بحث عن الوقود الحيوي

v  الوقود الحيوي:(biofuels) 

    هو الطاقة المستمدة من الكائنات الحية سواء النباتية او الحيوانية منها، وهو احد اهم مصادر الطاقة المتجددة، على خالف غيرها من الموارد الطبيعية مثل النفط والفحم الحجري وكافة انواع الوقود الاحفوري والوقود النووي. الوقود الحيوي هو وقود نظيف يعتمد انتاجه في الاساس على تحويل الكتلة الحيوية سواء كانت ممثلة في صورة حبوب ومحاصيل زراعية مثل الذرة وقصب السكر او في صورة زيوت مثل زيت فول الصويا وزيت النخيل وشحوم حيوانية، الى ايثانول كحولي او ديزل عضوي مما يعني امكانية استخدامها في الانارة وتسيير المركبات وادارة المولدات، وهذا حادث فعالً وعلى نطاق واسع في دول كثيرة ابرزها الولايات المتحدة الامريكية والبرازيل وألمانيا والسويد وكندا والصين والهند. من هنا يمكننا ان نصنف الوقود إلى نوعان هما الوقود الحيوي ، وإلى النوع الثاني وهو الوقود المشتق من النفط المستخرج من الابار الارضية حيث يمكننا تصنيفه إلى الوقود الغير حيوي أو الغير قابل للتجديد، ويمكننا استنتاج ان ارتفاع انتاج الوقود الحيوي في العالم من شأنه أن يؤثر بشكل سلبي على انتاج وأسعار الوقود الغير حيوي أو الغير قابل للتجديد مما يؤثر سلباً على إيرادات دول الشرق الاوسط حيث أن هذه الدول تعتمد بشكل كبير على انتاج النفط الطبيعي أو الغير حيوي.

vالمواد المستخدمة (محاصيل الطاقة):

يستخدم هذا المصطلح للدلالة على بعض الأنواع الزراعية أو الحشائش التي تزرع بغرض   استعمالها لإنتاج الطاقة.

 يمكن تقسيم محاصيل الطاقة إلى ثلاثة أقسام:

•        المحاصيل التي تستخدم لإنتاج الإيثانول الحيوي:   مثل الذرة و قصب السكر، بالإضافة         إلى إمكانية تحضير الإيثانول من أي مركب عضوي

•         المحاصيل التي تستخدم لإنتاج الديزل الحيوي : مثل فول الصويا السلجم والكاميلينا.

•        المحاصيل التي تستخدم لإنتاج الطاقة الحرارية عن طريق الحرق: من أمثلة هذه النباتات الثمام العصوي ولحية الرجل والحشيشة الفضية. كذلك يمكن استخدام بقايا المحاصيل أو الأخشاب.

vأنواع الوقود الحيوي:

     يعتمد نوع الوقود الحيوي على نوع المحصول الذي يتم استخراج منه هذا الوقود البديل،            ويطلق على البعض منها بمحاصيل الطاقة، للدلالة على أنواع النباتات التي ينتج منها الوقود        الحيوي، ومن أبرز هذه الأنواع كالآتي:

       الإيثانول الحيوي:

هو من الكحوليات الكيمائية ويرمز له بالصيغة الكيميائية C2H5OH، ويتميز بأنه مادة عديمة اللون قابلة للاشتعال.

يستخرج كحول الإيثانول من تخمير الذرة، والقمح، وقصب السكر، والشعير، وغيرها من المواد العضوية.

من أبرز مجالات استخدامه في: صناعة العطور، والمشروبات الكحولية، والمحركات الميكانيكية التي تعتمد على الإيثانول.

