ارزیابی اقتصادی تولید بیواتانول از ضایعات نیشکر

چکیده

یکی از مهمترین مسائلی که به طور روزمره کلیه کشورهای جهان با آن سروکار دارند ،مسئله تامین انرژی می باشد.کاهش ذخایر منابع فسیلی و افزایش قیمت نفت و فرآورده های آن از یک سو ولزوم توجه به کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی از سوی دیگر ،کشورهای جهان را ترغیب به استفاده از انرژیهای تجدید شونده وپاک نموده است.از جمله منابع تجدیدشونده که امروزه مورد توجه بسیاری از کشورهای اروپایی وآمریکایی قرار گرفته است،سوخت های زیستی (Biofuels) می باشند. یکی از مهمترین انواع سوخت های زیستی، بیواتانول (Bioethanol) می باشد که از ضایعات محصولات کشاورزی همچون نیشکر ،گندم ،ذرت و چغندر قند تولید می گردد.
در تحقیق حاضر بعد از معرفی وبیان ویژگیهای سوخت های زیستی وبویژه بیواتانول به ارزیابی اقتصادی تولید بیواتانول با استفاده از ضایعات نیشکر کشت وصنعت هفت تپه خوزستان که یکی از تولید کنندگان عمده شکر در کشور می باشد ،پرداخته شده است .
فرضیه ما در این تحقیق این است که:
- تولید بیواتانول با استفاده از ضایعات نیشکردرتولیدات کارخانه هفت تپه خوزستان دارای توجیه اقتصادی است.
- جایگزینی بیواتانول باMTBEدرتولید بنزین باعث ایجاد منافع اقتصادیمی­شود.
نرم افزار مورد استفاده در این تحقیق ،نرم افزار (COMFAR) می باشد که از جمله مهمترین نرم افزارهای مورد استفاده شرکتهای مشاور سرمایه گذاری برای امکان سنجی (Feasibility Study) طرح ها می باشد
Abstract
One of Main Matters Treated by all countries daily is energy Supply.On one hand ,decrease of fossil reservoir and increase of oil price and its products and on the other hand necessity of attention to decreasing environmental Pollutions caused by fossil fuels encourages worldwide companies to apply pure and renewable energies of renewable reservoir attracted European and American countries attention is biofuels.one of main kind of biofuels is bioethanol produced by waste of agricultural products like sugar cane,wheat,corn and sugar beet.
In existing research ,after introducing biofuels especially bioethanol,we have investigated bioethanol production economically by applying sugar cane wastes,”Haft tapeh Khuzestan culture and industry “ which is one of the main sugar Producers in the state .Our hypothesis in this research this is:
bioethanol production by applying sugar cane wastes, In ”Haft tapeh Khuzestan culture and industry “ have economic justification.
Replacing bioethanol with MTBE in gasoline production have economic benefits.Software applied in this research is COMFAR Software which is one of the most important Software used by investment-counseling companies for Study Feasibility.
 

کلیدواژه‌ها


ارزیابی اقتصادی تولید بیواتانول از ضایعات نیشکر

ابراهیم عباسی[1]

عباسعلی ابونوری[2]

مینا محمدزاده[3]

دریافت: 22/4/1390    پذیرش: 22/6/1390

چکیده

یکی از مهمترین مسائلی که به طور روزمره کلیه کشورهای جهان با آن سروکار دارند ،مسئله تامین انرژی می باشد.کاهش ذخایر منابع فسیلی و افزایش قیمت نفت و فرآورده های آن از یک سو ولزوم توجه به کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی از سوی دیگر ،کشورهای جهان را ترغیب به استفاده از انرژیهای تجدید شونده وپاک نموده است.از جمله منابع تجدیدشونده که امروزه مورد توجه بسیاری از کشورهای اروپایی وآمریکایی قرار گرفته است،سوخت های زیستی (Biofuels) می باشند. یکی از مهمترین انواع سوخت های زیستی، بیواتانول (Bioethanol) می باشد که از ضایعات محصولات کشاورزی همچون نیشکر ،گندم ،ذرت و چغندر قند تولید می گردد.

در تحقیق حاضر بعد از معرفی وبیان ویژگیهای سوخت های زیستی وبویژه بیواتانول به ارزیابی اقتصادی تولید بیواتانول با استفاده از ضایعات نیشکر کشت وصنعت هفت تپه خوزستان که یکی از تولید کنندگان عمده شکر در کشور می باشد ،پرداخته شده است .

فرضیه ما در این تحقیق این است که:

- تولید بیواتانول با استفاده از ضایعات نیشکردرتولیدات کارخانه هفت تپه خوزستان دارای توجیه اقتصادی است.

- جایگزینی بیواتانول باMTBEدرتولید بنزین باعث ایجاد منافع اقتصادیمی­شود.

نرم افزار مورد استفاده در این تحقیق ،نرم افزار (COMFAR) می باشد که از جمله مهمترین نرم افزارهای مورد استفاده شرکتهای مشاور سرمایه گذاری برای امکان سنجی (Feasibility Study) طرح ها می باشد.

 

واژگان کلیدی: انرژیهای تجدید پذیر، سوخت های زیستی ، بیواتانول ، ضایعات کشاورزی .

طبقه بندی JEL:Q53,Q42,Q16,Q27.

 

 

 

مقدمه

بدون شک انرژییکی از مهمترین چالشهای فعلی و آینده بشر می باشد.دسترسی به منابع انرژی قابل اتکااز نگرانی های همیشگی انسان بوده و میزان مصرف انرژییکی از نشانه های رشد اقتصادی ویا کار کردن اقتصادی هر کشور محسوب می شود.در همین راستا هرگونه تغییر بنیادی در نظام تولید ومصرف انرژی منجر به بروز تغییرات اساسی در تمدن انسانی خواهد شد.

به نظر می رسد که جامعه صنعتی مبتنی بر سوخت های فسیلییا تمدن نفتی در دهه های آینده جای خود را به الگوهای جدیدی خواهد داد.بررسی ها نشان می دهد در طی سه دهه اخیر با وجود نوسانات متعدد ناشی از تغییر در عرضه یا قیمت سوخت،صنعت سوخت گیاهی روندی روبه رشد داشته وبویژه در دهه اخیر بسیاری از کشورهای جهان توسعه این صنعت را آغاز نموده اند.

سوخت های زیستی در سالهای اخیر در کشورهای توسعه یافته به یکی از استراتژیهای مهم و اصلی تبدیل شده است.این نگاه ناشی از اثرات تغییر آب وهوا است زیرا یکی از عوامل اصلی تغییر آب وهوا انتشارگاز CO2است. بطور کلی سوخت های فسیلی وجنگل زدایی دو منبع اصلی تولید گاز CO2 در جهان محسوب می شوند.در این میان 25% کل  CO2منتشر شده ناشی از سوخت های فسیلی و 18% ناشی از جنگل زدایی است. حمل ونقل وساخت وساز در مرحله بعدی و فعالیتهای کشاورزی با 11% در پایین ترین مرحله قرار دارد.

