طاقة الكتلة الحيوية: حقائق مثيرة للاهتمام حول طاقة الكتلة الحيوية

طاقة الكتلة الحيوية: لقد وصل العالم أخيرا إلى نوع من القبول بأن موارد الطاقة المتجددة هي المستقبل لأرض أكثر اخضرارا والطريقة الوحيدة التي يمكن بها لحضارتنا البقاء على قيد الحياة. وبالتالي ، فإن الانتقال من موارد الطاقة غير المتجددة إلى مورد الطاقة المتجددة قد قطع الآن شوطا طويلا من كونه مجرد حلم.

طاقة الكتلة الحيوية

ولا يمكن لكوكب الأرض أن يعيش فقط على مورد طاقة واحد لتلبية احتياجاته، ولذلك، يجري العثور على طائفة واسعة من موارد الطاقة المتجددة واستخدامها بحيث يمكن أن تحل في نهاية المطاف محل العرض المحدود من موارد الطاقة غير المتجددة المتاحة.

الكتلة الحيوية هي واحدة من موارد الطاقة المتجددة التي نستخدمها الآن على أساس يومي. الكتلة الحيوية هي نوع من موارد الطاقة التي تستخدم المواد النباتية والحيوانية أو منتجاتها لتشكيل الطاقة. يمكن استخدام هذه الطاقة لتوليد الحرارة أو تشغيل الكهرباء للأسر أو المصانع. تعتبر الكتلة الحيوية موردا للطاقة المتجددة بسبب حقيقة أن الحيوانات والنباتات يمكنها تجديد كميتها في نهاية المطاف مما يسمح باستخدام المواد مرة أخرى لإنتاج الطاقة.

سنسلط الضوء هنا على بعض الحقائق حول الكتلة الحيوية التي ربما سمعتها أو قرأت عنها أو قد تكون جديدة تماما بالنسبة لك. قد نكون قادرين حتى على توضيح بعض الخرافات لك!

1. إنه مورد للطاقة المتجددة

لنبدأ بالحقيقة الأكثر شهرة حول الكتلة الحيوية. إنه مورد للطاقة المتجددة تماما مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية وطاقة المد والجزر والطاقة الكهرومائية. يجب أن يكون لأي مورد من أجل تصنيفه إلى مورد للطاقة المتجددة القدرة على تجديد مخزونه مرارا وتكرارا. في حالة الكتلة الحيوية يمكن أن تفعل ذلك بالضبط. يمكن إعادة نمو النباتات أو زيادة إنتاج الحيوانات وفقا للاحتياجات بحيث يمكن استخراج المواد المطلوبة منها لإنتاج طاقة قيمة.

2. تاريخ طاقة الكتلة الحيوية

منذ وجود البشر على كوكب الأرض ، كانت الكتلة الحيوية مصدر إمداد دائم بالطاقة للبشر حتى لو لم نكن على دراية بها في البداية. إن الحرق البسيط للأعلاف لطهي طعامنا هو أبسط الأمثلة على كيفية استخدام الكتلة الحيوية من قبل البشر وكيف زودتنا الكتلة الحيوية بالطاقة بأشكال مختلفة لإطالة أمد وجودنا. عندما تفكر في الأمر ، حتى اكتشاف النار من خلال فرك حجرين وإشعال مادة عضوية جافة بالنار هو مثال رائع على الكتلة الحيوية المنتجة للطاقة.

3. إنتاج الكحول

يمكن تخمير منتجات الكتلة الحيوية الغنية بالكربوهيدرات لإنتاج الإيثانول الذي يمكن استخدامه لإنتاج المشروبات الكحولية المختلفة. تم استخدام تخمير الكتلة الحيوية لصنع الإيثانول للاستخدام في الكحول وكذلك للاستخدام في الوقود الحيوي الذي سنناقشه في المستقبل.

4. مساهمتها في العالم

يعتمد 10٪ من العالم على الكتلة الحيوية لإنتاج الطاقة مما يجعله مساهما كبيرا في إنتاج الطاقة في العالم.

5. العديد من المصادر المتنوعة

الكتلة الحيوية هي مصطلح واسع للمواد المشتقة من الحيوانات أو النباتات. وهذا يعني أن هناك كمية متنوعة من المصادر تحت تصرفنا والتي يمكن استخدامها لإنتاج الطاقة. وشملت هذه السماد الحيواني والنباتات الميتة والخشب وقصب السكر والنفايات الزراعية والنفايات البشرية والأشجار الميتة.

