الوقود الحيوي المستدام

الوقود الحيوي المستدام هو إنتاج الوقود الحيوي بطريقة مستدامة. الوقود الحيوي هو وقود سائل يتم إنتاجه من مواد خام متجددة ، على عكس الوقود الأحفوري الذي هو مادة خام متناهية وغير متجددة.

يستبدل وقود الديزل الحيوي الوقود الأحفوري في قطاع النقل – إما كوقود حيوي خالص أو بما يسمى “مزيج منخفض”. اليوم ، على سبيل المثال ، يتم خلط العديد من الدول الأوروبية مع وقود الديزل الحيوي 5 ٪ ، (2 إلى 7 ٪ من حيث الحجم ، وهذا يتوقف على الموسم ، وقوانين مختلف دول الاتحاد الأوروبي ، الخ. في فرنسا ، 20 ٪ و 30 ٪ من مشاركة RME / FAME وغالبا ما يطلق عليها “وقود الديزل الحيوي”. وبالنسبة للبنزين هناك خليط مختلف مع الإيثانول بشكل رئيسي. عادة ما يتم خلط 5 ٪ من الإيثانول. في ، من بين أمور أخرى ، تقوم فرنسا أيضا باختبار 10 ٪ من الإيثانول في البنزين. . وقد استخدمت العديد من الولايات في الولايات المتحدة E10 لسنوات عديدة وفي البرازيل تحتوي جميع البنزين على ما لا يقل عن 22 ٪ من الإيثانول. بالإضافة إلى ذلك ، هناك نسبة متزايدة من الغاز الحيوي في السوق السويدية.

الوقود الحيوي التقليدي
يتم إنتاج أكبر كميات من الوقود الحيوي اليوم من الأطعمة (السكر) ومحاصيل العلف. تسمى هذه الأنواع من الوقود الحيوي التقليدي (الذي كان يُطلق عليه سابقًا الجيل الأول) وتتوفر بأشكال مختلفة:

يصنع وقود الديزل الحيوي من الزيت ، على سبيل المثال ، من الدهون الحيوانية ، وبذور اللفت ، وفول الصويا أو زيت النخيل. ومن الأمثلة على ذلك: استرات ميثيل حمض ميثيل استير (FAME). الأكثر شيوعًا في أوروبا هو Raps-Methyl Ester (RME).
يتم إنتاج الإيثانول عن طريق تخمير المحاصيل التي تحتوي على نسبة عالية من السكر أو النشا ، مثل قصب السكر وبنجر السكر والذرة والقمح والحبوب.
يتم إنتاج الغاز الحيوي عن طريق هضم الحمأة الناتجة عن محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، أو النفايات الناتجة عن صناعة الأغذية ، أو النفايات المنزلية التي تم فرزها أو غاز المدفن.

الوقود الحيوي المتقدم
يتطلب الوقود الحيوي المتقدم تقنية صناعية أكثر تطوراً ، ويتحرك إلى حد بعيد من النفايات أو المواد الخام التي يصعب استخدامها ، على سبيل المثال. خشب. يتم توقع استخدام المواد الأولية المتوفرة بكميات كبيرة ولديها بعض الاستخدامات الأخرى ، مثل. السيقان السليلوزية من قصب السكر ، ويخنة الذرة والكريات ، ومخلفات الغابات مثل الفروع والقمم ، ولكن أيضا قش والغابات الطاقة. والأمل هو أنه سيكون من الممكن إنتاج كميات أكبر من الوقود الحيوي لكل هكتار من الأرض والسنة. يمكن استخدام المزيد من الأراضي لزراعة محاصيل الطاقة / المواد الخام ، إذا كان من الممكن استخدام المزيد من المحاصيل ومنتجات biorage. الأرض التي تكون نحيفة ورطبة جداً مثل زراعة الحبوب يمكن استخدامها لزراعة البيع والمعرفة والسهم. أو من أنواع مختلفة من العشب. ثم من الضروري أن تكون هناك عمليات عملية لتحويل هذه الإمدادات من الطاقة إلى وقود سائل. هناك أيضا أمل في أن يتم استخدام طاقة أقل والعمل لمحاصيل الطاقة وكذلك في إنتاج الوقود الحيوي من محصول الطاقة في المستقبل.

التقنيات الأكثر شيوعًا هي:

تغويز لغاز التخليق. من الغاز التخليقي أو الميثان أو الميثانول أو الإيثانول أو DME أو زيوت البارافين (BTL) يمكن تصنيعها بواسطة عمليات كيميائية تستخدم محفزات ومفاعلات كيميائية.
هدرجة الوقود الحيوي. كما أنه يؤدي إلى زيوت البارافين. تسمى زيوت البارافين هذه أيضًا الزيوت النباتية المهدرجة HVO. تكون كل من الـ BTL و HVO متطابقتين كيميائياً تقريباً مع بعضهما البعض ، ويتم تعريفهما بمزيد من التفصيل على سبيل المثال. معيار الاتحاد الأوروبي: CEN TS 15940.
تدهور السليلوز إلى السكر الذي يتم تخمير ثم إلى الإيثانول
نوع معين يتكون من الطحالب ، على أمل أن تنمو في ، على سبيل المثال ، مياه الصرف الصحي ومن ثم استخراج النفط أو ، في بعض الحالات ، البوتانول أو التخمير / فرك / بالغاز لهم
تقنيات أخرى مثيرة للاهتمام هي:

تحويل البكتيريا من السكر والسكر إلى الدهون والبروتين. يمكن استخراج الدهون من البكتيريا وتجهيزها على سبيل المثال FAME أو HVO.
استنفاد مباشر لنفايات الغابات أو تدهور اللجنين مع الهيدروجين والمحفزات إلى مكونات البنزين. الهضم الفوري للسليلوز القابل للتحلل بسهولة من ، على سبيل المثال ، النفايات الزراعية والنباتات الأخرى والطحالب من أجل التحلل المائي ، والتخمر مع الكائنات الدقيقة والعمليات الكيميائية في نهاية المطاف إلى الكحولات الدهنية ومشتقاتها الكيميائية. يمكن استخدامها كمكونات التأسيس في زيوت الديزل.

