به گزارش دنیای نفت و قیر، در تحولات اخیر صنعت ساختوساز مبتنی بر قیر، مقامهای هلند و روسیه بهطور جداگانه از ابتکارهایی خبر دادهاند که روشهای سنتی تولید آسفالت را تغییر میدهند. هیچیک از این اعلامیهها یک دستاورد علمی انقلابی محسوب نمیشود، اما هر دو نشاندهنده تغییر جهت در فرایندهای تولید مخلوطهای آسفالتی هستند که در آنها قیر بهعنوان ماده اصلی چسباننده استفاده میشود.
نخستین ابتکار از سوی دولت مرکزی هلند مطرح شد که فراخوانی عمومی برای مشارکت در برنامه توسعه تولید کاملاً برقی آسفالت منتشر کرد. ابتکار دوم از سوی یک نهاد وابسته به دولت در سنپترزبورگ روسیه اعلام شد که خبر داد یک کارخانه محلی آسفالت، تولید آسفالت رنگی را با استفاده از فناوری «آسفالت گرممخلوط» و جایگزین پلیمری شفاف بهجای قیر سیاه متداول آغاز کرده است.
انتشار تقریباً همزمان این دو طرح نشان میدهد که اصلاحات در روشهای سنتی فرآوری قیر، در مناطق جغرافیایی مختلف در حال گسترش است. پیامدهای احتمالی این تحولات برای خاورمیانه شامل امکان استفاده از سیستمهای گرمایش الکتریکی در محیطهای با دمای بالا و همچنین توجه به آسفالت رنگی برای پروژههای کاهش گرمای شهری است. با این حال، هنوز هیچیک از این فناوریها در خاورمیانه بهکار گرفته نشدهاند.
ابتکار هلند که در پلتفرم تدارکات دولتی Open Rijk منتشر شد، بهطور رسمی بهعنوان یک مشارکت اکتشافی دولتی ـ خصوصی برای تولید آسفالت برقی توصیف شده است. در این سند تصریح شده که هدف، حذف کامل سوختهای فسیلی از فرآیند تولید آسفالت است. کارخانههای فعلی آسفالت در هلند و سایر نقاط اروپا معمولاً مخازن ذخیره قیر، خشککنهای سنگدانه و واحدهای اختلاط را با مشعلهای گاز طبیعی یا نفت کوره گرم میکنند. در روشهای الکتریکی، احتراق با سامانههایی مانند گرمایش مقاومتی، گرمایش القایی یا سیستمهای مبتنی بر مایکروویو جایگزین میشود.
دولت هلند مشخص نکرده که کدام فناوری الکتریکی در اولویت قرار خواهد گرفت، بلکه از تولیدکنندگان تجهیزات، شرکتهای مهندسی و مؤسسات پژوهشی خواسته پیشنهادهایی ارائه دهند که بتوانند یک کارخانه کاملاً برقی آسفالت را در مقیاس آزمایشی نشان دهند. ساختار این همکاری شامل تأمین مالی مشترک است؛ بخشی از هزینههای توسعه را دولت پرداخت میکند و بخش دیگر بر عهده شرکای خصوصی خواهد بود. در صورت موفقیت پروژه آزمایشی، آسفالت تولیدشده به روش برقی در قراردادهای ملی نگهداری جادههای هلند امتیاز ویژه دریافت خواهد کرد.
ابتکار روسیه که توسط خبرگزاری ABN 24 در سنپترزبورگ منتشر شد، به تغییرات عملیاتی در یک کارخانه تولید آسفالت محلی اشاره دارد. این کارخانه تولید آسفالت رنگی را با استفاده از فناوری «آسفالت گرممخلوط» آغاز کرده است. این فناوری امکان تولید و اجرای آسفالت در دماهایی پایینتر از آسفالت گرم سنتی را فراهم میکند و معمولاً نیاز گرمایشی را بین ۴۰ تا ۶۰ درجه سانتیگراد کاهش میدهد. کاهش دما موجب مصرف کمتر سوخت و کاهش انتشار آلایندهها میشود.
