يحظر في القنب الصناعي في الولايات المتحدة بسبب الجهل أو الدوافع الخفية إمكانية هائلة كوقود حيوي.

تلعب الطاقة الحيوية والوقود الحيوي دوراً مهماً في خفض استخدام الوقود الأحفوري كثيف الكربون - وهي نقطة يؤكدها تقرير الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ مما يؤكد الحاجة لمزيد من البحث لتحسين هذه التكنولوجيا.

ويتمثل أحد التحديات الرئيسية في إيجاد أنواع وقود بديلة للنقل ، والتي تعتمد حالياً بشكل كبير على الوقود الأحفوري ، ومسؤولة عن 25٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الاتحاد الأوروبي. من بين بدائل الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح والمد والجزر والطاقة الشمسية ، فهي عبارة عن كتلة حيوية غير قابلة للأكل (على نطاق واسع ، أي مادة بيولوجية مشتقة من النباتات أو الكائنات الحية الأخرى) يمكنها توفير وقود نقل مستدام "منخفض" قابل للتنزيل. .

إن مثل هذا الوقود الحيوي السائل ذي الكثافة العالية للطاقة سوف يتناسب بسهولة مع شبكات توزيع الوقود العالمية الهائلة الموجودة بالفعل. وتتطلب مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الرياح والطاقة الشمسية ، رغم أنها مناسبة تمامًا لتشغيل المنازل الثابتة والصناعة ، تحقيق اختراقات كبيرة في تكنولوجيا البطاريات قبل أن تتمكن من منافسة البنزين والديزل والوقود الحيوي السائل.

مع تزايد النقل والانبعاثات ، هناك حاجة إلى بديل سريع. الوقود الحيوي المشتق من النفايات يمكن أن يحل محل 16٪ ، أو 37m tonnes ، من النفط المستخدم في مركبات الطرق في الاتحاد الأوروبي وحده بواسطة 2030. لكن التاريخ أظهر كيف يمكن أن يكون إدخال تكنولوجيات جديدة وتحويلية بطيئًا ، خاصة عندما يسعون إلى اغتصاب البنية التحتية المدمجة للغاية للوضع الراهن.

المواد الخام المهدرة يمكن أن تنتج الوقود الحيوي

في كل عام تنتج الهند أكثر من 200m طن من النفايات الزراعية غير الصالحة للأكل مثل الأرز وسيقان القطن ، وهي غير صالحة للاستهلاك البشري أو العلف الحيواني أو الفراش. يتم حرق معظم بشكل غير قانوني لتسريع عملية تدوير المحاصيل. هذا يطلق كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، ويهدر الهيدروكربونات الثمينة التي يمكن استخدامها. تنتج أوروبا أطنان 900m من النفايات الزراعية والغابات والنفايات الغذائية - وكلها غنية بالسكريات المملوءة بالطاقة.

ما هو تيار النفايات المستخدم كمواد خام للمواد الخام للوقود الحيوي سيختلف من منطقة إلى أخرى ، لذا فإن التحدي الرئيسي هو تطوير التكنولوجيا التي يمكنها معالجة الكتلة الحيوية بخصائص فيزيائية وكيميائية متنوعة للغاية. على سبيل المثال ، لحاء الصنوبر ، والتبن ، وقشور الذرة ، والنشويات. إن جلب هذا الاستخدام من شأنه أن يجلب منافع كبيرة للصناعة والاقتصاد: فبدلاً من دفع ثمن حرق نفايات الكتلة الحيوية ودفنها ، يمكن للشركات بيعها كنقطة انطلاق لإيجاد وقود ثمين ووقود الديزل ووقود الطائرات.

في المعهد الأوروبي لأبحاث الطاقة الحيوية (EBRI) نحن نعمل على الهندسة اللازمة. وتشمل الحلول تحويل حراري كيميائيلتوليد الطاقة الموزعة مثل المزارع الصغيرة وأبراج الاتصالات. تستخدم العمليات الحرارية الكيميائية ، مثل الانحلال الحراري ، الحرارة (بدلاً من الحرق) لفرض تفاعل كيميائي. ويمكن تسريع هذا بشكل كبير وتوجيهه باستخدام العوامل الحفازة لخفض الحواجز التي تعترض كسر الرابطة الكيميائية.

