مصادر طاقة الكتلة الحيوية

إنه العام 2506. تزور مجموعة من الروبوتات متحف مصادر الطاقة. نرى هنا أحد أقدم الأمثلة لاستخدام البشر للطاقة. إكتشف البشر أن بعض الأشياء مثل الخشب تُحرر الضوء والحرارة عندما تحترق. هذان نوعان من الطاقة. توضح هذه الصورة من عام 2015 مثالا حديثا لآدميين يستخدمان نفس مصدر الطاقة في وضع مشابه. إنهما يستخدمان موادا طبيعية تحتوي على ذرات كربون - مواد عضوية. يمكننا القول أيضا بأن المواد العضوية هي أي شيء يأتي من كائنات حية أو نافقة مؤخرا، مثل الحيوانات والنباتات والطحالب. الطاقة من الشمس تُحتبس داخل المواد العضوية في شكل روابط كيميائية. عندما نحرق المواد المتكونة من أشياء عضوية، تحدث تفاعلات كيميائية، وتتحرر طاقة، بالإضافة للأبخرة وثاني أكسيد الكربون. عندما تُستخدم المواد العضوية كمصدر للطاقة فهي تسمى بالكتلة الحيوية. نحصل على الكتل الحيوية بطريقتين مختلفتين. يمكننا جمع مخلفات المواد العضوية، كالنباتات والحيوانات النافقة، وزيوت الطبخ المستهلكة ومخلفات الطعام. يمكننا أيضا زراعة نباتات جديدة بغرض تحويلها إلى طاقة. نسميها بمحاصيل الطاقة. هناك طرق مختلفة لإنتاج الطاقة من الكتل الحيوية. الكتل الحيوية الصلبة كالخشب والقمامة والفضلات الجافة للحيوانات يمكن حرقها مباشرة لتدفئة المباني أو المياه المستخدمة في المنازل. يمكن أيضا تحويل الكتل الحيوية إلى سوائل أو غازات أولا، والتي يمكن حرقها لتوليد الطاقة. إنها أنواع من الوقود. الوقود المصنوع من الكتل الحيوية يسمى بالوقود الحيوي. من أمثلة الوقود الحيوي السائل المصنوع من الكتل الحيوية هي الإيثانول الحيوي والديزل الحيوي. يمكن استخدام الإيثانول الحيوي والديزل الحيوي لتشغيل المحركات مثل السيارات. يتكون الوقود الحيوي الغازي عندما تقوم البكتيريا بتحليل المواد العضوية وإنتاج غاز يسمى الميثان. من أمثلة الوقود الحيوي الغازي هو الغاز الحيوي وغاز المِكب. يمكن حرق الوقود الحيوي الغازي لإنتاج الحرارة. تخلف الكائنات الحية مخلفاتا عضوية باستمرار. ينمو لنبات باستمرار كذلك - إنه يمتص الطاقة من الشمس، وثاني أكسيد الكربون من الهواء . معظم الكتل الحيوية تنشأ بحوالي نفس معدل استهلاكنا لها بدون أن تتسبب في قلة كمية الموارد الطبيعية المتاحة. لهذا فإن الكتلة الحيوية هي مصدر متجدد للطاقة. هناك نوع خاص من الكتل الحيوية يمكن استخدامه كوقود لكنه غير متجدد. أحيانا لا تتحلل المواد العضوية الميتة كليا، خصوصا عندما لا يوجد ما يكفي من الأكسجين. عندها يمكن أن تتحول إلى بيتموس. يتكون البيتموس ببطئ شديد، لذا فإننا نستهلكه بمعدل أسرع من ما يتطلب تجدده. يمكن أيضا أن يُحرر موادا ضارة عند حرقه. لذا فالبيتموس ليس وقودا حيويا، وإنما وقود كتلة حيوية. نستخدم البيتموس وكذلك الوقود الحيوي الصلب والغازي أيضا لإنتاج الكهرباء في محطات توليد الطاقة. يُحرق الوقود الحيوي الصلب والبيتموس داخل فرن. عندما تحترق، تُحرر طاقة تُستخدم لتسخين المياه. تتحول المياه إلى بخار يحرك التوربين، والذي بدوره يحرك مولدا للكهرباء. يمكن للغاز الحيوي وغاز المِكب أيضا تشغيل المحركات التي تولد الكهرباء من خلال تحويل حركة أجزاء المحرك إلى طاقة كهربائية. قد تبدو مصادر طاقة الكتل الحيوية مبدئا غريبا للروبوتات. لكنها بالنسبة لنا طريقة رائعة لاستغلال المخلفات لإنتاج الطاقة بطريقة لا تؤذي كوكبنا.