در حال حاضر مقالات متعددی در زمینه استفاده از زیستتوده در چرخه‌های مختلف برای تولید توان در مقیاس صنعتی و نیمه‌صنعتی وجود دارد. سیکل ترکیبی تولید هیدروژن از زیست‌توده‌ها یا BPFHPCC یکی از این چرخه‌ها است که آنالیز اگزرژی و اگزرژی-اقتصادی آن در قالب یک مقاله علمی بین‌المللی توسط آقای دکتر سعید سلطانی منتشر شده است.
۱. با عرض سلام و خسته نباشید خدمت شما پژوهشگر گرامی، لطفاً خودتان را معرفی کنید و شرح مختصری از زمینه کاری، مرتبه علمی و سایر مسئولیت‌های خود بفرمایید.
اینجانب سعید سلطانی دارای دکتری مهندسی مکانیک از دانشگاه تبریز هستم. در حال حاضر به‌طور متفرقه کار تحقیقاتی خود را ادامه می‌دهم و عضو سازمان دولتی نیستم.
۲. لطفاً در خصوص پیشینه فعالیت صورت گرفته در داخل و خارج از کشور توضیحاتی بفرمایید.
در حال حاضر در ادبیات فن مقالات متعددی در زمینه استفاده از زیستتوده در چرخه‌های مختلف برای تولید توان وجود دارد. عمده این تحقیقات در زمینه بررسی ترمودینامیک چرخه‌های ترکیبی یا ساده با سوخت زیستتوده یا ترکیب آن با سوخت فسیلی است.
۳. راه‌های تولید هیدروژن زیستی از زیست‌توده‌ها را به‌صورت مختصر بیان نمایید.
هیدروژن دومین عنصر فراوان در طبیعت است، ولی هیدروژن به‌صورت عنصر همانند سوخت‌های فسیلی متداول در دسترس نیست.
تولید هیدروژن از منابع تجدیدپذیر به روش‌های زیر امکان‌پذیر است:
- فتوالکتروشیمیایی
- بیوشیمیایی
- ترموشیمیایی
- ترمولیز آب
- رادیولیز آب
- مواد زیستتوده
- الکترولیز آب
۴. سیکل ترکیبی تولید هیدروژن از زیست‌توده‌ها یا BPFHPCC چیست؟ مزایای این سیکل نسبت به سایر روش‌های تولید هیدروژن چیست؟
زیستتوده تراشه‌های چوبی بوده و این چرخه BPFHPCC شامل توربین گاز (GT)، کمپرسور (Comp)، اتاق احتراق ثانویه (PCC)، اتاق احتراق (CC)، پمپ، مولد بخار بازیافت گرما (HRSG)، کندانسور (Cond)، توربین بخار (ST)، واحد گازسازی زیستتوده (Ga)، مبدل حرارتی (HE)، جداسازی اکسیژن و الکترولیز PEM هستند.
جنبه‌های برجسته این سیستم عبارت است از استفاده هم‌زمان از گاز طبیعی و زیستتوده به‌عنوان یک انرژی تجدیدپذیر که باعث می‌شود این سیستم از لحاظ فنی انعطاف‌پذیر شود و برای مقادیر مختلف تولید برق با اثرات زیست‌محیطی کمتر مناسب باشد. همچنین، بازیابی گرمای گاز خروجی از توربین گاز ، راه را برای وجود واحد تولید هیدروژن فراهم می‌کند که باعث می‌شود سیستم به مناطق صنعتی، تجاری و مسکونی مرتبط شود.
۵. آنالیز اگزرژی و اگزرژی-اقتصادی، چه نوع آنالیزهایی هستند و موارد استفاده آن‌ها چیست؟
تحلیل اگزرژی بر مبنای کیفیت انرژی بررسی می‌شود تا نقطه ضعف تحلیل انرژی که کمّی است را جبران کند. در این آنالیز نتایج به‌دست آمده حالت کیفی دارند. اگزرژی اقتصاد بخش مهمی از تجزیه و تحلیل چرخه است که به‌طور هم‌زمان بینش‌های اقتصادی و ترمودینامیکی را با استفاده از مفاهیم هزینه جریان اگزرژی، که برای کیفیت انرژی است، استفاده می‌کند.
۶. تفاوت‌های اساسی آنالیزهای ترمودینامیکی و اگزرژی چیست؟
در تحلیل انرژی بقای جرم و انرژی بررسی می‌شود اما در تحلیل اگزرژی، اگزرژی دست‌خوش بقا نمی‌شود و به دو حالت بازگشت‌ناپذیری و اتلاف هدر می‌رود؛ هدف اصلی تحلیل اگزرژی بررسی تخریب اگزرژی در سیستم و اجزای آن است تا با تعیین آن، راهکارها برای بهینه‌سازی کارکرد چرخه بررسی شود.
