Leitar leiða til að umbylta sorphirðu og orkuframleiðslu samtímis
„Ég hef mikla ástríðu fyrir því að leysa vandamál sem heimsbyggðin er að fást við með nýskapandi rannsóknum. Markmið mitt er að dýpka sérþekkingu mína á pýrólýsu og rannsaka möguleika hennar sem sjálfbærs orkumöguleika í stað jarðefnaeldsneytis,“ segir Aysan Safavi, nýdoktor í efnaverkfræði við Háskóla Íslands. Hún vinnur nú að spennandi rannsóknum á því hvernig þróa má svokallaða pýrólýsutækni betur en hún getur í senn umbylt sorplosun og orkuframleiðslu í framtíðinni. Aysan kynnti rannsóknir sínar á viðburði sem haldin var í tilefni af 60 ára afmæli Háskólasjóðs Eimskipafélags Íslands nú í desember.
Umhverfismál eru eitt af stærstu viðfangsefnum samtímans og um allan heim leita vísindamenn leiða til að þróa nýja og umhverfisvænni orkugjafa og leiðir til að draga úr áhrifum af neyslu mannsins á umhverfið. Hvort tveggja hefur verið í brennidepli í rannsóknum Aysan sem lauk doktorsprófi frá Háskóla Íslands í fyrra með stuðningi Háskólasjóðs Eimskipafélagsins. Sjóðurinn hefur stutt nærri 200 doktorsnema við HÍ á undanförnum tveimur áratugum.
Áhugi Aysan á endurnýjanlegum orkugjöfum kviknaði að hennar sögn í grunnnámi í heimlandinu Íran, landi sem er mjög háð olíu og gasi. „Ég hafði alltaf haft áhuga á umhverfismálum og þörfinni fyrir endurnýjanlega orkukosti. Í grunnnámi mínu í efna- og jarðefnaverkfræði kynntist ég vel þeim umhverfisáhrifum sem þverrandi jarðefnaeldsneyti hefur. Þetta varð til þess að ég fór að einblína meira á endurnýjanlega orkugjafa. Þessi áhugi minn varð til þess að ég vann BS-verkefni um sólarorku og ljósspennukerfi,“ útskýrir Aysan.
Vann að meistaraverkefni um framleiðslu lífgass með Sorpu
Tækifæri til að mennta sig enn betur á sviði endurnýjanlegra orkugjafa kom svo árið 2012 þegar Aysan hóf meistaranám í umhverfisverkfræði með áherslu á endurnýjanlega orkuverkfræði í Háskóla Íslands. Í meistaraverkefni sínu vann hún með Sorpu að því að kanna möguleika á framleiðslu lífgass úr sorpi. „Eftir að ég lauk MS-náminu starfaði ég í eitt ár við Tækniháskólann í Danmörku sem rannsakandi með áherslu á líforku og áburðarframleiðslu. Sú reynsla treysti enn frekar áhuga minn á lausnum sem snúa að því að breyta úrgangi í orku og hvatti mig til að fara í doktorsnám til að kanna möguleika pýrólýsu í þessu samhengi,“ segir Aysan.
Pýrólýsa eða hitasundrun, eins og aðferðin hefur einnig verið nefnd á íslensku, er sjálfbær tækni sem notuð er til að framleiða lífeldsneyti. Helstu kostir hennar eru þeir að hún losar lítið af eiturefnum ólíkt t.d. brennslu sorps og urðun, en sorpbrennslustöðvum hefur verið lokað hér á landi vegna díoxínmengunar í útblæstri þeirra og frá urðunarstöðum sleppa ýmsar hættulegar gróðurhúsalofttegundir.
