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.

در مورد سوخت مصنوعی چه می دانید ؟!

این نوع سوخت با استفاده از هیدروژن و کربن سبز که معمولاً از زیست‌ توده و دی‌اکسید کربن گرفته شده از اتمسفر به دست می‌آیند تولید می‌شود. سوخت‌های مصنوعی با جداسازی هیدروژن و اکسیژن از آب و با استفاده از الکتریسیته ساخته می‌شوند.

موتورهای احتراق داخلی اعم از بنزین و دیزل فرقی بین سوخت معمولی و مصنوعی قائل نیستند، اما ما می‌دانیم که تولید سوخت مصنوعی عاری از CO2 است.

به گزارش دیجیاتو، پورشه با اعلام این که قصد دارد تولید سوخت مصنوعی را با همکاری دیگر غول های صنعتی آلمانی از جمله زیمنس و بوش آغاز کند به شدت توجه‌ها را به سمت خود جلب کرده و یک شبه تبدیل به سر تیتر اخبار صنعت خودروسازی در جهان شده است.

کانال عصر ایران در تلگرام

برای این که متوجه شویم سوخت مصنوعی چیست باید عنوان کرد که با اتانول طرف نیستیم. اتانول یک نوع الکل است که از طریق تخمیر ساخته می‌شود. البته این ترکیب شیمایی به میزان 5 تا 10 درصد در سوخت بنزین نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد تا از انتشار گازهای CO2 جلوگیری کند.

اتانول به عنوان محصولی حاصل از تخمیر، تولید بیولوژیکی دارد. موتورها باید با اثرات خورنده اتانول سازگار شوند و این خود هزینه بر روی دست شرکت های خودروسازی می‌گذارد. در حالی که سوخت مصنوعی چنین مشکلی ایجاد نمی‌کند.

سوخت مصنوعی که پورشه در حال صحبت راجع به آن است با استفاده از فناوری‌های گازی به مایع تولید می‌شود. جایی که CO2 به عنوان منبع کربن با هیدروژن واکنش نشان داده و نوع دیگری از الکل یعنی متانول را تولید می‌کند. سپس متانول طی چند مرحله دیگر پردازش می‌شود و آنچه که از انتهای دیگر آن بیرون می‌آید هیدروکربن مصنوعی است که می‌تواند بنزین یا گازوییل مصنوعی باشد.

در واقع سوخت مصنوعی محصول یک فرآیند پاک و عاری از کربن است که شامل تولید برق از طریق نیروگاه‌های خورشیدی، بادی و سایر روش‌ها می‌شود و هیدروژن از طریق الکترولیز آب امکان تولید سوخت بدون تولید CO2 را فراهم می‌کند.

استفاده از هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی با سرعت زیادی رو به افزایش است و جدا از کاربرد آن در گرم کردن خانه‌ها و ساختمان‌ها، یکی از بهترین روش های ذخیره سازی مقادیر عظیم انرژی پایدار است.

در واقع ایده این کار بدین صورت است که در شب هنگام و در مزارع بادی انرژی تولید شده را هدر ندهید و آن را تبدیل به هیدروژن کنید.

در نهایت CO2 گرفته شده از هوا با هیدروژن ترکیب شده و سوخت مصنوعی تولید خواهد شد. همچنین با این کار CO2 موجود در جو نیز کاهش پیدا می‌کند.

CO2 تولید شده توسط سوختن این سوخت‌های مصنوعی دقیقا برابر با مقدار CO2 است که از جو گرفته شده و برای تولید این نوع سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد و در نتیجه هیچ آسیب جدیدی به محیط زیست وارد نمی‌شود.

این نوع سوخت حتی از نظر دیگر ترکیب های سمی نیز پاک‌تر است و توانایی استفاده از این نوع سوخت در موتورهای قدیمی و جدید بدون نیاز به تغییر وجود دارد.