۷. ضمن بیان مدت زمان انجام این پروژه، روش انجام آزمایشات و مطالعات خود را بفرمایید.
به مدت یک سال و بررسی صرفاً اکادمیک و تئوری بود.
در این مطالعه سیکل ترکیبی با هیدروژن تولید شده (BPFHPCC) با ارزیابی ترمودینامیکی، اگزرژی و اگزرژی اقتصادی بررسی شده است. به‌منظور دستیابی به یک بینش عینی و به‌ویژه رویکرد واقع‌بینانه عملکرد چرخه، روش اصلاح‌شده، اگزرژی و اگزرژی اقتصادی مورد استفاده قرار گرفت.
۸. ضمن بیان پارامترهایی که ارزیابی نموده‌اید، نتایج حاصل از مطالعات و آنالیزهای مختلف را به صورت مختصر شرح دهید.
پارامترها بازده انرژی، اگزرژی و همچنین بازده اقتصادی بودند.
در تجزیه و تحلیل اگزرژی معمولی، اجزای با تخریب اگزرژی بالا به ترتیب، محفظه احتراق، مولد بخار بازیافت گرما و گازی‌ساز است، در‌حالیکه با تجزیه و تحلیل اگزرژی اصلاح‌شده، توربین گاز، توربین بخار و اتاق احتراق ثانویه است. با توجه به هزینه‌های تخریب اگزرژی اجزای سازنده، با استفاده از تجزیه و تحلیل عادی و پیشرفته، بیشترین میزان هزینه تخریب اگزرژی برای محفظه احتراق، مولد بخار بازیافت گرما و توربین بخار است، در‌حالیکه با تجزیه و تحلیل اصلاح‌شده، محفظه احتراق، توربین گاز و توربین بخار هستند.
۹. نوآوری این تحقیق را به صورت مختصر بیان کنید. برنامه شما برای ادامه این پژوهش در آینده چیست؟
در این مطالعه، چرخه با ارزیابی ترمودینامیکی، اگزرژی اصلاح‌شده و اگزرژی اقتصادی پیشرفته بررسی شده است. برای به‌دست‌آوردن پتانسیل واقع‌بینانه برای بهبود عملکرد سیستم، از اگزرژی و اگزرژی اقتصادی اصلاح‌شده استفاده می‌شود. هیدروژن توسط الکترولیز PEM تولید می‌شود و قدرت خروجی توربین بخار برای تولید هیدروژن است. بازیابی گرمای توربین گاز ، راه را برای وجود واحد تولید هیدروژن فراهم می‌کند که باعث می‌شود سیستم به مناطق صنعتی، تجاری و مسکونی مرتبط شود. به‌عنوان مثال، محصول هیدروژن می‌تواند به مکان‌های ذکر‌شده فروخته شود. به‌عنوان یک جایگزین دیگر، زمانی که در واحدهای ذکر شده استفاده نشود، هیدروژن به داخل محفظه احتراق تزریق می‌شود تا اثرات زیست‌محیطی و فنی بررسی شود. در کارهای بعدی چرخه پییچیده‌تر شده و با سایر سوخت‌های تجدیدپذیر بررسی می‌شود.
۱۰. سودآوری و توجیه ملموس اقتصادی برای صاحبان صنعت جهت استفاده از نتایج این تحقیق چیست؟ آیا برنامه‌ای در این خصوص دارید؟
سود سیستم با فروش هیدروژن به مناطق صنعتی، تجاری و مسکونی بررسی می‌شود.
۱۱. برنامه شما برای استفاده از این روش در مقیاس‌های بزرگتر و سیاست‌گذاری آن چیست؟
با ادغام در نیروگاه‌ها و بررسی عملکرد در حالت واقعی.
۱۲. موانع و مشکلاتی که در این پروژه با آن مواجه بودید را بیان کنید.
نبود امکانات تجربی برای برخی آزمایش‌ها مثل گازی‌سازی.
۱۳. لطفاً نام سازمان و یا نهادهایی که پروژه شما را حمایت کرده‌اند بیان کنید.
حمایتی نداشتم و کار متفرقه بود.
۱۴. ضمن تشکر و قدردانی از وقتی که به ما اختصاص دادید، به عنوان بخش پایانی اگر صحبتی برای خوانندگان دارید بفرمایید.
ضمن تشکر از مجله علمی زیست‌فن، از همه پژوهشگران تقاضا دارم با بررسی‌های مطالعات قبلی، نوآوری‌ها را جدی‌تر دنبال کنند.
☑ مصاحبه‌کننده: جواد طغیانی
