الوقود الحيوي
مقدمة:-
كثر الحديث فى الاونة الاخيرة عن الوقود الحيوي وذلك فى ظل تكاثف أزمة النفط الحالية وقرب إنتهاء المخزون العالمى للبترول خلال ال 40-50 سنة القادمة مما دفع الكثيرين للتفكير فى عالم بلا نفط بعد خمسين عاماً من الآن، ولكن الخطر ليس مؤجلاً لفترة 50 عاماً فالخطر أقرب من ذلك بكثير فمع قرب انتهاء مخزون النفط وزيادة سكان العالم سيرتفع سعر برميل النفط بصورة خيالية وقد يصل ال 500 دولار خلال الخمسة سنوات القادمة ولهذا الأمر تأثير كارثى على الإقتصاد العالمى .
بدأ الانسان ومنذ القرنين الماضيين فى إستكشاف مصادر طاقة نظيفة ومتحددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمياه ، ولكن لم تكن المحاولات ناجحة بما فيه الكفاية ، فالطاقة الناتجة من هذه المصادر كانت لها مشاكلها وهى إما مكلفة أو لا يمكن نقلها أوتخزينها مما أضعف كثيراً من فرص الإستفادة منها، وبقى البديل الوحيد المناسب للإستخدام فى طيف واسع من الاستعمالات هو الوقود الحيوي .
ما هو الوقود الحيوي:-
الوقود الحيوي هو الطاقة المستمدة من الكائنات الحية سواء النباتية أوالحيوانية منها، وهو أحد أهم مصادر الطاقة المتجددة على خلاف غيرها من الموارد الطبيعية مثل النفط والفحم الحجري وكافة أنواع الوقود الإحفوري والوقود النووي.
الإيثانول:-
يتم إنتاج الإيثانول (ويسمى أيضاً بكحول الحبوب) من المحاصيل التي يدخل فيها النشا أو السكر كمكون أساسي.
الذرة هي أكثر المحاصيل استخداماً في إنتاج الإيثانول في الولايات المتحدة، في الوقت الذي تفضل فيه دول أميركا اللاتينية استخدام قصب السكر لإنتاجه.
يحتوي الإيثانول على ثلثي حجم الطاقة التي يحتوي عليها البنزين ولهذا السبب (بالإضافة إلى تكلفته المرتفعة) تتم إضافة الإيثانول إلى البنزين.
الإثانول الحيوي أو البيو-إثانول، هو نوع من أنواع الكحولات المستخرجة من مصادر طبيعية او بيولوجية، و يتم إستخدامها كمصدر من مصادر الطاقة و خصوصة كوقود للسيارات.
الايثانول الحيوي يمكن انتاجه من الكتلة الحيوية و المواد التي تحتوي على السكر و النشا والسيليلوز المواد الخام يمكن ان تكون المحاصيل الزراعية مثل قصب السكر و القمح و الشعير و البطاطا و الذرة و نفايات الورق و نشارة الخشب و القش0
والإيثانول هو سائل رائق لا لون له، يتميز برائحة مميزة، وسرعة اشتعال كبيرة، ويتخذ هيئتين:
الأولى: هي الإيثانول أو الوقود الحيوي، ويتم استخراجه من النباتات مثل: قصب السكر، والبطاطس الحلوة، أو الحبوب: كالذرة والقمح، ويضاف إلى البنزين الخالي من الرصاص، ويطلق عليه E-85 .
والشكل الثاني هو الديزل الحيوي المستخرج من الحبوب الزيتية أو زيت النخيل.
الايثانول Ethanol هو وقود نظيف عند الاحتراق، ذو رقم اوكتان عال، وينتج من مصادر متجددة، وهو من مشتقات الكحول، ينتج من بعض المحاصيل مثل الذرة وقصب السكر والبنجر وخلافه، وتنظر اليه البلاد المنتجة على انه وسيلة لعدم الاعتماد على مصدر للطاقة المتولدة من البترول المستورد.
الايثانول يستخدم كوقود خليط او كوقود اساسي، وهناك نوعان من وقود الايثانول المعروف:
1- خليط منخفض من الايثانول والبنزين، فيه نسبة الايثانول حتى 10%، ويمكن استخدامه في السيارات الموجودة بالاسواق.
2 - خليط عال من الايثانول والبنزين، وتكون فيه نسبة الايثانول من 60 الى 85%، ويمكن استخدامه في نوع من السيارات يطلق عليه مركبات متعددة الوقود flex-fuel vehicles. اضافة الايثانول الى الوقود يرفع من رقم الاوكتان (المقياس الخاص بمقدار مقاومة الوقود لسبق الاشعال او الدق بالمحرك.
والايثانول يحتوي على اكسجين يسمح باحتراق كامل وانظف، وهذا بدوره يساهم في المحافظة على البيئة. ويساعد اضافة الايثانول على البنزين في زيادة كفاءة الحريق.
أهم النباتات المستخدمة لانتاج الوقود الحيوي:-
من اشهرها الذرة و قصب السكر لإنتاج الإيثانول، والمحاصيل الزيتية مثل نخيل الزيت والجاتروفا والزان الهندي (البونجاميا) لإنتاج زيت الديزل الحيوي كما تظهر أبحاث الوقود الحيوي أن هناك العديد من النباتات التي يمكن زراعتها والاستفادة منها في انتاج الوقود الحيوي ولا تحتاج لكثير من الماء أو للمساحات المخصصة لانتاج المحاصيل الغذائية. ومنها الأعشاب البرية التي تنمو في القارة الأمريكية "سويتش" وتستخدم حالياً كعلف للحيوان بالإضافة إلى نبات الصفصاف والقنّب.
بدأت بعض المناطق بزراعة أنواع معينة من النباتات خصيصا لاستخدامها في مجال الوقود الحيوي ، منها الذرة وفول الصويا في الولايات المتحدة. وأيضا اللفت، في أوروبا. وقصب السكر في البرازيل. وزيت النخيل في جنوب شرق آسيا.
أيضا يتم الحصول على الوقود الحيوي من التحليل الصناعي للمزروعات والفضلات وبقايا الحيوانات التى يمكن إعادة استخدامها، مثل القشوالخشبوالسماد، وقشر الارز، والمجاري، وتحلُل النفايات، ومخلفات الأغذية، التي يمكن تحويلها إلى الغاز الحيوي عن طريق الهضم اللاهوائي.
الكتلة الحيوية المستخدمة كوقود:-
يتم تصنيفها على عدة أنواع، مثل النفايات الحيوانية والخشبية والعشبية، كما أن الكتلة الحيوية ليس لها تأثير مباشر على قيمتها بوصفها مصدر للطاقة.
ما هي أنواع وقود الكتلة الحيوية:-
هناك العديد من الأنماط المختلفة لوقود الكتلة الحيوية التي تتراوح من الحطب التقليدي المستخدم في الطهي بطريقة بعيدة كل البعد عن الكفاءة، إلى الأنماط الحديثة والمتطورة للغاية التي تنتج من الكتل الحيوية المزروعة لهذا الغرض بالذات. ويمكن للمخلفات الزراعية، مثل الروث، أن تستخدم كوقود حيوي. وفي بعض البلدان الأوروبية، كفرنسا وألمانيا، فإن النفايات الحيوانية تتحول شيئاً فشيئاً إلى مشكلة بيئية. غير أن بالمستطاع استخدام هذه النفايات في توليد الطاقة بالاعتماد على عمليات التخمير. وتستخدم الصين هذه التقنية منذ أكثر من20 عاماً. وهناك نحو10 ملايين من أجهزة إنتاج الغاز الحيوي المعتمدة على النفايات الحيوانية
أستعمالات الوقود الحيوي :-
بالنسبة لقصب السكر فإن بالمستطاع استخدام السكر أو تفل القصب على حد سواء في إنتاج الطاقة، والتفل هو ما يتخلف من القصب بعد عصره ( البقاز) وهو مفيد للغاية كوقود وعلف ومادة للبناء، وتستخدم مصانع تكرير السكر هذا التفل كمصدر للطاقة لتوفير الحرارة خلال عملية إنتاج السكر. ومع توافر التكنولوجيا الحديثة فإن هذا التفل يستعمل على نحو أكفأ بكثير لتوليد الكهرباء عبر محطة كهربائية عادية ترتكز على عمليات الاحتراق والتوليد.
تخيل إذن مصنعاً لتكرير السكر يستخدم الحرارة المستخلصة من السكر المنتج، ولكنه يغذي الشبكة الكهربائية وهي عصب الحياة المدنية، بالطاقة وهكذا تتحول صناعة منتجة للغذاء إلى صناعة منتجة للطاقة أيضاً. وهم يقومون بهذا بالفعل في عدد من البلدان. وقد اشتهرت البرازيل بتحويلها جزءاً من منتجات السكر إلى كحول لاستخدامه كوقود للسيارات. وهناك الآن نحو ستة ملايين سيارة تعمل بوقود يحتوي على نسبة 25 في المائة من ذلك الكحول ويتميز ذلك بأنه يقلل من التلوث، ولا حاجة هناك لاستعمال الرصاص ومن ثم فإنه بنزين خال من الرصاص .
وهكذا فإن لدينا طرقاً مختلفة لمعالجة أنواع الوقود الحيوي. فهناك الاحتراق، والتقطير، والتغويز، والتخمير، والحل الحراري. وثمة طائفة متنوعة هائلة من أنواع الوقود الحيوي. ومن الواضح أن اهتمامنا الرئيسي فيما يتعلق بالتحول المناخي ينصب على السعي لترويج الاستعمال الواسع لطاقة الكتلة الحيوية لأن ذلك يعد أحد السبل الرئيسية للتقليل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
مميزات الوقود الحيوي:-
1- هو مصدر الطاقة الوحيد البديل للنفط لاستخدامه فى كل المجالات حيث يمكن نقله وتخزينه واستخدامه بطرق متعددة .
2- هو مصدر نظيف ومتجدد ورخيص نسبياً للطاقة
3- خلق فرص عمل وزيادة دخل سكان المناطق الزراعية
4- تخفيض انبعاث الغازات السامة وبالتالى تاثيره الايجابي على المناخ
5- بالرغم من ان احتراق الوقود الحيوي يزيد من انتاج غاز ثانى اكسيد الكربون بالاضافة الى الكمية المنبعثة من النباتات المنتجة له الا انه من جانب اخر فان زيادة اعداد هذه النباتات المنتجة له والتى تستهلك غاز ثانى اكسيد خلال عملية التمثيل الضوئى تعمل على معادلة كمية غاز ثانى اكسيد الكربون فى الهواء الجوى .
مزايا أنواع الوقود الحيوي بالمقارنة مع الأشكال الأخرى من الطاقة- الوقود الأحفوري، الطاقة الشمسية، الرياح؟؛
1- الوقود الحيوي محايد إزاء ثاني أكسيد الكربون،
2- مورد متجدد، فالوقود الأحفوري سيستمر فحسب مدة40 أو50 سنة أخرى.
3- مع الوقود الحيوي فإن بالمستطاع إنتاج طائفة واسعة متنوعة
4- بمقدورك استعمال الوقود الحيوي لإنتاج غاز للحرق، أو سائل لملء الخزانات والبيع في المحطات، أو أنك تستطيع استخدام الوقود الحيوي لإنتاج مادة مثل الفحم النباتي
5- الوقود قد يكون البديل الأساسي الوحيد للنفط في وسائل النقل الذي تعبئه في أكياس ثم تصدره.
6- وقود مطاوع في المعاملات التجارية وفي الاستخدام النهائي
7- من أبرز مزايا هذا الوقود أنه يخلق الكثير من الوظائف
8- يتمتع بإمكانات هائلة لإحياء الاراضي المتدهورة، فبالنسبة لأي أرض تعاني من التدهور بالمستطاع أن تعثر على نوع من النباتات قادر على إحياء المنطقة، وإذا كان هذا النبات سيستخدم كوقود فإن ذلك يعطيه قيمة إضافية وهو ما يجعل استصلاح الأراضي عملية مجدية من الناحية الاقتصادية.
المشاكل الناتجة عن استخدام الوقود الحيوي :-
بالرغم من المميزات الكثيرة للوقود الحيوي الا ان هناك العديد من المشاكل التى تكتنف استخدامه نلخصها فى التالى :-
1- زيادة اسعار الاغذية
2- زيادة استهلاك الاراضى والمياه
3- التاثير السلبي على الغابات و بالتالى على المناخ العالمى
4- تقليل المراعى وتزايد التأثيرات المتسلسلة على الحيوانات والانسان
هل نتطلع إلى مستقبل يغدو فيه الوقود الحيوي مصدراً أساسياً من مصادر الطاقة؟
إن هذا الوقود سيكون واحداً من المصادر الرئيسية. إنني أعتقد أننا نتطلع إلى مستقبل يضم طائفة متنوعة من مصادر الطاقة- الكتلة الحيوية، الطاقة الشمسية، الرياح، الطاقة الحرارية الأرضية، المحيطات. وتستخدم طاقة المحيطات بثلاث طرق هي:حركات المد والجزر؛ والأمواج؛ والطريقة الثالثة فهي استخدام الفارق في درجات الحرارة بين الطبقتين العليا والسفلى من المياه التي يمكن أن تصل إلى10 درجات مئوية. وبالاعتماد على ذلك فإن باستطاعتك تشغيل محرك توربيني وستستخدم العديد من هذه النظم في توليد الهيدروجين، وهو واحد من أبرز أنواع وقود الطاقة في المستقبل، غير أنه ليس متاحاً في صيغته الصرفة في الطبيعة. فأنت تحتاج إلى الحرارة أو الكهرباء لتوليده. ويمكن الحصول على الكهرباء اللازمة من الطاقة الشمسية أو الحيوية أو الريحية. وبمقدورك استخدامه في وسائط النقل ضمن جملة أمور. وهناك بالفعل نماذج تجريبية من السيارات التي تعمل بالهيدروجين. أن الأمر يتعلق أساساً بمدى تقدم البحوث والتكنولوجيا، وبرغبة المجتمع في الحصول على هذه المنتجات، وبخلقه للظروف اللازمة لطرحها في الأسواق. والأداة الرئيسية لإتاحة الفرصة للمنتجات المذكورة لدخول الأسواق هي الأسعار. أمّا فيما بعد فإن هذه المنتجات ستطرح في السوق بحكم الضرورة إذ لن يكون هناك من وقود أحفوري. إننا سنسمع تعبير الطاقة الشمسية يتردد أكثر فأكثر لأن أصل الكتلة الحيوية وطاقة الرياح أو المحيطات هو الشمس في نهاية المطاف. كما سنسمع أكثر فأكثر مصطلحات الطاقة الحيوية، والواط الحيوي، والطاقة الخضراء، والوقود الحيوي وغيرها.
التعامل مع التاثيرات السالبة :-
أن انتاج الوقود اصبح أمراً لا مفر فلم يبق أمام المختصين الا بذل تكثيف الجهود للتعامل مع الاثار السالبة لاستخدام الوقود الحيو ي وذلك بالاعتماد على محاصيل مخصصةلإنتاج الطاقة وعلى المخلفات الزراعية والخشبية بدلا عن المحاصيل الغذائية وتطوير انواع من النباتات التى تسنخدم قدراً أقل من المياه و انواع من الاراضى يصعب استخدامها لانتاج المحاصيل الغذائية كما يمكن مصادر الطاقة المتجددة الاخرى كالشمس والرياح والطلقة الهايدروليكية للمياه و المد والجزر وذلك للتقليل من استخدام الوقود الحيوي.
صناعة الوقود الحيوي فى السودان:-
يدخل السودان عصر انتاج الوقود الاخضر بانتاج 65 مليون لتر ويتدرج الانتاج ليبلغ 200 مليون لتر خلال العامين القادمين كاول مصنع بافريقيا، وبذلك يتبوأ السودان مركزا متقدما على مستوى دول العالم فى هذه الصناعات الاستراتيجية ما يعني دخول البلاد عالم الوقود الاخضر، وفى وقت يتجه فيه العالم الى انتاج بدائل اخرى للطاقة تكون صديقة للبيئة وتقلل من مخاطر الاحتباس الحرارى.
وبحسب تقارير اقتصادية فمن المتوقع ان يكون السودان من اكبر الدول في انتاج غاز الايثانول نظرا لما يتمتع به من امكانيات في مجال صناعة الوقود الاخضر الى جانب توفر الحلول الطبيعية لازمة الغذاء والطاقة التي ضربت العالم الآن نسبة للخصائص المتنوعة التي تتميز بها اقاليم السودان المختلفة بصورة تمكن كل اقليم من النهوض زراعياً وصناعياً.