سوخت تازه حتی با چرخه فعلی توزیع و عرضه سوخت نیز سازگار است و نیازی به تغییر در تانکرها، پمپ ها و...وجود ندارد. در حال حاضر تولید این نوع سوخت بهای بالایی دارد اما در صورت تولید به میزان بالا می‌توان شاهد افت قیمت آن بود.

از همه مهم تر ایده اصلی که برای پاکسازی ناوگان وسایل نقلیه داده شده است، یعنی تغییر نوع سوخت را با درصد بالایی اجرایی می‌کند.

پورشه برنامه های بسیار بلند پروازانه‌ای برای استفاده از این نوع سوخت دارد و حتی اعلام کرده است که در صورت استفاده از این نوع سوخت در مسابقات فرمول 1 حاضر به بازگشت به این مسابقات پس از سالها است.

ارمغان انرژی پاک و مقرون‌به‌صرفه در اروپا با باتری‌های خاکی

نصب باتری‌های خاکی باکتریایی می‌تواند انرژی ارزان، پاک و شبانه‌روزی را برای مزارع اروپا به ارمغان آورد.

به گزارش ایمنا، باکتری‌های موجود در خاک می‌توانند به بهبود فناوری‌هایی کمک کنند که بازده مزارع را افزایش می‌دهد. باتری‌هایی که با این باکتری‌ها کار می‌کنند، به‌زودی انرژی ارزان و پایدار را برای مزارع اروپا و حتی سراسر جهان تأمین کنند.

باتری‌هایی با سوخت باکتری

یک استارت‌آپ بریتانیایی از الکترون‌های تولیدشده توسط باکتری‌ها در خاک استفاده می‌کند تا الکتریسیته تمیز را از زمین جمع‌آوری کند. باتری‌های قابل شارژ با خاک، پتانسیل فعالیت شبانه‌روزی را در سراسر جهان دارند و بنیان‌گذاران امیدوارند که این فناوری حرکت به سمت کشاورزی مبتنی بر داده را تسریع و به کشاورزان کمک کند تا بازدهی خود را افزایش دهند و منابع را بدون نیاز به نصب زیرساخت‌های انرژی گران‌قیمت و سخت نگهداری کنند.

عملکرد باتری‌های باکتریایی

باتری‌های باکتریایی روی سلول‌های سوختی میکروبی خاک (SMFCs) ساخته می‌شوند که انرژی را از واکنش‌های شیمیایی طبیعی جذب می‌کنند که در میکروارگانیسم‌های مبتنی بر خاک رخ می‌دهد. الکترودهای مبتنی بر کربن در خاک قرار می‌گیرند و به مدار خارجی متصل می‌شوند.

این سیستم الکترون‌های تولید شده توسط میکروارگانیسم‌های خاص را در حالی منتقل می‌کند که ترکیبات آلی موجود در خاک را مصرف و آن‌ها را به برق تبدیل می‌کند. پشته‌های این سلول‌ها را می‌توان به باتری متصل کرد تا این انرژی را ذخیره کند.

این فناوری که روی یک سیستم تصفیه آب در برزیل آزمایش شد، اکنون با توسعه روش‌هایی برای افزایش تولید برق متناسب با فرایندهای بیولوژیکی در خاک، ارتقا پیدا کرده است.

بهبود دانش تیم در زمینه فرایندهای مختلف بیوالکتروشیمیایی و به‌دست آوردن درک بهتر از نقش باکتری‌ها و خاک در این معادله پیچیده، محققان را قادر به مهندسی راه‌حل‌هایی کرده است که فرایندهای انتخابی را در زمین کنترل می‌کند و با به حداکثر رساندن امکان استخراج انرژی، امکان تولید مداوم برق را برای سال‌ها حفظ می‌کند؛ این محصول تجاری سال ۲۰۲۶ عرضه خواهد شد.