معايير الاستدامة
في عام 2008 ، أصدرت المائدة المستديرة بشأن الوقود الحيوي المستدام معاييرها المقترحة للوقود الحيوي المستدام. وهذا يشمل 12 مبادئ:

“يجب أن يتبع إنتاج الوقود الحيوي المعاهدات الدولية والقوانين الوطنية المتعلقة بأمور مثل نوعية الهواء ، والموارد المائية ، والممارسات الزراعية ، وظروف العمل ، وأكثر من ذلك.
يجب تصميم وتشغيل مشاريع الوقود الحيوي في عمليات تشاركية تشمل جميع أصحاب المصلحة المعنيين بالتخطيط والرصد.
يجب أن يقلل الوقود الحيوي بشكل كبير من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مقارنة بالوقود الأحفوري. يسعى المبدأ إلى وضع منهجية موحدة لمقارنة فوائد غازات الدفيئة (GHG).
لا ينتهك إنتاج الوقود الحيوي حقوق الإنسان أو حقوق العمل ، ويضمن العمل اللائق ورفاهية العمال.
يجب أن يساهم إنتاج الوقود الحيوي في التنمية الاجتماعية والاقتصادية للشعوب والمجتمعات المحلية والريفية والأصلية.
يجب ألا يضر إنتاج الوقود الحيوي بالأمن الغذائي.
يجب أن يتجنب إنتاج الوقود الحيوي التأثيرات السلبية على التنوع البيولوجي والنظم الإيكولوجية والمناطق ذات القيمة العالية للحفظ.
يجب أن يعزز إنتاج الوقود الحيوي الممارسات التي تحسن صحة التربة وتقليل التدهور.
سيتم تحسين استخدام المياه السطحية والجوفية والتلوث إلى الحد الأدنى أو استنزاف الموارد المائية إلى أدنى حد ممكن.
يجب تقليل تلوث الهواء على طول سلسلة التوريد.
يتم إنتاج الوقود الحيوي بالطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة ، مع الالتزام بتحسين كفاءة الإنتاج والأداء الاجتماعي والبيئي في جميع مراحل سلسلة القيمة للوقود الحيوي.
يجب ألا ينتهك إنتاج الوقود الحيوي حقوق الأرض “.

وقد أدخلت العديد من البلدان والمناطق سياسات أو اعتمدت معايير لتعزيز إنتاج واستخدام الوقود الحيوي المستدام ، وأبرزها الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة. يعد توجيه الطاقة المتجددة في الاتحاد الأوروبي لعام 2009 ، والذي يتطلب 10 بالمائة من طاقة النقل من الطاقة المتجددة بحلول عام 2020 ، هو معيار الاستدامة الإلزامي الأكثر شمولية في عام 2010.

يتطلب توجيه الاتحاد الأوروبي للطاقة المتجددة أن تكون انبعاثات غازات الدفيئة المستهلكة في الوقود الحيوي في دورة الحياة أقل بنسبة 50٪ على الأقل من الانبعاثات المكافئة من البنزين أو الديزل بحلول عام 2017 (و 35٪ أقل من عام 2011). أيضا ، يجب ألا يتم حصاد المواد الأولية للوقود الحيوي “من الأراضي ذات القيمة العالية للتنوع البيولوجي ، من الأراضي الغنية بالكربون أو الغابات ، أو من الأراضي الرطبة”.

وكما هو الحال في الاتحاد الأوروبي ، يتطلب معيار الوقود المتجدد في الولايات المتحدة (RFS) ومعيار كاليفورنيا منخفض الكربون (LCFS) مستويات محددة من تخفيضات غازات الدفيئة لدورة الحياة مقارنة باستهلاك الوقود الأحفوري المكافئ. يتطلب RFS أن نصف إنتاج الوقود الحيوي على الأقل بحلول عام 2022 سيقلل من انبعاثات دورة الحياة بنسبة 50٪. يعد LCFS معيار أداء يتطلب الحد من الانبعاثات بنسبة 10 بالمائة كحد أدنى لكل وحدة من طاقة النقل بحلول عام 2020. ومعايير الولايات المتحدة وكاليفورنيا على حد سواء لا تتناول حاليًا سوى انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، لكن كاليفورنيا تخطط “لتوسيع نطاق سياستها للتعامل مع قضايا الاستدامة الأخرى المرتبطة بالوقود الحيوي السائل في المستقبل “.

في عام 2009 ، اعتمدت البرازيل سياسات استدامة جديدة لإيثانول قصب السكر ، بما في ذلك “تنظيم تقسيم التوسع في قصب السكر والبروتوكولات الاجتماعية”.

