تحلیل خوشه ای و آمار توصیفی ضایعات لیگنوسلولزی در بخش کشاورزی برای تولید انرژی های تجدیدپذیر (مطالعه مورد استان گلستان)

استفاده از ضایعات لیگنوسلولزی و زیست توده برجای مانده بعد از برداشت محصول نهایی در بخش کشاورزی، می تواند به عنوان یک منبع با ارزش برای تولید انرژی های تجدیدپذیر محسوب شود، اگرچه به دلیل پراکنده بودن در واحد سطح و بالا بودن هزینه جمع-آوری آن را به یک کار پرچالش تبدیل نموده است. در حال حاضر، استفاده از قابلیت های مدلسازی مکانی برای ارزیابی پایدار پتانسیل ضایعات لیگنوسلولزی در بخش کشاورزی برای تولید انرژی های تجدیدپذیر محدود می باشد. ضمن اینکه چنین مطالعاتی در داخل کشور تاکنون گزارش نشده است. لذا تحقیق حاضر با هدف ارزیابی پتانسیل تولید انرژی های تجدیدپذیر و مکان یابی محل تاسیسات بایوانرژی برای پردازش بقایای لیگنوسلولزی با استفاده از تحلیل خوشه ای در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی می پردازد.

به منظور دستیابی به اهداف، ابتدا اطلاعات توصیفی-کمی منتشر شده از سطح و میزان تولیدات بخش کشاورزی توسط سازمان جهاد کشاورزی مربوط به سال زراعی 400-1399 جمع آوری و تحلیل شد. سپس با گردآوری اطلاعات مکانی (تصاویرماهواره ای) مربوط به مزارع کشاورزی در استان گلستان و استفاده از قابلیت تحلیل خوشه ای و تولید نقشه داغ در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی پردازش گردید. میزان زیست توده موجود در هریک از مزارع برای چهار کشت مرسوم گندم، کلزا، برنج و سویا در واحد سطح برآورد شد و نقشه سازی مربوط به هریک از این کشت ها برای مطالعه موردی استان گلستان به تفکیک انجام شد.

مجموع مساحت اراضی قابل کشت در سال زراعی 400-1399 معادل 9/12 میلیون هکتار بوده که 8/91 میلیون تن انواع محصولات زراعی در کل کشور برداشت شده است. بیشترین سطح مربوط به غلات (71%) و کمترین سطح مربوط به محصولات جالیزی بوده است. استان گلستان در رتبه 7 و سطحی معادل 661 هزار هکتار و میزان تولید 9/3 میلیون هکتار معادل 27/4 درصد از مجموع محصولات زراعی کل کشور را به خود اختصاص داده است. این در حالی است که بیشترین تناژ گروه محصولات غلات مربوط به گندم 63% و کمترین آن مربوط به ذرت دانه ای بوده است. بیشترین سطح و میزان تولید گروه محصولات غلات مربوط به شهرستان شهرستان گنبدکاووس و بندرگز به ترتیب بوده است. تجزیه و تحلیل های مکانی میزان زیست توده خالص را 840 هزار مگاگرم از مجموع 84104 مزرعه شناسایی شده برآورد نمود که بیشترین سهم آن مربوط به کاه و کلش گندم بوده است. تحلیل خوشه ای مربوط به مزارع شناسایی شده نشان داد که از مجموع 35508 خوشه تشکیل شده، 15% آنها در محدوده خوشه سرد و 18% در محدوده خوشه داغ قرار دارند. تحلیل نقاط داغ، 4 سایت مناسب جهت احداث بایوانرژی را در منطقه مورد مطالعه مشخص نمود که زیست توده موجود می تواند با متوسط قیمت 83/20 دلار/کیلومتر/مگاگرم به این سایت های بالقوه تحویل داده شود.

مطالعه حاضر نشان داد که میزان زیست توده موجود در بخش کشاورزی استان گلستان که هرسال بخش عظیمی از آن سوزانده و منجر به تولید گازهای گلخانه ای و آلودگی های محیطی در سطح وسیع می نماید قابل توجه است که می تواند برای تولید انرژی های تجدید پذیر با حمایت بخش دولتی و بخش خصوصی بکار گرفته شود.