توسعه فناوری های جدید برای نابودی غول بزرگ آلودگی هوا

به گزارش خبرگزاری تاریخ ما ، آلودگی هوا بزرگترین تهدید زیست محیطی در سراسر جهان به حساب می‌آید و طبق گزارشی که در اتحادیه اروپا تهیه شده، عامل اصلی مرگ زودرس و بیماری‌های قلبی در این قاره است. بیماری‌های قلبی، سکته، بیماری‌های ریه همه از دلایل مرگ زودرس به شمار می‌روند.

در این میان آلودگی هوا دلایل مختلفی دارد. از مصرف سوخت‌های 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 می‌شود. درهمین راستا کشورها سعی دارند با این تهدید بزرگ مقابله کنند. آنها بودجه‌های کلانی برای تحقیق و توسعه در این باره اختصاص داده‌اند. شرکت‌های متعددی نیز در حال توسعه فناوری‌ها و روش‌هایی هستند که هرکدام به نوبه خود یکی از دلایل آلودگی هوا را هدف گرفته‌اند.

در این میان دو کشور چین و هند سابقه‌ای طولانی در مقابله با آلودگی هوا دارند. طی سالیان گذشته هر دو این کشورها برای گردندان چرخ اقتصاد عظیم خود به مصرف سوخت‌های فسیلی انبوهی اتکا کردند و در نتیجه با چالش هوای ناسالم روبرو شدند. آنها برای مقابله با این مشکل روش‌های مختلفی را به کار گرفته‌اند.

طرح سرمایه گذاری نوآورانه برای کنترل آلودگی هوا

به عنوان مثال بانک جهانی در گزارشی در ژوئن ۲۰۲۰ به برنامه‌های چین در این زمینه می‌پردازد. 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 ۲۰۱۶ تاکنون 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 گسترش وسایل نقلیه با انرژی پاک آلودگی هوا را کاهش داد.

تجهیزات حذف ذرات معلق مجموعه‌ای از دستگاه‌ها هستند که برای جلوگیری از ورود انواع آلاینده‌های مختلف، اعم از گازی و جامد، عمدتاً از دودکش‌های صنعتی به جو به کار می‌روند.

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 می‌کند. یکی دیگر از نمونه‌های این تجهیزات جداکننده سیکلونی است. این ابزار یک دستگاه جداسازی است که از اصل اینرسی برای حذف ذرات معلق از گازهای دودکش استفاده می‌کند.

علاوه برآنها استفاده از فیلتر پارچه‌ای یک روش نسبتاً ساده است که می‌تواند برای حذف گرد و غبار از گازهای دودکش استفاده شود.

علاوه بر آن در طرح مذکور در چین از فناوری گوگرد زدایی گاز دودکش (FGD) استفاده شده است. (FGD) مجموعه‌ای از فناوری‌هایی است که برای حذف دی اکسید گوگرد (SO۲) از گازهای دودکش تولید شده از احتراق صنعتی در پالایشگاه‌های بنزین، صنایع شیمیایی، کارخانه‌های فرآوری سنگ معدنی و نیروگاه‌ها استفاده می‌شود.

دستگاه کنترل انتشار گازهای گلخانه‌ای در هند

هند نیز روش‌های 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 گلخانه‌ای برای ژنراتورهای دیزلی آلودگی هوا را کاهش می‌دهد. این دستگاه ۹۰ درصد ذرات معلق در هوای اگزوز را جذب می‌کند. دیگر اقدام این کشور تاکید روی گسترش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، گسترش خودروهای برقی و تأمین سوخت ال پی جی برای پخت غذا برای میلیون‌ها خانوار است.

این کشورها راه حل های عملی مختلفی را برای حل مشکل آلودگی هوا آزمایش کرده‌اند و سعی دارند این تهدید را کنترل کنند. اما فرایند مقابله با آلودگی هوا روندی ادامه دار است. هر روز نوآوری‌های تازه ای در این زمینه توسعه می‌یابد که هرچند اکنون عجیب و دور از دسترس به نظر می رسند، اما بسیاری از آنها در آینده به طور تجاری عرضه می‌شوند.

آنچه در زیر می‌خوانید برخی از جدیدترین فناوری‌ها برای مقابله با آلودگی هوا است:

سیمان سبز

در حال حاضر سالانه ۴ گیگاتن سیمان برای ساخت و ساز در سراسر جهان به کار می‌رود. در فرایند تولید این ماده که انبوهی از دی اکسید کربن تولید شود آهک طی واکنش شیمیایی تا دمای ۲۷۰۰ درجه سانتیگراد داغ شود. به همین دلیل دی اکسید کربن زیادی تولید می‌کند.

در همین راستا سیمانی ابداع شده که در دمای کمتری تولید می‌شود و میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای در فرایند آن حدود یک سوم کاهش می‌یابد.

در مرحله بعد بتن با استفاده از گاز دی اکسید کربن فراوری می‌شود و آلاینده‌ها در سنگ باقی می‌مانند. به این ترتیب تولید کربن تا ۷۰ درصد کاهش می‌یابد.

گجتی برای کاهش انتشار متان توسط گاوها

طبق اطلاعات موجود متان ۸۵ بار بیش از دی اکسید کربن گرما به وجود می‌آورد. این در حالی است که حیوانات علف خوار یک سوم گازهای گلخانه‌ای را منتشر می‌کنند و ۹۵ درصد متان منتشر شده در جهان توسط این گروه از حیوانات تولید می‌شود.

