و منجر به محصولی با سطح تماس بالا، اندازه ذرات مشخص و ساختار منظم و خلوص بالا می‌شود؛ می‌گوید: ۷۰ درصد این محصول در جهان صرف تقویت لاستیک‌ مورد استفاده در تایرها می‌شود. تولید رنگ‌دانه در جوهر چاپ، رنگ و پلاستیک‌ها و محافظت از پلیمرها در برابر UV از دیگر کاربردهای کربن بلک صنعتی است.

بازار جهانی کربن سیاه تا سال ۲۰۳۰ به ۲۷ میلیارد دلار می‌رسد

رئیس اندیشکده حکمرانی هوشمند با اشاره به بازار جهانی کربن سیاه می‌گوید: سالانه در جهان بیش از ۱۴ میلیون تن کربن بلک صنعتی تولید و مصرف می‌شود و طبق پیش‌بینی‌ها بازار این محصول تا سال ۲۰۳۰ به حدود ۲۷ میلیارد دلار خواهد رسید. شرکت‌هایی مثل Cabot، Orion، Birla Carbon و Philips Carbon Black از تأمین‌کنندگان اصلی جهانی این محصول هستند.

سالانه در جهان بیش از ۱۴ میلیون تن کربن سیاه تولید و مصرف می‌شود که تا سال ۲۰۳۰ به حدود ۲۷ میلیارد دلار خواهد رسید.علاوه بر تولید هدفمند، کربن سیاه به عنوان محصول جانبی احتراق تحت عنوان دوده یا خاکستر معلق یا کربن سیاه دودکش‌ها هم وجود دارد که پسماند کنترل‌نشده حاصل از احتراق ناقص سوخت‌های فسیلی به‌ویژه در نیروگاه‌ها یا موتورهای دیزلی است. این محصول از نظر ترکیب شیمیایی بیشتر شامل کربن بوده اما اندازه ذرات نامنظم، سمی و برای سلامت انسان و محیط زیست خطرناک است.

وی می‌افزاید: بنابراین این دوده به‌عنوان آلاینده در نظر گرفته می‌شود و معمولاً از طریق فیلترهای الکترواستاتیک، فیلترهای کیسه‌ای(Baghouse) و اسکرابرهای مرطوب(Wet Scrubbers) از گازهای خروجی حذف می‌شود. این دوده زائد برخلاف کربن سیاه صنعتی قابل استفاده و فروش نیست مگر آنکه به‌طور خاص تصفیه شود که بسیار گران و پیچیده است.

ضرورت به‌کارگیری اطلس تجارت ایران برای آشنایی با فرصت‌های جدید

رئیس اندیشکده حکمرانی هوشمند با بیان اینکه آشنایی با این فعالیت‌های صنعتی می‌تواند برای کشور فرصت‌های تجاری بسیار مفیدی به همراه داشته باشد، می‌گوید: همانطور که گفته شد این فرصت‌ها در اطلس تجارت ایران به طور دقیق و با جزئیات کامل قابل احصا است. این اطلس می‌تواند تهدیدهایی چون گازهای گلخانه‌ای را به یک فرصت تبدیل و با جذب گاز دی‌اکسید کربن یا تولید دوده صنعتی از سوخت‌های فسیلی، هم ارزش افزوده ایجاد و هم فرصت مصرف داخلی یا صادرات آن به کشورهای متقاضی چون عراق، پاکستان را فراهم کند. در موضوع گاز دی‌اکسید کربن، صنایع غذایی ما به این نوع فعالیت‌های صنعتی نیاز دارند یا با تزریق این گاز به مخازن نفتی می‌توانیم برداشت نفت به ویژه از میادین مشترک را افزایش دهیم. البته فعالیت در این عرصه صنعتی می‌تواند مانند یک تیغ دو لبه باشد. به همین دلیل باید با مراقبت وارد آن شد و بر مبنای اطلس تجارت ایران در این زمینه عمل کرد. به عنوان مثال بسیار مهم است که تولید دوده صنعتی در مناطقی دور از شهرها و مناطق مسکونی صورت بگیرد. همه این جزئیات به همراه سایر جزئیاتی چون مقاصد صادراتی، کشورهای مصرف کننده و در اطلس تجارت ایران قابل احصاء است.

وی تاکید می‌کند: بر همین مبنا، تدوین و پیاده‌سازی اطلس تجارت ایران در بخش‌های مختلف برای ایجاد فرصت‌ها و زمینه‌های فعالیت صنعتی جدید و کشف بازارهای صادراتی و ارزآوری برای کشور، اهمیت بسیار زیادی دارد. در همین راستا، نخستین نشست اطلس تجارت ایران در آینده نزدیک توسط اندیشکده حکمرانی هوشمند برگزار می‌شود.

جمع‌بندی

با توجه به روندهای جهانی در بهره‌برداری از گازهای گلخانه‌ای و تولید هدفمند کربن سیاه صنعتی، روشن است که تهدیدهای زیست‌محیطی می‌توانند به فرصت‌های اقتصادی تبدیل شوند. کشورهایی که با استفاده از فناوری‌های جذب و استفاده از دی‌اکسید کربن (CCU) توانسته‌اند همزمان با کاهش آلاینده‌ها، به توسعه صنعتی و ارزآوری دست یابند، الگویی قابل توجه برای ایران فراهم کرده‌اند. ایران نیز با برخورداری از منابع فسیلی گسترده، زیرساخت‌های صنعتی قابل توجه و ظرفیت‌های علمی و پژوهشی، این امکان را دارد که در مسیر اقتصاد سبز و توسعه پایدار گام بردارد. تدوین و اجرای دقیق اطلس تجارت ایران، شناسایی فرصت‌های کمتر شناخته‌شده و هدایت سرمایه‌گذاری‌ها به سمت صنایع نوظهور از جمله اقدامات کلیدی برای تحقق این هدف است. با این حال، موفقیت در این مسیر نیازمند رعایت اصول زیست‌محیطی، مکان‌یابی مناسب واحدهای تولیدی، و بهره‌گیری از تجربیات بین‌المللی است. تنها با رویکردی علمی، هدفمند و مسئولانه می‌توان از ظرفیت‌های موجود بهره‌برداری کرد و جایگاه ایران را در بازار جهانی محصولات صنعتی نوظهور تثبیت کرد.