الوقود الحيوى: طاقة الكائنات الحية المتجددة

ومن المحاصيل الزراعية التى تمثل موارد متعددة للوقود الحيوى:

- الذرة.
المزيد عن فوائد الذرة ..
- فول الصويا.
المزيد عن فول الصويا ..
- قصب السكر.
- زيت النخيل.
- اللفت.
المزيد عن القيم الغذائية للفت ..

ومن المصادر الأخرى للوقود الحيوى هو التحلل الصناعي للمزروعات والفضلات وبقايا الحيوانات التى يمكن إعادة استخدامها، مثل:
- مخلفات الأغذية.
- تحلل النفايات.
- السماد.
- قشر الأرز.
المزيد عن فوائد الأرز ..
- الخشب.
- القش.
- الصرف الصحى.
فكل هذه النفايات أو الفضلات يتم تحويلها إلى غاز حيوى باستخدام طريقة الهضم اللاهوائى (Anaerobic digestion).

- معلومة هامة:
الهضم اللاهوائي (Anaerobic digestion) أو الهضم من دون أكسجين هو عملية تحلل بيولوجي بطريقة طبيعية للمواد العضوية في غياب الأكسجين، يتواجد في المستنقعات و الرّواسب و حقول الأرز والجهاز الهضمي لبعض الحيوانات.
يستخدم الهضم اللاهوائي إما للتخلص من النفايات العضوية أو لإنتاج الطاقة.

* أنواع الوقود البديل والحيوى:
إن الاهتمام المتزايد ببدائل الوقود للسيارات وعربات النقل والسفن والطائرات تحيطها ثلاثة اعتبارات هامة:
1- أن بدائل الوقود بشكل عام تنتج انبعاثات أقل التى تساهم فى ظاهرة الضبخن (Smog) دخان + ضباب، وتلوث الهواء وظاهرة الاحترار العالمى.
المزيد عن تلوث الهواء ..
2- غالبية أنواع الوقود البديل لا يتم إنتاجها أو اشتقاقها من الحفريات.
3- أن الوقود البديل (بدائل الوقود) يساعد أى شعب من شعوب العالم أن يصبح أكثر استقلالية فيما يتعلق بالطاقة وإنتاجها.

- الإيثانول (Ethanol):
مركب كيميائي عضوي ينتمي إلى فصيلة الكحوليات له الصيغة C2H5OH. ويسمى كحول الإيثانول مادة قابلة للاشتعال عديمة اللون تتكون من تخمر السكر، يستعمل في المشروبات الكحولية وفي صناعة العطور ويستعمل كوقود في المحركات الميكانيكية المجهزة للإيثانول. يتم الحصول على الإيثانول من محاصيل الذرة أو الشعير أو القمح، ويمكن مزج الإيثانول مع الجازولين لزيادة رقم الأوكتان (Octane levels) وتحسين جودة الانبعاثات الصادرة من احتراق الوقود.
المزيد عن العطور ..

* معلومة هامة:
رقم أوكتان هو مقياس لمقدرة البنزين على مقاومة الاحتراق المبكر.

- الديزل الحيوى (Biodiesel):
هو الوقود المصنع من المواد التى لها أصل نباتى مثل الزيوت النباتية أو أصل حيوانى مثل الشحوم عن طريق حدوث تفاعل كيميائى بين المواد المستخرجة من الزيوت النباتية أو الشحوم الحيوانية فى وجود الإيثانول، وذلك لتشغيل محرك ميكانيكى.
كما يمكن مزجه مع الديزل البترولى لملائمة المحركات غير المُعدلة، الديزل الحيوى آمن ويقلل من ملوثات الهواء التى تتصل بانبعاثات المحركات أو بغاز أول أكسيد الكربون.
المزيد عن غاز أول أكسيد الكربون ..

- الغاز الحيوي (Biogas):
هو الغاز الناتج عن التحلل الحيوي لمادة عضوية مثل الكتل الحيوية، السماد، مياه الصرف الصحى، النفايات الصلبة، النفايات الخضراء ، النباتات ومحاصيل الطاقة مع انعدام الأكسجين.
من الممكن أن يستخدم الغاز الحيوي كوقود رخيص في أي بلد، فيمكن استخدامه فى أغراض:
- الطهى.
تشغيل أى نوع من المحركات الحرارية لتوليد الطاقة الميكانيكية أو الإلكترونية.
- يمكن ضغطه بحيث يكون كبير الشبه بالغاز الطبيعى ويُستخدم في تزويد المركبات الميكانيكية بالطاقة.

