الطاقة المتجددة

انواع الوقود الحيوى :

الوقود الحيوى هو ناقل للطاقة يخزن الطاقة المشتقة من الكتلة الحيوية ويمكن استخدام طائفة واسعة من مصادر الكتلة الحيوية لانتاج الطاقة الحيوية باشكال شتى فعلى سبيل المثال يمكن استخدام مخلفات تصنيع الاغذية والالياف والاخشاب من القطاع الصناعى ومحاصيل الطاقة والمحاصيل قصيرة الدورة الزراعية والمخلفات الزراعية من القطاع الز ارعى والمخلفات من قطاع الغابات فى توليد الكهرباء والطاقة الح اررية والطاقة الح اررية والقوة المحركة مجتمعين واشكال اخرى من الطاقة الحيوية ويمكن ان يشار الى الوقود الحيوى باسم طاقة متجددة لانه شكل من اشكال الطاقة الشمسية المحولة ٠ ويمكن تصنيف الوقود الحيوى حسب المصدر والنوع فهو قد يكون مشتقا من منتجات الغابات او المنتجات الزراعية او منتجات مصايد الاسماك او مخلفات المدن ،وكذلك من الصناعة الزراعية والصناعة الغذائية والمنتجات الثانوية للخدمات الغذائية ومخلفات تلك الخدمات ،وقد يكون الوقود الحيوى صلبا مثل خشب الوقود والفحم النباتى والكريات الخشبية او سائلا مثل الايثانول وزيت الديزل الحيوى ،وزيوت الحل الحرارى او غازيا مثل الغاز الحيوى ٠ ويوجد ايضا تمييز اساسى بين الوقود الحيوى الأولى )غير المصنع ( والوقود الحيوى الثانوى )المصنع( ٠الوقود الحيوى الأولى مثل خشب الوقود والرقائق والكريات الخشبية ،هو الوقود الذى تستخدم فيه اساسا المادة العضوية بشكلها الطبيعى ) اى كما حصدت ( وهذا الوقود يحرق مباش رة للامداد عادة بالاحتياجات الخاصة بانتاج وقود الطهى والتدفئة او الكهرباء التى تحتاج اليها التطبيقات الصناعية صغيرة وكبيرة النطاق ٠الوقود الحيوى الثانوى ،وهو وقود على شكل صلب ) مثل الفحم النباتى ( او على شكل سائل )مثل الايثانول وزيت الديزل الحيوى والنفط الحيوى( او على شكل غازى )مثل الغاز الحيوى والغاز التركيبى والهيدوجين( ومن الممكن استخدامه فى طائفة اوسع من التطبيقات من بينها النقل والعمليات الصناعية ذات درجات الح اررة العالية٠

الوقود الحيوى السائل الذى يستخدم فى النقل :

على الرغم من محدودية حجم الوقود الحيوى السائل بوجه عام فان اقوى نمو حدث فى السنوات الاخيرة كان ذلك الذى شهده استخدام الوقود الحيوى السائل فى قطاع النقل ،الذى انتج فى معظمة باستخدام سلع اساسية زراعية وغذائية كمواد وسيطة واهم اشكاله هو

الايثانول وزيت الديزل الحيوى ٠

الشكل ) :( ١٦

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

- ٤٦ -

الايثانول :

من الممكن استخدام اى مادة وسيطة تحتوى على كميات كبي رة من السكر او استخدام م واد يمكن تحويلها الى سكر مثل النشا او السيلولوز لانتاج الايثانول ،والايثانول المتوافر حاليا فى سوق الوقود الحيوى اما يقوم على السكر او على النشا والمحاصيل السكرية الشائع استخدامها كمادة وسيطة هى قصب السكر وبنجر السكر وبدرجة اقل الذرة الرفيعة الحلوة ،اما المواد الوسيطة النشوية الشائعة فتشمل الذرة والقمح والكسافا واستخدام الكتلة الحيوية التى تحتوى على سكريات يمكن تخميرها مباشرة بحيث تصبح ايثانول هو ابسط طريقة لانتاج الايثانول وفى الب ارزيل وغيرها من البلدان الاستوائية التى تنتج حاليا الايثانول يعتبر قصب السكر هو المادة الوسيطة التى تستخدم على اوسع نطاق وفى بلدان منظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى ينتج معظم الايثانول من العنصر النشوى للحبوب الغذائية )وان كان بنجر السكر يستخدم ايضا ( الذى يمكن تحويلة بسهولة معقولة الى سكر بيد ان هذه المنتجات النشوية لا تمثل سوى نسبة مئوية ضئيلة من الكتلة النباتية الكلية فمعظم الكتلة النباتية مكونة من السيلولوز والنصف سيلولوز والخشبين ومن الممكن تحويل الاثنين الاولين الى كحول بعد تحويلهما اولا الى سكر ولكن العملية اصعب مما هى فى حالة النشا ولا يوجد تقريبا الآن اى انتاج تجارى للايثانول من الكتلة الحيوية السيلولوزية ولكن يستمر قدر كبير من البحوث فى هذا المجال ٠ ومن الممكن مزج الايثانول بالبترول او حرقة بشكله النقى فى محركات اشعال بالشرر ،معدله تعديلا طفيفا ويحتوى لتر الايثانول على ٦٦فى المائة تقريبا من الطاقة التى يوفرها لتر من البترول ،ولكن مستواه الاوكتينى اعلى ،وعندما يخلط بالبترول لاغراض النقل فانه يح سن م ن اداء البت رول ويح سن اي ضا ح رق الوقود ف ى المركب ات مم ا ي ؤدى ال ى انخف اض انبع اث اح ادى اك سيد الكرب ون والم واد ايضا◌ فى ارتفاع درجة التفاعل مع النتروجين فى الغلاف الهيدروكربونية غير المحترقة والمواد المسرطنة الا ان حرق الايثانول يتسبب

