الإقتصاد الأخضر - الجزء الثاني

biomassتتألف عادة من النفايات العضويه التي ينتجها الانسان او الحيوان او النشاط الز ارعى .الز ارعة يمكن ان تكون مصدر الم واد الأولية لانتاج الوقود الحيوى ومن هذة الم واد الذرة ،وقصب السكر ،وفول الصويا ،وزيت النخي ل ،ب ذر الكت ان والجاتروف ا ،واللف ت .ال بعض الآخ ر م ن الاف ارزات الحيواني ه ،والنفاي ات المتخلف ة Biodegradable wasteم ن بعض الصناعات مثل الاخشاب Timberوقشور الارز ، Rice husksالقش ،Strawالغ ذاء المتحل ل decomposed foodومي اه المج اري .Sewageوجمي ع ه ذه الم واد تتحول الى الغ از الحيوي Biogassمع تأثير الهضم اللاهوائي.و هكذا تستخدم دورة الكربون للمركب العضوي لانتاج الوقود الحيوى.

وقد اقترحت الأبحاث استخدام الطحالب الدقيقة جنبا الى جنب مع مصادر اخرى مثل الهيدروجين ،الديزل الحيوى ، Bio-dieselوالايثانول ،والميثان ،والميثانول كمصادر بديلة للطاقة .

الوقود الحيوى ليس اختراع جديد ،فقد وجد قبل الحرب العالمية الثانية .حيث ان العلماء مثل رودولف ديزل اخترع الوقود من زيت الفول السوداني .اما نيكولاس اغسطس اوتو اخترع الايثانول باعتباره بديلا للوقود غير القابل للتجدد ، وقد وضع مؤسس شركة فورد ،هنري فورد تصميم لسياره فورد تعمل بالأيثانول ،ولكن بعد اكتشاف النفط الخام ، التي كانت نموذج رخيصة وسهلة الأستخلاص ،وهكذا تراجعت set backابحاث انتاج الوقود الحيوى .

وبسبب الارتفاع المخيف alarming riseفي أسعار النفط ،وتقليل التلوث وانخفاض كميات الوقود غير المتجدد ، فقد تم التركيز على محاولة الأنتقال الى استخدام الوقود الحي وى .ذكر جورج دبلي و بوش ال رئيس السابق للولايات المتحدة فى عام ٢٠٠٧انه بحلول عام ٢٠٢٥من الممكن احلال الوقود الحيوى بانواعه محل %٧٥من النفط الخام المستخدم كوقود .وهكذا فى عام ٢٠٠٥تم وضع ميزانية بمقدار ٣٧٥مليون دولار امريكى لاجراء بحوث في مجال الطاقة الحيويه في المراكز البحثيه المختلفة بجميع انحاء امريكا .والولايات المتحدة هي اكبر بلد منتج وقود الايثانول حيث تقوم بانتاج ما يعادل ستة عشر بليون لتر .وقد نشر الاتحاد الاوروبي انه بحلول سنة ٢٠٢٠؛ سينتج ما يقرب من ١٩مليون طن من الوقود من biomassو %٥٠منها ستكون مستمده م ن النفايات العضويه .وللوقود الحيوى شعبية متزايدة يوما بعد يوم في قطاع السيارات.

وقد اتخذت الابحاث اتجاه انتاج الايثانول من السيليلوز ،والتي يمكن بسهولة استخراجة من الاعشاب والنباتات دون التأثير على السلسله الغذائيه ويتم حاليا استخدام كميات كبيرة من الموارد غير المجددة في عملية انتاج الوقود الحيوى .وبالاضافة الى ان كمية الكربون المنتجة فى هذة الحالة فهى ما ازلت اقل بالمقارنة مع مصادر اخرى .ولا يتم استخدام الوقود الحيوى بمفردة كوقود في الوقت الحاضر ،و لكن يستخدم كوقود فى مخاليط مع الزيوت و انواع

اخرى من الوقود المستخدمة لاغراض مختلفة.

ويمكن تخفيض ما يقرب من %٦٠من انبعاثات الكربون باستخدام الجيل الأول من الوقود الحيوى و يمكن الحد من انبعاثات الكربون بمعدل %٨٠باستخدام الجيل الثاني من الوقود الحيوى وهذا اذا ما قورن بالكربون المنبعث عند استخدام انواع الوقود غير القابلة للتجديد أو غير المجددة .

الجيل الاول من الوقود الحيوى وهو الذى يأتى من الدهون الحيوانيه والنباتية والسكر والنشويات و المشتقات هى الديزل البايولوجي ، Bio-dieselبيوتانول ،الكحول ،والايثانول والميثانول ،والغاز الحيوي ،والزيوت النباتية .الجيل الثاني من الوقود يأتى من lignocelluloses biomass feedstock

والت ى تن تج بواس طة

Biomass systemبأستخدام ال liquid technologyوالمشتقات هي fischer-tropsch Bio- diesel, DME ، DMF الميثانول الحيوى ، HTU diesel ، bio-methanolومخلوط الكحول mixed alcoholsأنواع الوقود الحيوى المستخدمة لاغ راض النقل والمواصلات يمكن تصنيفها في الفئات التالية - :ايثانول الحيوى ، bio-ethanolالديزل الحيوي bio-dieselوالغاز الحيوي . biogasالايثانول الحيوى هو alcohol-based fuelالذى ينتج من عملية

١٣٥

تخمير السكريات او النشويات .الديزل الحيوى هو الذى ينتج من مخلفات الزيوت النباتية والحيوانيه ،فى حين يتم انتاج الغاز الحيوي من الهضم اللاهوائي للمخلفات العضويه ويستخدم ايضا لانتاج الكهرباء.