- البوتانول الحيوى (Biobutanole):
البوتانول يتم الحصول عليه من مواد زراعية ليصبح بوتانول حيوى ومن الحفريات ليكون بوتانول بترولى، وهو قريب الشبه بالجازولين عن الإيثانول، يُستخدم فى المحركات بدون تعديل فيها مع الجازولين وكليهما يحملان نفس الخواص.

- الكهرباء كوقود بديل (Electricity):
أجل الكهرباء تًستخدم كبديل للوقود التقليدى فى تشغيل محركات وسائل النقل، وتنقسم إلى نوعين مركبات تعمل بالبطاريات وأخرى تعمل بخلايا وقود الهيدروجين (Battery-powered electric and fuel-cell vehicles) ففى النمط الأول يتم تخزين الطاقة فى بطاريات يُعاد شحنها من خلال توصيلها بمصدر للكهرباء، أما النمط الثانى الذى يعمل بخلايا وقود الهيدروجين تنتج من خلال تفاعل كهربائى كيميائى يحدث عندما يتحد الهيدروجين مع الأكسجين حيث إنتاج الكهرباء بدون احتراق أو تلوث.

- الغاز الطبيعى (Natural gas):
هو بديل للوقود واحتراقه نظيف لا يضر بالهواء وبالبيئة المحيطة بالإنسان، وهو متاح فى العديد من بلدان العالم حيث استخدامه فى الكثير من المرافق المنزلية أو فى أماكن العمل المختلفة، وعند استخدام المحركات التى تعمل بالغاز الطبيعى فى مختلف وسائل النقل فإن الغاز تصدر منه انبعاثات أقل ضرراً من تلك التى تصدر من الجازولين والديزل.

- الهيدروجين (Hydrogen):
يمكن مزج الهيدروجين مع الغاز الطبيعى لخلق بديل للوقود التقليدى لتحريك المركبات التى تستخدم أنواع معينة من محركات الاحتراق الداخلى، كما أن الهيدروجين يُستخدم فى المركبات التى تعمل بخلايا وقود الهيدروجين هذه الخلايا بدورها تُعد مصدر لإنتاج الطاقة الكهربائية.

- البروبان (Propane):
هو منتج ثانوى من الغاز الطبيعى، وهو مركب كيميائي له الصيغة الكيميائية C3H8. يُستخدم البروبان كوقود ويعرف باسم الغاز النفطي المسال (Liquified petroleum gas LPG or LP gas)
كما يتم استخدامه على نطاق واسع فى الطهى وأغراض التدفئة، وينتج منه انبعاثات أقل من الجازولين، كما يُتاح مع البروبان إمكانات البنية التحتية التى تضمن نقله وتخزينه وتوزيعه.

- الميثانول (Methanol):
الكحول الميثيلي (الميثانول) CH3OH مركب هيدروكربوني يتألف من الكربون والهيدروجين والأكسجين الذي ينتمي إلى الكحوليات ويُسمى أيضا بالكحول الخشبي لإمكانية تحضيره من حرق الخشب وتقطيره بعزله عن الهواء.
ويتم استخدامه كبديل للوقود التقليدى فى المركبات المرنة بمزجه مع الجازولين بنسبة 85% ميثانول و15% جازولين، لكن أسواق السيارات فى مختلف أنحاء العالم لم تعد تُصنع المحركات التى تعمل به .. لكنه من الممكن أن يصبح من المصادر الحيوية للوقود فى المستقبل.

- معلومة هامة:
أول من استخدم الميثانول هم القدماء المصريون وكان ذلك في عملية التحنيط التي كانوا يمارسونها.

- وقود (P-series):
هو وقود مزيج من الإيثانول والغاز الطبيعى المسيل و(Methyltetrahydrofuran) - المذيب المساعد المشتق من الكتلة الحيوية، هذا الوقود نظيف ويمكن استخدامه فى المحركات المرنة بمفرده أو بإضافته للجازولين بأى نسب وبسهولة حيث إضافته مباشرة فى خزان الوقود بالسيارة.

* لماذا نتحول إلى الطاقة الخضراء؟
يتحول العالم إلى الوقود الحيوى من أجل الأسباب الآتية:
- لا للنفايات مع الوقود الحيوى:
مع الوقود الحيوى لا توجد نفايات، فالشعار الذى يحمله إنتاج الوقود الحيوى "من البذرة إلى النفايات".
أى أنه لا نهائية لمصادر الوقود الحيوى، فمصادر الوقود الحيوى تستغل كل شىء من الموارد الحيوانية والنباتية من البذور المخزنة التى قد لا تصلح للاستخدام إلى نفايات الزيوت من الصناعات الغذائية وفضلات المحاصيل من الألياف والميثان .. وغيرها، والتخلص من النفايات يعنى بيئة بدن تلوث.

