في نهاية القرن العشرين ، ظهرت مسألة البحث عن مصادر بديلة جديدة للطاقة قبل البشرية. والسبب في ذلك هو أزمة الوقود والطاقة الوشيكة والتلوث المتزايد للبيئة. كان من الضروري إيجاد مصادر جديدة للطاقة الحرارية يمكن أن تحل محل النفط والغاز. إلى جانب تطوير الطاقة الشمسية ، ظهر اتجاه آخر واعد أكثر ، والأهم من ذلك ، اتجاه أكثر في الميزانية - استخدام الوقود الحيوي.
الوقود الحيوي هو وقود يتم الحصول عليه من معالجة الكتلة الحيوية بوسائل كيميائية حرارية أو بيولوجية - بمساعدة البكتيريا. يمكن استخدام كل من المواد الخام النباتية والحيوانية ككتلة حيوية ، فضلاً عن المخلفات العضوية للإنتاج ونفايات الماشية. المصادر الأكثر استخدامًا هي النباتات ونفايات الخشب.
اعتمادًا على حالة التجميع ، يتم تمييز الأنواع التالية من الوقود الحيوي:
- صلب (خشب ، رقائق خشبية ، قوالب وقود ، كريات وقود ، خث وقود) ؛
- سائل (الإيثانول الحيوي ، البوتانول الحيوي ، الميثانول الحيوي ، الديزل الحيوي) ؛
- غازي (غاز حيوي ، هيدروجين حيوي).
الوقود الحيوي الصلب
لا يزال الحطب ، مثل قرون مضت ، يستخدم للحصول على التدفئة والكهرباء. مثال على أكبر محطة لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية في أوروبا هو CHP النمساوي. قدرتها 66 ميغاواط.
على الرغم من حقيقة أن العالم يطور ويمول بنشاط مشاريع لإنشاء غابات الطاقة حيث تزرع الكتلة الحيوية الخشبية ، فإن استخدام المنتجات المختلفة لصناعة النجارة للحصول على الوقود الحيوي يجذب المزيد والمزيد من الاهتمام. لقد تم بالفعل تطوير هذه الشركات بشكل جيد وتزويد السوق بمنتجاتها بنشاط. وتشمل هذه قوالب الوقود وكريات الوقود - الكريات.
للحصول على قوالب الوقود ، يتم تجفيف وضغط العديد من النفايات الحيوية ، مثل فضلات الطيور والسماد الطبيعي. تستخدم القوالب الناتجة لتدفئة المباني السكنية والصناعية.
حبيبات الوقود - تستخدم الكريات بطريقة مماثلة. يتم إنتاجها من نشارة الخشب ، ورقائق الخشب ، واللحاء ، والخشب دون المستوى المطلوب ، والقش ، والنفايات الزراعية (قشور عباد الشمس ، وقشور الجوز). للحصول على الكريات ، يتم سحق الكتلة الحيوية أولاً في الدقيق ، ثم تدخل المجفف ، ومنه إلى مكبس خاص ، حيث يصبح اللجنين الموجود في نفايات الخشب لزجًا تحت تأثير الضغط ودرجة الحرارة المرتفعة. يجعل من الممكن الحصول على اسطوانات جاهزة للوقود الحيوي في الإخراج. الجودة المميزة لحبيبات الوقود هي محتواها المنخفض من الرماد - حوالي 3٪.
تقنية الحصول على وقود الخث المستخدم في تدفئة المباني السكنية بسيطة أيضًا. يتم تسليم المواد الخام مباشرة من موقع الاستخراج إلى مصنع معالجة الخث ، حيث يتم تنظيف الخث من الشوائب (منخل) ، وتجفيفها وضغطها في قوالب.
نوع آخر من الوقود الحيوي - رقائق الخشب - يستخدم في أوروبا في محطات الطاقة الحرارية الكبيرة بسعة واحد إلى عدة ميغاوات. يتم إنتاج رقائق الخشب مباشرة عند قطع الأشجار أو في الإنتاج باستخدام آلات تقطيع وتقطيع خاصة. كمادة خام ، عادةً ما يتم استخدام مخلفات الخشب وقطع الأشجار صغيرة الحجم - الفروع واللحاء والجذوع وما إلى ذلك.
