كل شيء، بما في ذلك الإنسان والحيوانات والآلات والأشياء الدنيوية أو غير المادية، يحتاج إلى بعض القوة أو الطاقة للقيام بالعمل أو جعله وظيفيًا. الطاقة هي العامل الأساسي لحدوث عملية ما وإنتاج الحرارة أو الحياة أو الطاقة أو تحريك الأشياء أو إنتاج الكهرباء.

يتم توليد الطاقة من مادة تسمى الوقود. الوقود هو الشيء الذي يخزن الطاقة، وحرق الوقود أو استغلاله ينتج طاقة. في العصور المبكرة، كان استهلاك البشر للطاقة مقارنة بالوقت الحاضر قد تضاعف بمقدار 100 مرة. يعد الوقود الأحفوري المنتج الرئيسي للطاقة المدفونة تحت الأرض لملايين السنين، ويستخدمها البشر لتسهيل عملهم.

الوقود الأحفوري نوعان من مصادر الطاقة: مصدر طاقة متجدد أو غير متجدد.

أمثلة على مصادر الطاقة المتجددة: الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الحرارية الأرضية، وطاقة الكتلة الحيوية، والطاقة الكهرومائية

أمثلة على مصادر الطاقة غير المتجددة: الفحم والبترول والغاز الطبيعي والمعادن واللافلزات والمياه الجوفية.

الوقود هو غذاء الآلات الذي يجعلها تعمل حيث أن (الوقود) مادة تتفاعل مع مادة أخرى وتنتج طاقة كيميائية ونووية. يعد الوقود جزءًا رئيسيًا من المجتمع لأنه يتكيف بسرعة أثناء التطور الصناعي. وكان الوقود رخيصا وفعالا.

ولهذا السبب يتم استخدامها على نطاق واسع ولكنها تُعزى أيضًا إلى التلوث. أنواع الوقود غير المتجددة على وشك الانتهاء لأنها محدودة بطبيعتها ولا يمكن صنعها من قبل البشر. لكن المصادر المتجددة أصبحت الآن تعتمد بشكل كبير من قبل الناس حيث يمكن تجديدها، مثل الوقود الحيوي.

الوقود الحيوي مبتكر أو مشتق من الكتلة الحيوية، بما في ذلك المواد البيولوجية (الأشجار أو السلبيات أو النفايات الزراعية أو العشب أو الغاز) التي يمكن أن تحل محل الوقود الأحفوري التقليدي بسهولة. أنواع الوقود الحيوي هي الإيثانول والغاز الحيوي والديزل الحيوي.

الآن سنناقش وقود الديزل الحيوي في هذه المقالة. وقود الديزل الحيوي هو نوع من وقود الديزل مصنوع من الزيوت النباتية بدلا من المواد الكيميائية. وهو وقود قابل للتحلل يتم تصنيعه محلياً من الدهون الحيوانية ومخلفات المطاعم المعاد تدويرها وزيت البذور النباتية، وكما يمكن إعادة تدويره يطلق عليه أيضاً اسم 'الديزل الأخضر'. إنه أفضل بديل للديزل الذي يسبب التلوث.

'الوقود الحيوي هو وقود حيوي يتم إنتاجه مباشرة من الزيوت/الدهون الحيوانية، والزيوت النباتية، ونفايات زيت الطهي، والنفايات الزراعية، والدهون، ونفايات زيت الطهي. ويتم تصنيع هذا الوقود القابل للاحتراق عن طريق الكحول (الميثانول) مع الزيت النباتي أو البذور الزيتية.

تاريخ: اخترع رودولف ديزل وقود الديزل الحيوي في عام 1890 أثناء تجربة استخدام الزيوت النباتية في محركات الديزل للزراعة. في ذلك الوقت لم يكن البنزين والديزل متوفرا، ولكن بعد ذلك جاء البنزين والديزل، ولكن بسبب محدودية الموارد، ظلوا على حافة الانقراض.

وفي ثلاثينيات القرن العشرين، أجريت تجربة بحثية في بلجيكا تم فيها تحويل الزيت النباتي إلى مركبات تسمى استرات ميثيل الأحماض الدهنية، ومنها خرج الديزل الحديث. عبر الأسترة هي العملية التي تنتج وقود الديزل الحيوي الذي تستخدم فيه الدهون الحيوانية والزيوت النباتية وزيوت الطبخ المعاد تدويرها. وتعتمد جودة وقود الديزل الحيوي على قدرة العالم على إنتاج هذه المواد الخام المتجددة وإبقائها قادرة على المنافسة مع النفط.

يستخدم وقود الديزل الحيوي في محركات الديزل العادية كمكمل للديزل البترولي الذي لا يحتوي على الكبريت فعليا ويساعد في تقليل انبعاث الهيدروكربون وأول أكسيد الكربون وتكوين الأوزون وأكسيد النيتروجين. يختلف لون وقود الديزل الحيوي من الذهبي إلى البني الداكن. لديها نقطة وميض (تحتاج إلى المزيد من الطاقة لجعلها تحترق) 130^ياC أعلى من البترول الديزل (64^ياج) أو البنزين (-45^ياج).

تشمل المواد الموجودة في وقود الديزل الحيوي محاصيل البذور الزيتية والدهون الحيوانية ونفايات الزيوت والطحالب.

محاصيل البذور الزيتية هي زيت النيم، الخردل، فول الصويا، الماهوا، الجاتروفا، الكاميلينا، زيت نخالة الأرز، الكاميلينا، عباد الشمس، بذور اللفت، الكانولا، كارانجا، عباد الشمس، إلخ.

الزيوت المستعملة والنفايات: في اليونان، يتم جمع الزيوت المستعملة من المطاعم.

النفايات الحيوانية: الدهون الحيوانية، النفايات الحيوانية، المواد الأولية.

الطحالب: طحالب دقيقة لأنها تحتوي على نسبة عالية من الزيت وتساعد في إنتاج الكتلة الحيوية بسرعة.

إنتاج وقود الديزل الحيوي

إن إنتاج وقود الديزل الحيوي هو عملية كيميائية بسيطة تسمى الأسترة التبادلية، حيث يتم فصل الغليسيرين عن الزيت النباتي أو الدهون، ويتم ترك اثنين من المنتجات الثانوية، مثل الجليسرين والميثيل. الاسم الكيميائي للديزل الحيوي هو ميثيل استر، في حين يستخدم الغليسيرين بشكل شائع في عناصر مختلفة مثل الكريمات والصابون ومنتجات التجميل الأخرى.

بعض طرق وقود الديزل الحيوي هي كما يلي:

• المفاعلات ذات القص الفائق والعالي في الخط والمفاعلات الدفعية
• طريقة مفاعل بالموجات فوق الصوتية
• عملية فوق الحرجة

مزايا وقود الديزل الحيوي

يتمتع وقود الديزل الحيوي بميزة هائلة مقارنة بأنواع الوقود الأخرى المستخدمة في الاستخدام اليومي مثل:

إنها صديقة للبيئة

لقد اجتاز وقود الديزل الحيوي جميع عتبات اختبار الانبعاثات بموجب قانون الهواء النظيف. إنه يحافظ على البيئة آمنة ومأمونة لأنه عندما ينسكب، فهو سهل التنظيف وله ضرر بيئي أقل لأنه ينبعث منه أول أكسيد الكربون أقل بنسبة 11%.

مصدر متجدد للطاقة

الحدود باستخدام CSS

يتم تصنيع وقود الديزل الحيوي عن طريق مزج المنتجات العضوية أو الطبيعية (بما في ذلك نفايات الزيوت النباتية، وزيوت الطهي المستعملة، والدهون الحيوانية، وبذور المحاصيل، وغيرها من النفايات العضوية) التي لن تكون متميزة في السنوات القادمة ولا يمكن أن تسبب التلوث مثل البنزين والديزل.

وقود الديزل الحيوي آمن بشكل لا يصدق.

بالمقارنة مع أنواع الوقود الأحفوري الأخرى أثناء الحرق، أثبت وقود الديزل الحيوي أنه وقود غير سام ينتج انبعاثات أقل مما يحد من خطر الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي. وله نقطة وميض أقل من الديزل التقليدي لأنه يشتعل عند درجات حرارة أعلى. يعد الاشتعال عن طريق الخطأ أقل خطورة، مما يجعل من السهل نقله وتخزينه وأكثر أمانًا. مثل السكر، فإن وقود الديزل الحيوي قابل للتحلل وأقل سمية بعشر مرات من ملح الطعام.

إنه جاهز للاستخدام بمجرد تحضيره.

لا يمكن للبشر الوصول مباشرة إلى البترول والديزل وقطران الفحم وغاز الميثان والعناصر السامة الأخرى لاستخدامها. وبدلا من ذلك، كانوا يحصلون على النفط الخام المستخرج من باطن الأرض.

هذه هي المنتجات الثانوية للنفط الخام المكرر في المصافي الكبيرة حيث تطلق العديد من المركبات الكيميائية (البنزين والبيوتادين) الضارة بالنباتات والحيوانات والبشر. لكن مصافي الديزل الحيوي أقل ضررا من النفط لأنها تستخدم المنتجات الطبيعية لاستخراج وتصنيع وقود الديزل الحيوي الذي يطلق مواد كيميائية أقل سمية على البيئة. بمجرد استخراجه، يصبح جاهزًا للاستخدام في الحياة اليومية.

