ما هو الوقود الحيوي وما هي مصادره واستخداماته؟

الوقود الحيوي هو مصدر للطاقة المتجددة. إنها مصنوعة من مواد عضوية أو نفايات ، كما أنها تلعب دورًا أساسيًا في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. أيضًا ، يعد الوقود الحيوي من بين أكبر مصادر الطاقة المتجددة المستخدمة اليوم. على سبيل المثال ، في قطاع النقل ، يتم مزج الوقود الحيوي مع أنواع الوقود الحالية مثل: البنزين والديزل.

في المستقبل ، يمكن أن يكون له أهمية خاصة في المساعدة على إزالة الكربون من قطاعات الطيران والشحن والنقل الثقيل.

ما هو الوقود الحيوي المنتج؟

يتم إنتاج الوقود الحيوي من المواد العضوية أو الكتلة الحيوية (مثل الذرة أو السكر) أو الزيوت النباتية أو النفايات الأولية.

ينبعث الوقود الحيوي أقل من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالوقود التقليدي ، ويمكن أيضًا خلطه بالوقود التقليدي كطريقة فعالة للغاية لتقليل ثاني أكسيد الكربون المنبعث من قطاع النقل. تطور استخدام الوقود الحيوي على مدار العقد الماضي ، مدفوعًا إلى حد كبير بإدخال سياسات طاقة جديدة في أوروبا والولايات المتحدة والبرازيل تتطلب المزيد من الوقود المتجدد منخفض الكربون للنقل. اليوم ، يمثل الوقود الحيوي حوالي 3٪ من وقود النقل البري المستخدم في جميع أنحاء العالم.

أنواع الوقود الحيوي

يتم إنتاج معظم أنواع الوقود الحيوي من المحاصيل الزراعية ويطلق عليها اسم الوقود الحيوي التقليدي. يجري تطوير تقنيات وعمليات جديدة لها دور في إنتاج الوقود من النفايات أو المحاصيل غير الصالحة للأكل أو منتجات الغابات وتعرف هذه الأنواع من الوقود بالوقود الحيوي المتقدم أو الجيل الثاني من الوقود الحيوي. من المرجح أن يصبح الوقود الحيوي المتقدم الشكل الأساسي للوقود الحيوي في المستقبل.

هناك نوعان رئيسيان من الوقود الحيوي: الإيثانول والديزل الحيوي.

الإيثانول

هو نوع من الكحول ينتج الإيثانول من خلال استخدام أي مادة خام تحتوي على كميات كبيرة من السكر (قصب السكر) أو النشا (الذرة والقمح). من الممكن أيضًا أن يتخمر السكر مباشرة إلى كحول ، بينما يحتاج النشا إلى أن يتحول إلى سكر.

التخمير عملية مشابهة للعملية التي تستخدم لصنع البيرة والنبيذ.

أما بالنسبة للإيثانول النقي ، فيتم الحصول عليه بالتقطير.

يتم استخدامه في الوقود الممزوج بالبنزين ، إما بمستويات منخفضة في المركبات العادية (تصل إلى 10٪) أو بمستويات أعلى في السيارات التي تم تكييفها لاستيعاب كل من البنزين والإيثانول ، والمعروفة باسم مركبات "الوقود المرن".

يمكن أيضًا حرق الإيثانول في شكل نقي تقريبًا في محركات الإشعال بالشرارة المعدلة قليلاً. يحتوي لتر من الإيثانول على ما يقرب من ثلثي الطاقة التي يوفرها لتر من البنزين. ومع ذلك ، عند مزجه مع الجازولين ، يحسن الإيثانول أداء الاحتراق ويقلل من انبعاثات أول أكسيد الكربون وأكسيد الكبريت.

المنتجان الرئيسيان للإيثانول هما: البرازيل والولايات المتحدة.

وقود الديزل الحيوي و HVO

يتم إنتاج وقود الديزل الحيوي عن طريق الجمع بين الزيوت النباتية والدهون الحيوانية أو الدهون مع الكحول. يمكن خلط وقود الديزل الحيوي بوقود الديزل التقليدي ، أو حرقه في شكله النقي في محركات الاشتعال بالضغط.

يحتوي على طاقة أقل إلى حد ما من الديزل (88٪ إلى 95٪).

يمكن أيضًا اشتقاق وقود الديزل الحيوي من مجموعة واسعة من الزيوت ومن هذه الزيوت (بذور اللفت وفول الصويا وزيت جوز الهند (الجاتروفا والنخيل)) ، وبالتالي يمكن أن يُظهر الوقود الناتج مجموعة متنوعة من الخصائص الفيزيائية أكثر من الإيثانول.

يختلف الزيت النباتي HVO ، أو الزيت النباتي المهدرج ، عن الديزل الحيوي في طريقة الإنتاج وجودة المنتج النهائي. يتم إنتاج HVO عن طريق المعالجة المائية للزيوت والدهون. يمكن أيضًا خلطها مع الديزل بدون حد الخلط. يشار إلى HVO أيضًا باسم الديزل المتجدد.

