سمیرا زارعی

تقاضای روز افزون برای منابع انرژی در دهه‌های اخیر از یک سو و محدود بودن منابع انرژی فسیلی و آلودگی‌های زیست‌محیطی حاصل از مصرف آن‌ها از سوی دیگر، توجه کشورهای جهان را به منابع انرژی تجدیدپذیر و تولید سوخت‌های زیستی معطوف کرده است. سوخت‌های زیستی از انجام فرآیندهای بیوشیمیایی بر روی منابع متنوع و فراوان زیست‌توده حاصل می‌شوند که علاوه بر ایجاد ارزش افزوده در منابع زیست‌توده، می‌توانند به میزان چشم‌گیری آلودگی‌های زیست‌محیطی حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند. یکی از سوخت‌های زیستی که مورد توجه محققین قرار گرفته بیوگاز است. گیاهان علوفه‌ای از جمله محصولاتی هستند که به دلیل دارا بودن محتوای پروتئین بالا از پتانسیل خوبی در تولید بیوگاز برخوردار هستند. گیاهان علوفه‌ای عمده تولیدی در ایران به ترتیب شامل ذرت علوفه‌ای، یونجه و شبدر هستند. در پژوهش حاضر، تولید بیوگاز از هضم بی‌هوازی یونجه و شبدر مورد آزمایش قرار گرفت و سپس تحلیل‌های اقتصادی، انرژی و زیست‌محیطی چرخه حیات برای فرآیند‌های تولید علوفه و سپس تولید بیوگاز از علوفه انجام شد. شاخص نسبت سود به هزینه در فرآیند تولید بیوگاز در سطح یک هکتار محصول علوفه برای یونجه (با عملکرد 6 تن در هکتار) و شبدر (با عملکرد 4 تن در هکتار) به ترتیب برابر با 21/0 و 20/0 به‌دست آمد که نشان می‌دهد عملکرد اقتصادی دو فرآیند بسیار نزدیک و مشابه با یکدیگر است. بیلان انرژی منابع ورودی و خروجی در تولید بیوگاز از یک هکتار یونجه و شبدر نیز محاسبه شد و شاخص کارآیی انرژی برای فرآیند تولید بیوگاز از یونجه و شبدر به ترتیب برابر با 94/0 و 61/0 به‌دست آمد که نشان‌دهنده شرایط بهتر تولید بیوگاز از یونجه از نظر مصرف انرژی و بازده انرژی است. اثرات زیست محیطی در ارزیابی چرخه حیات فرآیند تولید یونجه و شبدر مورد بررسی قرار گرفت و در مورد هر دو محصول نتایج نشان داد که کود‌های مصرفی مانند کود اوره، کود ازته و کود فسفاته بیشترین تأثیر را در آلایندگی زیست‌محیطی دارند و پس از آن سوخت دیزل در رده بعدی قرار داشت. در مورد فرآیند تولید بیوگاز نیز ارزیابی چرخه حیات فرآیند نشان داد علوفه مورد استفاده بیشترین سهم را در ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی دارد و سهم الکتریسیته و سوخت دیزل با اختلاف زیاد از اثرات علوفه مصرفی در رتبه های بعدی قرار می‌گیرند. بیوگاز که خروجی اصلی فرآیند است، بجز در شاخص مصرف آب (تاثیر مصرف آب بر سلامت انسان، اکوسیستم‌های خشکی و آبی) در هیچ شاخص دیگری اثر منفی زیست محیطی ایجاد نکرده است و کود تخمیری که فرآورده جانبی تولید بیوگاز می‌باشد، نه تنها هیچ اثر سوئی بر محیط زیست نداشته، بلکه با تبدیل ضایعات فرآیند به کود مناسب برای تغذیه خاک، در تمامی شاخص‌ها تأثیر مثبت نشان داده است. مقایسه دو فرآیند تولید بیوگاز با استفاده از هضم بی‌هوازی یونجه و شبدر از نظر تاثیر بر شاخص‌های زیست‌محیطی نشان داد در تمامی شاخص‌های مورد بررسی، تولید بیوگاز از یونجه با اختلاف زیاد نسبت به شبدر شرایط بهتری از نظر زیست محیطی دارد و این اختلاف در شاخص‌هایی مانند تخریب لایه ازن، یوتریفیکاسیون آبی و تخریب منابع معدنی بیشتر است.