مفيد للصحة

وبالمقارنة مع المنتجات البترولية، فإن وقود الديزل الحيوي فعال للغاية في إنتاج ملوثات أقل سمية. فهو يحافظ على الهواء والماء والأرض أقل تلوثًا وينقذ صحة الآلاف من الناس يوميًا.

ويقلل الاعتماد على النفط الأجنبي.

ولتغطية استهلاك النفط في البلاد، يجب على الهند استيراده من دول مثل العراق وإيران وغيرها. ومع ذلك، يمكن استخراج وقود الديزل الحيوي من المنتجات المنزلية داخل البلد. لا يمكنها تلبية جميع المتطلبات على الفور، ولكنها يمكن أن تقلل من مشكلة انقراض الوقود إلى حد كبير. لا تحتاج الدولة إلى الاعتماد على الدول الأجنبية للحصول على الوقود إذا بدأت في إنتاج وقود الديزل الحيوي محليًا. ويمكن لهذا الحل أيضًا أن يوازن اقتصاد البلاد ويقلل من التوترات الجيوسياسية.

يكون لها تأثير اقتصادي إيجابي

يشمل تحضير أو تصنيع وقود الديزل الحيوي المواد العضوية، أي المحاصيل المزروعة محليًا والتي تزيد من الطلب على الزراعة والإنتاج. إنه يجعل الآلاف من الأشخاص ذوي التعليم المنخفض أو الأميين يعملون في مصنع إنتاج الوقود الحيوي. وأفضل ما في الأمر هو أنه لا يؤثر على صحة العمال أو البشر ويقلل من نفقات منتجات الرعاية الصحية.

تقليل تأثير الاحتباس الحراري

يؤدي حرق وقود الديزل الحيوي أو الوقود الحيوي إلى انبعاث كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالنفط لأن الوقود الحيوي محايد للكربون. يؤدي الوقود الأحفوري، عند احتراقه، إلى رفع درجة حرارة البيئة ويسبب ظاهرة الاحتباس الحراري.

عندما يتم حرق الوقود الحيوي، فإنه ينبعث ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي الذي تأخذه النباتات في عملية التمثيل الضوئي من الغلاف الجوي. وهذا يساعد في الحفاظ على مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. انبعاثات وقود الديزل الحيوي أقل بنسبة 74% من النفط، مما يساعد في تقليل ظاهرة الاحتباس الحراري.

الأفضل في التعامل مع أزمة الطاقة

ونظراً لعدد السكان وزيادة الطلب على كل شيء، يمكن أن تواجه البلدان في جميع أنحاء العالم أزمات حادة في مجال الطاقة. وهذا يمكن أن يخلق قضايا كبيرة بين الدول ويكون سببا للحرب العالمية الثالثة. ويمكن منع ذلك عن طريق إنتاج وقود الديزل الحيوي الذي يقلل من أزمة الطاقة ويوازن اقتصاد البلاد.

يحسن عمر المحرك

نظرًا لأن وقود الديزل الحيوي هو وقود عضوي صناعي، فإن فرص الصبغة تكون أقل، مما يجعل المحرك يعمل بسلاسة. يعمل وقود الديزل الحيوي على زيادة رقم سيتان الوقود وتشحيم الوقود، مما يحسن عمر المحرك بشكل فعال ويجعل المركبات تسير بسلاسة على الطريق دون التسبب في تلوث البيئة.

عيوب وقود الديزل الحيوي

إنه باهظ الثمن

أثبتت دراسة أجريت على الوقود الحيوي أن وقود الديزل الحيوي أعلى تكلفة بنسبة 70% إلى 130% من البنزين والديزل لأنه يعتمد على المحاصيل التي تتم مقاضاتها في هذا الشأن. تعتمد العملية المستخدمة في تحضير وقود الديزل الحيوي على مدخلات المواد الخام، وهي أكثر تكلفة من النفط. وسوف يتجاوز سعر الوقود الحيوي باستمرار إذا ظلت طلبات العملاء منخفضة.

نقص الغذاء والماء

ما هي خريطة جافا

وكما نعلم، يتم إنتاج وقود الديزل الحيوي من استنزاف النباتات والمحاصيل، ولتغطية ذلك يجب زيادة إنتاج المحاصيل، لكن زيادة إنتاج المحاصيل يمكن أن تهدد موردي المياه المحليين. المحاصيل أو النباتات المستخدمة لإنتاج وقود الديزل الحيوي هي نباتات كثيفة الاستهلاك للمياه، مثل فول الصويا، والتي يمكن أن تستنزف العديد من مصادر المياه.

مناسبة للاجواء الدافئة فقط

نظرًا لكونه وقودًا صديقًا للبيئة، فإن وقود الديزل الحيوي غير مناسب للمناخات الباردة. اكتشف الباحثون أن وقود الديزل الحيوي يتغير حالته عند درجات الحرارة المنخفضة؛ حيث يتحول إلى مادة هلامية تجعل من الصعب استخدامها كوقود. ولا يمكن للسائقين في المناخ البارد استخدامه كمصدر للوقود لأنه غير متوافق مع المناطق الباردة. يمكن الحد من هذه المشكلة عن طريق مزج وقود الديزل الحيوي مع وقود الديزل الشتوي.