يمكن أيضًا تشغيل محركات الديزل بالزيوت النباتية والدهون الحيوانية ، على سبيل المثال باستخدام زيوت الطهي من المطاعم والدهون من صناعات معالجة اللحوم.

الشروع الإتحاد الأوربي إنه المنتج الرئيسي للديزل الحيوي.

تنتج كل من عمليات إنتاج الإيثانول الحيوي والديزل الحيوي منتجات ثانوية إضافية مثل علف الحيوانات.

الوقود الحيوي المتقدم أو الجيل الثاني

يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد الأولية لإنتاج وقود النقل الذي يساهم في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالوقود الأحفوري التقليدي. من الممكن أيضًا مزج بعض أنواع الوقود الحيوي هذه مع أنواع الوقود التقليدية وأنواع أخرى لتكون متوافقة تمامًا مع المركبات الحالية ، وبالتالي يمكن استخدامها كبدائل كاملة للوقود التقليدي.

كيف ترتبط أسواق الزراعة والطاقة والوقود الحيوي؟

توفر الزراعة في دورها الطاقة وتستخدمها ، لذا فإن أسواق الزراعة والطاقة مرتبطة ارتباطًا وثيقًا. كلما كان الطلب على الوقود الحيوي السائل أسرع يربط بين الزراعة والطاقة بشكل وثيق أكثر من أي وقت مضى ، من خلال قوى السوق والسياسات الحكومية التي تشجع على استخدام الوقود الحيوي.

يتنافس الوقود الحيوي السائل مثل الإيثانول الحيوي والديزل الحيوي المشتق من المحاصيل الزراعية مع الوقود الأحفوري في سوق الطاقة. والسبب في ذلك أن الوقود الحيوي المنتج لا يزال صغير الحجم مقارنة بالسوق العالمية للوقود البترولي ، لأن أسعار النفط محرك مهم لأسعار الوقود الحيوي والمواد الخام الزراعية.

هناك أيضًا منافسة بين المحاصيل الزراعية المزروعة لإنتاج الطاقة والمحاصيل الغذائية على الموارد. على سبيل المثال ، يمكن استخدام قطعة أرض معينة لزراعة الذرة لإنتاج الإيثانول أو للطعام.

سيبيع المزارع المحصول إلى معالج الإيثانول أو الديزل الحيوي ، وذلك إذا كان السعر المستلم أعلى مما يمكنه الحصول عليه من مصادر أخرى مثل معالجة الطعام. نتيجة لذلك ، عندما تكون قيمة المواد الأولية للوقود الحيوي مرتفعة ، فإن أسعار المحاصيل الزراعية الأخرى سوف تميل إلى الارتفاع. هذا هو السبب في ضرورة إنتاج الوقود الحيوي من الجيل الثاني من المحاصيل الزراعية غير الغذائية مثل الخشب أو العشب ، للقضاء على المنافسة بين الغذاء والوقود. ومع ذلك ، قد لا يتم القضاء على هذه المنافسة.

التأثيرات البيئية للوقود الحيوي

  • انبعاثات غازات الاحتباس الحراري
  • التحلل البيولوجي
  • التحلل البيولوجي في البيئة المائية
  • التلوث
  • انبعاث الكربونيل

عند استبدال الوقود الأحفوري بالوقود الحيوي ، يمكن لبعض أنواع الوقود الحيوي تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، لكن التأثيرات الصافية التي ستؤدي إلى تغير المناخ تعتمد على مكان إنتاج المواد الخام ومن أين سيتم إنتاجها. تتغير انبعاثات الكربون الناتجة عن استخدام الأراضي عندما يتم تحويل الغابات أو المراعي إلى أراضٍ زراعية يمكن أيضًا أن يبطل إلى حد كبير وفورات غازات الاحتباس الحراري من استخدام الوقود الحيوي للنقل.

يمكن أن يهدد الإنتاج الواسع النطاق للوقود الحيوي الأراضي وموارد المياه والتنوع البيولوجي. لذلك ، من المطلوب أن يتم وضع تدابير السياسة المناسبة للحد من الآثار السلبية المحتملة.

قد تكون بعض البلدان قادرة على تطوير قطاع وقود حيوي قابل للاستمرار اقتصاديًا وهذه البلدان هي بالتأكيد دول ذات موارد طبيعية وفيرة وبنية تحتية ومؤسسات مناسبة. ومع ذلك ، لا يمكن للوقود الحيوي السائل إلا أن يساهم بشكل محدود في الإمداد العالمي بوقود النقل.

أما بالنسبة "للوقود الحيوي من الجيل الثاني" المصنوع من السليلوز واللجنين ، فيمكن أن يوسع الفرص.

يجب أن يكون الدافع الرئيسي لنمو الوقود الحيوي هو السياسة ، وليس قوى السوق. لذلك يجب مراجعة السياسات من أجل تجنب الآثار السلبية وتعزيز إنتاج الوقود الحيوي المستدام.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى