الهندسةهندسة المياه والبيئة

سلبيات الوقود الحيوي وأثرها على البيئة

اقرأ في هذا المقال
  • ما هو الوقود الحيوي؟
  • ما هي سلبيات الوقود الحيوي؟

ما هو الوقود الحيوي؟

هو عبارة عن أي وقود مشتق من الكتلة الحيوية أي المواد النباتية أو الطحالب أو فضلات الحيوانات، نظرًا لأنه يمكن تجديد هذه المواد الأولية بسهولة يعتبر الوقود الحيوي مصدرًا للطاقة المتجددة على عكس الوقود الأحفوري مثل النفط والفحم والغاز الطبيعي.


عادة ما يتم الترويج للوقود الحيوي كبديل فعال من حيث التكلفة وغير ضار بالبيئة للبترول وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى لا سيما في سياق ارتفاع أسعار البترول وزيادة القلق بشأن المساهمات التي يقدمها الوقود الأحفوري في  ظاهرة الاحتباس الحراري.


ما هي سلبيات الوقود الحيوي؟

يتم إنتاج الوقود الحيوي من القمح والذرة وفول الصويا وقصب السكر والتي يمكن إنتاجها مرارًا وتكرارًا عند الطلب لذا فهي مستدامة، على الرغم من أن الوقود الحيوي يتمتع بالعديد من المزايا مقارنة بنظيره إلا أن هناك بعض الجوانب المعقدة الأخرى التي نحتاج إلى النظر فيها، وفيما يلي بعض سلبيات الوقود الحيوي:

  • ارتفاع تكلفة الإنتاج: مع جميع الفوائد المرتبطة بالوقود الحيوي فإن إنتاجه في السوق الحالي مكلف للغاية، اعتبارًا من الآن تعد الفائدة والاستثمار الرأسمالي الذي يتم استثماره في إنتاج الوقود الحيوي منخفضًا إلى حد ما ولكن يمكن أن يضاهي الطلب، إذا زاد الطلب فإن زيادة العرض ستكون عملية طويلة الأجل والتي ستكون مكلفة للغاية، لا يزال هذا العيب يمنع استخدام الوقود الحيوي من أن يصبح أكثر شيوعًا.

  • الزراعة الأحادية: تشير الزراعة الأحادية إلى ممارسة إنتاج نفس المحاصيل عامًا بعد عام بدلاً من إنتاج محاصيل مختلفة من خلال حقول المزارع بمرور الوقت، في حين أن هذا قد يكون جذابًا اقتصاديًا للمزارعين، إلا أن زراعة نفس المحصول كل عام قد تحرم التربة من العناصر الغذائية التي يتم إعادتها إلى التربة من خلال تناوب المحاصيل.


    مشاكل زراعة محصول واحد على مساحات شاسعة من الأرض كثيرة، أولها أن زراعة محصول واحد فقط يغير البيئة من حيث الغذاء المتاح للآفات وهم أحرار في تدمير محصول بأكمله، ثانياً يمكننا معالجة الآفات المذكورة أعلاه بمبيدات الآفات ولكن عددًا قليلاً من هذه الآفات سيكون حتماً مقاومًا للمواد الكيميائية التي نستخدمها لقتلهم ويمكن أن يسكن ذلك حقلًا واحدًا من المحاصيل.


    تأتي المشكلة التالية مع الهندسة الوراثية عندما نقرر تعديل المحصول المقاوم للآفات دون الحاجة إلى مبيدات الآفات، لا يزال من المحتمل أن بعض الآفات على الأقل لم تتأثر بالتعديل وتبقى المشكلة، وبالتالي فإن مفتاح المحاصيل الصحية في جميع أنحاء العالم هو التنوع البيولوجي الذي يحتوي ببساطة على الكثير من الأنواع المختلفة من النباتات والحيوانات.

  • استخدام الأسمدة: يتم إنتاج الوقود الحيوي من المحاصيل وتحتاج هذه المحاصيل إلى الأسمدة لتنمو بشكل أفضل، من عيوب استخدام الأسمدة أنها يمكن أن تكون لها آثار ضارة على البيئة المحيطة وقد تسبب تلوث المياه، لا سيما أن هذه الأسمدة تحتوي على النيتروجين والفوسفور، حيث يمكن غسلها بعيدًا عن التربة إلى البحيرات أو الأنهار أو البرك القريبة.

  • نقص الغذاء: يتم استخراج الوقود الحيوي من النباتات والمحاصيل التي تحتوي على مستويات عالية من السكر فيها، ومع ذلك فإن معظم هذه المحاصيل تستخدم أيضًا كمحاصيل غذائية، على الرغم من أنه يمكن استخدام مواد النفايات من النباتات كمواد خام إلا أن متطلبات مثل هذه المحاصيل الغذائية ستظل موجودة، سوف تشغل مساحة زراعية من المحاصيل الأخرى مما قد يخلق عددًا من المشاكل. 


    قد لا يتسبب استخدام الأراضي الموجودة لإنتاج الوقود الحيوي في حدوث نقص حاد في الغذاء، ومع ذلك فإنه سيضغط بالتأكيد على النمو الحالي للمحاصيل، أحد المخاوف الرئيسية التي يواجهها الناس هو أن الاستخدام المتزايد للوقود الحيوي قد يعني فقط ارتفاع أسعار المواد الغذائية أيضًا، يفضل بعض الناس استخدام الطحالب التي تنمو في مناطق غير مضيافة للغاية ولها تأثير محدود على استخدام الأراضي.