أجيال من الوقود البديل
عادةً ما يتم تقسيم المجموعة الواسعة من المواد النباتية المستخدمة في الكتلة الحيوية على مدى عدة أجيال.
الجيل الأول يشمل المحاصيل الزراعية التي تحتوي على نسبة عالية من النشا والسكريات والدهون. هذه نباتات شهيرة مثل الذرة وبنجر السكر والاغتصاب وفول الصويا. نظرًا لأن زراعة هذه المحاصيل تضر بالمناخ ، ويؤثر انسحابها من السوق على أسعار المنتجات ، يحاول العلماء استبدالها بأنواع أخرى من الكتلة الحيوية.
يتم إنتاج جميع أنواع الوقود السائل الحديث تقريبًا (الديزل الحيوي والإيثانول) حاليًا من النباتات الزراعية التي تنتمي إلى الجيل الأول من المواد الخام.
تشمل مجموعة الجيل الثاني من الكتلة الحيوية الأخشاب ، والعشب ، والنفايات الزراعية (الأصداف ، والقشور). يعد الحصول على الوقود الحيوي من هذه المواد الخام أمرًا مكلفًا ، ولكنه يجعل من الممكن حل مشكلة التخلص من المخلفات غير الغذائية من خلال الإنتاج المتزامن للمواد القابلة للاحتراق.
من سمات المحاصيل المدرجة في هذا التنوع وجود اللجنين والسليلوز فيها. بفضلهم ، يمكن حرق الكتلة الحيوية وتغويزها ، وكذلك تعريضها للانحلال الحراري ، والحصول على وقود سائل. يعتبر العيب الرئيسي للجيل الثاني من الكتلة الحيوية هو عدم كفاية المحصول لكل وحدة مساحة ، ولهذا السبب يجب تخصيص موارد كبيرة من الأراضي لهذه المحاصيل.
المادة الخام لإنتاج الجيل الثالث من الوقود الحيوي هي الطحالب ، التي تزرع على نطاق صناعي ، على سبيل المثال ، في المسطحات المائية المفتوحة.
يعتبر أكثر الخيارات الواعدة هو الوقود الحيوي الذي يتم الحصول عليه من الطحالب وحيدة الخلية. يزداد وزن هذه النباتات بسرعة ، بينما لا تتطلب زراعتها أرضًا خصبة.
هذه الممارسة لها آفاق كبيرة ، ولكن في الوقت الحاضر يتم تطوير هذه التقنيات فقط. يجري العلماء أيضًا أبحاثًا حول إنشاء طرق للحصول على الوقود الحيوي من الجيل الرابع وحتى الجيل الخامس.
الوقود الحيوي السائل
أصبح الوقود الحيوي السائل أكثر شيوعًا بسبب ملاءمته للبيئة وسلامته. يستخدم بشكل رئيسي في محركات الاحتراق الداخلي. يتم الحصول على هذا النوع من الوقود عن طريق معالجة المواد النباتية المختلفة.
هناك أنواع رئيسية من الوقود الحيوي السائل:
- الإيثانول الحيوي
- بيوبوتانول
- الميثانول
- وقود الديزل الحيوي
الإيثانول الحيوي
يحتل مكانة رائدة في قائمة الوقود الحيوي السائل. نطاقه في السيارات العادية ، وفي السنوات الأخيرة تم استخدامه أيضًا كوقود حيوي للمدافئ المنزلية. يحتوي الإيثانول الحيوي الممزوج بالبنزين كوقود على عدد من المزايا مقارنة بالبنزين التقليدي: فهو يحسن أداء محرك السيارة ، ويزيد من قوته ، ولا يسخن المحرك ، ولا يشكل السخام ، ورواسب الكربون والدخان.
الإيثانول الحيوي هو بديل رائع لعشاق الموقد. نظرًا لأنه لا يشكل دخانًا ، فإن السخام ينبعث منه كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون أثناء الاحتراق. يمكن استخدامها لتدفئة المواقد حتى في المباني السكنية. في الوقت نفسه ، لا يوجد فقدان للحرارة على الإطلاق ، كما هو الحال عادةً مع تشغيل المواقد التقليدية ذات المدخنة.
