مروری کوتاه بر تجربه آقای دکتر بهنام مستأجران

نفر اول حوزه انرژی در نخستین دوره رقابت علمی کنز

آقای دکتر بهنام مستأجران ، فارغ‌التحصیل دکتری از دانشگاه شِربُروک کانادا هستند که با ارائة طرح کالکتور مدولار خورشیدی حرارتی در دمای بالا رتبة نخست رقابت علمی کنز در بخش انرژی را به‌دست آوردند. دبیرخانه دومین رقابت علمی کنز طی مصاحبه‌ای دوستانه و غیررسمی، مروری کوتاه بر تجربیات علمی و تحصیلی ایشان انجام داده و به‌ویژه در ارتباط با محصول ارائه شده در نخستین رقابت علمی کنز سوالاتی را مطرح نموده‌ است. متن زیر شرح این مصاحبه می‌باشد.

تحصیلات در ایران و خارج از ایران

تحصیلات دانشگاهی را در رشته مهندسی شیمی و در دانشگاه صنعتی اصفهان شروع کردم و در همین رشته کارشناسی ارشد را در دانشگاه صنعتی شریف گذراندم. پس از فارغ التحصیلی وارد فضای کاری شدم و به مدت سه سال در کارخانه پلی اکریل اصفهان به عنوان متخصص شیمی و مهندسی فرایند مشغول به کار شدم. پس از گذشت سه سال تصمیم به ادامه تحصیل گرفتم و توانستم بورسیه دانشگاه شِربُروک (Universite de Sherbrooke) کانادا را بگیرم و مقطع دکترا را در این دانشگاه در رشته مهندسی شیمی بگذرانم. البته تحصیل من در رشته مهندسی شیمی در اینجا متوقف نشد و در کانادا سه پسادکترا هم گرفتم. اولین پسادکترای بر روی ساخت سلول‌های فتوولتاییک با استفاده از پودرمیکرونیزه سیلیکون بود که با همکاری سازمان انرژی اتمی فرانسه و دانشگاه شربروک به صورت مشترک انجام گرفت. دو پسادکترای دیگر در دو دانشگاه اکوپلی تکنیک مونترال و واترلوی کانادا گذرانده شد و در آن‌ها بر روی مدل‌سازی جرم و انرژی متمرکز بودم.

 

 

ورود به عرصه انرژی‌های خورشیدی

پس از گذراندن دکترا در کانادا به ایران برگشتم و در دانشگاه اصفهان مشغول به تدریس و پژوهش شدم. در آن زمان گروه انرژی‌های تجدیدپذیر دانشکده علوم و فناوری‌های نوین دانشگاه اصفهان تازه راه افتاده بود و به دنبال تقویت آن بودند. از همین جهت به من پیشنهاد سرپرستی گروه را دادند و من هم پذیرفتم. می شود گفت تقریبا از سال 91 که وارد گروه انرژی‌های تجدیدپذیر شدم، وارد فضای انرژی های خورشیدی شدم و از آن زمان تا به حال در این حوزه مشغول به فعالیت هستم.