لماذا هناك حاجة؟
يدخل الوقود الحيوي ، في صورة وقود سائل مشتق من مواد نباتية ، إلى السوق مدفوعًا بعوامل مثل ارتفاع أسعار النفط والحاجة إلى زيادة أمن الطاقة. ومع ذلك ، فقد تم انتقاد العديد من أنواع الوقود الأحيائي من الجيل الأول التي يتم توريدها حالياً بسبب آثارها الضارة على البيئة الطبيعية والأمن الغذائي واستخدام الأراضي.

التحدي هو دعم تطوير الجيل الثاني والثالث والرابع من الوقود الحيوي. يتضمن الجيل الثاني من الوقود الحيوي تكنولوجيات جديدة للسليولوزية ، مع سياسات مسؤولة وأدوات اقتصادية للمساعدة في ضمان استدامة تسويق الوقود الحيوي. يمثل التسويق المسؤول للوقود الحيوي فرصة لتعزيز الآفاق الاقتصادية المستدامة في أفريقيا وأمريكا اللاتينية وآسيا.

يتمتع الوقود الحيوي بقدرة محدودة على استبدال الوقود الأحفوري ، ولا ينبغي اعتباره “رصاصة فضية” للتعامل مع انبعاثات النقل. ومع ذلك ، فإنها توفر إمكانية زيادة المنافسة في السوق والاعتدال في أسعار النفط. وسيساعد توفير إمدادات صحية من مصادر الطاقة البديلة على مكافحة ارتفاع أسعار البنزين وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري ، لا سيما في قطاع النقل. يعد استخدام وقود النقل بكفاءة أكبر جزءًا لا يتجزأ من استراتيجية النقل المستدام.

خيارات الوقود الحيوي
يعد تطوير واستخدام الوقود الحيوي مشكلة معقدة لأن هناك العديد من الخيارات المتاحة للوقود الحيوي. وينتج الوقود الحيوي ، مثل الإيثانول والديزل الحيوي ، حالياً من منتجات المحاصيل الغذائية التقليدية مثل النشا والسكر والزيت الخام من المحاصيل التي تشمل القمح والذرة وقصب السكر وزيت النخيل وزيوت البذور الزيتية. ويخشى بعض الباحثين من أن يؤدي التحول الرئيسي إلى الوقود الحيوي من هذه المحاصيل إلى خلق منافسة مباشرة مع استخدامهم للغذاء والعلف الحيواني ، ويدعي أنه في بعض مناطق العالم تكون العواقب الاقتصادية واضحة بالفعل ، بينما ينظر باحثون آخرون إلى الأرض المتاحة المناطق الهائلة من الأراضي الخاملة والأراضي المهجورة والتي تدعي أن هناك مجالًا لنسبة كبيرة من الوقود الحيوي أيضًا من المحاصيل التقليدية.

ويجري إنتاج الجيل الثاني من الوقود الحيوي الآن من مجموعة أكبر بكثير من المواد الأولية بما في ذلك السليلوز في محاصيل الطاقة المخصصة (الأعشاب المعمرة مثل التبت والمايسانثس giganteus) ، والمواد الحرجية ، والمنتجات المشتركة من إنتاج الغذاء ، والنفايات النباتية المحلية. سوف تؤدي التطورات في عمليات التحويل إلى تحسين استدامة الوقود الحيوي ، من خلال زيادة الكفاءة وتقليل الأثر البيئي لإنتاج الوقود الحيوي ، سواء من المحاصيل الغذائية الموجودة ومن مصادر السليولوز.

في عام 2007 ، اقترح رونالد أوكسبيرج في The Courier-Mail أن إنتاج الوقود الحيوي يمكن أن يكون مسؤولاً أو غير مسؤول ، ولديه العديد من المقايضات: “تم إنتاجه بشكل مسؤول كمصدر للطاقة المستدامة التي لا تحتاج إلى تحويل أي أرض من زراعة المواد الغذائية أو الإضرار بالبيئة كما يمكنهم المساعدة في حل مشاكل النفايات المتولدة من المجتمع الغربي ، ويمكنهم خلق فرص عمل للفقراء حيث لم تكن في السابق من قبل ، حيث ينتجون بشكل غير مسؤول ، في أحسن الأحوال لا يقدمون فائدة مناخية ، وفي أسوأ الأحوال ، يكون لهم عواقب اجتماعية وبيئية ضارة. وبعبارة أخرى ، فإن الوقود الحيوي يشبه إلى حد كبير أي منتج آخر ، ففي عام 2008 ، نشر الكيميائي الحائز على جائزة نوبل بول ج. كروتزين النتائج التي تفيد بأن إطلاق انبعاثات أكسيد النيتروز (N2O) في إنتاج الوقود الحيوي يعني أنها تسهم أكثر في العالم. الاحترار من الوقود الأحفوري يحل محلها.

ووفقاً لمعهد روكي ماونتين ، فإن ممارسات إنتاج الوقود الحيوي سليمة لن تعرقل إنتاج الأغذية والألياف ، ولا تسبب مشاكل مائية أو بيئية ، وستعزز خصوبة التربة. إن اختيار الأرض التي ستنمو بها المواد الأولية يعد عنصرا حاسما في قدرة الوقود الحيوي على توفير حلول مستدامة. أحد الاعتبارات الرئيسية هو التقليل من منافسة الوقود الحيوي لأراضي المحاصيل الرئيسية.

