سوختهای گیاهی که میتوانند به عنوان سوخت جت هم استفاده شوند

قراره براتون یک طرح سبز فوق العاده رو توضیح بدم که توسط مرکز تحقیقاتی گلن ناسا توسعه داده شد در کلیولند اوهایو. ولی قبلش باید برگردیم و ببینیم تعریف {تکنولوژی یا محصول} سبز چیه؟ به این خاطر که تعاریف متفاوتی از آن داریم. سبز به محصولی اطلاق میشود که با بکاربردن آگاهانه امکانات محیط زیستی و اجتماعی. امروزه چیزهای زیادی وجود دارند که به آنها «سبز» گفته میشود. ولی درواقع به چه معناست؟ برای تعیین سبز بودن ما سه معیار داریم: اولین سنجش این است: آیا پایدار است؟ به این معناست که آیا کار شما برای استفاده آیندگان هم حفظ میشود یا برای نسلهای آینده؟ آیا راه حل جایگزینیست؟ آیا با چیزی که امروزه استفاده میشود تفاوت دارد یا اینکه «اثر ردپای کربن» کمتری دارد نسبت به روشهای معمولی که بکار میبریم؟ و سوم اینکه آیا تجدید پذیر است؟ آیا از یک منبع تجدید پذیر طبیعی استفاده میکند؟ مثل خورشید و باد و آب؟
وظیفه من در ناسا کار روی نسل بعدی سوخت جت است. کاملا پاک. حالا چرا صنایع هوانوردی؟ در حوزه هوانوردی مصرف سوخت تقریبا از مجموع مصرف همه بخشهای دیگر بیشتر است. باید به فکر جایگزین باشیم. علاوه بر این برای این کار یک بخشنامه ملی هوانوردی هم صادر شده است. یکی از آرمانهای صنعت ملی هوانوردی استفاده از نسل بعدی سوختها یعنی سوختهای زیستی است که از منابع محلی و مطمئن تهیه شده و سازگار با محیط باشند. علاوه بر آن در رویارویی با این چالش باید با ۳ معیار مطابقت میداشتیم؛ یعنی اگر قرار بود برای ما فناوری بسیار سبزی باشد،باید با هر سه معیار مطابقت میداشت به همین دلیله که اینجا این مثبت رو میبینید. بنابراین در GRC ملزم به داشتن معیارهایسه گانه بودیم. شاخص دیگری هم بود ۹۷درصد آبهای جهان شور هستند. چطوره که از اونها استفاده کنیم؟این را با معیار سه گانه با هم درنظر بگیرید. از زمینهای قابل کشت استفاده نکنید. چون زمینهایی که محصولات کشاورزی اونجا کشت میشوند همین الان هم خیلی کمیاب هستند. شماره ۲: با کشت محصولات کشاورزی رقابت نکنید. قبلا هم این ورودی رو داشتیم و نیاز به یه جدیدش نبود. و درنهایت هم اینکه با ارزش ترین منبع روی زمین آب شیرین است. از آب شیرین هم استفاده نشود. اگر ۹۷.۵درصد آبهای زمین شورند، ۲.۵درصد شیرین اند یعنی کمتر از نیم درصد از آب قابل دسترسی برای انسان. ولی ۶۰درصد جمعیت با یک درصد آن زندگی میکنند.
خوب درگیرودار این چالشها، حالا باید بسیار سبز هم می‌بودیم و با معیارهای سه گانه هم مطابقت میداشتیم. خانمها و آقایان! به تاسیسات آزمایشگاهی «گرین لب» خوش آمدید. این تاسیسات به نسل بعد سوختهای هوانوردی تقدیم شده که از گیاهان شورپسند تولید میشود. شورپسند گیاهیست که شوری را تحمل میکند. بر خلاف بیشتر گیاهانی که نمک را تحمل نمیکنند. علاوه برآن ما از علف هرز استفاده کردیم و همینطور جلبک دریایی. خبر خوب در مورد آزمایشگاه‌ مان این است که ۳٫۶۰۰ بازدید کننده در دو سال گذشته داشته است. چرا فکر میکنید رقم زیادیه؟ ما داریم روی چیز بسیار خاصی کار میکنیم.
