مقدمه
پیاده سازی و مشاهده تاسیسات تولید انرژی از منابع تجدیدپذیری همچون انرژی خورشیدی و بادی شاید امروزه دیگر تصویری بیگانه برای جوامع بشری نیست، همچنین تولید برق از زباله را می توان در زمره راه کارهای نوین برای تولید برق دانست. اما به تازگی در شهر آرهوس واقع در کشور دانمارک اقدامات جدیدی برای تولید برق صورت گرفته است که پیرو آن دانمارک در آستانه تبدیل شدن به اولین شهر در جهان در زمینه استفاده از انرژی ایجاد شده از پساب و فاضلاب خانگی برای تولید برق مصرفی تاسیسات تصفیه آب در تصفیه خانه های این شهر است. این واحد تصفیه آب در آرهوس در نظر دارد از فاضلاب نیز برای تولید برق مصرفی خانه ها استفاده کند. بر طبق نظریه انرژی جهانی آژانس بین المللی انرژی در سال 2016، میزان انرژی مصرفی در بخش آب تا 25 سال آینده دو برابر خواهد شد. هم زمان با افزایش جمعیت در جهان، سرعت توسعه خدمات آبی کمتر شده و خصوصاً در کشورهای در حال توسعه نیازمند انرژی بیشتری برای دوام یافتن است. لذا باید به دنبال راهی برای تلفیق سیستم های سنتی با نوین و چه بسا حذف راه کارهای قدیمی و جایگزین شدن آنها با راه حل هایی کارآمد تر بود.
واحد تصفیه آب مارسلیزبورگ (Marselisborg)
هدف اصلی تصفیه خانه آب مارسلیزبورگ از به کارگیری فناوری تولید برق از پساب این است که بیش از 192 درصد از انرژی مورد نیاز برای تاسیسات تصفیه خانه را از این راه تولید کرده و برای حدود 200 هزار شهروند ساکن در آن منطقه آب آشامیدنی سالم فراهم کند. هم اکنون این واحد قادر به تامین بیش از 150 درصد از برق مورد نیاز خود بوده و استفاده از تاسیسات پیشرفته در این زمینه راهی را برای خودکفایی واحد تصفیه برای تولید برق فراهم کرده است. برق مازاد تولید شده برای راه اندازی پمپ های آب و به منظور توزیع آب آشامیدنی مورد استفاده قرار خواهد گرفت و در نهایت مابقی برق تولید شده از طریق تاسیسات برقی شبکه قدرت به واحد شبکه برق سراسری تزریق می شود.
البته لازم به ذکر است که این فناوری یک دانش جدید محسوب نمی شود و موفقیت و اجرای آن در آرهوس مدیون مقررات زیست محیطی سخت گیرانه در خصوص تخلیه فاضلاب و دستورالعمل های مبنی بر کاهش آلاینده های نیتراتی و فسفاتی است. همچنین این فناوری با کنترل فشار روزانه و فصلی بر لوله ها توانسته است هزینه های تعمیر و نگهداری را تا چندین برابر کاهش دهد.
روند اجرایی در این فناوری را می توان به طور خلاصه اینگونه ترسیم کرد که در ابتدا پساب و فاضلاب در گوارنده هایی(digesters) مملو از باکتری پردازش می شوند تا مواد آلی آنان تجزیه شده و فاضلاب در دمای ثابت 100.4 درجه فارنهایت (38 درجه سانتیگراد) بیوگاز (اکثراً متان به همراه گازهای دیگر) تولید می کند که با سوزاندن آن علاوه بر تولید حرارت می تواند تولید کننده برق نیز باشد. از این رویه در بسیاری از کارخانه های تصفیه آب برای جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه ای زیان آور استفاده می شود ولی تا کنون هیچ کدام از این کارخانه ها تلاشی برای مهار برق تولید شده از این فرایند و استفاده مجدد از آن را نکرده اند.
هزینه های اولیه برای توسعه تاسیسات مجرای فاضلاب واحد تصفیه آب مارسلیزبورگ در کشور دانمارک حدود 3 میلیون یورو محاسبه شده است. ولی مدیران اجرایی پروژه و مسئولان آب آرهوس بر این باورند که این سیستم جدید به لطف هزینه های پایین تعمیر و نگهداری و مزیت مازاد آن در خصوص فروش برق اضافی به شبکه برق و علاوه بر این با تامین ملزومات گرمایشی منطقه می تواند ظرف مدت کوتاهی حدودا تا 5 سال هزینه مصرفی خود را جبران کند.
