مصادر الطاقة البديلة ـ ما هي أنواع الوقود المستقبلية؟

يعد الوقود الحيوي صديقاً للبيئه، اذ ينتج عن عمليه احتراقه غاز ثاني اكسيد الكربون بكميه مكافئه لتلك المرتبطه بنمو النباتات. الا ان من الخطا حساب الامر علي هذا الشكل، حيث يرش المزارعون اسمده نيتروجينيه بكميات كبيره، من اجل انتاج هذا الكمّ المكثف من النباتات صناعياً، اضافه الي استهلاك كبير للطاقه الاحفوريه.

كما اوضحت دراسه لفريق الباحثين العالميين بقياده باول كروتزن في مركز ماكس بلاك للكيمياء في مدينه ماينز الالمانيه ان الطاقة الحيوية تنتج كميه اكبر من الانبعاثات الضاره بالبيئه بالمقارنه مع الطاقة الأحفورية النقيه. ولهذا السبب طالب الأتحاد الأوروبي مصنعي الوقود الحيوي باثبات حمايتهم لما لا يقل عن 35 بالمائه منها، وهو ما لا يطبق الا في حالة زراعه هذا الوقود الحيوي في اراض من الغابات المطريه الممسوحه سابقاً لهذا الغرض او المناطق الرطبه المنضبه.

وقود سيارات منتجه من النباتات

وينتج الوقود الحيوي من نباتات السلجم او الذره او قصب السكر، فمن السلجم يمكن تصنيع زيت السلطه وهو ما يمكن استخدامه كوقود لمحركات الديزل المحدّثه. الا ان زيت السلطه قد يؤدي الي اتلاف بعض محركات الديزل وذلك لكثافته العاليه. ولذا فالحل هو الديزل الحيوي، وهو يختلف عن زيت السلطه كيميائياً. خلافاً لزيت السلطه الذي ينتجه المزارعون انفسهم، يصنع الديزل الحيوي من النبات ذاته اي السلجم في مرافق عاليه التقنيه.

ويمكن الاستعاضه عن البنزين في وسائل النقل المعتمده علي البنزين باستخدام الاثناول الحيوي والذي تشبه طريقه تصنيعه عمليه تصنيع الخميره. ففي البدء يتم تخمير قصب السكر او الشمندر السكري او الذره او الحبوب ومن ثم تقطيرها. ويخلط الاثناول في كثير من البلاد بالبنزين، ففي المانيا يتوفر منذ عام 2008 هذا الخليط المدعو بـ"سوبر 10" في الاسواق. اما في بعض بلاد أمريكا اللاتينيه، فيتم استبدال البنزين العادي بعشرين بالمئه من الاثناول الحيوي.

حبوب جاتروفا تلائم زيوت الكيروسين.

بما ان الطحلب ينتج بطبيعته الزيوت، فانه يصلح بطبيعه الحال لان يكون ماده خام للوقود الحيوي. لكن الجانب الايجابي الاكبر في الامر هو ان الطحلب عند استنباته في منابت ضخمه يحتاج الي عشر المساحه المطلوبه في استنبات الذره او السلجم، مما يعني عدم مضاربه زراعه الطحالب علي المساحه اللازمه لزراعه المواد الغذائيه. وتنتج بعض الطحالب كميات كبيره جداً من الزيوت وهو ما يجعلها ملائمه لتصنيع كيروسين الطائرات. يذكر انه الي يومنا هذا لم ينتج الكيروسين الحيوي الا من زيت السلجم او النجيل او الجاتروفا.

في الوقت الحالي، يسعي العلماء الي انتاج الاثناول من الخشب او القش، اي من المخلفات النباتيه المحتويه علي السلولوز. الا ان المعضله هنا هو انه لا بد من استخدام نوع محدد من الانزيمات لفض تركيبه الليغنين الموجود في الالياف الخشبيه لتحويلها الي نوع اخر من السكر سريع الاشتعال. وهو ما لم تحققه التقنيات الحاليه الي الان.\nالغاز الطبيعى اكثر رفقاً بالبيئه من غيره.