الجوى ،مما قد يسشفر عن حدوث زيادة هامشية فى غازات اكسيد النتروجين ،ولايحتوى الايثانول مقارنة بالبترول الا على قد نذير من الكبريت ،ولذا فان مزج الايثانول مع البترول يساعد على تقليل من المحتوى الكبريتى للوقود ،مما يؤدى الى انخفاض انبعاثات اكسيد الكبريت وهو مكون من مكونات الامطار الحمضية ومادة مسرطنة٠

زيت الديزل الحيوى :

يتم انتاج زيت الديزل الحيوى بمزج الزيت النباتى او الدهون الحيوانية بكحول وبعامل مساعد من خلال عملية كيميائية تعرف باسم الاسترة المتعددة ،ومن الممكن استخراج الزيت من اجل انتاج زيت الديزل الحيوى من اى محصول تقريبا من محاصيل البذور الزيتية ، والمصادر الاكثر شيوعا هى بذور اللفت فى اوروبا وفول الصويا فى الب ارزيل والولايات المتحدة الامريكية وفى البلدان الاستوائية وشبة الاستوائية ينتج زيت الديزل الحيوى من النخيل وجوز الهند والجاتروفا وتستخدم ايضا كميات صغيرة من الدهون الحيوانية المستخلصة من عمليات التصنيع السمكى والحيوانى ،فى انتاج زيت الديزل الحيوى ،وتسفر عملية الانتاج عادة من منتجات ثانوية اضافية مثل " كعكة " الفول السودانى ) وهو علف حيوانى ( والجلسيرين وبالنظر الى ان زيت الديزل الحيوى يمكن ان يقوم انتاجة على طائفة واسعة من الزيوت ،فالوقود الذى ينتج عن ذلك يمكن ان يحتوى على طائفة متنوعة من الخصائص الفيزيائية مثل اللزوجة والقابلية للاحتراق، تفوق خصائص الايثانول ومن الممكن مزج زيت الديزل الحيوى بوقود الديزل التقليدى ،او حرقة بشكله النقى فى محركات اشعال بالضغط ومحتواه من الطاقة يمثل نسبة تتراوح من ٨٨الى ٩٥فى المائة من محتوى زيت الديزل من الطاقة ،ولكنه يؤدى الى تحسين تشحيمية زيت الديزل ويرفع قيمة السيتين وهو ما يجعل اقتصاد الوقود الخاص بكلا النوعين متماثلا بوجة عام ويساعد ارتفاع محتوى زيت الديزل الحيوى من الاكسجين فى اتمام حرق الوقود ،مما يقلل من انبعاثات ملوثات جسيمات الهواء واحادى اكسيد الكربون والمواد الهيدروكربونية وكما هو الحال بالنسية للايثانول ،لا يحتوى زيت الديزل ايضا سوى على كمية لا تذكر من الكبريت ،مما يقلل من

انبعاثات احادى الكبريت من المركبات ٠

الزيت النباتى المباشر :

ان الزيت النباتى المباشر ) الزيوت النباتية النقية ( هو وقود يمكن استخدامه فى محركات الديزل ويمكن انتاجة من طاقة متنوعة من المصادر ،من بينها محاصيل البذور الزيتية مثل بذر اللفت وزهرة عباد الشمس وفول الصويا والنخيل ومن الممكن ايضا استخدام زيت الطهى بعد استعمالة فى المطاعم واستخدام الدهون الحيوانية المستخلصه من صناعات تجهيز اللحوم كوقود لمركبات لديزل ٠ ولكن فيما يتعلق بالطاقة الحيوية ،كان مجال النمو الكبير الذى شهدته السنوات الاخيرة هو انتاج الوقود الحيوى السائل لاغراض النقل ،باستخدام المحاصيل الزراعية كمواد وسيطة ،وقد اتخذ معظمة شكل ايثانول ،قائم اما على محاصيل سكرية او محاصيل نشوية او زيت الديزل الحيوى القائم على المحاصيل الزيتية ٠ وكما هو مبين فى ) الشكل رقم ( ٦يمكن استخدام طائفة متنوعة من المحاصيل المختلفة كمواد وسيطة لانتاج الايثانول وزيت الديزل الحيوى ،ولكن معظم الانتاج العالمى للايثانول مشتق من قصب السكر او الذرة ففى الب ارزيل ينتج معظم الايثانول من قصب السكر وينتج فى الولايات المتحدة من الذرة ومن بين المحاصيل الهامة الاخرى الكسافا والارز وبنجر السكر والقمح ،اما فيمكا يتعلق بزيت الديزل الحيوى فان المواد الوسيطة الاكثر شيوعا هى بذرة اللفت فى الاتحاد الاورويى ،وفول الصويا فى الولايات المتحدة الامريكية والب ارزيل والنخيل وجوز الهند والخروع فى البلدان الاستوائية وشبة الاستوائية مع زيادة الاهتمام بالجاتروفا ٠ المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،

