نشریه تخصصی صنعت قیر و عوامل وابسته

مجله WPB شماره ژانویه

شماره ژانویه مجله دنیای نفت و قیر

همکاران

گذار استراتژیک به سوی قیر زیستی و محدودیت‌های اکولوژیک

به گزارش دنیای نفت و قیر، ادغام چسب‌های زیستی (Bio-based binders) در زیرساخت‌های جاده‌ای، نشان‌دهنده تغییری بنیادین در سیاست‌های صنعتی اروپا است که پیامدهای عمیقی برای بازار داخلی و پایداری ژئوپلیتیک خاورمیانه به همراه دارد. در شرایطی که اروپا به دنبال قطع وابستگی زیرساخت‌های سنگین خود از نفت خام است، این گذار به سمت آسفالت‌های زیستی، منحنی‌های تقاضا برای قیر تصفیه‌شده، که یکی از محصولات جانبی اصلی پالایش نفت است، را تغییر می‌دهد. برای کشورهای صادرکننده نفت در خاورمیانه، پذیرش گسترده این مواد به معنای فرسایش بلندمدت تقاضا برای محصولات جانبی پالایشگاهی است و آن‌ها را مجبور به ارزیابی مجدد صادرات انرژی و تنوع‌بخشی صنعتی می‌کند. اگرچه این تغییر ظاهراً یک ضرورت زیست‌محیطی است، اما در عمل یک تعدیل کلان اقتصادی است که وابستگی صنعت ساخت‌وساز اروپا به هیدروکربن‌های وارداتی را بازتعریف می‌کند. با این حال، این گذار صرفاً یک جایگزینی فنی نیست؛ بلکه یک اقدام پیچیده است که نیاز صنعتی به نگهداری زیرساخت‌ها را در برابر ظرفیت محدود جنگل‌های اروپا به عنوان یک منبع تامین، قرار می‌دهد.

اجرای این چسب‌ها در جاده N-623 در شهر رویا د کامارگو (Revilla de Camargo) در شمال اسپانیا، نقطه تمرکز عملیاتی برای این گذار است. این بخش ۶۰ متری که در مسیری ۱۵۰ کیلومتری بین بورگوس (Burgos) و سانتاندر (Santander) قرار دارد، از نظر ظاهری با هر بخش دیگری از شبکه جاده‌ای اروپا تفاوتی ندارد. با این وجود، ترکیب آن نشان‌دهنده انحرافی معنادار از روش‌های استاندارد ساخت‌وساز است. قیر، همان باقیمانده غلیظی است که پس از تقطیر نفت خام به دست می‌آید و مدت‌هاست که به عنوان عامل اتصال‌دهنده در آسفالت استفاده می‌شود. از آنجا که استخراج و پالایش نفت خام، فرآیندهایی انرژی‌بر هستند، قیر دارای ردپای کربنی قابل‌توجهی است. طبق «ارزیابی چرخه عمر نسخه ۴.۰ که در سال ۲۰۲۵ منتشر شد، حدود ۷۰ درصد از پتانسیل گرمایش جهانی قیر ناشی از استخراج نفت است و ۲۲ درصد دیگر به مراحل پالایش و حمل‌ونقل اختصاص دارد. رسیدگی به تاثیرات اقلیمی حمل‌ونقل عمدتاً بر برقی‌سازی وسایل نقلیه متمرکز بوده است و بنیاد شبکه جاده‌ای، یعنی خود آسفالت، تقریباً به‌طور کامل از بحث‌های کربن‌زدایی دور مانده است.

چالش فنی در بازتولید یکپارچگی مکانیکی قیر سنتی با استفاده از جایگزین‌های آلی نهفته است. محققان دانشگاه کانتابریا (Cantabria)، بر یافتن چسبی متمرکز شده‌اند که از نظر حساسیت به آب، مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی، سختی و خستگی با مواد معمولی مطابقت داشته باشد. آزمایش‌های انجام شده در اسپانیا از چسبی با ۴۰ درصد محتوای زیستی استفاده کردند؛ ترکیبی که با موفقیت الزامات ساختاری را حفظ کرد و در عین حال ردپای کربنی چسب را حدود ۷۵ درصد کاهش داد. این رقم معادل کاهش تقریبی ۱۲۰۰ کیلوگرم دی‌اکسید کربن معادل به ازای هر تن چسب است. مکانیسم این کاهش دوگانه است: این روش فرآیند پالایش پرکربن قیر فسیلی را حذف می‌کند و از زیست‌توده‌ای استفاده می‌کند که در طول رشد خود کربن جذب کرده است.