يختلف الوقود الحيوي عن الوقود الأحفوري فيما يتعلق بانبعاثات الكربون على المدى القصير ، ولكنها تشبه الوقود الأحفوري في الوقود الحيوي الذي يساهم في تلوث الهواء. يحرق الوقود الحيوي الخام لتوليد البخار للحرارة والطاقة ، وينتج جسيمات الكربون المحمولة جوا ، وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروز. وتشير تقديرات منظمة الصحة العالمية إلى حدوث 3.7 مليون حالة وفاة مبكرة في جميع أنحاء العالم في عام 2012 بسبب تلوث الهواء.

التأثير البيئي للوقود الحيوي
الغرض من استخدام الوقود الحيوي هو توليد كمية أقل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من حركة المرور ، وبالتالي تقليل المناخ. الفكرة وراء الاستخدام هي أن النباتات المستخدمة لإنتاج الوقود الحيوي قد استوعبت نفس كمية ثاني أكسيد الكربون التي نشأت ، والتي يتم إطلاقها عند استخدام السيارة.

تختلف الانبعاثات من الوقود الحيوي اعتمادًا على كيفية إنتاج المادة الخام ، وحيث تم إنتاجها ، وكيف تم تحويلها إلى الوقود الحيوي. كما ينتج عن إنتاج ونقل الوقود الدافع بعض الانبعاثات: إعداد التربة ، والرش ، والرش ، والحصاد ، واستخدام الآلات التي تعمل بالوقود الأحفوري ، والنقل. عندما تضيف كل هذه الانبعاثات ، ستحصل على ما يسمى قيمة Well-to-Wheel ، والتي ستتم مقارنتها مع القيمة المعادلة للبنزين والديزل. قام مركز أبحاث الاتحاد الأوروبي JRC بالتعاون مع صناعة السيارات والوقود بتجميع أشمل لقيم WTW لمختلف أساليب الإنتاج. محلل WTW JRC. وكثيراً ما تم انتقاد الإيثانول المستخرج من الذرة الأمريكية لأنه أعطى قيمًا سيئة للغاية بالنسبة إلى WTW ، ولكن الدراسات الحديثة أثبتت أنه يقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة بنحو 35٪ مقارنة بالنفط أو الديزل الأحفوري. استخدام الطاقة بشكل جيد للعجلات وانبعاثات غازات الدفيئة من الإيثانول من الذرة وقصب السكر والكتلة الحيوية السليولوزية لاستخدام الولايات المتحدة. كمقارنة ، تقدر Agroetanol في Norrköping أن الإيثانول الخاص بها يقلل من الانبعاثات بنسبة 95٪ يتم بناء المصنع لاستخدام ثاني أكسيد الكربون وتنظيفه. جميع أنواع الوقود الحيوي المستخدمة في السويد تخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة 60٪ على الأقل من الوقود الحيوي المستدام والوقود الحيوي السائل في عام 2011 [رابط]

كانت هناك مخاوف من أن يؤدي استخدام الوقود الحيوي إلى ضياع التنوع البيولوجي أو زراعة الأراضي الرطبة أو الأعمدة الأخرى بحيث يصبح خفض غازات الدفيئة صغيراً للغاية ، أو حتى. نفي. وقد انتقد زيت النخيل على وجه الخصوص لهذا الغرض. لذلك ، قرر الاتحاد الأوروبي اعتماد معايير استدامة صارمة لجميع معايير استدامة الوقود الحيوي للوقود الحيوي. شيء مماثل لا وجود للوقود الأحفوري.

وهناك مخاوف أيضاً من أن إنتاج الوقود الحيوي سوف يتنافس مع إنتاج الغذاء ويؤدي إلى ارتفاع أسعار المواد الغذائية. السؤال معقد ومتعدد ومتشابك بشكل وثيق مع التنمية الزراعية. ومع ذلك ، يظهر الاتجاه الفعلي أن الاستثمار في الوقود الحيوي ، على العكس من ذلك ، أدى إلى المزيد من الغذاء في السوق العالمية أكثر من ذي قبل. كان استثمار الإيثانول يعني دفعة كبيرة للزراعة في البرازيل ، والبرازيل اليوم تصدر ضعف كمية الطعام التي كانت عليها قبل بدء مبادرة الإيثانول ، بينما انخفض الجوع والفقر في البرازيل وانخفض حصاد الأمازون بمقدار الثلثين. 8 نوفمبر 2011

كما أن أسعار المواد الغذائية لا تزيد عن 30 في المائة مما كانت عليه في مطلع القرن ، وارتفاع أسعار الأغذية شرط أساسي لتحسين أغلبية الفقراء في العالم الذين يعيشون في الزراعة. انخفاض أسعار المواد الغذائية من شأنه أن يؤدي إلى زيادة في عدد الفقراء. كما تظهر الإحصاءات أن هناك وفرة كبيرة من الأراضي الصالحة للزراعة غير المستخدمة. في الاتحاد الأوروبي -23 هناك ما لا يقل عن 11.2 مليون هكتار لدخول Eurostat Åker في الإنتاج أو الانسحاب. مراجعة للقضية متوفرة في المركبات البيئية في ستوكهولم أسئلة وأجوبة حول الإيثانول

