تامین گرمای شهرها با انرژی زباله‌سوزی پاک + نمونه‌های پیشتاز

افزایش شهرنشینی و چالش‌های زیست‌محیطی، مدیریت زباله و تأمین انرژی را به مسئله‌ حیاتی در جوامع مدرن تبدیل کرده است. یکی از نوآوری‌های برجسته در این زمینه، استفاده از فناوری انرژی زباله‌سوزی است که از پسماند غیرقابل‌بازیافت انرژی تولید می‌کند و گرمایش و برق ساختمان‌های مسکونی و صنعتی را تأمین می‌کند.

پیشرفت صنعت و افزایش سریع جمعیت در سراسر جهان، مسئله مدیریت زباله را به یکی از چالش‌های جدی و حیاتی تبدیل کرده است و بسیاری از کشورها برای حل این مسئله به استفاده از فناوری‌های نوین در زمینه انرژی زباله‌سوزی (Waste-to-Energy) روی آورده‌اند. پیشینه انرژی زباله‌سوزی به دهه‌ها قبل بازمی‌گردد، زمانی که جوامع محلی در آمریکا، اروپا و آسیا برای مدیریت زباله‌های خود به سوزاندن زباله‌ها به‌عنوان یک راه‌حل روی آوردند.

به گزارش ایمنا، نخستین نیروگاه‌های زباله‌سوزی اوایل قرن بیستم در اروپا و ایالات متحده آمریکا و با هدف کاهش حجم زباله‌ها و تولید انرژی از این فرایند راه‌اندازی شد. با پیشرفت فناوری و افزایش آگاهی درباره مسائل زیست‌محیطی، روش‌های سوزاندن زباله بهبود یافت و استانداردهای زیست‌محیطی سخت‌تری برای آن وضع شد، امروزه انرژی زباله‌سوزی به‌عنوان یک منبع تجدیدپذیر برای تولید برق و گرمای محله‌های شهری در بسیاری از کشورها به‌کار می‌رود و به مدیریت بهینه پسماند و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند.

مفاهیم پایه‌ای انرژی زباله‌سوزی

انرژی زباله‌سوزی به فرایند تولید انرژی از پسماند غیرقابل بازیافت اطلاق می‌شود که شامل سوزاندن زباله در شرایط کنترل‌شده، تولید گرما و در نهایت تبدیل آن به انرژی الکتریکی یا گرمایی است. این روش علاوه‌بر کمک به کاهش حجم پسماند، منبعی مطمئن و پایدار را برای تأمین انرژی در جوامع محلی فراهم می‌آورد.

پسماند جامد شهری و صنعتی شامل مخلوطی از مواد غنی از انرژی همچون کاغذ، پلاستیک، زباله‌های محوطه و محصولات ساخته‌شده از چوب، به‌منظور کاهش حجم پسماند در محل‌های دفن زباله، در نیروگاه‌های زباله‌سوزی سوزانده می‌شود تا به خاکستر و گازهای داغ تبدیل شود. گزارش‌ها نشان می‌دهد که از هر ۴۵ کیلوگرم پسماند حدود ۳۸ کیلوگرم می‌تواند به‌عنوان سوخت برای تولید برق سوزانده شود. کارخانه‌های تبدیل زباله به انرژی، ۹۰۰ کیلوگرم زباله را به خاکستری تبدیل می‌کند که وزن آن بین ۱۳۰ تا ۲۷۰ کیلوگرم است و به این ترتیب حجم زباله را تا حدود ۸۷ درصد کاهش می‌دهد.

انرژی حاصل از سوزاندن به صورت گرمایی است که بخشی از آن به‌وسیله توربین‌های بخار یا بویلرها به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. پیش از سوزاندن، امکان جداسازی و بازیابی مواد قابل بازیافت همچون فلزات و پلاستیک‌ها وجود دارد و علاوه بر آن، سیستم‌های مدرن به تجهیزاتی برای کنترل آلودگی هوا و گازهای سمی مجهز شده است که شامل فیلترهای ذرات، خنثی‌کننده‌ها و سیستم‌های تهویه است.

چرخه زندگی و مزایای انرژی زباله‌سوزی

استفاده از فناوری انرژی زباله‌سوزی فقط به‌معنای کاهش زباله نیست، بلکه به بهبود استفاده از منابع محیطی و ارتقای کیفیت زندگی افراد در جوامع محلی منجر می‌شود. سوزاندن زباله‌ها به کاهش حجم آن‌ها کمک می‌کند و بستر لازم برای کاهش فضای دفن زباله را فراهم می‌آورد. این فرایند به تولید برق و گرما از زباله‌های غیرقابل بازیافت کمک و منابع جدیدی را برای تأمین انرژی ایجاد می‌کند که نتیجه آن کاهش انتشار گازهای مضر و جبران آلودگی‌های ناشی از سوزاندن زباله‌ها است.