CO2 با ایجاد حصاری در اطراف کره زمین مانع خروج حرارت به جو وسبب گرم شدن زمین می­شود. در واقع اصلی ترین عامل گرم شدن کره زمین انتشار گازCO2 است که خشکسالی ها،سیلابهای تند،طوفانهای وحشتناک ودیگر رخدادهای ناگوار طبیعی را در جهان رقم می زند ودر نتیجه امنیت غذایی به مخاطره می افتد. دانشمندان معتقدند اگر برای پیشگیری از انتشار گاز CO2چاره اندیشی نشود گرم شدنزمین روندی شتابناک خواهد گرفت و نتیجه چنین روندی چیزی جز تخریب محیط زیست وتهدید چرخه حیات نخواهد بود.به همین دلیل بسیاری از کشورها بر اساس کنوانسیون های بین المللی وپروتکل کیوتوملزم به اتخاذ روشهایی برای کاهش انتشار CO2 شده­اند.با این رویکرد استفاده از تکنولوژیهای نو برای تامین انرژی،تولید سوخت،سوخت وساز وصنعت بحث روز دنیا شده است.تکنولوژیهایی که با محیط زیست ساز گار باشند و CO2کمتری را منتشر کنند. دولت ها با در پیش گرفتن سیاستهای نیرومندتریبرای جلوگیری از تغییر آب وهوا می توانند این روند تصاعدی را کند کرده و در نهایت میزان گازهای گلخانه ای در جو را تثبیت کنند.سیاستهای مناسبی که درباره مساله تغییر آب وهوا طراحی شده باشند می توانند جزء جدایی ناپذیر توسعه پایدار باشند مسیرهای توسعه پایدار می تواند تصاعد گازهای گلخانه ای را کاهش دهد واز آسیب پذیری در برابر تغییرات آب وهوا کم کند .کاهش تصاعد گازهای گلخانه اینیازمند کمک از همه بخش های اقتصادی است. استفاده از فن آوریهای پاک تر و افزایش بازدهی انرژی می تواند راه حلهای برد-برد بوجود آورد و رشد اقتصادی و مبارزه با تغییر آب و هوا را در کنار یکدیگر امکان پذیر سازد.دولتها لازم است مجموعه ای از انتخاب های مربوط به انرژی را ارتقا دهند اینانتخابهامی تواند شامل تشویق استفاده از گاز طبیعی در برابر سوخت های فسیلی است که دی اکسید کربن بیشتری تولید می کنند و همچنین فن آوریهای کامل مربوط به انرژیهای تجدید شدنی مانند برق وانرژی آبی،انرژی حاصل از سوزاندن چوب وزمین گرمایی باشد.سایر منابع تجدیدشدنی می تواند شامل تهویه هوا به کمک انرژی خورشید، گرفتن برق از امواج  و سلول های خورشیدی نانوتکنولوژی  (ریز فن آوری) باشد،اگر چه همه اینها هنوز به توسعه وپیشرفت بیشتر از جهت فن آورییا تجاری نیاز دارند.انتخاب دیگر می تواند فن آوری جذب و ذخیره سازی کربن باشد که شامل جذب کربن دی اکسید کربن قبل از آنکه بتواند در جو متصاعد شود ، انتقال آن به محلی امن وجداسازی آن از جو برای مثال با ذخیره کردن آن در لایه های زمین .در همین راستا جایگزین کردن سوخت های زیستی به جای سوخت های فسیلی در دستور کار قرار گرفته و اکنون بسیاری از کشورها در این زمینه سرمایه گذاری کرده وبا جدیت آن را دنبال می کنند.یعنی تلاش می کنند سوخت پاک شامل انرژیهای پاک مثل انرژی خورشید،انرژی بادی ،انرژی آبی و انرژی ناشی از گیاهان را جایگزین سوخت فسیلی کنند.

سوخت های گیاهی به فرآورده هایی با منشا گیاهییا جانوری گفته می شود که می توانند به عنوان جایگزین بنزین و گازوئیل در خودروها و یا دستگاههای مشابه استفاده شوند. بهترین مصادیق سوخت های گیاهی بیواتانول،بیودیزل ،بیو متان و بیو متانول می باشد.دونکته در مورد سوخت های گیاهی حائز اهمیت است اول اینکه سوخت های گیاهی از سوزاندن مستقیم مواد گیاهی مانند سوزاندن چوب بدست نمی آید.دوم اینکه موادی مانند نفت نیز بقایای میکروارگانیزم موجودات زنده محسوب می شوند اما در طبقه بندی به آنها سوخت های فسیلی گفته می شود .در حال حاضر برخی کشورهای تولید کننده و مصرفکننده سوخت های گیاهی در جهان عبارتند از:

برزیل، استرالیا، کانادا، چین، کلمبیا، جمهوری چک، فرانسه، آلمان، هند، جامائیکا، مالاوی، لهستان، آمریکا و.....برزیل بزرگترین تولید­کننده و البته بزرگترین مصرف­کننده اتانول از 25 سال پیش به این سو بوده است.در تمام جایگاه های سوخت گیری این کشور بیواتانول به فروش می­رسد.آمریکا در موقعیت بعدی قرار دارد. به خاطر تولید ومصرف انرژی در سالهای اخیر بازار مصرف سوخت های گیاهی در آمریکا رشد بیشتری پیدا کرده است.

فواید گسترش تولید سوخت های گیاهی به شرح زیر می باشد:

1- امنیت انرژی:تنوع منابع انرژی سوخت های گیاهی نوعی امنیت را در تولید این سوخت ایجاد می کند.

2- ملاحظات زیست محیطی :گسترش مصرف سوخت های گیاهی تاثیر قابل توجهی بر کاهش گازهای گلخانه ای و همچنین پتانسیل کاهش آلاینده های هوا ناشی از مصرف سوخت های متعارف را نیز دارد.

بر اساس مطالعات صورت گرفته نشان داده شده است که استفاده از این سوختها با ترکیبات آنها می توانند بر کاهش آلاینده هایی نظیر مونوکسید کربن وسایر مواد سمی تاثیر داشته باشد.

3- حمایت از بخش کشاورزی :علاوه بر فواید زیست محیطی سوخت های گیاهی ،یکی دیگر از محرکهای توسعه این سوخت ها تاثیر آن بر توسعه اقتصادی روستایی اعلام شده است .همچنین این امر می­تواند تأثیر مثبتی بر اشتغال و معیشت کشاورزان داشته باشد .همچنین تولید سوخت های گیاهی تاثیر فزاینده ای در اشتغال ودرآمدزایی دارد.پس توسعه این سوختها موجب درآمدزایی در بخش کشاورزی،توسعه روستایی و رشد اقتصادی می شود.اما تولید وصدور سوخت های گیاهی نیاز به توسعه زیرساختهای خاص خود را دارد.

 

 

1- مروری برادبیات موضوع

استفاده روز افزون از سوخت های فسیلی افزایش قیمت محصولات نفتی و کاهش ذخایر موجود سبب گسترش تحقیقات در زمینه منابع جدید و تجدید پذیر انرژی و تلاش در جهت کاهش تکیه بر سوخت های فسیلی از جمله نفت و محصولات نفتی شده است .

از جمله منابع تجدید پذیر انرژی که میتواند جایگزینی برای سوخت های فسیلی شود و امروزه بسیار مورد توجه کشورهای اروپایی و آمریکایی قرار گرفته است "سوخت های زیستی" می­باشند که خود به چند گروه از جمله "بیواتانول" تقسیم می شوند .

بیواتانول یکی از انواع الکلها با فرمول  C2H5OH می باشد که به آن نامهای گوناگونی نظیر الکل اتیلیک، الکل غلات و... نسبت داده میشود . اتانول دومین عنصر از سری الکلهای آلیفاتیک است که کاملا در آب و حلالهای آلی حل میشود و بسیار آبدوست می باشد.

اتانول مایعی بیرنگ با بویی مطبوع میباشد و اغلب اتانولی که در صنعت از آن استفاده میشود الکل 95% یا الکل 95 درجه گویند که 95% آن الکل و 5% آن آب است و از نظر شیمیایی از نقطه انجمادی برابر 115- درجه سلسیوس و نقطه جوشی معادل 78 درجه سلسیوس و وزن مخصوصی برابر79.­0­g/ml در­20­درجه سلسیوس برخوردار است. بیواتانول از تبخیر مؤلفه های قندی بیوماس به وجود می­آید و امروزه بیشتر از محصولات نشاسته ای و قندی تهیه می شود. با پیشرفته شدن فناوری از بیوماس سلولزی مانند درختان و سبزه ها نیز برای تهیه اتانول استفاده میشود .مواد اولیه ای که برای تولید بیواتانول مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از:

- ضایعات کشاورزی از قبیل پسمانده مواد و محصولات مانند ساقه ها، برگ ها وسبوس غلات.

- ضایعات جنگلی مانند بریده ها و خاک اره های نجاری ، درختان مرده و شاخه های درختان.

- ضایعات جامد شهری شامل زباله های خانگی و محصولات کاغذی.

- ضایعات صنعتی مانند فرآورده های کاغذ سازی و مایع سیاه.

- مواد انرژی زا مثل درختان بارشد سریع و علف هایی که به طور مشخص برای این کار تولید می شوند.

بیواتانول سوختی است که از ضایعات محصولات کشاورزی (منابع تجدید پذیر ) توسط فرایند تخمیری تولید میگردد . از جمله این محصولات کشاورزی میتوان به نیشکر گندم جو برنجچغندر قند ذرت و ... اشاره نمود. اتانول در صنایع سوختی غذایی دارویی آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد اما استفاده از آن به عنوان سوخت کامل یا ترکیبی با بنزین به سرعت در حال افزایش است. کشورهای اروپایی در نظر دارند 10% سوخت مصرفی در بخش حمل و نقل جاده ای خود را از سوخت های زیستی تامین کنند . سایر کشور های دنیا از جمله برزیل آفریقای جنوبی چین و هند فعالیت های زیادی را برای جایگزینی سوخت های زیستی به جای سوخت های فسیلی آغاز کرده اند.