النباتات المستخدمة كوقود حيوي مستدام

قصب السكر في البرازيل
يعود إنتاج البرازيل من وقود الإيثانول من قصب السكر إلى السبعينات ، كرد فعل حكومي لأزمة النفط عام 1973. تعتبر البرازيل رائدة صناعة الوقود الحيوي وأول اقتصاد عالمي مستدام للوقود الحيوي. Inslee، Jay؛ براكين هندريكس (2007). “. Homegrown Energy”. في عام 2010 ، صنفت وكالة حماية البيئة الأمريكية الإيثانول المستخرج من قصب السكر في البرازيل كوقود حيوي متقدم بسبب التقليل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري التي تصل إلى دورة الحياة في الوكالة بنسبة 61٪ ، بما في ذلك انبعاثات تغيير استخدام الأراضي غير المباشرة المباشرة. يعتمد نجاح واستدامة برنامج وقود الإيثانول في البرازيل على التكنولوجيا الزراعية الأكثر كفاءة لزراعة قصب السكر في العالم ، ويستخدم معدات حديثة وقصب السكر رخيصًا كمادة وسيطة ، وتُستخدم نفايات قصب السكر المتبقية (تفل قصب السكر) لمعالجة الحرارة والطاقة ، النتائج في سعر تنافسي للغاية وأيضا في توازن الطاقة العالية (طاقة الإنتاج / مدخلات الطاقة) ، والتي تختلف من 8.3 لمتوسط ​​الظروف إلى 10.2 لإنتاج أفضل الممارسات.

وقد وجد تقرير بتكليف من الأمم المتحدة ، استناداً إلى مراجعة تفصيلية للأبحاث المنشورة حتى منتصف عام 2009 بالإضافة إلى مداخلات الخبراء المستقلين في جميع أنحاء العالم ، أن الإيثانول من قصب السكر كما تم إنتاجه في البرازيل “في بعض الظروف يكون أفضل من إذا ما نمت ومعالجة بشكل صحيح ، فإن لها انبعاث سلبي ، تسحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، بدلاً من إضافته ، وفي المقابل ، وجد التقرير أن استخدام الولايات المتحدة للذرة في الوقود الحيوي أقل كفاءة ، لأن قصب السكر يمكن أن يؤدي إلى تخفيضات الانبعاثات بنسبة تتراوح بين 70٪ وأكثر من 100٪ عند استبدالها بالبنزين ، وقد أظهرت دراسات أخرى عديدة أن الإيثانول المبني على قصب السكر يقلل من غازات الدفيئة بنسبة 86 إلى 90٪ إذا لم يكن هناك تغير كبير في استخدام الأراضي.

فيما يتعلق بالآثار السلبية للتأثير المباشر وغير المباشر لتغيرات استخدام الأراضي على انبعاثات الكربون ، خلصت الدراسة التي أجرتها الحكومة الهولندية إلى أنه “من الصعب للغاية تحديد التأثيرات غير المباشرة لمزيد من استخدام الأراضي في إنتاج قصب السكر (أي قصب السكر” استبدال محصول آخر مثل محاصيل الصويا أو الحمضيات ، مما يؤدي بدوره إلى زراعة فول الصويا إضافية لتحل محل المراعي ، وهذا بدوره قد يسبب إزالة الغابات) ، وليس من المنطقي أيضا أن يعزو كل هذه الخسائر الكربون في التربة إلى قصب السكر “. تقدر الوكالة البرازيلية إيمبرا أن هناك ما يكفي من الأراضي الزراعية المتاحة لزيادة 30 مرة على الأقل لزراعة قصب السكر الموجودة دون تعريض النظم الإيكولوجية المعقدة للخطر أو الاستيلاء على الأراضي المخصصة للمحاصيل الغذائية. ومن المتوقع أن يحدث معظم النمو في المستقبل في أراضي المراعي المهجورة ، حيث كان الاتجاه التاريخي في ولاية ساو باولو. ومن المتوقع أيضًا أن تتحسن الإنتاجية بشكل أكبر استنادًا إلى أبحاث التكنولوجيا الحيوية الحالية ، والتحسين الوراثي ، والممارسات الزراعية الأفضل ، وبالتالي المساهمة في الحد من الطلب على الأراضي من أجل زراعة قصب السكر في المستقبل.

وفيما يتعلق بقضية الغذاء مقابل الوقود ، وجد تقرير بحثي نشره البنك الدولي في يوليو 2008 أن “الإيثانول البرازيلي القائم على السكر لم يدفع أسعار المواد الغذائية إلى أعلى بشكل ملحوظ”. كما توصلت ورقة البحث هذه إلى أن الإيثانول المستخلص من قصب السكر في البرازيل لم يرفع أسعار السكر بشكل كبير. ويتفق تقرير التقييم الاقتصادي الذي نشرته منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) في يوليو / تموز 2008 مع تقرير البنك الدولي بشأن الآثار السلبية للإعانات والقيود التجارية ، لكنه وجد أن تأثير الوقود الحيوي على أسعار الأغذية أقل بكثير. خلصت دراسة أجرتها وحدة البحوث البرازيلية في Fundação Getúlio Vargas فيما يتعلق بآثار الوقود الحيوي على أسعار الحبوب إلى أن المحرك الرئيسي وراء ارتفاع أسعار المواد الغذائية في 2007 – 2007 كان نشاطًا مضاربيًا في أسواق العقود الآجلة في ظل ظروف تزايد الطلب في سوق منخفضة مخزونات الحبوب. وخلصت الدراسة أيضا إلى أنه لا يوجد ارتباط بين منطقة زراعة قصب السكر البرازيلية ومتوسط ​​أسعار الحبوب ، بل على العكس من ذلك ، كان انتشار قصب السكر مصحوبا بالنمو السريع لمحاصيل الحبوب في البلاد.

