انتاج الوقود الحيوي من الطحالب

انتاج الوقود الحيوي من الطحالب

استخدم الإنسان الطحالب منذ مئات السنين كغذاء أو علف للحيوانات أو علاجاً للأمراض أو كمخصبات زراعية، وذلك لغناها بالفيتامينات والأملاح المعدنية والمحتوى العالي للبروتينات في عدد كبير من أجناسها، ويُعد استخدام الطحالب في انتاج الطاقة واحداً من الخيارات الواعدة في حقل انتاج الطاقة المتجددة أو البديلة صديقة البيئة. في هذا المقال سنوضح كيف يتم انتاج الوقود الحيوي من الطحالب؟

ما هو الوقود الحيوي ؟

 يشير مصطلح الوقود الحيوي (Biofuel) إلى الوقود السائل أو الصلب أو الغازي المنتج بواسطة مصادر حية مثل النباتات والطحالب أو حتى نفايات الكائنات الحية والذي يمتلك الكثير من الطاقة المخزنة بداخله إضافةً إلى اعتباره أحد أنواع الطاقة المتجددة، كما يعتبر الوقود الحيوي بديلاً ممتازاً للوقود الأحفوري، ويمتاز بأنه غير ملوث للبيئة وسهل المنال ومستداماً.

ما هي الطحالب ؟

الطحالب هي كائنات حية تنمو في البيئات المائية  وقادرة على التقاط طاقة الضوء من خلال عملية التخليق الضوئي، محولة المواد غير العضوية (غالبا ماء + ثاني أكسيد الكربون) إلى مواد عضوية (سكريات) تختزن بداخلها الطاقة.

 وهناك نوعان من الطحالب: طحالب كبيرة وطحالب دقيقة، تُقاس الطحالب الكبيرة بالبوصة وهي الطحالب الكبيرة متعددة الخلايا التي غالبًا ما تُرى وهي تنمو في البرك، ويمكن أن تنمو هذه الطحالب الكبيرة بطرق متنوعة مثل الأعشاب البحرية. ومن ناحية أخرى، تُقاس الطحالب الدقيقة بالميكرومتر وهي طحالب صغيرة وحيدة الخلية تنمو عادةً في معلق داخل جسم مائي.

يتضاعف حجم الطحالب عادةً كل 24 ساعة، وخلال مرحلة ذروة النمو يمكن أن تتضاعف بعض الطحالب الدقيقة كل ثلاث ساعات ونصف تقريباً، ويتراوح محتوى الزيت في الطحالب الدقيقة بين 20 % و50 %، بينما يمكن أن تصل بعض السلالات إلى 80 % وهذا هو السبب في أن الطحالب الدقيقة هي محور التركيز في مجال انتاج الوقود الحيوي.

انتاج الوقود الحيوي من الطحالب

الوقود الحيوي من الطحالب هو وقود مستخلص من طحالب بحرية دقيقة وتنتج هذه الطحالب زيتاً يمكن تحويله إلى ديزل حيوي.

ان استخدام الكتلة الحية الطحلبية يُعد حلاً واعداً وذلك بسبب محتواها العالي نسبيًا من الزيت، بالإضافة إلى المعدل العالي لنمو الطحالب مقارنة بالنباتات الارضية كما انها تنمو في مختلف البيئات مثل المياه العذبة والمالحة والبيئة اليابسة، لذلك يمكن ممارسة الاستزراع الجماعي للطحالب في الأراضي غير الصالحة للزراعة باستخدام المياه المالحة غير الصالحة للشرب ومياه الصرف.

إن عملية انتاج الوقود الحيوي من الطحالب يدعى الجيل الثالث اذ تنتج الطحالب من 30 إلى 100 مرة طاقة في الهكتار الواحد مقارنة بالمحاصيل النباتية الأرضية كما أنها تعمل على إزالة غاز ثاني أكسيد الكربون بعملية البناء الضوئي، وتكون نسب انبعاثات أكسيد النتروجين والكبريت قليلة في الوقود الحيوي المنتج من قبل الطحالب مقارنة بالوقود الأحفوري.

طالع أيضا: طاقة الكتلة الحيوية ppt

استخدام الطحالب كوقود حيوي

تحتوي الكتلة الحيوية الطحلبية على ثلاثة مكونات رئيسية: الكربوهيدرات والبروتينات والدهون، وتُعد الدهون هي المكون الاساس في عملية انتاج الوقود الحيوي، والذي يتضمن الديزل الحيوي والزيت الحيوي و الغاز الحيوي، كما يمكن لبعض أنواع الطحالب إنتاج غاز الهيدروجين في ظل ظروف نمو متخصصة، بالإضافة إلى عدد من المركبات الأخرى كالميثان والايثانول وعدد كبير جدا من المركبات الكيميائية المختلفة.

 ويؤدي حرق الكتلة الحيوية من الطحالب بشكل مشابه للخشب أو هضمها اللاهوائي لإنتاج غاز الميثان الحيوي لتوليد الحرارة والكهرباء، كما يمكن أيضًا معالجة الكتلة الحيوية للطحالب عن طريق الانحلال الحراري لتوليد الزيت الحيوي الخام.

كيفية استخراج الوقود الحيوي من الطحالب

تُعد الطحالب من المصادر الهامة لإنتاج الوقود الحيوي، فيمايلي سنوضح طريقة ذلك:

  1. وضع الطحالب في أحواض وتهيئتها بالغذاء المناسب كثاني أكسيد الكربون، ودرجة الحرارة المناسبة وضوء الشمس.
  2. ترك الطحالب في هذه الأحواض لكي تقوم بالتكاثر، وعادةً ما تتطلب من 6 إلى 24 ساعة لتتضاعف وذلك على حسب النوع.
  3. يتم تجميعها عن طريق سباك مسامية للقيام بعصرها.
  4. بعد عملية عصر الطحالب يبدأ استخراج الزيت منها.
  5. القيام بمعالجة هذه الزيوت المستخرجة وتحويلها إلى ديزل حيوي الذي يتميز بأنه لا يقوم بتلويث الجو وذلك بخلاف الوقود الأحفوري.

هذا وتتكون الأجزاء المتبقية من الطحالب من كميات كبيرة من البروتينات والكربوهيدرات والمواد المغذية الأخرى، ما يجعل بقايا استخراج الزيت جذابة للاستخدام كعلف للحيوانات أو في منتجات أخرى ذات قيمة مضافة.

تعتبر الطحالب الدقيقة من المواد الأولية المثالية للديزل الحيوي، والتي يمكن أن تحل في النهاية محل الوقود البترولي بسبب العديد من المزايا، مثل محتوى الزيت المرتفع، ومعدلات الإنتاج المرتفعة، والأراضي الأقل. وحاليًا لا يزال إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب مكلفًا للغاية بحيث لا يمكن تسويقه. وبهذا نكون قد وضحنا مفهوم انتاج الوقود الحيوي من الطحالب.

طالع أيضا: تخصص القوى الكهربائية

 

أمنة أم يوسف

أمنة متخصصة في صحة الحامل والرضيع و تربية الاطفال في مختلف المراحل العمرية ، متحصلة على بكالوريوس في العلوم الاقتصادية والتجارية .

اترك تعليقاً

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