موتورهای گازوئیلی سهم اصلی را در ایجاد ذرات معلق دارند
مقصری به‌نام گازوئیل
ناصر دارابی‌ها، محقق و پروفسور دانشگاه مرکزی پاریس است و در زمینه احتراق و سوخت‌های بیودیزل به پژوهش و تدریس می‌پردازد.
ناصر دارابی‌ها، محقق و پروفسور دانشگاه مرکزی پاریس است و در زمینه احتراق و سوخت‌های بیودیزل به پژوهش و تدریس می‌پردازد. دارابی‌ها دو سال قبل نشان آفیسر را دریافت کرد؛ نشانی عالی‌تر از «شوالیه» مشهور که به خاطر سال‌ها فعالیت علمی به او اختصاص پیدا کرده است. با توجه به تخصص دارابی‌ها در زمینه احتراق، با او درباره آلایندگی گازوئیل به گفت‌وگو پرداختیم. او از تفاوت میان آلایندگی بنزین و گازوئیل می‌گوید و اینکه همواره سطحی از آلودگی در دود خروجی موتورهای دیزلی وجود دارد.
در چند سال اخیر بحث آلودگی سوخت‌ها اعم از بنزین و اکتان‌افزا و گازوئیل به صورت گسترده مطرح بوده است. ظاهراً آلایندگی بنزین و گازوئیل با همدیگر تفاوت دارد. برای شروع بد نیست از آلودگی این دو سوخت و تفاوت آنها بگویید.
آلودگی بنزین و گازوئیل با هم متفاوت است. بنزین برای سوختن، با هوا مخلوط و به سیلندر موتور وارد می‌شود. سیلندر، این مخلوط را فشرده می‌کند و شمع جرقه می‌زند و بنزین می‌سوزد. گازهای حاصله، به پیستون فشار می‌آورند و بعد از اگزوز خارج می‌شوند. اشکال این است که برای بالا بودن راندمان، باید درجه حرارت موتور بالا باشد و در نتیجه خانواده اکسید ازت (NOx) تولید می‌شود. در موتورهای گازوئیلی، اول هوا وارد سیلندر و فشرده می‌شود. در این موتورها شمع وجود ندارد؛ وقتی هوا فشرده می‌شود و درجه حرارت آن افزایش می‌یابد، گازوئیل به صورت اسپری وارد محفظه می‌شود. لذا در موتور بنزینی، بنزین و هوا از ابتدا با هم مخلوط می‌شوند و در موتور دیزل، اول هوا کمپرس می‌شود و بعد گازوئیل وارد موتور می‌شود. همین مخلوط نشدن باعث می‌شود زمان احتراق، مخلوط به صورت نامتناسب در موتور پخش شود و درجه حرارت
در کل موتور یکسان نباشد و احتراق به صورت نسبتاً غیریکنواخت و ناقص صورت گیرد. در نتیجه این احتراق ناقص، دوده ایجاد می‌شود. قطر این دوده‌ها درون موتور ناچیز است ولی اگر موتور بد بسوزد، قطر آن بیشتر می‌شود. این دوده‌ها سرطان‌زا و بسیار مضر هستند. اگر قطر دوده بزرگ و بیش از 100 میکرون باشد، ممکن است از ریه خارج شود. اما وقتی قطر خیلی کوچک و در حدود نانومتر باشد، وارد ریه می‌شوند و برنمی‌گردند. شما آلایندگی شدید خودروهای گازوئیلی را وقتی راننده اتومبیل روی پدال گاز فشار می‌دهد به وضوح می‌بینید. وقتی راننده گاز می‌دهد، حجم زیادی از ذرات معلق دوده وارد هوا می‌شود که برای یک ناظر به راحتی قابل مشاهده است. الان هدف استانداردهای جدیدتر یورو5 و یورو6 این است که نه‌تنها جلوی انتشار بیشتر دوده گرفته شود، قطر آن نیز کنترل شود. در طولانی‌مدت برنامه این است که این نمونه موتورهای دیزلی حذف شوند. یا اینکه از اتوبوس‌های برقی به جای اتوبوس‌های با سوخت گازوئیل استفاده شود.
شما از کنار رفتن موتورهای گازوئیلی طی دهه‌های آتی گفتید. جایگزین این موتورها که به صورت گسترده در کامیون و اتوبوس مورد استفاده قرار می‌گیرند چه خواهد بود؟
نسل آینده موتورها، چیزی بین موتورهای بنزینی و گازوئیلی است. البته این پروژه‌ها شاید 15 تا 20 سال آینده به نتیجه برسند. همچنین پژوهش‌هایی بر روی نوع بنزین و گازوئیل در حال انجام است که چیزی بسازند که مزایای ماشین گازوئیلی را داشته باشد، ولی آلودگی‌های آن را نداشته باشد. قبل از همه اینها باید بدانید چرا به جای ماشین بنزینی، از گازوئیلی استفاده می‌شود. دلیل این است که ماشین گازوئیلی نسبت به بنزینی، در یک مسافت مساوی، 20 تا 25 درصد سوخت کمتری مصرف می‌کند. لذا به لحاظ اقتصادی با توجه به تعداد کامیون‌ها و اتوبوس‌ها، مزیت خیلی بالایی دارد. این مصرف کمتر، به معنای تولید کمتر گازهای گلخانه‌ای است. اما اشکال آن، ایجاد NOx و دوده است.
ما به طور مداوم شش آلاینده را پایش می‌کنیم. اصلی‌ترین آلاینده در این میان، ذرات معلق با قطر کمتر از 5/2 میکرون هستند. آیا می‌توان نتیجه گرفت موتورهای دیزلی در این آلایندگی نقش اصلی را دارند؟
صددرصد همین طور است. در اروپا و آمریکا ثابت شده است ماشین‌ها و کارخانه‌هایی که گازوئیل را به صورت ناقص می‌سوزانند، اصلی‌ترین منشاء ایجاد دوده هستند. اشکال اساسی ماشین‌های دیزل بالا بودن همین ذرات نسبت به ماشین‌های بنزینی است. ماشین‌های بنزینی به خصوص اگر نو باشند، دوده زیادی تولید نمی‌کنند. فروشنده‌های ماشین‌های گازوئیلی می‌گویند با کاتالیزور جلوی انتشار این ذرات گرفته می‌شود اما این طور نیست. چراکه ماشین گازوئیلی وقتی خریداری می‌شود در دو سه سال اول، کاتالیزور آن به خوبی عمل می‌کند. اما وقتی ماشین کهنه شد، این موتور مثل روز اول نیست و با افزایش عمر، دود بیشتری تولید می‌کند. یک دلیل عمده آلودگی در شهرهای بزرگ، همین ماشین‌هایی هستند که سن آنها بین 3 تا 10 سال است.
به عنوان یک جمع‌بندی اولیه شاید بتوان گفت NOx و ذرات معلق دو عیب عمده سوخت گازوئیل است. در این میان حساسیت قابل‌توجهی روی مقدار گوگرد موجود در گازوئیل وجود دارد. دلیل آن چیست؟
تفاوت اصلی ماشین‌های گازوئیلی و بنزینی، ذرات معلق است. در مورد سوخت، مقدار گوگردی که به صورت طبیعی در بنزین و گازوئیل وجود دارد متفاوت است. وقتی بنزین در پالایشگاه تولید می‌شود، محصول تولیدی درصد گوگرد بسیار کمتری نسبت به گازوئیل دارد. این گوگرد درصد وزنی بسیار اندکی دارد. وقتی گازوئیل می‌سوزد، گازکربنیک و آب تولید می‌کند. اکسیژن نیز وجود دارد. همین مقدار گوگرد موجود، با اکسیژن و آب مشتقاتی تولید می‌کند که از آن جمله می‌توان به SH2 و اسیدسولفوریک اشاره کرد. این مواد برای بدن انسان و محیط زیست، بسیار مضر هستند.
شما در زمینه سوخت‌های زیستی و از جمله بیودیزل هم پژوهش‌هایی را انجام داده‌اید. این انرژی‌های تجدیدپذیر چه کمکی به کاهش آلایندگی گازوئیل می‌توانند بکنند؟
کمک اصلی این سوخت‌ها، در کاهش مصرف گازوئیل است. در واقع وقتی بخشی از گازوئیل با سوخت‌های زیستی جایگزین می‌شود، مقدار کمتری گازوئیل سوزانده می‌شود. البته دو اشکال اساسی در این میان وجود دارد. اشکال اول، مربوط به میزان تولید است که برای تولید سوخت‌های زیستی، باید کشاورزی صورت گیرد و در نتیجه بخشی از زمین‌های کشاورزی که به صورت متداول به تولید محصولات خوراکی اختصاص می‌یافت، باید زیر کشت محصولاتی رود که نهایتاً به سوخت‌های زیستی تبدیل خواهند شد. اشکال بزرگ دیگر این است که سوخت‌های زیستی هنوز آن‌طوری که باید شناخته‌شده نیستند و در نتیجه وقتی می‌سوزند، آلودگی‌هایی ایجاد می‌کنند که هنوز شناخته‌شده نیست.
به عنوان آخرین سوال، بد نیست از مشاهده‌های روزمره خود در پاریس بگویید. مشاهده شما از وضعیت آلودگی هوا در این کلانشهر اروپایی در مقایسه با تهران و دیگر شهرها چیست؟
هوای اینجا هم مثل بقیه شهرهای بزرگ، آلوده است اما این آلودگی در مقایسه با شهری مثل تهران کمتر است. من روی گوشی تلفن همراهم، نرم‌افزارهایی دارم که آلودگی تهران و دیگر شهرها را به صورت دائم رصد می‌کنم. الان که ما با هم صحبت می‌کنیم، مقدار ذرات معلق کمتر از 5/2 میکرون در شهر تهران 76 است. ما در اینجا وقتی شاخص بین 50 تا 100 است هوا را ناسالم اعلام می‌کنیم. در پاریس الان 45 است. اگرچه این عدد بستگی به میزان آلودگی حاصل از تردد اتومبیل‌ها و نوع سوخت آنها دارد، ولی عوامل دیگری مثل سرعت باد و فشار و دمای هوا مستقیماً در مقدار ذرات معلق در بالای شهرها اثر می‌کند. در نتیجه چنین مقایسه‌ای بین دو شهر و یک روز مفهوم چندانی ندارد. بلکه میزان آلودگی یک شهر باید در درازمدت بررسی شود.
دیدگاه تان را بنویسید