در پایین شما میتونید گرینلب رو به راحتی ببینید و درسمت راست هم جلبکها رو. اگر شما در کسب و کار نسل آینده سوختهای هوانوردی وارد باشید میدونید که جلبکها گزینه مهمی هستند تا همین الان هم کلی درآمد داشته ایم و در برنامه سوختها یک گزینه جلبک هم داریم. دو نوع پرورش جلبک داریم. یکی در یک مخزن بسته فوتوبایوراکتور است که در اینجا میبینید.(راکتور زیستی-نوری) و تصویر دیگری که میبینید نمونه های دیگر ماست ـــــ درحال حاضر از نمونه ای استفاده میکنیم که Scenedesmus dimorphus نام دارد. کار ما در ناسا این است که محاسبات و تجربیات را بکار ببندیم و ترکیب بهتری برای راکتورهای نوری-زیستیمان فراهم کنیم. خوب این راکتورها مشکلاتی هم دارند.از قبیل: واقعا گران هستند، اتوماتیک هستند و بسیار مشکل است از آنها در مقیاس بزرگ استفاده شود. خوب پس در مقیاس بزرگ چه میکنند؟ ما از استخرهای روباز استفاده میکنیم. امروزه در سرتاسر دنیا جلبک پرورش میابد که ما فقط تغییراتی در روندش دادیم که در اینجا میبینید. شبیه یک بیضی به نظر میرسد که با یک چرخ پره دار همراه شده و به خوبی مخلوط میکند ولی هنگامی که به آخرین چرخش نزدیک میشود که من دور چهارم مینامم ــــ از حرکت باز می ایستد. در واقع راه حلی هم برایش داریم. در گرین لب و حوضچه بازمان از چیزی استفاده میکنیم که در طبیعت هم وجود دارد: موج. درواقع از تکنولوژی موج در سامانه حوضچه بازمان استفاده میکنیم. ما ۹۵درصد ترکیبمون رو داریم و محتوای چربیمون هم از یک سیستم راکتور بسته بیشتره، در حدی که فکر میکنیم قابل توجه باشه.
با این حال در مورد جلبک مشکلی هم وجود دارد: بسیار گران است. ولی آیا روشی هم وجود دارد که جلبک را ارزان تولید نمود؟ پاسخ این است: «بله» همان کارهایی که با گیاهان شورپسند خودمان انجام دادیم و اون چیزی نیست بجز: تطابق آب و هوایی. در گرینلب ۶ زیست بوم پایه ای داریم که از آبهای شیرین شروع و به آبهای شور ختم میشوند. از یک نمونه مستعد شروع میکنیم ودر ابتدا با آب شیرین بعدش اندکی نمک اضافه میکنیم، که تانک دوم در اینجا دقیقا همان زیست بومی خواهد بود که در برزیل وجود دارد ـــــــ دقیقا در روبروی مزارع نیشکر میتوانید گیاهان مارو داشته باشید ــــــ تانک بعدی نماینده آفریقاست و مخزن بعدی هم آریزونا مخزن بعدی فلوریدا را شبیه سازی میکند و بعدی کالیفرنیا یا اقیانوس آزاد. تلاش ما در جهت یافتن یک نمونه است که در هر شرایطی بتواند بقا یابد منجمله بیابانهای خشک. تا کنون بسیار موفق بوده ایم.
اینجا یکی از مشکلات وجود دارد. اگر شما یک کشاورز باشید، به ۵ چیز نیاز داریدتا موفق باشید: به دانه نیاز دارید، به خاک، آب و نورخورشید نیاز دارید و آخرین چیزی هم که نیاز دارید کود است. بیشتر مردم از کود شیمیایی استفاده میکنند. ولی همونطور که حدس میزنید ما از کود شیمیایی استفاده نمیکنیم. یه لحطه ثبت کنید! من کلی گیاه تو آزمایشگاه شما دیدم. شما مجبورید از کود استفاده کنید. باور کنید یا نه در تحلیل هایمان از زیست بومهای آب شور ۸۰درصد چیزی که نیاز داریم در خود این مخزنها وجود دارد. ۲۰درصد باقیمانده هم نیتروژن و فسفر است. برای آن هم راه حل طبیعی داریم:ماهی! البته ما ماهی ها را تکه تکه نمیکنیم که توی مخازن بریزیم. چیزی که میخواهیم فضولات آنهاست. در اصل ما از ماهی های«مولی» آب شیرین استفاده میکنیم که از آنها برای تکنیکهای انطباق آب و هوایی استفاده نموده ایم و آنها را از آب شیرین به آب شور عادت داده ایم. مولیهای آب شیرین ارزان، عاشق زاد و ولد و عاشق رفتن به توالت هستند. و هرچقدر بیشتر به دستشویی بروند ما کود بیشتری داریم و برای ما بهتره، حالا باور کنید یا نه! این رو هم بگم که از ماسه به جای خاک استفاده میکنیم از ماسه معمولی ساحل. بازمانده صخره های مرجانی.
