الوقود البديل للكربون المحايد

الكربون المحايد هو مصطلح يستخدم لوصف أنواع الوقود التي تعتمد على الكربون والتي لن تزداد عندما يتم حرقها نشبع (ثاني أكسيد الكربون) في الغلاف الجوي. لا تساهم هذه الأنواع من الوقود ولا تقلل من كمية الكربون (المقاسة في إطلاق ثاني أكسيد الكربون) في الغلاف الجوي.

ثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو هو طعام نباتي ، وهو أمر جيد ، كما أنه يساعد في الحفاظ على كوكبنا دافئًا. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي الكثير من ثاني أكسيد الكربون إلى ما نسميه الآن الاحتباس الحراري. يمكن للوقود المحايد للكربون أن يساعد في منع تراكم الكثير من ثاني أكسيد الكربون في الجو. وهي تحقق ذلك عندما يتم امتصاص الكربون المنبعث بواسطة محاصيل نباتية ستساعد في إنتاج غالون الغد القادم من الوقود المحايد من الكربون.

في كل مرة نسافر فيها بالبنزين أو المركبات التي تعمل بالديزل ، نضيف غازات الاحتباس الحراري في الجو. ذلك لأن حرق أ الوقود النفطي (التي تم إنشاؤها منذ ملايين السنين) تطلق ثاني أكسيد الكربون في الهواء. كأمة ، يتم تسجيل 250 مليون سيارة ركاب حاليًا ، أي حوالي 25٪ من جميع سيارات الركاب في العالم. في الولايات المتحدة ، تحرق مركباتنا حوالي 140 مليار جالون من البنزين و 40 مليار جالون من الديزل سنويًا.

مع هذه الأرقام ، ليس من الصعب أن نرى أن كل جالون من الوقود المحايد من الكربون يمكن أن يسهم في الحد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، مما يساعد على تقليل الاحتباس الحراري.

يعتقد الكثير من الناس أن المستقبل يكمن في أنواع الوقود البديلة الخالية من الكربون والمصنوعة من المحاصيل ومنتجات النفايات المعروفة باسم الوقود الحيوي. الوقود الحيوي النقي مثل وقود الديزل الحيوي ، والإيثانول الحيوي ، و البيوتانول الحيوي هي محايدة للكربون لأن النباتات تمتص C02 المنبعثة من حرقها.

الوقود الأكثر شيوعًا المحايد للكربون هو وقود الديزل الحيوي. نظرًا لأنه يتم إنتاجه من مصادر مستمدة عضوًا مثل الدهون الحيوانية والزيوت النباتية ، فيمكن استخدامه لإعادة تدوير مجموعة واسعة من مواد النفايات. إنه متوفر في مجموعة من نسب المزيج - B5 ، على سبيل المثال ، 5 في المائة وقود الديزل الحيوي و 95 في المائة الديزل ، في حين أن B100 هو وقود الديزل الحيوي بالكامل - وهناك محطات تعبئة وقود الديزل الحيوي في جميع أنحاء الولايات المتحدة ، هناك عدد قليل من السائقين الذين يصنعون وقود الديزل الحيوي الخاص بهم وبعض الذين يقومون بتحويل محركات الديزل الخاصة بهم لتعمل على الزيت النباتي المستقيم المعاد تدويره من المطاعم.

الإيثانول هو الإيثانول (الكحول) الذي ينتج عن تخمير نشا النباتات مثل الحبوب مثل الذرة وقصب السكر والمفاتيح الزراعية والنفايات الزراعية. يجب عدم الخلط بينه وبين الإيثانول الذي هو نتيجة ثانوية للتفاعل الكيميائي مع البترول ، والذي لا يعتبر متجددًا.

يأتي معظم الإيثانول الحيوي في الولايات المتحدة من المزارعين الذين يزرعون الذرة. يمكن للعديد من سيارات الركوب الأمريكية والشاحنات الخفيفة العمل على البنزين أو مزيج من الإيثانول / البنزين يسمى E-85-85 في المائة إيثانول / 15 في المائة بنزين. في حين أن E-85 ليس وقودًا خالصًا من الكربون النقي ، فإنه ينتج انبعاثات منخفضة. الجانب السلبي الكبير للإيثانول هو أنه أقل كثافة في استخدام الطاقة من أنواع الوقود الأخرى ، لذلك يقلل من الاقتصاد في استهلاك الوقود بنسبة 25 ٪ إلى 30 ٪. مع أسعار البنزين التي تحوم حول $ 2 للغالون E-85 ليس بأسعار تنافسية. ونتمنى لك التوفيق في العثور على محطة وقود تبيعها خارج ولايات الغرب الأوسط الزراعية.