راه‌اندازی و نگهداری از نیروگاه‌های زباله‌سوزی به ایجاد فرصت‌های شغلی کمک می‌کند و اقتصاد محلی را ارتقا می‌دهد. بسیاری از نیروگاه‌های زباله‌سوزی، کارگاه‌های آموزشی و رویدادهای اجتماعی را برگزار می‌کنند و از این طریق به افزایش آگاهی عمومی درباره مدیریت پسماند کمک می‌کنند.

چالش‌ها و موانع

نیروگاه‌های زباله‌سوزی با وجود مزایای بسیار، با چالش‌هایی نیز روبه‌رو هستند که نخستین مورد نگرانی افراد از آلودگی‌های ممکن ناشی از سوزاندن زباله و تأثیرات آن بر سلامت انسان است، به همین دلیل نیروگاه‌های مدرن باید با استانداردهای زیست‌محیطی و بهداشتی سختگیرانه‌ای هماهنگ شوند که ممکن است زمان‌بر و پیچیده باشد.

سرمایه‌گذاری اولیه برای راه‌اندازی نیروگاه‌های زباله‌سوزی بسیار بالا است و نیاز به حمایت‌های مالی و بین‌المللی دارد. با تداوم تحقیق و پیشرفت فناوری، استفاده از انرژی زباله‌سوزی می‌تواند به راه‌حلی پایدار و قابل اعتماد برای چالش‌های زباله در آینده تبدیل شود و دگرگونی مثبتی در نحوه مدیریت پسماند و تأمین انرژی در سراسر جهان ایجاد کند.

در حال حاضر حدود ۱۰ درصد از انرژی تأمین‌شده برای شبکه‌های گرمایشی منطقه‌ای در اروپا از نیروگاه‌های زباله‌سوزی به‌دست می‌آید، به‌ویژه در کشورهای شمال اروپا به دلیل کمبود منابع طبیعی انرژی و نیاز به گرما در زمستان‌های سرد، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. نیروگاه‌های زباله‌سوزی مدرن به‌خوبی با محیط اطراف خود یکپارچه می‌شود و به‌عنوان فضای اجتماعی و فرهنگی در جوامع میزبان خود شناخته می‌شود و به این ترتیب در ارتقای شرایط جامعه نقش فعالی دارد. در ادامه به نمونه‌های قابل‌توجهی از نیروگاه‌های زباله‌سوزی اشاره می‌شود که نقش بسزایی در محافظت از محیط زیست و کاهش ردپای کربن دارد.

نیروگاه Sysav در مالمو، سوئد

تجربه‌ای موفق از انرژی زباله‌سوزی با استفاده از فناوری‌های پیشرفته در سیستم مدیریت زباله سوئد وجود دارد. در این کشور اسکاندیناوی، نرخ بازیافت پسماند بسیار بالا است و تنها یک درصد از زباله‌های شهری به محل دفن زباله ارسال می‌شود. پسماندها به جای ارسال به محل دفن، به‌عنوان سوخت در سیستم گرمایش منطقه‌ای استفاده می‌شود و نیازهای گرمایشی یک میلیون و ۲۵۰ هزار آپارتمان را برآورده می‌کند. نیروگاه Sysav واقع در مالمو با ظرفیت پردازش حدود ۶۰۰ هزار تن زباله در سال، یکی از بزرگ‌ترین و کارآمدترین نیروگاه‌های زباله‌سوزی در اروپا به‌شمار می‌رود. این نیروگاه حدود ۶۰ درصد از نیازهای گرمایشی شهر ۳۰۰ هزار نفری مالمو را تأمین می‌کند.

نیروگاه Sysav سیستم‌های پیشرفته‌ای برای مدیریت و کنترل آلودگی را به کار می‌برد تا به استانداردهای زیست‌محیطی بالا پایبند باشد. علاوه‌بر این، Sysav در برنامه‌های آموزشی محلی مشارکت دارد و به‌عنوان مرکز برگزاری رویدادهای فرهنگی و هنری شناخته می‌شود و از این راه به ترویج آگاهی اجتماعی در زمینه مدیریت زباله کمک می‌کند.

نیروگاه Rea Dalmine در برگامو، ایتالیا

نیروگاه Rea Dalmine با راندمان بیش از ۲۷ درصد، یکی دیگر از پروژه‌های موفق در ایتالیا همچنین اروپا است که در شهر برگامو تأسیس شده است. این نیروگاه نه‌تنها به‌عنوان یک الگوی پیشرفته در مدیریت زباله عمل می‌کند، بلکه به افزایش پایداری زیست‌محیطی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک قابل‌توجهی کرده است.

این نیروگاه در سال ۲۰۲۰ گرمای تولیدی موردنیاز برای شبکه گرمایش منطقه‌ای را به میزان ۵۰ درصد افزایش داد که معادل کاهش ۱۴ هزار و ۵۰۰ تن دی‌اکسید کربن در سال است. خط تصفیه بخار نوآورانه این نیروگاه عاملی است که استفاده از آب را در تمام فرایندهای زباله‌سوزی و تولید انرژی به صفر رسانده است و به حفظ این منبع حیاتی کمک می‌کند.

