نشاء علم

نشاء علم

کربن دی اکسید: مهار، مدیریت و استفاده بهینه از آن

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسنده
گروه شیمی آلی و نفت، دانشکده شیمی ، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
چکیده
ایران تا سال ۲۰۲۴ بیش از ۲۰ میلیارد تن کربن دی‌اکسید منتشر کرده است و با سهمی دو درصدی، در رتبه ششم جهان قرار دارد. تخمین زده می‌شود از ۷۱ میلیارد مترمکعب گاز مصرفی در نیروگاه‌های تولید برق، سالانه معادل ۱۱۸ میلیون تن کربن دی‌اکسید با ارزش اقتصادی‌ تقریباً برابر با کل صادرات فرآورده‌های پتروشیمی ایران، یعنی ۸/۱۱ میلیارد دلار، وارد جو می‌شود. همچنین، با توجه به اینکه برای تولید هر تن سیمان، حدود یک تن کربن دی‌اکسید منتشر می‌شود و میزان تولید سالانه سیمان در کشور حدود ۷۲ میلیون تن است، ارزش اقتصادی کربن دی‌اکسید در این صنعت بالغ بر ۲/۷ میلیارد دلار برآورد می‌شود. علاوه‌بر ارزش اقتصادی کربن دی‌اکسید، از منظر مسئولیت و وجدان اجتماعی، ملاحظات زیست‌محیطی، تغییرات آب‌وهوایی، الزامات قانونی و محدودیت‌های احتمالی آینده در فروش محصولات با منبع کربنی، مهار و مدیریت انتشار این گاز امری ضروری به‌نظر می‌رسد. کربن دی‌اکسید ماده اولیه‌ای ارزشمند با کاربردهای گسترده و متنوع در صنایع غذایی، شیمیایی، پتروشیمی، دارویی، ساختمان‌سازی، صنایع سرمایشی و از همه مهم‌تر در صنعت نفت برای ازدیاد برداشت استفاده می‌شود. بنابراین، اتخاذ تدابیر مناسب برای استفاده بهینه از این منبع ارزشمند، اهمیتی دوچندان می‌یابد. در این مقاله، جایگاه کربن دی‌اکسید در ایران و جهان، روش‌های مدیریت و بهره‌برداری بهینه از آن بررسی شده و پیشنهادهایی برای استفاده از این ثروت ملی ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Carbon Dioxide: Containment Issues, Effective Management and Optimal Use In Iran

نویسنده English

Ahmad Shaabani
Shahid Beheshti University (SBU), Chemistry and Petroleum Sciences Organic Chemistry and Oil
چکیده English

Iran has emitted over 20 billion tons of carbon dioxide by the year 2024, ranking sixth globally with a 2% share of total emissions. It is estimated that power plants consume approximately 71 billion cubic meters of gas annually, releasing 118 million tons of carbon dioxide into the atmosphere. The economic value of these emissions is roughly equivalent to Iran’s total petrochemical exports, which is $11.8 billion. Additionally, considering that one ton of carbon dioxide is emitted for every ton of cement produced, and Iran's annual cement production stands at approximately 72 million tons, the economic value of carbon dioxide emissions in this sector is estimated to be $7.2 billion. In addition to the economic value of carbon dioxide, it seems essential to control and manage the emission of this gas from the perspective of social responsibility, environmental considerations, climate change, legal requirements, and possible future restrictions on the sale of carbon-based products. Carbon dioxide is a valuable resource with wide and diverse applications in the food, chemicals, petrochemicasl, pharmaceuticals, construction, refrigeration industries, and most importantly in enhancing oil recovery (CO2-EOR). Given its economic and industrial value, adopting effective strategies for carbon dioxide management and utilization is essential. This article explores the status of carbon dioxide emissions in Iran and globally, examines methods for its optimal management and utilization, and proposes strategies for leveraging this national resource.

کلیدواژه‌ها English

Greenhouse Gases
Containment
Management
Carbon Dioxide
Carbon Tax
Enhanced Oil Recovery
Net-Zero Carbon
Paris Agreement
  1. Foregger, R. (1957). Closed carbon dioxide filtration revisited, Anesthesiology 18, 257-264.
  2. Song, C. (2006). Global challenges and strategies for control, conversion and utilization of CO2 for sustainable development involving energy, catalysis, adsorption and chemical processing, Catal. Today, 115, 2-32: https://doi.org/10.1016/j.cattod.2006.02.029.
  3. Lauren J. Barrett, Samantha Rush, Penny Vlahos (2024). Chemistry of Carbon Dioxide Removal, American Chemical Society, DOI: 10.1021/acsinfocus.7e8006; https://books.google.com/books/about/Chemistry_of_Carbon_Dioxide_Removal.html?id=55wPEQAAQBAJ
  4. شعبانی، احمد( 1401). جایگاه جهانی صنایع شیمیایی در تولید ناخالص ملی کشورها، نامه علوم پایه، شماره هفتم و هشتم، صفحات 111-98.
  5. Avami, A., Sattari, S. (2007). Energy Conservation Opportunities: Cement Industry in Iran, International Journal of Energy, 1(3), 65-71.
  6. فاطمی، سیدعلیرضا، مصطفی پور، علی، پیروی، محمدحسین (1403). تحلیل وضعیت تجارت سیمان در ایران و جهان، مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی ایران.
  7. Massoumi Nejad, B., Enferadi, S., Andrew, R. (2025). A comprehensive analysis of process-related CO2 emissions from Iran’s, Cleaner Environmental Systems,16,100251: https://doi.org/10.1016/j.cesys.2024.100251
  8. Bill Gates (2022). How to Avoid a Climate Disaster: https://doi.org/10.1162/desi_r_00674
  9. رضائی، مسعود(1402). درآمدی بر اجرای سامانه تجارت انتشار گازهای گلخانهای، مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی ایران. https://rc.majlis.ir/fa/report/show/1773159
  10. Rennert, K., et.al. (2022). Comprehensive evidence implies a higher social cost of CO2, Nature, 610, 691: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05224-9
  11. Prather, K., Barsanti, K. (2025). Is the air we breathe safe? Science, 387 (6738) 1019: 10.1126/science.adx1128.
  12. Qiang Liu, Lipeng Wu, Ralf Jackstell1 & Matthias Beller (2015). Using carbon dioxide as a building block in organic synthesis, Nature Communications, 6, 5933: https://doi.org/10.1038/ncomms6933.
  13. Shaheed, N., Nasiriani, T., Shaabani, A. (2024). Post-synthetic modification of NH2-tagged metal-organic framework, A selective, effective, and recyclable heterogeneous catalyst for CO2 conversion into cyclic carbonates, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 164,105679: https://doi.org/10.1016/j.jtice.2024.105679.
  14. Nasiriani, T., Adabi Nigjeh, N., Torabi, S., Shaabani, A. (2024). MIL-88-NH2 (Fe) conjugated pectin through a post-modification Ugi four-component reaction: A robust bio-based catalyst for the synthesis of cyclic carbonate via CO2 fixation, Carbohydrate Polymers, 342, 122418: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.122418.
  15. Al-Shargabi, M., Davoodi, S., Wood, D. A., Rukavishnikov, V. S., Konstantin M. (2022). Carbon dioxide applications for enhanced oil recovery assisted by nanoparticles: Recent developments, ACS Omega, 7, 9984−9994:https://doi.org/10.1021/acsomega.1c07123.
  16. Davidson, O., de Coninck, H. C., Loos, M., Meyer, L. A. (eds.) (2005). Carbon ioxide Capture and Storage, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom.
  17. Efthymia Ioanna Koytsoumpa, Chistian Bergins, Emmanouil Kakaras (2018). The CO2 economy: Review of CO2 capture and reuse technologies, Journal of Supercritical Fluids, 132, 3-16: http://dx.doi.org/10.1016/j.supflu.2017.07.029.
  18. Chenchen Zou, Minda Ma, Nan Zhou, Wei Feng, Kairui You, Shufan Zhang (2023). Toward carbon free by 2060: A decarbonization roadmap of operational residential buildings in China, Energy, 277, 127689: https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.127689
  19. Yinan Li, Song Lan, Morten Ryberg, Javier Pérez-Ramírez, Xiaonan Wang (2021). A quantitative roadmap for China towards carbon neutrality in 2060 using methanol and ammonia as energy carriers, iScience, 24(6),102313: 10251310.1016/j.isci.2021.102513.
  20. Lei Li, Ning Zhao, Wei Wei, Yuhan Sun (2013). A review of research progress on CO2 capture, storage, and utilization in Chinese Academy of Sciences, Fuel, 108, 112-130: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2011.08.022.
  21. Mohamad H. A. (2018). A mini-review on CO2 reforming of methane. Progress Petrochem Sci. 2(2), 161-165: 10.31031/PPS.2018.02.000532.
  22. Filippo Bisotti, Matteo Fedeli, Kristiano Prifti, Andrea Galeazzi, Anna Dell’Angelo, Massimo Barbieri, Carlo Pirola, Giulia Bozzano, and Flavio Manenti (2021). Century of technology trends in methanol synthesis: Any need for kinetics refitting? Ind. Eng. Chem. Res., 60, 16032−16053: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c02877.
  23. Yang Wang, Kangzhou Wang, Baizhang Zhang, Xiaobo Peng, Xinhua Gao, Guohui Yang, Han Hu, Mingbo Wu, and Noritatsu Tsubaki (2021). Direct conversion of CO2 to ethanol boosted by intimacy-sensitive, ACS Catal., 11, 11742−11753: https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01504.
  24. Xiang Yu, et.al.(2023). Trends in Research and Development for CO2 Capture and Sequestration, ACS Omega, 8, 11643−11664: https://doi.org/10.1021/acsomega.2c05070
  25. Xin Li, Ning Gao, Fei Yuan, Lucheng Huang (2024). The development trends, technological competition situations and cooperation status of carbon-negative technology: A patent landscape analysis, Journal of CO2 Utilization, 89, 102966: https://doi.org/10.1016/j.jcou.2024.102966.
  26. شعبانی، احمد، داوری اردکانی، نگار (1392) . تبیین راهکارهای فرایند تولید ثروت دانش بنیان، نشریه نشا علم، سال چهارم، شماره اول، ۴۲-۳۵.
  27. شعبانی، احمد( 1398). روزآمد نمودن همکاری دانشگاه با صنعت، نشریه نشا علم، سال نهم شماره اول، 20-14.
  28. شعبانی، احمد( 1400). جایگاه علوم شیمی و نقش آن در توسعه پایدار. نامه علوم پایه فرهنگستان علوم، شماره 1، 36-29
  29.  

  • تاریخ دریافت 06 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 23 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش 03 فروردین 1404