الأوكالبتوس، الخزان ممتلئ من فضلك

يتيح التطور الإسرائيلي الجديد إمكانية إنتاج الوقود الحيوي بكفاءة واقتصادية من النباتات المحلية التي لا تستخدم في الغذاء 

“أسعار الغاز سترتفع عند منتصف الليل”. حتى لو لم تكن قد سمعت هذه الرسالة في الشهر الماضي، فهي لا تزال رسالة مألوفة للسائقين، والتي ترسلهم على الفور لملء الخزان، قبل أن تصبح كل قطرة وقود أكثر تكلفة. مصادر الوقود العالمية غير مستقرة واستغلالها له أثر بيئي كبير وسلبي. ولذلك، كان هناك في السنوات الأخيرة اتجاه للانتقال إلى مصادر الطاقة البديلة والمتجددة والخضراء. على سبيل المثال، الوقود الحيوي.

الوقود الحيوي هو الوقود الذي يتم إنتاجه من مصادر بيولوجية متجددة، وبشكل رئيسي من مصادر نباتية، وهو بديل بيئي للوقود الأحفوري (النفط والفحم والغاز). ويشمل الوقود الحيوي وقود الديزل الحيوي، الذي يتم إنتاجه من الزيوت النباتية ويعتبر بديلاً للديزل؛ الإيثانول الحيوي، الذي يتم إنتاجه من السكر والنشا وهو بديل للبنزين؛ والغاز الحيوي، الذي يحل محل الغاز الطبيعي المستخدم في توليد الكهرباء والطهي والتدفئة وكذلك النقل. ومصدر هذا الوقود هو المحاصيل الزراعية المحددة، وفي حالة الغاز الحيوي، أيضا من النفايات العضوية. أثناء احتراق الوقود تنبعث إلى الغلاف الجوي الغازات الدفيئة التي كانت ثابتة في المصنع على أية حال في عملية البناء الضوئي مقارنة بالانبعاثات الصادرة من الوقود المستخرج من أعماق الأرض، وبالتالي زيادة انبعاثات الغازات الدفيئة التي تساهم في يتم تقليل ظاهرة الاحتباس الحراري في الواقع. بالإضافة إلى ذلك، يوفر الوقود الحيوي الحماية للمحرك ويحتوي على عدد أقل من الملوثات.

وفي أعقاب اتفاقية الأمم المتحدة لتغير المناخ لعام 1997، والتي أكدت على التحول إلى الطاقة المتجددة، اكتشفت العديد من البلدان المتقدمة الفرصة المتاحة في استخدام فائض الإنتاج الزراعي لإنتاج الطاقة. ومع ذلك، فإن الإمكانات الكبيرة تكمن على وجه التحديد في البلدان النامية، حيث يمكن أن يساهم إنتاج الوقود الحيوي في خلق مصادر فرص العمل والدخل. في إسرائيل، الدولة المتقدمة والرائدة في مجال التطوير والبحث الزراعي، يتم التركيز بشكل كبير على تعزيز البحث في هذا المجال وعلى التعاون مع الدول الأخرى التي تتيح زراعة زراعية واسعة النطاق.

من الحديقة إلى محطة الوقود

إحدى القيود المفروضة على إنتاج الوقود الحيوي هي تكلفة استخدام التقنيات التي تحول المادة النباتية إلى وقود. وهكذا، على سبيل المثال، فإن تحويل المواد الخام البيولوجية إلى زيت يستخدم كوقود (الديزل الحيوي) يتطلب استخدام إنزيمات عالية التكلفة. ومع تقدم التطوير وإدخال أساليب إنتاج جديدة إلى السوق، من المتوقع أن تنخفض هذه التكلفة. لسنوات عديدة، تم استخدام المواد الخام المستخدمة في الغذاء في صناعة الوقود الحيوي - على سبيل المثال فول الصويا أو الكانولا أو عباد الشمس لإنتاج وقود الديزل الحيوي، وقصب السكر أو الذرة أو القمح لإنتاج الإيثانول. ومع ذلك، فإن استخدام الأنواع التي تستخدم في الغذاء قد يساهم في ارتفاع أسعار المواد الغذائية، بسبب محدودية العرض. ولذلك، هناك اليوم تركيز على إنتاج الوقود المستدام من المواد الخام المتجددة غير الصالحة للاستهلاك.

وبالتالي فإن القيد الرئيسي لإنتاج الوقود الحيوي هو توافر المواد الخام. في عالم يزداد ازدحاما، أصبحت الأراضي المخصصة للاستخدام الزراعي سلعة محدودة، وتكلفة المحاصيل - المواد الخام - هي عنق الزجاجة الرئيسي. ولذلك، تم إنشاء مركز أبحاث متعدد التخصصات منذ حوالي عقد من الزمان في إدارة البحوث الزراعية في مركز فولكاني، هدفه تطوير أساليب العمل للزراعة المثلى وتحسين الأنواع التي سيتم تطويعها لإنتاج الوقود الحيوي.