در همین راستا گجتی ابداع شده که روی سوراخ‌های بینی گاز قرار می‌گیرد و میزان متان خروجی را می‌سنجد. سپس به وسیله یک کاتالیزور آن را به آب و دی اکسید کربن با آسیب کمتر تبدیل می‌کند. این دستگاه می‌تواند انتشار متان گاوها را نصف کند.

کشتی هیدروژنی برای اتصال دو پایتخت

حمل و نقل دریایی حدود ۲.۵ درصد از دی اکسید کربن جهان را تولید می‌کنند. کشتی‌های بزرگ چندتن سوخت بی کیفیتی مصرف می‌کنند که هوای شهرهای بندری را با آلاینده‌های سمی می‌پوشانند. در همین راستا دو کشور اسکاندیناوی در یک طرح مشترک مشغول توسعه کشتی هستند که سلول‌های سوخت هیدروژنی انرژی مورد نیاز برای تردد آن را فراهم می‌کند. این فناوری می‌تواند از گاز هیدروژن انرژی تولید و فقط آب آزاد کند. هیدروژن به تنهایی به محیط زیست آسیب نمی‌رساند. این قایق تا ۲۰۲۷ میلادی اسلو (پایتخت نروژ) و کپنهاگ (پایتخت دانمارک) به یکدیگر متصل می‌کند و از انتشار ۶۴ هزار تن دی اکسید کربن درسال جلوگیری می‌کند.

آماده سازی هواپیماهای برقی برای سفرهای تجاری

هواپیماها حدود ۲ درصد گازهای کربنی جهان را تولید می‌کنند. از سوی دیگر تولید نسخه‌های برقی با به دلیل وزن باتری باچالش روبرو است. این درحالی است که هواپیماهای برقی قدم به قدم به واقعیت نزدیکتر می‌شوند. در ماه ژوئن سال جاری یک هواپیما اصلاح شده شرکت Cessna با گنجایش ۹ نفر دو ساعت و ۳۰ دقیقه در کالیفرنیا پرواز کرد. علاوه بر آن شرکت انگلیسیEasy Jet نیز تصمیم دارد تا ۲۰۳۰ میلادی هواپیماهای برقی را در مسیرهای تجاری مانند لندن تا آمستردام به کارگیرد.

پنل‌های خورشیدی شناور

پنل‌های خورشیدی بزرگ را به سختی می‌توان در مناطق پر جمعیت نصب کرد زیرا پر هزینه هستند. اما پنل‌های خورشیدی شناور در سدهای هیدروالکتریکی می‌توانند سطح بی استفاده آب را به کار گیرند و انرژی تولید کنند. درهمین راستا یک واحد خورشیدی شناور جدید در کره جنوبی بزرگترین نمونه این فناوری است که می‌تواند ۴۱ مگاوات برق تولید کند. واحد کره‌ای برق ۶۰ هزار نفر را فراهم می‌کند. اما با توجه به آمار بانک جهانی بیش از ۱۵۰ هزار مایل مکعب دریاچه پشت سد در سراسر جهان وجود دارد. بنابراین پتانسیل تولید برق با این فناوری در جهان 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 جاده‌ای اصلی است. در همین راستا این حسگرها در جاده‌های شهر لیورپول در انگلیس نصب شده‌اند. تا علاوه بر کاهش ترافیک از انتشار گازهای مضر نیز جلوگیری کنند.

این فناوری به سیستم‌های کنترل ترافیک شهری متصل می‌شود و سیگنال‌هایی ارسال می‌کند که با کمک آنها می‌توان هنگام افزایش سطح آلودگی هوا، ترافیک را مدیریت و منحرف کرد.

دی اکسید کربنی که به سنگ تبدیل می‌شود

یکی از جدیدترین فناوری‌ها 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 می‌دانستند. اما این فناوری اکنون تکامل یافته و یک ابزار مهم در مقابله با آلودگی هوا و تغییرات آب و هوایی به حساب می‌آید.

بزرگترین نمونه یک واحد «جذب مستقیم کربن از هوا» در ایسلند ساخته شده و اورکا نام دارد. این واحد قادر به جذب ۴ هزارمتریک تن دی کسید اکربن هوا در سال است. اما در مقایسه با نیاز جهان، این میزان اندک به نظر می‌رسد زیرا به گفته کارشناسان سالانه باید ۱۰ میلیارد تن دی اکسید کربن از هوا حذف شود.

این طرح شامل پروانه‌های بزرگی است که هوا را به داخل می کشند. علاوه برآن مجموعه‌ای از جعبه‌های سیاه نیز نصب می‌شوند که دی اکسید کربن جذب فیلترهای داخل آنها می‌شود. در مرحله بعد این جعبه‌ها با انرژی گرمازمینی داغ و با آب ترکیب می‌شوند و به اعماق زمین وصخره های بازالتی پمپاژ می‌شوند. طی چند سال این دی اکسید کربن به سنگ تبدیل می‌شود.

برای ساخت و فعال نگه داشتن چنین واحدهایی به انرژی نیاز است. طی چرخه عمر اورکا از جمله فرایند ساخت آن به ازای هر ۱۰۰ تن دی اکسید کربنی که از هوا حذف می‌شود، ۱۰ تن دی اکسید کربن تولید می‌شود. واحدهای مهندسی کربن می‌توانند با انرژی‌های تجدیدپذیر یا گاز طبیعی فعال شوند.