يتم إنتاجه وفقًا لتقنية التخمير الكحولي من المواد الخام المحتوية على النشا أو السكر: الذرة والحبوب وقصب السكر وبنجر السكر. له ما يبرره اقتصاديًا الحصول على الإيثانول من المواد الخام التي تحتوي على السليلوز.
بيوبوتانول
كوقود للمحركات ، فهو أفضل من الإيثانول الحيوي: فهو يمتزج بشكل أفضل مع البنزين ، ويمكن استخدامه كوقود منفصل. للحصول عليه ، يتم استخدام المحاصيل التقليدية: قصب السكر ، والذرة ، والقمح ، وبنجر السكر. بينما أقل شيوعًا من الإيثانول الحيوي.
الميثانول
لا تزال تكنولوجيا الإنتاج الخاصة بها غير كاملة وتتطلب إدخال العديد من التطورات المبتكرة. من المفترض أن يتم الحصول عليها عن طريق التحول الكيميائي الحيوي للعوالق النباتية البحرية المزروعة في خزانات خاصة.لكن حتى الآن لم يكن من الممكن إنشاء إنتاج على نطاق صناعي. تطبيقات الميثانول الحيوي هي نفسها المستخدمة في الميثانول التقليدي. هذا هو إنتاج عدد من المواد (الفورمالديهايد ، ميثيل ميثاكريلات ، ميثيل أمين ، حمض الخليك ، إلخ) ، كمذيب ومضاد للتجمد.
وقود الديزل الحيوي
يتم استخدامه في محركات السيارات بشكل منفصل وفي خليط مع وقود الديزل التقليدي. بالإضافة إلى عدم وجود تأثير سلبي للديزل الحيوي على البيئة ، فقد سلطت دراسات عديدة الضوء على ميزة أخرى. نظرًا لانخفاض محتوى الكبريت ، فإن خصائص التشحيم لوقود الديزل الحيوي أفضل ، مما يساعد على إطالة عمر المحركات المتسلسلة. يمكن أن تكون المواد الخام لإنتاج الديزل الحيوي نباتات (قطن ، فول الصويا ، بذور اللفت) وزيوت دهنية (النخيل ، بذور اللفت ، جوز الهند) ، الطحالب.
مزايا وعيوب الوقود الحيوي
للوقود البيولوجي جوانب إيجابية وسلبية. يعود الاهتمام باستخدام هذا النوع من المواد الخام إلى مزاياها التي لا شك فيها. وتشمل هذه:
- تكلفة الميزانية... على الرغم من أن الوقود الحيوي يتم تسعيره حاليًا بنفس سعر البنزين تقريبًا ، إلا أن المواد الحيوية تعتبر وقودًا أكثر ربحية لأنها تنتج انبعاثات أقل عند حرقها. الوقود الحيوي مناسب للتطبيقات المختلفة ويمكن تكييفه مع تصميمات المحركات المختلفة. ميزة أخرى هي تحسين المحرك ، الذي يبقى أنظف لفترة أطول مع أقل السخام وأبخرة العادم.
- إمكانية التنقل... يختلف الوقود الحيوي عن خيارات الطاقة البديلة الأخرى في قدرته على الحركة. عادةً ما يشتمل تصميم منشآت الطاقة الشمسية وطاقة الرياح على بطاريات تخزين ثقيلة ، لذلك غالبًا ما تستخدم ثابتة ، بينما يمكن نقل الوقود الحيوي من منطقة إلى أخرى دون الكثير من المتاعب.
- مصدر طاقة متجددة... على الرغم من أن الرواسب الحالية من النفط الخام ، وفقًا للباحثين ، ستستمر لمئات السنين على الأقل ، إلا أن الاحتياطيات الأحفورية لا تزال محدودة. الوقود الحيوي ، المصنوع من النباتات والفضلات الحيوانية ، هو موارد متجددة غير مهددة بالانقراض في المستقبل المنظور.