قابل ذکر است امروزه اتانول به روشهای زیر در بنزین به کار می رود :

1- دوبار فرموله کردن بنزین

2- مخلوط نمودن اتانول با بنزین با در صدهای مختلف

3- اکسیژنه نمودن بنزین جهت کنترل مونوکسید کربن

از سویی سالیانه میلیونها تن ضایعات کشاورزی در کشور تولید می شود که قسمت عمده آن معدوم میگردد. بنابراین در صورتی که بتوان با روشی این ضایعات را به ماده ای سوختی تبدیل نمود صرفه های اقتصادی فراوانی برای کشور دارد. همچنین در صورتی که قیمت تمام شده محاسبه شده اتانول داخلی با منبع اولیه نیشکر پایین تر از قیمت کشور های اروپایی که مصرف کننده عمده این ماده هستند باشد میتوان برای صادرات این ماده نیز آینده ای در نظر گرفت.

در تحقیق حاضر تلاش می گردد ضمن معرفی اجمالی روش تولید بیواتانول از ضایعات کشاورزی (منبع اولیه باگاس نیشکر) به مطالعه موردی ضایعات کشت وصنعت هفت تپه خوزستان جهت تخمین میزان تولید بیواتانول دراین واحد و مباحث مربوط به هزینه - فایده آن بپردازیم.

در بخش دیگر این تحقیق به بررسی صرفه های اقتصادی ناشی از جایگزینی بیواتانول تولید یبا (درجه خلوص99.5%)MTBE  موجود در بنزین تولید داخل میپردازیم.شرکت کشت و صنعت نیشکرهفت تپه خوزستان وکارخانه نیشکرهفت تپه، درسال1339تاسیس شده است و امروز زیر مجموعه وزارت جهاد کشاورزی است. این شرکت تاکنون توانسته نقش بسیاربالایی درتولید شکرایران ایفا نماید.کارخانه با ظرفیتی بیش از صد هزار تن در سال،  10در صد شکر مورد نیاز کشور را تولید میکند . کشت و صنعت هفت تپه 13000 هکتار زمین زیر کشت و زمینهای بسیار زیاد کشت نشده دارد . در این مساحت ، سالانه بین 100 تا 120 تن در هکتار نیشکر برداشت می شود. در کارخانه نیشکرهفت تپه علاوه بر شکر سفید فراورده های دیگری به دست می آید که عبارتند از:                                                                       

1- باگاس با تفاله نیشکر: باقیمانده ساقه نیشکر پس از آن که عصاره آن گرفته شد به نام باگاس معروف است که از آن به منظور تولید کاغذ فیبر و تخته استفاده میگردد . باگاس به عنوان یکی از عوامل آلوده کننده محیط زیست شناخته شده است و حاوی مواد لیگنوسلولزی بوده که این ترکیبات جزء ترکیبات  پلی ساکارید و غیر قابل تجزیه توسط باکتری ها می­باشند. با استفاده از روش مشروح در این تحقیق امکان تولید اتانول ازضایعات مجتمع های تولید نیشکر وجود دارد که این روش به صورت گسترده در برزیل آمریکا و کانادا جهت تولید اتانول جایگزین سوخت کاربرد دارد.

2- ملاس: به باقیمانده شربت غلیظ پس از پخت های متعدد نیشکر که دارای مواد قندی است و امکان خارج نمودن آن به صورت کریستال شکر نمیرود ملاس گفته میشود . ملاس نیشکر به دلیل داشتن ترکیبات معدنی بیش از اندازه از لحاظ تولید کنند گان اتانول غیر صنعتی مطلوب نمی­باشد. لذا یکی از کاربردهای ملاس نیشکر تولید اتانول صنعتی برای جایگزینی در سوخت است.

سعی میشود این  طرح کاملا  با کاربرد علمی و صنعتی برای هر دو گروه پژوهشگران در انرژی های تجدید پذیر و سرمایه گذاران در ایده های نو جهت استفاده ارائه گردد.

1-1- وضعیت تولید سوختهای زیستی در ایران

با توجه به منابع ارزان انرژی در ایران و گران بودن تکنولوژی تولید سوخت از منابع بایومس در مقایسه با منابع گاز یا نفت در گذشته، طبعاً تولید سوختهای با منشاء گیاهی در اولویت بعدی در مقایسه با توسعه تکنولوژی استفاده از گاز طبیعی و توسعه تکنولوژی خودرو یا سایر مصرف کننده های سوخت برای افزایش راندمان و بهسوزی قرار داشته است. اما با افزایش چشمگیر قیمت نفت و در نتیجه محصولات جانبی آن و پیش بینی افزایش مجدد، در حال حاضر استفاده از اینگونه سوختها و یا حداقل جایگزینی درصدی از آن با سوخت های فسیلی نه تنها دارای توجیه اقتصادی است، بلکه با توجه با محدویت منابع انرژی در جهان و آلودگی روزافزون محیط زیست و پدیده گرم شدن زمین به موضوعی مهم و حیاتی برای کشور تبدیل شده است. لذا نگرش همه جانبه و بررسی کلیه سوختهای جایگزین با توجه به مزیتهای نسبی در هر منطقه و با توجه به منابع و امکانات اقتصادی کشور راهگشای بسیاری از مشکلات کنونی خواهد بود.

به عنوان مثال کشور برزیل به تولید سوخت های زیستی علاوه بر کاهش تکیه بر سوختهای فسیلی، به عنوان راهی برای گسترش صنایع روستایی و عاملی برای جلوگیری از مهاجرت از حومه شهرها به داخل شهرها می نگرد. کمک به شکل گیری صنایع تولید سوختهای زیستی در حومه شهرها و تشویقهای مالیاتی روستاییان، علاوه بر افزایش تولید محصولات کشاورزی سبب ایجاد فرصتهای شغلی قابل توجه در آن مناطق می شود که خود می تواند مانعی برای مهاجرت روستاییان به کلان شهرها باشد.

ایران از امتیازات ویژه ای همانند وفور نیروی کار جوان، زمینهای مناسب و مستعد برای کشاورزی و دسترسی به نور خورشید برخوردار است که هر یک می تواند عاملی برای پیشرفت در صنایع تولید سوخت زیستی باشد.

در ایران در زمینه انرژی های زیست توده فعالیتها و تحقیقات عمده ای انجام نگردیده است. طبق آمار سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور طی سالهای 79-1377 پروژه ای تحت عنوان پتانسیل سنجی تولید انرژی از منابع زیست توده انجام شده است. اولویتهای تحقیقاتی انرژی های زیست توده (بایومس) به شرح زیر می باشد:

- طراحی و ساخت فاز نخست واحد تولید برق از دفن گاه زباله در مشهد.

- تولید انرژی از زباله ها و منابع زیست توده.

- تولید انرژی با استفاده از بیوگاز (گاز حاصل از فضولات انسانی و حیوانی).[4]

به جهت وفور ذخایر سوختهای فسیلی، فعالیتهای صورت گرفته در کشور در زمینه تولید سوختهای زیستی تا کنون بسیار محدود و تنها در سطح تحقیقات آزمایشگاهی بوده و پروژه عملیاتی قابل ذکر در این مورد مشاهده نمی گردد. لذا با نگاهی به کشورهای پیش قدم در تولید انرژیهای نو وعلی الخصوص سوختهای زیستی (مانند برزیل) و پیشرفتها و دست آوردهای آنها و نیز توجه به پتانسیل های موجود در کشور، لزوم توجه و سرمایه گذاری در این بخش مشخص می گردد.

توجه به مطالب ارائه شده در بالا، لزوم شناخت علمی و تلاش در جهت یافتن شیوه های جدید تولید اتانول (به عنوان یک ماده شیمیایی با کاربردهای فراوان صنعتی، غذایی، دارویی، بهداشتی و کاربرد جدید آن که به عنوان یک سوخت تجدید پذیر است) از مواد گوناگون و بخصوص ضایعات کشاورزی با کاهش هزینه های تولید را بیش ازپیش آشکار میسازد.

امروزه برای تهیه اتانول روشهای متفاوتی وجود دارد.

بطور کلی این روشها براساس منابع تولیدی الکل به دسته بندی زیر تقسیم می شوند:

1- تولید اتانول از غلات

2- تولید اتانول از Biomass (زیست توده مانند باگاس)

3- تولید اتانول از ملاس چغندر قند و نیشکر

4- تولید اتانول از اتان

2- روند تغییرات تولید اتانول در دنیا

در رابطه با تولید جهانی اتانول باید توجه داشت که اتانول جزء معدود موادی می‌باشد که طی 10 الی ١٢ سال گذشته تولید آن دوبرابر شده و پیش بینی می‌شود که تا ١٠ سال آینده نیاز به این ماده بسیار افزایش یابد. لازم به ذکر است که از کل تولید الکل جهان به روش تخمیر، حدود 65 درصد از طریق تخمیر از محصولات جانبی صنایع شکر و ٣٥ درصد دیگر از تخمیر سایر مواد قنددار مانند ذرت، گندم، خرما و غیره حاصل می‌گردد.همانطور که در نمودار شماره 1 مشخص می‌باشد، تغییرات تولید اتانول در دنیا روند رو به رشدی در 30 سال گذشته داشتهاست. در این نمودار تفاوت میزان تولید اتانول در کشور برزیل با سایر کشورها و قاره‌های جهان قابل توجه می‌باشد.

