بدأ التوجه الدولي في الآونة الأخيرة نحو استخدام الوقود الحيوي كمصدر بديل للوقود الإحفوري, فما هو الوقود الحيوي؟ ما هي أنواعه واستخداماته؟ كما سنقوم بطرح إيجابيات وسلبيات استخدامه كمصدر للوقود.
المحتويات:
1. ما هو الوقود الحيوي؟
الوقود الحيوي هو عبارة عن وقود يتم إنتاجه من مادة الكتلة الحيوية المتجددة, كما يشيع استخدامه كمصدر بديل للوقود الإحفوري.
كما أنه يعتبر منخفضاً من ناحية كثافة عنصر الكربون, لذا يكون حرقه أنظف من الوقود الأحفوري, كنتيجة لذلك يكون التلوث الناتج عنه أقل من الوقود الأحفوري, مما يقلل من تأثيره على الإحتباس الحراري.
يتم صناعة الوقود الأحفوري من المخلفات العضوية, مما يساهم في تقليل كمية النفايات العضوية مثل زيوت الطهي التي تجد الحكومات الحيرة في كيفية التخلص منها.
في عام 2020, بلغ الإنتاج العالمي للوقود الحيوي ما يقارب 6.9 مليار لتر, ويتم استخدامه في تزويد وسائل النقل البري بالوقود, وتعتبر الولايات المتحدة الأمريكية من أكبر منتجي الوقود الحيوي في العالم.
2. أنواع الوقود الحيوي.
النوعان الأكثر شيوعًا من الوقود الحيوي المستخدم اليوم هما الإيثانول والديزل الحيوي.
الإيثانول.
الإيثانول هو عبارة عن سائل قابل للإشتعال, وينتج عن طريق تخمير الحبوب أو النفايات الزراعية ورقائق الخشب والورق المستعمل. كما يمكن تحضيره عن طريق عمليات تدمج الحرارة العالية مع ظروف منخفضة الأكسجين لتحويل الكتلة الحيوية إلى غاز.
يتم الجمع بين الإيثانول والبنزين لزيادة رقم أوكتان البنزين وتقليل إنبعاثات غاز أول أكسد الكربون. كما يوجد هنالك بعض المركبات التي تعمل بوقود E85, وهو وقود بديل يحتوي على نسبة عالية من الإيثانول.
كما تستخدم العديد من المخلفات النباتية في عملية إنتاج الإيثانول مثل نشا الذرة أو قصب السكر والأعشاب.
الديزل الحيوي.
يتم إنتاج وقود الديزل الحيوي عن طريق مزج الكحول مع بقايا شحوم الطعي المعاد تدويرها أو الدهون الحيوانية أو الزيت النباتي. وحديثاً قام العلماء بتعديل سلالات من الطحالب والبكتيريا وراثياً لتوليد وقود الديزل الحيوي.
وهو عبارة عن سائل شديد الإحتراق, كما يحترق بسهولة عند خلطه مع وقود الديزل البترولي أو الإحفوري. أثناء عملية إنتاج الديزل الحيوي, يتم أيضاً إنتاج الجلسرين كمنتج ثانوي, وهو قابل للإحتراق بدرجة عالية.
يمكن استخدام الديزل الحيوي كوقود بديل متجدد لمحركات الديزل, لكن بعض الدراسات أشارت إلى أنه ينتج إنبعاثات ضارة مثل أول أكسيد الكربون.
3. تطبيقات الوقود الحيوي.
يوجد هنالك العديد من التطبيقات الحالية للوقود الحيوي, ومنها:
- تشغيل المحركات, مثل محركات السيارات وشاحنات الديزل والمناشير ومعدات الطيران والآليات التي تعمل في الغابات والمناجم والزراعة.
- خلايا الوقود الحيوي التي تستخدم لتشغيل الأجهزة الطبية القابلة للزرع.
- إزالة المركبات العضوية من النفايات العضوية بتكلفة بسيطة.
- وقود للتدفئة, لتدفئة المباني أثناء فصل الشتاء.
مستقبل الوقود الحيوي.
يعتبر الوقود الحيوي من البدائل الآمنة لمحركات السيارات, وهو قادة على تقليل إنبعاثات غازات الإحتباس الحراري والتقليل من الإعتماد على الوقود الأحفوري أو البترولي.
وخلال الأعوام الماضية, أصبحت هنالك العديد من السياسات الدولية التي تشجع على استخدام الوقود منخفض الكربون مثل الوقود الحيوي. كما تشير الدراسات إلى أن كمية إنتاج الوقود الحيوي ستزداد بشكل كبير خلال السنوات الماضية.
إقرأ أيضاً… طرق توفير الكهرباء: ما هي أكثر الأجهزة إستهلاكاً للطاقة وكيف يمكن خفض إستهلاكها؟
4. الإيجابيات والسلبيات.
هنالك عمليات ترويج كبيرة للوقود الحيوي من قبل المجموعات البيئية كبديل للوقود الإحفوري. لكن على كل حال, يوجد هنالك عدد من الإيجابيات والسلبيات لاستخداماته.
الإيجابيات.
- قابل للتجديد.
يعد الوقود الإحفوري من مصادر الطاقة المحدودة التي ستنتهي في يوم من الأيام. لكن بالنسبة للوقود الحيوي, ونظراً إلى أنه يعتمد على المخلفات العضوية, فهو يعتبر من مصادر الطاقة المتجددة التي لا تنضب.
- إنبعاثات أقل.
حيث أن محتوى الكربون في الوقود الإحفوري أقل, فهو يقوم بإصدار كميات أقل من غازات الإحتباس الحراري بالمقارنة مع الوقود البترولي.
- الفعالية.
يعد إنتاج الإيثانول أرخص من إنتاج البنزين, لذا يعتبر أكثر فعالية من ناحية التكلفة المادية.
- الكفاءة.
يحتوي الوقود الحيوي على تركيزات أقل من المواد الكيميائية, وعند مزجه مع الوقود البترولي مثل البنزين والديزل, فهو يحفف من مستويات الملوثات الموجودة فيها. مما يقلل من كمية الإنبعاثات الضارة.
- الإنتاج.
يمكن إنتاجه في المناطق المحلية, مما يوفر فرص عمل للسكان, ويقلل من تكاليف النقل والإنبعاثات المتعلقة بطريقة شحنه من منطقة إلى أخرى.
السلبيات.
- الموارد.
كمية الطاقة التي ينتجها الوقود الحيوي أقل من الطاقة الناتجة عن الوقود الأحفوري, يعني هذا الأمر الحاجة إلى المزيد من الأراضي والمياه والأسمدة لتلبية متطلبات توليد الطاقة الحيوية.
- البيئة.
غالباً ما يتم إشتقاق الزيوت اللازمة لإنتاج الوقود الحيوي من المصادر المهددة بالإنقراض مثل الغابات المطيرة أو الأماكن ذات التنوع البيولوجي. مما قد يؤدي إلى زعزعة النظام البيئي في تلك الأماكن.
- الملائمة.
لا يعتبر الوقود الحيوي ملائماً لجميع أنواع المحركات الموجودة في الوقت الحالي. فهي غير مجهزة للتعامل مع وقود حيوي بنسبة 100%. كما أنه غير مناسب للطائرات بشكل كبير بسبب نقطة تجمده العالية.
المصادر:
[1] Britannica.com – Biofuel | Definition, Types, & Pros and Cons