از مشعل‌های نوین تا هیدروژن سبز؛ راه ایران برای آینده انرژی‌های پاک
عضو هیئت‌علمی دانشگاه امیرکبیر گفت: نبود نقشه راه ملی و پیوند مؤثر میان دانشگاه، صنعت و دولت، سرعت گذار از سوخت‌های فسیلی به انرژی‌های پاک را کاهش داده است.
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، صادق تابع جماعت، رئیس یازدهمین کنفرانس سوخت و احتراق ایران و استاد دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه امیرکبیر با اشاره به برگزاری یازدهمین کنفرانس سوخت و احتراق ایران در این دانشگاه، هدف از برگزاری آن را گسترش مرزهای دانش و فناوری در حوزه‌های مرتبط با سوخت، احتراق و انرژی عنوان کرد که رسالت اصلی آن ایجاد پلی میان دانشگاه، صنعت و پژوهش است تا در مسیر دستیابی به سامانه‌های احتراقی پایدار، کم‌مصرف و دوستدار محیط زیست گام برداشته شود.
وی افزود: تمرکز ویژه این دوره بر فناوری‌های نوین و پاک، از جمله سوخت‌های تجدیدپذیر، احتراق هیدروژن، پیل‌های سوختی و بهینه‌سازی مصرف انرژی است.
آنچه این دوره را از دوره‌های پیشین متمایز می‌سازد، رویکرد میان‌رشته‌ای و صنعتی‌تر آن، حضور فعال پژوهشگران جوان، برگزاری رویدادهایی چون جشنواره پایان‌نامه‌های برتر و نشست‌های تخصصی مشترک با صنایع بزرگ کشور است که همگی در جهت کاربردی‌تر شدن نتایج پژوهش‌ها و پاسخ به چالش‌های ملی در حوزه انرژی طراحی شده‌اند.
تابع جماعت، روش‌های نوین احتراق و فناوری‌های مرتبط با تولید و ذخیره‌سازی و احتراق هیدروژن را از محورهای اصلی این رویداد عنوان کرد و ادامه داد: در کنار این دو محور اصلی، مباحثی مانند احتراق صنعتی، احتراق سوخت‌های گوناگون، و کاربردهای احتراق در موتورهای پیشرفته و پیل‌های سوختی نیز جایگاه برجسته‌ای در میان پژوهش‌ها یافته‌اند.
سایر حوزه‌ها از جمله استانداردسازی سامانه‌های احتراقی، بهینه‌سازی مصرف انرژی و بررسی جنبه‌های ایمنی و زیست‌محیطی نیز مورد توجه قرار گرفته‌اند، هرچند تمرکز اصلی این دوره بر پیشرفت‌های فناورانه و حرکت به سوی سامانه‌های احتراقی پاک و پایدار است که آینده پژوهش در این عرصه را رقم می‌زند.
مقایسه ایران از نظر فناوری‌های نوین سوخت و احتراق با کشورهای پیشرفته
استاد دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی امیرکبیر درباره وضعیت ایران در حوزه فناوری‌های نوین سوخت و احتراق در مقایسه با کشورهای پیشرفته گفت: ایران در حوزه سوخت و احتراق، به‌ویژه در زمینه‌های علمی و پژوهشی، از جایگاهی قابل اعتنا در میان کشورهای منطقه برخوردار است و در برخی حوزه‌های تخصصی همچون مدل‌سازی عددی، طراحی سامانه‌های احتراقی و توسعه سوخت‌های جایگزین به دستاوردهای چشمگیری رسیده است.
وی تصریح کرد: با این حال، فاصله‌ای محسوس میان ایران و کشورهای پیشرفته در زمینه فناوری‌های نوین، از جمله احتراق هیدروژن، پیل‌های سوختی، سامانه‌های احتراق کم‌آلاینده و فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی در کنترل فرآیندهای احتراقی وجود دارد.
در سال‌های اخیر تلاش شده است با تقویت همکاری میان دانشگاه‌ها و صنایع بزرگ انرژی، این فاصله کاهش یابد و مسیر دستیابی به فناوری‌های بومی و پاک هموارتر شود.
رئیس کنفرانس افزود: روند روبه‌رشدی که در مقالات و پروژه‌های اخیر مشاهده می‌شود، نشان‌دهنده حرکت تدریجی کشور به سمت خودکفایی فناورانه و حضور مؤثرتر در عرصه‌های جهانی این دانش است.
ساخت مشعل‌ها و سامانه‌های احتراقی کم‌آلاینده در ایران
وی با اشاره به پیشرفت‌های اخیر در کشور گفت: در سال‌های اخیر، پژوهشگران و صنایع داخلی در مسیر توسعه فناوری‌های پاک احتراقی به پیشرفت‌های چشمگیری دست یافته‌اند.