في درجات الحرارة العالية ، الروابط الكيميائية بين ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين في كسر الكتلة الحيوية. وتشمل المنتجات مادة صلبة تسمى الفحم الحيوي (مثل الفحم النباتي ، ولكنها غير مشتقة من الفحم) ، والتي تستخدم كمحسّن للتربة أو وقود تسخين صلب. كما أنه ينتج سائلاً يمكن استخدامه كديزل حيوي لتشغيل محركات الاحتراق ، وكمية صغيرة من الغاز الحيوي الذي يمكن حرقه للحفاظ على التفاعل الحراري للحرارة ، مما يؤدي إلى درجة من الاكتفاء الذاتي تقلل من التكلفة الإجمالية للعملية.

يمكن للنُهُج المماثلة التي تتبعها الشركات الخاصة والممولة من قبل الدولة في جميع أنحاء العالم أن تحدث ضجة مضاعفة لإزالة الانبعاثات الكربونية من حرق النفايات ، وفي الوقت نفسه تنتج أنواع وقود عالية الكثافة من الطاقة. التزمت الخطوط الجوية البريطانية هذا الشهر بشراء أطنان 50,000 من وقود الطائرات النفاثة المشتقة من biowaste لتصنيعها في مصنع في Thurrock ، Essex ، كجزء من صفقة مع شركة الوقود المستدام Solena. وأحد أكبر أبطال الوقود الحيوي هو الجيش الأمريكي ، الذي يقدم حالياً قروضاً بقيمة 4 دولار أمريكي لشركات قادرة على المساعدة في تسويق التكنولوجيا المطلوبة ودفعها إلى الأمام.

تحديث الوقود الحيوي: أكثر عملية واقتصادية وفورية

من المهم إنهاء اعتماد المجتمع على استخدام أنواع الوقود غير المتجددة التي تعتمد على الكربون. لكن هذا لا يمكن أن يتم على حساب المحاصيل الغذائية (باستخدام الذرة لخلق الإيثانول ، على سبيل المثال) أو الأراضي المستخدمة في المحاصيل الغذائية ، كما كان الحال مع ما يسمى بالجيل الأول من الوقود الحيوي. وقد أدى الضغط الذي فرضه هذا على الأمن الغذائي في بعض أنحاء العالم إلى تشويه سمعة الوقود الحيوي.

ولكن من الضروري عدم إلقاء الطفل مع ماء الحمام: يحثنا تقرير الفريق على استكشاف إمكانات جميع مصادر الطاقة البديلة. يمكن للجيل الثاني من الوقود الحيوي استخدام النباتات غير القابلة للأكل (مثل الأعشاب) التي يمكن أن تنمو على التربة التي لا تستطيع المحافظة على المحاصيل الغذائية. والأفضل من ذلك ، أن الاختيار الدقيق للمعالجة والتخلص من الكتلة الحيوية للنفايات يمكن أن يعجل الانتقال عن الوقود الأحفوري - لا يمكننا ببساطة أن نستخرج الوقود الحيوي كحل موثوق لاحتياجات العالم المستقبلية من الطاقة ، كما فعل البعض. تعتبر حلول الطاقة الحيوية أكثر عملية واقتصادية وفورية من العديد من البدائل.

إن مؤلفي تقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ محقون تماماً في تسليط الضوء على الحاجة الملحة إلى تغيير استراتيجيات السياسة والاستثمار. يجب أن تعمل وكالات التمويل ، والصناعة الخاصة ، والمنظمات غير الحكومية معًا لتركيز جهود البحث والتطوير في مجال الطاقة الحيوية ، وتحديد المشاريع التي ستؤدي إلى التغيير السريع ، دون المساس بالاحتياجات البيئية والزراعية. الساعة تدق.

