استخدامات الوقود الحيوي

اتجهت البلدان الصناعية في السنوات الاخيرة إلى وجود بدائل للوقود تكون صديقة للبيئة وأقل ضرراً على حياة الانسان، وذلك نتيجة لإدراكها لحجم المخاطر الناتجة عن احتراق الوقود، والذي يسبب أضراراً للإنسان والبيئة مثل الاحتباس الحراري، ولذلك سعت هذه الدول لاستخدام الطاقات البديلة أو المعروفة بالطاقة النظيفة أو الوقود الحيوي. فماهي استخدامات الوقود الحيوي؟ 

الوقود الحيوي

هو الوقود الذي يتمُّ تكوينه من المواد العضوية أو من الكتلة الحيوية (مثل الذرة أو السكر)، أو الزيوت النباتية، أو النفايات الأولية. وهو أكثرُ تعقيدًا من تكوين الوقود الأحفوري، حيثُ يحتوي الوقود الحيوي على ذرات الأكسجين، وقد يشمل تركيبها الكيميائي على الأحماض والإسترات والكحوليات، ويُمكن إنتاج الوقود الحيوي من النباتات أو من النفايات الزراعيّة والمنزليّة والتجاريّة والصناعيّة إذا كانت النفايات من أصل بيولوجي.

كما أنه في المستقبل من الممكن أن يساعد في إزالة الكربون من قطاعات الطيران والنقل البحري وقطاع النقل الثقيل.

طالع أيضا: موضوع عن الوقود الحيوي

أنواع الوقود الحيوي

ينقسم الوقود الحيوي من ناحية الشكل إلى ثلاثة أنواع رئيسة وهي:

الوقود الحيوي الصلب: استخدم هذا النوع منذ القِدم ويشمل الأخشاب والقش والنباتات الجافة والفحم والمخلفات النباتية ومخلفات مصانع قصب السكر وعصير الفواكه ومعاصر زيت الزيتون وغيرها، كما يشمل فضلات الحيوانات (سماد وروث) وكذلك القمامة.

الوقود الحيوي السائل: يتم إنتاجه من المحاصيل التي تحتوي على السكر والنشا، وكذلك التي تحتوي على زيوت، ويُعد هذا الوقود من أفضل أنواع الوقود. ويتضمن الوقود الحيوي السائل الأنواع التالية:

• وقود الديزل الحيوي: 

يتم انتاج الديزل الحيوي من التفاعل الكيميائي بين الزيوت النباتية والكحول، ومن خلال تفاعل الأسترة يتم إنتاج هذا النوع من الوقود. 

ويُصنع الديزل الحيوي من بعض الزيوت النباتية مثل زيت بذور اللفت وزيت النخيل والخردل وجوز الهند وفول الصويا، ويعتبر المصدر الرئيسي لإنتاج الديزل الحيوي نظراً لسرعة نموه، لكنه لا يعتبر المصدر الأفضل لإنتاج الديزل الحيوي حيث تتفوق عليه بذور اللفت والخردل بثلاث مرات.

وتم تشغيل أول محرك ديزل بزيوت نباتية ساخنة، في 10 أغسطس 1893 تم انتاجها من حبوب الفول السوداني، حيث أصبح هذا اليوم يحتفل به العالم كل عام “اليوم العالمي للديزل”. ويعتبر الاتحاد الأوروبي هو المنتج الأساسي لوقود الديزل الحيوي.

• كحول الإيثانول الحيوي

هو نوع من أنواع الكحول ويُصنع الإيثانول من كثير من المواد العضوية بما فيها الذرة والقمح وقصب السكر والأعشاب البحرية والسليلوز المكون الرئيسي لكثير من الأجزاء النباتية والذي يتم الحصول عليه من المخلفات الزراعية ومن بقايا تصنيع الورق. لكن أفضل مصدر لصناعة الإيثانول هو قصب السكر نظراً لاحتوائه على السكريات التي يتم تخميرها لتتحول إلى كحول. 