نکته حائز اهمیت و خوشایند این نگرش، فرهنگ سازی صورت گرفته در دیگر شهرهای جهان است که منجر به پیش قدم شدن آنها برای بهره گیری از این تاسیسات شده است. از جمله شهرهای دیگر دانمارک مانند کپنهاگن و دیگر شهرهای جهان مانند شیکاگو و سن فرانسیکو نیز به دنبال راهی برای همانند سازی سیستم آرهوس هستند تا بتوانند مزیت های انرژی بازیافتی فاضلاب را به دست آورند.
تحلیگر انرژی آژانس بین المللی انرژی، مولی والتون معتقد است همانند سازی تجربه و عملکرد کشور دانمارک کار ساده ای نیست. طبق اظهارات او مصرف انرژی در بخش آب را می توان تقریباً به آسانی اندازه گیری کرد اما میزان بهره وری انرژی هنوز کاملاً مشخص نشده است، خصوصاً اینکه یک سرمایه اولیه مورد نیاز است که می تواند به طور چشمگیری هزینه آب را افزایش دهد. علاوه بر این، کارخانه تصفیه آب باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند بیوگازهای کافی تولید کند. بعلاوه اگر فاضلاب با طوفان یا آب های زیرزمینی رقیق شده باشد، فرآیند بازیابی انرژی دشوارتر خواهد شد.
منبع:
رییس دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه ریزی دانشگاه اصفهان گفت: برای بحرانی مثل بحران آب باید عزم ملی و همفکری بین کارشناسان باشد، در غیر این صورت با دیدگاههای یک بعدی معضل آب حل نخواهد شد.
به
گزارش ایسنا، حجت الله یزدان پناه، در نشستی از سلسله جلسات پنجره با
عنوان "بحران آب" در دانشگاه اصفهان اظهار کرد: طی چند سال گذشته، بارشها
از برف به باران تغییر پیدا کرده، اما کمبود بارش به اندازهای که موجب
خشکسالی و خشک شدن رودخانه شود نبوده است.
وی با اشاره به شرایط اقلیمی کشور اظهار کرد: ایران در حقیقت در کمربند خشک
قرار دارد و وجود عواملی مانند رشته کوهها، شرایط اقلیمی امروز یعنی
رودخانههای دائمی را پدید آورده، در غیر این صورت ایران نیز شرایطی مانند
کشور عربستان داشت.
رییس دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه ریزی دانشگاه اصفهان در رابطه با
تغییر میزان بارش ها تصریح کرد: باید بپذیریم که اصفهان از مناطق خشک است.
میزان بارشها به طور معمول ممکن است در یک سال کاهش یا افزایش داشته باشد،
اما این به معنای خشکسالی نیست. ایران از مناطق خشک و کم بارش است و این
نوسانات همیشگی بوده است.
یزدان پناه افزود: خشکسالی دو نوع است؛ نوع دوم آن هیدرولوژیکی است و به
دلایلی مانند جابجایی آب، ایجاد سد و... موجب میشود و مصداق آن را در
استان اصفهان شاهد هستیم.
این استاد اقلیمشناسی افزود: در اثر کمبود آب و حفر چاه و در نتیجه کاهش
منابع آب زیرزمینی، مشکلاتی دیگری مثل از بین رفتن مراتع پیش خواهد آمد که
خود موجب بروز معضلات دیگری است. مراتع موجب نگهداری خاک میشوند و با از
بین رفتن آن، بیثباتی خاک، مشکل گرد و غبار و ریزگردها را به دنبال خواهد
داشت.
وی تصریح کرد: آمار نشان میدهد تعداد دفعات پدیده گرد و غبار از 5 الی 6
بار در سال از سال 1992 به 30 الی 35 بار در سال، تا سال 2010 رسیده است و
بالاترین میزان آلایندهها در استان را نیز، گرد و غبار تشکیل میدهد.
این استاد دانشگاه با بیان اینکه برداشت بیرویه از آبهای زیرزمینی در
سالهای اخیر به شدت افزایش یافته است، گفت: عمق چاهها از 20 الی 30 متری
در سال 1360 به عمق 200 الی 300 متری رسیده است و همین مقدار آب نیز به
زودی وجود نخواهد داشت. از طرفی به دلیل همین برداشتها، کشور تبدیل به یکی
از خطرناکترین کشورها از نظر نشست زمین شده است.