6. منتجو الإيثانول

الولايات المتحدة هي أكبر منتج للإيثانول في العالم بعد أن أنتجت 16 مليار جالون في عام 2017 وحده. البرازيل هي ثاني أكبر منتج وتنتج البرازيل والولايات المتحدة معا 85٪ من الإيثانول في العالم. يتم الحصول على معظم هذا الإيثانول من الكتلة الحيوية كما ناقشنا.

7. الطاقة للطحالب

يمكن استخدام الكتلة الحيوية المنتجة من الطحالب لتوليد الطاقة بمعدل أسرع وأكثر كفاءة من الكتلة الحيوية الأرضية العادية. يمكن إنتاج منتجات مثل الإيثانول والميثانول والبيوتانول والديزل والهيدروجين والميثان من الكتلة الحيوية للطحالب.

8. محايد الكربون

الكتلة الحيوية لديها القدرة على أن تصبح محايدة للكربون من خلال امتلاك القدرة على عزل الكربون. على الرغم من أن الكتلة الحيوية تطلق كمية معينة من الكربون. إذا تم استخدامه بشكل صحيح ، فيمكنه تخزين الكربون عند زراعة محاصيل الكتلة الحيوية الجديدة. وهذا يعطي الكتلة الحيوية ميزة كبيرة إلى حد ما على موارد الطاقة المتجددة الأخرى وكذلك موارد الطاقة غير المتجددة مثل الوقود الأحفوري الذي لا يمكنه إعادة تخزين الكربون بسرعة.

9. الطاقة من النفايات البشرية

تم تطوير مولد كهربائي بشري يعمل بالنفايات من قبل باحثين من جامعة ولاية بنسلفانيا مما يدل على أن نفايات حوالي 100000 شخص يمكن أن تكون قادرة على إنتاج 51000 واط من الطاقة.

10. أكبر محطة لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية في العالم

تقع أكبر محطة لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية في العالم في المملكة المتحدة تعرف باسم جسر أيرون والتي كانت في السابق محطة لتوليد الطاقة تعمل بالفحم قبل أن يتم تحويلها إلى محطة لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية في عام 2013. وهي تقع في سيفيرن جورج ولديها القدرة على إنتاج 740 ميغاواط!

11. استخدام الكريات الخشبية في الكتلة الحيوية

بيليه الخشب هو مادة تستخدم باستمرار ككتلة حيوية. حاليا Drax Biomass هي أكبر منتج للحبيبات الخشبية التي تعمل من مقرها الرئيسي في أتلانتا. تمتلك Drax Biomass 3 مصانع للحبيبات الخشبية تنتج 1.5 مليون طن من الكريات سنويا.

12. تلوث أقل

الكتلة الحيوية تسبب تلوثا أقل بكثير من الموارد الأخرى المتاحة حاليا مثل الفحم. كمية انبعاث النيتروجين والكبريت والزئبق أقل بكثير من الموارد الأخرى. وهذا يعني أيضا أن هناك فرصة أقل لأن تساهم الكتلة الحيوية في إنتاج الضباب الدخاني أو الأمطار الحمضية.   

13. مفيد للتربة

الكتلة الحيوية لديها القدرة على تقليل كمية التآكل والجريان السطحي للتربة. كما أنه يمنع الجريان السطحي للنيتروجين من التربة ويساعد أيضا على تخزين منتجات الكربون في التربة والتي تعتبر ضرورية لخصوبة التربة مما يوفر وسطا غنيا يمكن للنباتات أن تنمو فيه.

14. الأهمية المتزايدة للكتلة الحيوية

أصبحت الكتلة الحيوية أكثر أهمية كمورد للطاقة لكوكب الأرض. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الزيادة في عدد سكان الكوكب مما يؤدي إلى زيادة هائلة في الطلب على موارد الطاقة إلى جانب النضوب المستمر للوقود الأحفوري وغيره من موارد الطاقة غير المتجددة. إن الدعوة المستمرة إلى اتباع نهج أكثر ملاءمة للبيئة لإنتاج الطاقة بسبب التهديد المتزايد باستمرار لتغير المناخ جعلت الكتلة الحيوية سلعة مهمة.