توضیح دستگاه

با توجه به اینکه دنیا به سرعت به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر در حال حرکت است، احساس کردیم برای جا نماندن از دنیا ما هم باید در این عرصه به‌طور جدی وارد شویم. به‌خصوص اینکه ظرفیت‌های طبیعی کشور ایران هم از منظر انرژی خورشیدی و هم از منظر انرژی بادی قابل توجه است. البته نیروی باد در برخی نقاط کشور بیشتر و در برخی کمتر است اما انرژی خورشیدی را می‌توان در تمام نقاط ایران مورد بهره‌برداری قرار داد. با توجه به ظرفیت‌های ایران و با توجه به تخصصی که در حوزة انرژی خورشیدی حرارتی به دست آورده بودم به فکر ساخت دستگاهی با مصارف خانگی برای تولید برق و سرمایش افتادم. چرا که بیشتر انرژی برق در تابستان و به منظور خنک‌سازی استفاده می‌شود و اگر می‌توانستیم دستگاهی بسازیم که بدون نیاز به برق بتواند برای خنک‌سازی استفاده شود در این صورت تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر کاهش مصرف برق در تابستان می‌گذاشتیم. برای توسعه چنین دستگاهی به همراه دکتر مستجاب الدعواتی، دکتر عالم رجبی و شرکت گیربکس شریف تیمی تشکیل دادیم و ظرف دو سال طراحی دستگاه را با تکیه بر انرژی خورشیدی با روش حرارتی انجام دادیم. در طول دو سال اقدامات قابل تحسینی توسط تیم طراحی انجام گرفت. به عنوان مثال کالکتور خورشیدی که وظیفه جذب انرژی خورشیدی را داشت ساختیم.

مزیت های دستگاه ساخته شده به نسبت سایر سیستم‌ها

محصولی که ما ساختیم کالکتوری خورشیدی مودولار است که هم افزایش مقیاسش خیلی راحت است و هم قابلیت تولید انبوه دارد. در کنار اینکه فناوری آن هم بومی‌سازی شده است.

کالکتورهای خورشیدی موجود اندازة بزرگی دارند و قابلیت استفاده در مقیاس خانگی را ندارند. ما آمدیم کالکتورهای خورشیدی در مقیاس خانگی ساختیم با این ملاحظه که بتوان در بام خانه‌های ایران که مسطح است مورد استفاده قرار بگیرد. حسن آن هم این است که با یک سازة معقول که در سقف هر خانه‌ای قابل نصب است می‌توان خنک‌ساز جذبی را با آن پیاده‌سازی کرد و در دمای بالای 280 درجه سانتیگراد روغن را داغ کرد و از منبع حرارت به عنوان خنک سازی استفاده کرد.

از نظر فناوری چالش‌های زیادی داشتیم؛ قطر ریسیور (شیشه) یکی از مهمترین چالش‌ها بود که در افزایش مقیاس خیلی مهم بود و ما برای اولین بار توانستیم در قطرهای بالای 20 سانتی متر آن را درست کنیم. چالش بعدی اتصال شیشه و فلز بود که با یک طراحی خیلی خاصی توانستیم کاری کنیم که شیشه به فلز بچسبد و در دمای بالا هم نشکند.در این زمینه یک پتنت به ثبت رساندیم.

کار کردن با ریسیورهای تحت خلا و بومی‌سازی آن‌ها و کاهش اندازة کالکتورهای خورشیدی در مقیاس خانگی با حفظ مزایای آن‌ها که رسیدن به دمای بالا است، از مشخصات منحصر‌به‌فردی است که ما در این پروژه به آن‌ها رسیدیم.

تجاری سازی

پس از تکمیل طراحی دستگاه با مشکلاتی در اجرایی کردن پروژه مواجه شدیم که مهمترین آن‌ها، تأمین منابع مالی بود. البته خوشبختانه معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری 200 میلیون تومان به ساخت دستگاه کمک کرد که بخش عمده‌ای از هزینة اجرایی کردن دستگاه را شامل می‌شد. پس از اینکه این مبلغ تأمین شد برای ساخت دستگاه با یک سازندة حرفه ای که خیلی هم دلسوز بود همکاری‌ای آغاز و بعد از دو سال دستگاه ساخته شد.

در همان فرایند ساخت، پیش‌بینی‌های لازم برای تجاری‌سازی هم انجام گرفت. به عنوان مثال طراحی طوری صورت گرفت که در حمل و نقل دچار مشکل نشویم. چون یکی از مشکلات کالکتورهای خورشیدی حجم بالای و حمل‌و‌نقل سخت آن‌هاست. با مودولار کردن دستگاه این مشکل را کامل حل کردیم. فناوری هم به صورت کامل، بومی‌سازی کردیم. در نتیجه مسائل اصلی در تولید انبوه حل شده و مشکلی برای تولید انبوه دستگاه وجود ندارد. هم سازنده‌اش وجود دارد، هم طراحی اش وجود دارد و هم در اندازه‌های بزرگتر می‌توان جنبه‌های بهینه‌سازی بیشتری در نظر گرفت.