ویژگی رنگی این محصول از طریق جایگزینی قیر سیاه معمولی با یک چسباننده پلیمری شفاف ایجاد میشود. رنگ سیاه قیر متعارف ناشی از وجود آسفالتینهاست که نور مرئی را در سراسر طیف جذب میکنند. جایگزین پلیمری شفاف فاقد آسفالتین است و در نتیجه امکان رنگدهی را فراهم میکند. گفته میشود کارخانه با افزودن رنگدانههای معدنی به این چسباننده پلیمری، رنگهای مختلفی تولید میکند. طبق اعلام منتشرشده، این آسفالت رنگی برای مسیرهای دوچرخه، مناطق پیادهروی و سطوح تزئینی شهری در نظر گرفته شده و نه برای جادههای پرتردد.
مقایسه این دو ابتکار نشان میدهد که محرکهای اصلی آنها متفاوت است. طرح هلند ناشی از اهداف اقلیمی ملی برای کاهش انتشار گازهای گلخانهای در فرآیندهای صنعتی است. اگرچه تولید آسفالت بزرگترین منبع انتشار صنعتی در هلند نیست، اما با فناوریهای الکتریکی موجود، قابل اصلاح تلقی میشود. در فراخوان دولت هلند بهصراحت به راهبردهای اتحادیه اروپا درباره برقیسازی صنایع اشاره شده است.
در مقابل، ابتکار روسیه بیشتر با اهداف زیباسازی شهری و مدیریت دمای سطح مرتبط است. سطوح رنگی نسبت به آسفالت سیاه، تابش خورشیدی کمتری جذب میکنند و در نتیجه دمای سطح در تابستان کاهش مییابد. سنپترزبورگ با وجود موقعیت شمالی خود، تابستانهای نسبتاً گرمی دارد و مقامهای شهری به اقدامات کاهش «جزیره گرمایی شهری» علاقهمند شدهاند. بخش «گرممخلوط» نیز به کاهش انتشار کمک میکند، اما بهنظر میرسد محرک اصلی پروژه، تمایز بصری و کارکردی سطوح شهری باشد.
الزامات فنی تولید آسفالت برقی تفاوت چشمگیری با سامانههای سنتی دارد. کارخانههای متداول از خشککنهای مستقیم استفاده میکنند که در آن گازهای حاصل از احتراق مستقیماً با سنگدانهها تماس دارند. سامانههای برقی نیازمند روشهای گرمایش غیرمستقیم هستند تا احتراق حذف شود. طراحی خشککنهای مبتنی بر گرمایش القایی در مقیاس آزمایشگاهی آزمایش شده، اما هنوز در مقیاس صنعتی بهکار نرفته است.
گرمایش الکتریکی مخازن قیر سادهتر است، زیرا هماکنون گرمکنهای غوطهور الکتریکی و سیستمهای گردش گرمشونده بهصورت تجاری موجودند. چالش اصلی مهندسی، خشککن سنگدانههاست و فراخوان هلند نیز مشخصاً از متقاضیان خواسته این مسئله را حل کنند. علاوه بر این، ممکن است ظرفیت شبکه برق در محل کارخانهها نیازمند ارتقا باشد.
فناوری آسفالت رنگی روسیه مصرف سوخت فسیلی را کاهش میدهد، اما آن را کاملاً حذف نمیکند. آسفالت گرممخلوط معمولاً از طریق قیر فومی، افزودنیهای آلی یا افزودنیهای شیمیایی باعث کاهش دما میشود. با این حال، در کاربردهای رنگی، چسباننده پلیمری شفاف کاملاً جایگزین قیر میشود؛ یعنی در این محصولات خاص، از قیر استفاده نمیشود. البته کارخانه همچنان آسفالت سیاه معمولی را با قیر استاندارد تولید میکند.
در حال حاضر، پیامدهای جهانی این دو ابتکار محدود است، زیرا هیچیک هنوز بهطور گسترده پذیرفته نشدهاند. برنامه هلند هنوز در مرحله اکتشافی است و ممکن است چندین سال طول بکشد تا به کارخانههای تجاری منجر شود. تولید آسفالت رنگی روسیه نیز فعلاً به یک کارخانه و یک شهر محدود است. با این حال، اهمیت این تحولات در جهتگیری آنهاست.