- ٤٧ -

الشكل ) :( ١٧

وتستخدم طائفة متنوعة من موارد الكتلة الحيوية فى توليد الكهرباء والطاقة الح اررية من خلال الحرق وتشمل المصادر اشكالا شتى من المخلفات مثل مخلفات الصناعات الزراعية ومخلفات ما بعد الحصاد التى تترك فى الحقول وروث الماشية والمخلفات الخشبية من الغابات والصناعة ومخلفات الصناعات الغذائية والورقية والمخلفات الصلبة للمدن ومخلفات المجارى والغاز الحيوى المنبعث من هضم النفايات الزراعية وغيرها من النفايات العضوية كما تستخدم ايضا محاصيل مخصصة للطاقة مثل النباتات المعم رة قصيرة الدورة الزراعية ) الاوكالبتوس والحور والصفصاف ( والاعشاب ) الميسكانتوس والعشب السوطى ( ٠ ومن الممكن استخدام عمليات عديدة لتوليد الكهرباء وينتج معظم الكهرباء المستمده من الكتلة الحيوية باستخدام عملية دورة البخار ، وفيها تحرق الكتلة الحيوية فى غلاية لتوليد بخار ضغط عالى يتدفق فوق سلسلة من الاتراس الايروديناميكية مما يسبب تدوير توربين يدير استجابة لذلك مولدا كهربائيا موصلا به لانتاج الكهرباء والاشكال المضغوطة من الكتلة الحيوية ،مثل الكريات والقوالب الخشبية يمكن استخدامها ايضا فى الحرق ،ويمكن ايضا حرق الكتلة الحيوية مع الفحم فى غلاية منشأة تقليدية لتوليد الكهرباء والطريقة الاخيرة هى حاليا الاكثر كفاءة بالنسبة لتكلفة ادماج التكنولوجيا المتجددة فى الانتاج التقليدى للكهرباء وذلك لأن قد ار كبي ار من البنية الاساسية الموجودة حاليا لمنشآت الكهرباء يمكن استخدامه بدون ادخال تعديلات كبيرة عليه ٠ - ٤٨المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،

استخدام الغاز الحيوى فى انتاج الطاقة الحرارية والكهرباء وفى النقل :

الهضم اللاهوائى :

يمكن انتاج غاز حيوى عن طريق الهضم اللاه وائى للمخلفات الغذائية او الحيوانية بواسطة بكتيريا فى بيئة تفتقر الى الاكسجين ويحتوى الغاز الحيوى الذى ينتج عن ذلك على كمية كبيرة من الميثان الى جانب ثانى اكسيد الكربون ،يمكن استخدامها فى اغراض توليد الطاقة الح اررية او الكهرباء فى محرك معدل يعمل بالاحتراق الداخلى ،ويمكن ان يحقق تحويل المخلفات الحيوانية وروث المائية الى ميثان /غاز حيوى فوائد بيئية وصحية كبيرة فالميثان هو احد غازات الاحتباس الحرارى التى تنطوى على امكانية التسبب فى احترار الكرة الارضية بقوة تفوق بما يتراوح من ٢٢الى ٢٤مرة قدرة ثانى اكسيد الكربون على ذلك وعن طريق حجز الميثان واستخدامه يمكن تجنب تأثيراته كغاز مسبب للاحتباس الحرارى وعلاوة على ذلك فان الطاقة الح اررية التى تتولد اثناء عملية الهضم الحيوى تقتل الميكروبات الموجودة فى روث الماشية ،كما توفر المادة التى تتخلف فى نهاية هذه العملية سمادا قيما ٠

التغوز ) التحول الى غاز ( :

يمكن من خلال علمية التغويز تحويل الكتلة الحيوية الصلبة الى غاز وقودى او غاز حيوى وتقوم اجهزة تغويز الكتلة الحيوية بتسخين الكتلة الحيوية فى بيئة تتسم بانخفاض نسبة الاكسجين فيها وارتفاع درجة ح اررتها حيث تحلل تلك الكتلة لتطلق غا از تركيبيا غنيا بالطاقة وقابلا للاشتعال اى ما يسمى " "Syngasويمكن حرق هذا الغاز فى غلاية تقليدية او استخدامه بدلا من الغاز الطبيعى فى توربين غازى لكى يدير المولدات الكهربائية ويمكن ترشيح الغاز الحيوى الذى يتشكل من خلال عملية التغويز من اجل ا ازلة المركبات الكيميائية غير المرغوبة ويمكن استخدامه فى نظم لتوليد الكهرباء " مختلطة الدورة " تتسم بالكفاءة وتجمع ما بين توربينات بخارية

وتوربينات غازية لتوليد الكهرباء ٠

استخدام الغاز الحيوى فى النقل :