  • التلوث الصناعي: إن البصمة الكربونية للوقود الحيوي أقل من الأشكال التقليدية للوقود عند الاحتراق، ومع ذلك فإن العملية التي يتم إنتاجها بها تعوض عن ذلك، حيث يعتمد الإنتاج إلى حد كبير على الكثير من الماء والنفط. 


    من المعروف أن الصناعات الكبيرة المخصصة لإنتاج الوقود الحيوي تنبعث منها كميات كبيرة من الانبعاثات وتتسبب في تلوث المياه على نطاق صغير أيضًا، ما لم يتم وضع وسائل إنتاج أكثر كفاءة في مكانها الصحيح فلن يكون لانبعاثات الكربون الكلية تأثير كبير عليها، كما أنه يسبب زيادة في أكاسيد النيتروجين.

  • استخدام المياه: يلزم كميات كبيرة من المياه لري محاصيل الوقود الحيوي وقد يفرض ذلك ضغطًا على موارد المياه المحلية والإقليمية إذا لم يتم إدارتها بحكمة، من أجل إنتاج الإيثانول من الذرة لتلبية الطلب المحلي على الوقود الحيوي يتم استخدام كميات هائلة من المياه التي يمكن أن تضع ضغطًا غير مستدام على موارد المياه المحلية.

  • الارتفاع المستقبلي في الأسعار: التكنولوجيا الحالية المستخدمة لإنتاج الوقود الحيوي ليست فعالة كما ينبغي، حيث ينخرط العلماء في تطوير أفضل الوسائل التي يمكننا من خلالها استخراج هذا الوقود، ومع ذلك فإن تكلفة البحث والتركيب المستقبلي تعني أن سعر الوقود الحيوي سيشهد ارتفاعًا كبيرًا، حتى الآن الأسعار قابلة للمقارنة مع البنزين ولا تزال مجدية وقد يؤدي الارتفاع المستمر في الأسعار إلى جعل استخدام الوقود الحيوي قاسياً على الاقتصاد مثل ارتفاع أسعار الغاز في الوقت الحالي.

  • التغيرات في استخدامات الأراضي: إذا تم استخدام الأرض لزراعة مادة أولية للوقود الحيوي فيجب تنظيفها من النباتات المحلية مما يؤدي بعد ذلك إلى حدوث ضرر بيئي بثلاث طرق:


    1. ينتج الضرر عن تدمير الموائل المحلية ومساكن الحيوانات والنظم البيئية الدقيقة ويقلل من الصحة العامة للموارد الطبيعية في المنطقة، غالبًا ما تكون الغابة الأصلية أفضل في إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي مقارنةً بالوقود الحيوي ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن ثاني أكسيد الكربون يظل محاصرًا ولا يتم إطلاقه أبدًا عن طريق الاحتراق كما هو الحال مع مخزون الوقود.


    2. الضرر الذي حدث في ديون الكربون الناتجة، فعندما تكون هناك حاجة لإزالة الغابات في منطقة ما وتجهيزها للزراعة وكذلك لزراعة المحصول فإن هذا يؤدي إلى إنتاج غازات الدفيئة ويضع المنطقة في صافي إنتاج إيجابي لغازات الدفيئة حتى قبل إنتاج وقود حيوي واحد.


    3. ضرر الجريان السطحي والتلوث الزراعي الآخر الذي يعني تغيير الأرض إلى حالة زراعية دائمًا واستخدام الأسمدة للحصول على أكبر غلة لكل منطقة، وبالتالي من المرجح أن يؤدي إنشاء المزيد من الأراضي الزراعية إلى إتلاف الممرات المائية والطاقة المستخدمة في محطات المعالجة، كما تؤدي استراتيجيات التخفيف الأخرى إلى زيادة ديون الكربون.

  • الاحتباس الحراري: ينتج الوقود الحيوي الذي يتكون في الغالب من الهيدروجين والكربون وثاني أكسيد الكربون الذي يساهم في الاحتباس الحراري، صحيح أن الوقود الحيوي ينتج انبعاثات أقل من الغازات الدفيئة مقارنة بالوقود الأحفوري، ولكن هذا لا يؤدي إلا إلى إبطاء الاحتباس الحراري وعدم إيقافه أو عكس مساره. 


    لذلك قد يكون الوقود الحيوي قادرًا على المساعدة في تخفيف احتياجاتنا من الطاقة لكنه لن يحل جميع مشاكلنا، حيث يمكن أن تكون بمثابة بدائل على المدى القصير فقط عندما نستثمر في تقنيات أخرى.

  • مشكلة الطقس: الوقود الحيوي أقل ملاءمة للاستخدام في درجات الحرارة المنخفضة، فمن المرجح أن يجتذب الرطوبة أكثر من الديزل الأحفوري، مما يسبب مشاكل في الطقس البارد، كما أنه يزيد من نمو الميكروبات في المحرك الذي يسد فلاتر المحرك.

المصدر
كتاب النظام البيئي والتلوث د. محمد العوداتكتاب الانسان وتلوث البيئة للدكتور محمد صابر/2005كتاب البيئة وحمايتها للمولف نسيم يازجيكتاب علم وتقانة البيئة للمؤلف فرانك ر.سبيلمان

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى