تسارع سيضيء رمات غان كلها؟

طور باحث أردني من جامعة بار إيلان تقنية تتيح زراعة الطحالب بمعدل مضاعف – وبالتالي إنتاج طاقة بديلة للغاز والنفط

دانييل ماير، زاوية - وكالة أنباء العلوم والبيئة

في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، اهتزت إسرائيل عندما تم اكتشاف حقول الغاز الطبيعي قبالة سواحل إسرائيل. وهرع المستثمرون إلى سحب محافظهم، وكتبت القوانين والأنظمة وخرج الآلاف إلى الشوارع، كل ذلك بسبب الغاز الذي هدد بتغيير قواعد اللعبة الإقليمية واعتماد إسرائيل على النفط العربي. ولكن مع احترامي للغاز الطبيعي الذي يعتبر مصدرا نظيفا نسبيا للطاقة من الملوثات ولكنها تتحلل وتنبعث منها العديد من الغازات الدفيئةإن الفهم يتزايد اليوم أن مصادر الطاقة المعتمدة على الوقود الأحفوري آخذة في التضاؤل، ولذلك تسعى العديد من الدول إلى تطوير الاستقلال الاقتصادي المعتمد على مصادر الطاقة المتجددة – مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية – وأن تكون أقل اعتماداً على الثروات الطبيعية وأهواء البشر. الذين يسيطرون عليهم.

في السنوات الأخيرة، استثمرت هيئات البحث والحكومة والصناعة الكثير من الأموال في البحث عن الطاقات المتجددة التي يمكن أن توفر لقطاع الطاقة الإسرائيلي الأمن الاقتصادي مع استخدام التكنولوجيا النظيفة والبيئية. في الآونة الأخيرة، ظهرت الدراسات في مجال الوقود الحيوي كإمكانية لمستقبل طاقة أنظف وأكثر بيئية؛ هل ستستبدل حقول الغاز البحرية قريباً بحقول الطحالب؟ ولهذا يجب توافر عدة شروط ونضج عدة تطورات تكنولوجية مما يجعل العمل اقتصاديا.

من عمان إلى بار إيلان

منهم الوقود الحيوي؟ وهي في الواقع أنواع وقود تستخدم الطاقة المخزنة في المواد النباتية، وهي بديل لأنواع الوقود المألوفة لدينا - الديزل والبنزين والغاز. يتم إنتاج وقود الديزل الحيوي، وهو البديل البيولوجي للديزل، من الزيوت النباتية. يتم إنتاج الإيثانول الحيوي من النشا والسكر. ويشير الغاز الحيوي حاليًا بشكل أساسي إلى الغاز الناتج عن تحلل النفايات باستخدام البكتيريا، ويستخدم بشكل أساسي في الطهي في دول العالم النامي.

وفي "عالم مثالي" اليوم، يمكننا التحول إلى استخدام أنواع الوقود الحيوي الثلاثة هذه كوقود يدفع وسائل النقل والصناعة وإنتاج الكهرباء. والمشكلة هي أن تكاليف إنتاج الوقود الحيوي ما زالت غير مربحة على نطاق واسع، وذلك بسبب ارتفاع تكاليف المواد الخام والتكنولوجيا اللازمة لتحويلها إلى وقود. كما أن زراعة النباتات خصيصًا لهذه الصناعة تؤدي إلى ارتفاع أسعار المواد الغذائية واحتلال مساحات كبيرة والإضرار بالموائل الحساسة مثل الغابات المطيرة. لإيجاد حل لهذه المشكلة، يحاول العديد من الباحثين في العالم وفي إسرائيل إيجاد طرق لخفض تكاليف الإنتاج وتوفير حل أكثر مراعاة للبيئة لاحتياجاتنا من الطاقة. أحدهم هو الدكتور سعيد أبو غوش من جامعة بار إيلان.