با وجودیکه مشکلی در تولید انبوه دستگاه وجود ندارد اما مسئله اقتصادی مانع اصلی تجاری‌سازی است. یک واقعیت تلخی که در خصوص انرژی‌های تجدیدپذیر وجود دارد این است که حتی در کشورهای پیشرفته مشابه کانادا هم به صرفه نیستند؛ چرا که سوخت‌های فسیلی به وفور هستند و بیش از 100 سال در اختیار بشر بوده و فناوری‌های آن‌ها در این مدت به قدری پیشرفت کرده که هزینه‌ها به حداقل رسیده است و در واقع سختی‌های اول آن‌ها پشت سر گذاشته شده است. فناوری انرژی تجدید‌‌پذیر جدید است و مقایسه آن با فناوری با قدمت بالا درست نیست.

اما در مقابل اگر گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی مانند خشکسالی و تغییرات در بارش در نظر گرفته شود مزیت قطعی این نوع انرژی‌ها در مقابل انرژی‌های فسیلی مشخص می‌شود. به نظر می رسد هیچ چاره‌ای نیست که در ده تا بیست سال آتی به سمت انرژی‌های تجدید‌پذیر به سرعت حرکت کنیم و جایگزینی آن‌ها را امری قطعی بدانیم. البته مسئلة اصلی در این زمینه، دیدگاه انسان‌هاست. من به عنوان فردی که ده سال در این حوزه هستم، بزرگترین چالشی که در این حوزه هست را مشکل فرهنگی می‌دانم که مردم و مسئولان بپذیرند یک همچنین راهی باید در یک بازه 5 تا10 ساله طی شود و بر این اساس شیب طوری طراحی شود که خیلی به مردم فشار نیاید و از طرفی هم اقتصادی باشد. منتها در حال حاضر هیچ کدام از طرح‌های انرژی‌های تجدید‌پذیر اقتصادی نیستند، ولی از طرفی چاره‌ای نیست و این جادة یک طرفه باید طی شود. این حرکت در دنیا به سرعت آغاز شده. لذا ما باید خود را همراه این حرکت کنیم. و الا باید منتظر باشیم تا ده سال یا بیست سال بعد خارجی‌ها برای ما بسازند.

لزوم حمایت دولت از انرژی‌های تجدیدپذیر

برای بازگشت سرمایه در همه جای دنیا دولت‌ها می آیند و یک سری حمایت‌ها می کنند و یک سری یارانه‌ها می‌پردازند. ما الان در حوزة نفت یارانه داریم، مثلا همین بنزین که دارد در ایران فروش می‌رود در دنیا به این قیمت نیست؛ بلکه با کمک یارانه قیمت پایین نگه داشته شده است. باید این یارانه برداشته شود و برای انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی‌های بادی و خورشیدی مصرف شود.

نمی‌شود یک انرژی که در دنیا 4 تا 5 درصد تولید می شود را با یک انرژی که 95 درصد در دنیا تولید می‌شود و طرفدار دارد را مقایسه کرد. بیشتر جو فرهنگی و مدل فکر باید عوض شود. ما به همین خاطر تلاش کردیم در جنبه‌های آموزشی هم ورود داشته باشیم که نسل جدید ببیند راه دیگری بهتر از سوخت‌های فسیلی وجود دارد و به این راحتی حاضر نشود بنزین را بسوزاند. باید بفهمند وقتی بنزین مصرف می‌شود، دود تولید می‌شود، آسم و سایر بیماری‌ها گسترش می‌یابد و سلامت جامعه را به خطر می‌اندازد.

وضعیت کنونی دستگاه

به هر حال دستگاه پس از دو سال ساخته و بعد از یک سال تست‌های مداوم راه اندازی کامل شد و الان هم دستگاه کامل هست اما همانگونه که اشاره شد تا تجاری‌سازی در جامعه فاصله دارد. نزدیک‌ترین بازار این دستگاه دانشگاه‌ها و مراکز تحققاتی هستند.

در حال حاضر نزدیک به دو سال است به کانادا آمده‌ام و یک شرکت در حوزه انرژی زده‌ایم و بر پایه تجاربی که از گذشته کسب کرده بودیم، در حال انجام فعالیت‌هایی در زمینة انرژی خورشیدی هستیم. مانند سیستم‌های همزمان هیبریدی حرارت-برق. در کنار اینکه در حال ساخت یک سری دستگاه برای مقاصد آموزشی هستیم

کنز

بعد از 3-4 سال که در انشگاه اصفهان سرپرست گروه انرژی‌های تجدید پذیر بودم، بحث مسابقه کنز مطرح شد. اطلاعیه رقابت کنز تقریبا یک سال قبل از مراسم به صورت ایمیل به همة اساتید دانشگاه زده شد و چون دیدم یکی از محورها انرژی است، در این محور شرکت کردیم. گفته بودند یک فیلم 5 دقیقه ای با زیرنویس انگلیسی یا به صورت کامل انگلیسی تهیه و ارسال شود. ما هم از کارهایی در دانشگاه انجام داده بودیم، یک فیلم 4 دقیقه ای به همراه دانشجویان تهیه و فرستادیم. چند ماه بعد اعلام کردند که در این گروه اول شدیم. یکی از دلایلی که اول شدیم به نظرم منحصر به فرد بودن کارهایی بود که انجام می‌دادیم. کارهای جدیدی بود که با دقت بالا و با امکانات اندک انجام پذیرفته بود. من به خودم قبولانده بودم که امکانات یک بحث است و اراده هم یک بحث دیگر. من به این نتیجه رسیده بودم امکانات یک جنبه است که اگر آدم با تلاش و نیت درست پیش برود بقیه موارد درست می‌شود. یک ارادة قوی و ایمان قوی در آن زمان وجود داشت که آدم اگر امیدش را از دست ندهد می‌تواند به نتیجه برسد. خیلی وقت‌ها بود که خودم تنهایی همه کارها را انجام می‌دادم و همه امیدم این بود که نادیده گرفته نخواهد شد و بالاخره افرادی در جامعه حواسشان به آن خواهد بود.

برای خود من اول شدن در این رقابت خیلی موثر بود. مدال طلا را که انگیزه بیشتری یافتم و تلاشم بیشتر شد. ضمن اینکه بعد از مقام نخست در این رقابت، دانشگاه اصفهان هم پای کار آمد و از طرح حمایت کرد.

پیشنهاداتی برای ارتقاء رقابت علمی کنز

مقداری باید از نظر اطلاع رسانی بین المللی تقویت شود. در ایران اطلاع‌رسانی خوب بود، به نظر در مالزی هم خوب این اتفاق افتاده بود اما یکی از برندگان رقابت که اهل پاکستان بعد از رقابت نمی دانست چه کار باید بکند و از من این موضوع را سوال کرد. برای برگزاری بهتر و حضور حداکثری کشورهای دیگر می توان با یک سری از سازمان‌های بین‌المللی ارتباط گرفت و برای کشورهای دیگر پیام ارسال کرد تا بدین طریق رقابت با حضور دانشمندان بیشتر و با کیفیت بیشتری برگزار شود. البته به دلیل سابقه کم این رویداد نمی‌توان چندان به آن ایراد گرفت اما قطعا می‌تواند مشکلاتش کاهش یابد.