الجاتروفا

الهند وافريقيا
يمكن لمحاصيل مثل الجاتروفا ، التي تستخدم في وقود الديزل الحيوي ، أن تزدهر على الأراضي الزراعية الهامشية حيث لا تنمو العديد من الأشجار والمحاصيل ، أو تنتج فقط غلات بطيئة للنمو. توفر زراعة الجاتروفا فوائد للمجتمعات المحلية:

فالاستزراع وجمع الثمار يدوياً يتطلب عمالة كثيفة ويحتاج إلى شخص واحد لكل هكتار. في أجزاء من المناطق الريفية في الهند وأفريقيا ، يوفر هذا الأمر وظائف تمس الحاجة إليها – حوالي 200 ألف شخص في جميع أنحاء العالم يجدون فرص العمل من خلال الجاتروفا. علاوة على ذلك ، غالباً ما يجد القرويون أنهم يستطيعون زراعة محاصيل أخرى في ظل الأشجار. سوف تتجنب مجتمعاتهم استيراد الديزل الباهظ الثمن وسيكون هناك بعض الصادرات أيضًا.

كمبوديا
وليس لدى كمبوديا احتياطيات مثبتة من الوقود الأحفوري ، وتعتمد اعتمادا كليا تقريبا على وقود الديزل المستورد لإنتاج الكهرباء. ونتيجة لذلك ، يواجه الكمبوديون إمدادات غير آمنة ويدفعون بعضاً من أعلى أسعار الطاقة في العالم. آثار هذا على نطاق واسع ويمكن أن تعرقل التنمية الاقتصادية.

قد يوفر الوقود الحيوي بديلاً عن وقود الديزل الذي يمكن تصنيعه محليًا بسعر أقل ، بغض النظر عن سعر النفط الدولي. كما يوفر الإنتاج المحلي واستخدام الوقود الحيوي فوائد أخرى مثل تحسين أمن الطاقة وفرص التنمية الريفية والفوائد البيئية. يبدو أن نوع جاتروفا كركس مصدرًا مناسبًا بشكل خاص للوقود الحيوي لأنه ينمو بشكل شائع في كمبوديا. إن الإنتاج المحلي المستدام للوقود الحيوي في كمبوديا ، استناداً إلى مصادر الجاتروفا أو مصادر أخرى ، يقدم منافع محتملة جيدة للمستثمرين والاقتصاد والمجتمعات الريفية والبيئة.

المكسيك
ينتمي جاتروفا إلى المكسيك وأميركا الوسطى ، ومن المحتمل أن يكون قد نقل إلى الهند وأفريقيا في القرن السادس عشر من قبل البحارة البرتغاليين مقتنعين بأن له استخدامات طبية. في عام 2008 ، واعترفت المكسيك بالحاجة إلى تنويع مصادر الطاقة وخفض الانبعاثات ، وأقرت قانونًا لدفع تطوير الوقود الحيوي الذي لا يهدد الأمن الغذائي ، وقد حددت وزارة الزراعة منذ ذلك الحين حوالي 2.6 مليون هكتار (6.4 مليون فدان) من الأراضي. قدرة عالية لإنتاج الجاتروفا. تحتوي شبه جزيرة يوكاتان ، على سبيل المثال ، بالإضافة إلى كونها منطقة منتجة للذرة ، على مزارع السيزال المهجورة ، حيث لن يؤدي نمو نبات الجاتروفا لإنتاج البيوديزل إلى تحلّل الطعام.

في 1 أبريل 2011 ، أنجزت Interjet أول رحلة تجريبية لطائرة الوقود الحيوي المكسيكية على متن طائرة إيرباص A320. كان الوقود عبارة عن خليط بيوجيت من وقود الطائرات النفاثة التقليدي 70:30 تم إنتاجه من زيت الجاتروفا الذي قدمه ثلاثة منتجين مكسيكيين ، شركة Global Energías Renovables (وهي شركة تابعة مملوكة بالكامل لشركة Global Clean Energy Holdings ومقرها الولايات المتحدة ، وشركة Bencafser SA وشركة إنرجي جيه إتش إس. في شركة Bio-SPK (الكيروسين البارافيني الاصطناعية) ، تدير شركة Global Energías Renovables أكبر مزرعة جاتروفا في الأمريكتين.

في 1 أغسطس 2011 ، شاركت شركة Aeromexico ، و Boeing ، والحكومة المكسيكية في أول رحلة طيران عبر المحيط الحيوي تعمل بالطاقة الحيوية في تاريخ الطيران. استخدم الطيران من مكسيكو سيتي إلى مدريد مزيجًا من الوقود التقليدي بنسبة 70 بالمائة و 30 بالمائة من الوقود الحيوي (الوقود الحيوي للطيران). تم إنتاج biojet بالكامل من زيت الجاتروفا.

Pongamia Pinnata في أستراليا والهند
Pongamia pinnata هو بقوليات محلية في أستراليا ، الهند ، فلوريدا (الولايات المتحدة الأمريكية) ومعظم المناطق المدارية ، ويجري الآن استثمارها كبديل للجاتروفا في مناطق مثل شمال أستراليا ، حيث يصنف الجاتروفا على أنه عشب ضار. تعرف هذه الشجرة باسم “بونغاميا” ، ويتم تسويقها حاليا في أستراليا من قبل شركة باسيفيك رينويبل إنيرجي ، لاستخدامها كبديل للديزل لتشغيل محركات الديزل المعدلة أو للتحول إلى وقود الديزل الحيوي باستخدام تقنيات وقود الديزل الحيوي من الجيل الأول أو الثاني ، لتشغيلها في غير معدلة محركات الديزل.

