توصيفگر ها :
پالايشگاه زيستي , سيماپرو , ارزيابي چرخه حيات , واحد عملكردي , مرز سيستم , جلبك دريايي , ماكروجلبك , نيزيمودينيا زنرديني , سديم آلژينات , مانيتول , پروتئين
چكيده فارسي :
پژوهش حاضر با هدف ارزيابي چرخه حيات براي فرآيندهاي توليد مواد-انرژي از جلبك دريايي قهوه اي نيزيمودينيا زنرديني (گونه اي جلبك هاي خليج فارس و درياي عمان) به منظور شناسايي اثرات و فرآيند با بيشترين اثرات مخرب زيست محيطي انجام شد. مرز سيستم در اين مطالعه شامل مراحل كشت و نگهداري جلبك دريايي، برداشت با كشتي هاي بارج، خشك كردن توسط بخار استخراج شده از گاز طبيعي، حمل و نقل تا ورودي پالايشگاه زيستي، فرآوري جلبك دريايي و توليد محصول و ضايعات/پسماند بود. با توجه به اينكه اطلاعات مربوط به كشت جلبك دريايي در ايران در دسترس نبود در اين مطالعه از فرضيات و مقادير يك مكان كشت آزمايشي در ليمفجوردن، دانمارك استفاده شده است. دو سناريو متفاوت براي ارزيابي پتانسيل زيست محيطي جلبك دريايي نيزيمودينيا زنرديني بررسي شد. در سناريو اول، كه سناريو توليد سوخت زيستي مي باشد، پتانسيل زيست محيطي جلبك دريايي به منظور توليد بيواتانول ارزيابي شد. سناريو دوم، كه فرآيند توليد مواد با ارزش مي باشد، پتانسيل زيست محيطي جلبك دريايي به منظور توليد مواد با ارزش از جمله بيواتانول، سديم آلژينات، پروتئين، مانيتول و كود زيستي بررسي شد. واحد عملكردي در اين مطالعه توليد يك كيلوگرم بيواتانول در نظر گرفته شده و تمامي ورودي ها و خروجي هاي سيستم بر حسب اين مقدار محاسبه شد. براي بررسي ارزيابي چرخه حيات براي هر دو سناريو از نرم افزار سيماپرو و پايگاه داده هاي موجود در زمينه ارزيابي چرخه حيات استفاده شد. اطلاعات مربوط به موازنه جرم و انرژي مربوط به اين مطالعه از مطالعات آزمايشگاهي و اقتصادي كه در گذشته بر روي اين گونه جلبك دريايي انجام شده است، استخراج شد. ارزيابي موجودي چرخه حيات با رويكرد اروپايي انجام شد. نتايج حاصل براي سناريو اول در دسته آسيب سلامتي انسان 5-10×15/1 دلي، براي زيست بوم 58/1 پي دي اف در مترمربع در سال، براي تغييرات آب و هوا 6/10 كيلوگرم معادل كربن دي اكسيد و براي منابع 329 مگاژول محاسبه به دست آمد. همچنين نتايج حاصل براي سناريو دوم در دسته آسيب سلامت انسان 6-10×93/4 دلي، براي زيست بوم 47/2 پي دي اف در مترمربع در سال، براي تغييرات آب و هوا 3/12- كيلوگرم معادل كربن دي اكسيد و براي منابع 733 مگاژول به دست آمد. با مقايسه نتايج حاصل از نرمال سازي مي توان نتيجه گرفت سناريو دوم در دو دسته آسيب سلامتي انسان و تغييرات آب و هوا از نتايج بهتري نسبت به سناريو اول برخوردار است. و در دسته آسيب زيست بوم تقريبا با سناريو دوم نتايج مشابه اي داشتند. اما در دسته آسيب منابع نتايج سناريو دوم دو برابر بيشتر از نتايج سناريو اول به دست آمد. با توجه به نتايج حاصل مي توان نتيجه گرفت، در صورت كلي سناريو دوم عملكرد بهتري نسبت به سناريو اول داشت و با وجود اثرات بيشتر در دسته آسيب منابع، محصولات جايگزين با ارزش تري نسبت به سناريو يك ارائه كرده است.
چكيده انگليسي :
The present study was conducted to evaluate the life cycle for energy-material production processes from the brown seaweed Nizimodinia zenardini (a species of algae in the Persian Gulf and the Sea of Oman) in order to identify the effects and processes with the most harmful environmental effects. The system boundary in this study included the stages of seaweed cultivation and maintenance, harvesting by barge ships, drying by steam extracted from natural gas, transportation to the entrance of biorefinery, seaweed processing, and product and waste/ residue production. Considering that the information about seaweed cultivation in Iran was not available in this study, the assumptions and values of an experimental cultivation site in Limfjorden, Denmark were used. Two different scenarios were investigated to evaluate the ecological potential of Nizimodinia zenardini seaweed. In the first scenario, which is the biofuel production scenario, the environmental potential of seaweed for bioethanol production was evaluated. In the second scenario, which is the process of producing valuable materials, the ecological potential of seaweed to produce valuable materials such as bioethanol, sodium alginate, protein, mannitol and biofertilizer was investigated. The functional unit in this study is the production of one kg of bioethanol, and all inputs and outputs of the system were calculated according to this value. Simapro software and existing Ecoinvent databases were used to check the life cycle assessment for both scenarios. The information related to the mass and energy balance related to this study was extracted from the laboratory and economic studies that have been done on this type of seaweed in the past. Life cycle inventory assessment was done with IMPACT 2002+. In the first scenario, the impact categories of damage to human health, the ecosystem, climate change, and resources consumption were 1.15×10-5 DALY, 1.58 PDF per square meter per year, 10.6 kg carbon dioxide equivalent, and 329 MJ, respectively. Also, the corresponding impacts of the second scenario were 4.93*10-6 DALY, 2.47 PDF per square meter per year, -12.3 kg carbon dioxide equivalent, and 733 MJ. By comparing the results of normalization, it can be concluded that the second scenario has better results than the first scenario in the two categories of human health damage and climate change. And in the category of ecosystem damage, they had almost the same results as the second scenario. But in the resource damage category, the results of the second scenario were twice as high as the results of the first scenario. It can be concluded that, in general, the second scenario had a better performance compared to the first scenario, and despite more effects in the resource damage category, it has provided more valuable alternative products than the first scenario.