- حماية الغلاف الجوي للأرض... العيب الرئيسي للهيدروكربونات التقليدية هو النسبة الكبيرة من ثاني أكسيد الكربون المنبعثة أثناء الاحتراق. يخلق هذا الغاز تأثير الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي لكوكبنا ، مما يخلق ظروفًا للاحترار العالمي. عندما يتم حرق المواد البيولوجية ، يتم تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون إلى 65٪. بالإضافة إلى ذلك ، تستهلك المحاصيل المستخدمة في إنتاج الوقود الحيوي أول أكسيد الكربون ، مما يقلل من نسبته في الهواء.
- الأمن الاقتصادي... يتم توزيع احتياطيات الهيدروكربون بشكل غير متساو ، لذلك تضطر بعض الدول إلى شراء النفط أو الغاز الطبيعي ، وإنفاق مبالغ كبيرة من المال على الاستحواذ والنقل والتخزين. يمكن الحصول على أنواع مختلفة من الوقود البيولوجي في أي بلد تقريبًا. نظرًا لأن إنتاجها ومعالجتها سيتطلبان إنشاء مؤسسات جديدة ، وبالتالي ، وظائف ، فإن هذا سيفيد الاقتصاد الوطني ويكون له تأثير إيجابي على رفاهية الناس.
يمكن أن يؤدي تحسين التقنيات وتطوير طرق جديدة إلى تعزيز الآثار الإيجابية للوقود الحيوي. وبالتالي ، فإن تطوير التقنيات التي تستخدم العوالق والطحالب سيقلل بشكل كبير من سعرها.
في الوقت نفسه ، في المرحلة الحالية من تطور العلوم والتقنيات ، يرتبط إنتاج الوقود الحيوي بعدد من الصعوبات والمضايقات. بادئ ذي بدء ، هذه قيود طبيعية في زراعة النباتات. لنمو المحاصيل المستخدمة لإنتاج الكتلة الحيوية ، يجب مراعاة عدد من العوامل ، وهي:
- استخدام المياه... تستهلك المحاصيل الكثير من المياه ، وهي مورد محدود ، خاصة في المناطق القاحلة.
- الغازية... غالبًا ما تكون المحاصيل المزروعة بالوقود عدوانية. لقد قاموا بإغراق النباتات الأصلية ، والتي يمكن أن تلحق الضرر بالتنوع البيولوجي والنظام البيئي في المنطقة.
- اسمدة... تتطلب العديد من النباتات مدخلات غذائية إضافية يمكن أن تضر بالمحاصيل الأخرى أو النظام البيئي العام.
- مناخ. بعض المناطق المناخية (مثل الصحراء أو التندرا) ليست مناسبة لزراعة محاصيل الوقود الحيوي.
ترتبط الزراعة النشطة للنباتات الزراعية أيضًا باستنفاد الموارد الزراعية ، ويمكن أن يؤدي عدم الامتثال لقواعد التكنولوجيا الزراعية إلى انخفاض محتوى مكونات التربة المفيدة ، ونتيجة لذلك ، إلى نضوبها ، مما يؤدي إلى تفاقمها. مشكلة الطعام.
النظام البيئي معطل. يتطلب إنتاج الكتلة الحيوية عادة توسيع الأراضي الزراعية. في كثير من الأحيان ، لهذا الغرض ، يتم تطهير الأرض ، مما يؤدي إلى تدمير النظام البيئي الدقيق (على سبيل المثال ، غابة) ، وموت النباتات والحيوانات.
يتم بالفعل زراعة حجم كبير من المحاصيل لإنتاج الوقود الحيوي. يستخدم أكثر من 50٪ من بذور اللفت في أوروبا لإنتاج الكتلة الحيوية ، وأكثر من ثلث الحبوب الأمريكية ، وما يقرب من نصف قصب السكر المزروع في البرازيل
هناك مشاكل مع الزراعة الأحادية المتنامية. للحصول على المزيد من محاصيل الكتلة الحيوية ، غالبًا ما يزرع المزارعون الأرض بنبات معين. هذه الممارسة ليست جيدة جدًا لحالة الأراضي الزراعية ، لأن الزراعة الأحادية تؤدي إلى تغيير في البيئة.
في الحقول التي يشغلها نوع واحد من النباتات ، عادة ما تتطفل أنواع خاصة من الآفات. محاولة السيطرة عليها بمساعدة المبيدات الحشرية لا تؤدي إلا إلى تطوير مقاومة لهذه العوامل.