لا يقتصر تزويد المحركات بالطاقه علي مواد الطاقه السائله، بل يمكن تعبئتها ايضاً بالغاز مباشره. فتقدم العديد من محطات وقود السيارات للغاز الطبيعي حول العالم هذه الخدمه. وتقدر شركات "الباصات الحضريه" هذا النوع من تعبئه الوقود بشكل خاص، وذلك لعدم تغير سعر الغاز الطبيعي خلافاً للبنزين. وتعد عمليه حرق الغاز الطبيعي اكثر نظافه من الديزل، اذ قلما ينتج "السناج" او هباب الفحم عند احتراقه وهو ما يجعله مناسباً جداً للمدن لكبيره المتضرره بيئياً من السناج.

ولا يشترط ان يكون اصل الغاز الطبيعي احفورياً، فمن اي كتلة حيوية يمكن انتاجه. اذ يتم تعفين بقايا لحميه او نباتيه ام سماد ام براز في مرافق تصفيه من اجل تحويلها للغاز الطبيعي. ويعد الغاز الطبيعي خليطاً من الغازات الكسوله وكميه كبيره من غاز الميثان. فحتي من النفايات المطموره غير المتحركه ينتج لدينا غالباً بعد عقود من الزمان غاز طبيعي، وذلك لعمل البكتيريا المتوفره في النفايات علي تعفينها.

يمكن اليوم للشاحنات الكبيره المعدله والمحدثه احراق الغاز الطبيعي. ومن اجل ملائمه الغاز الطبيعي للسيارات، لا بد اولاً من انتاج ميثان حيوي ذي قيمه اعلي. كما لا بد من التخلص من كبريتيد الهيدروجين وثاني اكسيد الكربون المتواجد في الغاز الطبيعي. ويسهل فصل مكونات الميثان الحيوي بالمقارنه مع الديزل الحيوي او الإثانول الحيوي، فلانتاج ذات الكميه من الطاقه يلزمنا ثلث المساحه الزراعيه لتصنيع الميثان الحيوي بالمقارنه مع الوقود الحيوي السائل.

معامل في شتوتغارت لانتاج الغاز الطبيعي من كهرباء بيئيه.

تنتج غازات ككبريتيد الهيدروجين وثاني اكسيد الكربون والغاز الطبيعي مواد وقود سائله، فمنذ بدايات القرن العشرين تعرف عمليه معقده لاستخلاص وقود سائل اصطناعي من خليط غازي وذلك باستخدام محفز معين. الا ان الامر يتطلب طاقه تجعل من هذه العمليه في الحياه العمليه امراً صعباً، في حاله منافستها مع البنزين او الديزل الادني كلفه.

ويمكن تحويل الغاز الطبيعي اثناء العمليه التحفيزيه الي هيدروجين، حيث ينشا من عمليه ساباتتيه ثاني اكسيد الكربون والهيدروجين النقي باستخدام النيكل او حافز الروثينيوم في غاز الميثان. وهو ما يمكن ربطه بشبكه للغاز الطبيعي او استخدامه كوقود محرك للسيارات.\nخلايا الوقود الحديثه تنتج الكهرباء لتصنيع الهيدروجين.

وتعد هذه العمليه موفره للطاقه، ففي حاله دوران عجلات طواحين الهواء بقوه او انتاج محطات الطاقة النوويه لفائض كهربائي يمكننا انتاج كميات من الهيدروجين ومن ثم الغاز الطبيعي. كما من الممكن استخدام هذا الهيدروجين مباشره كوقود، ففي خلايا الوقود الحديثه ينتج المرء منها كهرباء. وهكذا يتم علي سبيل المثال اعاده شحن السيارات الكهربائيه، لتقتصر عوادمها علي الماء. الا ان اكثر المواضيع اثاره للاهتمام هو هيدرات الميثان وهو عباره عن غاز الميثان مخلوطاً بالحديد تم حفظه بالماء.