- الوقود الحيوى وشعار "رفقاً بالأرض الأم":
من الهام أن نكون أكثر رفقاً عندما نتعامل مع كوكبنا الأرض الذى يعيش عليه البلايين والبلايين من البشر، فإذا سعى كل مستهلك إلى تقليل الآثار السلبية التى يمارسها على البيئة فسيكون هناك دائماً أمل لإبطاء الكوارث البيئية التى يتوقعها الخبراء يومياً، فنحن نتوقع من الأرض أن تمدنا بالغذاء والماء والهواء لأنها عناصر تعطينا الحياة، ولزاما علينا أن نعطى الأرض مقومات ما يجعلها تمدنا بالحياة بالمثل والتى تُمثل إحدى مساعينا فى الاعتماد على بدائل الوقود أو الوقود الحيوى.

- الوقود الحيوى عون للمزارع:
الوقود الحيوى يقدم العون لكل مزارع، فالمزارع لا يمدنا بالغذاء وحسب فى الآونة الأخيرة وإنما يمدنا بالوقود الحيوى بالمثل. فمساعيه الزراعية المبتكرة أدت إلى وجود "الصناعة الخضراء" التى تجعلنا نختار الوقود الحيوى فى مقابل الوقود الحفرى، والاعتماد على المحاصيل الزراعية فى إنتاج الوقود الحيوى يقدم الدعم للزراعة بوصفه مصدراً من مصادر الدخل الإضافية.

- الوقود الحيوى يعنى إنتاج محلى:
مع تزايد اعتماد بعض البلدان على الوقود الأجنبى فى إدارة احتياجاتهم اليومية أصبح ذلك يمثل عبئاً على الأفراد بل وعلى المجتمع بأسره، فالوقود الحيوى هو دعم للاقتصاد المحلى ويمثل دفعة إيجابية له.

- التنوع فى مصادر الوقود الحيوى:
التنوع فى مصادر الوقود وبدائله يجعل حياة الإنسان أكثر سهولة ويسر فهو غير مقيد بنوع واحد دون غيره، بل وعلاوة على ذلك من الممكن تسخير النوع الواحد من بدائل الوقود المتجدد فى الكثير من أغراض الحياة اليومية من الطهى وتسيير المركبات وفى أغراض التدفئة إلى ما غير ذلك.

* الوقود الحيوى ما بين التأييد والمعارضة:
هناك العديد من الآراء التى تتباين ما بين المؤيد والرافض لاستخدام الوقود الحيوى الذى يُنتج من النباتات للتحول من الاعتماد على البترول فى إنتاج الوقود.

بالطبع توجد فوائد تعود على البيئة من استخدام الإنسان للوقود الحيوى:
- فالإيثانول والديزل الحيوى هما من أنواع الوقود الحيوى المتجدد اللذان يتم إنتاجهما من المحاصيل الزراعية، أى الإنتاج يكون محلياً بواسطة المزارعين والابتعاد فى ذلك عن المصادر الأجنبية وعدم تحمل التكلفة العالية للحصول عليهما.

- كما أن انبعاثات الإيثانول والديزل الحيوى تكون بنسب أقل من انبعاثات المصادر التقليدية للوقود من الجازولين والديزل وبالتالى إلحاق تلوث أقل بالبيئة.
المزيد عن التلوث ..

- الوقود الحيوى لا يساهم فى ظاهرة الاحترار العالمى التى تعانى منها بيئتنا، فكل ما ينبعث منه غاز ثانى أكسيد الكربون الذى تمتصه النباتات من الجو.
المزيد عن ظاهرة الاحترار العالمى ..

- الوقود الحيوى من السهل استخدامه .. لكنه ليس من السهل العثور عليه!
بخلاف مصادر الطاقة المتجددة الأخرى من الشمس أو الرياح، من السهل أن تتحول الأعمال والأشخاص إلى استخدام الوقود الحيوى وإحلاله فى أجهزة المنازل وفى وسائل انتقالهم بدون أى تغيير خاص فى المركبات أو فى البنية التحتية بالمنازل أو فى أماكن العمل، فيمكنك ملء خزان السيارة الموجود بالوقود الحيوى إذا كنت تفكر فى استبدال استخدامك للوقود التقليدى "الجازولين" بذلك الحيوى المتمثل فى الإيثانول، لأن غالبية المحركات التى تعمل بالديزل التقليدى من الممكن أن تعمل بالديزل الحيوى.
المزيد عن الطاقة المتجددة ..