باتری‌های باکتریایی و کشاورزی

فناوری به سرعت در حال توسعه باتری‌های باکتریایی است تا به کشاورزان در جمع‌آوری داده‌ها در مورد وضعیت مزارع خود، مراقبت از محصولات و کاهش هزینه‌ها کمک کند. کشاورزان به‌طور فزاینده‌ای به اهمیت داده‌ها برای تصمیم‌گیری آگاهانه نسبت به شیوه‌های کشاورزی با منابع کارآمد اهمیت می‌دهند.

با این حال حسگرها و دستگاه‌های متصل به اینترنت به برقی نیاز دارند که نصب و نگهداری آن همیشه آسان نیست. کابل‌ها می‌توانند مزارع را با مشکل مواجه کنند، باتری‌های شیمیایی یک‌بارمصرف نیاز به نظارت و تعویض دارند و منابع انرژی تجدیدپذیر همچون پنل‌های خورشیدی تنها در شرایط آب‌وهوایی مناسب با ظرفیت کامل کار می‌کنند. با ایجاد روشی پایدار برای تأمین انرژی حسگرها، موانع تولید این داده‌ها برطرف خواهد شد.

باتری‌های خاکی باکتریایی می‌توانند بیش از ۲۵ سال دوام بیاورند و تنها ۲۵ پوند در هر واحد بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هزینه دارند.

جلبک دریایی می‌تواند «غذای آخرالزمان» باشد

این گیاه می‌تواند «غذای آخرالزمان» باشد

در صورت وقوع یک نبرد فاجعه‌بار هسته‌ای، زمستان هسته‌ای می‌تواند تولید کالری جهانی را تا ۹۰ درصد کاهش دهد. اما مزارع وسیع این گیاه می‌توانند به نجات جان ۱.۲ میلیارد نفر تا زمان بهبود دما کمک کنند.

 دانشمندان منبع غذایی شگفت‌انگیزی کشف کرده‌اند که می‌تواند جان تعداد زیادی از انسان‌ها را پس از جنگ فاجعه‌بار هسته‌ای نجات دهد: جلبک دریایی. 

به گزارش فرادید، جنگ هسته‌ای اگر اتفاق بیافتد سیاره ما را در یک زمستان عمیق هسته‌ای و چیزی شبیه آنچه در فیلم‌های آخرالزمانی می‌بینیم فرو خواهد برد. در بدترین حالت، تبادل هسته‌ای میان ایالات متحده و روسیه (که با هم نزدیک به ۹۰ درصد سلاح‌های هسته‌ای جهان را در اختیار دارند) می‌تواند تا ۱۶۵ میلیون تن (۱۵۰ میلیون تن متریک) دوده را وارد جو زمین کند و دمای سطح را ۹ درجه سانتیگراد کاهش دهد، در نتیجه تولید کالری جهانی تا ۹۰ درصد کاهش می‌یابد. 

کانال عصر ایران در تلگرام

برداشت جلبک دریایی

اما دانشمندان در یک مطالعه جدید، دریافتند طی ۹ تا ۱۴ ماه پس از جنگ هسته‌ای، می‌توان مجموعه‌های وسیعی از گیاه جلبک دریایی یا «کتانجک» پرورش‌یافته روی طناب را در خلیج مکزیک و سراسر سواحل شرقی برداشت کرد و به تغذیه ۱.۲ میلیارد انسان کمک کرد. 

مزارع جلبک دریایی، در بالاترین میزان خود، جایگزین ۱۵ درصد غذای مصرفی انسان می‌شوند، در حالی که ۵۰ درصد از سوخت زیستی کنونی و ۱۰ درصد خوراک حیوانات را نیز تامین می‌کنند. محققان یافته‌هایشان را ۹ ژانویه در مجله Earth's Future منتشر کردند. 

شریل هریسون، استادیار اقیانوس‌شناسی و علوم ساحلی و از نویسندگان این تحقیق، می‌گوید: «بیش از ۲ میلیارد نفر پس از جنگ هسته‌ای بالقوه میان هند و پاکستان و ۵ میلیارد نفر پس از جنگ هسته‌ای میان ایالات متحده و روسیه در خطر گرسنگی خواهند بود. بنابراین، کاوش درباره غذاهای جایگزین ضروریست.» 