گرمای بازیافتی حاصل از این نیروگاه به ایستگاه پمپاژ شبکه گرمایش منطقه‌ای متصل است که امکان استفاده سایر مناطق شهر از جمله محله‌های کلونیولا، مالپنساتا و سن‌توماسو را فراهم می‌کند. یک انبار حرارتی برای مدیریت گرمایش همه ساختمان‌های مجهز به سیستم گرمایش متمرکز طراحی شده است که می‌تواند به شبکه متصل شود.

معماری این نیروگاه از نظر زیبایی‌شناسی مورد توجه بسیاری از مسئولان قرار گرفته است و به‌عنوان یک نقطه عطف در شهر برگامو شناخته می‌شود. Rea Dalmine با ارائه اطلاعات به‌روز و شفاف درباره فرایندهای خود از طریق وبگاه رسمی، ارتباط نزدیکی با جامعه محلی برقرار می‌کند و به این روش همکاری شهروندان را در جمع‌آوری پسماند قابل بازیافت ارتقا می‌دهد.

نیروگاه Giubiasco در بلینزونا، سوئیس

نیروگاه Giubiasco در دامنه‌های آلپ سوئیس نمونه دیگری از عملکرد مؤثر انرژی زباله‌سوزی است. این نیروگاه که با هدف حل مشکلات دفع و صادرات پرهزینه زباله به سایر مناطق سوئیس در سال ۲۰۰۹ ایجاد شد، سالانه حدود ۱۶۰ هزار تن زباله را پردازش و به انرژی گرمایی و الکتریکی تبدیل می‌کند.

انرژی الکتریکی تولیدی این نیروگاه به شبکه برق ملی متصل است و نیازهای حدود ۲۳ هزار خانوار سوئیسی را تأمین می‌کند. این نیروگاه که با تکیه بر فناوری‌های مدرن و با حداقل تأثیر زیست‌محیطی به تولید گرما و برق مورد نیاز مناطق اطراف کمک می‌کند، به‌عنوان یک الگوی موفق در مدیریت پسماند اروپا مورد توجه قرار گرفته است.

نیروگاه Amager Bakke در کپنهاگ، دانمارک

نیروگاه Amager Bakke با امکانات فوق‌العاده در کپنهاگ، به‌عنوان یک الگوی پیشرفته در مدیریت زباله و تولید انرژی در سراسر جهان شناخته می‌شود. این نیروگاه علاوه‌بر اینکه جایگزینی برای استفاده از سوخت‌های فسیلی در انرژی حرارتی محسوب می‌شود، به‌عنوان یک مرکز اجتماعی و فرهنگی نیز عمل می‌کند. این نیروگاه حدود ۶۴۵ هزار نفر و ۶۸ هزار شرکت را در حوزه خود تحت پوشش قرار می‌دهد و برق ۸۰ هزار خانوار و گرمای مورد نیاز ۹۰ هزار آپارتمان را تأمین می‌کند.

نیروگاه کپنهاگ با نام «کپن‌هیل (Copenhill)» نیز شناخته می‌شود، چرا که ارتفاع آن به ۱۰۰ متر می‌رسد و پشت‌بام قابل دسترس آن پوشیده از پوشش گیاهی است که برای پیاده‌روی بسیار مناسب است. کپن‌هیل شامل بلندترین دیواره کوهنوردی مصنوعی جهان و یک پیست اسکی نیز هست که به‌عنوان یک جاذبه گردشگری، به محلی برای تجمع خانواده‌ها و جوانان تبدیل شده است.

نیروگاه Kawasaki در کاوازاکی، ژاپن

نیروگاه زباله‌سوزی کاوازاکی به‌عنوان یکی از جدیدترین و مدرن‌ترین نیروگاه‌های زباله‌سوزی در ژاپن شناخته می‌شود در سال ۲۰۰۱ با فناوری‌های پیشرفته طراحی شد و یکی از بزرگ‌ترین و پیشرفته‌ترین نیروگاه‌های زباله‌سوزی جهان به‌شمار می‌آید. این نیروگاه ظرفیت سوزاندن حدود ۸۰۰ تن زباله در روز را دارد و انرژی تولیدی آن برای تأمین برق و گرما در منطقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این نیروگاه از فناوری‌های مدرن برای کاهش آلودگی و به حداکثر رساندن بهره‌وری انرژی استفاده می‌شود که به کنترل دقیق دما و فشار همچنین تصفیه مؤثر گازهای خروجی کمک می‌کند تا انتشار آلاینده‌های مضر به محیط زیست را به حداقل برساند.

