استخدام الوقود الحيوي في تشغيل المركبات وتاثيرها على البيئة

المصدر الرئيسي لتلوث الهواء خاصة بالمدن المكتظة بالسكان هي السيارات والشاحنات والحافلات وغيرها. حيث تقوم محركات الاحتراق الداخلي بتحويل الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي، ويتم تحرير الطاقة الحرارية في هذه المحركات عن طريق حرق الوقود في أسطوانات المحرك والتفاعلات الكيميائية التي تسمح بتحرير الطاقة الحرارية. ومن انواع الوقود المستخدمة في محركات الاحتراق الداخلي وقود الديزل الذي يعد من اهم انواع الوقود المستعمل في محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالضغط. وتطلق محركات المركبات التي تستخدم الوقود الاحفوري الهيدروكربونات غير المحترقة وغاز اول اوكسيد الكربون نتيجة الاحتراق غير المكتمل، كما تطلق الغازات مثل ثاني اوكسيد الكربون واكاسيد النتروجين والتي تسبب اضراراً للإنسان والبيئة مثل الاحتباس الحراري الذي يسبب ارتفاع حرارة سطح الارض مما يؤدي الى ذوبان الجليد وزيادة المياه التي تؤدي الى غرق بعض المدن وحدوث جفاف في مدن أخرى، وتؤثر على طبقة الاوزون وبالتالي تسبب ضرراً على سطح الارض حيث تقلل من امتصاص الاشعة طويلة الموجة وبعض الاشعة فوق البنفسجية وانتشار الامراض والاوبئة. لذلك فأن البلدان الصناعية نتيجة لادراكها لحجم المخاطر الناتجة من احتراق الوقود اتجهت في السنوات الاخيرة الى وجود بدائل للوقود تكون صديقة للبيئة واقل ضرراً على حياة الانسان، و استخدام الطاقات البديلة او المعروفة بالطاقة النظيفة او الوقود الحيوي. انّ الوقود الحيوي هو الوقود الذي يتمُّ تكوينه من خلال الكائنات الحية أو من الكتلة الحيويّة، وهو أكثرُ تعقيدًا من تكوين الوقود الأحفوري، حيثُ يحتوي الوقود الحيوي على ذرات الأكسجين، وقد يشمل تركيبها الكيميائي على الأحماض والإسترات والكحوليّات، في حين أنَّ الوقود الأحفوري لا يتكون إلّا من ذرات الكربون والهيدروجين أو الهيدروكربونات، ويُمكن إنتاج الوقود الحيوي من النباتات أو من النفايات الزراعيّة والمنزليّة والتجاريّة والصناعيّة إذا كانت النفايات من أصل بيولوجي، ويتكون الوقود الحيوي من خلال أربع أجيال، وهي على النحو الآتي: الجيل الأول من الوقود الحيوي: وهو الوقود الذي يتمَّ تصنيعه من المحاصيل الغذائيّة التي تُزرعُ في الأراضي الصالحة للزراعة، وتُزرع هذه المحاصيل من أجل استخدامها فقط لإنتاج الوقود الحيوي، حيثُ يتمُّ تحويل السكريات والنشا أو الزيوت النباتيّة باستخدام عمليات الأسترة أو تخمير الخميرة لإنتاج الديزل الحيوي أو الإيثانول. الجيل الثاني من الوقود الحيوي وهو الوقود الذي يتمَّ تصنيعه من الكتلة الحيويّة الخلويّة أو المحاصيل الخشبيّة أو المخلفات الزراعيّة أو من مواد من نفايات النبات، وهذه المحاصيل تنمو إمَّا في الأراضي الصالحة للزراعة، أو في التي لا يُمكن استخدامها لزراعة محاصيل الأغذية، وعند تصنيع هذا النوع من الوقود فإنّه يحتاج إلى سلسلة من المعالجات الفيزيائيّة والكيميائيّة لكي يتحول الى وقود سائل مناسب للنقل. الجيل الثالث من الوقود الحيوي وهو الوقود الذي يتمُ إنتاجه من خلال استخدام الطحالب التي تحتوي على زيت طبيعي بنسبة أكثر من 50%، حيثُ لم يتم تطبيقها وإنّما أُجريت دراسات وأبحاث من قبل الولايات المتحدة، وقدموا مقال عن استخدام الطحالب في إنتاج الوقود الحيوي، ويتمُّ ذلك من خلال عمل أحواض لزراعة الطحالب، واستخراج هذه الطحالب الغنيّة بالنفط، حيثُ يتمُّ معالجتها وإنتاج الإيثانول. الجيل الرابع من الوقود الحيوي حيث يتمُّ إنتاج الوقود الحيوي من الجيل الرابع باستخدام الأراضي غير الصالحة للزراعة، حيثُ لا تتطلب تدميرًا للكتلة الحيويّة على عكس الوقود الحيوي من الجيل الثالث، ويشمل هذا النوع من الوقود الحيوي إنتاج الوقود الكهربائي والوقود الشمسي الحيوي، وبعض أنواع الوقود هذه خالية من الكربون ، حيث يُساهم الوقود الحيوي في التقليل من النفايات والتلوث الهوائي، وكما يُقلل من الاعتماد على استخدام الوقود الأحفوري، وتوجد العديد من أنواع الوقود الحيوي الذي تمَّ إنتاجه، ومن أهم هذه الأنواع، الغاز الحيوي وهو غاز الميثان الذي ينتج عن عملية الهضم اللاهوائي للمواد العضويّة. الغاز الصناعي وهو غاز يتم إنتاجه عن طريق الاحتراق الجزئي للكتلة الحيويّة، وهو عبارة عن مزيج من أول أكسيد الكربون والهيدروجين وغيره من الهيدروكربونات. الإيثانول حيث يتمُّ إنتاجه بيولوجيًّا، من خلال عمل الكائنات الحية الدقيقة والإنزيمات عن طريق تخمير السكريّات أو النشويّات أو السيليلوز. الديزل الحيوي وهو الأكثر شيوعًا في أوروبا، ويتمُّ إنتاجه من الزيوت أو الدهون باستخدام التحويل المائي.