الميثانول ، مثل الإيثانول ، هو كحول قوي جدًا مصنوع من القمح أو الذرة أو السكر في عملية مشابهة للتخمير ، ويعتبر الوقود الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة في الإنتاج. سائل عند درجات الحرارة العادية ، له نسبة أوكتان أعلى من البنزين ولكن كثافة طاقة أقل. يمكن خلط الميثانول مع أنواع الوقود الأخرى أو استخدامه بمفرده ، ولكنه أكثر تآكلًا قليلاً من أنواع الوقود التقليدية ، مما يتطلب تعديلات على نظام وقود المحرك عند الطلب من 100 إلى 150 دولارًا.

خلال فترة وجيزة من الوقت في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كان هناك سوق صغير متنامٍ لسيارات الميثانول في كاليفورنيا حتى ولاية الولاية. شبكة مبادرة طريق الهيدروجين السريع تولى القيادة وفقد البرنامج الدعم. كانت مبيعات هذه السيارات بطيئة بسبب انخفاض سعر البنزين في ذلك الوقت ونقص محطات الخدمة التي تضخ الوقود. ومع ذلك ، أثبت البرنامج القصير موثوقية المركبات وحصل على ردود فعل إيجابية من السائقين.

الطحالب- الطحالب الدقيقة على وجه التحديد - هو مصدر لوقود بديل محايد من الكربون. منذ سبعينيات القرن الماضي ، ضخت الحكومات الفيدرالية وحكومات الولايات إلى جانب شركات الاستثمار الخاصة مئات الملايين من الباحثين في أبحاث الطحالب كوقود حيوي ولم يحقق نجاحًا كبيرًا حتى الآن. الطحالب الدقيقة لديها القدرة على إنتاج الدهون ، والتي تعرف باسم المصدر المحتمل للوقود الحيوي.

يمكن زراعة هذه الطحالب على مياه غير صالحة للشرب ، وربما حتى مياه الصرف الصحي ، في الأحواض لذلك لا تستخدم الأراضي الصالحة للزراعة أو كميات هائلة من المياه. بينما على الورق ، تبدو الطحالب الدقيقة كقضايا غير عقلانية ، وأثارت القضايا الفنية الهائلة الباحثين والعلماء لسنوات. لكن المؤمنين الحقيقيين من الطحالب لا يستسلمون ، لذلك ربما تضخون يومًا الوقود الحيوي المستند إلى الطحالب في خزان الوقود في سيارتك.

لا ، لا يعتبر وقود الديزل الناتج عن الماء وثاني أكسيد الكربون بعض مخططات بونزي المخصصة لفرار المستثمرين ذوي الميول الخفية. في عام 2015 ، أعلنت شركة Audi بالتعاون مع شركة Sunfire الألمانية للطاقة عن قدرتها على تصنيع وقود الديزل من الماء وثاني أكسيد الكربون الذي يمكن أن يشعل وقود السيارات. يقوم التوليف بإنشاء سائل يُعرف باسم الخام الأزرق ويتم تكريره فيما يسميه أودي الديزل الإلكتروني.

تدعي أودي أن الديزل الإلكتروني خالي من الكبريت ، وأنظف وحرقه من الديزل العادي ، وأن عملية تصنيعه فعالة بنسبة 70 في المائة. ذهب الخمسة لترات الأولى في خزان سيارة أودي A8 3.0 TDI بقيادة وزير الأبحاث الألماني. لكي تصبح وقودًا محايدًا للكربون ، فإن الخطوة التالية هي زيادة الإنتاج.

كان لإدماننا على النفط عواقب وخيمة. يبدو أن الحل المنطقي يتمثل في تطوير أو اكتشاف وقود بديل محايد للكربون غير مشتق من البترول. ومع ذلك ، فإن إيجاد بديل وفير ومتجدد واقتصادي للإنتاج وصديق للبيئة يمثل تحديًا معقدًا وصعبًا.

والخبر السار هو ، كما تقرأ هذا ، أن العلماء يعملون بجد على هذا التحدي الصعب.

تم التحديث بواسطة Larry E. صالة