 

 

نمودار1- رشد تولیداتانول در دنیا[5]

2-1- بازار جهانی اتانول[6]

تولید جهانی اتانول در سال 2010 حدود ٢٧ میلیون تن می با شد. همچنین صادرات جهانی آن سالیانه 1/1% افزایش دارد. تولید و مصرف جهانی اتانول به ترتیب در نمودارهای ذیل نشان داده شده است .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار2- تولید جهانی اتانول

مصرف جهانی اتانول از سال 2000 تا 2010 میلادی سالیانه رشدی به میزان 3% را نشان می‌‌دهد. به دلیل استفاده از اتانول به عنوان سوخت جایگزین MTBE مصرف اتانول در ایالات متحده همراه با رشد بوده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار3- مصرف جهانی اتانول

3- مزیت‌های نسبی هفت تپه خوزستان

با توجه به موارد مطروحه در این فصل، جهت احداث پروژه تولید بایواتانول، کشت و صنعت هفت تپه خوزستان برای این طرح در نظر گرفته شده است از جمله امتیازات ویژه هفت تپه خوزستان می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود:[7]

١- به طور متوسط سالیانه حدود 350.000 تن باگاس (ماده اولیه طرح) در این کشت و صنعت تولید می‌گردد با در نظر گرفتن واحد تولید اتانول با ظرفیت روزانه 1000 تا 1050 تن باگاس، ماده اولیه اصلی آن از هفت تپه قابل تأمین است.

٢- برق موردنیاز کارخانه توسط یک نیروگاه هفت مگاواتی که از دو توربین بخار 5/3 مگاواتی تشکیل شده است تأمین می‌گردد. قابل ذکر است برق تولیدی در دوران تعطیل و تعمیر (overhaul) کارخانه از اواسط فروردین تا اوایل آبان به برق سراسری کشور تزریق می‌شود.

3- آب مورد نیاز کارخانه از طریق رودخانه دز با کمک شبکه آبیاری سازمان آب و برق خوزستان و شبکه‌های توزیع آب هفت تپه تأمین می‌گردد(30 هزار متر مکعب در هکتار)

4- کارخانه دارای 3 کوره بخار است یک کوره 220 تن بخار 370 درجه با فشار 31 اتمسفر در ساعت و دو کوره بخار ٦٨ تن که سوخت گاز طبیعی بوده ودر گذشته مازوت بوده است.

5- گاز مورد نیاز کارخانه از خط لوله سراسری گاز کشور تأمین می‌گردد.

6- این مجموعه از وسعت قابل ملاحظه‌ای‌(حدود 200 هکتار) برخوردار است که می‌توان از قسمتی از آن به منظور اجرای طرح استفاده نمود.

7- حضور نیروی کار متخصص و با تجربه ونیز نیروی جویای کار از دیگر ویژگیهای کشت و صنعت خوزستان و استان خوزستان است.

8- دسترسی به جاده‌های اصلی و نزدیکی به پالایشگاه‌های تولید سوخت و نیز نزدیکی به بنادر کشور در صورت تمایل به صادرات محصول از دیگر امتیازات عمده هفت تپه است.

 

3-1- وضعیت تولید نیشکر در ایران

در ایران کشت نیشکر تنها محدود به ٣ استان مازندران، گیلان و خوزستان می‌شود در استانهای مازندران و گیلان کشت به صورت دیم بوده و حتی در بسیاری از مواقع از کشت آن صرف‌نظر می‌گردد. بنابراین می‌توان ادعا کرد کشت نیشکر در ایران تنها در استان خوزستان به شکل آبی و دائمی صورت می‌گیرد.

میزان تولید نیشکر بر اساس آماره منتشره از سوی وزارت کشاورزی طی سالهای زراعی 84-83 تا 89-88 به شرح جدول1می‌باشد:

جدول1- میزان تولید نیشکر در ایران (تن)

 

سال زراعی

خوزستان

مازندران(تن)

گیلان(تن)

کل‌کشور(تن)

84-83

81. 5530364

60

-

81. 5530424

85-84

53. 4958866

390

41. 134

94. 4959390

86-85

85. 5311504

39. 56

3264

24. 5314825

87-86

14. 3097034

17. 447

-

31. 3097481

88-87

2822877

47. 175

-

47. 2823052

89-88

31. 5685002

88. 85

-

19. 5685088

 

*آماره منتشره از سوی وزارت جهاد کشاورزی

همانگونه که در جدول 1 مشاهده می‌شود، سالیانه به طور متوسط حدود ٥ میلیون تن نیشکر در کشور تولید می‌گردد که تقریباً تمام این میزان تولید در استان خوزستان می‌باشد.

4- مزایای زیست محیطی اتانول[8]

١- کاهش انتشار  CO2: CO2 حاصل از سوخت بنزین و یا هر سوخت دیگر وارد اتمسفر

می‌شود و این گاز سبب تشدید پدیده گلخانه‌ای می‌گردد. در حالیکه CO2 حاصل از سوخت بیو اتانول تولید شده در فرایند تخمیر توسط گیاهان کاشته شده جهت تولید اتانول خواهد شد و این مزیت بزرگ جهت استفاده بیواتانول به عنوان سوخت است که حتی در سوخت‌های تمیزی مانند گاز طبیعی نیز یافت نمی‌شود.

٢- کاهش انتشار CO و CH: آمار نشان می‌دهد که سوخت های E7,E5,E10 میزان CO را ٤ تا ١٥ درصد و میزان CH را بین ٢ تا ٧ درصد کاهش می‌دهند.

٣- کاهش انتشار VOC: سوخت‌های حاوی اتانول کاهش VOC را نشان می‌دهد و در عین حال نسبت به سایر سوخت‌ها صدمه کمتری به ازن وارد می‌کنند.

٤- کاهش انتشار ذرات معلق (PM10): اجزای معلق با قطری کمتر از ١٠ میلیمتر هستند که در کیسه‌های هوایی شش انسان تجمع می‌یابند و سبب آسیب به سیستم تنفس و سرطان می‌گردند. در سوخت‌های حاوی اتانول انتشار ذرات معلق در حدود ١٠ درصد کاهش می‌یابد.

٥- اکسیدهای سولفور (SOX): اگر بیواتانول به عنوان سوخت به صورت خالص به کار رود هیچ گونه سولفوری ندارد، درنتیجه اسیدی نداریم. در سوخت‌های حاوی اتاول نیز (SOX) کمتری تولید می‌شود.

٦- اکسیدهای نیتروژن (NOX): این عامل در سوخت‌های حاوی اتانول تا ١٠ درصد افزایش می‌یابد با افزایش میزان اتانول در بنزین، میزان (NOX) کاهش می‌یابد. با تنظیم موتو رو درجه حرارت احتراق، می‌توان این عامل را در حدی مطلوب نگه داشت.

٧- آروماتیک‌ها: اتانول‌، حاوی هیچ گونه آروماتیکی نمی‌باشد. این در حالی است که بنزین های بدون سرب ٤٥ درصد آروماتیک دارند.

٨- آلدئیدها، میزان استالدئید در سوخت‌های حاوی اتانول، افزایش می یابد. با استفاده از تبدیل کننده کاتالیستی می‌توان این عامل را حذف کرد.

9- ایمنی الکل: اتانول از بنزین ایمن‌تر بوده دیرتر آتش می‌گیرد در برابر شعله آتش به آسانی می‌سوزد و دود کمتری در مقایسه با بنزین تولید می‌کند.

10- اتانول در محیط زیست به سرعت به مواد بی ضرری چون آب و گاز کربنیک تجزیه می شود.

11- اتانول ماده اکسیژن زا است و معادل 35 درصد وزن خود اکسیژن در بر دارد.

12- اتانول عدد اکتان بنزین مصرفی را بالا برده وبه احتراق بهتر بنزین در موتور کمک   می کند، به طوریکه با افزایش 5 درصد اتانول عدد اکتان بنزین پایه از84.3 به 87.2 و با افزایش­10 درصد اتانول به بنزین عدد اکتان سوخت از84.3 به 90 می رسد. 

13-  ورود اتانول به جو(در نتیجه احتراق ناقص یا تبخیر) هیچگونه آلودگی وعارضه زیست محیطی ایجاد نمی کند.

14- اتانول به خودی خود یک سوخت کاملاٌ تمیز محسوب می شود ودر نتیجه کلیه آلایندگیهای بنزین را نیز به نسبت درصدی که با آن مخلوط شده است کاهش            می دهد. افزایش مصرف اتانول در بنزین مصرفی کشورهای صنعتی بعنوان یکی از روشهای انجام تعهدات این کشورها به معاهده کیوتو در مورد کاهش گازهای تاثیر گذار بر لایه اوزون و جو کره زمین مطرح است.

5- جایگزینی اتانول با MTBE در بنزین

هدف اصلی تولید اتانول در سوخت (مخصوصاً‌در برزیل) بیش از 2.3 مصرف جهانی می‌باشد. در حالیکه مصارف دیگر اتانول در صنعت تولید مشروبات الکلی است. یکی از بزرگترین مصرف کنندگان این محصول بعد از امریکای جنوبی (38%) آسیا با 20% مصرف جهانی می‌باشد.

همانطور که قبلاً اشاره شد، اتانول در صنایع سوختی، غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد اما استفاده از آن به عنوان سوخت کامل یا سوخت ترکیبی در بنزین امروزه در جهان با سرعت زیادی رو به گسترش است.

اتانول با عدد اکتان ١١٣ یک سوخت بسیار مرغوب محسوب شده و مصرف آن در جهان از ١٩ میلیارد لیتر در سال 2000 به 30.5 میلیارد لیتر در سال 2006 افزایش یافته است.

در پی کاهش میزان منابع سوختی فسیلی، محققان همواره به دنبال یافتن یک جایگزین سوختی غیرفسیلی بوده‌اند. دو مشکل عمده استفاده از سوخت‌های فسیلی نخست آلودگی های زیست محیطی ناشی از احتراق و دیگری تجدیدناپذیری آنهاست.

طی سالهای گذشته تحقیقات و تلاش‌های زیادی صورت گرفته تا سـوخت اتانول اقتصادی با

استفاده از یک منبع تجدیدپذیر تولید شود. از مزایای استفاده از اتانول به عنوان سوخت می‌‌توان به تجدید پذیر بودن تمیز بودن و عدم تولید گازهای گلخانه‌ای طی سوختن آن اشاره کرد. در حقیقت از آنجا که دی‌اکسید کربن حاصل از سوختن اتانول، طی کشت غلات و نیشکر مورد استفاده در تولید این ماده مصرف می‌شود، لذا برخلاف سوخت‌هایفسیلی، دی‌اکسید کربن حاصل از احتراق آن افزایش گازهای گلخانه‌ای را به همراه ندارد. امروزه اتانول به سه هدف و شکل متفاوت در سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد که عبارتند از دو بار فرموله کردن بنزین، مخلوط نمودن اتانول و بنزین با درصدهای مختلف و اکسیژنه نمودن بنزین جهت کنترل منوکسید کربن، که در ادامه در مورد هریک توضیحاتی ارائه می‌شود.

هوا پایه‌ای‌ترین عنصر حیات است و آلودگی هوا یک مشکل اجتماعی برای ساکنان شهرهای بزرگ می‌باشد یکی از عوامل مهم آلوده کننده هوا، ترکیبات اضافه شدهبه سوخت‌های فسیلی جهت سوختن بهتر آنها است که در این میان می‌توان به تترااتیل سرب و MTBE اشاره نمود. این دو ترکیب که جهت تسهیل در احتراق بنزین به آن اضافه می‌شود، بسیار سمی بوده و از آلوده‌کننده‌های مهم هوا می‌باشند. در بنزین‌های دوبار فرموله شده، از اتانول جهت تسهیل در سوخت استفاده می‌شود. از آنجا که عدد اکتان بنزین ٩٥ و اتانول 113 است، لذا افزودن آن به بنزین احتراق بسیار ساده‌تر و بهتری را به همراه دارد. مخلوط اتانول و بنزین نیز در برخی کشورها به عنوان سوخت استفاده می‌شود. اتانول به سه صورت با بنزین ترکیب و مورد استفاده خودروها قرار می‌گیرد این روشها عبارتند از:

١- سوخت با اتانول تا 10% یا E10 که قابل استفاده دراغلب خودروهای مدرن، بدون تغییر در سیستم احتراق آنها می‌باشد.

٢- سوخت با اتانول تا ٢٢% یا E22 و تا 85% یا E85 که استفاده از آن نیاز به تغییراتی در سیستم سوخت رسانی خودرو دارد.

٣- سوخت اتانول خالصی که تنها خودروهای خاصی قابلیت مصرف آن را دارند.

هم‌اکنون در برزیل 50% خودروها به اتانول خالص و مابقی با سوخت حاوی 22% اتانول و ٧٨% بنزین کار می‌کنند در آمریکا نیز تاکنون ١١١ جایگاه برای عرضه سوخت 85% اتانول احداث شده است. به علاوه شرکت‌های کرایسلر و فورد آمریکایی، اتومبیل‌هایی می‌سازند که قادر به مصرف E85 بوده و تفاوت قیمتی با سایر خودروها ندارند.[9] همچنین اتانول در اغلب ایالات آمریکا به عنوان تسهیل کننده سوخت به جای MTBE به بنزین افزوده می‌شود همانطور که قبلاً ذکر شد MTBE بسیار سمی بوده و تجزیه آن در محیط به کندی صورت می‌گیرد.

در زمینه احتمال کاهش یا حذف مصرف ماده MTBE در بنزین مصرفی خودروهای کشور، میزان مصرف این ماده طی سالهای اخیر در کشور کاهش داشته است. همچنین خطرات احتمالی ناشی از مصرف ماده MTBE منجر به این گشته است که این ماده در اکثر کشورهای جهان در بخش سوخت بنزین خودروها کمتر مورد استفاده قرار گیرد و تنها در برخی ایالت‌های امریکا مصرف آن کاملاً حذف شده است. استفاده از اتانول در امریکا، از سال 2004 میلادی و همزمان با ممنوعیت استفاده از ماده افزودنی MTBE به بنزین توسط دولت این کشور، به شدت گسترش یافت.

درحال حاضر بسیاری از کشورهای دنیا برنامه‌های گوناگونی برای تولید اتانول جهت جایگزینی آن به عنوان سوخت مصرفی در دست اجرا دارند. اتانول در کنیا، مالاوی پاراگوئه آفریقای جنوبی، ایتالیا و سوئد به عنوان سوخت و در سایر کشورهای اروپایی به جای ترکیبات سرب و یا به عنوان ماده اولیه در تولید ETBE که یک تسهیل کننده سوخت است، به کار می‌رود.

اما به لطف ایجاد نسل جدیدی از خودروها که قادر به استفاده از بنزین، اتانول با هر ترکیبی از این دو سوخت هستند، بسیاری از رانندگان بار دیگر به استفاده 100 درصد از سوخت الکل روی آورده‌اند تا از این طریق با قیمت بالای بنزین مقابله کنند استفاده از الکل، به عنوان سوخت موتورهای درون سوز، به تنهایی یا به صورت ترکیب با دیگر سوخت‌ها، بیشترین توجه را در سالیان اخیر به خود جلب نموده است. دلیل آن، فواید زیست محیطی واقتصادی دراز مدتی است که نسبت به سوخت‌های فسیلی دارد این در حالی است که طرفداران محیط زیست نیز از گسترش این سوخت پاکیزه و تجدیدپذیر که به بهبود وضع هوا در شهرهای برزیل کمک کرده است حمایت می کنند.

دو کشوری که تحقیقات خوبی در زمینه الکل سوختی انجام داده‌اند برزیل و روسیه می‌باشند سرمایه‌گذاران خصوصی میلیاردها دلار را به بخش تولید شکر و الکل واردمی‌کنند و از این طریق به ایجاد اشتغال در مناطق حاشیه‌ای نیز کمک می‌کنند.

در ایران هم شرکت ملی پالایش و پخش فراورده‌های نفتی ایران تحقیقاتی بر روی پروژه کاربرد اتانول به عنوان ماده اکسیژنه افزایش دهنده عدد اکتان بنزین انجام داده است. این پروژه که با همکاری پژوهشگاه صنعت نفت انجام شده است کاربرد استفاده از الکل در بنزین را برای آرام سوزی بهتر بنزین بررسی کرده است هدف از اجرای این تحقیق بالا بردن عدد اکتان بنزین، آرام سوزی بهتر بنزین و‌آلایندگی کمتر زیست محیطی با استفاده از الکل در بنزین است در حال حاضر مقدمات آزمایش میدانی کاربرد اتانول به عنوان افزایش دهنده عدد اکتان بنزین انجام شده است تا در صورت مثبت بودن نتایج آزمایش‌های میدانی و مطالعات امکان‌سنجی، الکل را در نزدیکی مبادی مصرف به بنزین اضافه کنند.

همچنین باید توجه داشت که اتانول جزء محدود موادی می باشد که طی سالهای گذشته تولید آن دو برابر شده و پیش‌بینی می‌شود که تا ١٠ سال آینده نیاز به این ماده بسیار افزایش یابد.

6- پیشینه تحقیق

تاکنون در زمینه سوخت های زیستی و به ویژه مباحث مربوط به ارزیابی اقتصادی واحد های تولید آنها با توجه به پتانسیل های موجود در کشور فعالیت های عمده ای صورت نگرفته است و این از جمله ویژگیها  و امتیازات این طرح می­باشد.

- از جمله مطالعات صورت گرفته در مورد روش تولید اتانول میتوان به پایان نامه آقای احسان کهریزی کارشناسی ارشد رشته بیوتکنولوژی دانشگاه صنعتی شریف با عنوان "تولید الکل از ضایعات لیگنوسلولزی به روش آبکافت و تخمیر همزمان" اشاره کرد که فاقد جنبه های اقتصادی است.

- ون یز می­توان به پایان نامه آقای علیرضا گلزار کارشناس ارشد اقتصاد دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز با عنوان "بررسی اقتصادی تولید بیواتانول به منظورجایگزینی باMTBE  در ایران اشاره کرد که آن تحقیق فقط بر روی ضایعات گندم انجام گرفته است.

- همچنین مطالعاتی در مورد امکان استفاده از اتانول در سوخت بنزین توسط موسسه  صنعت نفت کشور صورت گرفته است.

مهمترین تحقیق در سطح جهانی که هم جنبه های اقتصادی و هم جنبه های فنی را در بر می­گیرد طرح تولید بیواتانول با استفاده از لیگنو سلولزها (بررسی­شده توسط سازمانNREL) (NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY) می­باشد.

7- مقایسه اقتصادی استفاده از MTBE واتانول در بنزین

هزینه تولید اتانول نسبت به قیمت مواد اولیه،قیمت تحویل آن به بخش فرآیند و همچنین ترکیب مواد اولیه حساسیت بالایی دارد.بنابراین موفقیت در تولید اتانول ورقابت آن با بنزین می تواند به موقعیت جغرافیایی منطقه ،نوع آب و هوا،روش تولید ،خواص محصولات کشاورزی ونوع ضایعات آنها بستگی داشته باشد.

 سیستمی که بر اساس هزینه پایین مواد اولیه ،دسترسی آسان به مواد اولیه واستفاده از محصولات جانبی تاسیس شده باشد می تواند توجیه اقتصادی جایگزینی اتانول  با MTBE را اثبات نماید.

همانطور که در جدول2 و 3 اشاره شده است می توان برای دستیابی به عدداکتان90 در بنزین پایه از 15 درصد MTBE  و یا 10 درصد اتانول استفاده نمود.

با توجه به قیمت MTBEیعنی  10200ریال به ازای هر لیتروقیمت فروش اتانول تولیدی در پروژه مورد بحث یعنی 8000 ریال برای هرلیتر وبا در نظر گرفتن این نکته که می توان برای دستیابی به عدد اکتان 90 در بنزین پایه کشور از 15 درصدMTBE  و یا 10 درصد اتانول استفاده نمود لذا 1530ریال MTBE  در مقابل 800 ریال اتانول در هر لیتر بنزین مورد نیاز است.

جدول2- اثربخشی استفاده از اتانول با درصدهای مختلف در بنزین

 

میزان افزایش عدد اکتان

اکتان حاصل

درصد حجمی اتانول افزوده شده

عدد اکتان بنزین پایه

2.9

87.2

5

84.3

5.7

90

10

84.3

 

منبع: یافته های پژوهشگر

جدول3- اثربخشی استفاده از MTBE با درصدهای مختلف در بنزین

 

میزان افزایش عدد اکتان

اکتان حاصل

MTBE درصد حجمی

عدداکتان بنزین پایه

1.6

85.9

3

84.3

2

86.3

5

84.3

3.9

88.4

10

84.3

5.9

90.2

15

84.3

 

منبع: یافته های پژوهشگر

از آنجا که در این حالت 10 درصد اتانول جایگزین 15 درصد MTBE می گردد لذا 5 درصد بنزین بیشتری موردنیاز می باشد با در نظر گرفتن میانگین قیمت جهانی بنزین حدود بشکه ای( 160 لیتر) 100 دلار، قیمت یک لیتر بنزین  حدود 0.625 دلار بوده است .اگر نرخ ارز را 12000ریال به ازای هر دلار در نظر بگیریم و با احتساب 5 درصد بنزین مازاد ،به این نتیجه می رسیم که حدود 375 ریال به مازاد بنزین نیاز داریم.

همانگونه که در جدول 4 مشاهده می گردد با جایگزینی بیواتانول تولیدی در پروژه که دارای خلوص 99.5 درصد باشد به جایMTBEمی توان در هر لیتر حدود 355 ریال صرفه جویی نمود که رقم قابل توجهی می باشد.البته باید توجه داشت که در صورت فعالیت واحد تولیدی با تمام ظرفیت خود سالانه تنها 118 میلیون لیتر بیواتانول تولیدمی گردد که نمی تواند پاسخگوی کل نیاز کشور باشد.

 بنابراین در صورت تمایل برای جایگزینی کامل MTBE با اتانول سوختی بایستی واحدهای دیگری درسطح کشور ایجاد گردد. ماده اولیه برای تولید بیواتانول در این واحدها می تواند از میان انواع ضایعات کشاورزی با توجه به منطقه و شرایط آب وهوایی و نوع تولیدات کشاورزی انتخاب گردد.

جدول4- تفاوت قیمت جایگزینی بیواتانول (99.5 درصد) با MTBE*

 

1530 ربال

 MTBEقیمت 15 درصد

10200 ریال

MTBE  قیمت یک لیتر

800 ریال

قیمت 10 درصد بیواتانول

8000 ریال

قیمت یک لیتر بیو اتانول 99.5 درصدتولیدی در هفت تپه

375 ریال

قیمت 5 درصد بنزین

7500 ریال

قیمت جهانییک لیتر بنزین

 

منبع: محاسبات محقق

* نرخ ارز بانکی در زمان  تحقیق12000 ریال و نرخ  ارز در بازار آزاد 16000 ریال بوده است که ما در این تحقیق نرخ بانکی را در نظر گرفته ایم.

8- خروجی های نرم افزار کامفار و تفسیر آن ها

در حال حاضر نرم افزار کامفار (COMFAR) که توسط سازمان یونیدو به بازار عرضه شده است، یکی از مهمترین نرم افزارهای مورد استفاده توسط شرکتهای مشاور سرمایه گذاری به منظور مطالعه امکان سنجی (Feasibility Study) پروژه های گوناگون می باشد.

ذکر این نکته نیز لازم است که نرم افزار کامفار دارای جداول و نمودارهای بسیار زیادی است که امکان استفاده از آنها به دلیل محدودیت امکان پذیر نمی باشد. لذا در اینجا به بیان آنالیز حساسیت IRR و توضیح پارامترهای مهم در صورت خلاصه (Summery Sheet) با در نظر گرفتن 25 درصد مالیات بر درآمد پرداخته ایم. همچنین با توجه به اینکه با افزایش قیمتها ،درآمدها نیز به همان نسبت بالا می رود لذا لحاظ کردن نرخ تورم در محاسبات ضرورتی ندارد.

8-1- برآورد سرمایه گذاری مورد نیاز طرح

در طراحی صنعتی تولید بایواتانول از باگاس، شرایط فعالیت سالانه واحد به شرح ذیل میباشد.

تعداد روز کاری در سال                              330روز

تعداد شیفت در روز                                   3 شیفت

تعداد ساعت در شیفت                               8 ساعت

ظرفیت اسمی سالیانه                                  تولید 118میلیون لیتر اتانول 99.5 درصد

نرخ ارز                                                   1دلار = 12000 ریال

نرخ تنزیل*                                             22 درصد

* دلایل اینکه نرخ تنزیل در این طرح 22 درصد محاسبه شده است عبارتند از:

اولاً پروژه سرمایه گذاری کاملا انتفاعی و خصوصی است، لذا عایدییا نرخ سود سرمایه گذاری باید نرخ سود بدون ریسک سرمایه گذاری بخش خصوصی را پوشش دهد. در صورتی که نرخ سود بدون ریسک را سپرده گذاری بلند مدت بانکی در نظر بگیریم، (در حال حاضر حدود 17 درصد می باشد.) از آنجا که هر طرحی دارای ریسک سرمایه گذاری نیز می باشد ( هر چند ریسک این طرح بسیار پایین است.) باید یا عایدی نیز به این ریسک تعلق گیرد که این میزان عایدی با مطالعه برخی طرحهای سرمایه گذاری به طور میانگین برای این طرح 5 درصد در نظر گرفته شده است. بنابراین نرخ تنزیل در نظر گرفته شده در این طرح 22 درصد می باشد.