الطلب المفاجئ على أنواع الوقود الحيوى ألزمت المزارعين بزراعة المحاصيل ليس فقط لتغطية الأحتياجات الغذائية ولكن ايضا لانتاج الوقود الحيوى .و هناك أبحاث تجرى على استخدام اجزاء النباتات غير الصالحة والأعشاب سريعه النمو .والسيلولوزفى سوق النبات فى انتاج الوقود الحيوى نظ ار لأحتوائة على المواد الهيدروكربونيه عالية التعقيد ،و التي هي اللبنات الاساسية فى الوقود الغازى والديزل.

انتاج الوقود الحيوى له تاثير على البيئة لا يمكن اهماله .ورغم ان الهدف هو الوصول الى وقف الاضرار التي تلحق بالبيئة بسبب وسائل النقل وغيرها من العمليات التى ينتج عنها استهلاك الوقود من النفط الخام على نطاق واسع مما يؤدى الى انطلاق الغازات الضاره مثل nitrous oxidesبحجه خفض الكربون الناتج ٠

الصيانة الاساسية Basic Maintenance :

الوقود الحيوى الاكثر شيوعا لوسائل النقل والمواصلات في الولايات المتحدة هو E10أو .gasoholوهي تتكون من %٩٠جازولين و %١٠من الايثانول .شجع القانون الصادر في عام ١٩٩٨على استخدام انواع الوقود E20 و E85باجراء تغييرات طفيفة .وعند استخدام الوقود الحيوى يجب الحرص على تعديل نظام وقود المحرك engine fuel systemأوتحمل خطر الحاق الضرر بالمحرك وخصوصا في محركات الديزل التقليديه المبادئ الاساسية للتكنولوجيا )*(The basic principles of technology :

تعتم د التكنولوجي ا عل ى أس اس ، Bernulliال ذي يش كل حال ة م ن ق انون حف ظ الطاق ة الع ام لت دفق الس ائل غي ر المضغوط المثالى ) uncompressible liquidعدم احتكاك الداخلي( :

The general energy preservation low for a flow of an ideal uncompressible liquid (no internal friction).

ρv2/2 + ρgH + P = const,

حث:

= ρكثافه السائل

density of the liquid

=Vسرعة تدفق

Velocity of the flow

height of the liquid

=Hارتفاع السائل

Pressure

=Pضغط

الثابت the constantعلى الجانب الايمن من المعادله يسمى الضغط الكامل .the full pressureجميع عناصر المعادله هو وحدة من الطاقة لكل وحدة من حجم السائل .وهذا ما يسمى معادلة . Bernulli

2

وفى حالة الانبوب الأفقي ، Const = H ،والمعادله سوف تكون ρv /2 + P = const:

ووفقا لأساس ، Bernulliوالضغط الكلى يظل ثابت اثناء التدفق الثابت للسائل .الضغط الكلى يتكون من الضغط الأستاتيكى ،والضغط الديناميكي و ضغط الوزن .وأساس Bernulliيعني انه في حالة خفض تدفق السائل مع زيادة السرعة ) الضغط الديناميكى ( فأن الضغط الأستاتيكى يقل ،ويعتبر اساس bernulliمبدأ صحيح بالنسبة لتدفق الغازات .كما أن ظاهرة انخفاض الضغط الأستاتيكى مع زيادة سرعة التدفق هو أساس تشغيل مختلف أنواع المضخات

وأجهزة التدفق .

ويستخدم اساس Bernulliكمبدأ مثالي فقط عندما تكون لزوجة السوائل صفر ،اي السوائل التي لا توجد لديها احتكاك على سطح الانبوب ،وفى الحقيقة تبين التجارب ان سرعة السائل على سطح جسم صلب يساوي دائما بدقة صفر .وهذا هو السبب في أن مختلف الأسطح و التى تتعرض لتدفق السوائل يكون عليها دائما نوعا من المخلفات )المتبقيات( ؛ وهذا من شأنه ان يفسر ايضا طبقة من الغبار على أجهزة التهويه.

ومن الممكن تطبيق اساس Bernulli principleعلى معدل تدفق السائل غير المضغوط المثالى خلال فتحة صغيرة فى الجدار الجانبى او فى قاع الانبوب الواسع طبقا للمعادلة :

pgH + Po = pv2 /2

حيث :

= Poالضغط الجوى atmospheric pressure

= Hارتفاع السائل فى الانبوب the high of the liquid in the vessel = vسرعة تدفق السائل outflowing fluid velocity

(2 gh )^ 0.5 = v

وه ذه تع رف Toricelli formulaوتوض ح ان ت دفق الس ائل م ن فتح ة ف ى الانب وب الواس ع ب نفس الس رعة ك

.free falling object

+ Po

(*)Source: Corn Processing Co-Products Manual. Areview of current research on distillers grains and corn gluten, NEBRASKA CORN BOARD, Nebrasa University Lincoln

١٣٦

جودة زيوت Quality of the feedstock oil : feedstock

)*(

من اجل الحصول على ديزل حيوى عالى الجودة ينبغي ان تكون الزيوت المستخدمة قريبة الى المعايير النموذجية

قدر الامكان.