آنی‌ترین اثر جنگ هسته‌ای، دست‌کم برای کسانی که در منطقه هدف قرار دارند، سوختن پس از مسمومیت با تشعشعات است. این اثرات وحشتناک از زمانی که ایالات متحده در ۶ اوت ۱۹۴۵ بمب اتمی «پسر کوچولو» را در شهر هیروشیمای ژاپن پرتاب کرد، شناخته‌شده است. 

خود این بمب که قدرت انفجاری آن پنج برابر کمتر از بمب‌های گرماهسته‌ای در زرادخانه‌های موجود است، حدود ۱۴۰۰۰۰ نفر را در عرض پنج ماه کشت و بیش از ۶۰۰۰۰ ساختمان از حدود ۹۰۰۰۰ ساختمان شهر را ویران کرد. 

با این حال، به طور بالقوه کشنده‌ترین نتیجه‌ی حتی یک جنگ هسته‌ای در مقیاس کوچک، تأثیری است که روی کشاورزی خواهد گذاشت. در سناریوی پایان جهانی «زمستان هسته‌ای»، غبار و دود رادیواکتیو بخش قابل‌توجهی از نور خورشید را مسدود می‌کند. این امر موجب کاهش دما می‌شود و بسیاری از محصولات زراعی جهان را از بین می‌برد و احتمالاً قحطی جهانی به بار می‌آید که به موجب آن، ممکن است میلیاردها نفر کشته شوند. 

عکس هوایی از مزرعه جلبک دریایی در اندونزی

در مطالعات گذشته، محققان پیامدهای آخرالزمانی یک جنگ هسته‌ای را مدل‌سازی کردند. اکنون، برای بررسی چگونگی زنده نگهداشتن برخی از مردم، دانشمندان رشد محصول را در محیط‌هایی که شاهد کاهش شدید دما نبودند (اقیانوس‌های استوایی) مدل‌سازی کردند. 

«اقیانوس و به طور کلی آب، گرمای ویژه بالاتری نسبت به خشکی دارد، بنابراین گرمای بیشتری را ذخیره می‌کند و گرم شدن و خنک شدن آن سخت‌تر است. به همین دلیل است که رادیاتورها بسیار خوب کار می‌کنند، چون گرما را ذخیره می‌کنند و آن را به مرور زمان تابش می‌کنند. بنابراین، اقیانوس مکان بسیار خوبی برای تولید مواد غذایی جایگزین است، برخلاف گلخانه‌های روی زمین که زمان کمبود سوخت، به گرمایش زیادی نیاز دارند. 

مدل‌سازی دانشمندان نشان داد مزارع کتانجک نه تنها دوام می‌آورند، بلکه با کاهش دمای سطح، رشد کرده و گسترش می‌یابند. دلیلش این است که هوای سردتر، آب سطحی را مجبور به فرورفتن بیشتر می‌کند و گردش آب غنی از مواد مغذی را از اعماق بالا می‌برد تا جایگزین آن شود. 

به گفته محققان، از آنجا که ید موجود در جلبک دریایی در مقادیر زیاد می‌تواند برای انسان سمی باشد، استفاده از کتانجک کشت‌شده در مزارع در درجه اول غیرمستقیم است. اما با استفاده از آن برای تغذیه حیوانات و تولید سوخت‌های زیستی، زمین‌های زراعی باقیمانده برای محصولات دیگر آزاد می‌شود. این راه‌حل می‌تواند به انسان کمک کند زمستان هسته‌ای را پشت سر بگذارد تا اینکه چند دهه بعد آب و هوا بهبود پیدا کند. 