این نیروگاه در اکتبر ۲۰۲۲ سیستم تولید برق از بازیابی حرارت زائد (WHRPG) را به کارخانه سیمان تایهیو در سایتامای ژاپن انتقال داده است که از حرارت اضافی آزادشده در فرایند تولید سیمان برای تولید برق استفاده می‌کند و منجر به کاهش مصرف انرژی و اثرات زیست‌محیطی کارخانه سیمان خواهد شد.

سیستم همجوشی جدید به طور نامحدود برق تولید می‌کند!

رآکتور انرژی‌سل(EnergiCells) با همجوشی هسته‌های هیدروژن موفق به ایجاد فوتون یا نور و همچنین به طور مستقیم الکترون یا الکتریسیته شده است.

به گزارش ایسنا، شرکت ENG8 متخصص در همجوشی کاتالیز شده به پیشرفت قابل توجهی در تولید برق دست یافته است و در حال توسعه طیف وسیعی از رآکتورهای همجوشی کاتالیزوری به نام انرژی‌سل است و توانسته به اولین نقطه عطف جهان در رقابت برای انرژی همجوشی دست یابد.

به نقل از آی‌ای، سیستم آنها، مبتنی بر فناوری واکنش‌های هسته‌ای کم انرژی(LENR) است که می‌تواند به طور نامحدود بدون هیچ نیروی ورودی خارجی کار کند.

به گفته این شرکت، سیستم خودکفا همچنین می‌تواند برق خالص صادر کند. ادعا می‌شود که این اولین نقطه عطف جهانی برای همجوشی کاتالیز شده است.

این دستگاه می‌تواند به طور نامحدود بدون دریافت هیچ گونه برق ورودی خارجی، کار کند.

دکتر جین-پاول بیبرین(Jean-Paul Biberian)، کارشناس واکنش‌های هسته‌ای کم انرژی که مأمور انجام بررسی فنی روی انرژی‌سل شده است، می‌گوید: ما می‌توانیم در نظر بگیریم که دستگاه می‌تواند به طور نامحدود بدون هیچ نیروی ورودی خارجی، کار کند.

والریا تیوتینا(Valeria Tyutina)، مدیرعامل ENG8 می‌گوید: در حالی که همجوشی داغ برای تولید انرژی خالص تلاش می‌کند، فناوری همجوشی کاتالیزور شده کیلومترها جلوتر است و منبعی پایدار از انتشار صفر و انرژی مقرون‌به‌صرفه برای پیشبرد اقتصاد جهانی ارائه می‌کند.

او تاکید کرد که این فناوری تولید انبوه است، بنابراین همه افراد روی کره زمین می‌توانند به منبع انرژی مستقل خود دسترسی داشته باشند.

این شرکت معتقد است که انرژی‌سلزها باعث همجوشی هسته‌های هیدروژن می‌شوند که فوتون یا نور و مستقیما الکترون یا الکتریسیته تولید می‌کنند. آنها در حال حاضر در مقیاس میلی وات تا ده‌ها کیلووات برق تولید می‌کنند.

این شرکت در بیانیه‌ای مطبوعاتی اعلام کرد که این خروجی برق برای طیف وسیعی از برنامه‌ها، از دستگاه‌های کوچک مانند تلفن و لپ‌تاپ گرفته تا لوازم خانگی و در نهایت، خانه‌ها، اتومبیل‌ها و کارخانه‌ها مناسب است.

انرژی‌سل دو جزء اصلی دارد. اولین مورد انرژی‌سل است که در آن واکنش‌های هسته‌ای کم انرژی انجام می‌شود. دوم سیستمی است که از انرژی‌سل پشتیبانی می‌کند. هر دو جزء تولید انبوه هستند.

این شرکت ادعا می‌کند که هزینه سرمایه این فناوری یک سوم انرژی باد و خورشید است، اما می‌تواند ۲۴ ساعته برای هفت روز هفته کار کند. ادعا می‌شود که هزینه عملیاتی آن مشابه یک مجموعه ژنراتور هیدروکربنی بدون هزینه سوخت است.

منبع سوخت، مولکول آب است. مولکول H2O یونیزه شده، یون‌های هیدروژن مورد نیاز برای همجوشی کاتالیز شده را تامین می‌کند.

به گفته ENG8، انرژی به صورت الکتریسیته و گرما آزاد می‌شود و با تغییراتی می‌تواند انرژی شیمیایی به شکل هیدروژن و اکسیژن تولید کند.

این خودروی برقی تا ابد می‌راند!

این خودروی برقی در ایتالیا آزمایش شد و مشاهده شد که چگالی انرژی باتری آن با 6 ساعت حرکت نه تنها کم نشد، بلکه افزایش یافت.

یک ژنراتور جدید که به تازگی ابداع شده، کارکرد منحصر به فردی دارد. به عنوان مثال می‌تواند کاری کند که یک خودروی برقی به برد نامحدود برسد و هرچه بیشتر حرکت کند برد آن نیز افزایش یابد.

به گزارش ایسنا، پیشرفت قابل توجهی در چشم انداز خودروهای الکتریکی با یک خودروی الکتریکی اصلاح شده رخ داده است.