الذرة الرفيعة الحلوة في الهند
يتغلب الذرة الرفيعة الحلوة على العديد من أوجه القصور في محاصيل الوقود الحيوي الأخرى. مع الذرة الرفيعة الحلوة ، تستخدم السيقان فقط لإنتاج الوقود الحيوي ، في حين يتم حفظ الحبوب للأغذية أو أعلاف الماشية. ليس هناك طلب كبير في سوق الغذاء العالمي ، وبالتالي ليس له تأثير يذكر على أسعار الغذاء والأمن الغذائي. يزرع الذرة الرفيعة الحلوة في الأراضي الجافة المستزرعة بالفعل والتي تكون منخفضة في سعة تخزين الكربون ، لذلك لا تنطبق المخاوف بشأن إزالة الغابات المطيرة. يعتبر الذرة الرفيعة الحلوة أسهل وأرخص من حيث النمو مقارنة بمحاصيل الوقود الأحيائي الأخرى في الهند ولا تتطلب الري ، وهو أمر مهم في المناطق الجافة. تزرع الآن بعض أصناف الذرة الحلوة الهندية في أوغندا لإنتاج الإيثانول.

ووجدت دراسة قام بها باحثون في المعهد الدولي لبحوث المحاصيل في المناطق المدارية شبه القاحلة (ICRISAT) أن زراعة الذرة الرفيعة الحلوة بدلاً من الذرة الرفيعة للحبوب يمكن أن تزيد دخول المزارعين بمقدار 40 دولارًا أمريكيًا لكل هكتار لكل محصول لأنه يمكن أن يوفر الغذاء والأعلاف والوقود. مع زراعة الذرة الرفيعة حالياً على أكثر من 11 مليون هكتار في آسيا و 23.4 مليون هكتار في أفريقيا ، فإن التحول إلى الذرة الحلوة يمكن أن يكون له تأثير اقتصادي كبير.

التعاون الدولي بشأن الوقود الحيوي المستدام

مائدة مستديرة حول المواد الحيوية المستدامة
يمكن للمواقف العامة وأعمال أصحاب المصلحة الرئيسيين أن تلعب دوراً حاسماً في تحقيق إمكانيات الوقود الحيوي المستدام. إن النقاش والحوار المطلعين ، اللذان يعتمدان على البحث العلمي وفهم الرأي العام وأصحاب المصلحة ، أمر مهم.

تعد المائدة المستديرة حول الوقود الحيوي المستدام مبادرة دولية تجمع بين المزارعين والشركات والحكومات والمنظمات غير الحكومية والعلماء المهتمين باستدامة إنتاج وتوزيع الوقود الحيوي. خلال عام 2008 ، استخدمت المائدة المستديرة اجتماعات ومؤتمرات تلفزيونية ومناقشات عبر الإنترنت لتطوير سلسلة من المبادئ والمعايير لإنتاج الوقود الحيوي المستدام.

في أبريل 2011 ، أطلقت الطاولة المستديرة حول الوقود الحيوي المستدام مجموعة من معايير الاستدامة الشاملة – “نظام اعتماد RSB”. يمكن لمنتجي الوقود الحيوي الذين يستوفون هذه المعايير أن يظهروا للمشترين والهيئات التنظيمية أنه تم الحصول على منتجاتهم دون الإضرار بالبيئة أو انتهاكها حقوق الانسان.

إجماع الوقود الحيوي المستدام
إن توافق الإمداد بالوقود الحيوي المستدام هو مبادرة دولية تدعو الحكومات والقطاع الخاص وأصحاب المصلحة الآخرين إلى اتخاذ إجراءات حاسمة لضمان استمرارية التجارة والإنتاج واستخدام الوقود الحيوي. وبهذه الطريقة ، قد يلعب الوقود الحيوي دوراً رئيسياً في تحول قطاع الطاقة ، واستقرار المناخ ، وينتج في جميع أنحاء العالم إعادة تنشيط المناطق الريفية.

يتوصل إجماع الوقود الحيوي المستدام إلى “منظر يوفر الغذاء ، والأعلاف ، والألياف ، والطاقة ، التي توفر فرصًا للتنمية الريفية ؛ تنويع إمدادات الطاقة ، وتعيد النظم الإيكولوجية ، وتحمي التنوع البيولوجي ، وتنقب الكربون”.

أفضل مبادرة قصب السكر / Bonsucro
في عام 2008 ، شرع الصندوق العالمي للأحياء البرية والمؤسسة المالية الدولية ، وهي ذراع التنمية الخاصة بالبنك الدولي ، في عملية متعددة أصحاب المصلحة ، حيث جمعت بين الصناعة ووسطاء سلسلة التوريد والمستخدمين النهائيين والمزارعين ومنظمات المجتمع المدني لوضع المعايير. للتصديق على المنتجات المشتقة من قصب السكر ، واحد منها هو وقود الإيثانول.

