توسعه فناوری های نو برای نابودی غول بزرگ آلودگی هوا - بازی های فکری

در این میان آلودگی هوا دلایل مختلفی دارد. از مصرف سوخت های فسیلی گرفته تا استفاده از سیمان در ساخت و ساز و حتی تنفس گاوها به آلودگی و انتشار دی اکسید کربن و متان در هوا منجر می گردد. درهمین راستا کشورها سعی دارند با این تهدید بزرگ مقابله نمایند. آنها بودجه های کلانی برای تحقیق و توسعه در این باره اختصاص داده اند. شرکت های متعددی نیز در حال توسعه فناوری ها و روش هایی هستند که هرکدام به نوبه خود یکی از دلایل آلودگی هوا را هدف گرفته اند.

در این میان دو کشور چین و هند سابقه ای طولانی در مقابله با آلودگی هوا دارند. طی سالیان گذشته هر دو این کشورها برای گردندان چرخ اقتصاد بزرگ خود به مصرف سوخت های فسیلی انبوهی اتکا کردند و در نتیجه با چالش هوای ناسالم روبرو شدند. آنها برای مقابله با این مشکل روش های مختلفی را به کار گرفته اند.

طرح سرمایه گذاری نوآورانه برای کنترل آلودگی هوا

به عنوان مثال بانک دنیای در گزارشی در ژوئن 2020 به برنامه های چین در این زمینه می پردازد. این کشور آسیایی طرح سرمایه گذاری نوآورانه برای کنترل آلودگی هوا را در جینگ جین جی اجرا کرد که در آن از ابزارهای مختلف در صنعت انرژی چین استفاده شد. این طرح از سال 2016 تا به امروز دستاوردهای مهمی در بر داشته و با انجام اقداماتی مانند نصب تجهیزات برای حذف ذرات معلق، گوگرد زدایی از گازهای دودکش، نیترات زدایی، جایگزینی زغال سنگ با گاز طبیعی، و توسعه وسایل نقلیه با انرژی پاک آلودگی هوا را کاهش داد.

تجهیزات حذف ذرات معلق مجموعه ای از دستگاه ها هستند که برای جلوگیری از ورود انواع آلاینده های مختلف، اعم از گازی و جامد، عمدتاً از دودکش های صنعتی به جو به کار می فرایند.

یکی از این تجهیزات رسوب دهنده الکترواستاتیک است. این ابزار نوعی فیلتر است که از الکتریسیته ساکن برای حذف دوده و خاکستر از دود اگزوز قبل از خروج از دودکش استفاده می نماید. یکی دیگر از نمونه های این تجهیزات جدانماینده سیکلونی است. این ابزار یک دستگاه جداسازی است که از اصل اینرسی برای حذف ذرات معلق از گازهای دودکش استفاده می نماید.

علاوه برآنها استفاده از فیلتر پارچه ای یک روش نسبتاً ساده است که می تواند برای حذف گرد و غبار از گازهای دودکش استفاده گردد.

علاوه بر آن در طرح مذکور در چین از فناوری گوگرد زدایی گاز دودکش (FGD) استفاده شده است. (FGD) مجموعه ای از فناوری هایی است که برای حذف دی اکسید گوگرد (SO2) از گازهای دودکش تولید شده از احتراق صنعتی در پالایشگاه های بنزین، صنایع شیمیایی، کارخانه های فرآوری سنگ معدنی و نیروگاه ها استفاده می گردد.

دستگاه کنترل انتشار گازهای گلخانه ای در هند

هند نیز روش های مختلفی را برای مقابله با آلودگی هوا انجام داده است. به عنوان مثال شرکت Chakr Innovation در دهلی با استفاده از نخستین دستگاه کنترل انتشار گازهای گلخانه ای برای ژنراتورهای دیزلی آلودگی هوا را کاهش می دهد. این دستگاه 90 درصد ذرات معلق در هوای اگزوز را جذب می نماید. دیگر اقدام این کشور تاکید روی توسعه استفاده از انرژی های تتازهپذیر، توسعه خودروهای برقی و تأمین سوخت ال پی جی برای پخت غذا برای میلیون ها خانوار است.

این کشورها راه چاره های عملی مختلفی را برای حل مشکل آلودگی هوا آزمایش نموده اند و سعی دارند این تهدید را کنترل نمایند. اما فرایند مقابله با آلودگی هوا فرایندی ادامه دار است. هر روز نوآوری های تازه ای در این زمینه توسعه می یابد که هرچند اکنون عجیب و دور از دسترس به نظر می رسند، اما بسیاری از آنها در آینده به طور تجاری عرضه می شوند.

آنچه در زیر می خوانید بعضی از تازهترین فناوری ها برای مقابله با آلودگی هوا است:

سیمان سبز

در حال حاضر سالانه 4 گیگاتن سیمان برای ساخت و ساز در سراسر دنیا به کار می رود. در فرایند تولید این ماده که انبوهی از دی اکسید کربن تولید گردد آهک طی واکنش شیمیایی تا دمای 2700 درجه سانتیگراد داغ گردد. به همین علت دی اکسید کربن زیادی تولید می نماید.

به همین دلیل سیمانی ابداع شده که در دمای کمتری تولید می گردد و اندازه انتشار گازهای گلخانه ای در فرایند آن حدود یک سوم کاهش می یابد.

در مرحله بعد بتن با استفاده از گاز دی اکسید کربن تولید می گردد و آلاینده ها در سنگ باقی می مانند. به این ترتیب تولید کربن تا 70 درصد کاهش می یابد.

