الطاقة الحيوية هو الاسم الذي يطلق على الطاقة من الكتلة الحيوية ، أي المواد العضوية من أصل نباتي وحيواني. يمكن استخدام هذا النوع من الطاقة لإنتاج الوقود والكهرباء والحرارة. تعتبر بديلاً لمصادر الطاقة التقليدية ، السارية في مصفوفة الطاقة في جميع أنحاء العالم.
تعرف أكثر:ما هي مصادر الطاقة البديلة؟
المصادر الرئيسية لإنتاج الطاقة الحيوية
يمكن إنتاج الطاقة الحيوية من خلال مصادر من المواد الخام المتجددة ، مثل:
خشب؛
المنتجات الزراعية (الذرة والحبوب) ؛
تفل قصب السكر
النفايات العضوية (نشارة الخشب ، النفايات العضوية) ؛
الخضروات والفواكه.
يتم تصنيف هذه المصادر إلى أربع فئات:
1.الثقافات: المنتجات الزراعية المزروعة لإنتاج الطاقة ، مثل الذرة والحبوب.
2. النفايات الزراعية والغابات: المخلفات الناتجة أثناء حصاد وقطع الأشجار ، مثل القش ومخلفات الأخشاب.
3. المنتجات الثانوية العضوية: المخلفات العضوية والمخلفات الزراعية السائلة والمخلفات من معالجة الأخشاب.
4. النفايات العضوية: النفايات المنزلية ، والنفايات المنزلية والصناعية السائلة والمخلفات من إنتاج الغذاء.
الكتلة الحيوية والطاقة الحيوية
ال الكتلة الحيوية، المواد العضوية المستخدمة في إنتاج الطاقة ، يمكن أن تكون من أصل نباتي أو حيواني. هذه المادة العضوية تنتج
الطاقة الحيوية، طاقة متجددة ونظيفة ومنخفضة التكلفة لا تنبعث منها غازات ملوثة في الغلاف الجوي.على الرغم من إطلاق ثاني أكسيد الكربون ، فإن حرق الكتلة الحيوية لإنتاج الطاقة الحيوية لا يغير الغلاف الجوي ، حيث يتم استخدام هذا الغاز من قبل النباتات في عملية التمثيل الضوئي.
هناك ثلاث فئات من الكتلة الحيوية:
1. الكتلة الحيوية الصلبة: المنتجات الزراعية والغابات والمخلفات والمخلفات القابلة للتحلل من الصناعات والمناطق الحضرية.
2. الكتلة الحيوية السائلة: قادم من "محاصيل الطاقة" ، ينتج عنه وقود حيوي سائل ، مثل الإيثانول والديزل الحيوي.
3. الكتلة الحيوية الغازية: يمكن العثور عليها في النفايات السائلة الزراعية من الصناعة والمناطق الحضرية.
أصبح استخدام الكتلة الحيوية أكثر حضوراً في مصفوفات الطاقة بسبب استنفاد البعض مصادر الطاقة غير المتجددة، لتصبح بديلاً لمصفوفة الطاقة العالمية.
علاوة على ذلك ، يمثل إنتاج الطاقة الحيوية استجابة لنداء المجتمع العلمي فيما يتعلق بالآثار السلبية التي تسببها البيئة.
يعد الوقود مثل الإيثانول والديزل الحيوي أحد المنتجات الرئيسية من الكتلة الحيوية. هذا الوقود الحيوي ، بالإضافة إلى كونه أكثر اقتصادا ، مستدام ، لأن إنتاجه لا ينبعث منه غازات ملوثة في الغلاف الجوي.
ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن استخدام الكتلة الحيوية لإنتاج الطاقة يرتبط ببعض المشاكل البيئية ، مثل تكثيف إزالة الغابات لتمكين الإنتاج الزراعي. تؤدي إزالة الغطاء النباتي إلى العديد من المشاكل ، مثل عدم التوازن البيئي وفقدان الموائل الحيوانية وتغير المناخ.
أهمية الطاقة الحيوية
الطاقة الحيوية هي مصدر طاقة نظيف ومتجدد. لذلك ، فهو يمثل بديلاً لمصفوفة الطاقة العالمية ، والتي تعتمد على مصادر الطاقة غير المتجددة ، وخاصةً الوقود الحفري.
بالإضافة إلى انبعاث ملوثات أقل ، فإن الطاقة المتولدة من الكتلة الحيوية تسمح بإعادة استخدام النفايات التي يتم التخلص منها عادة.
وفقًا للمدير العلمي لمؤسسة دعم الأبحاث في ولاية ساو باولو (Fapesp) ، كارلوس هنريكي ، يمكن أن تكون الطاقة الحيوية حلاً للضرر الذي يلحق بالبيئة.
اقرأ أيضا:وقود الديزل الحيوي في البرازيل
الوقود المنتج من خلال الطاقة الحيوية
يمكن إنتاج الوقود الحيوي باستخدام المنتجات الزراعية مثل الذرة والخشب وقصب السكر.
ينتج الإيثانول من مخلفات الصناعات الزراعية مثل الذرة وقصب السكر. في البرازيل ، تكثف إنتاجه في عام 1975 مع البرنامج الوطني للكحول. في عام 1994 ، بدأ يمثل حوالي 50 ٪ من استهلاك الوقود الوطني للبلاد.
يتم إنتاج وقود الديزل الحيوي من الزيوت النباتية. يمثل بديلاً عن استخدام زيت الديزل ، ولكنه ليس وقودًا نظيفًا تمامًا ، حيث أن إنتاجه يولد انبعاث الغازات الملوثة.
الغاز الحيوي وقود ذو قيمة حرارية عالية ، غازي ويتكون أساسًا من الميثان. يمكن استخدام هذا الوقود ليحل محل استخدام الغاز الطبيعي الناتج عن مصادر الطاقة غير المتجددة.
→ الميثان الحيوي
يتم إنتاج الميثان الحيوي عن طريق تنظيف وتنقية الغاز الحيوي ويتكون أساسًا من الميثان. يمكن الحصول عليها من محطات معالجة مياه الصرف الصحي أو مقالب القمامة أو نفايات الماشية. تنتج البرازيل حوالي 30 مليون متر مكعب3 من الميثان الحيوي في اليوم.
المميزات والعيوب
على الرغم من أن الطاقة الحيوية تمثل مصدرًا بديلًا للطاقة لنموذج الطاقة الحالي ، إلا أن استخدامها وإنتاجها لهما بعض العيوب. فيما يلي بعض هذه المزايا والعيوب:
فوائد
- هو مصدر طاقة متجددة;
- يولد القليل من الملوثات عند مقارنته باستخدام مصادر الطاقة غير المتجددة ؛
- تكلفة منخفضة وقدرة عالية على إعادة استخدام النفايات ؛
- يقدم مخاطر بيئية أقل ؛
- لا يساهم في تكثيف الاحتباس الحراري.
سلبيات
- تسبب في إزالة الغابات من مناطق واسعة ، مما يؤدي إلى فقدان الموائل ، واختلال التوازن البيئي وتغير المناخ ؛
- ذات قيمة منخفضة من السعرات الحرارية بالمقارنة مع أنواع الوقود الأخرى ؛
- لديه صعوبة أكبر في نقل وتخزين الكتلة الحيوية الصلبة ؛
- خفضت الكفاءة ؛
- يمكن أن يتسبب الوقود الحيوي السائل في زيادة الأمطار الحمضية.
الطاقة الحيوية في البرازيل
يرتبط إنتاج الطاقة الحيوية في البرازيل باستخدام المصادر الأولية ، مثل قصب السكر وتفل قصب السكر والخشب. وفقًا لمنظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة ، تحتل البرازيل المرتبة الثانية في إنتاج الإيثانول الحيوي في العالم.
تستخدم الكتلة الحيوية أيضًا على نطاق واسع لإنتاج الكهرباء في البرازيل ، في المرتبة الثانية بعد الطاقة الكهرومائية. حوالي 43٪ من الطاقة المنتجة في الدولة تأتي من مصادر متجددة. اليوم ، يمثل قصب السكر ما يقرب من 17 ٪ من مصفوفة الطاقة البرازيلية.
أحد المصادر الرئيسية المستخدمة لإنتاج الوقود الحيوي في البرازيل هو قصب السكر تفل قصب السكر.
في عام 2016 ، أعلنت وزارة المناجم والطاقة أن الكتلة الحيوية هي ثاني أهم مصدر لتوليد الطاقة في البرازيل. أشارت البيانات الصادرة عن Resenha Energética Brasileira في نفس العام إلى أن الطاقة الحيوية تمثل 29.9٪ من مصفوفة الطاقة في البلاد.
توجد أكبر إمكانات إنتاج الطاقة من الكتلة الحيوية في المنطقة الجنوبية الشرقية ، وخاصة في ولاية ساو باولو.
التحديات
تمثل الطاقة الحيوية مشكلتين للبيئة: إزالة الغطاء النباتي من مناطق واسعة للإنتاج الزراعي واستخدام كميات كبيرة من المياه.
مصدر قلق آخر هو الطلب على الغذاء ، والذي يمكن أن يتضرر من الإنتاج الزراعي الهادف إلى الحصول على الطاقة.
وبالتالي ، فإن الأمر متروك للمجتمع والحكومات لإيجاد طريقة لزيادة استخدام الطاقة الحيوية دون التسبب في آثار سلبية كبيرة على البيئة ودون التأثير على إنتاج الغذاء.
بقلم رافائيلا سوزا
تخرج في الجغرافيا