Rapeseed oil fat and acid composition

Acid

Cimbria Sket GmbH

OSTU 46.072:2005

(Germany) Typical example

)(Ukraine

name

Eruca acid, %

<5%

>5%

)(5% tolerance for every acid

0,1

<0,2

<0.2

C14:0

5

2.5-6.0

1.5-6.4

C16:0

0,7

<0.6

<3.0

C16:1

0,1

-

-

C17:0

0,2

-

-

C17:1

1,8

0.8-2.5

0.5-3.1

C18:0

50.057,9

65.0

0.8-60

18.0-

11.0-

20.0

23.0

C18:2

10,3

6.0-14.0

5.0-13.0

C18:3

0,6

0.1-1.2

3.0

C20:0

1,4

0.1-4.3

3.0-15.0

C20:1

-

<1.0

C20:2

0,3

<0.6

<2.0

C22:0

0,6

<5.0

5.0-60.0

C22:1

-

-

<2.0

C22:2

-

<2.0

<2.0

C24:0

-

<2.0

<3.0

C24:1

21

-

C18:1

الحد الادنى من استهلاك الطاقة Minimal energy consumption :

يستخدم النظام سخانات المعتمدة على تيارات الزيوت ؛ جزء من الح ارره مصدرة تفاعل الميثانول والقلوي .هذا النوع من التسخين توفر الطاقة الكهربائيه .الى جانب ذلك فان هذة التكنولوجيا لا تستخدم الزائد من الميثانول الذى يوجد دائما فى المنتج النهائي )ميثيل استر( .ونظ ار لأن وقت اللأزم للتفاعل انخفض بشدة مقارنة بالطرق القديمة مما

ادى الى تخفيض استهلاك الطاقة بمعدل ١١ -٩مرة.

التفاعل ذو الاتجاه الواحد " Single pass ' reaction :

استخدام نظام ال hydrodynamic technology لا يحتاج الى المرحلة الثانية وهى transesterificationالتى كانت تستخدم فى الانظمة القديمة كما ان الوقت اللازم لأتمام التفاعل انخفض عدة م رات ،وتحت هذا النظام الجديد يمكن تصميم وحدات ذات طاقة انتاجية صغيرة أو كبيرة جدا وذلك بأستخدام وحدات ذات ابعاد مضغوطة.

(*)Source: Corn Processing Co-Products Manual. Areview of current research on distillers grains and corn gluten, NEBRASKA CORN BOARD, Nebrasa University Lincoln

١٣٧

Table Quality of the Biodiesel is in compliance with ASTM D-6751 and EN 14214 Standards

No.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Specification

ASTM D-6751

EN 14214

BiodieselMach

fuel

specification

1.9-6.0

>130

<0.05 (%)

>47

<0.02

<0.05

<No. 3

<0.8

<0.02

<0.24

<0,001%

-

>96.5

860-900

3.5-5.0

>120

<10

>51

<0.02

<0.05

Class 1

<0.5

<0.2

<0.8

<0.2

<0.2

<0.02

<0.25

<120

<10

<5.0

<5.0

0.3

97.9

882.4

4.24.

161

0.016

52

0.01

0.01

Compliant

0.22

0.1

0.6

0.1

0.13

0.01

0.25

61

10

0.03

Methyl esters content, %

Density at 15C, kg/m3

Viscosity at 40C, sq.mm/s

Closed vessel flashpoint, degrees C

Sulfur, mg/kg

Cetane number

Sulfated ash, % (m/m)

Water content by weight, %

Copper strip test

Acid number, mg KOH/g

Methanol content by weight, % (m/m)

Monoglycerides by weight, % (m/m)

Diglycerides by weight, % (m/m)

Triglycerides by weight, % (m/m)

Free glycerine by weight, % (mm)

Total glycerine content, % (m/m)

Iodine number

Phosphorus content mg/kg

Group I metal content (Na, K)

Group II metal content (Ca, Mg)

Maximum carbonating ability, %

Minimal dimensions of the modules : الحد الادنى من إبعاد الوحدات

No

1

Specification

Feedstock processing capacity, dm3/min

Value

8...14

Methanol w/catalyst mixture consumption,

2

dm3/min

3

Oil vessel volume, dm3

0,1-0,3

50

4

Methanol vessel volume, dm3

12

5

Finished product vessel volume, dm3

6

Oil and methanol temperature, degrees C

7

Heater power consumption, kW

1,5

8

Pump drive power, kW

2,8

9

Total power consumption, kW

30

40...70

4,5

240VAC @

10

Power supply, 3-phase

11

Maximum dimensions, mm

60Hz

length

12

865

width

755

height

1250

Maximum unit weight, kg

250

كما انة، مرة مقارنة بالنظام التقليدي١٥ - ١٠ هذا النظام الاوتوماتيكي يأخذ حيز اقل بمعدل والنظم التقليديه المستخدمة٠ ولا استرجاع للميثانول، لا حاجة لغسل وتجفيف الديزل الحيوي وكذلك فأن الديزل.للحصول على الديزل الحيوي من نوعية مناسبة يستهلك الكثير من الجهد ف ي التكنولوجي ات التقليدي ه يحت وى عل ى الكثي ر م نtransesterification ال ذى ين تج م ن مثل الذى نحتاجة فى غسيل، وهذا يحتاج لمعدات اضافية. التي لا بد من ازالتها، الملوثات ال ديزل الحي وي )ع ادة م ع م زيج م ن الم اء والكح ول( وك ذلك المع دات المس تخدمة ف ى نظ ام لا يتم فيها الغسيل او التجفيفhydrodynamic اما فى طريقة. thermovacuumالتجفيف . وبالتالي لا حاجة الى التخلص من النفايات والصرف الصحي وغيرها من المواد، البيوديزل

(*)

Versatility of the equipment : تعدد استعمال المعدات (*)Source: Corn Processing Co-Products Manual. Areview of current research on distillers grains and corn gluten, NEBRASKA CORN BOARD, Nebrasa University Lincoln

١٣٨

من النقاط الهامةعند بيع المنتج )الديزل الحيوى ( biodieselالى المستهلك هو قابليتها للاستخدام تحت ظروف مناخيه محددة ،ومدى توافقه ا مع محركات محددة .وتتطلب الظروف المناخيه الباردة اضافات خاصة للوقود لرفع درجة ح اررة تبريد الوقود .هذه الأضافات يسمى 'المثبطات' ، depressantsوعملية مزج هذة الأضافات للبيوديزل تتطلب معدات خاصة و تكنولوجيا خاصة .فان الخلاطات hydrodynamicمناسب تماما لهذه المهمة ولديها قدرة عالية جدا :من ٦٠-١متر مكعب/الساعة مع ٧-٢مكونات.

مزج الديزلDiesel blending :

بالأض افة لأحت واء ال ديزل التقلي دي عل ى الم واد الهيدروكربوني ه يحت وى جزيئ ات الماء ،باراثيون ،والكبريت والملوثات الصلبه .معظم جزيئات الوقود تبقى في حالة بلمرة ،لذلك عند اشعال الوقود ،تبدأ عملية حرق في كل جزء نشط من كل سلس لة . polymericومن ثم فإن عملية الاحت راق ستتأخر عن طريق أص طدام جزيئ ات الم اء ،collisionsبينم ا الكبري ت والب ا ارفين parafinsل ن تحترق تماما ،الامر الذي سيؤدي الى انتاج العوادم السامه toxic exhaust وعموما بطء الاحتراق .فى المعاملة الهيدروداينميك المتكررة بدرجة عالية لوقود الديزل diesel fuelتؤدى الى عدد من التغيرات الموجبة فى اداء الوقود خاصة م ا يتعل ق بق يم الطاق ة وج ودة الح رق .وتنكس ر سلاس ل البلم رة الجزئي ة وله ذا يتضاعف الجزء النشط من الجزيئات ويتم الحرق اسرع وبكفاءة اعلى ،وعندما يتكسر الجزيئات هيدرودينميكيا فان الروابط الجزيئة تنكسر وتظهر الاصول الحرة free redicalsالتى لها قدرة عالية على الحرق عن الجزيئات المقفولة ،وتتكسر سلاسل جزئى ماء البلمرة وينتج عن ذلك اصول حرة OH ، H ،حيث تحرق بكفاءة وتنتج مركبات غير ثابتة مع اصول عضوية حرة free organic radicalsوالتى يسهل اكسدتها ، الكبريت والباراثين Parathinمن اسطح م واد نشطة فى المعاملة الهيدروديناميك التى تحيط بجزيئات المستحلبات

وتمنعهم من الارتباط ٠

مستحلبات الماء مع البيوتومين Water-bitumen emulsions :

اصبحت التكنولوجيا الباردة cold technologiesلانتاج مواد تركيب البيوتومين شائعة على مدى واسع ،تشمل هذه المواد ، asphalt – concreteالاسقف ومواد ضد الماء ٠٠٠الخ وافضل تطبيق لمستحلبات الماء مع البيوتومين هو رصف وبناء الطرق ٠ومقارنة الربط الساخن التقليدى للبيوتومين فان المستحلبات الماء مع البيوتومين توفر حتى %٣٠بيوتومين %٤٠ ،حصى %٣٣ ، gravelطاقة ٠وتطبيقا لضمان المستحلبات فان الالتصاق العالى بين الطبقة السفلى مع الطبقة العليا والاحتكاك العالى للطبقة يكون من الممكن رضف وبناء الطرق من بداية الربيع حتى آخر الخريف فى درجات ح اررية عالية عن °٥م وايضا من الممكن وضع طبقة جديدة للطرق على الاسطح الرطبة ٠ ويتكون المستحلبات من جزيئات بيوتومين مشتقة ) مفرقة ( ،ماء واضافات خاصة بالاستحلاب والتى تثبت الخلط ، وهذه الاضافات صديقة البيئة وسهلة النقل والتخزين ٠ خلط البيوديزل مع الديزل البترولى Blend of biodiesel and petroleum diesel :

يسمح الخلط الهيدروديناميكى بعمل خلط عالى التجانس للبيوديزل مع الديزل البترولى فى مكونات مناسبة :

طاقة ١١كيلو وات /ساعة ١٠٠٠ /لتر زيت

زيت نباتى ١٠٠كيلو جرام

درجة ح اررة زيت النفط °٢٠ feed stockم

ميثانول ١٢.٨لتر

درجة ح اررة زيت النفط °٣٥ feed stockم

٠.٩ KOHكيلو جرام

ويؤدي تكرار معاملة الديزل بنظام hydrodynamicالى عدد من التغيرات الايجابية في اداء الوقود ،وتحديدا بشأن قيم ة الطاق ة ونوعي ة الاحت راق .ف ان سلاس ل polymericتتكس ر ،ل ذلك الج زء النش ط م ن جزيئ ات تتض اعف ،

والاحتراق يتم بكفاءه اكبر .

خليط من الديزل والبترول والديزل Blends of biodiesel and petroleum diesel :

تس مح طريق ة Hydrodynamicبم زيج متج انس بدرج ه عالي ة م ن ال ديزل الحي وي وال ديزل البتروكيماوي ات .والص فات الناتجة عن الخليط يمكن تغيرها عن طريق ادخال اضافات مختلفة في الخليط ،والتي يمكنها تعديل استقرار الوقود عند التخزين ،و تعديل درجة التجميد للوقود وغيرها من خصائص الاداء.

النقاط التقنيه الاساسية عن صنع واستخدام انواع الوقود الحيوى:

)*(

(*)Source: Corn Processing Co-Products Manual. Areview of current research on distillers grains and corn gluten, NEBRASKA CORN BOARD, Nebrasa University Lincoln

١٣٩

جون نيكلسون – القوى الحيوية -المملكه المتحدة

Basic technical points about the making and use of bio-fuels اول انجح محرك كان من تصميم وصنع Rudolf Dieselو كان الوقود المحرك لة هو زيت الفول السودانى .ومنالسمات الهامة لكمياء الدهون كوقود هو انها تحترق بلا اثر ،ولا يترك الرماد او السخام .ويمكن لمجموعة واسعة من زيوت نباتيه ان يستخدم كوقود حيوى ،وهى لا تضيف الكربون الى الغلاف الجوي ،وبالتالي لا تض اعف آثار

التدفئة الشاملة او تغيرات المناخ.

الوقود المصنوع من الزيوت النباتية النقيه هي اكثر أشكال الوقود الحيوى المستدامة أو المتحدة .حيث انها أدنىانواع الوقود تكلفة فى الانتاج واعلى مستوى جهد للطاقة .الزيوت النباتيه تحتوي على طاقة مصدرها الشمس والتي جمعتها النباتات الناميه في العام السابق .اما الطاقة المخزنه في النفط fossil fuelمصدرها الشمس منذ ملايين السنين .ولحرق الزيوت النباتية كوقود في بعض المحركات الحديثة التي تم تصميمها وتشغيلها على الوقود المعدني بكفاءة يجب ببساطة تحسين الأشتعال detonationوايضا خفض اللزوجه .ويمكن تحقيق ذلك عن طريق مزج المواد التي تخدم هذا الغرض .هذه المشاكل الفنيه يمكن التغلب عليها في كثير من الاحيان عن طريق تسخين الوقود ،وكثير من شركات توفر kitsلتحقيق ذلك .و على كل حال الزيوت النباتيه النقيه يمكن استخدامها في محركات مثل مرسيدس ،فولفو BMW ، VW ،وغيرها دون تعديل المحرك.

صدر عن الاتحاد الاوروبي فى ٨مايو عام ٢٠٠٣ضرورة قيام الدول الاعضاء على تطوير مجموعة واسعة منالوقود الحيوى كبدائل لاستخدام الوقود النفط و تحديدا استخدام الزيوت النباتية النقيه باعتباره الخيار الاول .المشكلة الوحيدة هي الأعتقاد ان هذا الشكل من الوقود لا يمكن استخدامه في جميع محركات الديزل دون مستوى معين من التعديل .في المملكه المتحدة حيث ان عدم التعديل يتسبب فى ضرر للمحرك .ومع ذلك تستخدم ألمانيا ودول الاتحاد الاوروبي الاخرى الزيوت النباتية النقيه كوقود على نطاق واسع ،وتستخدم تلك الشعوب زيت بذر اللفت كوقود السيارات .بل ان هناك معيار على مستوى الاتحاد الاوروبي لنقاوة الزيوت النباتية لاستخدامها كوقود وتوجد مواصفات

قياسية لذلك.

والأسطورة التى تم ترويجها فى بريطانيا على مستوى صناعة السيارات وصناعة البتروكيماويات ان الزيوت النباتيةالنقية لا يمكن ان يستخدم كوقود ما لم يتم ا ازلة الجليس رول ،لأن ذلك سوف يسبب عرقلة الحقن .الزيوت النباتية النقية لا تحتوي على اي جليسرول حر .الجلسرول هو مركب ينتج كنواتج لعملية .trans- esterification trans-esterificationه ى عملي ة مس تخدمة ف ي ص ناعة ال ديزل الحي وى م ن الزي وت النباتي ة كاس ترات مثي لالاحماض الدهنيه .جزيء Triglycerideيتم تكسيرة كيميائيا لينفصل ثلاثة سلاسل هيدروكربونية ،ويتم الكسر عند رايطة الأستر مع الجسرول وهذه العملية تتضمن استخدام الميثانول لتكوين رابطة استر جديدة وتستخدم الصودا الكاويه caustic sodaكعامل حفاز وينتج الجليسرول كمخلف لهذة العملية ،هذه العملية ينتج عنها كمية صغيرة من الوقود مقارنة بالتى تنتج من الدهون الغذائية ،والوقود نفسه هو اقل قوة من الديزل المعدني .طريقة The bio- powerلانتاج الوقود الحيوى تتم بمزج زيوت نباتيه وم واد اخرى مثل الكحول والمياه هى احد طرق انتاج الوقود الحيوى وتنتج عنها كمية اكبر من الوقود مقارنة بالناتج من الدهون الغذائية ،والوقود الناتج يكون اقوى من الديزل المعدنى .لا رد فعل كيمائى عكسى ،وليس هناك مخلف لهذة العملية .وتكون كل جهد الطاقة فى الدهون

الغذائية متاحة للأستخدام كوقود.

الميثانول المستخدم في عملية trans-esterificationيأتى من صناعة الوقود الخام )النفط-الفحم( fossil fuelويصبح جزءا لا يتج أز من استر ميثيل الحمض الدهنى .ولهذا السبب الديزل الحيوى ليس خالى تماما من الوقود الخام )النفط – الفحم( بل يحتوى fossil fuelالذى يأتى من ذرات الكربون ،ثم عند خلطها ب ٪ ٩٥الديزل المعدنى تكون نوع من الوقود يساهم بقدر قليل جدا لانقاذ الكربون في الغلاف الجوي.

والزيوت النباتيه النقيه يمكن استخدامها بنسبة ٪ ١٠٠في معظم محركات الديزل مثل مرسيدس ،فولفو ، BMW ،ومعظم المحركات الكبيرة المستخدمة في الحافلات والقطارات والشاحنات والقوارب ومولدات بقوة اكبر من ٥٠كيلو فول ت أمبي ر .والخل ط البس يط للزي وت النباتي ة النقي ة م ع م واد اخ رى ش ائعة الاض افة لل ديزل المع دنى تحس ن م ن خصائص حرق الوقود كما انها تعطى مستويات مثالية لهندسة السوائل ،ويمكن استخدامها في جميع محركات .CE وهذا اساس عملية القوة الحيوية . the bio-power processوبخلط زيوت نباتيه والأسترات يمكن خفض اللزوجه وضمان افضل اشتعال للوقود .هذا واستخدام المياه فى الوقود يعمل على خفض انبعاثات اكسيد النيتريك كما انها تكفل افضل احتراق ومن المؤكد ان هذا هو وقود المستقبل .تصنيع الوقود من زيت نباتى نقى والوقود الحيوى لا يتطلب تكنولوجيا معقدة ،ويمكن تحقيق ذلك عن طريق شبكة من الشركات المحلية التي تخدم الطلب المحلي .هذه الصورة من التنمية الاقتصادية المستدامة تحقق اقصى الفوائد الاقتصادية والبيئه للمجتمع المحلي.

