Tweet
ماذا يعني وقود محايد الكربون؟
الكربون المحايد هو مصطلح يستخدم لوصف الوقود الكربوني الذي عند حرقه لن يزيد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. لا تساهم هذه الأنواع من الوقود في تقليل كمية الكربون (أو قياسه في إطلاق ثاني أكسيد الكربون) في الغلاف الجوي.
ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هو الغذاء النباتي ، وهو أمر جيد ، كما أنه يساعد في الحفاظ على دفء كوكبنا. لكن الكثير من ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يؤدي إلى شيء سيئ - وهو ما نسميه الآن ظاهرة الاحتباس الحراري .
يمكن للوقود المحايدة الكربوني أن يساعد في منع الكثير من ثاني أكسيد الكربون من التراكم في الغلاف الجوي. وينجز ذلك عندما يتم امتصاص الكربون المنطلق بواسطة المحاصيل النباتية التي ستساعد في إنتاج غالون الغالون القادم من الوقود المحايدة الكربون.
في كل مرة نسافر فيها بسيارة تعمل بالبنزين أو بالديزل ، نضيف غازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي. ذلك لأن حرق الوقود البترولي (الذي تم إنشاؤه منذ ملايين السنين) يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الهواء. كدولة ، 250 مليون مسافر مسجل حاليا ، حوالي 25 في المئة من جميع سيارات الركاب في العالم. في الولايات المتحدة ، تحرق مركباتنا حوالي 140 مليار غالون من البنزين و 40 مليار غالون من الديزل سنويا.
وبهذه الأرقام ، ليس من الصعب رؤية أن كل جالون من الوقود المحايدة الكربوني الذي يتم حرقه يمكن أن يساهم في خفض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، مما يساعد على تقليل الاحترار العالمي. فيما يلي نظرة عامة موجزة عن بعض أنواع الوقود البديلة الكربونية المحايدة ، بما في ذلك الوقود الذي قد يفاجئك - وهو وقود ديزل مركب من الماء وثاني أكسيد الكربون.
الوقود الحيوي
يعتقد الكثيرون أن المستقبل يكمن في الوقود البديل للكربون المحايدة والمصنوع من المحاصيل ومنتجات النفايات المعروفة باسم الوقود الحيوي. الوقود الحيوي النقي مثل الديزل الحيوي والإيثانول الحيوي والبيوتانول الحيوي محايدة الكربون حيث تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون التي يتم إطلاقها من خلال حرقها.
وقود الديزل الحيوي
أكثر أنواع الوقود المحايدة الكربون شيوعا هو وقود الديزل الحيوي.
ولأنه يتم إنتاجه من هذه الموارد المشتقة عضوياً مثل الدهون الحيوانية والزيوت النباتية ، فيمكن استخدامه لإعادة تدوير مجموعة واسعة من مواد النفايات. إنه متوفر في مجموعة من النسب المئوية للمزج - B5 ، على سبيل المثال ، هو 5 في المائة وقود الديزل الحيوي و 95 في المائة من الديزل ، في حين B100 هو كل وقود الديزل الحيوي - وهناك محطات وقود الديزل الحيوي في جميع أنحاء الولايات المتحدة ثم هناك عدد قليل من السائقين الذين يخمرون منازلهم الخاصة وقود الديزل الحيوي وبعض الذين يقومون بتحويل محركات الديزل لتشغيلها على الزيوت النباتية مباشرة المعاد تدويرها من المطاعم.
الإيثانول
البيوإيثانول هو الإيثانول (الكحول) الذي ينتج عن طريق تخمير نشا النباتات مثل الحبوب مثل الذرة وقصب السكر وعشب التبديل والنفايات الزراعية. لا ينبغي الخلط بينه وبين الإيثانول الذي هو منتج ثانوي من تفاعل كيميائي مع البترول ، والذي لا يعتبر قابلاً للتجديد.
في الولايات المتحدة يأتي معظم الإيثانول الحيوي من المزارعين الذين يزرعون الذرة. يمكن أن تعمل العديد من سيارات الركوب الأمريكية والشاحنات الخفيفة على البنزين أو مزيج من الإيثانول / البنزين الذي يُطلق عليه إي 85- 85 بالمائة من الإيثانول / 15 بالمائة من البنزين. في حين أن E-85 ليس وقودًا خالصًا من الكربون النقي ، فإنه ينتج انبعاثات منخفضة. الجانب السلبي الكبير للإيثانول هو أنه أقل كثافة من الطاقة من أنواع الوقود الأخرى ، لذلك فهو يقلل من استهلاك الوقود بنسبة 25٪ إلى 30٪.
مع أسعار البنزين تحوم حول 2 دولار للغالون E-85 ليست بأسعار تنافسية. ونتمنى لك التوفيق في العثور على محطة وقود تبيعها خارج الولايات الزراعية في الغرب الأوسط.
الميثانول
الميثانول ، مثل الإيثانول ، هو كحول قوي جدًا مصنوع من القمح أو الذرة أو السكر في عملية مماثلة للتخمير ، ويعتبر الوقود الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة لإنتاجه. سائل في درجات الحرارة العادية ، لديه تصنيف الأوكتان أعلى من البنزين ولكن كثافة الطاقة أقل. ميكن مزج الميثانول مع أنواع الوقود األخرى أو استخدامه من تلقاء نفسه ، ولكنه أكثر تآكراً بقليل من الوقود التقليدي ، مما يتطلب تعديلات على نظام وقود المحرك حسب ترتيب 100 - 150 دوالر.
خلال فترة وجيزة من الزمن في أوائل عام 2000 ، كان هناك سوق صغير متنامي لسيارات الميثانول في كاليفورنيا حتى تولت شبكة مبادرة الطريق السريع الهيدروجينية الولاية وفقد البرنامج الدعم.
كانت مبيعات هذه السيارات بطيئة بسبب انخفاض سعر البنزين في ذلك الوقت وعدم وجود محطات خدمة تضخ الوقود. ومع ذلك ، أثبت البرنامج القصير موثوقية المركبات وحصل على ردود فعل إيجابية من السائقين.
الطحالب
وسأكون مقصرا لعدم ذكر الطحالب ، وخاصة الطحالب المجهرية ، كمصدر للوقود البديل للكربون المحايدة. منذ سبعينيات القرن العشرين ، قامت الحكومات الفيدرالية وحكومات الولايات ، إلى جانب شركات الاستثمار الخاصة ، بصب مئات الملايين في أبحاث الطحالب كوقود حيوي دون نجاح يذكر حتى الآن. لدى الطحالب الصغرى القدرة على إنتاج الدهون ، والتي تعرف كمصدر محتمل للوقود الحيوي.
ويمكن زراعة هذه الطحالب على مياه غير صالحة للشرب ، وربما حتى مياه الصرف الصحي ، في الأحواض الترابية بحيث لا تستخدم الأراضي الصالحة للزراعة أو كميات هائلة من المياه. بينما على الورق ، تبدو الطحالب الصغرى وكأنها لا تحتاج إلى تفكير ، إلا أن المشكلات الفنية الهائلة قد أزعجت الباحثين والعلماء لسنوات. لكن الطحالب المؤمنين الحقيقيين لا يستسلمون ، لذا ربما في يوم من الأيام ستضخ الوقود الحيوي القائم على الطحالب في خزان وقود سيارتك.
وقود الديزل من الماء و CO2
لا ، وقود الديزل من الماء وثاني أكسيد الكربون ليست بعض خطة ponzi تهدف إلى ابتزاز المستثمرين الخاسرة. في العام الماضي ، أعلنت شركة أودي ، بالتعاون مع شركة الطاقة الألمانية Sunfire ، أنها قادرة على تجميع وقود الديزل من الماء وثاني أكسيد الكربون الذي يمكن أن يقوم بتزويد السيارات بالوقود. يخلق التركيب سائلاً يُعرف بالخام الأزرق ويتم تنقيحه إلى ما تدعو إليه أودي بالديزل الإلكتروني.
تدّعي أودي أن الديزل الإلكتروني خالٍ من الكبريت ، وحرق أنظف من الديزل القياسي ، وعملية جعله فعالاً بنسبة 70٪.
أول خمسة لترات دخلت في خزان سيارة Audi A8 3.0 TDI يقودها وزير الأبحاث الألماني. ولكي تصبح وقودًا محايديًا من الكربون على الأرض ، فإن الخطوة التالية هي زيادة الإنتاج.
كلمة أخيرة
لقد كان لإدماننا على النفط عواقب وخيمة. يبدو أن الحل المنطقي هو تطوير أو اكتشاف وقود بديل كربون محايدة غير مشتق من البترول. ومع ذلك ، فإن إيجاد بديل وفير ومتجدد اقتصاديًا وإنتاج صديق للبيئة هو تحد معقد وصعب.
الخبر السار هو ، كما تقرأ هذا ، أن العلماء يعملون بجد على هذا التحدي الصعب.