اگر تولید آسفالت برقی از نظر فنی و اقتصادی عملی شود، کشورهای دیگری با استانداردهای محیطزیستی مشابه ممکن است همین مسیر را دنبال کنند. نمونه روسیه نیز نشان میدهد که تولید آسفالت رنگی با چسباننده پلیمری شفاف، با استفاده از تجهیزات موجود گرممخلوط از نظر فنی امکانپذیر است. این موضوع میتواند برای شهرهای گرم، از جمله شهرهای خاورمیانه که آسفالت سیاه در ایجاد جزایر گرمایی نقش دارد، جذاب باشد.
محاسبات مصرف انرژی نشان میدهد که تولید آسفالت برقی ممکن است نسبت به گرمایش با سوخت فسیلی بازده بالاتری داشته باشد. گرمایش القایی انرژی را مستقیماً به سنگدانه منتقل میکند و نیازی به گرمکردن هوا یا گازهای واسطه ندارد. بازده نظری این سیستمها بیش از ۸۰ درصد است، در حالی که بازده خشککنهای مستقیم معمولاً بین ۶۵ تا ۷۰ درصد است. البته نتیجه نهایی از نظر انتشار آلایندهها به منبع برق بستگی دارد. اگر برق از نیروگاههای فسیلی تأمین شود، کاهش خالص انتشار ممکن است ناچیز یا حتی منفی باشد.
فراخوان هلند بهصراحت خواستار استفاده از منابع برق تجدیدپذیر شده است. شرکتکنندگان باید نشان دهند که کارخانه پیشنهادی آنها میتواند در زمان دسترسی، با برق بادی یا خورشیدی کار کند و در صورت نیاز از برق شبکه بهعنوان پشتیبان استفاده شود.
از نظر سازگاری تجهیزات، هر فناوری محدودیتهای متفاوتی دارد. تولید آسفالت برقی مستلزم طراحی مجدد کامل سیستمهای خشککردن سنگدانه است و کارخانههای موجود بهراحتی قابل تبدیل نیستند. هزینه انتقال بالا خواهد بود و ساخت کارخانههای جدید نسبت به تبدیل واحدهای فعلی مقرونبهصرفهتر بهنظر میرسد. دولت هلند نیز در فراخوان خود، راهکارهای نوسازی کارخانههای قدیمی را الزامی نکرده است.
در مقابل، محدودیتهای سازگاری برای آسفالت رنگی روسیه بسیار کمتر است. سامانههای گرممخلوط بهصورت تجاری برای ارتقای کارخانههای موجود در دسترس هستند. چسباننده پلیمری شفاف نیازمند ذخیرهسازی و جابهجایی جداگانه است، اما با سامانههای قیر معمولی تداخلی ایجاد نمیکند. کارخانه میتواند بدون تغییرات عمده، میان تولید آسفالت سیاه و رنگی جابهجا شود.
جایگاه بازار این دو محصول نیز تفاوت زیادی دارد. آسفالت برقی هلند، در صورت توسعه، احتمالاً بهعنوان محصولی پایدار و ممتاز برای پروژههای جادهای دولتی عرضه خواهد شد. امتیاز ویژه در مناقصات دولتی، حتی در صورت هزینه بالاتر تولید، میتواند مزیت بازار ایجاد کند.
در مقابل، آسفالت رنگی گرممخلوط روسیه بیشتر برای کاربردهای شهری و محوطهسازی خصوصی طراحی شده است. مسیرهای دوچرخه، پارکها و میدانهای تزئینی معمولاً بودجهای کمتر از بزرگراهها دارند، اما بهدلیل تفاوت ظاهری، آسفالت رنگی میتواند قیمت بالاتری نسبت به آسفالت سیاه داشته باشد.
چهارچوبهای مقرراتی دو کشور نیز متفاوت است. هلند تحت دستورالعملهای انتشار صنعتی اتحادیه اروپا و توافقهای اقلیمی ملی فعالیت میکند و پروژه آسفالت برقی با اهداف برقیسازی صنعتی در «توافق اقلیمی هلند» همراستا است. برای اجرای این طرح نیازی به قانونگذاری جدید وجود ندارد.