ان الغاز الحيوى غير المعالح لا يصلح كوقود للنقل وذلك بسبب انخفاض محتواه من الميثان )ما يتراوح من ٦٠الى ٧٠فى المائة( وارتفاع نسبة تركيز الملوثات فيه ولكن من الممكن معالجته لا ازلة ثانى اكسيد الكربون والمياه والكبريتيات الهيدروجينية المسببه للتآكل ولتحسين محتواه من الميثان ) حيث تصل النسبة الى اكثر من ٩٥فى المائة ( وتكون للغاز الحيوى المعالج عند ضغطه خواص مماثلة لخواص الغاز الطبيعى المضغوط ،مما يجعله صالحا للاستخدام فى النقل٠ وفى الوقت الراهن يتم انتاج نحو ٨٥فى المائة من الانتاج العالمى للوقود الحيوى السائل فى شكل ايثانول )الجدول رقم ( ٤وينتج اكبر بلدين منتجين للايثانول وهما الب ارزيل والولايات المتحدة الامريكية ما يقرب من ٩٠فى المائة من الانتاج الكلى اما النسبة الباقية فتنتج معظمها فى كندا والصين والاتحاد الاوروبى ) فرنسا والمانيا اساسا ( والهند ويتركز انتاج زيت الديزل الحيوى اساسا فى الاتحاد الاوروبى ) حيث ينتج نحو ٦٠فى المائة من الاجمالى ( مع مساهمة اصغر كثي ار من الولايات المتحدة الامريكية وفى الب ارزيل يشكل انتاج زيت الديزل الحيوى ظاهرة احدث عهدا ولا يزال حجم الانتاج محدودا ومن بين البلدان الهامة الاخرى المنتجة لزيت الديزل الحيوى

الصين والهند واندونيسيا وماليزيا ٠

وتتباين المحاصيل المختلفة تباينا واسعا من حيث كمية الوقود الحيوى المنتجة مقابل كل هكتار تبعا للمواد الوسيطة والبلدان ونظم الانتاج على حد سواء كما يتبين من الجدول ٥وترجع هذه التباينات الى كل من الاختلافات فى غلات المحاصيل للهكتار الواحد عبر البلدان والمحاصيل والى الاختلافات فى كفاءة التحويل عبر المحاصيل وهذ ١معناه اختلاف الاحتياجات من الا ارضى من اجل زيادة انتاج الوقود الحيوى تبعا للمحصول وللموقع وانتاج الايثانول من قصب السكر وبنجر السكر هو الذى يتسم بأعلى كمية منتجة حاليا مع تصدر الانتاج القائم على قصب السكر فى الب ارزيل من حيث ناتج الوقود الحيوى مقابل كل هكتار تليها الهند مع عدم وجود فارق كبير بينهما اما ناتج الهكتار فى حالة الذرة فهو اقل نوعا ما ولكن مع وجود اختلافات ملحوظة بين الكميات المنتجة مثلا فى الصين وفى الولايات المتحدة الامريكية والبيانات الورادة فى الجدول ٢لاتشير سوى الى الكميات المنتجة تقنيا وقد تبدى تكلفة انتاج الوقود الحيوى القائم على محاصيل مختلفة فى بلدان مختلفة انماطا شديدة الاختلاف ايضا ٠ المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،

- ٤٩ -

الجدول ) : ( ٤انتاج الوقود الحيوى فى البلاد المختلفة عام ٢٠٠٧م

الايثانول

البلد /مجموعات البلدان

)بملايين اللترات(

زيت الديزل الحيوى

)بملاييين الاطنان من

)بملايين اللترات(

المجموع

)بملاييين الاطنان من

معادل النفط(

)بملايين اللترات(

معادل النفط(

)بملاييين الاطنان من

معادل النفط(

الب ارزيل

١٩٠٠

١٠.٤٤

٢٢٧

٠.١٧

١٩٢٢٧

١٠.٦٠

كندا

١٠٠٠

٠.٥٥

٩٧

٠.٠٧

١٠٩٧

٠.٦٢

الصين

١٨٤٠

١.٠١

١١٤

٠.٠٨

١٩٥٤

١.٠٩

الهند

٤٠٠

٠.٢٢

٤٥

٠.٠٣

٤٤٥

٠.٢٥

اندونيسيا

٠

٠.٠٠

٤٠٩

٠.٣٠

٤٠٩

٠.٣٠

ماليزيا

٠

٠.٠٠

٣٣٠

٠.٢٤

٣٣٠

٠.٢٤

الولايات المتحدة الامريكية

٢٦٥٠٠

١٤.٥٥

١٦٨٨

١.٢٥

٢٨١٨٨

١٥.٨٠

الاتحاد الاوروبى

٢٢٥٣

١.٢٤

٦١٠٩

٤.٥٢

٨٣٦١

٥.٧٦

بلدان اخرى

١٠١٧

٠.٥٦

١١٨٦

٠.٨٨

٢٢٠٣

١.٤٤

العالم

٥٢٠٠٩

٢٨.٥٧

١٠٢٠٤

٧.٥٦

٦٢٢١٣

٣٦.١٢

المصدر :استنادا الى F.O.Lichtوالبيانات مستمدة من قاعدة بيانان Aglink-Cosimoلمنظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى –

منظمة الاغذية والزراعة ٠

جدول ) : ( ٥انتاج الوقود الحيوى لمختلف المواد الوسطية والبلدان

التقديرات العالمية والقطرية

الوقود الحيوى

انتاج المحصول

)لترات /طن(

كفاءة التحويل

)لترات /طن(

المحصول

بنجر السكر

العالمية

الايثانول

٤٦.٠

١١٠

٥٠٦٠

قصب السكر

العالمية

الايثانول

٦٥.٠

٧٠

٤٥٥٠

الكسافا

العالمية

الايثانول

١٢.٠

١٨٠

٢٠٧٠

الذرة

العالمية

الايثانول

٤.٩

٤٠٠

١٩٦٠

الارز

العالمية

الايثانول

٤.٢

٤٣٠

١٨٠٦

القمح

العالمية

الايثانول

٢.٨

٣٤٠

٩٥٢

الذرة الرفيعة

العالمية

الايثانول

١.٢

٣٨٠

٤٩٤

قصب السكر

الب ارزيل

الايثانول

٧٣.٥

٧٤.٥

٥٤٧٦

قصب السكر

الهند

الايثانول

٦٠.٧

٧٤.٥

٤٥٢٢

نخيل الزيت

ماليزيا

زيت الديزل الحيوى

٢٠.٦

٢٣٠

٤٧٣٦

نخيل الزيت

اندونيسيا

زيت الديزل الحيوى

١٧.٨

٢٣٠

٤٠٩٢

الذرة

الولايات المتحدة الامريكية

الايثانول

٩.٤

٣٩٩

٣٧٥١

الذرة

الصين

الايثانول

٥.٠

٣٩٩

١٩٩٥

الكسافا

الب ارزيل

الايثانول

١٣.٦

١٣٧

١٨٦٣

الكسافا

نيجيريا

الايثانول

١٠.٨

١٣٧

١٤٨٠

فول الصويا

الولايات المتحدة الامريكية

زيت الديزل الحيوى

٢.٧

٢٠٥

٥٥٢

فول الصويا

الب ارزيل

زيت الديزل الحيوى

٢.٤

٢٠٥

٤٩١

)طن /هكتار(

المصادر Rajagopal :وآخرون ٢٠٠٧بالنسبة للبيانات العالمية و Naylorبالنسبة للبيانات القطرية ٠ - ٥٠المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،

انتاج الوقود الحيوى

ومساهمة الوقود الحيوى فى امدادات الطاقة تتوقف على محتوى الوقود الحيوى من الطاقة وكذلك على الطاقة التى توجه الى انتاجه وهذه الطاقة الاخيرة تشمل الطاقة اللازمة لزراعة وحصاد المادة الوسيطة وتصنيع المادة الوسيطة لتحويلها الى وقود حيوى ونقل المادة الوسيطة والوقود الحيوى الناتج فى مختلف مراحل انتاجة وتوزيعة ،ويعبر ميزان الطاقة الاحفورية عن معدل الطاقة التى يحتوى عليها الوقود الحيوى بالنسية الى الطاقة الاحفورية المستخدمة فى انتاجه فميزان الطاقة الاحفورية البالغ ١.٠يعنى ان انتاج لتر من الوقود الحيوى يحتاج الى قدر من الطاقة يعادل قدر الطاقة التى يحتوى عليها وبعبارة اخرى ان الوقود الحيوى لا يحقق مكسبا صافيا او خسارة صافية من حيث الطاقة اما ميزان طاقة الوقود الاحفورى البالغ ٢.٠فهو يعنى ان لتر الوقود الحيوى يحتوى على ضعف كمية الطاقة التى يحتاج اليها فى انتاجه وتنشأ مشكلة فى تقدير مي زان الطاقة تقدي ار دقيقا وهى صعوبة التحديد الواضح لحدود النظام

لاغراض التحليل٠

ويلخص)الشكل (٧نتائج دراسات عديدة بشأن موازين الطاقة الاحفورية فيما يتعلق بأنواع مختلفة من الوقود على النحو الذى افاد يه معهد مراقبة العالم )) (Worldwatch Institute , (٢٠٠٦ويكشف الرقم عن تباينات واسعة فى موازين الطاقة الاحفورية المقدرة عبر المواد الوسيطة وانواع الوقود ،وفى بعض الاحيان فيما يتعلق بمزيج المادة الوسيطة /الوقود تبعا لعوامل مثل انتاجية المواد الوسيطة

والممارسات الزراعية وتكنولوجيا الحفظ ٠

والبترول وزيت الديزل التقليديان تتراوح موازين الطاقة الاحفورية الخاصة بهما من نحو ٠.٨الى ٠.٩وذلك لأن قد ار من الطاقة يستهلك فى تكرير النفط الخاص ليصبح وقودا صالحا للاستعمال وفى نقلة الى الاسواق ،واذا كان للوقود الحيوى ميزان طاقة احفورية يتجاوز هذين الرقمين فانه يسهم فى الحد من الاعتماد على الوقود الاحفورى ويبدو ان انواع الوقود الحيوى تساهم جميعها مساهمة ايجابية فى هذا الصدد وان يكن بدرجات واسعة التباين فموازين الطاقة الاحفورية المقدرة لزيت الديزل الحيوى تتراوح من نحو ١الى ٤فى حالة المواد الوسيطة المشتقة من زهرة عباد الشمس وبذر اللفت وفول الصويا ،اما الموازين المقدرة لزيت النخيل فهى اعلى من ذلك فتصل الى نحو ٠ ٩بالنظر الى ضرورة عصر بذور زيتية اخرى لكى يتسنى استخلاص الزيت وهذه خطوة تصنيعية اضافية تحتاج الى طاقة وفى حالة الايثانول القائم على المحاصيل الزراعية ،تترواح الموازين المقدرة من اقل من ٢فى حالة الذرة الى ما يتراوح من نحو ٢الى ٨فى حالة قصب السكر وميزان الطاقة الاحفورية للايثانول القائم على قصب السكر ،على النحو المتبع فى الب ارزيل لا يتوقف فحسب على انتاجية الم واد الوسيطة ،بل وايضا على تصنيعة باستخدام مخلفات الكتلة الحيوية من قصب السكر ) تفل قصب السكر ( كمدخل طاقة اما نطاق م وازين الطاقة الاحفورية المقدرة للم واد السيلولوزية الوسيطة فهو اوسع حتى من ذلك مما يعكس الشكوك المتعلقة بهذه التكنولوجيا وتنوع المواد الوسطية ونظم الانتاج الممكنة ٠

الشكل ) :( ١٨

- ٥١المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،

كذلك ،قد يختلف التأثير الصافى لانواع الوقود الحيوى على انبعاثات غازات الاحتباس الحرارى اختلافا واسعا فأنواع الوقود الحيوى تنتج من الكتلة الحيوية ومن ثم ينبغى نظريا ان تكون محايدة كربونيا وذلك لان حرقها لا يعيد الى الغلاف الجوى سوى الكربون الذي يمتصه النبات اثناء نموه من الغلاف الجوى على الاختلاف من انواع الوقود الاحفورى التى تطلق الكربون الذى كان مخزونا ملايين السنين تحت سطح الارض ومع ذلك فان تقدير التأثير الصافى للوقود الحيوى على انبعاثات غازات الاحتباس الحرارى يقتضى تحليل الانبعاثات على امتداد دورة عمر ذلك الوقود زرع المحصول وحصادة وتصنيع المواد الوسطية لتحويلها الى وقود حيوى ونقل المواد الوسيطة والوقود النهائى وتخزين الوقود الحيوى وتوزيعة وبيعه بالتجزئة ،بما فى ذلك تأثيرات تزويد مركبة بالوقود والانبعاثات التى تنجم عن حرقة وعلاوة على ذلك من اللازم النظر فى اى منتجات مساعدة ممكنة ان تقلل من الانبعاثات ومن الواضح لهذا السبب ان موازين الطاقة الاحفورية هى محدد واحد فقط من محددات عديدة لتأثير الوقود الحيوى المتمثل فى صدور انبعاثات عنه ،ومن بين العوامل حاسمة الاهمية المتعلقة بعملية الانتاج الز ارعى التسميد ،واستخدام مبيدات الآفات ،وتكنولوجيا الرى ،ومعالجة التربة ، ويمكن ان يترتب اثر كبير على التغييرات فى استخدام الاراضى المرتبطة بالتوسع فى انتاج الوقود الحيوى ،فعلى سبيل المثال ،يمكن ان يؤدى تحويل اراضى الغابات الى انتاج محاصيل الوقود الحيوى أو احلال المواد الوسيطة للوقود الحيوى محل المحاصيل الزراعية التى تنقل الى اماكن اخرى الى اطلاق كميات كبي رة من الكربون قد يستغرق التخلص منها سنوات عديدة وذلك من خلال خفض الانبعاثات عن طريق الاستعاضة بالوقود الحيوى عن الوقود الاحفورى٠

الجيل الثانى من الوقود الحيوى السائل :

