شکر گزار سے بنا جیٹ ایندھن کو کلینر کی پرواز کی کلید بن سکتی ہے؟

ایوی ایشن انڈسٹری میں 2 فیصد گلوبل انسانوں میں کاربن ڈائی آکسائیڈ اخراج پیدا ہوتا ہے. یہ حصہ نسبتا چھوٹا لگ سکتا ہے - نقطہ نظر کے لئے بجلی کی پیداوار اور گھریلو ہیٹنگ اکاؤنٹس 40 فی صد سے زیادہ ہے - لیکن ہوا بازی دنیا کی سب سے تیزی سے بڑھتی ہوئی گرین ہاؤس گیس ذرائع میں سے ایک ہے. اگلے 20 سالوں میں ہوائی سفر کا مطالبہ کیا جاتا ہے.

ایئر لائنز ان کے کاربن کے اخراج کو کم کرنے کے لئے دباؤ میں ہیں، اور عالمی تیل کی قیمتوں میں اتار چڑھاو سے انتہائی خطرناک ہے. یہ چیلنجوں نے بائیوماس سے حاصل شدہ جیٹ ایندھن میں مضبوط دلچسپی بڑھا دی ہے. بییو جیٹ ایندھن مختلف پلانٹ کے مواد سے برآمد کیا جا سکتا ہے، بشمول آئل فصلوں، چینی فصلوں، سٹار پودوں اور لینگوکوولولوس بائیووماس سمیت مختلف کیمیکل اور حیاتیاتی راستے. تاہم، تیل کو جیٹ ایندھن میں تبدیل کرنے کے لئے ٹیکنالوجی کی ترقی کے ایک اعلی مرحلے میں ہیں اور دیگر ذرائع سے زیادہ توانائی کی کارکردگی حاصل کرنے کے لئے ہیں.

ہم بیجنگ انجینئرنگ، دنیا میں سب سے زیادہ پیداواری پلانٹ ہیں، جو تیل پیدا کرنے والے بائیو جیٹ ایندھن میں تبدیل کردیتے ہیں. ایک حالیہ مطالعہ میں، ہم نے محسوس کیا کہ اس انجنیئر شدہ گندگی کا استعمال ہر ایک زمین پر 2،500 لیٹر بائیو جیٹ ایندھن پیدا کرسکتا ہے. سادہ شرائط میں، اس کا مطلب ہے کہ بوئنگ 747 صرف 54 ایکڑ زمین پر پیدا بائیو ایندھن ایندھن پر 10 گھنٹے تک پرواز کر سکتا ہے.دو مقابلہ پلانٹ کے ذرائع کے مقابلے میں، سویا بین اور جیٹروفا، لپڈسن نے 15 اور 13 گنا زیادہ جیٹ ایندھن کو ہر قسم کی زمین کی پیداوار فراہم کرے گی.

ڈبل مقصد گندگی تخلیق

آئل امیر فیڈ اسٹاک سے حاصل ہونے والے بایو جیٹ ایندھن، جیسے کیبلینا اور الگے، کامیابی سے تصور پروازوں کے ثبوت میں ٹیسٹ کیا گیا ہے. ASTM انٹرنیشنل، عالمی معیاری ترقیاتی تنظیم نے پٹرولیم کی بنیاد پر جیٹ ایندھن کے 50:50 مرکب کو تجارتی اور فوجی پروازوں کے لئے قابل تجدید جیٹ ایندھن اور ہائیڈرو پروسیسنگ کی منظوری دی ہے.

تاہم، اہم تحقیق اور تجارتی بنانے کی کوششوں کے باوجود بھی، بائیو جیٹ ایندھن کی موجودہ پروڈکشن حجم بہت کم ہیں. بڑے پیمانے پر ان مصنوعات کو بنانے میں مزید ٹیکنالوجی کی بہتری اور بہت کم کم قیمت فیڈ اسٹاک (ایندھن بنانے کے لئے استعمال ہونے والے فصلوں) کی ضرورت ہوگی.

شوگر ایک مشہور بائیو ایوریل ذریعہ ہے: برازیل نے دہلیوں کے لئے شراب پر مبنی ایندھن بنانے کے لئے گندم کا رس کا خمیر کر دیا ہے. گنوانی سے ایتھنول پیداوار پیداوار کے عمل کے دوران استعمال ہونے والی رقم سے 25 فیصد زیادہ توانائی حاصل کرتا ہے اور جیواشم ایندھن کے مقابلے میں 12 فی صد کی طرف سے گرین ہاؤسنگ گیس کا اخراج کم ہوتا ہے.

ہم حیران تھے کہ ہم پودوں کی قدرتی تیل کی پیداوار میں اضافہ کرسکتے ہیں اور بائیوڈیلیل پیدا کرنے کے لئے تیل کا استعمال کرتے ہیں، جو بھی ماحولیاتی فوائد فراہم کرتی ہے. بائیوڈیلیل کے مقابلے میں 93 فی صد زیادہ توانائی پیدا ہوتی ہے اور جیواشم ایندھن کے مقابلے میں 41 فیصد کی کمی کو کم کرتا ہے. ایتھوول اور بائیوڈیلیل دونوں بایو جیٹ ایندھن میں استعمال کی جا سکتی ہیں، لیکن پودوں سے نکلنے والے تیل کو جیٹ ایندھن میں تبدیل کرنے کے لئے ٹیکنالوجی کو ترقی کے ایک اعلی مرحلے میں تبدیل کیا جاتا ہے، اعلی توانائی کی کارکردگی کو فروغ دیتا ہے اور بڑے پیمانے پر تعیناتی کے لئے تیار ہیں.

جب ہم نے پہلے سے زیادہ تیل پیدا کرنے کے لئے انجینئرنگ کی چینی کا تجویز کیا تو، ہمارے بعض ساتھیوں نے سوچا کہ ہم پاگل ہیں. گندم کے پودوں میں صرف 0.05 فیصد تیل موجود ہے، جو بائیوڈیلیل میں تبدیل کرنے کے لئے بہت کم ہے. بہت سے پودوں کے سائنسدانوں نے نظر انداز کیا کہ 1 فیصد تک تیل کی مقدار میں اضافہ پودے پر زہریلا ہو گا، لیکن ہمارے کمپیوٹر ماڈلوں کی پیش گوئی کی گئی ہے کہ ہم تیل کی پیداوار میں 20 فیصد اضافہ کرسکتے ہیں.

انرجی کے اعلی درجے کی ریسرچ پروجیکٹ ایجنسیوں کے شعبے سے تعاون کے ساتھ، ہم نے ایک تحقیقاتی منصوبے شروع کی جس نے کہا کہ انجنیئر پلانٹس نے پلانٹ نامی شکر چینی اور سورغم، یا PETROSS میں 2012 میں تبدیل کرنے کے لئے کہا. اس وقت سے، جینیاتی انجینئرنگ کے ذریعہ ہم نے تیل کی پیداوار میں اضافہ کیا ہے، گندگی کی پتیوں میں 12 فی صد تیل حاصل کرنے کے لئے فیٹی ایسڈ.

اب ہم اپنے کمپیوٹر کے ماڈل کے مطابق 20 فیصد تیل - نظریاتی حد تک حاصل کرنے کے لئے کام کر رہے ہیں - اور یہ تیل پلانٹ کے اس ذخیرہ کو جمع کرنے کے لۓ، جہاں پتیوں میں کہیں زیادہ قابل رسائی ہے. ہماری ابتدائی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ انجینئرنگ پودے بھی زیادہ تیل پیدا کرتے ہیں، تو وہ چینی کی پیداوار جاری رکھیں گے. ہم ان انجنیئر پودوں کو لپڈسن کہتے ہیں.

لیپڈین سے ایک سے زیادہ مصنوعات

کرغیزستان اور ماحول کے لئے بہت سے فوائد پیش کرتے ہیں. ہم حساب کرتے ہیں کہ بڑھتی ہوئی لیپڈین، جس میں مشتمل 20 فیصد تیل سایبین سے فی گنا زیادہ منافع بخش فی ایکڑ ہو گا، اس وقت فیڈ اسٹاک امریکہ میں بائیوڈیلیل بنانے اور مکئی کے طور پر دو فی صد کے طور پر منافع بخش طور پر استعمال کیا جاتا ہے.

پائیدار بننے کے لئے، بایو جیٹ ایندھن بھی عملدرآمد کے لئے اقتصادی ہونا ضروری ہے اور اعلی پیداوار کی پیداوار ہے جو قابل قدر زمین کے استعمال کو کم سے کم کرتی ہے. ہم تخمینہ کرتے ہیں کہ سویا بینوں کے مقابلے میں، لیپڈسن جس میں مشتمل 5 فیصد تیل بھی ایک بار زمین پر چار گنا زیادہ جیٹ پیدا کرسکتا ہے. 20 فی صد تیل کے ساتھ لوپڈسن نے فی ایکڑ فی گھنٹہ ایندھن سے زیادہ 15 گنا زیادہ پیدا کر سکتا ہے.

اور لیپڈسن دیگر توانائی کے فوائد پیش کرتا ہے. جوس نکالنے کے بعد پودوں کے حصوں کو بھاپ اور بجلی پیدا کرنے کے لئے جلا دیا جاسکتا ہے. ہمارے تجزیہ کے مطابق، یہ بایورفائنری کو طاقت کرنے کے لئے کافی بجلی پیدا کرے گا، لہذا اضافی طاقت گرڈ پر واپس فروخت کی جا سکتی ہے، جیواشم ایندھن سے پیدا ہونے والی بجلی کو بے نقاب کیا جا سکتا ہے.

ایک ممکنہ امریکی bioenergy فصل

گندگی بہت کم غذا کی فصلوں کے لئے مناسب نہیں ہے جس میں حاشیہ زمین پر حاصل ہے. فی الحال یہ برازیل، بھارت اور چین میں بنیادی طور پر اضافہ ہوا ہے. ہم بھی انجینئرنگ لیپڈین بھی زیادہ سرد برداشت کرنے کے لئے بھی ہیں تاکہ یہ زیادہ وسیع پیمانے پر اٹھایا جاسکتا ہے، خاص طور پر جنوب مشرقی ریاستہائے متحدہ میں زیر زمین زمین پر.

اگر ہم نے جنوب مشرقی امریکہ میں 20 فیصد تیل کے ساتھ لیپڈین کو 23 ملین ایکڑ وقف کیا ہے، تو ہم اندازہ کرتے ہیں کہ یہ فصل امریکی جیٹ ایندھن کی فراہمی میں 65 فیصد پیدا کرسکتا ہے. اس وقت، موجودہ ڈالروں میں، اس ایندھن کو گیلن میں 5.31 امریکی ڈالر کی لاگت آئے گی، جو سویا بین، کینولا یا کھجور تیل جیسے الغی یا دیگر تیل کی فصلوں سے تیار بائیو جیٹ ایندھن سے کم ہے.

برازیل اور دوسرے اشنکٹبندیی علاقوں میں لوپیدسن بھی بڑھا سکتے ہیں. جیسا کہ ہم نے حال ہی میں نوعیت کے موسمیاتی تبدیلی میں اطلاع دی ہے، برازیل میں گندکی یا لپڈیڈین کی پیداوار کو نمایاں طور پر بڑھانے میں موجودہ عالمی کاربن ڈائی آکسائیڈ اخراج کو 5.6 فیصد تک کم کر سکتا ہے. یہ علاقوں پر بے حد بے حد تکمیل کی جا سکتی ہے کہ برازیل کی حکومت نے ماحولیاتی طور پر حساس طور پر نامزد کیا ہے، جیسے بارش وسطی.

'طاقتور' کے حصول میں

ہمارے لیپڈین ریسرچ میں جینیاتی طور پر اس پلانٹ کو انجینئرنگ بھی شامل ہے جس سے اسے زیادہ مؤثر طریقے سے فوٹوولتھیزیز بنانے کی ضرورت ہے، جو زیادہ ترقی میں ترجمہ کرتی ہے. سائنس میں ایک 2016 مضمون میں، ہم میں سے ایک (سٹیفن لانگ) اور دوسرے اداروں میں ساتھیوں نے مظاہرہ کیا کہ لیپڈسن میں فتوسنتھیت کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں اس کی ترقی میں 20 فیصد اضافہ ہوا. ابتدائی تحقیق اور ضمنی طرف فیلڈ ٹرائلز سے پتہ چلتا ہے کہ ہم نے 20 فیصد کی طرف سے گندگی کی فاسٹ مصنوعی کارکردگی کو بہتر بنایا اور تقریبا 70 فیصد ٹھنڈا حالات میں.

اب ہماری ٹیم گندگی کی ایک اعلی پیداوار کی قسم انجنیئر کرنے کے لئے کام شروع کر رہی ہے جو ہم فی ایکڑ زیادہ تیل کی پیداوار کو حاصل کرنے کے لئے "توانائی مند" کہتے ہیں. اس سے پہلے کہ یہ تجزیہ کیا جاسکتا ہے اس سے زیادہ احاطہ کرتا ہے، لیکن اقتصادی طور پر پیداوار بائیوڈیلیل اور بائیو جیٹ ایندھن کو کافی تیل کے ساتھ قابل عمل پلانٹ تیار کرنا ایک بڑا پہلا قدم ہے.

یہ مضمون اصل میں دراصل کمار، پوسٹ ڈسٹرکٹل ریسرکر کی طرف سے بات چیت پر شائع کیا گیا تھا. اسٹیفن پی لانگ، فصل سائنس اور پلانٹ حیاتیات کے پروفیسر؛ ادبی سنگھ، زرعی اور حیاتیاتی انجینئرنگ کے پروفیسر اور انٹیگریٹڈ بایوپرو پراسیسنگ ریسرچ لیبارٹری کے ڈائریکٹر، ابرونا-یونیورسٹی اروبانا- چیمپئنڈ میں. یہاں اصل مضمون پڑھیں.