برخی از دلایلی که نشان دهنده ریسک پایین پروژه مطروح می باشند، عبارتند از:

1- رقیب داخلی که از روش تولیدی مذکور بهره گیرد وجود ندارد.

2- تضمین فروش محصول با توجه به نیاز داخلی و همچنین امکان صادرات با توجه به افزایش تقاضای روزافزون اتانول و قیمت فروش مناسب در نظر گرفته شده برای محصول، وجود دارد.

3- در صورت جایگزینی بیواتانول با MTBE در بنزین، پالایشگاههای کشور خریدار دائمی اتانول تولیدی این پروژه که با خلوص 99.5 درصد امکان استفاده در سوخت را دارد،      می باشند.

جدول5- سرمایه گذاری طرح

 

ردیف

در سالهای ساخت

کل سرمایه گذاری ثابت

سرمایه در گردش

کل سرمایه گذاری (میلیون ریال)

ثابت

قبل از بهره برداری

سرمایه گذاری

85/1458579

257789

32/39558

17/1755927

 

منبع: یافته های پژوهشگر

جدول 6- قیمت فروش محصول*

 

نام محصول

قیمت تمام شده(ریال)

قیمت فروش(ریال)

قیمت جهانی(ریال)

ظرفیت اسمی سالیانه

اتانول(لیتر)

4600

8000

10000-10500

118 میلیون لیتر

 

* طبق استعلام از بازار داخلی، قیمت یک لیتر اتانول 9000 ریال در بازار داخل و قیمت در کشورهای اروپایی در همان زمان بین 10000 تا 10500 ریال بوده است.

 

8-2- آنالیز حساسیت

آنالیز حساسیت در واقع یک نوع بازنگری به یک ارزیابی اقتصادی است، با این سوال که آیا پس از انجام پروژه، تخمین های اولیه می توانند بخوبی نمایانگر شرایطی باشند که در آینده پیش خواهند آمد و بر طرح اثر خواهند گذاشت یا خیر؟ هدف از آنالیز حساسیت کمک به تصمیم گیرندگان طرح در شرایطی به غیر از شرایط در نظر گرفته شده می باشد، بدین ترتیب که اگر پارامترهای اولیه تغییر نماید و نتایج اولیه تغییر نکند، برای سرمایه گذار امیدوار کننده بوده و احساس بهتری خواهد داشت. بنابراین برای تصمیم گیری نهایی باید یک یا تعدادی از عوامل بحرانی تر را در نظر گرفت و نتیجه تغییرات آن عوامل را بررسی نمود. بطور خلاصه «آنالیز حساسیت عبارت است از تکرار محاسبات یک فرآیند با تغییر دادن پارامترهای اصلی و مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از اطلاعات اولیه».

اگر تغییر کوچکی در یک پارامتر، منجر به تغییر چشمگیری در نتایج گردد، گفته می شود که طرح نسبت به آن پارامتر حساسیت دارد و آن یک پارامتر حساس است. در نمودار شماره4 آنالیز حساسیت را بوسیله پارامتر نرخ بازده داخلی (IRR) بر مبنای تغییرات قیمت فروش محصولات، تغییرات سرمایه گذاری ثابت و هزینه های عملیاتی ملاحظه می کنیم.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار4- حساسیت IRR نسبت به درآمد فروش، افزایش سرمایه گذاری ثابت و       هزینه های عملیاتی

منبع: محاسبات محقق

با توجه به جدول بالا، همانگونه که مشاهده می گردد به عنوان مثال با کاهش 4 درصد از درآمدهای فروش میزان IRR به 20.93% می رسد. همینطور با 4 درصد کاهش در داراییهای ثابت و هزینه های عملیاتی، نرخ بازده داخلی به ترتیب به 23.13% و 22.78% خواهد رسید. لازم به ذکر است، همانگونه که در جدول ملاحظه می گردد نرخ بازده داخلی در حالت محاسبه شده 22.28% می باشد.

 

8-3- نسبت سود خالص به کل فروش

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار5- نسبت سود خالص به کل فروش

منبع: محاسبات محقق

این نمودار نشان دهنده آن است که با گذشته سالهای تولید، میزان نسبت سود خالص به کل فروش در حال افزایش است. این امر نشان دهنده کاهش هزینه های تولید و افزایش سود در طی سالهای تولید می باشد.

8-4- ارزش حال خالص (NPV) به کل حجم سرمایه گذاری

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار6- ارزش حال خالص (NPV) به کل حجم سرمایه گذاری

منبع: محاسبات محقق

در این نمودار کاهش NPV با افزایش نرخ تنزیل دیده می شود. همچنین می توان در این نمودار تعریف نرخ بازده داخلی (IRR) ملاحظه نمود. همانطور که می دانیم نرخ بازده داخلی، نرخ تنزیلی است که به ازای آن ارزش حال خالص (NPV) صفر می گردد. IRR   این طرح 22.28% می باشد.

8-5- صورت خلاصه طرح با مالیات

جدول زیر نشان دهنده صورت خلاصه طرح همراه با 25 درصد مالیات بر درآمد می باشد. همانگونه که در جدول دیده می­ شود به ازای نرخ تنزیل 22 درصد، NPV طرح   680،594،022 ریال محاسبه شده است. نرخ بازده طرح 22.28 درصد می باشد که با توجه به وضعیت اقتصادی کشور نرخی قابل قبول و اقتصادی است.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9- نتایج حاصل از تحقیق

در این پروژه به بررسی تولید بیواتانول از ضایعات نیشکر پرداخته شد وبا توجه به مزایای آن نسبت به مادهMTBE  و با در نظر گرفتن مخاطرات زیست محیطی که استفاده ازMTBE به همراه دارد وهزینه های اجتماعی که به جامعه تحمیل می کندودر شرایط خاصی که از لحاظ جغرافیایی و استراتژیکی در کشور وجود دارد وبا توجه به پتانسیل تولید این ماده در کشور می توان با برنامه ریزی و هدایت صحیح بخش کشاورزی هم در راستای توسعه این بخش وهم به جهت رفع معضل بیکاری وایجاد اشتغال در سطح وسیع گام برداشت .با بررسی ومطالعه انجام شده در این تحقیق و خروجی های نرم افزار کامفار نتایج زیر حاصل می گردد:

1-  با در نظر گرفتن افزایش قیمت سوخت های فسیلی وکاهش ذخایر وبا توجه به پتانسیل های موجود در کشور لزوم سرمایه گذاری در سوخت های تجدید شونده از جمله سوخت های زیستی مشخص می گردد. دولت می تواند با اعطای وام های بلند مدت وتشویق های مالیاتی بخش خصوصی را ترغیب به سرمایه گذاری در این بخش نماید که گسترش و توسعه اینگونه صنایعدر مناطق محروم اثراتی همچون ایجاد اشتغال برای جوانان،کاهش مهاجرت به شهرها،کاهش تکیه بر سوخت های فسیلی در نتیجه امکان افزایش صادرات محصولات نفتی ،امکان آشنایی با تکنولوژی روز دنیا و صادرات اینگونه تکنولوژیها به کشورهای کمتر توسعه یافته خواهد داشت.

2- با توجه به قیمت اتانول در سایر کشورها امکان صادرات محصول تولیدی به کشورهای دیگربه خصوص کشورهای همسایه وجود دارد.این نکته حائز اهمیت است که اگر در کلیه کشت و صنعت های نیشکر در استان خوزستان واحد تولید بیواتانول از باگاس احداث گردد،ظرفیت تولیدبیواتانول در کشور قابل توجه بوده که در صورت عدم تمایل به استفاده درکشورمی تواند به عنوان یک محصول صادراتی غیرنفتی سبب افزایش در آمدهای صادراتی غیر نفتی کشور گردد.

3- نرخ بازده داخلی (IRR)  طرح با در نظر گرفتن 25 % مالیات بر در آمد 22.28 درصد محاسبه شده است که با توجه به شرایط موجود اقتصادی کشور نرخی مناسب و قابل توجه برای سرمایه گذاری به شمار می رود. بنابراین فرضیه اول مورد قبول واقع می شود.