لتجنب المشاكل المذكورة أعلاه ، ينصح العلماء بعدم إهمال التنوع البيولوجي للمحاصيل ، والجمع بين العديد من النباتات في الحقول ، وكذلك استخدام الأنواع المحلية من النباتات.
الوقود الحيوي الغازي
هناك نوعان رئيسيان من الوقود الغازي:
- الغاز الحيوي
- الهيدروجين الحيوي
الغاز الحيوي
منتج تخمير للنفايات العضوية ، والتي يمكن استخدامها كمخلفات برازية ، ومياه الصرف الصحي ، والنفايات المنزلية ، ونفايات المسالخ ، والسماد ، والروث ، وكذلك السيلاج والطحالب. إنه خليط من الميثان وثاني أكسيد الكربون. الأسمدة العضوية هي منتج آخر لمعالجة النفايات المنزلية في إنتاج الغاز الحيوي. ترتبط تقنية الإنتاج بتحويل المواد العضوية المعقدة تحت تأثير البكتيريا التي تقوم بتخمير الميثان.
في بداية العملية التكنولوجية ، يتم تجانس كتلة النفايات ، ثم يتم تغذية المادة الخام المحضرة باستخدام محمل في مفاعل مسخن ومعزول ، حيث تتم عملية تخمير الميثان مباشرة عند درجة حرارة حوالي 35-38 درجة مئوية. يتم خلط كتلة النفايات باستمرار. يدخل الغاز الحيوي الناتج إلى خزان غاز (يستخدم لتخزين الغاز) ، ثم يتم تغذيته إلى مولد كهربائي. يحل الغاز الحيوي الناتج محل الغاز الطبيعي التقليدي. يمكن استخدامه كوقود حيوي أو توليد الكهرباء منه.
الهيدروجين الحيوي
يمكن الحصول عليها من الكتلة الحيوية بالطرق الكيميائية الحرارية أو البيوكيميائية أو التقنية الحيوية. ترتبط الطريقة الأولى للحصول على نفايات الخشب بتسخين درجة حرارة 500-800 درجة مئوية ، ونتيجة لذلك يبدأ خليط من الغازات - الهيدروجين وأول أكسيد الكربون والميثان - في التطور. في الطريقة الكيميائية الحيوية ، يتم استخدام إنزيمات بكتيريا Rodobacter speriodes ، Enterobacter cloacae ، والتي تتسبب في إنتاج الهيدروجين أثناء تقسيم المخلفات النباتية التي تحتوي على السليلوز والنشا. تتم العملية تحت ضغط عادي ودرجة حرارة منخفضة.يستخدم الهيدروجين الحيوي في إنتاج خلايا وقود الهيدروجين في النقل والطاقة. لم يتم استخدامه على نطاق واسع حتى الآن.
الاتجاهات في تطوير سوق الوقود الحيوي العالمي
العوامل الدافعة لانتشار الوقود الحيوي هي التهديدات من أمن الطاقة وتغير المناخ والانكماش الاقتصادي. يهدف التوسع في إنتاج الوقود الحيوي حول العالم إلى زيادة حصة استهلاك الوقود النظيف ، وخاصة في النقل ؛ تقليل الاعتماد على النفط المستورد للعديد من البلدان ؛ الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ؛ النمو الإقتصادي. الوقود الحيوي هو بديل للوقود التقليدي المشتق من البترول. المراكز العالمية لإنتاج الوقود الحيوي في عام 2014 هي الولايات المتحدة الأمريكية والبرازيل والاتحاد الأوروبي. أكثر أنواع الوقود الحيوي انتشارًا هو الإيثانول الحيوي ، حيث تبلغ حصته 82٪ من جميع أنواع الوقود المنتج في العالم من المواد الخام البيولوجية. الشركات المصنعة الرائدة هي الولايات المتحدة والبرازيل. يأتي وقود الديزل الحيوي في المرتبة الثانية. يتركز 49٪ من