لكن هناك البعض من الخبراء الذين يشيرون بأن إحلال الوقود الحيوى مكان إدماننا لمنتجات البترول قد يكون من الحلول البعيدة المنال نسبياً ..فكيف يضمن قائد السيارة حصوله على الوقود الحيوى أينما كان .. وفى أى مكان يذهب إليه؟
الأمر الذى قاد الخبراء إلى طرح سؤال آخر أكثر فى الأهمية، هل توجد لدينا محاصيل زراعية تكفل الإنتاج الوفير للوقود الحيوى الذى يستخدمه الإنسان فى أغراض حياته اليومية وخاصة الكم المتعلق بتسيير المركبات التى يعتمد عليها فى انتقالاته؟
فوفرة المحاصيل الزراعية كمصدر من مصادر إنتاج الوقود الحيوى يمثل تحدياً آخر لتبنى فكرة إحلال الوقود الحيوى محل الوقود التقليدى المتمثل فى مشتقات البترول، وهو ما يتطلب حصر لكافة مساحات الغابات فى العالم ومساحات الفضاء وبالطبع الأراضى الزراعية التى تأتى فى مقدمة هذا الحصر.
المزيد عن الغابات وأهميتها ..

"إحلال 5% من إجمالى استهلاك الديزل التقليدى بالوقود الحيوى على مستوى أمريكا فقط يعنى تحويل ما يقرب من 60% من محصول الصويا - أى تخصيص 60% من إجمالى محصول الصويا فى البلاد - لإنتاج فقط الوقود الحيوى .. وهذه بالأخبار السيئة لمحبى التوفو" - وهذا نقلاً عن "ماثيو براون/Mathew Brown" استشارى الطاقة والمدير السابق لبرنامج الطاقة الأمريكى.
المزيد عن التوفو ..

وهناك إشكالية أخرى، هل إنتاج الوقود الحيوى يتطلب استخدام طاقة أكثر مقارنة بالطاقة التى يمدها بعد إنتاجه واستخدامه فى الأغراض المتعددة؟
لخص "ديفيد بيمينتال/David Pimental”" الباحث بجامعة "كورنيل" أن الطاقة المستخدمة للحصول على الإيثانول من محصول الذرة تتطلب 29% زيادة فى محتوى الطاقة مقارنة بكم الطاقة الذى سيتم الحصول عليه عند استخدامه فى صورة المنتج النهائى وبوصفه إحدى أنواع الوقود الحيوى، ونفس المشكلة عند إنتاج الوقود الحيوى من فول الصويا.

بالإضافة إلى المخاوف من ارتفاع أسعار المواد الغذائية بشكل مبالغ فيه، أى أن الوقود الحيوى وسيلة مكلفة للحد من انبعاثات الكربون الضارة بالإنسان وبالبيئة التى يعيش فيه.

كما يوجد قلق بخصوص اتساع مساحات الأراضى المزروعة من نبات السلجم (Rapeseed) - الذى يتم الاعتماد عليه فى استخراج الزيوت النباتية وهو ثالث المحاصيل المستخدمة لهذا الغرض بعد فول الصويا وزيت النخيل - وما يحدثه من تغيرات فى المناخ غير متوقعة، كما أن الاعتماد المتزايد على هذا الوقود بوضعه فى خزانات السيارات قد يسبب نقصاً فى الزيوت المستخدمة فى الأغراض الغذائية وبالتالى زيادة صادرات الدول منها.
المزيد عن تغيرات المناخ ..

صيانة مواردنا هو المفتاح للإقلال من الاعتماد على وقود الحفريات، لا يوجد حل واحد أو حل سريع لفطام الدول والشعوب من الاعتماد على الوقود التقليدى .. فحاجات الإنسان لا يمكن الوفاء بها بتقديم حل أو بإحلال مواد فعلية موجودة بأخرى يتم الحصول عليها بوسائل التقنية الحديثة، فاحتياجات الإنسان تلبيها مزيج من الحلول سواء بالاعتماد على الوقود التقليدى إلى جانب مصادر الطا��ة المتجددة الأخرى من الرياح والطاقة الشمسية وبإنتاج الوقود الحيوى، فلا يمكن تجاهل إحداها أو طمثها كلية .. والخيار الوحيد الآمن لمصادرنا الطبيعية هو صيانتها (Conservation)، فالصيانة تمثل المصدر البديل للوقود على كوكب الأرض .. ما هو يوم الأرض؟
المزيد عن الحفريات ..