بیوگاز ایرانی؛ پتانسیل عظیم انرژی تجدیدپذیر و کاهش کربن

ایران با تولید حجم عظیمی از فاضلاب شهری و صنعتی، پتانسیل بالایی برای تولید انرژی پاک از طریق بیوگاز دارد. بر اساس برآوردهای کارشناسی، کشورمان می‌تواند سالانه حدود ۹۱۷۵ میلیون مترمکعب متان از فاضلاب تولید کند که تقریباً معادل ۳۰ درصد مصرف گاز طبیعی کشور است. با این حال، پوشش شبکه جمع‌آوری و تصفیه فاضلاب در مناطق شهری تنها به حدود ۵۶ درصد جمعیت شهری رسیده و ظرفیت نصب‌شده نیروگاه‌های بیوگاز حاصل از فاضلاب در کل کشور به حدود ۲۱ مگاوات محدود مانده است.

کد خبر: ۱۳۵۷۶۹۸

تاریخ: ۲۶ بهمن ۱۴۰۴ - ۱۴:۳۴

فرزین سوادکوهی، سرویس انرژی تابناک: در این میان، نیروگاه بیوگاز فیروزبهرام در تهران با ظرفیت ۷.۲ مگاوات به عنوان یکی از برجسته‌ترین پروژه‌ها عمل می‌کند و سالانه حدود ۱۳۰ هزار مگاوات‌ساعت برق تولید می‌نماید. این میزان تولید برق نه تنها انرژی پاک تأمین می‌کند، بلکه از انتشار حدود ۴۵۰ هزار تن دی‌اکسید کربن در سال جلوگیری می‌کند. از نظر فنی، هر تن لجن خشک فاضلاب می‌تواند حدود ۳۵۰ مترمکعب بیوگاز تولید کند که این حجم معادل ۷۰۰ کیلووات‌ساعت برق است. پروژه‌های مشابه در شهرهای بزرگی مانند اصفهان، قم و شیراز هنوز در مراحل اولیه یا مطالعاتی قرار دارند و حدود ۱۳ پروژه با مجموع ظرفیت ۱۴.۲ مگاوات برای سرمایه‌گذاری بخش خصوصی آماده شده، اما پیشرفت در این زمینه کند بوده است.

پتانسیل تولید متان تنها از فاضلاب شهری سالانه حدود ۳۰۷ میلیون مترمکعب برآورد می‌شود، اما بهره‌برداری فعلی تنها کسری ناچیز از این ظرفیت را پوشش می‌دهد. کارشناسان انرژی تجدیدپذیر تأکید دارند که دولت به تنهایی قادر به اجرای سریع پروژه‌های بزرگ نیست و باید با ارائه مشوق‌های مناسب، مسیر ورود گسترده بخش خصوصی را هموار سازد.

کشورهای همسایه ایران در سال‌های اخیر سرمایه‌گذاری جدی روی بیوگاز فاضلاب انجام داده‌اند و نتایج ملموسی کسب کرده‌اند. ترکیه با تمرکز بر بخش خصوصی، تعداد واحدهای بیوگاز خود را از ۶۲۲۷ واحد در سال ۲۰۱۶ به ۱۷۶۶۲ واحد در سال ۲۰۱۹ افزایش داد و در همان سال حدود ۳.۶ میلیون تن معادل نفت انرژی از زباله‌های شهری و فاضلاب استخراج کرد. هزینه سطحی تولید برق از بیوگاز در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب ترکیه تنها ۰.۰۸ دلار به ازای هر کیلووات‌ساعت است که آن را به گزینه‌ای اقتصادی تبدیل کرده. در تصفیه‌خانه سیدان آدانا، بیوگاز با نرخ ۷۳۱ مترمکعب در ساعت و خلوص ۶۵ درصد متان تولید می‌شود و برای تولید برق و حرارت به کار می‌رود.

عربستان سعودی نیز بیوگاز را بخشی از استراتژی چشم‌انداز ۲۰۳۰ برای تنوع‌بخشی به منابع انرژی قرار داده است. این کشور با پتانسیل ۳۱.۵ میلیون تن بیومس سالانه، امکان تولید ۱۵ تراوات‌ساعت برق از زباله و فاضلاب را دارد. شرکت ملی آب عربستان در پروژه‌های هیت و عجیل، بیوگاز را به برق تبدیل می‌کند و ۷۱ درصد تولید بیومتان در شورای همکاری خلیج فارس را به خود اختصاص داده. تحقیقات نشان می‌دهد که هضم مشترک لجن فاضلاب با فضولات طیور می‌تواند حجم بیوگاز را افزایش دهد و ۸۰ تا ۸۵ درصد آن در ۱۵ تا ۱۸ روز اول تولید شود.

امارات متحده عربی با تمرکز بر پایداری، پروژه‌های پیشرفته‌ای اجرا کرده است. تصفیه‌خانه وارسان در دبی سالانه ۴۴۲۵۰ مگاوات‌ساعت برق از بیوگاز تولید می‌کند و در سال ۲۰۲۳ بیش از ۲۰۰ مگاوات ظرفیت جدید بیوگاز در تصفیه‌خانه‌ها اضافه شد. شرکت‌هایی مانند BESIX در عجمان از سال ۲۰۱۶-۲۰۱۷ لجن را به انرژی تبدیل کرده‌اند و مدل ترکیبی دولتی-خصوصی را با موفقیت پیش برده‌اند.

عراق با ۱۰ میلیون رأس گاو پتانسیل تولید روزانه ۷۲ میلیون مترمکعب بیوگاز دارد که معادل ۹۴۶ مگاوات برق است. در زاخو، هضم بی‌هوازی لجن فاضلاب ۱۵ تا ۱۷ کیلوگرم لجن را به ۲۳۳ تا ۳۰۰ لیتر بیوگاز تبدیل می‌کند. پاکستان نیز پتانسیل ۲۲۶.۸ میلیون مترمکعب بیوگاز روزانه از زباله و فضولات دارد که می‌تواند ۵۹۵۳۶ گیگاوات‌ساعت برق سالانه تولید کند. پروژه‌های پایلوت در کراچی و لاهور با ظرفیت ۶۰۰۰ مترمکعب نشان‌دهنده امکان‌سنجی اقتصادی این رویکرد است.

بیوگاز سودآور، اشتغال‌زا و مفید

این تجربیات موفق نشان می‌دهد که بیوگاز فاضلاب نه تنها منبع انرژی پاک است، بلکه می‌تواند سودآور، اشتغال‌زا و مفید برای محیط زیست باشد. ایران با زیرساخت‌های تصفیه‌خانه گسترده‌تر و حجم فاضلاب بالاتر، پتانسیل برتری نسبت به بسیاری از همسایگان دارد، اما نیازمند اقدام فوری و هماهنگ است.

دولت ایران تاکنون گام‌هایی در این زمینه برداشته، از جمله انعقاد ۱۴ قرارداد به ارزش ۱۹ هزار میلیارد تومان برای پروژه‌های بیوگازکه قراردادهایی قابل تامل است. با این حال، برای دستیابی به جهش واقعی، لازم است تضمین خرید برق از نیروگاه‌های بیوگاز با نرخ ترجیحی و قراردادهای بلندمدت فراهم شود، معافیت‌های مالیاتی و تسهیلات بانکی کم‌بهره به سرمایه‌گذاران ارائه گردد و فرآیندهای اداری و مجوزدهی ساده‌سازی شود. اولویت‌بندی پروژه‌ها در کلان‌شهرها و شهرک‌های صنعتی، همراه با توسعه فناوری هضم مشترک برای افزایش بازدهی، می‌تواند این حوزه را متحول کند.

جنبه‌های زیست‌محیطی و کاهش گازهای گلخانه‌ای

بیوگاز و به‌ویژه بیومتان (بیوگاز تصفیه‌شده) یکی از مؤثرترین ابزارها برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به شمار می‌رود، زیرا نه تنها جایگزین سوخت‌های فسیلی می‌شود، بلکه از انتشار متان (CH₄) که گازی با پتانسیل گرمایش جهانی حدود ۲۸تا۳۴ برابر CO₂ در افق ۱۰۰ ساله است، جلوگیری می‌کند. بر اساس مطالعات مقایسه‌ای منتشرشده در سال ۲۰۲۴، زنجیره تأمین بیوگاز و بیومتان به طور متوسط ۵۱ تا ۷۰ درصد کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای (GHG) نسبت به گاز طبیعی معمولی (در مرحله میانی) ایجاد می‌کند. در برخی مسیرها مانند تولید بیومتان از هضم بی‌هوازی کود دامی و ضایعات، این صرفه‌جویی حتی به ۶۹تا۷۶ درصد می‌رسد. اگر پتانسیل جهانی کود دامی که حدود ۲۸۰ میلیارد مترمکعب معادل گاز طبیعی است به طور کامل استفاده شود، می‌تواند سالانه حدود ۱۰۰۰ میلیون تن CO₂-eq از بخش کشاورزی و ۴۰۰ میلیون تن دیگر از جایگزینی سوخت فسیلی در بخش انرژی جلوگیری کند.

در سطح عملی، سیستم‌های بیوگاز با جلوگیری از انتشار متان از محل‌های دفن زباله، مزارع و فاضلاب، تأثیر منفی خالص ایجاد می‌کنند. مثلاً طبق گزارش شورای بیوگاز آمریکا در سال۲۰۲۵، اگر پتانسیل کامل بیوگاز در ایالات متحده محقق شود، انتشار گازهای گلخانه‌ای معادل جذب کربن توسط ۱۱ میلیون هکتار جنگل کاهش می‌یابد. در اروپا و آمریکا، هر مترمکعب بیومتان تزریقی به شبکه می‌تواند ۲ تا ۳ کیلوگرم CO₂-eq بیشتر از گاز طبیعی صرفه‌جویی کند. همچنین، هضم بی‌هوازی ضایعات غذایی و کود حیوانی می‌تواند انتشار متان را تا ۹۵ درصد نسبت به مدیریت سنتی زباله کاهش دهد .

در ایران هم پروژه‌هایی مانند نیروگاه بیوگاز فاضلاب غرب تهران نشان داده که با ظرفیت فعلی، سالانه از انتشار حدود ۲۲۰ هزار تن CO₂ جلوگیری می‌شود؛ اگر ظرفیت نصب‌شده بیوگاز در کشور به چند برابر برسد، این رقم می‌تواند به میلیون‌ها تن CO₂-eq در سال برسد و به اهداف تعهد ملی کاهش انتشار کمک شایانی به عمل بیاورد.

آینده بیوگاز به شدت به سمت بیومتان (upgrading به کیفیت گاز طبیعی) گرایش پیدا کرده است. طبق گزارش سال 2025 IEA در  تولید ترکیبی بیوگاز و بیومتان در جهان بین ۲۰۲۵ تا ۲۰۳۰ حدود ۲۲ درصد رشد خواهد داشت و بیش از ۹۵ درصد پروژه‌های جدید مستقیماً بیومتان تولید می‌کنند. فناوری‌های آپگرید در سال‌های اخیر بهبود چشمگیری داشته و بازده را ۲۵تا۱۹۰ درصد افزایش داده است.

در نهایت، بهره‌برداری از بیوگاز فاضلاب می‌تواند به عنوان یک راهکار پایدار، ناترازی انرژی را کاهش دهد، هزاران شغل مستقیم و غیرمستقیم ایجاد کند، انتشار گازهای گلخانه‌ای را مهار نماید و وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کمرنگ سازد. ایران اکنون فرصت دارد با الگوبرداری از تجربیات موفق همسایگان و اجرای سیاست‌های حمایتی هدفمند، نه تنها عقب‌ماندگی خود را جبران کند، بلکه به یکی از پیشگامان تولید انرژی تجدیدپذیر از منابع محلی در منطقه تبدیل شود. اقدام قاطع و به‌موقع در این زمینه، می‌تواند این پتانسیل نهفته را به منبع مهمی از انرژی پایدار و توسعه سبز ملی تبدیل کند.