الكربون المحايد هو مصطلح يستخدم لوصف الوقود الكربوني الذي عند حرقه لن يزيد ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. لا تساهم هذه الأنواع من الوقود في تقليل كمية الكربون (أو قياسه في إطلاق ثاني أكسيد الكربون) في الغلاف الجوي.
ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هو الغذاء النباتي ، وهو أمر جيد ، كما أنه يساعد في الحفاظ على دفء كوكبنا. لكن الكثير من ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يؤدي إلى شيء سيئ - وهو ما نسميه الآن ظاهرة الاحتباس الحراري .
يمكن للوقود المحايدة الكربوني أن يساعد في منع الكثير من ثاني أكسيد الكربون من التراكم في الغلاف الجوي. وينجز ذلك عندما يتم امتصاص الكربون المنطلق بواسطة المحاصيل النباتية التي ستساعد في إنتاج غالون الغالون القادم من الوقود المحايدة الكربون.
في كل مرة نسافر فيها بسيارة تعمل بالبنزين أو بالديزل ، نضيف غازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي. ذلك لأن حرق الوقود البترولي (الذي تم إنشاؤه منذ ملايين السنين) يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الهواء. كدولة ، 250 مليون مسافر مسجل حاليا ، حوالي 25 في المئة من جميع سيارات الركاب في العالم. في الولايات المتحدة ، تحرق مركباتنا حوالي 140 مليار غالون من البنزين و 40 مليار غالون من الديزل سنويا.
وبهذه الأرقام ، ليس من الصعب رؤية أن كل جالون من الوقود المحايدة الكربوني الذي يتم حرقه يمكن أن يساهم في خفض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، مما يساعد على تقليل الاحترار العالمي. فيما يلي نظرة عامة موجزة عن بعض أنواع الوقود البديلة الكربونية المحايدة ، بما في ذلك الوقود الذي قد يفاجئك - وهو وقود ديزل مركب من الماء وثاني أكسيد الكربون.
الوقود الحيوي
يعتقد الكثيرون أن المستقبل يكمن في الوقود البديل للكربون المحايدة والمصنوع من المحاصيل ومنتجات النفايات المعروفة باسم الوقود الحيوي. الوقود الحيوي النقي مثل الديزل الحيوي والإيثانول الحيوي والبيوتانول الحيوي محايدة الكربون حيث تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون التي يتم إطلاقها من خلال حرقها.
وقود الديزل الحيوي
أكثر أنواع الوقود المحايدة الكربون شيوعا هو وقود الديزل الحيوي.
ولأنه يتم إنتاجه من هذه الموارد المشتقة عضوياً مثل الدهون الحيوانية والزيوت النباتية ، فيمكن استخدامه لإعادة تدوير مجموعة واسعة من مواد النفايات. إنه متوفر في مجموعة من النسب المئوية للمزج - B5 ، على سبيل المثال ، هو 5 في المائة وقود الديزل الحيوي و 95 في المائة من الديزل ، في حين B100 هو كل وقود الديزل الحيوي - وهناك محطات وقود الديزل الحيوي في جميع أنحاء الولايات المتحدة ثم هناك عدد قليل من السائقين الذين يخمرون منازلهم الخاصة وقود الديزل الحيوي وبعض الذين يقومون بتحويل محركات الديزل لتشغيلها على الزيوت النباتية مباشرة المعاد تدويرها من المطاعم.
الإيثانول
البيوإيثانول هو الإيثانول (الكحول) الذي ينتج عن طريق تخمير نشا النباتات مثل الحبوب مثل الذرة وقصب السكر وعشب التبديل والنفايات الزراعية. لا ينبغي الخلط بينه وبين الإيثانول الذي هو منتج ثانوي من تفاعل كيميائي مع البترول ، والذي لا يعتبر قابلاً للتجديد.
في الولايات المتحدة يأتي معظم الإيثانول الحيوي من المزارعين الذين يزرعون الذرة. يمكن أن تعمل العديد من سيارات الركوب الأمريكية والشاحنات الخفيفة على البنزين أو مزيج من الإيثانول / البنزين الذي يُطلق عليه إي 85- 85 بالمائة من الإيثانول / 15 بالمائة من البنزين. في حين أن E-85 ليس وقودًا خالصًا من الكربون النقي ، فإنه ينتج انبعاثات منخفضة. الجانب السلبي الكبير للإيثانول هو أنه أقل كثافة من الطاقة من أنواع الوقود الأخرى ، لذلك فهو يقلل من استهلاك الوقود بنسبة 25٪ إلى 30٪.
