ما هو الوقود الحيوي؟

الوقود الحيوي ويطلق عليه أيضا الوقود الأخضر وهو الوقود المستمد من الكائنات الحية سواء كانت نباتية أو حيوانية. يعتبر الوقود الحيوي أحد أهم مصادر الطاقة المتجددة والذي يتم انتاجه عن طريق تحويل المواد الحيوية )حيوانية او نباتية) الى وقود سائل مثل الايثانول الكحولي او الديزل الحيوي الذين يمكن استخدامهما كوقود لوسائل النقل المختلفة. ازداد اهتمام العالم مؤخرا بالوقود الحيوي كمصدر بديل للطاقة بعد اعتماد طويل للبشرية علي الوقود الحفري والذي تسبب بتغيرات مناخية خطيرة اثرت علي كوكب الأرض.

أنواع الوقود الحيوي

•  الوقود الحيوي الصلب: وهو الشكل الأساسي للوقود المشتق من المواد العضوية مثل الأخشاب.

• الوقود الحيوي السائل: مثل الزيوت النباتية والايثانول المستخدم في وسائل النقل والذي يتم انتاجه عن طريق تخمر النشاء او السكر المأخوذ من الذرة أو قصب السكر.

• الوقود الحيوي الغازي: مثل غاز الميثان الناتج من تخمير وتحليل المخلفات العضوية النباتية أو الحيوانية.

اهتمت بعض المناطق بزراعة أنواع معينة من النباتات لاستخدامها في إنتاج الوقود الحيوي مثل  الذرة وفول الصويا في الولايات المتحدة الأميركية واللفت في أوروبا، وقصب السكر في البرازيل، والنخيل في جنوب شرق آسيا. كذلك يمكن الحصول على الوقود الحيوي من التحليل الصناعي للمزروعات والفضلات وبقايا الحيوانات التي يمكن إعادة استخدامها، مثل القش والخشب والسماد، وقشر الأرز، أمّا نفايات المنازل، والورش والمصانع، ومخلفات الأغذية فيمكن تحويلها إلى غاز حيوي.  

أمثلة للوقود الحيوي 

1- السليلوز: السليلوز هو من الألياف الموجودة في الأشجار مثل شجرالصفصاف، وحتى سيقان الذرة بعد الحصاد يمكن أن تستخدم للحصول على الوقود البيولوجي السليلوزي. وبما أن السليلوز موجود بوفرة يمكن إعادة إنتاجه واستخلاصه باستمرار، وهو يعد واحدًا من أنظف المحروقات، وقد صنف بأنّه الوقود رقم 1.

2- الطحالب: تستطيع الطحالب تخزين 50% من وزن أجسامها من الدهون والتي يمكن تحويلها إلى غاز لإنتاج الإيثانول. وتتميز الطحالب بنموها بسرعة كبيرة، لذلك تستطيع تلبية المطالب العالية للطاقة على المدى الطويل، لكن لها سلبيات تتمثل في تشابك الطحالب مع بعضها البعض بسبب نموها السريع مما يؤدي الي حجب الضوء واعاقة عملية التمثيل الضوئي مما يتسبب في نفوق كميات هائلة منها. هذه المشكلة تجعل الطحالب في المرتبة الثانية.

3- الذرة: تعتبر الذرة من أكبر مصادر الوقود الحيوي في الوقت الحالي، ويعتبر الإيثانول المستخرج منها أكثر استدامة من البترول، ولكنها تشكل محورًا للمناقشات حول استخدام المحاصيل الزراعية للحصول على الوقود. وباختصار فإن الذرة كما قصب السكر من أفضل الخيارات المتوافرة حاليًا، ولكن استخدامها قد يتلاشى بمرور الزمن.

4- فول الصويا: يظل فول الصويا وقودًا حيويًا شائعًا لسنوات عديدة حيث يتم تقطير الزيت المستخرج من البذور ليتحوّل إلى وقود للطائرات. ولكن فول الصويا يشكّل طعامًا لكثير من الناس مما جعل  الباحثون يترددون في الاعتماد عليه وعلى سواه من المحاصيل الغذائية التقليدية كمصادر للوقود.

5- قصب السكر: ينمو قصب السكر بوفرة في الأجزاء الحارة من العالم وقد ساعد بلدانًا مثل البرازيل بأن تصبح ذات مصادر طاقة مستقلة. لكن الإيثانول المستخرج من قصب السكر ليس مناسبًا كوقود للسيارات لامكانية التصاقه بالمحركات القديمة، ولكن مزج البنزين بنحو 20% من الإيثانول يحسّن كفاءة الوقود بنسبة 100%.

6- بذور اللفت: يُعرف زيت بذور اللفت باسم زيت الكانولا، وهو ينتشر بشكل واسع في جميع أنحاء كندا والولايات المتحدة، وبذور اللفت رخيصة الثمن وتنتج منها محروقات أنظف بكثير من البترول.

7- غاز الميثان: يتم الحصول على غاز الميثان من تحلل المواد العضوية مثل المواد الغذائية والسماد وغيرها من المخلّفات. يعتبر هذا الغاز من أنظف أنواع الوقود المستخدمة حاليًا.

8- الدهون الحيوانية: من الممكن تحويل بقايا الدهون من المنتجات الغذائية الحيوانية إلى زيت واستخدامه كوقود للسيارات والشاحنات، غير أنّ عملية جمع الدهون من مكبات المخلفات أو مطاعم الوجبات السريعة ليست سهلة، وهذا يجعل ترتيب الدهون الحيوانية في أسفل قائمة أنواع الوقود الحيوي.

9- المخلّفات الورقية: يمكن اعتبار الورق المعاد تدويره ونشارة الخشب، من المصادر المحتملة للوقود الحيوي، ويعتقد الباحثون أنّ مخلّفات صناعة الورق يمكن تحويلها لإنتاج الوقود الحيوي. مع ذلك فتحويل العديد من هذه المواد إلى وقود يواجه مشاكل ممّا يجعل الكلفة عالية. وبالتالي فإنّ فرصة استخدام مخلّفات الورق كوقود حيوي محدودة.

أطلقت شركة مايكروسوفت برنامج الذكاء الاصطناعي من أجل كوكب الأرض، الذي يهدف إلى حماية الأرض من التلوث، ويغطي البرنامج أربعة مجالات أساسية: المياه والزراعة وتغير المناخ والتنوع البيولوجي، الحد من تأثير الكوارث الطبيعية من خلال التنبؤ والتحضير والتدخل السريع. فمثلًا بالنسبة للترشيد والحفاظ على المياه، هناك العديد من التطورات في استخدام الروبوت في الري الزراعي، وترشيد استخدام المياه في الزراعة، والحفاظ على جودة المياه وحماية المياه من التلوث، والاستخدام الرشيد للمياه في المنزل والعمل والأنشطة البشرية العامة. 

يتم استخدام الذكاء الاصطناعي أيضًا بواسطة برنامج الألعاب والتحليلات الاستباقية لفهم حركة الصيادين والحيوانات في الغابة والتنبؤ متى وأين سيهاجم الصيادون ويتم التحرك على الفور؛ من أجل حماية هذه الحيوانات والحفاظ على التوازن البيئي. وفي مجال الزراعة، تعتمد الزراعة الذكية على تقنية الاستشعار عن بعد للتعرف بشكل منفصل على أنسب مواعيد الزراعة والتسميد والري والحصاد للمحاصيل المختلفة، بالإضافة إلى استخدام الروبوتات المتخصصة للتنبؤ بالأمراض المختلفة التي تصيب المحاصيل وتحديد طرق الوقاية المبكرة منها. وهذا يزيد من كمية ونوعية المحاصيل، وبالتالي زيادة دخل المزارع وإنتاجها، مما يساعد على توفيرالمحاصيل بأسعار منخفضة للبشرية جمعاء.

نجحت بعض التجارب أيضًا في إسقاط المطر صناعيًا، مما سيساعد في المزيد من الزراعة الصحراوية والاستفادة الكاملة من مياه الأمطار. بالإضافة إلى ذلك، حققت الروبوتات نجاحًا ملحوظًا في مكافحة أشكال التلوث المختلفة. حيث يمكن للروبوتات الآن أن تحدد بوضوح مصادر وأسباب مختلف أشكال التلوث، مما يساعد على تقليل التلوث. بدلاً من ذلك، كان قادرًا على التنبؤ بدقة بالطقس وبعض الكوارث الطبيعية. هذا يساعد على زيادة السرعة التي يمكن من خلالها الاستعداد للحد من الخسائر. تحاول الروبوتات الآن تحديد توقيت ومدى تغير المناخ من أجل الاستعداد لها والتكيف معها. كما توجد إجراءات حديثة لتحديد مكان وخصائص تلوث الهواء وكيفية الحد منه والتعامل معه.

كما حققت دولة الإمارات العربية المتحدة نجاحات ملحوظة في استخدام الروبوتات لتنظيف الهواء، وكذلك استخدام الروبوتات لأداء الأعمال الخطرة بدلاً من البشر واستخدام الطائرات (الدرون) والتي تعمل بدون طيار لمكافحة التلوث حيث تعمل وسط الملوثات والكوارث البيئية، حيث يصعب عمل البشر في مثل هذه الحالات ويعرضون أنفسهم لخطر كبير.

ثمة أيضاً استخدامات أخرى للروبوت في مجالات الحياة المختلفة ويتنبأ بحلول عام 2030 أن يحل الروبوت مكان الإنسان في حوالي 50% من الممارسات وذلك مستقبل قريب ينبغي سرعة الاعداد له من الآن بواسطة النظر في خريطة التعليم الثانوي والجامعي ثم في قطاعات الدراسات العليا والبحث العلمي لأن عمل المستقبل يتطلب التوسع في مرحلة التعليم الثانوي في مجالي العلوم والرياضيات بشكل كبير والإقلال من الاعداد الأدبي ثم التوسع العارم في كليات الهندسة ومجالات الذكاء الاصطناعي سواء في التصنيع أو الإصلاح وخلافه، وعلينا البداية فورًا وسرعة التحرك من الآن لكى نلحق قطار العلم والحضارة وتبدأ آثار التوسع في هذه الخطط والإستراتيجيات نحو عام 2030؛ حتى لا نضطر لاستيراد كل احتياجاتنا وفى نفس الوقت نعاني من بطالة الخريجين وتكون الخسارة مزدوجة بطالة يعانى منها الشباب الجامعي واستجلاب مهندسين وفنيين روبوت من الخارج.

والجدير بالذكر اهتمام الحكومة المصرية في الآونة الأخيرة بإعدادد كوادر شابة في مجالات التكنولوجيا والذكاء الإصطناعي من خلال المبادرات والمنح المجانية مثل مبادرة أشبال مصر الرقمية لطلاب المدارس من سن 12 - 18 عاما وكذلك  مبادرة بناة مصر الرقمية لخريجي كليات الهندسة وعلوم الحاسب  التكنولوجيا وغيرها.