بخشی از این دستاوردها مربوط به طراحی و ساخت مشعل‌ها و سامانه‌های احتراقی کم‌آلاینده است که با بهینه‌سازی جریان هوا و سوخت، میزان تولید اکسیدهای نیتروژن و سایر آلاینده‌ها را به‌طور محسوسی کاهش می‌دهند.
امیررضا قهرمانی دبیر کنفرانس در ادامه گفت: مطالعات گسترده‌ای در زمینه احتراق سوخت‌های زیستی و ترکیبات مبتنی بر هیدروژن انجام شده که نتایج آن به توسعه نمونه‌های آزمایشگاهی و نیمه‌صنعتی منجر شده است.
وی خاطرنشان کرد: پروژه‌هایی در حوزه مدل‌سازی عددی احتراق، به‌کارگیری هوش مصنوعی در کنترل شعله و بهینه‌سازی فرآیندهای احتراقی نیز در مراکز پژوهشی و دانشگاهی کشور در حال اجراست.
این مجموعه فعالیت‌ها بیانگر عزم جامعه علمی و صنعتی ایران برای حرکت به سوی فناوری‌های پایدار، سازگار با محیط زیست و منطبق با استانداردهای جهانی است.
دبیر کنفرانس سوخت و احتراق با بیان اینکه تحقیقات در حوزه هیدروژن سبز، سوخت‌های سنتتیک و پیل‌های سوختی در سال‌های اخیر در ایران رشد قابل‌توجهی داشته و به یکی از جهت‌گیری‌های اصلی دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی بدل شده است، افزود: بخش قابل‌توجهی از این فعالیت‌ها بر تولید هیدروژن از منابع تجدیدپذیر، ذخیره‌سازی ایمن و کارآمد آن، و همچنین بررسی رفتار احتراقی هیدروژن در شرایط مختلف متمرکز است.
در حوزه سوخت‌های سنتتیک نیز مطالعاتی در زمینه تولید سوخت‌های مایع از گاز طبیعی، زیست‌توده و دی‌اکسید کربن در حال انجام است که هدف آن کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و حرکت به سوی چرخه‌های سوختی پایدار است.
استاد دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: در کنفرانس امسال نیز این موضوعات از جایگاه ویژه‌ای برخوردار بودند؛ مقالات متعددی به بررسی سامانه‌های تولید و احتراق هیدروژن، توسعه پیل‌های سوختی و بهینه‌سازی فرآیندهای تبدیل انرژی اختصاص داشتند.
حضور فعال پژوهشگران جوان و ارائه دستاوردهای تجربی و عددی در این زمینه نشان می‌داد که هیدروژن و سوخت‌های جایگزین، به‌ویژه در قالب فناوری‌های پاک احتراقی، در حال تبدیل شدن به یکی از محورهای راهبردی آینده پژوهش‌های انرژی در کشور است.
وی در پاسخ به این پرسش که آیا موضوع احتراق کم‌آلاینده و یا احتراق بدون شعله در پژوهش‌های جدید ایران دنبال می‌شود، گفت: بله، در سال‌های اخیر موضوع احتراق کم‌آلاینده و احتراق بدون شعله به یکی از محورهای فعال پژوهشی در کشور تبدیل شده است و در دانشگاه‌های برتر و مراکز تحقیقاتی مرتبط با انرژی به‌صورت جدی دنبال می‌شود.
قهرمانی تمرکز این تحقیقات را بر طراحی مشعل‌های کم‌انتشار، بهینه‌سازی اختلاط سوخت و هوا، و استفاده از بازیافت حرارتی گازهای خروجی برای دستیابی به دمای یکنواخت‌تر و کاهش تولید آلاینده‌هایی چون NOx دانست و یادآور شد: نتایج اولیه برخی از این پروژه‌ها به ساخت نمونه‌های آزمایشگاهی مشعل‌های بدون شعله در مقیاس صنعتی انجامیده که با موفقیت در واحدهای آموزشی و تحقیقاتی آزمایش شده‌اند.
به گفته وی در کنفرانس امسال نیز چندین مقاله به این موضوع اختصاص داشت که بیانگر اهمیت روزافزون احتراق کم‌آلاینده در مسیر دستیابی به فناوری‌های پاک و همسو با استانداردهای جهانی است.
چالش‌های فنی در مسیر بومی‌سازی فناوری‌های نوین سوخت و احتراق
وی درباره چالش‌های فنی در مسیر بومی‌سازی فناوری‌های نوین سوخت و احتراق در صنایع کشور گفت: بومی‌سازی فناوری‌های نوین سوخت و احتراق در ایران با وجود پیشرفت‌های علمی قابل‌توجه، همچنان با چالش‌های فنی و ساختاری روبه‌رو است.
