چرا ایران در مصرف انرژی بیمار است؟
یکی از بزرگترین موانع بهینه‌سازی انرژی در ایران، استفاده از استانداردهای قدیمی عایق‌کاری ۲۵ تا ۴۰ ساله است.این عایق‌ها نه تنها مانع از اتلاف انرژی نمی‌شود، بلکه آن را چندین برابر افزایش دهد
به گزارش خبرگزاری مهر، در قلب یک کشور غنی از منابع انرژی، پارادوکس بزرگی نهفته است: ایران با مصرف سرانه ۵ تا ۶ برابر میانگین جهانی برق و گاز، با یک بحران پنهان انرژی دست و پنجه نرم می‌کند.
این در حالی است که راهکاری نوآورانه و بومی، یعنی عایق‌های آئروژل، در حال ظهور است تا این چالش دیرینه را به فرصتی برای توسعه پایدار و اقتصادی تبدیل کند.
سخنرانی اخیر دکتر برگزین، مدیرعامل و بنیان‌گذار شرکت دانش‌بنیان پاکان آتیه نانو دانش، پرده از مزایا و پتانسیل‌های بی‌نظیر این فناوری برداشته و زنگ خطری را برای مصرف بی‌رویه و غفلت از بهینه‌سازی انرژی به صدا درآورده است.
داستان آئروژل از سال ۱۹۳۰ و آزمایشگاه‌های ناسا آغاز شد؛ جایی که این نسل جدید عایق‌ها برای فضاپیماها و تجهیزات کرایوژنیک (دمای بسیار پایین) توسعه یافتند.
اما این فناوری پیشرفته تنها محدود به فضا نماند.
از سال ۲۰۰۲، شرکت‌هایی مانند آسپن آئروژل با تجاری‌سازی آن، راه را برای ورود آئروژل به صنایع مختلف از جمله پالایشگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و نیروگاه‌ها در سراسر جهان هموار کردند.
امروز، آئروژل به عنوان بهترین راه‌حل برای مقابله با گرمایش جهانی در کاربردهای صنعتی، ساختمانی و انبارداری شناخته می‌شود.
در ایران، شرکت پاکان آتیه نانو دانش پس از ۱۰-۱۲ سال تحقیق و توسعه فشرده، چند سالی است که این فناوری را بومی‌سازی کرده است.
دستاوردهای این شرکت قابل توجه است مشتریان بزرگی چون مپنا سال‌هاست که از این عایق‌ها در توربین‌های خود استفاده می‌کنند.
محصولات آئروژل این شرکت در صنایع پتروشیمی نیز کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند، تا جایی که دکتر برگزین از تقاضای فعلی که از عرضه پیشی گرفته، سخن می‌گوید.
چرا ایران در مصرف انرژی بیمار است؟
ایران در مصرف انرژی، به گفته دکتر برگزین، یک کشور “بیمار” است.
مصرف ۵ تا ۶ برابر میانگین جهانی برق و گاز، تنها بخش کوچکی از این تصویر است.
بهینه‌سازی انرژی در بخش‌های حیاتی مانند صنعت، ساختمان و انبارداری به معنای واقعی کلمه فراموش شده است.
بیش از ۴۰ درصد مصرف انرژی کشور مربوط به ساختمان‌ها و انبارهاست که اغلب فاقد هرگونه عایق‌کاری مناسب هستند.
این در حالی است که روش‌های عایق‌کاری سنتی در ساخت‌وساز ایران، به دلیل دشواری اجرا، کمتر مورد توجه قرار می‌گیرند.
ریشه این معضل فرهنگی عمیق‌تر از آن است که به نظر می‌رسد.
قیمت‌های نازل انرژی در گذشته، فرهنگ مصرف بی‌رویه را نهادینه کرده است.
اما این معادله در حال تغییر است.
قیمت گاز برای صنایع به طرز چشمگیری افزایش یافته است؛ به طوری که از ۲۰ تومان در هر متر مکعب چند سال پیش، به ۸۰۰۰ تومان برای شرکت‌های پتروشیمی این افزایش قیمت، زنگ خطر را برای صنایع بزرگ به صدا درآورده است.
دکتر برگزین با ارائه آماری تکان‌دهنده، ابعاد این هدر رفت را روشن می‌سازد: یک متر مربع با دمای ۲۴۰ درجه سانتیگراد در پتروشیمی اروند، در صورت عدم عایق‌کاری یا عایق‌کاری نامناسب، سالانه ۹۰ میلیون تومان اتلاف انرژی دارد.
این بدان معناست که شرکت‌های پتروشیمی سالانه بین ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ میلیارد تومان برای سوخت انرژی پرداخت می‌کنند که بخش عمده آن به دلیل هدر رفت شدید انرژی است.
این اعداد نشان می‌دهند که بهینه‌سازی انرژی دیگر یک انتخاب لوکس نیست، بلکه یک ضرورت اقتصادی و ملی است.
نارسایی‌های عایق‌کاری سنتی: میراثی از گذشته
یکی از بزرگترین موانع در مسیر بهینه‌سازی انرژی در ایران، استانداردهای قدیمی عایق‌کاری است که قدمتی ۲۵ تا ۴۰ ساله دارند.
در حالی که آئروژل به عنوان عایق شماره یک جهان برای مقابله با گرما، سرما، آتش و صدا در مشخصات جدید مطرح است، عایق‌های سنتی تولید شده در ایران اغلب فاقد کیفیت لازم هستند.
آفت عایق‌های سنتی، جذب رطوبت بالا است.
عایقی که رطوبت را جذب کند، نه تنها مانع از اتلاف انرژی نمی‌شود، بلکه می‌تواند آن را چندین برابر افزایش دهد.
این رطوبت، خود منشأ یک معضل بزرگتر به نام خوردگی زیر عایق است که هزینه‌های گزافی را برای به‌روزرسانی و تعویض تجهیزات صنعتی به کشور تحمیل می‌کند.
دکتر برگزین با اشاره به کمبود نصاب حرفه‌ای عایق در ایران، این مشکل را ناشی از کم‌ارزش بودن انرژی در گذشته می‌داند.
پیامد این غفلت، روش‌های عایق‌کاری ارزان و بی‌دقت بوده که به افزایش خوردگی، نشت، توقف‌های ناگهانی، آتش‌سوزی و انفجار در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی منجر شده است.
“این مسائل که ناشی از ۱۵ تا ۲۰ سال خوردگی هستند، اکنون با تبدیل شدن عدم تعادل انرژی به یک نگرانی ملی، آشکار شده‌اند.
در حالی که کشورهای اروپایی که پیش‌تر مصرف انرژی خود را بهینه کرده‌اند، در حال ارتقاء استانداردهای عایق‌کاری ساختمان‌ها و الزام به استفاده از آئروژل هستند، ایران همچنان درگیر معضلات کهنه است.
این یک فرصت از دست رفته بزرگ است، به ویژه با توجه به اینکه نیروگاه‌های ایران ۳ تا ۴ برابر تمام شرکت‌های پتروشیمی گاز مصرف می‌کنند، اما از یارانه سنگین قیمت گاز بهره‌مندند.
صرفه‌جویی در مصرف گاز در هر بخش، می‌تواند این گاز را با قیمت‌های بالاتر به صنایع پرمصرف‌تر فروخت و منافع ملی را افزایش داد.
دولت نیز با ارائه مشوق‌هایی، صنایع و نیروگاه‌ها را به صرفه‌جویی در انرژی و فروش مازاد آن با قیمت‌های بالا تشویق می‌کند.
برتری‌های بی‌بدیل آئروژل: سرمایه‌گذاری برای آینده
مزایای آئروژل بسیار گسترده‌تر از صرف یک عایق معمولی است:
سود دائمی و ماندگار: با طول عمر مفید بیش از ۲۰ سال، آئروژل یک سرمایه‌گذاری بلندمدت است که صرفه‌جویی مستمر و چشمگیری در انرژی ایجاد می‌کند.
اجرای آسان: این یک راهکار ساده و بی‌نیاز از تغییرات پیچیده سیستمی است که به راحتی در زیرساخت‌های موجود پیاده‌سازی می‌شود.
مقرون به صرفه: با وجود قیمت بالای آئروژل وارداتی (۲۵۰ تا ۴۰۰ دلار در هر متر مربع)، تولید داخلی آن را بسیار مقرون به صرفه‌تر کرده است.
ساختار منحصر به فرد: آئروژل ژلی است که مایع در منافذ آن با هوا جایگزین شده و ساختار جامد خود را حفظ کرده است.
این ویژگی آن را به پرفروش‌ترین و پرحجم‌ترین محصول نانو در جهان و سبک‌ترین جامد تجاری تبدیل کرده است.
عملکرد بی‌نظیر حرارتی: آئروژل‌ها هوا را در منافذ ۲۰ تا ۳۰ نانومتری به دام می‌اندازند و انتقال حرارت را به طور شگفت‌انگیزی کاهش می‌دهند.
یک گرم آئروژل ۵۰۰ متر مربع سطح مقطع دارد که قابلیت عایق‌کاری آن را بی‌نظیر می‌کند.
یک آئروژل با ضخامت ۶ میلی‌متر می‌تواند به مدت یک ساعت در برابر شعله مستقیم ۷۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد بدون انتقال حرارت مقاومت کند.
این بدان معناست که ۳ تا ۶ برابر ضخامت کمتر و ۱۰ برابر حجم کمتری نسبت به عایق‌های سنتی نیاز دارد که امکان عایق‌کاری دقیق اشکال هندسی پیچیده در نیروگاه‌ها را فراهم می‌کند.
محدوده دمایی وسیع و کارایی بالا: آئروژل‌ها به طور موثر از ۲۰۰- تا ۶۵۰ درجه سانتیگراد کار می‌کنند و ۶ برابر بهتر از عایق‌های سنتی در این محدوده عمل می‌کنند.
آن‌ها می‌توانند ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد را برای چندین ساعت تحمل کنند و استاندارد UL۱۷۰۹ را نیز پاس می‌کنند.
آب‌گریزی و ضد خوردگی: پتوهای آئروژل آب‌گریز هستند و از جذب رطوبت جلوگیری می‌کنند.
این ویژگی حیاتی، از مشکلات بزرگ عایق‌های سنتی مانند پشم سنگ و پشم شیشه که با جذب رطوبت خواص خود را از دست داده و باعث CUI می‌شوند، جلوگیری می‌کند.
مقاومت در برابر آتش و سرما: آئروژل نه تنها در برابر آتش عملکرد عالی دارد، بلکه در عایق‌کاری سرما، حتی از نیتروژن مایع در ۱۹۶- درجه سانتیگراد نیز جلوگیری می‌کند.
این ویژگی برای خطوط و مخازن LNG که ایران در تولید صنعتی آن‌ها با چالش مواجه است، بسیار حیاتی است.
استحکام مکانیکی بالا: آئروژل‌ها انعطاف‌پذیر، مقاوم در برابر ترک و شکستگی، و دارای استحکام کششی، فشاری و خمشی عالی هستند.
این ویژگی، مشکلات عایق‌های فومی که در دماهای سرد ترک می‌خورند و منجر به میعان و تبخیر می‌شوند را از بین می‌برد.
غیر سمی و ایمن: هنگام برش با اره داغ، آئروژل دود یا مواد سمی تولید نمی‌کند، که ایمنی کارگران و محیط‌زیست را تضمین می‌کند.
پوشش‌های آئروژل : این شرکت پوشش‌های عایق مبتنی بر آئروژل را برای نیروگاه‌ها تولید می‌کند که راه‌حل‌هایی نازک، سبک، مقاوم در برابر دمای بالا و ضد آب هستند.
این پوشش‌ها برتر از پوشش‌های ضد حریق سنتی هستند که با جذب رطوبت اثربخشی خود را از دست می‌دهند.
نصب آسان و سریع: آئروژل به صورت رول عرضه می‌شود، انعطاف‌پذیر است و به راحتی می‌تواند دور لوله‌ها و تجهیزات پیچیده پیچیده شود.
با بندهای فلزی محکم می‌شود و نیاز به تکیه‌گاه‌های فلزی که باعث اتلاف انرژی و خوردگی در عایق‌های سنتی می‌شوند، از بین می‌برد.
همچنین، ۱۰۰ درصد سطح را پوشش می‌دهد و از شکاف‌های هوایی و ورود رطوبت جلوگیری می‌کند.
نصب آنلاین: به دلیل ضریب انتقال حرارت پایین، آئروژل را می‌توان بر روی تجهیزات گرم یا سرد در حین کار نصب کرد، که به معنای عدم نیاز به توقف عملیات است.
قابلیت تنفس و جلوگیری از خوردگی: عایق آئروژل قابلیت تنفس دارد و به رطوبت محبوس شده اجازه خروج می‌دهد، در حالی که از ورود رطوبت خارجی جلوگیری می‌کند، بدین ترتیب از خوردگی جلوگیری می‌شود.
کاهش هزینه‌های جانبی: آئروژل سازگار با محیط زیست است و هزینه‌های حمل و نقل و ذخیره‌سازی را بیش از ۶ برابر کاهش می‌دهد.
همچنین به کار ورق فلزی کمتری نیاز دارد، سطح خارجی را ۴۰ درصد کاهش می‌دهد و امکان راه‌اندازی سریع‌تر و نصب پیش‌ساخته را فراهم می‌کند.
از میعان و یخ‌زدگی نیز جلوگیری می‌کند.
آئروژل: کاتالیزور توسعه پایدار
دکتر برگزین با قاطعیت اظهار می‌دارد که آئروژل به عنوان یک کاتالیزور در صنعت و ساختمان عمل می‌کند و از طریق صرفه‌جویی در انرژی، هزینه خود را بازپرداخت می‌کند.
“گاز صرفه‌جویی شده را می‌توان با قیمت‌های بالاتر فروخت، و کاهش مصرف انرژی منجر به آلودگی کمتر و مصرف آب کمتر می‌شود.
او به نمونه‌های موفق اشاره می‌کند: مپنا ۶ سال است که از پوشش‌های آئروژل برای توربین‌های خود استفاده می‌کند.
در پتروشیمی اروند، استفاده از آئروژل بر روی یک درام، مصرف گاز را ۶۵% کاهش داد و فرآیند را سریع‌تر به دمای مطلوب رساند.
این امر منجر به سفارش‌های فوری بیشتر شد و هزینه عایق‌کاری در کمتر از ۱/۵ ماه بازپرداخت شد!
در پتروشیمی اروند، با استفاده از آئروژل، ۱۰ میلیون متر مکعب گاز صرفه‌جویی شد که معادل ۸۰ میلیارد تومان سالانه است.
سخنان دکتر برگزین، درسی مهم برای برنامه‌ریزان انرژی دارد: “عایق آئروژل بلافاصله پس از اعمال، با راندمان ۹۷%، بدون توجه به شرایط آب و هوایی شروع به کار می‌کند.
این یک محصول مصرفی مستقیم است، نیازی به سرمایه‌گذاری دولتی ندارد، و می‌تواند توسط بسیاری از مصرف‌کنندگان به طور همزمان استفاده شود.” برخلاف پروژه‌های انتقال انرژی که به زمان، زمین و زیرساخت قابل توجهی نیاز دارند، آئروژل صرفه‌جویی سریع و آسانی در انرژی ارائه می‌دهد.
با وجود افزایش ۲۲ برابری تولید برق، مصرف همچنان در حال افزایش است.
آئروژل می‌تواند مصرف‌کنندگان را مجبور به کاهش مصرف کند؛ به عنوان مثال، یک خانه ۱۰۰ متر مکعبی که با آئروژل عایق‌کاری شده، می‌تواند با یک شمع گرم شود.
محصولی نوآورانه: رنگ مبتنی بر آئروژل
جدیدترین محصول شرکت پاکان آتیه نانو دانش، رنگ مبتنی بر آئروژل است؛ ترکیبی از آئروژل با رزین‌های پایه آب که برای ساختمان‌ها، انبارها و صنعت طراحی شده است.
این رنگ، پس از خشک شدن، بیش از ۷۰% آئروژل دارد.
یک لایه ۱ میلی‌متری از این رنگ، که بر روی سطح فلزی ۱۳۰ درجه سانتیگراد پاشیده می‌شود، از انتقال حرارت جلوگیری می‌کند.
این رنگ به راحتی بر روی اشکال هندسی پیچیده مانند فلنج‌ها، که اغلب بدون عایق باقی می‌مانند، پاشیده می‌شود.
یک لایه ۱/۵ میلی‌متری از این رنگ بر روی یک لیوان فلزی حاوی آب جوش، امکان نگه داشتن آن را برای چندین دقیقه به راحتی فراهم می‌کند.
این رنگ می‌تواند بر روی لوله‌های آب، مجاری تهویه، پشت بام‌ها، مناطق پایلوت، دیوارهایی که در معرض نور خورشید و باد هستند، و سقف‌های فلزی انبارها استفاده شود.
چشم‌انداز آینده: بهینه‌سازی یا بحران عمیق‌تر؟
در نهایت، پیام دکتر برگزین روشن است: ایران نمی‌تواند همچنان به مصرف بی‌رویه انرژی ادامه دهد.
راه‌حل‌های سنتی و رویکردهای قدیمی دیگر کارساز نیستند.
فناوری بومی آئروژل، با توانایی‌های بی‌نظیر خود در صرفه‌جویی انرژی، جلوگیری از خوردگی و افزایش ایمنی، یک انقلاب سبز را در صنعت و ساختمان ایران نوید می‌دهد.
اما تحقق این پتانسیل، نیازمند تغییر نگرش، سرمایه‌گذاری هوشمندانه و اولویت‌بندی بهینه‌سازی انرژی در سطح ملی است.
اگر ایران بتواند از این فرصت طلایی بهره‌برداری کند، می‌تواند نه تنها بحران انرژی خود را مهار کند، بلکه به یک پیشرو در فناوری‌های سبز در منطقه و جهان تبدیل شود.
عدم توجه به این فناوری بومی و ادامه مسیر فعلی، می‌تواند کشور را به سوی بحرانی عمیق‌تر و غیرقابل بازگشت سوق دهد.