Aysan Safavi við doktorsvörn sína í nóvember í fyrra ásamt leiðbeinendum, prófessorunum Christiaan Richter og Rúnari Unnþórssyni. MYND/Gunnar Sverrisson
Brúar bilið milli rannsókna og hagnýtingar
Doktorsverkefni Aysan við Háskóla Íslands fól bæði í sér tilraunir og mat á líkönum sem tengjast sjálfbærri orkuframleiðslu með pýrólýsu. „Tilraunirnar fólust í að rannsaka pýrólýsu ýmissa lífrænna úrgangsefna með það fyrir augum að besta orkuendurvinnslu. Ég sinnti hluta rannsóknanna við Queen Mary háskólann í London og þar kynntist ég pýrólýsuferlum beint og sömuleiðis grundvallaratriðum hvarfalíkana. Í líkanahluta doktorsrannsóknarinnar þróaði ég og staðfesti hvarfalíkön sem geta spáð fyrir um og bestað niðurstöður úr pýrólýsum. Með þessari tvískiptu nálgun náði ég afar vel að brúa bilið milli kenninga og hagnýtingar á þessu sviði,“ segir Aysan.
Markmið rannsóknarinnar var því að meta möguleika pýrólýsu sem umhverfisvæns kosts til úrgangslosunar í stað urðunar og brennslu. „Niðurstöður mínar lofa góðu en þær sýna að pýrólýsa dregur verulega úr losun eiturefna eins og díoxíns og fúrans og býr um leið til endurnýjanlega orku. Afrakstur doktorsverkefnisins eru enn fremur staðfest hvarfalíkön sem geta stutt við skilvirka hönnun og innleiðingu pýrólýsukerfa,” útskýrir Aysan sem vann doktorsverkefnið undir leiðsögn prófessoranna Christiaans Richter og Rúnars Unnþórssonar.
Styður við innleiðingu hringrásarhagkerfis
Rannsóknir Aysan færa vísindasamfélaginu ekki aðeins aukinn skilning á þeim ferlum sem eru að verki í pýrólýsu, sérstaklega leiðum til að stjórna og draga úr myndun hættulegra eiturefna eins og díoxíns og fúrans í ferlinu, heldur einnig bættum aðferðum við vinnslu lífeldsneytis og líkönum tengdum pýrólýsu á lífmassa og plasti.
„Þýðing rannsóknanna fyrir samfélagið liggur í möguleikunum til að umbylta sorphirðu og orkuvinnslu. Pýrólýsa styður tilfærslu yfir í hringrásarhagkerfi með möguleikanum á framtíð án sorps. Hér á Íslandi gætu sveitarfélög nýtt litlar pýrólýsustöðvar í stað úreltra sorphirðuaðferða og um leið dregið úr kostnaði sínum og kolefnisspori ásamt því að búa til endurnýjanlegan orkugjafa. Þetta styður við framtíðaráform heimsbyggðarinnar um kolefnisneikvæðar orkulausnir og sjálfbæra þróun,” segir Aysan enn fremur.
Vill byggja upp rannsóknastofu tengda pýrólýsu
Aysan starfar nú sem nýdoktor við Háskóla Íslands og hefur haldið áfram pýrólýsurannsóknum sínum. „Ég vinn nú að því að koma á fót rannsóknastofu í pýrólýsurannsóknum við Háskóla Íslands. Okkur skortir sem stendur nauðsynlegan búnað til slíkra rannsókna. Með því að koma slíkri rannsóknastofu á laggirnar getum við gert tilraunir tengdar pýrólýsu með alls kyns úrgangsefni á Íslandi og aðlagað tæknina að aðstæðum hér á landi. Þetta er mikilvægt skref til þess að þróa áfram pýrólýsurannsóknir og nýtingu hennar á Íslandi,” segir Aysan.
Aysan vonast til að geta starfað áfram í háskólasamfélaginu og leggja sitt af mörkum á sviði nýsköpunar. „Á næstu árum stefni ég að því að fá aukna ábyrgð í rannsóknum og stjórnun og að tryggja mér fasta stöðu í háskólasamfélaginu. Auk rannsóknanna hef ég mikinn metnað til að taka þátt í nýsköpunarverkefnum og leggja mitt af mörkum í verkefnum sem skila áþreifanlegum árangri í áskorunum tengdum orku- og umhverfismálum á heimsvísu,” segir hún að endingu.