15. مستقبل الوقود الحيوي

إن التسويق العدواني والوعي بأهمية الكتلة الحيوية وإمكانية استخدامها كوقود لتشغيل المركبات يمكن أن يحل محل واردات النفط من الخليج ويمكن أن يقلل أيضا من نفقات البلدان التي تعتمد اعتمادا كليا على استيراد النفط. كما شقت المركبات المتوافقة مع الوقود الحيوي طريقها إلى السوق. وإذا أنتجت البلدان الوقود الأحيائي من خلال الكتلة الأحيائية، فإن الحاجة إلى الوقود من مصادر أخرى يمكن أن تتضاءل تماما.

اسمحوا لي أن أخبركم أكثر قليلا عن الوقود الحيوي. يشمل الوقود الحيوي وقود الديزل الحيوي (المصنوع من الزيت النباتي) والإيثانول (من خلال عملية التخمير). الإيثانول هو الآن جزء من كل غاز البترول تقريبا الذي يباع في الولايات المتحدة بنسبة 10٪ على الأقل (وبالتالي يعرف باسم E10). هناك العديد من المركبات التي يمكن أن تعمل على تركيزات أعلى من الإيثانول أيضا وتعرف هذه المركبات باسم مركبات الوقود المرن. على الرغم من أن المركبات المصنوعة بعد عام 2007 لديها القدرة على تحمل تركيز الإيثانول بنسبة تصل إلى 15٪! وقود الديزل الحيوي لديه ميزة رئيسية واحدة أنه يمكن استخدامه في محركات الديزل المعتادة دون الحاجة إلى تغيير المحركات. الديزل الحيوي النقي خال من الانبعاثات وقابل للتحلل البيولوجي تماما.

16. شهادة الاستدامة

وضعت المائدة المستديرة المعنية بالوقود الأحيائي المستدام (RSB) نظاما صارما للاختبار يهدف إلى التحقق من استدامة الوقود الحيوي من حيث العناصر البيئية والاجتماعية والثقافية. تم تطوير معيار الاستدامة العالمي هذا في عام 2011 ويساعد على مراقبة مدى جودة طاقة الكتلة الحيوية من حيث إنتاج الطاقة المستدامة.

17. تقليل التكلفة

ويمكن تخفيض تكلفة إنتاج الطاقة من الكتلة الأحيائية تخفيضا كبيرا مع إدخال تكنولوجيا جديدة ومتقدمة لتوليد الطاقة.

18. زيادة الكفاءة

على الرغم من أن هذا امتداد للنقطة السابقة ، إلا أنها نقطة يجب توضيحها. مع زيادة الخبرة والبحث والتطوير التكنولوجي؛ من المؤكد أن كفاءة إنتاج الطاقة من الكتلة الحيوية ستزداد.

19. مستقبل مستدام

ويمكن أن تؤدي أساليب الزراعة الجديدة إلى جانب الأساليب الزراعية المحسنة والجديدة المصممة خصيصا لنمو محاصيل الكتلة الحيوية إلى زيادة غلة المحاصيل المنتجة مع الحد من تآكل التربة وحماية الموائل والنظم الإيكولوجية في هذه العملية. ويمكن اعتماد ممارسات الزراعة المستدامة في هذه الحالة.

20. أصناف سريعة النمو

ويجري الآن النظر في الأشجار سريعة النمو وأنواع العشب لإنتاج محاصيل الكتلة الحيوية. وتشمل هذه الأنواع الأشجار مثل الحور والأوكالبتوس وأنواع العشب مثل العشب التبديل والبرسيم. ومع ذلك ، نحتاج إلى التأكد من أن زراعة هذه المحاصيل دون دوران لن تضر بالتربة.

21. الكهرباء والتدفئة

تنتج الكتلة الحيوية أشكالا مختلفة من الوقود مثل الميثان الذي يمكن أن يوفر الكهرباء والحرارة للمنازل. يمكن أن تسمح إمكانية توليد الكهرباء والحرارة من الكتلة الحيوية للناس بالتحول عن الطرق التقليدية المستخدمة عادة لتوليد الكهرباء مثل الوقود الأحفوري.