کتانجک مخصوص زمستان هسته‌ای نیست بلکه می‌تواند به دنبال فجایع دیگر در سیستم‌های غذایی جهانی، مانند برخوردهای عظیم سیارک‌ها یا فوران‌های آتشفشانی غول‌پیکر نیز راه نجات باشد. برای نمونه، فوران کوه تامبورا در اندونزی در سال ۱۸۱۶ منجر به خرابی محصولات و کمبود مواد غذایی در سراسر نیمکره شمالی شد، اتفاقی که به «سال بدون تابستان» معروف شد. 

در طول تاریخ، فوران‌های بزرگ سبب قحطی در مناطق و جهان شدند. در هر صورت، ما به برنامه‌ای نیاز داریم تا خودمان را در این سناریوهای کاهش ناگهانی نور خورشید، تغذیه کنیم».

روش تازه ای برای آتش دادن بهینه نفت روی آب

نوع تازه ای از آتش کشف شد (+ عکس و فیلم)

دیجیاتو - بسیاری از دانشمندان در گذشته، آتش را یکی از چهار عنصر اصلی تشکیل دهنده جهان می دانستند، و این عنصر همواره مورد توجه ویژه قرار داشت، اما ظاهراً آنها قصد دارند تصور عام از آتش را دگوگون سازند.

 

 

همان طور که می دانید تشکیل شعله های زردرنگ، نشان از ناپاک بودن آتش دارد. رنگ های گرم به منزله واکنش احتراق ناقص هستند که دوده، دود و دیگر گازهای ناسالم را به وجود می آورند. اما زمانی که شعله به رنگ آبی دیده شود، سوختن به صورت کامل و تقریباً عالی صورت گرفته و آلاینده های کمتری نیز تولید می شود، هرچند این نوع احتراق را به ندرت می بینیم.

دانشمندان به تازگی نوع جدیدی از آتش شفاف به رنگ آبی کشف کرده اند که نویدبخش سوخت پاک است. آنها هیچگاه چنین شعله ای را به رنگ آبی و بنفش شاهد نبوده اند و حال با این روش جدید، فرصت ها و کاربردهای متعددی به ذهنشان رسیده.

 

در مقاله ی منتشر شده در این رابطه، مهندسین دانشگاه مریلند می گویند این شعله چرخان آبی می تواند راه بهتری برای سوزاندن نفت های پخش شده در سطح دریا باشد. روش احتراق فوق به شکل زیر است:

ابتدا مهندسین یک سوخت مایع (n-هپتان) را روی سطح آب در محفظه شیشه ای گرد ریخته و سپس آن را شعله ور می سازند. آتش، اکسیژن موجود را بلعیده و در نتیجه هوای محیط از طریق روزنه ی کوچکی که در کنار محفظه تعبیه شده، با سرعت بالا و زاویه ای خاص به سمت شعله می وزد، و گردبادی از آتش را به وجود می آورد.

سپس برای مهار آتش زرد رنگ و طوفانی، جریان ثابت سوخت از قسمت زیرین به درون شعله پاشیده می شود. در نتیجه، شعله در مرکز محل پاشش کوچک شده و به شکلی که می بینیم در می آید. البته زمانی که سوخت تزریقی تمام شود، آتش نیز از بین می رود.

 

محققین هنوز به خوبی ویژگی های دینامیک سیالات این شعله چرخان آبی را درک نکرده اند، اما می گویند به سادگی می توان آن را برای مدت های طولانی کنترل کرد. در مقاله فوق عنوان شده که شعله آبی به مدت 8 دقیقه تا زمان قطع کردن منبع سوخت، حفظ شده است.

البته این پروژه فعلاً در حد یک تجربه آزمایشگاهی به شمار می رود، اما احتمال سوزاندن نفت به شیوه ای پاک و بهینه روی سطح آب، بسیار جالب خواهد بود، ضمن اینکه شعله آبی چرخان بسیار زیباست.

در ادامه ویدئوهای نحوه ساخت این شعله زیبا را تماشا کنید:

دانلود فیلم