اصنع وقود الديزل الحيوي الخاص بنا بزيت جديد أو مستعمل من الممكن على الرغم من وجود بعض المشاكل. سأتحدث إليكم في هذا المقال عن كيفية تصنيع وقود الديزل الحيوي، بالإضافة إلى تلك المشاكل المذكورة، ولكن أول شيء هو معرفة ما الذي سنصنعه.
وقود الديزل الحيوي هو الوقود الحيوي السائل المتحصل عليه من الزيوت النباتيةوالمواد الخام الأكثر استخدامًا حاليًا هي بذور اللفت وعباد الشمس وفول الصويا. على الرغم من أن إنتاجه باستخدام مزارع الطحالب قيد الدراسة أيضًا، إلا أنه لم يتم بعد إجراء واسع النطاق على المستوى الصناعي.
خصائص وقود الديزل الحيوي تشبه إلى حد كبير خصائص وقود الديزل للسيارات من حيث الكثافة والرقم السيتاني. ومع ذلك، فهو يتمتع بنقطة وميض أعلى من الديزل، مما يحسن سلامته في التخزين والنقل.
La الجمعية الأمريكية للاختبار ومعيار المواد (ASTM) يعرف وقود الديزل الحيوي على النحو التالي:
"إسترات مونوالكيل للأحماض الدهنية طويلة السلسلة المشتقة من الدهون المتجددة مثل الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية، وتستخدم في محركات الإشعال بالضغط."
ضمن مكونات وقود الديزل الحيوي، الاسترات الأكثر استخدامًا هي الميثانول والإيثانول (يتم الحصول عليها من أسترة أي نوع من الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية). هذه هي المركبات الرئيسية التي، بالإضافة إلى كونها ميسورة التكلفة، تتمتع بخصائص مثالية للمزج مع الزيوت النباتية من حيث الاستقرار والتكلفة.
إن استخدام الوقود الحيوي مثل وقود الديزل الحيوي له خصائص معينة فيما يتعلق بالوقود الأحفوري، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن هذا الوقود الحيوي يعتمد على الإمدادات الزراعية. لذلك، من الضروري أن تضع في اعتبارك كيفية تأثير الأسواق الزراعية على إنتاجك.
وفي هذا المعنى تجدر الإشارة إلى أن نمو صناعة وقود الديزل الحيوي ولا يعتمد الأمر كثيراً على توفر المواد الخام المحلية، بل على ما إذا كان هناك طلب كافٍ.
ومن شأن زيادة الطلب على أنواع الوقود الحيوي هذه أن تدعم خلق فرص العمل في القطاع الأولي، وتوطين السكان في المناطق الريفية والحد من آثار التصحر من خلال زراعة محاصيل الطاقة. وتسمح هذه الدورة الإيجابية لإنتاج وقود الديزل الحيوي بأن يفيد الزراعة والصناعة أيضًا، مما يخلق التآزر بين القطاعات.
مزايا وعيوب وقود الديزل الحيوي
المزايا الرئيسية للديزل الحيوي على الديزل تأتي من طبيعة متجددة. وخلافاً للوقود الأحفوري، الذي يتعرض للاستنزاف ويسبب مشاكل بيئية، فمن الممكن إنتاج الوقود الحيوي إلى أجل غير مسمى ما دامت المحافظة على احتجاز الكربون بالقدر الكافي. بالإضافة إلى كونه خيارًا أنظف، يسمح وقود الديزل الحيوي بإعادة استخدام النفايات، مثل زيت الطهي المستخدم.
وبالمثل، يمكن أن يكون وقود الديزل الحيوي عامل التخفيض في الاعتماد على الطاقة من بلدان، مثل إسبانيا، تستورد أكثر من 80% من الوقود الأحفوري الذي تستخدمه. ومن خلال إنتاج وقود الديزل الحيوي محليا، يتم تقليل الحاجة إلى استيراد الوقود، مما يولد تأثيرا إيجابيا على الميزان التجاري للبلاد.
الجانب الإيجابي الآخر هو أن وقود الديزل الحيوي يقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أثناء الاحتراق، مما يساهم في مكافحة تغير المناخ. يمكن أن تصبح انبعاثات ثاني أكسيد الكربون خلال دورة حياتها محايدة، حيث أن النباتات التي يتم الحصول عليها منها تمتص الكربون أثناء نموها.
بصرف النظر عن كونه قابلاً للتحلل البيولوجي، فهو خيار أقل سمية بكثير من أنواع الوقود الأخرى، مما يقلل من خطر التلوث البيئي ويسهل التعامل معه في حالة حدوث انسكاب عرضي.
على الرغم من مزاياه، إلا أن أحد التحديات الرئيسية للديزل الحيوي هو ذلك ليست تنافسية بعد مقارنة بالديزل الأحفوري بسبب تكاليف الإنتاج. وفي هذا الصدد، تعد أسعار المواد الخام الزراعية وكفاءة عمليات التكرير من العوامل الأساسية التي تحد من قدرة وقود الديزل الحيوي على المنافسة على قدم المساواة مع الديزل التقليدي.
فيما يتعلق بالخصائص التقنية، يجب أيضًا أن يؤخذ بعين الاعتبار وجود وقود الديزل الحيوي انخفاض قيمة التدفئة إلى الديزل التقليدي، وهو ما يمثل خسارة طفيفة في الطاقة في المحركات التي تستخدمه. وهذه الخسارة ليست كبيرة، لكنها تحد من اعتمادها في بعض القطاعات.
كيف يمكننا أن نصنع وقود الديزل الحيوي بأنفسنا؟
الحصول على وقود الديزل الحيوي لدينا في المنزل أنه أمر خطير جدا بسبب المواد الكيميائية المستخدمة، مثل الميثانول أو الصودا الكاوية. لذلك لا أنصح بالقيام بذلك دون الالتزام بجميع الإجراءات الأمنية ودون أن يسمح بذلك قانونًا من غير القانوني إنتاج وقود الديزل الحيوي في إسبانيا.
على الرغم من أن العملية الأساسية بسيطة، إلا أن عملية الأسترة التبادلية تتضمن التعامل مع المنتجات السامة والمسببة للتآكل. علاوة على ذلك، للامتثال للوائح الحالية، يجب أن يكون لديك مرافق كافية لضمان الإنتاج الآمن.
عملية
كيميائيا، يتم الحصول على وقود الديزل الحيوي من الدهون ذات الأصل النباتي، والتي نجد فيها الدهون الثلاثية. تتكون هذه المركبات من ثلاثة جزيئات من الأحماض الدهنية مرتبطة بجزيء الجلسرين.
تتكون عملية الأسترة التبادلية من فصل هذه الأحماض الدهنية عن الجلسرين ومساعدتها على الارتباط بجزيء الميثانول أو الإيثانول باستخدام محفز، عادة هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) أو هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH).
المنتجات الضرورية
أول المنتجات التي سنحتاجها لصنع وقود الديزل الحيوي هو الكحول. يمكنك اختيار ذلك ميتانول (الذي يشكل استرات الميثيل) أو الإيثانول (التي تشكل استرات الإيثيل). ومع ذلك، هنا تظهر المشاكل الأولى.
إذا قررت صنع وقود الديزل الحيوي باستخدام الميثانول، فيجب أن تضع في اعتبارك أنه يأتي عادةً من الغاز الطبيعي ولا يمكن الحصول عليه محليًا. من ناحية أخرى، يأتي الإيثانول من مصادر طبيعية، مثل النباتات، لذلك يمكن إنتاجه بطريقة محلية أكثر، على الرغم من أن استخدامه أكثر تعقيدًا بسبب الحاجة إلى قدر أكبر من النقاء والتحكم في العملية.
الميثانول والإيثانول، بغض النظر عن أي منهما يتم اختياره، هما كذلك الكيماويات السامة والتي يجب التعامل معها بعناية كاملة. فهي ليست خطيرة فقط إذا تم تناولها، ولكن ملامستها للجلد يمكن أن تسبب أيضًا إصابات خطيرة.
المواد والأدوات اللازمة
- لتر واحد من الزيت النباتي (جديد أو مستعمل)
- 200 مل من الميثانول بدرجة نقاء 99٪
- المحفز: هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) أو هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)
- خلاط قديم أو رخيص
- ميزان دقيق (بدقة 0,1 جرام أو أفضل)
- أكواب قياس (للزيت والميثانول)
- العبوات البلاستيكية (HDPE) المقاومة للمواد الكيميائية
- الزجاجات البلاستيكية (PET) للتسوية والغسيل
- ميزان حرارة لقياس درجة الحرارة أثناء العملية
يجب تنظيف جميع المعدات وإبقائها جافة قبل البدء في العملية. ومن المهم أن تحتفظ جميع الحاويات المستخدمة بجميع خصائصها الكيميائية المقاومة للتآكل.