الابتكار الإسرائيلي

يصف الدكتور يفتاح فاكانين كينان، أحد رواد البحث في تحسين الأنواع المتكيفة مع الوقود الحيوي في مركز فولكاني، المشروع في مقال سينشر في العدد القادم من مجلة "الإيكولوجيا والبيئة": " لكي يكون الوقود مستدامًا ولا يتنافس مع المحاصيل الغذائية، تم اختيار محاصيل غير صالحة للأكل ويمكن زراعتها على الأراضي الهامشية (مثل الأراضي غير المستخدمة للزراعة والبناء) وعلى المياه الهامشية (المياه المعاد تدويرها أو لا). صالحة للشرب لأسباب مختلفة). إن تفرد البحث والتطوير في المركز البركاني يكمن في الجمع بين المواد الوراثية المكررة وطرق النمو المبتكرة التي تتكيف مع الظروف المناخية شبه القاحلة والقاحلة تمامًا، جنبًا إلى جنب مع الري والتسميد وفقًا للاحتياجات.
ركز فاكنين وزملاؤه على تحسين عدد من الأنواع النباتية التي تستخدم بذورها كمادة خام للوقود الحيوي، وأهمها جاتروفا كوركاس إل، وهي شجيرة سامة من عائلة الصقلاب تحتوي بذورها على نسبة عالية من الزيت وتركيبة كيميائية مناسبة. لإنتاج وقود الديزل الحيوي. باستخدام طرق التكاثر - اختيار الأصناف والتهجين بين الجنسين من مصادر وراثية مختلفة من أجل الحصول على جينات محسنة، حقق فاكنين عائدًا أعلى بعشرات بالمائة من زيت محاصيل الديزل الحيوي المعروفة اليوم. بالإضافة إلى ذلك، تمت زراعة أصناف من نبات الخروع (Ricinusommunis)، وهو نبات سام نشأ في أفريقيا وانتشر إلى إسرائيل أيضًا، ويمكن استخدام بذوره لإنتاج الزيت بكمية مماثلة لتلك الموجودة في التروبوفيت.
تتمتع النجاحات البحثية الأولية بأهمية كبيرة، ولكن أعظم الابتكارات يكمن في التغيير في النهج المتبع في زراعة "الكتلة الحيوية": بالإضافة إلى الاستثمار في النباتات، التي يمكن إنتاج الطاقة من بذورها فقط، يتم التركيز الآن على زراعة الأنواع التي سيتم فيها استخدام جميع أجزاء النبات كمواد خام للوقود الحيوي. ولتحقيق هذه الفكرة تم اختيار نبات الأوكالبتوس الأصلي (Eucalyptus camaldulensis)، وهو من الأنواع المستخدمة في الغابات وصناعة الأخشاب، والذي كان يزرع على نطاق واسع في البلاد منذ عهد الانتداب البريطاني وحتى اليوم في غابات KKL-Junk. تمت دراسة هذا النوع لسنوات عديدة في المركز البركاني، وسمحت المعرفة المتراكمة بتطوير المادة الوراثية المناسبة. ووفقا للنتائج الأولية التي تم الحصول عليها في الدراسة، فإن إمكانات إنتاج الأوكالبتوس تنتج محصولا أكبر بعشر مرات من المحاصيل الناجحة الأخرى للديزل الحيوي وحتى مرتين أو ثلاث مرات أكبر من الأنواع الشائعة المستخدمة لإنتاج الوقود الحيوي في جميع أنحاء العالم.

كثيرة ورخيصة

حتى الآن، كانت زراعة النباتات كمادة خام للوقود الحيوي تتطلب مساحات واسعة، والكثير من المياه والقوى العاملة، وهي ليست في متناول أيدينا في إسرائيل. ومع ذلك، فإن التغيير في النهج، والانتقال إلى الكتلة الحيوية ذات القدرة الإنتاجية العالية التي لا تتطلب مساحات ضخمة لكمية كبيرة من المواد الخام ويمكن حتى زراعتها في المناطق الصحراوية، أثارت مسألة الجدوى مرة أخرى - هل سنكون قادرين على ذلك؟ لإنتاج الوقود الحيوي الرخيص بكميات كافية في المستقبل المنظور؟ لا يزال الطريق طويلاً ويتضمن تطوير وتغيير النهج المنهجي الذي يتضمن إزالة الحواجز التنظيمية والترويج. ومع ذلك، فإن ثمار التنمية الإسرائيلية قد تؤدي إلى تغيير في العمليات العالمية - فالزراعة المستدامة لأغراض الطاقة في المناطق القاحلة يمكن أن تكون أداة في مكافحة عمليات تآكل التربة والتصحر وبالطبع - تعزيز الطاقة المتجددة والمستدامة.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تنتج البكتيريا المهندسة الإيثانول للوقود الحيوي من النفايات الزراعية

الهدف: زيادة معدل نمو النباتات المستخدمة لإنتاج الوقود الحيوي

رحلة تجريبية - طائرة تابعة للخطوط الجوية البريطانية تعمل بالوقود الحيوي