از مهم‌ترین این چالش‌ها می‌توان به کمبود زیرساخت‌های آزمایشگاهی پیشرفته برای آزمون سامانه‌های احتراقی نو، دسترسی محدود به تجهیزات و مواد با فناوری بالا، و فاصله میان تحقیقات دانشگاهی و نیازهای واقعی صنعت اشاره کرد.
وی ادامه داد: همچنین، نبود حمایت پایدار از پروژه‌های بلندمدت تحقیق و توسعه و دشواری در انتقال دانش فنی به واحدهای تولیدی، روند بومی‌سازی را کند می‌کند.
استاد دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطرنشان کرد: در کنفرانس امسال، این مسائل به‌صورت ویژه در قالب چند نشست تخصصی و میزگرد میان دانشگاه و صنعت مطرح شد.
کارشناسان صنعتی بر ضرورت تجاری‌سازی نتایج پژوهش‌ها و ایجاد بسترهای پایدار برای توسعه فناوری‌های کم‌آلاینده و هیدروژنی تأکید کردند، در حالی که پژوهشگران دانشگاهی نیز بر نیاز به دسترسی به داده‌های صنعتی واقعی و تأمین حمایت مالی برای تحقیقات بلندمدت تأکید داشتند.
وی گفت: جمع‌بندی مباحث نشان داد که مسیر بومی‌سازی، هرچند دشوار، با هم‌افزایی و تداوم همکاری میان نهادهای علمی و صنعتی کاملاً دست‌یافتنی است.
عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با اشاره به جایگاه این دانشگاه در توسعه فناوری‌های احتراقی گفت: گروه‌های پژوهشی امیرکبیر طی سال‌های اخیر پروژه‌های متعددی در زمینه احتراق کم‌آلاینده، احتراق هیدروژن، طراحی مشعل‌های نوین و مدل‌سازی عددی فرآیندهای احتراقی اجرا کرده‌اند که برخی از آن‌ها به مرحله صنعتی‌سازی نزدیک شده‌اند.
وی افزود: برگزاری کنفرانس امسال جلوه‌ای از نقش امیرکبیر در ایجاد هم‌افزایی میان دانشگاه، صنعت و دولت بود؛ چرا که با حضور پژوهشگران برجسته داخلی و بین‌المللی، زمینه تبادل تجربه، ارائه آخرین دستاوردهای علمی و تعریف همکاری‌های جدید فراهم شد.
دانشگاه صنعتی امیرکبیر امروز نه‌تنها یک نهاد آموزشی، بلکه مرجع ملی در توسعه فناوری‌های سوخت و احتراق محسوب می‌شود.
قهرمانی درباره جایگاه فناوری‌های پاک در برنامه هفتم توسعه اظهار کرد: در این برنامه، مدیریت مصرف انرژی و گذار به فناوری‌های پاک به‌عنوان یکی از محورهای کلیدی بخش انرژی مورد تأکید قرار گرفته است.
افزایش بهره‌وری، توسعه سوخت‌های تجدیدپذیر، استفاده از سامانه‌های احتراقی کم‌آلاینده و گسترش کاربرد هیدروژن سبز و پیل‌های سوختی از جمله اهداف این سند است.
هدف اصلی، کاهش ناترازی انرژی، بهبود بازده نیروگاه‌ها و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی سنگین است.
وی ادامه داد: هم‌سویی محورهای کنفرانس امسال با اهداف برنامه هفتم نشان می‌دهد جامعه علمی کشور خود را در مسیر تحقق این اهداف می‌بیند و به دنبال ارائه راهکارهای بومی برای دستیابی به توسعه پایدار در بخش انرژی است.
این استاد دانشگاه در تبیین چالش‌های گذار به سوخت‌های پاک، بزرگ‌ترین مانع آن را ترکیبی از چالش‌های ساختاری، اقتصادی و فناورانه دانست و ادامه داد: از یک‌سو وابستگی تاریخی کشور به منابع فسیلی و قیمت پایین سوخت‌های سنتی انگیزه سرمایه‌گذاری در فناوری‌های پاک را کاهش داده و از سوی دیگر کمبود زیرساخت‌های صنعتی و آزمایشگاهی برای تولید و توزیع سوخت‌های نوین، مانع گسترش عملی آن‌ها شده است.
نیازمندی‌های کشور برای گذار به سمت سوخت‌های پاک
وی افزود: ایران از نظر علمی و نیروی انسانی بسیار توانمند است، اما برای تحقق گذار واقعی به سوخت‌های پاک، نیاز به برنامه‌ریزی منسجم، حمایت مالی بلندمدت و تدوین نقشه راه ملی فناوری‌های انرژی پاک داریم تا دانش تولیدشده در مراکز پژوهشی به مرحله تجاری‌سازی برسد.
