إيجابيات وسلبيات وقود الديزل الحيوي الطحالب

أدى الاعتماد على النفط الأجنبي وارتفاع أسعار النفط والمخاوف البيئية إلى تكثيف البحث عن وقود بديل. تعد طحالب المياه العذبة ، أو حثالة الأحواض ، بأن تكون مصدرًا فعالًا وصديقًا للبيئة للديزل الحيوي. تستخدم الطحالب عملية التمثيل الضوئي لإنتاج الدهون ، أو الزيوت ، في عملية تستخدم ثاني أكسيد الكربون. يمكن زراعة الطحالب في أنظمة الأحواض المفتوحة أو في المفاعلات الحيوية ذات الخزانات المغلقة. سلالات الطحالب عالية إنتاج الزيت ، والتي يتم حصادها يوميًا بطرق صديقة للبيئة ، قد تحررنا من الاعتماد على الوقود الأحفوري. ومع ذلك ، نحن بحاجة إلى النظر في إيجابيات وسلبيات وقود الديزل الحيوي من الطحالب قبل الاستثمار في هذه التكنولوجيا.

على عكس الفحم والغاز الطبيعي والنفط ، فإن النفط المشتق من الطحالب هو مورد متجدد. تنمو الطحالب بسرعة ، وتضاعف كتلتها الحيوية في غضون ساعات. يمكن لسلالات الطحالب التي تنمو بشكل جيد وتنتج كميات كبيرة من الزيت إنتاج وقود الديزل الحيوي الكافي ليحل محل يقدر 48 في المائة من النفط الأمريكي المستورد للنقل ، وفقًا لدراسة نُشرت في Water Resources in 2011. بالمقارنة مع المصادر الأخرى للوقود الحيوي ، مثل الذرة ، يمكن أن تنتج الطحالب حوالي 80 مرة من الزيت لكل فدان. الطحالب ، على عكس بعض مصادر الوقود الحيوي الأخرى ، ليست أيضًا مصدرًا رئيسيًا للغذاء.

تستخدم الطحالب ثاني أكسيد الكربون والماء والمغذيات (الأسمدة) والطاقة الشمسية لصنع السكريات ، والتي يتم استقلابها أيضًا في الدهون أو الزيت. يعتبر وقود الديزل الحيوي من الطحالب محايدًا للكربون ، لأن ثاني أكسيد الكربون الناتج عن حرق وقود الديزل الحيوي من الطحالب هو نفس كمية ثاني أكسيد الكربون التي تناولتها الطحالب لتنمو وتنتج الزيت. إذا تمكنت محطات توليد الطاقة من التقاط ثاني أكسيد الكربون الخاص بها ، فيمكن لمرافق الوقود الحيوي للطحالب المبنية القريبة أن تستخدم ثاني أكسيد الكربون بسهولة وتجنب تكاليف النقل وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري المصاحبة لها.

يمكن أن تنمو الطحالب في أي مناخ تقريبًا طالما كان هناك ضوء الشمس الكافي. لا يلزم قطع الغابات ويمكن لمرافق الطحالب استخدام الأراضي غير المفيدة للزراعة. يعتبر إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب أكثر كفاءة من إنتاج أنواع الوقود الحيوي الأخرى ، مما يولد عائدًا أعلى من الطاقة لكل فدان. على سبيل المثال ، يعتبر الوقود الحيوي من الطحالب أكثر كفاءة بمقدار 80 مرة على الأقل لكل فدان من وقود فول الصويا الحيوي وفقًا لتقدير ناشيونال جيوغرافيك.

هناك حاجة لكميات كبيرة من الماء لتنمية الطحالب في البرك المفتوحة أو المفاعلات الحيوية المغلقة. يؤدي الحفاظ على درجة حرارة عالية بما يكفي لنمو فعال للطحالب إلى تبخر الماء. يستخدم إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب مياهًا أكثر من مصادر الوقود الحيوي الأخرى. قد يتعين تحويل موارد المياه اللازمة للزراعة. تتناول الدراسات الجديدة استخدام مياه الصرف الصحي وإعادة تدوير مياه الطحالب المستخدمة لزيادة كفاءة إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب.

تتطلب زراعة الطحالب ، وهي مادة شبيهة بالنباتات ، كميات كبيرة من الأسمدة. لإنتاج 39 مليار لتر من وقود الديزل الحيوي الطحالب ، والذي سيحل محل حوالي 5 في المائة من إجمالي وقود النقل في الولايات المتحدة ، سيحتاج مزارعو الطحالب من 6 إلى 15 مليون طن متري من النيتروجين و 1 إلى 2 مليون طن متري من الفوسفور ، وهو ما يمثل حوالي 50 بالمائة مما يستخدم حاليًا في الزراعة الأمريكية ، وفقًا لتقرير 2012 الصادر عن National Research مجلس. كما أن بعض العناصر الغذائية الموجودة في الأسمدة مصنوعة من مصادر بترولية. الجريان السطحي ، الذي يحتوي على منتجات الأسمدة من منشآت الطحالب ، قد يلوث مصادر المياه. الدراسات جارية لتطوير طرق إعادة التدوير الفعالة التي ستعيد الفوسفور والنيتروجين من الكتلة الحيوية للطحالب المستخدمة أو المتبقية إلى وسط النمو لنمو الطحالب الجديدة.

تكلفة إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب مرتفعة والتقنية جديدة ولا تزال قيد التطوير. يحذر المستثمرون من الاستثمار في إنتاج وقود الديزل الحيوي من الطحالب ، لكنهم قد يستثمرون بعد التحسن في الكفاءات وإذا استمرت أسعار البترول في الارتفاع.