مع تزايد التوقعات بتناقص موارد الطاقة بشكل مستمر، تسعى العديد من الدول لاستكشاف مصادر بديلة للوقود وتطوير حلول للتغلب على أزمة نقص الوقود الأحفوري المحتمل. يعد الوقود الحيوي خياراً محتملاً على المدى القريب والبعيد. في هذا المقال، سنستعرض معلومات شاملة حول الوقود الحيوي واستخداماته.
ما هو الوقود الحيوي؟
- الوقود الحيوي هو مصدر للطاقة المتجددة يُستخرج من الكائنات الحية، بما في ذلك النباتات والحيوانات. ويعتبر من أبرز مصادر الطاقة المستدامة بالمقارنة مع العديد من الموارد الطبيعية الأخرى، مثل الوقود النووي والنفط. لذا، فإن العديد من الدول بدأت في زراعة نباتات معينة بغرض استخدامها في إنتاج الوقود الحيوي، مثل فول الصويا والذرة في الولايات المتحدة، وزيت النخيل في شرق آسيا، وقصب السكر في البرازيل.
كيفية إنتاج الوقود الحيوي
يُنتج الوقود الحيوي من مجموعة من المحاصيل، بما في ذلك الطحالب النباتية والبكتيريا، ويتم تصنيفه إلى عدة أجيال كما يلي:
- الجيل الأول: يعتمد على حبوب المحاصيل والنباتات لإنتاج الوقود الحيوي، مثل القمح والذرة وقصب السكر.
- الجيل الثاني: يستخرج الوقود الحيوي من المخلفات الزراعية، مثل سيقان القمح والذرة، حيث يتم إنتاج الوقود السليلوزي والميثانول الحيوي والإيثانول الحيوي.
- الجيل الثالث: يستخدم الطحالب نظراً لاحتوائها على نسبة عالية من الزيوت التي تصل إلى 60% من وزنها.
- الجيل الرابع: يعد الأحدث في هذا المجال، حيث يتم تعديل الجينومات لبعض الكائنات الدقيقة مثل بكتيريا Mycoplasma Laboratorium لتصبح قادرة على إنتاج الوقود من غاز ثاني أكسيد الكربون.
دور الطحالب في إنتاج الوقود الحيوي
- تتميز الطحالب عن غيرها من المواد المستخدمة في إنتاج الوقود الحيوي بأنها تتطلب المياه للنمو، مما يقلل المنافسة على الأراضي الزراعية.
- الأعشاب البحرية، على سبيل المثال، تعد شكلاً شائعاً من الطحالب التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي، ويمكن أن تحتوي على نسبة من الدهون تصل إلى 50% من وزنها، مما يجعلها مثالية لإنتاج الإيثانول.
مؤشرات هامة
- يعتبر استخدام الوقود الحيوي مرحلة حديثة من الحضارة الإنسانية، حيث يتزايد الاعتماد عليه كبديل لطاقة الفحم التقليدية والوقود الأحفوري. ومع ذلك، يواجه إنتاجه تحديات مختلفة وعلاقات دولية متباينة بين مؤيد ومعارض لأسباب أخلاقية.
مميزات الوقود الحيوي
يرتبط الوقود الحيوي بمجموعة من المميزات البيئية:
- تمت تجربته بنجاح في تشغيل مركبات لغاية 30 مليون ميل في الولايات المتحدة الأمريكية.
- لا يسبب احتراقه إصدار روائح كريهة، مما يساعد في تقليل التلوث.
زيادة إنتاج الوقود الحيوي
- في عام 2010، بلغ الإنتاج العالمي نحو 105 مليارات لتر، بزيادة تفوق 17% مقارنة بعام 2009، ويساهم الوقود الحيوي بنسبة 2.7% من اجمالي الوقود المستخدم في النقل البري، مع التركيز على الديزل الحيوي والإيثانول.
- بلغ إنتاج إيثانول نحو 86 مليار لتر في نفس العام، وكانت البرازيل والولايات المتحدة هما الأكثر إنتاجاً، حيث ساهمتا بنحو 90% من الإنتاج العالمي.
استعراض معلومات حول الوقود الحيوي واستخداماته
- يعتبر الاتحاد الأوروبي من أكبر منتجي الديزل الحيوي، حيث ساهم بنحو 53% من الإنتاج العالمي في 2010.
- بينما يزداد الطلب على الديزل الحيوي والإيثانول، ينبغي زيادة الإنتاج ومواصلة البحث عن خيارات بديلة نظيفة واقتصادية.
- أعلنت الولايات المتحدة عن خطة تمتد لخمس عشرة سنة لإنتاج 150 مليار لتر من الإيثانول، معتمدة على حبوب مثل القمح والأخشاب.
- رغم أن نوع الوقود الذي تنتجه البرازيل من قصب السكر يعد رخيصاً، إلا أن معظم أنواع الوقود الحيوي لا تستطيع التنافس مع الوقود الأحفوري دون دعم حكومي.
التحديات البيئية والأخلاقية
- تتمثل أبرز التحديات في استغلال الأراضي لزراعة محاصيل الطاقة، مما يسبب تحول الأراضي الزراعية المخصصة لإنتاج الغذاء إلى أراضٍ لإنتاج الوقود الحيوي، وبالتالي يؤثر على التنوع البيولوجي ويهدر الموارد المائية.
- بالإضافة إلى ذلك، يؤدي استخدام الأسمدة والمبيدات الزراعية في زراعة محاصيل الطاقة إلى تلوث الهواء والمياه، مما يؤثر سلباً على جودة التربة.
- تتضمن القيود الأخلاقية انتقادات من الدول النامية لإنتاج الوقود الحيوي من المحاصيل الزراعية بينما تعاني من نقص الغذاء.
أثر الوقود الحيوي على البيئة
- يتسبب توسيع إنتاج الوقود الحيوي في زيادة تلوث التربة والمياه جراء استعمال الأسمدة، مما يؤثر على البيئة بشكل عام.
- كما تنطوي قيود أخلاقية فيما يتعلق بتحويل موارد الغذاء إلى وقود، إضافة إلى اكتشافات النفط الجديدة التي قد تعيد صياغة سياسات الطاقة في العديد من الدول.