ويتم استخدامه في الوقود الممزوج بالبنزين، إما بمستويات منخفضة في المركبات العادية (حتى 10٪) أو عند مستويات أعلى في السيارات التي تم تكييفها لأخذ كل من البنزين والإيثانول، والمعروف باسم مركبات “الوقود المرن”. والمنتجون الرئيسيون للإيثانول هم: البرازيل والولايات المتحدة.

الوقود الحيوي الغازي

يتم انتاج الغاز الحيوي من روث الحيوانات والمخلفات العضوية من خلال تخمر هذه الفضلات، وهو يحتوي على خليط من عدة غازات، أهمها الميثان وثاني أكسيد الكربون ونسب قليلة من الأمونيا والنيتروجين والهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت. وأماكن استخدام هذا الغاز في المجتمعات الريفية في الهند وباكستان والذي يعتبر بديلاً للغاز الطبيعي، حيث يستعمل للطهي وإنتاج الطاقة الكهربائية وتشغيل المحركات.

استخدامات الوقود الحيوي

يتمتع الوقود الحيوي بالكثير من الصفات والخصائص الكيميائية والفيزيائية التي تؤهله لأن يكون وقودا ممتازا للسيارات والطائرات وللقطارات ولمختلف وسائل النقل المختلفة.

وتوضح الدراسات أن الطائرات التي تستخدم هذا الوقود يُمكنها الطيران لمسافات أبعد، مع حمولة أكبر، ومعدل انبعاثات أقل لغاز ثاني أكسيد الكربون، مُقارنةً بالطائرات التي تستخدم الوقود التقليدي.

ونظراً لاحتوائه على عدد أقل من ذرات الكربون عند مقارنته بالوقود الاحفوري ، فإن ذلك يؤدي إلى أن تكون كمية المادة الملوثة المنطلقة عند احتراقه أقل ، أيضا فإن هذا الوقود يكاد يخلو من الكثير من الملوثات الكيميائية الموجودة في الوقود الأحفوري التقليدي، كالرصاص والكبريت والمعادن الثقيلة، كذلك فهو مهم لتخفيف الانبعاثات الغازية الضارة على البيئة.

أول رحلة طيران في العالم باستخدام الوقود الحيوي

سيَّرت مؤسسة الاتحاد للطيران وبإشراف من جامعة خليفة للعلوم والتقنية، في يناير/كانون الثاني 2019، أول رحلة طيران تجارية في العالم باستخدام وقود حيوي مستدام مُنتَج محليًا من النباتات المزروعة في المياه المالحة في دولة الإمارات.

وزودت المؤسسة طائرة من طراز بوينج 787 ذات محركات جنرال إلكتريك من فئة «GEnx-1B» بالوقود الحيوي المحلي، لتنطلق في رحلة من أبوظبي إلى امستردام، لتمثل إنجازًا مهمًا في مسيرة تطوير وقود طائرات بديل ونظيف بيئيًا بهدف تقليل انبعاثات الغازات السامة، والتقليل من الاحتباس الحراري.

واستخرجت المؤسسة الوقود المستدام المستخدم في الرحلة، من الزيوت الموجودة في نباتات الساليكورنيا، المزروعة في منشأة «النظام المتكامل للطاقة والزراعة بمياه البحر» الممتدة على مساحة هكتارين في مدينة مصدر في أبوظبي.

على الرغم من أن إنتاج الوقود الحيوي ينتج ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي إلا أنه كثيرًا ما يستخدم في زراعة النباتات التي سيتم تحويلها إلى وقود، هذا يسمح لها بأن تصبح شيئًا قريبًا من نظام الاكتفاء الذاتي، إلى جانب ذلك فإن الوقود الحيوي قابل للتحلل البيولوجي مما يقلل من احتمال تلوث التربة وتلوث المياه الجوفية أثناء النقل أو التخزين أو الاستخدام.

طالع أيضا: طاقة الكتلة الحيوية ppt

وبهذا نكون قد وضحنا في هذا المقال استخدامات الوقود الحيوي.