إنتاج وقود الديزل الحيوي في الاتحاد الأوروبي. على المدى الطويل ، يمكن للطلب المتزايد باستمرار على الوقود الحيوي من النقل البري والجوي والبحري أن يغير بشكل كبير الوضع الحالي في سوق الطاقة العالمية. أدى استخدام المواد الخام الزراعية لإنتاج الوقود الحيوي السائل ونمو إنتاجه إلى زيادة الطلب على المنتجات الزراعية ، مما أثر على أسعار المحاصيل الغذائية المستخدمة في إنتاج الوقود الحيوي. يستمر الجيل الثاني من الوقود الحيوي في النمو ، مع توقع وصول الإنتاج العالمي من الجيل الثاني من الوقود الحيوي إلى 10 مليارات لتر بحلول عام 2020. يجب أن يزداد الإنتاج العالمي للوقود الحيوي بحلول عام 2020 بنسبة 25٪ وأن يصل إلى حوالي. 140 مليار لتر. في الاتحاد الأوروبي ، الجزء الأكبر من إنتاج الوقود الحيوي هو وقود الديزل الحيوي المنتج من البذور الزيتية (بذور اللفت). وفقًا للتوقعات ، سيتوسع إنتاج الإيثانول الحيوي من القمح والذرة ، وكذلك بنجر السكر في دول الاتحاد الأوروبي. في البرازيل ، من المتوقع أن يستمر إنتاج الإيثانول الحيوي في النمو بوتيرة متسارعة وسيصل إلى ما يقرب من 41 مليار لتر بحلول عام 2017. بشكل عام ، من المتوقع أن ينمو إنتاج الإيثانول الحيوي والديزل الحيوي بسرعة بحلول عام 2020 وسيصل إلى 125 و 25 مليار لتر على التوالي. بدأ إنتاج الوقود الحيوي في النمو بسرعة في آسيا. اعتبارًا من عام 2014 ، تعد الصين ثالث أكبر منتج للإيثانول الحيوي ، ومن المتوقع أن ينمو هذا الإنتاج بأكثر من 4٪ سنويًا خلال السنوات العشر القادمة. في الهند ، من المتوقع أن يزداد إنتاج الإيثانول الحيوي من دبس السكر بأكثر من 7٪ سنويًا. في الوقت نفسه ، يتوسع إنتاج الديزل الحيوي من المحاصيل الجديدة مثل الجاتروفا.
وفقًا لتوقعات وكالة الطاقة العالمية (IEA) ، سيقدر نقص النفط في عام 2025 بنسبة 14 ٪. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية ، حتى لو بلغ الحجم الإجمالي لإنتاج الوقود الحيوي (بما في ذلك الإيثانول الحيوي والديزل الحيوي) 220 مليار لتر بحلول عام 2021 ، فإن إنتاجه سيغطي 7٪ فقط من الطلب العالمي على الوقود. معدل نمو إنتاج الوقود الحيوي يتخلف كثيرًا عن معدل نمو الطلب عليها. ويرجع ذلك إلى توافر المواد الخام الرخيصة وعدم كفاية التمويل. إن الاستخدام التجاري المكثف للوقود الحيوي سيكون مدفوعًا بتحقيق توازن الأسعار مع الوقود التقليدي المشتق من البترول. وفقًا لتوقعات العلماء ، ستصل حصة مصادر الطاقة المتجددة بحلول عام 2040 إلى 47.7٪ ، والكتلة الحيوية - 23.8٪.
مع المستوى الحالي للتطور التكنولوجي ، سيشكل إنتاج الوقود الحيوي جزءًا صغيرًا من إمدادات الطاقة العالمية ، وستؤثر أسعار الطاقة على تكلفة المواد الخام الزراعية.يمكن أن يؤثر الوقود الحيوي على الأمن الغذائي بطرق مختلفة - ارتفاع أسعار السلع المدفوعة بإنتاج الوقود الحيوي يمكن أن يضر بمستوردي الأغذية ، من ناحية أخرى ، يحفز الإنتاج الزراعي المحلي من قبل المزارعين أصحاب الحيازات الصغيرة.