إنتاج بعض الدول من الإيثانول الحيوي على مستوى العالم

الدولة	الإنتاج بالمليون جالون	النسبة المئوية
الولايات المتحدة الأمريكية	11.993	54.6
البرازيل	7.270	33.2
الصين	555	2.5
كندا	304	104

          الديزل الحيوي:

يستخرج الديزل الحيوي من خلال التفاعل الكيميائي الذي يحدث ما بين المواد المستخلصة من الزيوت النباتية، والدهون الحيوانية بوجود مادة الإيثانول.

يعتبر الديزل الحيوي أكثر أمانًا عند الاحتراق، وأقل انبعاثًا لملوثات الهواء.

o        
    الغاز الحيوي:

يستخرج  الغاز الحيوي من خلال عملية التحلل الحيوي بانعدام وجود الأكسجين التي تحدث للمواد العضوية، مثل الأسمدة، ومياه الصرف الصحي، والنفايات الصلبة، والنباتات.

يستخدم هذا الغاز في أغراض الطهي، وفي المحركات الحرارية.

    الميثانول:

يستخرج الميثانول من عملية التقطير لحرق الأخشاب بانعدام وجود الهواء.

يسمى بالكحول الخشبي ويرمز له بالصيغة الكيميائية CH3OH، ويتكون من الهيدروجين، والكربون، والأكسجين.

vمصادر إنتاج الوقود الحيوي:

وقود الطحالب: لأن الطحالب تنمو في المياه فإنها تتغلب على واحدة من المشاكل الأساسية التي تواجهها أنواع الوقود الحيوي الأخرى، وهي التنافس على الأرض مع المحاصيل الزراعية الأخرى. وبعض الأشكال الشائعة من الطحالب هي الأعشاب البحرية وزبد البُرك المائية، والتي لاتعتبر نباتات حقيقة ولكنها تقوم بعملية التمثيل الضوئي، حيث يمكن للطحالب تخزين ما يصل إلى 50%من وزن أجسامها من الدهون، وبالتالي تنتظر تحويلها إلى الغاز لإنتاج الإيثانول.

الذرة: تعتبر أكبر مصادر الوقود الحيوي، في الوقت الراهن ولكنها تحتاج إلى مجهود كبير، ويعتبر الإيثانول المستخرج منها أكثر استدامة من البترول، لكن عملية إنتاج الوقود منها مكلفة، ولديها معدلات استهلاك عالية للطاقة.

قصب السكر: في عالم إنتاج الوقود الحيوي فإن قصب السكر يعتبر المصدر الثاني الأكثر استخداماً على نطاق واسع بعد الذرة.

الدهون الحيوانية: يمكن تحويل بقايا الدهون من المنتجات الغذائية الحيوانية إلى زيت واستخدامه بعد ذلك كوقود للسيارات، ولكن تحتل الدهون الحيوانية مرتبة منخفضة في قائمة إنتاج الوقود الحيوي بسبب الصعوبة في تجميعها.

المخلفات الورقية: يرى بعض الباحثين إمكانية تحويل بعض المخلفات إلى إنتاج الوقود الحيوي، ولكن المخلفات الورقية تأتي في أسفل قائمة مصادر إنتاج الوقود الحيوي.

vأجيال الوقود الحيوي:

الجيل الأول:

الزيوت النباتية.

الديزل الحيوي.

الغاز الحيوي.

الكحول الحيوي.

الغاز الصناعي.

الجيل الثاني:

محاصيل غير غذائية.

المخلفات الحيوية كالقش والخشب.

محاصيل متخصصة بالطاقة الحيوية وتتضمن:

الوقود الحيوي السليليوزي.

الهيدروجين الحيوي.

ثنائي ميثل الحيوي.

ديزل الهيدروجين الحيوي.

الجيل الثالث:
     وقود الخلايا النباتية ’’الزيت الطحلبي’’ وفيه نسبة الزيت من 20-50% من الوزن الجاف،         ومعدل سريع للنمو، كما تعيش في المياه المالحة.

vفوائد استخدام الوقود الحيوى:

     بعتبر الوقود الحيوي هو بمثابة وقود بديل عن الوقود الذي يسبب تلوثًا للبيئة، و تكمن أهمية         الاعتماد على الوقود الحيوي في العديد من مجالات الحياة لأسباب عديدة منها:

o      مصادره لاتتوقف ابدا طالما هناك حياة لانه يستمد من النباتات والكائنات الحيه.

o      اقتصادي التكلفه مقارنة بالوقود التقليدي.

o      صديق للبيئه غير مؤثر على الطبيعه.

o      لا يحتاج لماكينات أومنظومات معقده لأحتراقه.

o      من السهل الحصول عليه واستخلاصه طالما تتمكن من طريقة تحضيره او تصنيعه.

o      له العديد من الاستخدامات التى يصعب على البشر استخدام الوقود الاحفورى فيها  نظرا للتكلفه.

o      لايستطيع احد احتكاره كما هو حاصل مع مافيا البترول.

o      تستطيع به الدول الفقيره النهوض بأقتصاد شعوبها بأساليب مختلفه.

o      يمكن اسعار الوقود التقليدى.استخدامه فى معظم الصناعات المهدده بالانقراض بسبب أرتفاع

o      يتيح الفرصه للعديد من المجتماعات ان تنشأ مشاريع عملاقه تجلب لهم الملايين.

vسلبيات الوقود الحيوي:

تواجه تقنيات إنتاج الوقود الحيوي الكثير من الانتقادات، بسبب التوسع المستمر الذي تقوم فيه الدول للحصول على هذا النوع من الطاقة، مما يتسبب بآثار ضارة على البيئة والأمن الغذائي والتأثير على التربة.

المخاوف الأساسية التي ظهرت من التوسع في إنتاجه من المحاصيل الزراعية بأنه سوف يؤدي إلى ارتفاع أسعار الغذاء بشكل كبير، وكان العام 2007 خير دليل على ارتفاعها، مما جعل البعض يؤكد أن التوسع في إنتاجه سيأتي على حساب الشعوب الفقيرة.

من هنا أكد الخبراء على ضرورة التوسع في الإنتاج من المخلفات الزراعية، وليس على حساب المحاصيل نفسها، عملاً بمبدأ حماية الإنسانية، حيث حذر خبراء من الأمم المتحدة من التوسع في إنتاجه مؤكدين على الضرر الذي سيلحق بالموارد الغذائية..

وطالبوا بمنع إنتاجه من المحاصيل الزراعية الرئيسية، مثل القمح والذرة والشعير، لأنه ينعكس سلباً على الشعوب الفقيرة، حيث كشف تقرير لمنظمة الفاو أن التوسع في إنتاج الوقود الحيوي بنسبة1%يؤدي إلى تجويع 60 مليون إنسان في العالم.

vالوقود الحيوي بالمقارنة مع أنواع الطاقة الأخرى:

وبالمقارنة مع باقي مصادر الطاقة من حيث إمكانيات الطاقة والمزايا المتعددة من حفاظ على البيئة والخفض من الاحتباس الحراري واستخدام المصادر المتاحة حالياً للطاقة المُتجددة، سواء كان مصدرها ثابت مثل الشمس أوالرياح أوالأمواج وحركات المد والجذر أورخص تكلفتها وإمكانية إنتاجه في أقصر وقت وفي أبقعة من بقاع الأرض، بسبب توافر موادها الأولية وعدم تقييدها بأي عوامل جغرافية أو طبيعية، وهي ميزة كبرى تفتقدها مصادر الطاقة الغير حيوية الأخرى الطاقات المتجددة أمثال الطاقة الشمسية التي ترتبط بمقدار وقت سطوع الشمس، وطاقة الرياح و التي لا يمكن توافرها طوال شهور العام، وهنا كذلك الطاقة الناتجة من المياه وهي تستلزم وجود سواحل على البحار وممرات مائية ووجود مناخ نشط في حركة المد والجزر .