به نقل از آی‌ای، این خودروی برقی در ایتالیا آزمایش شد و مشاهده شد که چگالی انرژی باتری آن با 6 ساعت حرکت نه تنها کم نشد، بلکه افزایش یافت.

این آزمایش شامل دو مدل از «رنو توییزی ۸۰» بود و یکی از مدل‌هایی که به سیستم تولید برق E-Cat مجهز شده بود، عملکرد خیره کننده‌ای را به نمایش گذاشت.

باتری این خودروی اصلاح شده دارای چگالی انرژی ۶۲ درصدی بود که پس از شش ساعت کار مداوم به ۸۳ درصد افزایش یافت.

راه حل منحصر به فرد سامانه تولید برق E-Cat

سامانه تولید برق E-Cat نصب شده در این خودرو توسط شرکت لئوناردو توسعه داده شده است.

این شرکت ادعا می‌کند که فناوری E-Cat می‌تواند باتری یک وسیله نقلیه الکتریکی را در حین رانندگی به طور مداوم شارژ کند.

این سامانه، برق ۲۴ ساعته، نامحدود و پایدار را بدون تولید گازهای گلخانه‌ای یا نیاز به سوخت فراهم می‌کند.

آزمایش هر دو خودرو در پیست مسابقه

این خودروها اواخر ماه گذشته در یک پیست مسابقه آزمایش شدند. قبل از آزمایش، وضعیت شارژ باتری هر یک از خودروها مشاهده شد. خودروی اول ۹۶ درصد شارژ داشت، در حالی که خودروی E-Cat با شارژ ۶۲ درصدی شروع به کار کرد.

پس از ۲ ساعت و ۲۰ دقیقه، خودروی اول بدون تغییر به دلیل اتمام کامل باتری پس از طی مسافت ۴۵ مایلی از حرکت ایستاد.

در حالی که خودروی E-Cat ساعت‌ها به حرکت خود ادامه داد و مسافت ۱۲۴ مایلی را طی کرد و چگالی انرژی باتری آن از ۶۲ به ۸۳ درصد افزایش یافت که ۳۳ درصد بیشتر از زمان شروع آزمایش بود.

تایید توسط کارشناسان مستقل

این آزمایش توسط مایکو مارزوکی(Maico Marzocchi) متخصص مستقل مهندسی الکترونیک تأیید شد. E-Cat مورد استفاده در این آزمایش توسط وی در خودروی «رنو توییزی» خودش نصب شده است.

آندریا روسی(Andrea Rossi) مدیر عامل شرکت لئوناردو گفت: من از نتایج ارائه شده بسیار خوشحالم. هدف ما نشان دادن این بود که فناوری E-Cat یک منبع عملی انرژی است که می‌تواند برای جهان مفید باشد.

وی افزود: ما با نمونه اولیه E-Cat که استفاده کردیم، نشان داده‌ایم که می‌توانیم برق کافی را مستقیماً از یک مجموعه E-Cat نه تنها برای حفظ شارژ باتری، بلکه همچنین برای افزایش آن در طول زمان تولید کنیم.

نحوه کار سامانه E-Cat

مسئولان شرکت لئوناردو اظهار داشتند که یک ژنراتور برق E-Cat از یک جزء منحصر به فرد استفاده می‌کنند که آن را سلول برق SKL NGU می‌نامند. به آن مانند یک سلول خورشیدی نگاه کنید، اما این سلول به جای نور خورشید، الکتریسیته را از انرژی خلاء میدان انرژی نقطه صفر که یک منبع انرژی فراوان موجود در سراسر جهان است، دریافت می‌کند.

انرژی نقطه صفر کمترین انرژی ممکنی است که یک سیستم مکانیکی کوانتومی می‌تواند داشته باشد. 

مسئولان این شرکت معتقدند که یک سلول برق NGU با تنها ۶۰ میلی‌متر قطر می‌تواند به طور مداوم در ۲۴ ساعت شبانه‌روز در ۷ روز هفته به مدت بیش از ۱۰ سال و بدون اتکا به سوخت، شرایط آب و هوایی یا هرگونه اتصال خارجی ۱۰ وات برق جریان مستقیم تولید کند.

درست مانند سلول‌های خورشیدی، چندین سلول برق NGU را می‌توان در ژنراتورهای برق NGU با ظرفیت‌هایی از چند وات تا چند مگاوات ترکیب کرد و مانند صفحات خورشیدی، برق جریان مستقیم از ژنراتورهای NGU را می‌توان با استفاده از مبدل‌های تجاری به برق جریان متناوب تبدیل کرد.

سامانه‌ای مناسب برای انواع برنامه‌ها

ادعا می‌شود که سامانه E-Cat Power با هزینه‌های اولیه کم، بدون هزینه سوخت و عمر طولانی، هزینه رقابتی را برای برق تولید شده ارائه می‌دهد.

سلول‌های مولد برق E-Cat در اندازه‌های ۱۰ و ۱۰۰ وات موجود است و هر تعداد E-Cat را می‌توان ترکیب کرد تا به سطح مطلوبی از قدرت رسید.

مسئولان شرکت لئوناردو ادعا می‌کنند که E-Cat Power برای انواع کاربردها در منازل، مشاغل و صنعت مانند روشنایی، گرمایش، سرمایش و تغذیه انواع دستگاه‌ها و لوازم الکترونیکی مناسب است.

ماه‌ها پیش این شرکت توضیح داده بود که هر ژنراتور برق NGU ساخته شده توسط سلول‌های برق مونتاژ شده ۱۰ واتی NGU می‌تواند برای تولید برق ثابت، بدون هیچ ورودی و در حال حرکت استفاده شود.

مسئولان شرکت لئوناردو در پایان اعلام کردند: این فناوری به خودروهای برقی، برد نامحدود و آینده‌ای می‌دهد که در آن حمل و نقل در نهایت از سوخت‌های فسیلی دور می‌شود. ژنراتور ما آماده استفاده به عنوان یک ژنراتور جهانی و انعطاف‌پذیر برای تولید برق پاک است.

دی‌اکسید‌کربن را می‌توان به‌منبع غذایی تبدیل کرد

گروه علمی: اگرچه دی‌اکسید کربن ممکن است منبع اصلی تغییرات آب‌وهوایی سیاره ما باشد اما می‌تواند به یک منبع تقریبا بی‌حدوحصر از پروتئین، کربوهیدرات و چربی نیز تبدیل شود و غذای جمعیت روبه‌رشد کره زمین را فراهم کند.

به گزارش ایسنا، با کاهش منابع ارزشمند و بروز خطرات زیست‌محیطی، کاهش وابستگی به کشاورزی سنتی ضروری می‌شود. اگرچه کشاورزی مدرن برای تغذیه جمعیت جهان بسیار سودمند بوده اما این سیستم در برابر خطرات فاجعه‌بار آسیب‌پذیر است و شیوه‌های ناپایدار کشاورزی به طور غیرقابل انکاری روی کره زمین تأثیر گذاشته‌اند.
 

 «خوآن گارسیا مارتینز»(Juan García Martínez) مدیر پژوهشی سازمان غیرانتفاعی «اتحاد تغذیه زمین در بلایای طبیعی»(ALLFED) گفت: تبدیل مواد خام غیرخوراکی مانند کاه، چوب یا دی‌اکسید کربن به غذا این قابلیت را دارد که نیازهای جمعیت جهان را به مواد مغذی و کالری تامین کند و در عین حال، با کاهش وابستگی صرف به منابع کشاورزی، انعطاف‌پذیری عرضه جهانی غذا را افزایش دهد.اگرچه مأموریت اصلی سازمان ALLFED تضمین امنیت غذایی در صورت بروز اختلالات در مقیاس بزرگ است اما مارتینز تأکید کرد که سیستم‌های غیرکشاورزی تولید مواد غذایی فراتر از سناریوهای بحران نیز سودمند هستند. به عقیده مارتینز، آنها می‌توانند خطراتی را مانند محدودیت‌های تجاری، تخریب محیط زیست، آب‌وهوای ناملایم، تغییرات آب‌وهوایی، عوامل بیماری‌زا و آفات را به حداقل برسانند یا از بین ببرند.
وی افزود: آنها می‌توانند به انعطاف‌پذیرتر شدن سیستم‌های غذایی پایدارتر، کاهش استفاده از زمین، کاهش مصرف آب و صید بی‌رویه کمک کنند و حتی در شرایط سخت‌تر مانند ماموریت‌های فضایی یا تلاش‌های بشردوستانه به تهیه غذا بپردازند.
با توجه به افزایش تعداد مردم روی کره زمین، کالری بیشتری نیز مورد نیاز است که کشاورزی سنتی برای برآورده کردن آن با مشکل روبه‌رو می‌شود. مارتینز ادامه داد: با افزایش جمعیت جهان، نیاز به غذای پایدار و مغذی نیز افزایش می‌یابد و اینجاست که روش‌های تولید غیر کشاورزی و محیط بسته وارد می‌شوند.
اگر فناوری‌های غیر کشاورزی تولید مواد غذایی در مقیاس صنعتی اجرا شوند، می‌توانند به عنوان یک طرح پشتیبان قابل اعتماد در صورت شوک‌های آب‌وهوایی، تهدیدات زیست‌محیطی، اختلالات تجاری و سناریوهای بدتر مانند کاهش ناگهانی نور خورشید به دلیل زمستان آتشفشانی یا زمستان هسته‌ای عمل کنند. به عنوان مثال، چوب و بقایای گیاهی غیرقابل خوردن را می‌توان به قند تبدیل کرد و نفت و ذغال‌سنگ را می‌توان از طریق فرآیندهای صنعتی که به خوبی تثبیت شده‌اند، به صورت چربی و پروتئین ارائه داد.
لزوما نیازی نیست که کارخانه‌ها از ابتدا ساخته شوند. کارخانه‌های کاغذ و پالایشگاه‌های نیشکر و ذرت برای صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌توانند تغییر کاربری دهند تا زیست‌توده گیاهی را به قند، چربی و پروتئین تبدیل کنند.
اگرچه دی‌اکسید کربن ممکن است منبع اصلی تغییرات آب‌وهوایی سیاره باشد اما می‌تواند به یک منبع تقریبا بی‌حدوحصر از پروتئین، کربوهیدرات و چربی نیز تبدیل شود که بدن برای رشد به آنها نیاز دارد. مارتینز خاطرنشان کرد: امروزه شرکت‌های پیشگامی وجود دارند که از دی‌اکسید کربن برای تولید پروتئین یا جایگزین کره با کیفیت بالا استفاده می‌کنند و برخی نیز آن را برای تولید قند به کار می‌برند.
پروتئین ساخته‌شده از تخمیر گاز توسط میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها، مخمرها، جلبک‌ها و قارچ‌ها در حال افزایش است و چندین شرکت از دی‌اکسید کربن برای تولید جایگزین‌های باکیفیت و پروتئین تک‌سلولی جایگزین سویا، لبنیات، گوشت و تخم‌مرغ استفاده می‌کنند. شرکت‌های دیگر روی تولید پروتئین تک‌سلولی از متان تمرکز کرده‌اند که یک گاز گلخانه‌ای قوی است.
این پودرهای پروتئین میکروبی را می‌توان به نان، ماکارونی، گوشت و لبنیات گیاهی اضافه کرد یا به عنوان مکمل پروتئین مانند پودر آب پنیر مورد استفاده قرار داد اما هزینه یک مانع اصلی است. در هر حال، مارتینز معتقد است که شرایط تغییر خواهد کرد.
وی افزود: سنگاپور در حال حاضر در این بازی جلوتر است. در سنگاپور، پروتئین‌های ساخته‌شده از دی‌اکسید کربن تجاری‌سازی شده‌اند زیرا آنها به افزایش حاکمیت غذایی خود علاقه‌مند هستند و این کار راهی را برای به دست آوردن غذا از زمین بسیار محدود فراهم می‌کند تا کاملا به واردات مواد غذایی وابسته نباشند.
مارتینز ادامه داد: اگرچه بسیاری از این غذاها می‌توانند به میزان قابل توجهی انعطاف‌پذیری و پایداری مواد غذایی را افزایش دهند اما برای اطمینان از سودمند بودن آنها باید تحقیقات بیشتری درباره تأثیرات آنها بر سلامتی، اثرات اقتصادی آنها بر کارگران کشاورزی و برقراری عدالت در فرآیندهای انتقال از غذاهای سنتی به صنعتی انجام شود که به نیروی کار کمتری نیاز دارند.
این پژوهش در «Trends in Food Science & Technology» به چاپ رسید.

سیارک فلزی به ارزش هزاران کوادریلیون دلار!

این سیارک طلایی ۱۰۰ هزار کوادریلیون دلار می‌ارزد

در ۱۳ اکتبر ۲۰۲۳، ناسا مأموریت خود را برای کاوش ۱۶ Psyche، یک سیارک بزرگ غنی از فلز که تقریباً شش سال دورتر قرار دارد، آغاز کرد. ۱۶ Psyche سرشار از عناصر کمیاب از جمله پلاتین و پالادیوم است که برای تولید خودرو و وسایل الکترونیکی حیاتی هستند.

هدف مأموریت سیارک طلایی تعمیق درک ما از فرآیندهای تشکیل سیارات است و این سیارک به دلیل ارزش تخمینی خیره‌کننده ۱۰۰۰۰۰ کوادریلیون دلاری توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. ۱۶ Psyche سرشار از عناصر کمیاب از جمله پلاتین و پالادیوم است که برای تولید خودرو و وسایل الکترونیکی حیاتی هستند.

به گزارش همشهری آنلاین، در ۱۳ اکتبر ۲۰۲۳، ناسا مأموریت خود را برای کاوش ۱۶ Psyche، یک سیارک بزرگ غنی از فلز که تقریباً شش سال دورتر قرار دارد، آغاز کرد. ۱۶ Psyche سرشار از عناصر کمیاب از جمله پلاتین و پالادیوم است که برای تولید خودرو و وسایل الکترونیکی حیاتی هستند.

استخراج در فضا

فیلیپ متزگر، فیزیک‌دان سیاره‌ای در دانشگاه فلوریدا مرکزی می‌گوید: تفاوت اصلی بین استخراج معادن در زمین و استخراج در فضا در توسعه تجهیزاتی است که می‌توانند تحت شرایط گرانش کم و پرتوهای زیاد عمل کنند.

