يمثّل إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب أحد القطاعات الواعدة لتوليد الطاقة النظيفة، إلّا أنه ما يزال في طور التطوير في محاولة لتقليل كلفته الاقتصادية التي تفوق الوقود الأحفوري بنحو 40%.

وفي هذا الإطار، عُقدت ندوة -عبر تقنية التواصل المرئي- حضرتها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، تستهدف تسليط الضوء على أبرز مميزات إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب ومدى تفوّق هذه التقنية عن غيرها.

وجاءت الندوة في إطار فعاليات المبادرة العربية للتعريف بالهيدروجين الأخضر والمشروعات الخضراء 2024 التي ترعاها وزارة البيئة المصرية لتسليط الضوء على التطورات الحالية واستشراف المستقبل بقطاع الطاقة المتجددة والهيدروجين الأخضر في مصر والمنطقة العربية.

وبحسب الندوة، التي جاءت بعنوان "إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب"، فإن هذه التقنية تتميز بكثافة الإنتاج مقارنةً بغيرها من النباتات المُنتجة للديزل الحيوي.

أجيال الوقود الحيوي

أوضح رئيس قسم المختبرات في الشركة اليمنية للصناعة والتجارة والباحث بقسم الهندسة الكيميائية في كلّية الهندسة والبترول بجامعة حضرموت اليمنية، المهندس مضاض الشيباني، أن الوقود الحيوي يُولّد من أيّ كتلة حيوية مثل النباتات والطحالب، أو حتى نفايات الكائنات الحية، ويكون على شكل سائل أو مادة صلبة أو غاز.

وأشار الشيباني إلى أن هناك 4 أجيال من الوقود الحيوي، هي:

الجيل الأول:

يشمل هذا الجيل الوقود الحيوي المصنوع من السكر أو النشا أو الزيت النباتي باستعمال تقنيات تقليدية.

وغالبًا ما تكون مصادر الإنتاج في هذا الجيل من البذور والحبوب مثل القمح الذي يُستخرج منه النشاء، الذي يُخمَّر بدوره ليتحول إلى إيثانول حيوي، أو بذور عباد الشمس التي تُعصر لإنتاج الزيت النباتي الذي يستعمل بمثابة ديزل حيوي.

الجيل الثاني:

يمثّل الجيل الثاني الوقود الذي لا يعتمد على المحاصيل الغذائية المباشرة، بل على مجموعة من المحاصيل مثل ساق نباتات القمح والذرة والخشب أو مخلفات الزيوت الغذائية على غرار الوقود الحيوي المعتمد على السليلوز.

الجيل الثالث:

يعتمد هذا الجيل أساسًا على وقود الطحالب، إذ يقول الخبراء، إن أهمية الطحالب تكمن في قدرتها على إنتاج طاقة تفوق طاقة اليابسة بـ30 ضعف في الفدان الواحد.

الجيل الرابع:

يُعدّ من أكثر الأجيال المثيرة للاهتمام؛ لكونه يعتمد على إجراء تغيير في جينوم أحد الكائنات الدقيقة، بحيث تصبح قادرة على إنتاج الوقود الحيوي من غاز ثاني أكسيد الكربون.

ولفت المهندس مضاض الشيباني إلى أنه من خلال معرفة وفهم الأجيال المختلفة للوقود الحيوي، يُعدّ الوقود الحيوي من الطحالب بديلًا ممتازًا للوقود الأحفوري؛ نظرًا لقدرة الطحالب على إنتاج المادة الخام المتجددة والمستدامة، إضافة إلى عدم تأثير ذلك بالأمن الغذائي.

مصدر طاقة مستدام

يُستخرج الوقود من الطحالب الدقيقة ذات الكتلة الحيوية الكبيرة، والمحتوى العالي من الدهون والكربوهيدرات.

ويُعدّ الديزل الحيوي، والغاز الحيوي، والإيثانول الحيوي، والميثان الحيوي من بين الوقود الحيوي القيّم الذي تنتجه الطحالب.

وأوضح الشيباني أن الكتل الحيوية تُعدّ مصادر مستدامة ومتجددة للطاقة؛ لأنها تخزّن طاقة الشمس، مضيفًا أن الطحالب تشكّل نحو 50% من عملية التمثيل الضوئي التي تحدث على الأرض.

وأشار إلى أن الطحالب تمتص الكثير من طاقة الشمس، وتطلق الطاقة الكيميائية المُخزّنة فيها على شكل حرارة من خلال عملية حرق مباشرة.

ويمكن -أيضًا- تحويل الطحالب إلى وقود حيوي سائل مثل الديزل الحيوي والبنزين ووقود الطائرات والإيثانول الحيوي، وإلى غاز حيوي مثل الميثان والهيدروجين والغاز الاصطناعي الذي يمكن حرقه بعد ذلك لتوليد الطاقة.

مزايا إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب

أكد الشيباني أن الطحالب تُعدّ من أفضل المصادر لإنتاج الوقود الحيوي لأسباب عدّة، أبرزها أنها تتّسم بمعدل نمو سريع، كما أنها غير موسمية -أي يمكن حصادها على مدار العام-، ولا تستهلك أراضي زراعية، فضلًا عن أنها تشتمل على محتوى زيتي عالٍ، ولا تؤثّر في غذاء الإنسان.

وقال، إن عملية إنتاج الديزل الحيوي من الطحالب تشتمل على عدّة مراحل هي: زراعة الطحالب الدقيقة، وحصادها، واستخلاص الزيت، وتحويله إلى ديزل حيوي.

وأوضح أن إنتاج الديزل الحيوي يجري عن طريق التفاعل الكيميائي للدهون أو الزيت مع الميثانول، في وجود عامل محفّز، ويكون ناتج التفاعل مزيجًا من إسترات الميثيل للأحماض الدهنية، التي تُعرف باسم الديزل الحيوي، والجلسرين، وهو منتج ثانوي عالي القيمة.

ويتأثر هذا التفاعل الذي يُطلق عليه "الأسترة" بالمحفزات ودرجة حرارة التفاعل ووقت التفاعل والأحماض الدهنية ومحتوى الماء في الزيوت أو الدهون.

وأشار الشيباني إلى أن عملية الأسترة المباشرة للطحالب الدقيقة الرطبة قد اجتذبت اهتمامًا كبيرًا في الآونة الأخيرة، موضحًا أنه من خلالها تُحوَّل الدهون الثلاثية الموجودة في الطحالب إلى ديزل حيوي مباشرةً.

ولفت إلى أن هذه العملية تتّسم بمميزات عدّة، من بينها التوفير في الوقت وإنتاج مزيد من الطاقة وانخفاض التكلفة.

كما أن وجود المحفز في عملية الأسترة المباشرة يمكن أن يحسّن من كفاءة العملية.

وحول التحديات التي تواجه إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب، أوضح الشيباني أن تكلفتها ما تزال أعلى من الوقود الأحفوري بنسبة تتراوح ما بين 30و40%، إلّا أنه لفت إلى أن الدراسات والتقنيات الجديدة بصدد الوصول إلى خفض هذه التكلفة.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..