يحقق المصنع دعما للاقتصاد الوطنى وانتاج بدائل اخرى للطاقة تقلل من مخاطر انتشار انبعاثات غاز ثاني اكسيد الكربون ، وبحسب تصريحات محمد المرضي التجاني العضو المنتدب لشركة سكر كنانة ان المصنع ياتى فى اطار دعم الشركة لخطة الدولة لتوفير الطاقة النظيفة ودعم الصادرات غير البترولية ، مبينا ان هذا المصنع سيجعل السودان يتبوأ مركزاً متقدما على مستوى دول العالم فى هذه الصناعة الاستراتيجية ، والذى تشكل فيه الطاقة الاساس المحرك لعجله التنمية فى وقت يتسابق فيه العالم لايجاد بدائل للطاقة تكون صديقة للبيئة
وبقيام مصنع وقود الايثانول تتحقق اهداف استرتيجية عديدة تتمثل فى الاستفادة القصوى من مخلفات السكر وتحسين عوامل البيئة الى جانب الاسهام فى تأمين الوقود من مصادر متجددة وخاصة مع توقعات العديد من خبراء الطاقة الدوليون ان يتم احلال الايثانول محل الوقود العادى فى غضون السنوات الخمس القادمة اذ سيصبح عنصر الطاقة الاساسى فى الكثير من الدول التى لاتحتوى على مخزون طاقة تقليدى
ويعتبر قيام مصنع الايثانول بكنانه تطورا مهما لصناعة السكر واضافة تنموية لمسيرة التطور الذى يشهده السودان فى توطين الصناعات الحديثة والتى اهتمت بها العديد من الدول المتقدمة وخاصة فى انتاج بدائيل للطاقة الى جانب اسهام الخبرات الهندسية السودانية فى هذا العمل يعد تطوراً لصناعة السكر ومسيرة الإنماء لمصنع بكنانة باعتبارها رائدة.
تكلفة المشروع 15مليون دولار امريكى
قامت شركة سكر كنانة تصدير أول شحنة إيثانول إلى الاتحاد الأوروبي.
وأوضح الأمين العام لمجلس إدارة كنانة عمر مدني أن السفينة التي تحمل شحنة الإيثانول أبحرت إلى ميناء روتردام في هولندا.
وأضاف أن هذه الشحنة وحجمها خمسة ملايين لتر اشتراها الاتحاد الأوروبي بسعر مبدئي قدره 450 يورو للمتر المكعب.
وذكر أنه بحلول نهاية فبراير/ شباط المقبل سيتم تصدير 20 مليون لتر إضافية على أربع شحنات.
من جهته، أشار العضو المنتدب لشركة الكنانة محمد المرضي أن أسعار الشحنات الأربع التالية قد تختلف اعتمادا على أسعار السوق، وقال إن الشحنات ستستمر بانتظام بمعدل خمسة ملايين لتر شهريا.
وتوقع المرضي أن ترتفع طاقة المصنع الإنتاجية إلى 200 مليون لتر من الإيثانول سنويا بحلول عام 2013.
وكانت الشركة التي تعد أكبر شركة للسكر في السودان قد افتتحت مصنع الإيثانول منتصف العام الجاري بهدف إنتاج 65 مليون لتر سنويا من الوقود الحيوي.
ويستخدم المصنع في إنتاجه نواتج ثانوية من صناعة السكر السودانية لتوفير مصدر متجدد للطاقة.
بدات باستخدام الحبوب ي انتاجه مثل امريكا والهند التي تستخدم الارز .
السودان اكبر منتجي السكر في العالم مرشخ لان يكون من كبار منتجي الايثانول من تخمير المولاس
في السودادان 3 مصانع هي :-
1- الشركه الوطنيه للتقطير وهو احد اقدم المصانع منذ 1956
2- شركه التقطير الحديث 1960 تقريبا .
3- كنانه 65 مليون لتر سنويا
بالاضافه الي 6 مصانع للايثانول تحت الانشاء هي
المصاتع الاربعه لشركه السكر السودانيه
شكر سكر النيل الابيض
مصنع سابتيتا بالنيل الابيض .
إعداد :
د. الصادق جابر عاجب