موضوع عن الوقود الحيوي

الوقود الحيوي من أهم عوامل الطاقة المتجددة التي يستخدمها الإنسان حيث يتدخل بشكل مباشر في وسائل المواصلات التي أصبحت لا غنى عنها في الاستهلاك، وفي هذا المقال سوف نتحدث عن موضوع عن الوقود الحيوي من حيث أقسامة وطريقة تكوينه.

تعريف الوقود الحيوي.

"الوقود الحيوي" مصطلح يشير إلى أنواع الوقود المشتقة من الكتلة الحيوية النباتية والحيوانية المتجددة.

أقسام الوقود الحيوي.

يمكن تقسيمها إلى أربع مجموعات:

• الكحولات مثل الإيثانول: والتي يتم إنتاجها من قصب السكر والذرة والحبوب
• وقود الديزل الحيوي: المصنوع من بذور اللفت والنخيل وفول الصويا وعباد الشمس والزيوت النباتية الأخرى
• الغاز الحيوي: الذي يتم الحصول عليه من المواد العضوية مثل مخلفات المحاصيل والروث.
• الكتلة الحيوية الصلبة والسائلة: مثل الزيوت النباتية والألياف النباتية والنفايات الصلبة وكريات الخشب المستخدمة في محطات التدفئة والطاقة المشتركة، إما حصريًا أو بالاشتراك مع الوقود الأحفوري

طريقة تكوين الوقود الحيوي.

يتم أخذ الوقود الأحفوري مثل البترول والغاز الطبيعي والفحم من أعماق الأرض، ويستخدم لقيادة السيارات وتدفئة المباني وتوليد الكهرباء، يمكن أيضًا استخدام البترول في صناعة المواد الكيميائية القائمة على البترول (البتروكيماويات)، والتي توجد في العديد من الأشياء اليومية مثل الغطاء البلاستيكي لمقعد حافلة المدرسة.

الشيء الجيد في الوقود الأحفوري هو أنه كثيف جدًا للطاقة، أي أنه يحتوي على الكثير من الطاقة لكل وحدة حجم، هذا يعني أن الوقود الأحفوري جيد جدًا في تشغيل السيارات وتوليد الحرارة، الشيء السيئ فيما يتعلق بالوقود الأحفوري هو أن الأرض بها كمية محدودة منها، نظرًا لأن الوقود الأحفوري يستغرق ملايين السنين حتى يتشكل، فسوف نستخدمه في النهاية قبل تصنيع المزيد، بالإضافة إلى ذلك، يؤدي حرق الوقود الأحفوري أو البتروكيماويات إلى إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2)، يُعرف ثاني أكسيد الكربون بغازات الاحتباس الحراري، لأنه يمكن أن يحبس أشعة الشمس داخل الغلاف الجوي للأرض، ويتصرف تمامًا مثل السقف الزجاجي لبيت زجاجي، يؤدي حرق الوقود الأحفوري إلى زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى اضطرابات مناخية بما في ذلك الاحتباس الحراري، عندما يدخل الكثير من غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) إلى الغلاف الجوي، يمكن أن يحبس أشعة الشمس داخل الغلاف الجوي، تسمى هذه الظاهرة بتأثير الاحتباس الحراري، ويمكن أن تؤدي إلى زيادة شاملة في درجات الحرارة العالمية تسمى ظاهرة الاحتباس الحراري.

بسبب هذه المشاكل، يعمل العلماء والمهندسون بجد لإيجاد أنواع جديدة من الوقود والمواد الكيميائية التي لا تضيف ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي، ويمكن تجديدها عندما تنخفض الإمدادات، يشار إلى الوقود والمواد الكيميائية التي تفي بهذه المتطلبات على أنها (مستدامة من الناحية البيئية)، تكون المادة مستدامة إذا كان من الممكن استخدامها على المدى الطويل، دون نفاد أو أن يكون لها تأثير بيئي سلبي شامل، على سبيل المثال، الطاقة المتجددة مستدامة لأننا نستطيع إنتاج المزيد منها دون التسبب في أضرار جسيمة بالبيئة، على نطاق أوسع، يكون النظام البيئي مستدامًا إذا كان بإمكانه البقاء على قيد الحياة بمرور الوقت مع مستويات صحية من التنوع البيولوجي والإنتاجية والموارد، تكون المادة مستدامة إذا كان من الممكن استخدامها على المدى الطويل، دون تشغيل خارج أو لها تأثير بيئي سلبي شامل.

يمكن معالجة أنواع معينة من المواد النباتية إلى وقود سائل أو غازي يسمى الوقود الحيوي، يمكن أن توفر بعض أنواع الوقود الحيوي بدائل متجددة للوقود الأحفوري، مثل البنزين، هو نوع واحد من الوقود يظهر الكثير من الأمل لمستقبل الطاقة لدينا، لأنه متجدد وصديق للبيئة، بمعنى آخر، الوقود الحيوي مستدام.

ينتج الوقود الحيوي عادة من مواد نباتية لا يمكن أن يأكلها الإنسان، مثل سيقان الذرة والأعشاب ورقائق الخشب، الكتلة الحيوية مصطلح عام يشير إلى أي مادة عضوية (تحتوي على الكربون) تأتي من مادة حية، مثل النباتات، تتكون الكتلة الحيوية النباتية من ثلاثة جزيئات رئيسية: السليلوز، والهيميسليلوز، واللجنين، تشمل أنواع الكتلة الحيوية المستخدمة في الوقود الحيوي النباتات ومخلفات النباتات، مثل الحشائش وسيقان الذرة ورقائق الخشب، هو اسم آخر للمواد النباتية التي تستخدم في صنع الوقود الحيوي، عندما يتم حصاد الكتلة الحيوية ومعالجتها، يمكن للعلماء تكسير الخلايا النباتية وتحويلها إلى وقود متجدد أو مواد كيميائية، لذلك، بدلاً من انتظار مليون سنة حتى تغير الطبيعة النباتات إلى وقود أحفوري، يحاول العلماء تسريع هذه العملية باستخدام كيمياء ذكية لصنع وقود حيوي من النباتات التي تعيش اليوم.

الآن ، انتظر ثانية. إذا كان حرق الوقود الأحفوري ، المصنوع من مواد عضوية قديمة ، يضخ ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ... ألا يؤدي حرق الوقود الحيوي إلى نفس المشكلة؟ لحسن الحظ ، الجواب لا. يؤدي حرق الوقود الحيوي بالفعل إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون ، ولكن تذكر أن النباتات المستخدمة في الوقود الحيوي ليست قديمة - فقد كانت تعيش على الأرض في نفس الوقت الذي تعيش فيه أنت وأنا. وبينما نتنفس ، كبشر ، الأكسجين للبقاء على قيد الحياة ، تتنفس النباتات ثاني أكسيد الكربون بدلاً من ذلك. هذا يعني أنه نظرًا لأن النباتات المستخدمة للوقود الحيوي تستهلك ثاني أكسيد الكربون أثناء نموها ، فلا توجد زيادة كلية في كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عند حرقها. إنهم يستبدلون فقط ما أخذوه. بالإضافة إلى ذلك ، على عكس البترول ، يمكننا دائمًا زراعة نباتات جديدة للوقود الحيوي عندما نحتاج إليها.

لذا ، إذا كان الوقود الحيوي مستدامًا وصديقًا للبيئة، فيجب أن يكون الحل الأمثل لمشاكل الطاقة لدينا، أليس كذلك؟ لسوء الحظ، يمكن أن تكون العمليات التي يستخدمها العلماء لتحويل الكتلة الحيوية إلى وقود حيوي مكلفة للغاية، التفاعلات الكيميائية المكلفة يحدث تفاعل كيميائي عندما يتم إعادة ترتيب الذرات في مادة ما، مما يؤدي إلى تغيير كيميائي في المادة، يمكن أن يستمر التفاعل الكيميائي بمجرد أن يجمع طاقة كافية، هذا الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لبدء التفاعل يسمى طاقة التنشيط، يعني الوقود الحيوي والمنتجات الحيوية باهظة الثمن، ويفضل معظم المستهلكين اختيار البنزين العادي أو البلاستيك على المنتجات "الخضراء" الأكثر تكلفة، بالإضافة إلى ذلك، تتطلب بعض تفاعلات الوقود الحيوية استخدام مواد كيميائية قاسية يمكن أن تخلق مشاكل بيئية خاصة بهم، مما يجعلنا نعود إلى حيث بدأنا من حيث الاستدامة.

وفي الختام تعتبر هذه نظرة على موضوع عن الوقود الحيوي وأهم تفاصيله وكيفية تكوينه، ولمعرفة المزيد من هذه المقالات وغيها يمكن للسادة القراء التفضل بزيارة باقي مقالات الموقع.