الوقود الحيوي وتأثير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون: حل أم مشكلة؟

اليوم ، يتم استخدام الوقود الحيوي في بعض الأنشطة الاقتصادية. الأكثر استخداما هي الإيثانول والديزل الحيوي. ومن المعلوم أن غاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث من الوقود الحيوي يتم توازنه بالكامل من خلال امتصاص ثاني أكسيد الكربون الذي يحدث أثناء عملية التمثيل الضوئي للنبات.

ولكن يبدو أن هذا ليس هو الحال تماما. وفقا لدراسة أجراها معهد الطاقة بجامعة ميشيغان بقيادة جون ديسيكوفإن كمية الحرارة التي يحتفظ بها ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من حرق الوقود الحيوي لا تتوازن مع كمية ثاني أكسيد الكربون التي تمتصها النباتات أثناء عملية التمثيل الضوئي أثناء زراعة المحاصيل.

أجريت الدراسة بناءً على بيانات من وزارة الزراعة الأمريكية. وتم تحليل الفترات التي تم فيها تكثيف إنتاج الوقود الحيوي، وكان امتصاص المحاصيل لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون يعوض فقط النقص 37% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المنبعثة عن طريق حرق الوقود الحيوي.

تشير نتائج دراسات ميشيغان بوضوح إلى أن يستمر استخدام الوقود الحيوي في زيادة كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي ولا ينقص كما كان يعتقد. ورغم أن مصدر انبعاث ثاني أكسيد الكربون يأتي من الوقود الحيوي مثل الإيثانول أو وقود الديزل الحيوي، فإن صافي الانبعاثات إلى الغلاف الجوي أعظم من تلك التي تمتصها النباتات في المحاصيل، وهو ما يعني ضمناً أنها لا تزال تساهم في التأثير على ظاهرة الانحباس الحراري العالمي.

ما هو الوقود الحيوي؟

الوقود الحيوي هو الوقود الذي يتم الحصول عليه من الكتلة الحيوية، أي المواد العضوية. هناك عدة أجيال من الوقود الحيوي، ولكن أشهرها وأكثرها استخداما حاليا هي الإيثانول والديزل الحيوي، والتي اكتسبت أهمية في قطاعات مثل النقل.

ويتم إنتاج الإيثانول من تخمير محاصيل مثل الذرة وقصب السكر، في حين يتم الحصول على وقود الديزل الحيوي من الزيوت النباتية، مثل النخيل وفول الصويا أو زيت الطهي المعاد تدويره. وتتمثل سمته الرئيسية في أنه، من الناحية النظرية، ينبغي أن يكون له تأثير أقل على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، لأنه في دورة حياة الوقود الحيوي، تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون أثناء نموها، مما ينتج عنه توازن محايد نظريًا من حيث الانبعاثات.

وما هي المخاوف بشأن تأثيرها الفعلي؟

ومع ذلك، فقد تحدت العديد من الدراسات الحديثة هذا الافتراض. وفقا لعمل جون ديسيكوومع ذلك، فإن الفوائد البيئية للوقود الحيوي تتضاءل بشكل كبير عند أخذ الانبعاثات الناتجة عن إنتاجه واستخدامه النهائي في الاعتبار.

"هذه هي الدراسة الأولى التي تفحص بعناية الكربون المنبعث على الأراضي التي يزرع فيها الوقود الحيوي، بدلا من وضع افتراضات حوله. وقال ديكيكو: "عندما ننظر إلى ما يحدث بالفعل على الأرض، نرى أنه لا يوجد ما يكفي من الكربون الذي يتم إزالته من الغلاف الجوي لتعويض ما يخرج من أنبوب العادم".

وبدلاً من أن يكون محايداً تماماً للكربون، فقد تبين أن حرق الوقود الحيوي يؤدي إلى انبعاث كميات من الغازات الدفيئة أكثر مما تستطيع النباتات التقاطه أثناء نموها. بالإضافة إلى ذلك، تلعب عوامل أخرى مثل إزالة الغابات واستخدام الأسمدة والطاقة اللازمة لمعالجة الوقود الحيوي دورًا مهمًا في التأثير البيئي الشامل.

إنتاج وتوليد الوقود الحيوي

هناك أنواع متعددة من الوقود الحيوي التي يتم تجميعها في عدة فئات. ال الجيل الأول من الوقود الحيوي هي تلك التي يتم الحصول عليها من المحاصيل الصالحة للأكل، مثل الذرة أو قصب السكر، في حين الجيل الثاني من الوقود الحيوي ويستخدمون مواد خام غير صالحة للأكل، مثل النفايات الصناعية الزراعية أو الكتلة الحيوية غير الغذائية.

• كان الوقود الحيوي من الجيل الأول، مثل الكحوليات الحيوية (الإيثانول والميثانول) والديزل الحيوي، هو البدائل الرئيسية للوقود الأحفوري.
• ومع ذلك، فقد أثار استخدامه جدلاً حول استدامته، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الزيادة في أسعار المنتجات الزراعية وإزالة الغابات الناجمة عن محاصيل مثل النخيل لإنتاج وقود الديزل الحيوي.

وعلى المستوى العالمي، فإن وقود الديزل الحيوي وأنواع الوقود الحيوي الأخرى لها أيضًا آثار سلبية على إزالة الغابات. تقرير عن النقل والبيئة كشفت دراسة حديثة أن الوقود الحيوي المشتق من زيت النخيل وفول الصويا يمكن أن يكون أكثر تلويثًا بنسبة تصل إلى 80% من وقود الديزل التقليدي عند أخذ الانبعاثات الناجمة عن إزالة الغابات في الاعتبار.

مشكلة إزالة الغابات وتغير استخدام الأراضي

إحدى المشاكل الكبيرة المتعلقة بالوقود الحيوي هي الحاجة إلى مساحة كبيرة من الأراضي الزراعية لإنتاجه. وقد أدى ذلك إلى ظاهرة تعرف باسم التغير غير المباشر في استخدامات الأراضيوالتي تتمثل في توسيع الأراضي الزراعية في المناطق التي كانت في السابق غابات أو أدغال. ولهذا التحويل تكلفة بيئية عالية، حيث يتم إطلاق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون المخزنة في النباتات والتربة التي تم تطهيرها.

ففي البرازيل، على سبيل المثال، تم توثيق إزالة الغابات لملايين الهكتارات من غابات الأمازون المطيرة لإفساح المجال أمام زراعة محاصيل فول الصويا لإنتاج الوقود الحيوي. ولا تؤثر هذه الأنواع من الممارسات على توازن ثاني أكسيد الكربون فحسب، بل إنها تعرض أيضًا التنوع البيولوجي والنظم البيئية المحلية للخطر.

وقد أدى الإنتاج المكثف للوقود الحيوي من محاصيل مثل النخيل إلى إزالة الغابات على نطاق واسع في بلدان مثل إندونيسيا. وفقا لخبراء البيئة في العمل، فإن الطلب المتزايد على الوقود الحيوي يمكن أن يتسبب في إزالة الغابات لما يصل إلى 7 ملايين هكتار، مما يؤدي إلى إطلاق 11 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

بدائل أخرى للوقود الحيوي التقليدي

على الرغم من التحديات، تسعى الابتكارات الجديدة إلى تحسين استخدام الوقود الحيوي المستدام من الجيل الثاني أو حتى من الجيل الثالثوالتي تستخدم النفايات الصناعية أو الطحالب، مما يقلل من التأثير البيئي.

وتشمل الأمثلة الزيوت النباتية المعالجة بالهيدروجين (HVO)والتي يمكن الحصول عليها من مخلفات زيوت الطبخ والدهون الحيوانية، وهو خيار أكثر صداقة للبيئة. وفي الواقع، بدأت شركات الطاقة الكبرى في العديد من البلدان الأوروبية في إنتاج الزيوت النباتية المهدرجة، مما يوفر بديلاً أقل تلويثاً لوقود الديزل الحيوي التقليدي.

ومن ناحية أخرى، هناك بحث جديد يستكشف استخدام البكتيريا مثل Streptomyces لإنتاج وقود حيوي أكثر كفاءة وأقل تلويثا من خلال استخدام جزيئات مثل «جوساميسين«. يمكن لهذا الابتكار أن يحدث ثورة في طريقة إنتاج الوقود الحيوي في المستقبل.

وأخيرا، الوقود الاصطناعي مثل الوقود الإلكتروني، والتي تجمع بين الهيدروجين الأخضر وثاني أكسيد الكربون المحتجز، مما يخلق دورة كربون مغلقة من شأنها أن تقلل بشكل كبير من صافي انبعاثات الغازات الدفيئة في قطاع النقل.

باختصار، لا يزال أمام الوقود الحيوي طريق طويل لكي يصبح حلاً بيئيًا حقيقيًا. ومع تقدم التكنولوجيات الجديدة والبحث عن بدائل أكثر استدامة، فمن الأهمية بمكان الحفاظ على نهج نقدي والنظر في جميع الآثار البيئية المترتبة على إنتاجها واستخدامها.