در روسیه، مقررات فدرال مربوط به انتشار آلایندههای آسفالت سختگیرانهتر از استانداردهای اروپایی نیست، اما مقامهای منطقهای سنپترزبورگ الزامات محیطزیستی تکمیلی وضع کردهاند. فناوری گرممخلوط به کارخانه کمک میکند تا با این استانداردها تطبیق یابد و همزمان محصولی متمایز تولید کند. هیچ الزام قانونی برای حرکت بهسوی آسفالت رنگی یا گرممخلوط وجود ندارد و تصمیم کارخانه کاملاً داوطلبانه و تجاری بوده است.
چالشهای فنی پیشروی پروژه هلند شامل ریسک افزایش مقیاس، یکپارچهسازی انتقال مواد و حفظ کیفیت یکنواخت است. خشککنهای الکتریکی در مقیاس آزمایشگاهی ساخته و آزمایش شدهاند، اما ظرفیت آنها معمولاً کمتر از یک تن در ساعت است؛ در حالی که کارخانههای تجاری بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ تن در ساعت تولید دارند. افزایش مقیاس سامانههای گرمایش الکتریکی مشکلاتی مانند ناهماهنگی حرارتی ایجاد میکند.
گرمایش القایی نقاط بسیار داغ نزدیک سیمپیچ و نواحی سردتر در فاصله بیشتر ایجاد میکند و هنوز گرمایش یکنواخت جریان پیوسته سنگدانه در مقیاس صنعتی اثبات نشده است. فراخوان هلند الزام کرده که پیش از ساخت در مقیاس کامل، یک واحد آزمایشی با ظرفیت حداقل ۱۰ تن در ساعت ساخته و آزمایش شود.
در روسیه، چالشها متفاوتاند. چسباننده پلیمری شفاف باید در برابر شرایط آبوهوایی دوام و چسبندگی خود را حفظ کند. قیر سنتی بیش از یک قرن سابقه عملکرد دارد، اما این پلیمر فاقد چنین سابقهای است. تابش فرابنفش ممکن است باعث گچیشدن، ترکخوردگی یا کاهش چسبندگی شود. همچنین ممکن است رنگدانهها در طول زمان تغییر رنگ دهند یا خود پلیمر زرد و کدر شود. تاکنون داده بلندمدتی درباره پایداری رنگ این پلیمرها از منابع روسی منتشر نشده و بخشهای آزمایشی کارخانه قرار است در سالهای آینده این اطلاعات را فراهم کنند.
مقایسه هزینه این دو فناوری چندان مستقیم نیست، زیرا هر کدام بازار متفاوتی را هدف گرفتهاند. آسفالت برقی احتمالاً بهدلیل هزینه تجهیزات و برق، گرانتر از آسفالت سنتی خواهد بود، اما حمایتهای دولتی ممکن است این اختلاف را جبران کند. آسفالت رنگی نیز بهدلیل قیمت بالاتر پلیمر شفاف نسبت به قیر، هزینه بیشتری دارد، اما امکان فروش با قیمت بالاتر بهدلیل جذابیت ظاهری وجود دارد. در آینده نزدیک، بعید است هیچیک بدون یارانه یا حمایت دولتی بتوانند با روشهای متداول از نظر قیمت رقابت کنند.
نکته قابل توجه برای فعالان بازار قیر این است که هیچیک از این دو ابتکار از سوی تولیدکنندگان قیر اعلام نشده است. طرح هلند توسط دولت مرکزی و خبر روسیه توسط یک رسانه درباره عملکرد یک کارخانه منتشر شد. تأمینکنندگان قیر در این تحولات نقش فعالی ندارند و تنها مواد اولیه کارخانههایی را تأمین میکنند که ممکن است به گرمایش برقی یا جایگزینی پلیمر روی بیاورند. این وضعیت با پروژههایی مانند قیرهای مبتنی بر جلبک یا قیر بازیافتی متفاوت است که در آنها شرکتهای شیمیایی یا مؤسسات تحقیقاتی مستقیماً در توسعه محصول نقش دارند. نمونههای هلند و روسیه نشان میدهد که تغییر در تولید آسفالت میتواند از سوی دولتها یا اپراتورهای کارخانه آغاز شود، بدون آنکه تولیدکنندگان قیر رهبری این تغییرات را بر عهده داشته باشند.