"أردت دائمًا أن أصنع فرقًا وأن أصنع شيئًا فريدًا. اليوم، بعد حصولي على درجة الدكتوراه في التكنولوجيا الحيوية للطحالب، أشعر أنني أسير على الطريق الصحيح. أتمنى أن أعمل كباحثة في إحدى الجامعات وأن أقوم بتطوير الأبحاث في هذا المجال"، يقول أبو غوش هذا الأسبوع. من بين طلاب الدكتوراه الذين أنهوا دراستهم في جامعة بار إيلان هذا العام، برز أبو غوش كطالب ناطق باللغة الإنجليزية لا يتناسب مع الصورة الكلاسيكية لطالب الدكتوراه في الجامعة الدينية.

ولد أبو غوش في الكويت وانتقل مع عائلته إلى الأردن بعد حرب الخليج. يقول: "بعد حصولي على شهادتي الأولى في إحدى الجامعات الأردنية، عملت في شركة أدوية". "لكن بعد فترة شعرت بالحاجة إلى الهروب من روتين الحياة، وهكذا انتهى بي الأمر بدراسة الدراسات البيئية في المعهد العربي، الموجود في كيبوتس كيتورا، لمدة عام من الريادة البيئية وتنفيذ مشروع بحث مستقل حول إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب الدقيقة. وكانت فرصة للتعرف على الإسرائيليين بشكل يتجاوز ما رأيته حتى الآن في وسائل الإعلام، للتعرف على الثقافة والدين والحديث عن خلافاتنا تحت مظلة إيجاد حلول للمشاكل البيئية التي يعاني منها كلا البلدين، إسرائيل والأردن، يعاني من. وبمساعدة معهد عربة، تقدمت بطلب للحصول على درجة الماجستير في التكنولوجيا الحيوية للطحالب في جامعة بن غوريون، واستمرت في هذا الموضوع للحصول على الدكتوراه في جامعة بار إيلان".

تكنولوجيا بسيطة وعملية

وبصرف النظر عن قصة الحياة الفريدة، فإن ما يثير الاهتمام بشكل خاص هو أبحاث أبو غوش المبتكرة، والتي تثير الآن اهتمام صناعات التكنولوجيا الحيوية. يوضح أبو غوش: "يحاول المخترعون والمستثمرون في مجال التكنولوجيا الحيوية اليوم خفض تكاليف إنتاج المنتجات من خلال تقليل الطاقة المستهلكة وإعادة تدوير النفايات واستخدام الطاقات المتجددة". "لقد وجدنا أن استخدام ضوء الشمس الطبيعي في أشكال معينة يمكن أن يؤدي إلى زيادة الإنتاجية وتوفير هائل للموارد في زراعة الطحالب."

اكتسب مجال زراعة الطحالب زخماً في السنوات الأخيرة بسبب إمكانية إنتاج مختلف المضافات الغذائية والمنتجات الطبية والتجميلية والمكملات الغذائية للحيوانات، وأيضاً بسبب إمكانية إنتاج الوقود منها، وبشكل رئيسي الزيوت والإيثانول، والذي يعرف باسم "الديزل الحيوي". "توجد في إسرائيل العديد من الشركات التي تقوم بزراعة الطحالب الدقيقة للأغراض التجارية مثل المضافات الغذائية ومستحضرات التجميل وللاستخدامات العلمية، وفي الماضي جرت محاولات لإنتاج وقود الديزل الحيوي"، يوضح د. ديفيد إيلوز، شريك أبو غوش البحثي. "السبب في استخدام الطحالب الدقيقة هو الكمية العالية من الدهون (الدهون)، التي يمكن إنتاج وقود الديزل الحيوي منها، وحسن استغلالها بسبب كمية النفايات الصغيرة نسبيا التي يتم التخلص منها في هذه العملية. ولذلك فإن إنتاج الوقود من الطحالب الدقيقة يعد طاقة بديلة قد تحل محل النفط كمصدر رئيسي للطاقة في المستقبل.

ويضيف إيلوز: "المشكلة اليوم هي أن زراعة الطحالب الدقيقة لتلبية احتياجات وقود الديزل الحيوي بعيدة كل البعد عن الجدوى الاقتصادية الكافية مقارنة بالتكلفة المنخفضة نسبيًا لاستخدام النفط". "من أجل خلق الجدوى الاقتصادية، تحتاج إلى التفكير في كيفية تحسين العملية." وبصرف النظر عن التحسينات التكنولوجية في عملية الإنتاج، هناك طريقة أخرى للوصول إلى الجدوى الاقتصادية وهي إنتاج المنتجات الثانوية من بقايا عملية إنتاج وقود الديزل الحيوي، مثل استخدام البروتين المتبقي كعلف للحيوانات وتصنيع الإيثانول الحيوي من الكربوهيدرات. يسمى مجمع عمليات الإنتاج بالمصفاة الحيوية.

انها تومض

بتوجيه من البروفيسور تسفي دوبينسكي من جامعة بار إيلان، وجد أبو غوش وإيلوز أن وميض ضوء الشمس الطبيعي بانتظام، إلى جانب ضوء الخلفية المحيط، يزيد من الكتلة الحيوية (كتلة النبات) والإنتاجية في الطحالب الدقيقة بأكثر من 55 بالمائة في عملية تستغرق نصف الوقت، وكل ذلك بتكلفة منخفضة وبتقنية بسيطة لتكون قادرة على تطبيقها في زراعة الطحالب الدقيقة في تربية الأحياء المائية على نطاق واسع - بعد إثبات الجدوى الاقتصادية وزيادة حجم العملية إلى حجم تجاري. يقول إيلوز: "أظهرت الدراسات السابقة أن الضوء الوامض له تأثير إيجابي على عملية التمثيل الضوئي في النباتات الأرضية (النباتات التي تنمو على الأرض - DM)، لكنها لم تدرس هذه المشكلة في الطحالب الدقيقة". "لقد وجدنا ببساطة التردد الصحيح وقمنا بتطبيق الطريقة بسرعات صغيرة." والآن يكتسب البحث الاهتمام وسيتم نشره قريبًا في مجلة متخصصة في مجال التكنولوجيا الحيوية.

كيف يعمل هذا؟ يحاكي الضوء الوامض في الواقع الضوء المحيط الذي تتعرض له الطحالب في البحر الضحل، وذلك بسبب سلوك الأمواج على سطح الماء، التي تعمل على تركيز ضوء الشمس وتشتيته. عندما نسبح في بحر ضحل، فإننا نتعرض أيضًا للضوء الخافت، وهذا غالبًا ما يتجلى لنا في الصور الجميلة الملتقطة تحت سطح البحر. وتمكن أبو غوش وزملاؤه من محاكاة الضوء الوامض عن طريق تدفق التيارات الدقيقة عبر جهاز يتكون من أنابيب زجاجية، حيث يتم حجب الضوء على فترات منتظمة. تمر الطحالب عبر الأجزاء المظلمة وبالتالي تتعرض للضوء والظلام بالتناوب. تحدد سرعة التدفق وطول المقاطع تردد الوميض.

فهل سنتمكن قريبًا من ملء خزان كامل بوقود الطحالب في محطة الوقود القريبة؟ ويبدو أن هذا اليوم لا يزال بعيدًا؛ ولكن من الواضح الآن أن الطحالب هي أكثر من مجرد طعام آخر يمكن تناوله بمتعة، وأنها قد تحتوي على الوقود الأخضر للغد. من خلال اختيار نهج أكثر بيئية لاقتصاد الطاقة الإسرائيلي، سيكون من الممكن في المستقبل الاعتماد على الطاقة المتجددة والمحلية، مما سيزيل الاعتماد على الوقود المعدني الباهظ الثمن والملوث والمستنفد.