ان الانتاج الحالى للوقود الحيوى السائل القائم على المحاصيل السكرية والنشوية ) فى حالة الايثانول ( ومحاصيل البذور الزيتية )فى حالة زيت الديزل الحيوى( يشار اليه عموما بأنه الجيل الأول من الوقود الحيوى وقد يتيح الجيل الثانى من التكنولوجيات التى هى قيد الاستحداث حاليا ،استخدام الكتلة الحيوية السيلولوزية الخشبية والكتلة الحيوية السيلولوزية تقاوم التحلل أكثر من مقاومة النشا والسكر والزيوت ،وصعوبة تحويلها الى وقود سائل تجعل تكنولوجيا التحويل اعلى تكلفة وان كانت تكلفة المواد الوسيطة السيلولوزية نفسها اقل من تكلفة الجيل الأول الحالى من المواد الوسيطة وينطوى تحويل السيلولوز الى ايثانول على خطوتين أولا تحلل المكونات السيلولوزية والنصف سيلولوزية الخاصة بالكتلة الحيوية ومخلفات الز ارعة ) القش والعيدان والاوراق ( والغابات والمخلفات التى تنجم عن عمليات التصنيع ) قشور الجوزيات وتفل قصب السكر ونشارة الخشب ( والاجزاء العضوية من نفايات المدن والمحاصيل المحتملة للمحاصيل الخشبية قصيرة الدورة الزراعية مثل الصفصاف والحور الهجين والاوكالبتوس او الانواع العشبية مثل الميسكانتوس والعشب السوطى وعشب الكناريا القصبية بالكتلة الحيوية الى سكريات وتخمر بعد ذلك من اجل الحصول على الايثانول و الخطوة الأولى صعبة تقنيا وان كانت البحوث مستمرة بشأن استحداث طرق لاجراء هذه العملية تتسم بالكفاة وبفعالية التكلفة وعدم امتلاك مقومات البقاء تجاريا قد حال حتى الآن دون حدوث انتاج كبير من الجيل الثانى للوقود الحيوى القائم على السيليلوز ٠ ويمكن ان يتيح الجيل الثانى من المواد الوسيطة والوقود الحيوى م ازيا من حيث الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الح ارراى فأغلبية الدراسات تتوقع ان تؤدى انواع الوقود المتقدمة المستقبلية المشتقة من المحاصيل المعمرة ومن المخلفات الخشبية والزراعية الى حدوث انخفاض هائل فى انبعاثات غازات الاحتباس الحرارى طيلة دورة العمر بالمقارنة بالوقود النفطى والجيل الأول من الوقود الحيوى وهذا ينبع من ارتفاع انتاج الطاقة مقابل كل هكتار وينبع ايضا من اختلاف اختيار الوقود الذى يستخدم فى عملية التحويل ففى عملية انتاج الايثانول الحالية ،يكون مصدر الامداد كله تقريبا بالطاقة المستخدمة فى عملية التصنيع هو الوقود الاحفورى ) باستثناء الايثانول القائم على قصب السكر فى الب ارزيل حيث يوفر تفل قصب السكر معظم الطاقة المستخدمة فى عملية التحويل ( اما فى حالة الجيل الثانى من الوقود الحيوى يمكن ان توفر مخلفات النباتات )الخشبية اساسا ( الطاقة اللازمة لعملية التصنيع ٠ امكانات الطاقة الحيوية العالمية محدودة فى نهاية المطاف بفعل الكمية الاجمالية من الطاقة التى تنتج بواسطة التمثيل الضوئى على م ستوى الع الم فالنبات ات تجم ع طاق ة اجمالي ة تع ادل نح و ٧٥٠٠٠ملي ون ط ن م ن مع ادل ال نفط ) ٣١٥٠اك ساجول( ك ل س نة ) (Kapur, ٢٠٠٤اى ما يعادل الطلب العالمى الحالى على الطاقة ست او سبع مرات الا ان هذ ١يشمل كميات هائلة من الكتلة الحيوية التى لا يمكن حصدها ومن الناحية الفيزيائية البحتة تمثل الكتلة الحيوية طريقة سيئة نسبيا لحصد الطاقة الشمسية لاسيما بالمقارنة بالالواح الشمسية متزايدة الكفاءة ) منظمة الاغذية والزراعة ٠ ( ٢٠٠٦ وقد قدرت اخر د ارسة كبرى للطاقة الحيوية اجرتها الوكالة الدولية للطاقة استنادا الى د ارسات قائمة نطاق امدادات الطاقة الحيوية المحتملة فى عام ٢٠٥٠الذى يتراوح من كمية منخفضة تبلغ ١٠٠٠مليون طن من معادل النفط الى كمية تمثل حدا اقصى قدره ٢٦٢٠٠مليون طن من معادل النفط ) الوكالة الدولية للطاقة ٢٠٠٦الصفحات ( ٤١٦ – ٤١٢وقد كان الرقم الأخير يستند الى افتراض حدوث تقدم تكنولوجى سريع جدا بيد ان الوكالة الدولية للطاقة تشير الى ان التقدير الاكثر واقعية المستند الى حدوث تحسن ابطأ فى الانتاجية سيتراوح من ٦٠٠٠الى ١٢٠٠٠مليون طن من معادل النفط وتفيد الوكالة بأن تقدي ار متوسطا قدره ٩٥٠٠مليون طن من معادل النفط من شأنه ان يتطلب تخصيص نحو خمس الاراضى الزراعية فى العالم لانتاج الكتلة الحيوية٠ وامكاني ة ان تح ل تكنولوجي ات الوق ود الحي وى الموج ودة حالي ا مح ل الوق ود الاحف ورى تبينه ا اي ضا عملي ة ح ساب افت ارض ى اج اره ا Rajagopalوآخرون ) (٢٠٠٧فهم يذكرون تقديرات افت ارضية للانتاج العالمى للايثانول من محاصيل الحبوب الغذائية والمحاصيل - ٥٢المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،

السكرية الرئيسية استنادا الى المتوسط العالمى للغلات والى كفاءات التحويل التى يبلغ عنها عموما ويرد فى الجدول ٦تلخيص لنتائج تقديراتهم وتمثل المحاصيل المبينة ٤٢فى المائة من مجموع اراضى المحاصيل الموجودة حاليا ،وتحويل انتاج المحاصيل بأكملة الى ايثانول من شأنه ان يغطى %٥٧فى المائة من الاستهلاك الكلى للبن زين ووفقا لافت راض اكثر واقعية وهو تحويل %٢٥من كل محصول من هذه المحاصيل الى انتاج الايثانول يمكن الاستعاضة بالايثانول عن ١٤فى المائة فقط من استهلاك البنزين ٠ وتبرز شتى العمليات الحسابية الافت ارضية ان الوقود الحيوى لا يمكن على ضوء احتياجاته الكبيرة من حيث الا ارضى سوى توقع ان يفضى الى ازاحة محدودة للغاية للوقود الاحفورى ومع ذلك فان مساهمة الوقود الحيوى فى امدادت الطاقة الاجمالية حتى ولو كانت متواضعة جدا قد يكون لها اثر قوى على الزراعة وعلى الاسواق الزراعية ٠ جدول ) :(٦الامكانات الافتراضية لانتاج الايثانول من المحاصيل الرئيسية من الحبوب السكر:

المساحة العالمية

الانتاج العالمى

انتاج الوقود الحيوى

الحد الاقصى من الايثانول

المعادل من البترول

الامدادات كنسبة من الاستخدام

المحصول

)ملايين الهكتارات(

)ملايين الاطنان(

)باللترات للهكتار(

)بمليارات اللترات(

)بمليارات اللترات(

)النسبة المئوية(

القمح

٢١٥

٦٠٢

٩٥٢

٢٠٥

١٣٧

١٢

الارز

١٥٠

٦٣٠

١٨٠٦

٢٧١

١٨٢

١٦

الذرة

١٤٥

٧١١

١٩٦٠

٢٨٤

١٩٠

١٧

الذرة الرفيعة

٤٥

٥٩

٤٩٤

٢٢

١٥

١

قصب السكر

٢٠

١٣٠٠

٤٥٥٠

٩١

٦١

٦

الكسافا

١٩

٢١٩

٢٠٧٠

٣٩

٢٦

٢

بنجر السكر

٥.٤

٢٤٨

٥٠٦٠

٢٧

١٨

٢

المجموع

٥٩٩

٠٠٠

٠٠٠

٩٤٠

٦٣٠

٥٧

العالمى للبترول فى ٢٠٠٣

ملاحظة ٠٠٠ :لاتنطبق وتم تقريب البيانات المعروضة ٠ ) (١الاستخدام العالمى للبترول فى عام ١١٠٠ = ٢٠٠٣مليار لتر ) Kimو ٠ (٢٠٠٤ Dale

المصدر Rajagopal :وآخرون ٠ ٢٠٠٧

وبالنظر الى التكنولوجيات الموجودة حاليا فان تكاليف المحاصيل وتحويلها الى ايثانول او زيت ديزل حيوى مرتفعة للغاية فى مواقع كثيرة حيث يتعذر على الوقود الحيوى ان يتنافس مع الوقود الاحفورى على اساس تجارى بدون وجود دعم حكومى نشط لتشجيع تطوير الوقود الحيوى واعانة استخدامة وتشجع بلدان كثيرة من بينها عدد مت ازيد من البلدان النامية الوقود الحيوى لاسباب رئيسية ثلاثة هى دواعى القلق الاستراتيجية بشأن امن الطاقة واسعار الطاقة ودواعى القلق بشأن تغير المناخ ،والاعتبارات المتعلقة بالدعم الزراعى ٠

الاهداف وراء سياسات الوقود الحيوى :

وضمان الحصول على امدادت من الطاقة وقد كان الحد من التعرض للتأثر بتقلب الاسعار وبحدوث انقطاع فى الامدادات هدفا وراء سياسات الطاقة ،والعامل الهام الثانى الذى يقف وراء سياسات الطاقة الحيوية هو تزايد القلق بشأن تغير المناخ بفعل الانسان ،وذلك مع تزايد الادلة التى تشير الى ارتفاع درجات الح اررة بفعل الانسان ٠

السياسات الزراعية :

السياسات الزراعية والمتعلقة بالغابات التى سبقت عصر الوقود الحيوى السائل لها تأثير قوى على صناعة الطاقة الحيوية بل ان الاعانات الزراعية واليات دعم الاسعار الزراعية تؤثر مباشرة على كل من مستويات انتاج واسعار الجيل الاول من المواد الوسيطة للوقود الحيوى ونظم وطرق انتاج المواد الوسيطة لذلك الوقود وقد طبقت اغلبية بلدان منظمة التعاون والتنمية فى الميدان الاقتصادى سياسات تقديم الاعانات وتوفير الحماية فى مجال الز ارعة وهى سياسات لم تنجح المفاوضات التجارية الدولية التى جرت فى اطار منظمة التجارة العالمية فى ازالتها وان كان قد تحقق قدر من الانضباط فى السياسات والحماية الزراعية ولقد كانت لهذه السياسات الزرعى على الصعيد الدولى وستكون لها انعكاسات كبيرة فيما انعكاسات كبيرة على التجارة الزراعية وعلى الأنماط الجغرافية للانتاج ا

يتعلق بانتاج المواد الوسيطة للوقود الحيوى ٠

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

- ٥٣ -

الشكل ) :( ١٩

- ٥٤المصدر :حالة الاغذية والزراعة – منظمة الاغذية والزراعة للأمم المتحدة روما ٠ ٢٠٠٨ ،