گجتی برای کاهش انتشار متان از طریق گاوها

طبق اطلاعات موجود متان 85 بار بیش از دی اکسید کربن گرما به وجود می آورد. این در حالی است که حیوانات علف خوار یک سوم گازهای گلخانه ای را منتشر می نمایند و 95 درصد متان منتشر شده در دنیا از طریق این گروه از حیوانات تولید می گردد.

به همین دلیل گجتی ابداع شده که روی سوراخ های بینی گاز قرار می گیرد و اندازه متان خروجی را می سنجد. سپس از طریق یک کاتالیزور آن را به آب و دی اکسید کربن با آسیب کمتر تبدیل می نماید. این دستگاه می تواند انتشار متان گاوها را نصف کند.

کشتی هیدروژنی برای اتصال دو مرکز

حمل و نقل دریایی حدود 2.5 درصد از دی اکسید کربن دنیا را تولید می نمایند. کشتی های بزرگ چندتن سوخت بی کیفیتی مصرف می نمایند که هوای شهرهای بندری را با آلاینده های سمی می پوشانند. به همین دلیل دو کشور اسکاندیناوی در یک طرح مشترک مشغول توسعه کشتی هستند که سلول های سوخت هیدروژنی انرژی مورد احتیاج برای تردد آن را فراهم می نماید. این فناوری می تواند از گاز هیدروژن انرژی تولید و فقط آب آزاد کند. هیدروژن به تنهایی به محیط زیست آسیب نمی رساند. این قایق تا 2027 میلادی اسلو (مرکز نروژ) و کپنهاگ (مرکز دانمارک) به یکدیگر متصل می نماید و از انتشار 64 هزار تن دی اکسید کربن درسال جلوگیری می نماید.

آماده سازی هواپیماهای برقی برای سفرهای تجاری

هواپیماها حدود 2 درصد گازهای کربنی دنیا را تولید می نمایند. از سوی دیگر تولید نسخه های برقی با به علت وزن باتری باچالش روبرو است. این درحالی است که هواپیماهای برقی قدم به قدم به واقعیت نزدیکتر می شوند. در ماه ژوئن امسال یک هواپیما اصلاح شده شرکت Cessna با گنجایش 9 نفر دو ساعت و 30 دقیقه در کالیفرنیا پرواز کرد. علاوه بر آن شرکت انگلیسیEasy Jet نیز تصمیم دارد تا 2030 میلادی هواپیماهای برقی را در مسیرهای تجاری مانند لندن تا آمستردام به کارگیرد.

پنل های خورشیدی شناور

پنل های خورشیدی بزرگ را به سختی می توان در منطقه ها پر جمعیت نصب کرد زیرا پر هزینه هستند. اما پنل های خورشیدی شناور در سدهای هیدروالکتریکی می توانند سطح بی استفاده آب را به کار گیرند و انرژی تولید نمایند. درهمین راستا یک واحد خورشیدی شناور تازه در کره جنوبی بزرگترین نمونه این فناوری است که می تواند 41 مگاوات برق تولید کند. واحد کره ای برق 60 هزار نفر را فراهم می نماید. اما با توجه به آمار بانک دنیای بیش از 150 هزار مایل مکعب دریاچه پشت سد در سراسر دنیا وجود دارد. بنابراین پتانسیل تولید برق با این فناوری در دنیا بالا و حد چند ترا وات است.

حسگرهای آلودگی هوا برای منحرف کردن ترافیک

یکی از موارد دیگر در راستای کنترل آلودگی شهرها نصب حسگرهای کیفیت هوا در جاده ای اصلی است. به همین دلیل این حسگرها در جاده های شهر لیورپول در انگلیس نصب شده اند. تا علاوه بر کاهش ترافیک از انتشار گازهای مضر نیز جلوگیری نمایند.

این فناوری به سیستم های کنترل ترافیک شهری متصل می گردد و سیگنال هایی ارسال می نماید که با یاری آنها می توان هنگام افزایش سطح آلودگی هوا، ترافیک را مدیریت و منحرف کرد.

دی اکسید کربنی که به سنگ تبدیل می گردد

یکی از تازهترین فناوری ها در زمینه کاهش آلودگی هوا جذب مستقیم کربن از هوا است. بسیاری از کارشناسان تا چند سال قبل این طرح را یک خیال و فانتزی می دانستند. اما این فناوری اکنون تکامل یافته و یک ابزار مهم در مقابله با آلودگی هوا و تغییرات آب و هوایی به شمار میرود.

بزرگترین نمونه یک واحد جذب مستقیم کربن از هوا در ایسلند ساخته شده و اورکا نام دارد. این واحد قادر به جذب 4 هزارمتریک تن دی کسید اکربن هوا در سال است. اما در مقایسه با احتیاج دنیا، این اندازه اندک به نظر می رسد زیرا به گفته کارشناسان سالانه باید 10 میلیارد تن دی اکسید کربن از هوا حذف گردد.

این طرح شامل پروانه های بزرگی است که هوا را به داخل می کشند. علاوه برآن مجموعه ای از جعبه های سیاه نیز نصب می شوند که دی اکسید کربن جذب فیلترهای داخل آنها می گردد. در مرحله بعد این جعبه ها با انرژی گرمازمینی داغ و با آب ترکیب می شوند و به اعماق زمین وصخره های بازالتی پمپاژ می شوند. طی چند سال این دی اکسید کربن به سنگ تبدیل می گردد.

برای ساخت و فعال نگه داشتن چنین واحدهایی به انرژی احتیاج است. طی چرخه عمر اورکا از جمله فرایند ساخت آن به ازای هر 100 تن دی اکسید کربنی که از هوا حذف می گردد، 10 تن دی اکسید کربن تولید می گردد. واحدهای مهندسی کربن می توانند با انرژی های تتازهپذیر یا گاز طبیعی فعال شوند.