دبیر کنفرانس درباره همکاری صنایع نفت، گاز و خودروسازی در پروژه‌های مرتبط با سوخت‌های پاک توضیح داد: در سال‌های اخیر این صنایع به‌تدریج نقش فعال‌تری در پروژه‌های مرتبط ایفا کرده‌اند، هرچند هنوز در مرحله گسترش هستند.
شرکت‌های بزرگ نفت و گاز با دانشگاه‌ها همکاری‌هایی در زمینه تولید هیدروژن، بهینه‌سازی فرآیندهای احتراقی و کاهش آلاینده‌ها داشته‌اند و در صنعت خودروسازی نیز پروژه‌هایی برای توسعه موتورهای کم‌مصرف و بررسی کاربرد پیل‌های سوختی در حال انجام است.
وی با اشاره به حضور گسترده نمایندگان صنایع در کنفرانس امسال گفت: ارائه مقالات مشترک میان دانشگاه و صنعت نشان می‌دهد این همکاری در حال شکل‌گیری جدی‌تر است، اما برای دستیابی به نتایج ملموس باید از سطح پژوهش‌های موردی فراتر رفته و به پروژه‌های راهبردی و صنعتی بزرگ‌مقیاس تبدیل شود.
دبیر یازدهمین کنفرانس سوخت و احتراق درباره نقش نتایج کنفرانس در کاهش آلودگی کلانشهرها نیز اظهار کرد: بخش قابل‌توجهی از پژوهش‌های ارائه‌شده بر بهینه‌سازی سامانه‌های احتراقی و کاهش آلاینده‌های ناشی از سوخت‌های فسیلی تمرکز دارد.
داده‌های حاصل از این تحقیقات می‌تواند مبنای علمی دقیقی برای تدوین استانداردهای جدید، اصلاح الگوهای مصرف سوخت و طراحی موتورهای کم‌آلاینده باشد.
به گفته وی، تأکید بر همکاری دانشگاه‌ها، شهرداری‌ها و صنایع خودروسازی در حاشیه کنفرانس، می‌تواند به اجرای سیاست‌هایی مانند ارتقای کیفیت سوخت، نوسازی ناوگان حمل‌ونقل شهری و گسترش استفاده از سوخت‌های جایگزین مانند گاز طبیعی فشرده و هیدروژن منجر شود.
قهرمانی درباره نقش فناوری‌های احتراق پاک در تحقق هدف «صفر خالص انتشار» گفت: این فناوری‌ها نقشی کلیدی دارند، زیرا بخش عمده انتشار گازهای گلخانه‌ای کشور ناشی از فرآیندهای احتراقی است.
با استفاده از سامانه‌های پیشرفته مبتنی بر احتراق کم‌دما، بازیافت حرارت و سوخت‌های پاک مانند هیدروژن و سوخت‌های سنتتیک، می‌توان به‌طور چشمگیری انتشار CO₂ و آلاینده‌ها را کاهش داد.
وی افزود: احتراق پاک پلی میان وضعیت فعلی وابسته به سوخت‌های فسیلی و آینده مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر است.
تحقق هدف صفر خالص مستلزم حمایت سیاستی، سرمایه‌گذاری بلندمدت و استمرار پژوهش در این حوزه است.
قهرمانی با اشاره به آینده انرژی در ایران گفت: با توجه به محدودیت منابع فسیلی و تشدید تغییرات اقلیمی، آینده انرژی کشور ناگزیر به سمت تنوع‌بخشی و گذار به فناوری‌های پاک حرکت می‌کند.
توسعه سوخت‌های جایگزین مانند هیدروژن سبز، سوخت‌های زیستی و سنتتیک و افزایش بهره‌وری صنعتی باید در کانون سیاست‌های آینده قرار گیرد.
وی تأکید کرد: ایران با ظرفیت علمی و منابع تجدیدپذیر خود می‌تواند در دهه آینده به یکی از بازیگران اثرگذار منطقه در حوزه فناوری‌های پاک تبدیل شود.
مسیر آینده انرژی نیازمند اراده ملی، پیوند علم و صنعت و نگاه بلندمدت به امنیت و پایداری انرژی است؛ نگاهی که در رویدادهایی مانند کنفرانس سوخت و احتراق نیز بازتاب یافته و آینده‌ای سبزتر را نوید می‌دهد.
یازدهمین کنفرانس سوخت و احتراق ۶ الی ۸ آبان ماه در دانشگاه صنعتی امیرکبیر برگزار می‌شود.