اذا اردنا أ نتاج نوعية جيدة من الوقود الحيوى يجب ان نركز على جودة المواد .وفى المجال التجارى يتم التعامل معالنفايات الدهنية وبتجمي ع الدهون والشحوم بشكل عشوائي ثم مزج انواع عديدة من الدهن معا .ولهذا السبب فأن

١٤٠

القائمين على تصنيع الوقود الحيوى يقومون بتجمع المادة الأولية) الدهون( من المصادر المنتجة لها مباشرة على المستوى المحلى ،ويتوقعون معايير الجوده محددة في مجال استخدام أواعادة استخدام الدهون .هذه العملية تمنع وجود النفايات خارج المكان المحدد لها ،وسيكون خطأ كبي ار إذا توقعت وكالة البيئة ان صناعة الوقود الحيوى يمكن ان تصبح طريقة جديدة للتخلص من النفايات الدهنية.

افضل الطرق لجمع المواد الأولية لأنتاج الطاقة الحيويه على المستوى المحلي يكون من خلال العديد من الاعمالالتجارية الصغيرة .فانه لا معنى شحن الم واد الغذائية منخفضه القيمة لمصانع انتاج الديزل الحيوى البعيدة .

وبريطانيا لديها اعلى أسعار للوقود في أوروبا ،إن لم يكن في العالم كله .وهكذا يعد اكبر حافز لأستخدام الوقود الحيوى .ولكن في الوقت الحاضر اغلبيه الدهون المتجمعة يتم تصديرها الى مصانع الديزل الحي وى بالنمسا ، والمانيا ،وفرنسا ،لأن الضريبه المفروضة على الوقود الحيوى في المملكه المتحدة يجعل انتاجه غير اقتصادي ، ولكى تكون بريطانيا قادرة على القيام بدور فعال فى تطوير الوقود الحيوى والطاقة والتكنولوجيا الحيوية يحتاج الامر

الى القيام ببعض التغيرات الهائلة الدرامية .

ينبغي الغاء رسوم الاستهلاك على الوقود الحيوى والض رائب على الزيوت النباتية النقية على اساس ان الوقودالحيوى يؤدى لخدمة البيئة.

رخيص

عدم خضوع عمليات جمع وتخزين وتجهيز وبيع الدهون بوصفه المادة الاولية لتصنيع الوقود الحيوى لنطاق ت اأدارة النفايات لانه لا يوجد سبب لان تعامل الزيوت النباتية المستخدمة فى انتاج الوقود الحيوى على انها نفايات لانها لا تشكل اي خطر على البيئة اوعلى صحه الانسان.

من عوائق استخدام الوقود الحيوى ان اكثر من ٪ ٥من صناعة السيارات البريطانية ينبغي ازالتها .اذ ان السياراتفي المانيا يمكن تشغيلها على ٪ ١٠٠من الوقود الحيوى فلماذا لا تقوم بريطانيا بتصنيع السيارات الجديدة على اساس تشغيلها بأستخدام الوقود الزيتى النقي ،من خلال توفير انابيب توصيل وقود اكبر ،و توفيرضخ خطى للوقود

لتوفير حرق اختيارى للوقود.

١٤١

استخدام الوقود الحيوى السائل وسيلة لتخفيف حدة تغير المناخ العالمى)*( :

مقدمة :

فكرة استخدام الوقود الحيوى السائل كمورد يمكن ان يخفف من تغير المناخ العالمى ،ويساهم فى امن الطاقة ،ويدعم المنتجين الزراعيين فى مختلف انحاء العالم ،دفعت حكومات كثيرة بهذه الاهداف كمبرر لتنفيذ سياسات تشجع انتاج واستخدام الوقود الحيوى السائل القائم على السلع الاساسية الزراعية ٠ ويمثل الوقود الحيوى السائل القائم على المحاصيل الزراعية ،جانبا صغي ار نسبيا من سوق الطاقة الاجمالى فالطلب العالمى الاجمالى على الطاقة الأولية يبلغ نحو ١١٤٠٠مليون طن من معادل النفط سنويا ) الوكالة الدولية للطاقة ( ٢٠٠٧بينما تمثل الكتلة الحيوية بما فى ذلك المنتجات الزراعية ومنتجات الغابات والمخلفات والنفايات العضوية،

١٠فى المائة من هذا المجموع ٠

والوقود الاحفورى هو المصدر الغالب من مصادر الطاقة الأولية فى العالم ،حيث يمثل النفط والفحم والغاز معا ما

يربو على ٨٠فى المائة من المجموع ٠

وتمثل الطاقة المتجددة نحو ١٣فى المائة من امدادات الطاقة الأولية الكلية ،مع سيطرة الكتلة الحيوية على قطاع مصادر الطاقة المتجددة ،وتختلف مصادر الطاقة الأولية اختلافا ملحوظا عير الاقاليم ٠ ففى بعض البلدان النامية توفر الكتلة الحيوية ما يصل الى ٩٠فى المائة من استهلاك الطاقة الكلى ،وتشكل انواع الوقود الحيوى الصلبة ،مثل خشب الوقود والفحم النباتى وروث الماشية ،اكبر شريحة من قطاع الطاقة الحيوية حيث )*(المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،

١٤٢

تمثل نسبة تصل الى ٩٩فى المائة من جميع انواع الوقود الحيوى ،ولقد ظل البشر يعتمدون لألاف السنين على استخدام الكتلة الحيوية فى التدفئة والطهى ،وما ازلت البلدان النامية فى افريقيا واسيا تعتمد اعتمادا شديدا على هذه الاستخدامات التقليدية للكتلة الحيوية وتلعب انواع الوقود الحيوى السائلة دو ار اكثر محدودية الى حد كبير فى امدادات الطاقة العالمية ،ولاتمثل سوى ١.٩فى المائة من الطاقة الحيوية الكلية ،وتكمن اهميتها اساسا فى قطاع النقل ، ولكنها لم توفر حتى فى هذا القطاع سوى ٠.٩فى المائة من الاستهلاك الكلى لوقود النقل فى سنة ، ٢٠٠٥بعد ان كانت تمثل نسبة قدرها ٠.٤فى المائة فى سنة ١٩٩٠م ٠ولكن فى السنوات الاخي رة حدث نمو س ريع فى الوقود الحيوى السائل من حيث الحجم ومن حيث حصته فى الطلب العالمى على طاقة النقل ،ومن المتوقع ان يستمر هذا النمو ،كما يتضح من الشكل رقم ٣الذى يبين الاتجاهات التاريخية وكذلك التوقعات حتى سنة ٢٠١٥وسنة ، ٢٠٣٠ كما هى مذكورة فى توقعات الطاقة فى العالم ) ٢٠٠٧الوكالة الدولية للطاقة ( ٢٠٠٧بيدا ان مساهمة الوقود الحيوى السائل فى طاقة النقل بل وفى استخدام الطاقة العالمى ستظل محدودة فالطلب العالمى على الطاقة الأولية يسيطر عليه الوقود الاحفورى سيطرة ساحقة ،وسيظل كذلك حيث يمثل الفحم والنفط والغاز حاليا ٨١فى المائة من المجموع ومن المتوقع ان تبلغ هذه الحصة ٨٢فى المائة فى سنة ٢٠٣٠مع زيادة حصة الفحم على حساب النفط ،وتمثل منتجات الكتلة الحيوية والمخلفات حاليا ١٠فى المائة من الطلب العالمى على الطاقة الأولية وهى حصة من المتوقع ان تنخفض انخفاضا طفيفا حيث تبلغ ٩فى المائة بحلول سنة ٠ ٢٠٣٠ وفى السنة نفسها من المتوقع ان يمثل الوقود الحيوى السائل نفس نسبته المتواضعه من الاستهلاك العالمى لطاقة النقل

،التى تتراوح من ٣.٠الى ٣.٥فى المائة ٠

سياسات واهداف الوقود الحيوى )*( :

ان احداث نمو فى انتاج الوقود الحيوى هو ذلك الذى شهدته بلدان منظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى واساسا الولايات المتحدة الامريكية وبلدان الاتحاد الاوروبى والاستثناء هو الب ارزيل ،التى كانت ارئدة فى اقامة قطاع وطنى للوقود الحيوى قادر على المنافسة اقتصاديا ،ويعتمد الى حد كبير على قصب السكر وقد وضعت بلدان منظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى سياسات تشجع وتدعم انتاج الوقود الحيوى واستهلاكه ويجرى الآن ادخال سياسات من هذا القبيل فى عدد من البلدان النامية ٠ولقد كانت القوى المحركة الرئيسية وراء سياسات بلدان منظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى هى تحقيق امن الطاقة والتخفيف من تغير المناخ عن طريق الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحرارى وهما هدفان اقترنا برغبة فى دعم الز ارعة والنهوض بالتنمية الريفية ،وهذان الشاغلان ليسا آخذين فى التضاؤل بل ان تغير المناخ وامن الطاقة مستقبلا مازال يكتسبان مكانة عالية على جدول اعمال السياسات الدولية ولكن دور الوقود الحيوى فى معالجة الشاغلين بما فى ذلك السياسات الملائمة التى يجب تطبيقها اصبح الآن موضع تمحيص ادق ،وتطرح اسئلة بشأن ترابط السياسات المتبعة حاليا وبشأن بعض الفرضيات التى تقوم عليها تلك

السياسات وتبرز الى الصدارة شواغل جديدة ٠

)*(المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،

١٤٣

فأولا السياسات المتبعة باهظة التكلفة ،بل ان تقديرات اعانات الوقود الحيوى السائدة مرتفعة بالنظر الى دور الوقود الحيوى فى امدادت الطاقة العالمية مازال محدودا نسبيا ،وتشير تقديرات لمبادرة الاعانات العالمية للاتحاد الأوروبى والولايات المتحدة الامريكية وثلاثة بلدان اخرى من بلدان منظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى الى مستوى اجمالى للدعم المقدم لزيت الديزل الحيوى ،وللايثانول فى سنة ٢٠٠٦يتراوح من ١١الى ١٢مليار دولار امريكى تقريب ا ) ، (٢٠٠٧, Steenblikوعلى اساس اللتر تت راوح نطاقات الدعم من ٠.٢٠دولار امريكى الى ١.٠٠دولار امريكى ومع تزايد مستويات الانتاج ودعم الوقود الحيوى ،قد تتصاعد التكاليف ،ومع انه يمكن الادعاء بأن الاعانات ليس المقصود بها سوى ان تكون مؤقته فقط ،فمن الواضح ان حقيقة ذلك ستتوقف على صمود الوقود الحيوى اقتصاديا على المدى الطويل ،وهذ ١بدورة ،سيتوقف على تكلفة مصادر الطاقة الأخرى ،سواء كانت وقودا احفوريا ،على المدى الاطول ،مصادر بديلة للطاقة المتجددة ،وحتى مع اخذ الارتفاعات التى حدثت مؤخ ار فى اسعار النفط فى الاعتبار يبدو ان ايثانول قصب السكر الب ارزيلى ،وبالنسبة للمنتجين الرئيسين ،هو وحدة القادر على المنافسة مع ان واع الوقود الاحفورى المناظرة له بدون اعانات ٠الا ان الاعانات المباشرة لا تمثل سوى التكلفة الظاهرية ،اما التكاليف الخفية الاخرى هى نتاج التخصيص المختل للموارد الناجم عن تقديم دعم انتقائى للوقود الحيوى وللادوات الكمية مثل تكاليف المزج ،ولعدة عقود ادت الاعانات الزراعية والنزعة الحمائية فى بلدان عديدة من بلدان منظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى الى سوء تخصيص الموارد بدرجة كبيرة على المستوى الدولى ،مع ما يترتب على ذلك من تكاليف فادحة للمستهلكين فى بلدان منظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى والبلدان النامية وسوء التخصيص هذا ينطوى على خطر استم ارره وتفاقمه نتيجة لسياسات الوقود الحيوى المتبعة حالي ا فى بلدان منظمة

التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى ٠

ويرتبط بعد اخر من ابعاد التكلفة اضافة الى الاعتبار الخاص بالتكلفة الكلية بفعالية تحقيق الاهداف المعلنة فكثي ار ما تستخدم الاهداف المتعددة التى تكون متنافسة فى بعض الاحيان ،لتبرير سياسات الوقود الحيوى ،وانعدام الوضوح هذا يمكن ان يؤدى الى سياسات لا تحقق اهدافها او تحققها بتكاليف باهظة للغاية ،ومن امثلة ذلك ارتفاع تكلفة الحد م ن انبعاث ات غ ازات الاحتب اس الح رارى م ن خ لال الاستعاض ة ع ن الوق ود الاحف ورى ب الوقود الحي وى ) (٢٠٠٧, Steenblik, Doornboschوبتزايد التشكيك فى فعالية تكاليف تحقيق تخفيضات فى الانبعاثات من خلال تنمية انتاج الوقود الحيوى ،لاسيما فى حالة عدم ادماج تنمية انتاج الوقود الحيوى ضمن اطار اوسع يشمل حفظ الطاقة ،وسياسات النقل ،واستحداث اشكال اخرى من الطاقة المتجددة ٠ كذلك يجرى تمحيص الكفاءة التقنية للوقود الحيوى فى المساهمة فى الحد من الانبعاثات ،تبعا لنوع الوقود الحيوى ومصدره من حيث المحصول والموقع واذا اخذنا فى الاعتبار عملية انتاج الوقود الحيوى الكاملة وما يلزم من تغييرات فى استخدام الاراضى من اجل التوسع فى انتاج المواد الوسيطة ،فان ذلك قد يؤدى الى حدوث تغير شديد فى كشف حساب غازات الاحتباس الحرارى ،الذى يفترض انه قليل فى حالة الوقود الحيوى ،فالبحوث التى اجريت مؤخ ار تشير الى ان التوسع على نطاق كبير فى انتاج الوقود الحيوى قد يقضى الى حدوث زيادات صافية فى انبعاثات غازات

الاحتباس الحرارى ٠

وتبرز ايضا الى مركز الصدارة قضايا اخرى خاصة بالاستدامة البيئية ،فعلى الرغم من ان الطاقة الحيوية يمكن ان تحقق مكاسب بيئية فان انتاجها ينطوى ايضا على امكانية تضرر البيئة ،وتأثير التوسع فى انتاج الوقود الحيوى على موارد الارض والمياه وعلى التنوع البيولوجى هو محور تركيز اهتمام متزايد ،وكذلك مسألة كيفية ضمان استدامة البيئة

٠

ولقد وضعت عموم ا سياسات الوقود الحيوى فى اطار قطرى ،مع توجيه قدر ضئيل من الاعتبار للعواقب غير المقصودة على الصعيدين القطرى والدولى ،ومع التمحيص الدقيق لانعكاسات تنمية الوقود الحيوى على البلدان النامية ،نجد ان من الشواغل التى تنشأ نتيجة لذلك ما يترتب على ارتفاع اسعار الاغذية الناجم جزئيا عن زيادة التنافس من جانب الوقود الحيوى على الانتاج الز ارعى وعلى الموارد الزراعية من اثر سلبى على الفقر والامن الغذائى ٠وفى الوقت ذاته ،قد يتيح تزايد الطلب على الوقود الحيوى فرصا للمزارعين وللمجتمعات الريفية فى البلدان النامية ومن ثم يساهم بذلك فى التنمية الريفية ،الا ان قدرة المزارعين والمجتمعات الريفية على الاستفادة من هذه الفرص تتوقف على وجود الامكانيات ،وعلى الصعيد العالمى لاتحبذ السياسات التجارية الحالية – والتى تتسم بارتفاع درجات الدعم والحماية ،مشاركة البلدان النامية او وجود نمط دولى ناجح لانتاج الوقود الحيوى اما على الصعيد المحلى ،فان المزراعين يعتمدون اعتم ادا شديدا عل ى وجود اط ار ملائم للسياسات ،ووجود البنية الاساسية العادية والمؤسسية

اللازمة ٠

الوقود الحيوى والزراعى ) :عرض عام فنى(:

مازالت الكتلة الحيوية التقليدية بما فى ذلك خشب الوقود والفحم النباتى وروث الماشية توفر مصادر هامة للطاقة فى كثير من انحاء العالم والطاقة الحيوية هى مصدر الطاقة المهيمن بالنسبة لمعظم سكان العالم الذين يعيشون فى حالة

فقر مدقع.

١٤٤