با وجود این موفقیت‌های فنی، مقیاس‌پذیری مواد زیستی توسط محدودیت‌های منابع اولیه تامین محدود می‌شود، محقق سازمان مردم‌نهاد فرن (Fern) مستقر در بروکسل، تاکید می‌کند که اتکا به مواد حاصل از جنگل باید با احتیاط صورت گیرد. جنگل‌های اروپا در حال حاضر با فشار ناشی از قطع بی‌رویه درختان، تاثیرات شتابان بحران اقلیمی و کاهش قابل‌اندازه‌گیری ظرفیت جذب کربن مواجه هستند، که در قالب LULUCF اتحادیه اروپا مستند شده است که این اصطلاح در مباحث تغییرات اقلیمی و محاسبات کربن استفاده می‌شود و به بررسی این می‌پردازد که جنگل‌ها، زمین‌های کشاورزی و تغییر کاربری زمین‌ها چقدر کربن جذب یا منتشر می‌کنند.

این فرض که مواد زیستی می‌توانند به سادگی به عنوان جایگزینی در مقیاس بزرگ برای سوخت‌های فسیلی عمل کنند، واقعیت اکولوژیک را نادیده می‌گیرد که جنگل‌ها دارای محدودیت‌های قطعی هستند. همچنین می‌توان گفت که ذهنیت رایج، که ناشی از دوران سوخت‌های فسیلی ارزان است، فرض می‌کند که دسترسی به منابع نامحدود است. با این حال، در زمینه اقتصاد زیستی، جنگل محدودیت نهایی است.

این گلوگاه اکولوژیک با شیوه‌های صنعتی فعلی تشدید می‌شود. در اروپا، حدود نیمی از کل چوب برداشت‌شده برای تولید انرژی استفاده می‌شود. استاد اقتصاد زیستی در دانشگاه اوترخت (Utrecht)، خاطرنشان می‌کند که اگرچه هدایت این زیست‌توده به سمت مصالح ساختمانی مانند آسفالت زیستی می‌تواند استفاده کارآمدتری از منابع باشد، اما اگر انرژی تولیدی که جایگزین می‌شود، به‌سادگی به منابع پرکربن دیگری مانند گاز طبیعی منتقل شود، خطر انتقال مشکل به جای حل آن وجود دارد. بنابراین، استقرار موفقیت‌آمیز نیازمند رویکردی دقیق و چرخشی است. صنعت باید به جای صرفاً جایگزینی قیر فسیلی با جایگزین‌های زیستی، بر احیای قیر بازیافتی اولویت دهد. با استفاده از چسب‌های زیستی برای بازیابی خواص آسفالت کهنه و بازیافتی، بخش ساخت‌وساز می‌تواند هم به چرخه مواد دست یابد و هم مصرف سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد.

مسیر پیش رو، مستلزم درک این نکته است که کربن‌زدایی زیرساخت، جایگزینی ساده مواد ورودی نیست. این کار نیازمند ادغام سیستمی علم مواد، نظارت زیست‌محیطی و مدیریت پایدار منابع است. در حالی که لیگنین و سایر ترکیبات آلی مسیری را برای کاهش اتکا به چسب‌های نفتی ارائه می‌دهند، اما نمی‌توانند جایگزینی یک‌به‌یک برای اقتصاد سوخت‌های فسیلی فعلی ایجاد کنند. نتیجه‌ی آزمایش صورت گرفته در اسپانیا این است که امکان‌سنجی مهندسی و حفاظت از محیط زیست باید همسو باشند. از آنجایی که اروپا به اصلاح استراتژی خود ادامه می‌دهد، بحث پیرامون استفاده از چسب‌های زیستی، عنصری حیاتی در دستور کار اقلیمی گسترده‌تر آن باقی خواهد ماند که هم بر شیوه‌های محلی جنگل‌داری و هم بر بازار جهانی محصولات جانبی سوخت‌های فسیلی تأثیر می‌گذارد. پرسش اصلی این است که آیا این گذار می‌تواند بدون فشار بیش از حد به اکوسیستم‌هایی که بر آن‌ها متکی است مدیریت شود تا اطمینان حاصل شود که جاده‌های آینده همان‌طور که در تئوری پایدار هستند، در عمل نیز باشند.