بسیاری مردم از من میپرسند که «از کجا شروع کردید؟» خوب ما از آزمایشگاه داخلی سوختهای زیستی شروع کردیم. که یک آزمایشگاه تولید نشا است.ما ۲۶ گونه مختلف شورپسند داریم که ۵تای آنها منتخب هستند. کاری که ما اینجا انجام میدهیم ـــــ در واقع باید آزمایشگاه مرگ نامیده میشد؛ آخه ما سعی میکنیم تا جوانه ها را از بین ببریم و اونها رو سرسخت بار بیاریم ــــ بعد از اون به گرین لب میرویم. چیزی که شما در گوشه پایین میبینید تاسیسات آزمایشی تصفیه فاضلابیست که در آن یک جلبک ماکرو پرورش میدهیم که حدود یک دقیقه دیگه به اون خواهیم پرداخت. و در نهایت اینم منم که دارم تو آزمایشگاه کار میکنم تا به شما نشون بدم منم کار میکنم! و فقط حرف زدن بلد نبیستم! اینها هم نمونه های گیاهی هستند.Salicornia virginica این گیاه واقعا شگفت انگیز است و من عاشقشم. هرجا بریم میتونیم اونو ببینیم. از ایالت مین گرفته تا کالیفرنیا. ما عاشق این گیاه هستیم. دومی «Salicornia bigelovii» نام داره که پیدا کردن اون در کل دنیا کار سختیه. و دارای بالاترین محتوای لیپیدیست که داریم ولی نقصی نیز دارد: کوتاه است. اینم از «europaea» که بزرگترین یا بعبارتی درازترین گیاهیست که ما داریم. و کاری که داریم تلاش میکنیم با استفاده از انتخاب طبیعی یا زیست شناسی تطبیق پذیر ــــ هرسه تا رو ترکیب کنیم تا گیاهی با لیپید و رشد بالا تولید کنیم. وقتی یه گردباد بنیان کن به خلیج دیلاور زد ــــکه کل مزارع سویا را از بین بردـــــ یه فکری به ذهنمون رسید: میتونیم گیاهی داشته باشیم که تاثیر مثبتی روی احیای زمین در دیلاور باشد؟ و پاسخ بله میباشد. اون گیاه reclamation نام دارد یا Kosteletzkya virginica ــــ اگر میتونید اسمش رو ۵ بار بگید! این گیاه ۱۰۰درصد به کار میاد. دانه ها: سوخت گیاهی. باقی قسمتها: غذای دام. برای ۱۰ سال در منطقه باقی ماند و خیلی هم خوب کار کرد. حالا Chaetomorpha را بررسی میکنیم. که یک ماکرو جلبک است که عشق تغذیه بیش از حد است. اگر تو کار آکواریوم باشید میدونید که ما از اون برای تمیز کردن مخازن استفاده میکنیم. این گونه ها برای ما بسیار مهم هستند. خواصش بسیار به پلاستیک نزدیک است. حالا داریم تلاش میکنیم تا از این ماکرو جلبک، یک نوع پلاستیک زیستی تولید کنیم. اگرموفق شویم، صنعت پلاستیک را متحول خواهیم کرد.
خوب ما دانه برای تولید سوخت داریم. باید با زیست توده ای هم که داریم کاری انجام دهیم. ما استخراج G.C و بهینه سازی لیپید و غیره و غیره انجام میدهیم. برای اینکه هدف ما رسیدن به نسل آینده سوختهای هوانوردی،مواد مورد نیاز هوانوردی و غیره و غیره میباشد. تا حالا در مورد آب و سوخت صحبت نموده ایم ولی در این مسیر چیزهای جالبی در مورد Salicornia هم کشف کرده ایم: یک محصول غذاییه. خوب داریم در مورد ایده های شایسته گسترش صحبت میکنیم درسته؟ درمورد این چه فکر میکنید: درصحرای آفریقا، کنار دریا، آب شور بیابان تهی، چطوره که این گیاه رو برداریم و اونجا بکاریم، نصفش برای غذا بره و نصف دیگش باشه برای سوخت؟ میتونیم این ایده رو بدون هزینه هنگفت عملی کنیم. میتونید ببینید که گلخانه ای در آلمان وجود دارد که این محصول رو تحت عنوان غذای سلامت میفروشد. برداشت شده و در اینجا در وسط در یکظرف میگو وتبدیل به ترشی شده. بذارید یه جوک براتون تعریف کنم. Salicornia به لوبیای دریایی، مارچوبه آب شور و علف ترشی معروف شده است. خوب پس در این وسط ما داریم علف ترشی رو ترشی میندازیم! خوب راستش فکر میکردم خنده دار باشه!(خنده تماشاگران) در پایین هم میتونید سس خردل دریانورد رو ببینید. با معنی هست، این از لحاظ منطقی یه تنقلات هست. شما خردل دارید شما یه دریانورد هستید، گیاهان شوری پسند رو میبینید و مخلوطشون میکنید که به همراهنون سوخاری و تنقلات معرکه ای میشن. در نهایت سیر با Salicornia که من طرفدارشم. پس؛ آب، سوخت و غذا.