مع أسعار البنزين تحوم حول 2 دولار للغالون E-85 ليست بأسعار تنافسية. ونتمنى لك التوفيق في العثور على محطة وقود تبيعها خارج الولايات الزراعية في الغرب الأوسط.
الميثانول
الميثانول ، مثل الإيثانول ، هو كحول قوي جدًا مصنوع من القمح أو الذرة أو السكر في عملية مماثلة للتخمير ، ويعتبر الوقود الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة لإنتاجه. سائل في درجات الحرارة العادية ، لديه تصنيف الأوكتان أعلى من البنزين ولكن كثافة الطاقة أقل. ميكن مزج الميثانول مع أنواع الوقود األخرى أو استخدامه من تلقاء نفسه ، ولكنه أكثر تآكراً بقليل من الوقود التقليدي ، مما يتطلب تعديلات على نظام وقود المحرك حسب ترتيب 100 - 150 دوالر.
خلال فترة وجيزة من الزمن في أوائل عام 2000 ، كان هناك سوق صغير متنامي لسيارات الميثانول في كاليفورنيا حتى تولت شبكة مبادرة الطريق السريع الهيدروجينية الولاية وفقد البرنامج الدعم.
كانت مبيعات هذه السيارات بطيئة بسبب انخفاض سعر البنزين في ذلك الوقت وعدم وجود محطات خدمة تضخ الوقود. ومع ذلك ، أثبت البرنامج القصير موثوقية المركبات وحصل على ردود فعل إيجابية من السائقين.
الطحالب
وسأكون مقصرا لعدم ذكر الطحالب ، وخاصة الطحالب المجهرية ، كمصدر للوقود البديل للكربون المحايدة. منذ سبعينيات القرن العشرين ، قامت الحكومات الفيدرالية وحكومات الولايات ، إلى جانب شركات الاستثمار الخاصة ، بصب مئات الملايين في أبحاث الطحالب كوقود حيوي دون نجاح يذكر حتى الآن. لدى الطحالب الصغرى القدرة على إنتاج الدهون ، والتي تعرف كمصدر محتمل للوقود الحيوي.
ويمكن زراعة هذه الطحالب على مياه غير صالحة للشرب ، وربما حتى مياه الصرف الصحي ، في الأحواض الترابية بحيث لا تستخدم الأراضي الصالحة للزراعة أو كميات هائلة من المياه. بينما على الورق ، تبدو الطحالب الصغرى وكأنها لا تحتاج إلى تفكير ، إلا أن المشكلات الفنية الهائلة قد أزعجت الباحثين والعلماء لسنوات. لكن الطحالب المؤمنين الحقيقيين لا يستسلمون ، لذا ربما في يوم من الأيام ستضخ الوقود الحيوي القائم على الطحالب في خزان وقود سيارتك.
وقود الديزل من الماء و CO2
لا ، وقود الديزل من الماء وثاني أكسيد الكربون ليست بعض خطة ponzi تهدف إلى ابتزاز المستثمرين الخاسرة. في العام الماضي ، أعلنت شركة أودي ، بالتعاون مع شركة الطاقة الألمانية Sunfire ، أنها قادرة على تجميع وقود الديزل من الماء وثاني أكسيد الكربون الذي يمكن أن يقوم بتزويد السيارات بالوقود. يخلق التركيب سائلاً يُعرف بالخام الأزرق ويتم تنقيحه إلى ما تدعو إليه أودي بالديزل الإلكتروني.
تدّعي أودي أن الديزل الإلكتروني خالٍ من الكبريت ، وحرق أنظف من الديزل القياسي ، وعملية جعله فعالاً بنسبة 70٪.
أول خمسة لترات دخلت في خزان سيارة Audi A8 3.0 TDI يقودها وزير الأبحاث الألماني. ولكي تصبح وقودًا محايديًا من الكربون على الأرض ، فإن الخطوة التالية هي زيادة الإنتاج.
كلمة أخيرة
لقد كان لإدماننا على النفط عواقب وخيمة. يبدو أن الحل المنطقي هو تطوير أو اكتشاف وقود بديل كربون محايدة غير مشتق من البترول. ومع ذلك ، فإن إيجاد بديل وفير ومتجدد اقتصاديًا وإنتاج صديق للبيئة هو تحد معقد وصعب.
الخبر السار هو ، كما تقرأ هذا ، أن العلماء يعملون بجد على هذا التحدي الصعب.