الاختلاف في جودة وقود الديزل الحيوي

تعتمد جودة وقود الديزل الحيوي على تنوع المحاصيل المستخدمة في إنتاجه. يمكن لكمية المحاصيل والزيوت النباتية أن تخلق اختلافات في جودة وقود الديزل الحيوي.

الإضرار بالبيوت المطاطية لبعض المحركات

في حالة الانسداد، يمكن أن يتسبب وقود الديزل الحيوي المشكل في إتلاف البيوت المطاطية لبعض المحركات.

زيادة استخدام الأسمدة

ومع الطلب على وقود الديزل الحيوي، يزداد إنتاجه أيضًا، مما يحتاج إلى المحاصيل. تحتاج زراعة المحاصيل إلى المزيد من الأسمدة، مما يؤدي إلى تلوث الأراضي وتآكل التربة. وبدلا من الأسمدة الكيماوية، يجب على المزارعين أن يأخذوا الزراعة العضوية على محمل الجد والتي تحارب تآكل التربة وتلوث الأراضي. الأسمدة الكيماوية باهظة الثمن، ولكن يمكن للمزارعين إنتاج الأسمدة العضوية.

زيادة في أسعار الزيت النباتي

يحتاج إنتاج وقود الديزل الحيوي إلى الزيوت النباتية، مما قد يزيد من الطلب وسعر الزيت النباتي في بعض البلدان. مطلوب خطة احتياطية جيدة لحل هذه المشكلة.

مشكلة انسداد المحرك

كونه أداة قابلة للتحلل الحيوي، يمكن للوقود الحيوي تنظيف الأوساخ من المحرك، ولكن يتم جمع الأوساخ المنظفة بشكل أكبر في مرشح الوقود وخلق مشكلة انسداده.

يزداد انبعاث أكسيد النيتروجين

سيؤدي استخدام وقود الديزل الحيوي (B100) إلى زيادة انبعاثات أكسيد النيتروجين (NOx) بحوالي 10-30% مقارنة بوقود الديزل، ولكن مع وقود الديزل الحيوي B20، لا يكاد يكون هناك أي انبعاث لأكسيد النيتروجين. يعتمد انبعاث أكسيد النيتروجين على نوع مادة خام الديزل الحيوي وتكنولوجيا المحرك. يحدث انبعاث أكسيد النيتروجين الرئيسي مع أنواع الوقود غير المشبعة للغاية، بما في ذلك بذور اللفت، والصابون، وفول الصويا.

توزيع الوقود

إن وقود الديزل الحيوي أقل توزيعاً من وقود الديزل النفطي، لذا فإن عملية توزيعه تحتاج إلى تعزيز. ولهذا الغرض يجب تطوير البنية التحتية حتى يتمكن السكان من اعتمادها كمصدر أساسي لتشغيل المحرك.

زراعة أحادية

وهذا عيب كبير لتآكل الأراضي بسبب فقدان الأرض لخصوبتها. يقوم هذا المزارع بزراعة نفس النوع من المحاصيل مرارًا وتكرارًا بدلاً من إنتاج محصول مختلف. يقلل الفيتامينات والمعادن الموجودة في التربة لأن نوعاً واحداً من المحاصيل يأخذها كلها دفعة واحدة، وتكرارها يجعلها معدومة في التربة ويقلل جودة المحصول أيضاً.

الاستدامة الإقليمية

بعض المناطق فقط هي المناسبة لإنتاج المحاصيل اللازمة لإنتاج وقود الديزل الحيوي. يمكن استيراد المحاصيل مع إضافة رسوم النقل مما يزيد من تكاليف الإنتاج.

خاتمة: وفي مناطق مختلفة، وخاصة في المناطق الدافئة، سيكون من السهل الحصول على وقود الديزل الحيوي وبأسعار معقولة. وبعد تقييم مزاياه وعيوبه، يمكن استنتاج أن وقود الديزل الحيوي هو مصدر مستدام للوقود.

يتم استخدامه كمصدر بديل للوقود للسيارات والمركبات الأخرى في جميع أنحاء العالم. ووفقا للتقرير، حتى الآن، كانت الولايات المتحدة هي المنتج الرئيسي لوقود الديزل الحيوي، وبعد ذلك البرازيل، وإندونيسيا، والصين، وألمانيا، وفرنسا، وتايلاند، والأرجنتين، وهولندا، وإسبانيا، وغيرها. يعتبر وقود الديزل الحيوي بديلاً حيويًا للديزل البترولي دون أي نتائج ضارة.