الأمان مهم جدًا
تعد السلامة أمرًا بالغ الأهمية عند التعامل مع الميثانول والإيثانول والمحفزات الصناعية مثل الصودا الكاوية. يمكن أن تكون هذه المواد خطيرة للغاية دون اتخاذ الاحتياطات المناسبة. لضمان بيئة آمنة، يجب أن يكون لديك معدات محددة في متناول اليد.
- قفازات متينة، طويلة بما يكفي لحماية الذراعين
- نظارات واقية وأقنعة خاصة لتجنب استنشاق الأبخرة السامة
- الوصول إلى مكان جيد التهوية وتتوفر فيه المياه الجارية
- منع الوصول إلى الأطفال والحيوانات الأليفة
هل يمكنك صنع وقود الديزل الحيوي في أي منزل؟
على الرغم من ظهور مسلسلات مثل "الشخص الذي سيأتي"، حيث تظهر النكتة النموذجية المتمثلة في صنع وقود الديزل الحيوي عن طريق هز الزجاجة، فإن الحصول على وقود الديزل الحيوي محلي الصنع ليس بهذه البساطة أو الأمان. يمكن أن يكون إنتاج هذا الوقود الحيوي مهمة خطيرة إذا لم يتم اتباع التعليمات الصحيحة، وكما ذكرنا سابقًا، من غير القانوني في إسبانيا القيام بذلك في المنزل.
على الرغم من أن العملية بأكملها قد تبدو بسيطة بالنسبة لك عند عرضها في ملخص، إلا أن هناك العديد من المراحل المعقدة مثل ترشيح الزيت وفصل الجلسرين وإزالة الحموضة من وقود الديزل الحيوي والتي تتطلب معدات أكثر تقدمًا ومعرفة تقنية متقدمة في الكيمياء لضمان جودة المنتج النهائي.
وقود الديزل الحيوي محلي الصنع في إسبانيا
حاليًا في إسبانيا، من غير القانوني تصنيع وقود الديزل الحيوي محلي الصنع، وهو قانون يحد بشكل كبير من احتمالات أن يصبح هذا الوقود الحيوي شائعًا بين صغار المنتجين. على الرغم من أن بعض الدول تسمح بالإنتاج على نطاق صغير في ظل ظروف معينة، إلا أن الدولة الإسبانية تقيد تصنيعها بسبب المخاطر المرتبطة بالعملية والمصالح الاقتصادية المحتملة.
ومع ذلك، بدأت بلدان أخرى مثل الولايات المتحدة في تعميم استخدام مجموعات إنتاج وقود الديزل الحيوي للتطبيقات الصغيرة، مثل الحدائق أو المزارع. على الرغم من أن هذه المجموعات تبسط العملية، إلا أن المخاطر الكامنة لا تزال موجودة ويلزم مستوى عالٍ من الحذر.
من المحتمل أن يكون السبب الرئيسي وراء القيود مرتبطًا بكل من سلامة العمليات و المصالح الاقتصادية المرتبطة ببيع الوقود الأحفوري. وعلى المستوى الحكومي، يمثل إنتاج وقود الديزل الحيوي محلياً تهديداً لاحتكار شركات النفط الكبرى، وهو ما قد يفسر سبب بقاء إنتاجه غير قانوني.
على أية حال، من المرجح أن يتطور مستقبل وقود الديزل الحيوي مع قيام الحكومات بإيجاد طرق جديدة لتنظيم الإنتاج على نطاق صغير، لكنه يظل في الوقت الحالي منطقة محظورة داخل إسبانيا.
في حين أن القضايا القانونية وقضايا السلامة تحول دون خيار إنتاج وقود الديزل الحيوي محليا في العديد من البلدان، فإن هذا الوقود الحيوي يظل بديلا واعدا للحد من انبعاثات الكربون والتحرك نحو مستقبل طاقة أكثر استدامة.