راهکار چیست؟
یزدان پناه با اشاره به چند مورد از راهحلهایی که برای افزایش بارشها در
استان داده میشود، گفت: برخی معتقدند با بارورسازی مصنوعی ابرها میتوان
این کمبود بارش را جبران کرد، اما با در نظر گرفتن این مهم که در استان
اصفهان، در مجموع 32 روز ابرهای بارانزا و بارش داریم، در این مدت زمان
کوتاه جبران کمبود بارش یک سال غیرممکن است. علاوه بر این با توجه به
هزینههای بالا و میزان ریسک پذیری، این روش عملاً مردود است.
وی ادامه داد: راهکار عملی بحث و برنامهریزی برای الگوی مصرف و البته
نظارت بر آن است. کشورهای توسعه یافته نیز که با مسئله بحران آب مواجه
هستند اما با ایجاد اصول و قواعدی سختگیرانه تا نسبت زیادی این مسئله را
حل کردهاند.
این استاد دانشگاه افزود: متاسفانه در کشور آب، بهای کمی دارد و در عین حال
حتی آب شرب از کیفیت بسیار پایینی برخوردار است. به همین دلیل مردم به
معنای حقیقی برای آب ارزش قائل نیستند. از طرفی برنامهریزیها یکسویه و
تک بعدی است. کارشناس اقتصادی، اجتماعی، اقیلمی و.. هرکدام از نگاه خود به
مسئله نگریسته و برای آن راه حل پیشنهاد میکنند که البته بدیهی است راه هم
به جایی نخواهد برد.
یزدان پناه گفت: چطور است که سازمان بهینه سازی مصرف انرژی داریم، اما
سازمان بهینه سازی مصرف آب نداریم! در صورتی که در شرایط کنونی باید برای
هر واحد آب موجود در کشور برنامهریزی انجام شود.
وی ادامه داد: هزینههای کلان و بسیاری برای خسارت به کشاورزان تاکنون
پرداخت شده است، چرا که مصرف آب برای کشاورزی را نسبت به بقیهی امور بالا
میبینیم. در حالی که اهمیت و مزایای کشاورزی بسیار بیشتر از صنایع است.
کشاورزی به سبب ایجاد ثبات خاک، تصفیه هوا، ایجاد استقلال اقتصادی و سیاسی
و.. منافع بیشتری خواهد داشت.
وی در رابطه با مصرف آب در امور کشاوزی یا صنعتی و ... گفت: نکته قابل
توجه در مصرف آب و اهمیت آن در واردات و صادرات، تخمین آب مجازی و برآورد
هزینههاست. آب مجازی به معنای میزان آب مصرف شده برای تولید یک محصول است.
باید بدانیم برای تولید هر محصول چه میزان آب مصرف میشود و صرفه اقتصادی
در صادرات آن محصول است یا واردات.
یزدان پناه در خصوص آب مصرفی در فضاهای سبز اضافه کرد: یکی از نکات بسیار
مهم رواج داشتن کاشت چمن برای فضاهای سبز در ایران است، که در استان اصفهان
نیز میزان قابل توجهی است. چمن یکی از پرمصرفترین گیاهان تا نزدیک به 8
لیتر در روز است. در حالی که جایگزینهای بسیار بهتری وجود دارد که مصرف آب
برای این امر را به طور کلان و چشمگیر کاهش خواهد داد.
وی با نشان دادن چند نمونه از طراحیهای مدرن از فضای سبز گفت: علاوه بر
نوع گیاهی که برای فضای سبز به کار میرود، امروزه طراحیهای فضای سبز به
گونهای انجام میشود که برای آبیاری نیز آب مصرفی کمتری استفاده خواهد شد.
جا دارد از کارشناسان طراح برای این مهم بهره لازم برده شود.
استاد اقیلم شناسی دانشگاه اصفهان از دیگر روشهای حل بحران آب را، روش
بازیافت آب دانست و گفت: باید سعی کنیم برای زندگی در این شرایط جوی
راههایی انتخاب کنیم که در بلند مدت جوابگو باشد. روش دیگری که در کشور
چین انجام می شود، بازیافت آب است. در این کشور با همین روش آب مصرفی پارک
بزرگ هوتان تأمین میشود. علاوه بر این در آلمان با همین روش به سطح کیفی
لازم برای آب شرب هم رسیدهاند.