فريق الغازات
يتم الحصول على الوقود الغازي أيضًا من الكتلة الحيوية ، وهي أيضًا ممتازة للسيارات. على سبيل المثال ، الميثان هو أحد المكونات الرئيسية للغازات الطبيعية وما يسمى بالغازات المصاحبة المنتجة أثناء تقطير النفط. يمكن بسهولة استبدال هذا المعدن بجبل غير ضروري من النفايات العضوية - من السماد الطبيعي إلى نفايات الأسماك واللحوم ومنتجات الألبان والخضروات. تغذي هذه الكتلة الحيوية البكتيريا التي تنتج الغاز الحيوي. بعد تنظيفه من غاز ثاني أكسيد الكربون ، يتم الحصول على الميثان الحيوي. الفرق الرئيسي بينه وبين الميثان العادي ، الذي تعمل عليه العديد من نماذج الإنتاج ، هو أنه ليس معدنًا. حسنًا ، لن ينفد شيء ما ، لكن السماد والنباتات قبل نهاية الحياة على هذا الكوكب.
مخطط إنتاج الميثان الحيوي (جميع المخططات والجداول تفتح بالحجم الكامل عن طريق النقر بالماوس):
الوقود الحيوي كمصدر بديل للطاقة:
لطالما واجهت البشرية بشكل حاد مسألة إيجاد مصادر طاقة رخيصة ، لا يتطلب الحصول عليها تكاليف باهظة. أصبحت مشكلة استخدام موارد الطاقة حادة بشكل خاص في القرن العشرين ، عندما أصبح من الواضح أن الاحتراق غير المبرر للهيدروكربونات سيؤدي إلى مزيد من الانخفاض في احتياطيات الأرض. توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن احتياطيات النفط والغاز ستنفد بمرور الوقت ، وأن تكاليف تطوير الحقول الجديدة سترتفع بشكل كبير ، حيث سيتعين جذب المزيد من المعدات والقدرات الإنتاجية. خلال هذه الفترة ، تدهورت البيئة بشكل كبير ، وتفاعلت بشكل مؤلم مع اختفاء الغطاء الحرجي والتلوث المستمر للغلاف الجوي والأمعاء والمياه.
ازدادت أهمية البحث عن مصادر بديلة للطاقة الحرارية ، والتي يمكن أن تحل محل الغاز الطبيعي والنفط. ومثل هذا الاتجاه الفعال ، إلى جانب الطاقة الشمسية ، أصبحت طاقة الرياح هي استخدام ناقلات الطاقة ذات الأصل البيولوجي (وقود حيوي).
تحت وقود من أصل بيولوجي (الوقود الحيوي) يجب أن يُفهم على أنه منتج يتم تصنيعه من مواد خام حيوانية أو نباتية ، وكذلك من النفايات البيولوجية ، والتي ، تحت تأثير معين ، تطلق طاقة حرارية.
من بين التعاريف الأخرى الوقود الحيوي هناك أيضًا ما يلي: "الوقود الحيوي هو وقود يتم الحصول عليه من الكتلة الحيوية نتيجة تفاعل كيميائي حراري أو بيولوجي".
54-60٪ من الوقود الحيوي أشكاله التقليدية: الحطب ، مخلفات النباتات والسماد المجفف لتدفئة المنازل والطهي. يتم استخدامها من قبل 38 ٪ من سكان العالم.
قائمة نباتية
يتم تحضير وقود الديزل أيضًا وفقًا لوصفات غير قياسية. المواد الخام هي بذور اللفت وفول الصويا والزيوت والدهون المختلفة. يتم تمييز هذا الوقود بالحرف B والأرقام المقابلة لنسبة مكونات النبات في الخليط. عدد السيتان للوقود أعلى من الوقود التقليدي: 51 مقابل 42-45. الوقود قابل للتحلل الحيوي بدرجة عالية دون الإضرار بالبيئة ولا يحتوي عملياً على أي كبريت. من بين العيوب الهامة قصر مدة الصلاحية.
لم يتم بعد استخدام المواد المضافة الحيوية لوقود الديزل على نطاق واسع مثل الإيثانول الحيوي. ومع ذلك ، يتم إنتاجه في العديد من البلدان. هناك دول يتم فيها تقنين المحتوى الحيوي بنسبة 5٪ ولا يلزم ذكره عند البيع.