همان‌طور که بشر به دنبال کشف و استعمار بالقوه فضا ست، تقاضا برای منابع فرازمینی به طور فزاینده‌ای آشکار می‌شود. در حال حاضر شرکت‌هایی مانند AstroForge و TransAstra در حال بررسی چشم‌انداز استخراج سیارک‌هایی مانند Psyche هستند. بااین‌حال، چالش‌های مهمی در مسیر استخراج این ثروت‌های کیهانی باقی‌مانده است.

استخراج سیارک

به گزارش سایت science از منظر فناوری، کارشناسان معتقدند ما به دستیابی به قابلیت‌های لازم برای استخراج سیارک نزدیک شده‌ایم. همچنین، این تجهیزات باید به طور مستقل عمل کند، زیرا به دلیل فواصل زیاد درگیر، ممکن است بیش از ۲۰ دقیقه طول بکشد تا دستورالعمل‌ها به یک سیارک برسد.

تأمین مالی مأموریت؛ یک عنصر گمشده حیاتی
درحالی‌که فناوری لازم توسعه‌یافته و در آزمایشگاه‌ها آزمایش شده است، اما هنوز برای استفاده عملی آماده نیست. به گفته متزگر، تجهیزات فعلی برای استخراج فضایی بین سطح آمادگی فناوری ۳ تا ۵ در مقیاس ناسا قرار دارد که از ۱ تا ۹ متغیر است. متزگر خاطرنشان کرد: ساخت یک مأموریت پروازی را شروع کنید. او تاکید کرد تامین مالی یک عنصر گمشده حیاتی است و نشان می‌دهد که در صورت تامین سرمایه‌گذاری کافی، استخراج سیارک‌ها در مقیاس کوچک در عرض پنج سال امکان‌پذیر خواهد بود.

سرمایه‌گذاران بالقوه

به گفته کوین کانن، استادیار زمین‌شناسی و مهندسی زمین‌شناسی در برنامه منابع فضایی دانشکده معادن کلرادو، بسیاری از پیشرفت‌ها در استخراج سیارک‌ها احتمالاً از بخش خصوصی حاصل می‌شود. بااین‌حال، او اشاره کرد که یک مانع مهم باقی می‌ماند: متقاعدکردن سرمایه‌گذاران بالقوه در مورد ارزش استخراج سیارک.
کانن چالش‌های اقتصادی انتقال مواد به زمین را برجسته کرد و اظهار داشت که ممکن است از نظر مالی مقرون‌به‌صرفه نباشد.
استخراج منابع از سیارک‌ها
قیمت فلزات گروه پلاتین در حال حاضر روبه‌کاهش است و پرسش‌هایی را در مورد مقرون‌به‌صرفه بودن چنین عملیاتی ایجاد می‌کند. باوجود این، کانن پیشنهاد کرد استخراج منابع از سیارک‌ها می‌تواند برای توسعه زیرساخت‌ها در فضا مفید باشد. به‌عنوان‌مثال، سیارک‌های غنی از آب می‌توانند اجزای لازم برای سوخت موشک را فراهم کنند؛ درحالی‌که فلزات استخراج شده از سیارک‌ها می‌توانند برای ساخت سازه‌های بزرگ در فضا استفاده شوند.

استخراج ماه

باوجود چالش‌های بسیار، اما علاقه‌مندی به استخراج ماه نیز وجود دارد که حاوی مواد مشابه اما در غلظت‌های پایین‌تر است. کانن خاطرنشان کرد نزدیکی ماه، تنها چند روز دور از زمین، آن را به گزینه‌ای دردسترس‌تر برای تلاش‌های اولیه معدن تبدیل خواهد کرد.

اگرچه استخراج سیارک هنوز در مراحل اولیه است، جامعه علمی همچنان بر کاوش این اجرام آسمانی متمرکز است. کمی قبل از مأموریت روان، فضاپیمای OSIRIS-REx ناسا با نمونه هایی از سیارک بننو بازگشت. علاوه بر این، فضاپیمای ژاپنی Hayabusa۲ نمونه‌هایی از سیارک ریوگو را بازگرداند.

قرار است در آینده دو سیارک دیگر را کاوش کند. در ماه اکتبر، آژانس فضایی اروپا مأموریت هایی را برای بررسی بیشتر سیارک‌ها راه‌اندازی خواهد کرد.

فناوری جادویی
هدف این مأموریت‌ها به طور خاص استخراج نیست. در عوض، آنها به دنبال افزایش درک ما از زمین‌شناسی و شیمی سیاره‌های باستانی هستند. کانن تأکید کرد فناوری استخراج سیارک از قبل وجود دارد و اظهار داشت: هیچ فناوری جادویی وجود ندارد که ما مجبور باشیم برای استخراج سیارک‌ها اختراع کنیم. ما فناوری آن را داریم. این مسئله داشتن اراده برای انجام این کار و صرف سرمایه برای انجام آن است.