ما ورد أعلاه تم نشره في الأصل المحادثة

ملاحظة المحرر: شاهد الفيديو التالي الذي يوضح حلاً عمليًا واقعيًا ينفذه المراهقون في رود آيلاند:

{youtube} fgCevU-HI0Y {/ youtube}

يمكن أن تكون فصول الشتاء في نيو إنجلاند قاسية ، خاصة بالنسبة لأولئك الذين لا يستطيعون تسخين منازلهم. عندما كانت في الصف الخامس ، علمت كاساندرا لين أن زيت الطهي المستعمل يمكن تحويله إلى وقود ديزل حيوي رخيص ونظيف لتحضير المنازل. في نفس العام ، تأسست 2008 ، لين تحويل الشحوم إلى وقود (TGIF) ، وهي مجموعة من الشباب التي تحصل على مطاعم محلية للتبرع بمواد المطبخ الخاصة بها لإعادة تدويرها ومشاركتها مع المؤسسات الخيرية التي تحدد العائلات التي تحتاج إلى مساعدات التدفئة. حتى الآن ، ساعدت شركة Lin's في تعويض أكثر من 2 مليون باوند من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من خلال الترويج لاستخدام وقود الديزل الحيوي.

في 2011 ، قامت لين وفريقها بصياغة مشروع قانون يتطلب من جميع الشركات في ولاية رود آيلاند إعادة تدوير نفاياتها من زيت الطهي والعمل مع المشرعين المحليين للحصول على الموافقة عليه. للوصول إلى مشروع القانون ، انقر فوق هنا.

أقر المشرعون بالولاية قانون إعادة تدوير زيت الطهي المستعمل في يونيو 2011 ودخل القانون حيز التنفيذ في يناير 2012 ، لتوسيع جهود TGIF في المجتمعات المجاورة. شبكة الأعمال والجمعيات الخيرية المحلية التي أنشأتها لين وفريقها هي في حد ذاتها آلة جيدة التزيت تلبي احتياجات أفراد المجتمع وتقلل من النفايات والتلوث. (مزيد من المعلومات حول كاساندرا.)

حول المؤلف

آدم لي أستاذ الكيمياء المستدامة في جامعة أستون. ويركز بحثهم على تطوير محفزات غير متجانسة لعمليات كيميائية مستدامة ، وتحديدًا تحويل الكتلة الحيوية المتجددة والنفايات إلى وقود وكيماويات قيمة.

كارين ويلسون هي رئيسة مدير الحفز والأبحاث في المعهد الأوروبي لبحوث الطاقة الحيوية (EBRI) في جامعة أستون. وقبل ذلك ، كانت عضوًا في معهد كارديف للحفز الكيميائي وحصلت على زمالة لمدة أربع سنوات في الجمعية الملكية للعمل مع جونسون ماثي على تطوير المحفزات لتخليق الوقود الحيوي. قامت بأبحاث ما بعد الدكتوراه في مركز الامتياز للكيمياء الخضراء في جامعة يورك (1998-99) وفي جامعة كامبريدج مع البروفيسور ريتشارد إم لامبرت (1996-98).

أوصى كتاب:

السحر الأخضر: الحفظ ، والطاقة الشمسية ، والبستنة العضوية ، ومهارات عملية أخرى من مجموعة أدوات التكنولوجيا المناسبة - بقلم جون مايكل جرير

في العصور القديمة ، كان الساحر مفكراً مستقلاً كان مخزونه الرئيسي في التجارة نصيحة جيدة ، مدعوماً بتعليم شامل في الزراعة والملاحة والعلوم السياسية والعسكرية واللغات والتجارة والرياضيات والطب والعلوم الطبيعية. هذا الكتاب هو من الضروري قراءة أي شخص مهتم بالحد من اعتمادنا على النظام الصناعي المثقل بالأعباء ، وفي عالم يعاني من نقص خطير في الطاقة والمتاعب الاقتصادية ، يجعل الحياة أقل صدمة وأقل قابلية للعيش. من المفاهيم الأساسية للإيكولوجيا إلى مجموعة كبيرة من التقنيات العملية ، يعتبر Green Wizardry دليلاً شاملاً للمعالج الحالي في التدريب.

اضغط هنا لمزيد من المعلومات و / أو لطلب هذا الكتاب.