صناعة الوقود الحيوي من الطحالب على وشك تحقيق اختراق: التقدم والتحديات والآثار المحتملة
شهدت صناعة الوقود الحيوي من الطحالب سلسلة من الصعود والهبوط في عام 2023. وبينما انسحب بعض اللاعبين الرئيسيين من السباق ، فإن التطورات الملحوظة في البحث والتطوير من قبل العديد من برامج وزارة الطاقة الأمريكية والشركات الخاصة أعادت تنشيط الآمال في إنشاء خطة قابلة للتطوير والتوسع. وقود حيوي مستدام قائم على الطحالب.
اشتدت الحاجة الملحة لإيجاد وقود حيوي سائل فعال ، لا سيما لقطاع النقل ، مع تزايد المخاوف من تغير المناخ. لطالما تم الاعتراف بالطحالب كمواد وسيطة محتملة لإنتاج الوقود السائل ، لكن النجاح التجاري ظل بعيد المنال. ومع ذلك ، تشير التطورات الأخيرة إلى أن المشاريع التجريبية للوقود الحيوي الطحالب القابلة للتوسع قد تصبح حقيقة واقعة قريبًا ، مما يوفر آفاقًا واعدة لأسواق الطاقة التي تتصارع مع عدم اليقين.
في شباط (فبراير) ، أثار خروج شركة إكسون موبيل ، المستثمر البارز في شركة فيريدوس ، وهي شركة وقود حيوي للطحالب مقرها كاليفورنيا ، مخاوف بشأن مستقبل الشركة. ذكرت إكسون موبيل أنه في حين أن الوقود الحيوي الطحالب لا يزال واعدًا كمصدر للطاقة المتجددة ، فإنه لم يصل بعد إلى النطاق التجاري والعالمي اللازم لاستبدال مصادر الطاقة الحالية اقتصاديًا. ومع ذلك ، أثبتت فيريدوس مرونتها من خلال تأمين تمويل بقيمة 25 مليون دولار من اختراق إنرجي فينتشرز ويونايتد إيرلاينز فينتشرز وشيفرون. يهدف هذا الاستثمار إلى دعم تطوير وقود الطائرات المستدام ووقود الديزل المتجدد باستخدام أساليب المعالجة المبتكرة لشركة فيريدوس والطحالب الغنية بالنفط المعدلة وراثيًا. تتمتع منتجات فيريدوس بإمكانية تقليل انبعاثات الكربون بنسبة 70٪ ، مما يوفر ميزة كبيرة في الجهود المبذولة لإزالة الكربون من قطاع النقل.
التقدم في الولايات المتحدة:
يدرك مكتب تقنيات الطاقة الحيوية التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (بيتو) الآفاق المشرقة في الأفق لإنتاج الوقود الحيوي من الطحالب مع انتقال التكنولوجيا من مرحلة البحث والتطوير. تقوم (بيتو) حاليًا بتمويل أربعة برامج اختبار ، بما في ذلك مشروع فيريدوس ، بهدف تحقيق قابلية التوسع. بالإضافة إلى ذلك ، منحت (بيتو) 2 مليون دولار للمختبر الوطني للطاقة المتجددة لمشروع يركز على استخراج الدهون من الكتلة الحيوية للطحالب لإنتاج وقود طيران مستدام. تعطي هذه المبادرات الأولوية لتقليل الآثار البيئية باستخدام مياه البحر بدلاً من المياه العذبة لزراعة الطحالب وإنشاء مرافق الطحالب على “الأراضي الهامشية” غير الصالحة للزراعة لتجنب التنافس مع المحاصيل الغذائية.
تكرير عملية الوقود الحيوي للطحالب:
تبدأ عملية إنتاج الوقود في فيريدوس بالطحالب الدقيقة ، وهي كائنات وحيدة الخلية تعيش في مياه البحر القلوية قليلاً. يلعب توازن الكربون دورًا مهمًا في نمو الطحالب ، حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الماء من خلال عملية التمثيل الضوئي. من خلال تحسين كيمياء مياه البحر ، يمكن تحسين نمو الطحالب وكفاءة الكربون بشكل كبير. طورت فيريدوس سلالات طحالب معدلة وراثيًا تتناسب تمامًا مع ظروف النمو المثلى هذه ، مما يؤدي إلى تحسينات كبيرة في إنتاج الكتلة الحيوية للطحالب. تتضمن الخطوة التالية استخراج مكونات الزيت القيمة من الكتلة الحيوية وتحويلها إلى منتجات الوقود المطلوبة.
التحديات والاعتبارات البيئية:
بينما تم إحراز تقدم ، لا تزال هناك تحديات في تسويق الوقود الحيوي من الطحالب. يثير النقاد مخاوف بشأن الآثار البيئية المحتملة ، بما في ذلك تغيير استخدام الأراضي واستهلاك الطاقة والأسمدة المرتبط بالإنتاج على نطاق واسع. ومع ذلك ، لا يمكن تحديد المدى الحقيقي لهذه التأثيرات إلا بمجرد أن يبدأ التسويق التجاري ويتم إجراء تقييمات شاملة. من الضروري تحقيق توازن بين إنتاج الوقود المستدام وتقليل الاضطرابات البيئية والزراعية.
التداعيات المحتملة:
إن الوصول الوشيك للوقود الحيوي الطحالب المجدي تجاريًا يحمل وعدًا كبيرًا لمكافحة تغير المناخ وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. قطاع النقل ، المسؤول عن البصمة الكربونية الكبيرة على مستوى العالم ، سيستفيد من الوقود الحيوي السائل منخفض الكربون. يُظهر التزام حكومة الولايات المتحدة بدعم البحث والتطوير في هذا المجال ، والذي يتجلى في استثمار مبلغ 4.3 مليار دولار في التحدي الكبير لوقود الطيران المستدام ، النمو المتزايد.
التعرف على إمكانات الوقود الحيوي الطحالب. إن الحاجة إلى الاستثمار المستمر في أبحاث الوقود الحيوي السائل واضحة ، حيث تضاعف الاستثمار العالمي إلى أكثر من 8 مليارات دولار في عام 2021 ، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA).
إن تسويق الوقود الحيوي من الطحالب ليس أمرًا حاسمًا فقط لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ولكن أيضًا لتنويع مصادر الطاقة وتعزيز أمن الطاقة. مع التوترات الجيوسياسية المستمرة ، مثل الحرب بين أوكرانيا وروسيا ، يمكن أن يوفر تطوير أنواع الوقود الحيوي القابلة للتطوير والمستدامة مثل الوقود الحيوي الطحالب بديلًا قيمًا عن الوقود الأحفوري التقليدي وتقليل الاعتماد على أسواق الطاقة المتقلبة.
علاوة على ذلك ، يمكن أن يساهم التنفيذ الناجح للوقود الحيوي للطحالب في الاقتصاد الدائري من خلال استخدام انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من العمليات الصناعية ومحطات الطاقة كمواد وسيطة لنمو الطحالب. هذه العملية ، المعروفة باسم احتجاز الكربون واستخدامه ، لديها القدرة على تخفيف انبعاثات ثاني أكسيد الكربون مع إنتاج وقود حيوي قيم في نفس الوقت.
كان الطريق إلى التسويق طويلًا وصعبًا بالنسبة لصناعة الوقود الحيوي من الطحالب. فشلت العديد من الشركات التي ظهرت أثناء اندفاع استخدام الوقود الحيوي في عام 2009 في تحقيق أهداف إنتاجها وانتهت في النهاية. تقف فيريدوس ، المعروفة سابقًا باسم الجينوم الاصطناعي ، كواحدة من الشركات القليلة التي ثابرت وخطت خطوات كبيرة في تطوير الوقود الحيوي للطحالب. قدرتهم على تأمين التمويل والتركيز على تحسين إنتاجية زيت الطحالب جعلتهم لاعبًا رائدًا في هذه الصناعة.
بالنظر إلى المستقبل ، سيعتمد نجاح الصناعة على معالجة العوامل الرئيسية مثل قابلية التوسع في الإنتاج ، وفعالية التكلفة ، والاستدامة البيئية. ستكون الجهود التعاونية بين الوكالات الحكومية والمؤسسات البحثية والشركات الخاصة حاسمة في دفع الابتكار وتحسين تقنيات الزراعة وصقل عمليات التحويل لتعظيم عائدات الوقود الحيوي.
بالإضافة إلى ذلك ، سيلعب التصور العام ودعم السياسات دورًا حيويًا في التبني الواسع النطاق للوقود الحيوي من الطحالب. تحتاج الحكومات في جميع أنحاء العالم إلى توفير الحوافز والأطر التنظيمية التي تشجع على استخدام الوقود الحيوي منخفض الكربون وتعزز الاستثمار في أبحاث الوقود الحيوي الطحالب وتطويره. يمكن أن تساعد حملات التوعية العامة أيضًا في تثقيف المستهلكين حول فوائد الوقود الحيوي من الطحالب ، وتعزيز الطلب ودفع نمو السوق.
في الختام ، على الرغم من التحديات التي تواجهها صناعة الوقود الحيوي من الطحالب ، فإن التطورات الأخيرة وجهود البحث والتطوير المستمرة وضعتها على شفا اختراق. تثبت شركات مثل فيريدوس ، من خلال مناهجها المبتكرة وشراكاتها الاستراتيجية ، أن التسويق في متناول اليد. مع استمرار الدعم والاستثمار ، فإن الوقود الحيوي الطحالب لديه القدرة على إحداث ثورة في مشهد الطاقة ، وتقليل انبعاثات الكربون ، وتمهيد الطريق لمستقبل أكثر استدامة ومرونة.
المصدر: https://news.mongabay.com
الصور من عمل:
U.S. Department of Energy Office of Energy Efficiency and Renewable Energy via Flickr.