4- با جایگزین نمودن اتانول به جایMTBE  در بنزین تولید داخل کشور اولاًٌ: امکان استفاده از MTBE تولید داخل کشور در سایر بخش ها بوجود می آید،ثانیاً استفاده از بیواتانول در بنزین سبب بالاتر رفتن عدد اکتان بنزین شده واز آلودگی محیط زیست و آبهای زیر زمینی جلوگیری می کند. بنابراین فرضیه دوم نیز مورد قبول می باشد.

5- ازآنجا که روزانه 1100تن MTBE وارد کشور می گردد با جایگزینی اتانول تولیدی به جای آن نه تنها وابستگی به کشور های تولید کننده این محصول کاهش مییابد بلکه روزانه از خروجبیش از 900000 دلار از کشور جلوگیری می شود.البته باید توجه داشت که درصورت فعالیت واحد تولیدی با تمام ظرفیت خود نمی تواندپاسخگوی کل نیاز کشور باشد بنابرایندر صورت تمایل برای جایگزینی کاملMTBE  با اتانول سوختیبایستی واحدهای دیگری در سطح کشور ایجاد گردد.ماده اولیه برای تولید بیواتانول در این واحدها می تواند انواع ضایعات کشاورزی با توجه به منطقه و شرایط آب وهوایی ونوع تولیدات کشاورزی انتخاب گردد.

6- اجرای پروژه باعث ایجاد اشتغال مستقیم برای افراد می شود که خود عاملی برای کاهش مهاجرت از مناطق محروم به شهرهاست .البته با ید به اشتغال غیر مستقیم ایجاد شده در منطقه وسایر نقاط کشور نیز اشاره داشت که چندین برابر اشتغال مستقیم است.

7- با تولید اتانول به روش پیشنهادی علاوه بر توسعه دانش بومی وآشنایی با فن آوری های روزدنیا،پیشگام تولید این محصول به روش بیوتکنولوژی در منطقه خواهیم شد.

10- پیشنهادات

از آنجا که ایران کشوری با شرایط متنوع جغرافیایی و آب وهوایی است وبا توجه به پتانسیل هاییکه در بخش کشاورزی وجود دارد و وجود بیکاری در سطح وسیع شرایط مطلوبی برای نیل به اهداف این تحقیق فراهم می آورد.

از طرف دیگرکیفیت نا مناسب هوا در شهرهای بزرگ، نگرانی بزرگی برای محیط زیست، اقتصاد وسلامت بشر به شمار می آید.بخش عمده ای ازافت کیفیت هوادر نتیجه سوزاندن بنزین معمولی به عنوان سوخت خودروها ایجاد می گردد.در نهایت برای نتیجه گیری از مقاله پیش روی پیشنهادات محقق در بخش زیر ارائه میگردد.

1- هدایت بخش کشاورزی به سوی تولید با بازدهی بالا وایجاد مراکز کشت و صنعت در زمینهتولید نیشکر

2- ایجاد زیر ساخت ها و ارائه تضمین های لازم جهت ورود بخش خصوصی به عرصه تولید

3- گسترش حمایتهای دولتی از تولید اتانول .

4- جایگزینی سریع بیواتانول باMTBE  در کلان شهرهای دارای آلودگی.

5- حذف MTBE از بنزین بطور کلی و جایگزینی آن با بیواتانول به منظور کاهش آثار زیانبار زیست محیطی آن

6- پیشنهاد می گردد با توجه به پایان پذیری سوخت های فسیلی ازیک سو وآلودگی کمتر سوختهای زیستی از سوی دیگر در مورد استفاده بیشتر از اینگونه سوختها، توسط دولت فرهنگ سازی صورت گیرد.

7- با توجه به مزایای توسعه صنایع تولید سوخت های زیستی به  ویژه در مناطق روستایی ومحروم پیشنهاد می گردد دولت تسهیلاتی را برای توسعه اینگونه صنایع در این مناطق در نظر گیرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



[1]. استادیار دانشکده اقتصاد و حسابداری دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی. abasi@iauctb.ac.ir

[2]. استادیار دانشکده اقتصاد و حسابداری دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی.  Aba.abunoori@iauctb.ac.ir

[3].کارشناس ارشد اقتصاد انرژی دانشکده اقتصاد و حسابداری دانشگاه آزاد اسلامی واحد  تهران مرکزی.

mina_mohammadzade@yahoo.com

1. اطلاعات انرژی کشور 1384، شرکت ملی نفت ایران، سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور

[5]. برگرفته از سایت www.EIA.com

2. Biomass and Agriculture: sustain ability, markets and policies, September 2004 publication service, paris.

1. گزارش فعالیتهای شرکت کشت و صنعت نیشکر هفت تپه طی سال 1383.

1. برگرفته از سایت www.renewableenergyworld.com

1.گزارش نشریه بین المللی شکر و شیرین کننده ها، نوامبر 2006، شگفتی آفرینی های روزافزون شکر و اتانول برزیل، شرکت توسعه نیشکر و منابع جانبی

-      آمارنامه مصرف فرآورده های نفتی انرژی زا1386،مدیریت وبرنامه ریزی شرکت ملی پخش فرآورده های نفتی ایران.

-      احمدیان ،مجید، 1381،اقتصاد منابع تجدید شونده ، تهران ، سازمان مطالعه وتدوین کتب علوم انسانی دانشگاهها.

-      اطلاعات انرژی کشور1384،شرکت ملی نفت ایران،سازمان بهینه سازی مصرف سوختکشور.- بررسی ضایعات کشاورزی ،1386 ، اندیشمند،تهران ،همایش ملی بررسی ضایعات محصولاتکشاورزی.- پرایمز، سیدنی ،بیوتکنولوژی مولکولی ،1372 ،ترجمه مجتبی طباطبائی،محمدرضا نوری،چنگیز تقی بیگلو،انتشارات مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک وتکنولوژی زیستی.

-      تولید نیشکر در کشت وصنعت هفت تپه خوزستان وصنایع جانبی ،وزارت جهاد کشاورزی ،دایره خدمات وروابط عمومی .

-      تاریخچه فعالیتهای شرکت سهامی کشت وصنعت نیشکر هفت تپه خوزستان،وزارت جهاد کشاورزی ،دایره خدمات وروابط عمومی .- طرح توسعه نیشکر و صنایع وابسته در خوزستان ،جلد پنجم (گزارش نهایی مرحله مقدماتی طرح)،شورای شکر خوزستان،مهر1366.

-      کوشافر ، محمد ،استفاده از MTBE در بنزین واثرات زیست محیطی آن،کارشناس ارشد خاکشناسی وعضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی.

-      کهریزی، احسان ،تولید الکل از ضایعات لیگنوسلولزی به روش آبکافت وتخمیر همزمان،پایان نامه کارشناسی ارشدرشته مهندسی بیوتکنولوژی،دانشگاه صنعتی شریف.

-      گزارش نشریه بین المللی شکروشیرین کننده ها،نوامبر2006،شگفتیهایروزافزون شکر واتانول برزیل ،شرکت توسعه نیشکر وصنایع جانبی .

-      گزارش فعالیتهای شرکت کشت وصنعت نیشکرهفت تپه طی سال 1383.

-      وثوقی ، منوچهر ،1380، مهندسی بیوشیمی ،موسسه انتشارات علمی

 

-       Andrew Mcaloon,Frank Taylor and Winnie yee,2000,Detemining the cost Of Producing Ethanol from corn Starch and Lignocellulosic feed stocks,Technical Report,A Joint Study Sponsored by :U.S. Department of Agriculture and U.S. Department of energy,National Renewable Energy Laboratory(NREL) and Biotechnology center for Fuels and Chemicals.                                                                          

-       Biomass and Agricalture :Sastainability, Markets and Policies ,September 2004,OECD Publication service,Paris.

-       Blocker brought,N.(ed) 1982,Biochemical and Biological Engineering Science,vol,Academic press.

-       Bioenergy Opportunities At Gay&Robinson,October 2006,Hilton Hawaiian Village.

-       John Mathews (professor of strategic Management),2006,A  Biofuels manifesto:why biofuels industry creation should be Priority Number one for the world bank and for Developing Countries?,Macqarie University.

-       J.H.Raith and J.A.M.de Bont,September 2007,Co - Production of bioethanol,lactic acid,Electricity and heat from lignocellulosic Biomass,Public  Report EET Project.

-       John A.Mathews,Towards a Sustainably certifiable Futures Contract for Biofules,November2007;Accepted January 2008, ENERGY POLICY,ELSEVIER.

-       Man S.Peters,Klaus D.Timmer haus,2003,Plant Design and Economics for chemical Engineers,fifth Edition.               

-       N.Kosaric,The Biotechnology of Ethanol, Classical and Future Applications,The University Of Western Ontario.

-       Yuan Zhennhong,2005,Research and Development on Bioethanol fules in china,China Bioethanol Development Center.