هیچکدوم از اینا بدون تیم گرین لب ممکن نبود دقیقا مثل Miami Heat (تیم بسکتبال معروف)که معیارهای سه گانه را داره، ما هم اونارو تو NASA GRC داریم. اینم منم، پروفسور باب هندریکس که رهبر شجاع ماست و دکتر آنون چیت. ستون فقرات دانش پژوهان مرکز گرین لب. در دو سال گذشته ما ۳۵ دانش پژوه مختلف داشته ایم از سرتاسر جهان. در اصل رییس بخش من بارها گفته: شما یک دانشگاه سبز دارید. منم میگم: من که مشکلی ندارم، آخه ما داریم نسل آینده رو با متفکران بسیار سبز تغذیه میکنیم که ارزشمنده.
خوب در اول بحث براتون گفتم که ما به چیزی که می اندیشیم راه حل جهانی برای غذا، سوخت و آبه. برای تکمیلش یه چیزی کمه. درواقع ما از برق استفاده میکنیم. راهکاری برایتان داریم ـــــ ما از انرژی پاک استفاده میکنیم دو تا توربین بادی داریم که به گرین لب متصل هستند و احتمالا به زودی ۴یا۵ تا دیگه هم خواهیم داشت. علاوه بر آن از چیز دیگری هم استفاده میکنیم که کاملا جالب است ــــ یک نیروگاه خورشیدی در مرکز گلن ناسا وجود دارد، که برای ۱۵ سال استفاده نشده است. با کمک چندتا از مهندسان برق هم دانشگاهیم فهمیدیم که هنوزم به درد بخور هستند حالا داریم یه دستی به سروگوششون می کشیدیم. تا حدود ۳۰ روز دیگه اونا هم به مرکز گرین لب متصل خواهند شد.
و دلیل اینی که شما این قرمز و زردهارو میبینید اینه که بسیاری از مردم فکر میکنن که کارکنان ناسا شنبه ها کار نمیکنن ــــ این عکس شنبه گرفته شده. هیچ ماشینی نیست به جز کامیون زرد من. من شنبه هم کار میکنم.(خنده) این به شما ثابت میکنه من در حال کار کردن هستم. آخه کار میکنیم تا موضوعی رو به سرانجام برسونیم که بیشتر مردم اینو میدونن. اینم طرح ماست: ما از گرینلب به عنوان بستری برای آزمایش یک micro-grid(شبکه توزیع برق هوشمند) استفاده میکنیم تا برای micro-grid اوهایو اجرا شود. ما توانایی انجامش رو داریم و من فکر میکنم عملی میشه. پس تاسیسات تحقیقاتی گرین لب یک زیست بوم خودپایدار با انرژی تجدید پذیره که امروز خدمتتان عرض شد. ما خیلی خیلی امیدواریم این طرح تو کل دنیا بگیره. ما فکر میکنیم راه حلی کامل برای تولید غذا، آب و سوخت و حالا انرژی داریم. کاملا سبزه، خودپایداره و تجدید پذیره. و معیارهای سه گانه GRC رو هم داره: از زمین حاصلخیز استفاده نشود، با محصولات کشاورزی رقابت نکند، واز همه اینا مهمتر آب شیرین لازم نداشته باشد.
من سوالات بسیاری در مورد اینکه ما در گرین لب چه میکنیم دریافت میکنم. و منم در پاسخ میگم:کاری که من در گرین لب انجام میدم به شما چه مربوطه؟!(خنده) و باور کنید یا نه اولین هدفم در کار روی این پروژه کمک به حفاظت از زمینه.