يعتمد معيار Bonsucro على تعريف الاستدامة الذي يقوم على خمسة مبادئ:

أطع القانون
احترام حقوق الإنسان ومعايير العمل
إدارة مدخلات الإنتاج وكفاءة التصنيع لتعزيز الاستدامة
إدارة التنوع البيولوجي وخدمات النظام البيئي بنشاط
باستمرار تحسين المجالات الرئيسية للعمل

يجب على منتجي الوقود الحيوي الذين يرغبون في بيع المنتجات التي تحمل علامة Bonsucro أن يتأكدوا من أنهم منتجون في معيار الإنتاج ، وأن مشتريهم في المراحل النهائية يستوفون معيار سلسلة الحراسة. بالإضافة إلى ذلك ، إذا رغبوا في البيع للسوق الأوروبية والاحتساب لتوجيه الاتحاد الأوروبي للطاقة المتجددة ، فيجب عليهم الالتزام بمعيار Bonsucro EU ، والذي يتضمن حسابات غازات الدفيئة المحددة بعد المبادئ التوجيهية لحسابات المفوضية الأوروبية.

اعتدال سعر النفط
يوفر الوقود الحيوي احتمالات المنافسة الحقيقية في السوق واعتدال أسعار النفط. ووفقاً لصحيفة وول ستريت جورنال ، فإن سعر النفط الخام سيزيد بنسبة 15 في المائة وسيكون سعر البنزين أكثر تكلفة بنسبة 25 في المائة ، إذا لم يكن للوقود الأحيائي. إن وجود مصدر صحي لمصادر الطاقة البديلة سيساعد في مكافحة ارتفاع أسعار البنزين.

النقل المستدام
يتمتع الوقود الحيوي بقدرة محدودة على استبدال الوقود الأحفوري ، ولا ينبغي اعتباره “رصاصة فضية” للتعامل مع انبعاثات النقل. لا يمكن للوقود الأحيائي بمفرده توفير نظام نقل مستدام ، ولذا يجب تطويره كجزء من نهج متكامل ، يعزز خيارات الطاقة المتجددة الأخرى وكفاءة الطاقة ، بالإضافة إلى تقليل الطلب الكلي على الطاقة والحاجة إلى النقل. يجب إيلاء الاعتبار لتطوير مركبات الخلايا الهجينة والوقود ، والنقل العام ، وتحسين تخطيط المدن والتخطيط الريفي.

في كانون الأول / ديسمبر 2008 ، أكملت طائرة تابعة لشركة طيران نيوزيلندا أول رحلة تجريبية في العالم للطيران التجريبي باستخدام وقود يستند إلى الجاتروفا جزئيًا. تم إجراء أكثر من اثنتي عشرة اختبار أداء في رحلة الاختبار التي استغرقت ساعتين وغادرت مطار أوكلاند الدولي. تم استخدام مزيج الوقود الحيوي من 50:50 jatropha و Jet A1 Fuel لتشغيل واحد من محركات Rolls-Royce RB211 من طراز Boeing 747-400. حددت شركة طيران نيوزيلندا عدة معايير لجرتها الجاتروفا ، تطلبت أن “الأرض التي جاءت منها لم تكن غابة أو أرض عذراء عذبة في السنوات العشرين الماضية ، وأن التربة والمناخ الذي جاءت منه غير مناسبة لغالبية المحاصيل الغذائية وأن المزارع هي مياه الأمطار وليس المروية ميكانيكيًا “. كما وضعت الشركة معايير الاستدامة العامة ، قائلة إن مثل هذا الوقود الحيوي يجب ألا يتنافس مع الموارد الغذائية ، وأنه يجب أن تكون جيدة مثل الوقود التقليدي للطائرات ، وأن تكون تنافسية من حيث التكلفة.

في يناير 2009 ، استخدمت شركة الخطوط الجوية القارية وقودًا حيويًا مستدامًا لتشغيل طائرة تجارية لأول مرة في أمريكا الشمالية. تمثل هذه الرحلة العرضية أول رحلة تجريبية للوقود الحيوي المستدام من خلال شركة طيران تجارية تستخدم طائرة بمحرك ثنائي ، وهي طائرة بوينغ 737-800 ، تعمل بمحركات CFM International CFM56-7B. اشتمل مزيج الوقود الحيوي على مكونات مشتقة من نباتات الطحالب والجاتروفا. تم توفير زيت الطحالب عن طريق الياقوت للطاقة ، وزيت الجاتروفا بواسطة Terasol Energy.

في مارس 2011 ، أظهرت أبحاث جامعة ييل إمكانية كبيرة لوقود الطيران المستدام على أساس الجاتروفا كركاس. ووفقا للبحوث ، إذا تم استزراعها بشكل صحيح ، “يمكن أن تحقق الجاتروفا فوائد عديدة في أمريكا اللاتينية وتخفيضات في غازات الدفيئة تصل إلى 60 في المائة مقارنة بوقود الطائرات النفاثة”. تم تقييم ظروف الزراعة الفعلية في أمريكا اللاتينية باستخدام معايير الاستدامة التي وضعتها المائدة المستديرة حول الوقود الحيوي المستدام. على خلاف الأبحاث السابقة ، التي استخدمت مدخلات نظرية ، أجرى فريق ييل العديد من المقابلات مع مزارعي الجاتروفا واستخدم “القياسات الميدانية لتطوير أول تحليل شامل للاستدامة للمشروعات الفعلية”.

اعتبارا من يونيو 2011 ، تسمح معايير وقود الطيران الدولي المعدلة رسميًا لشركات الطيران التجارية بخلط وقود الطائرات التقليدي بما يصل إلى 50٪ من الوقود الحيوي. يمكن مزج الوقود المتجدد “مع وقود الطائرات التجارية والعسكرية التقليدية من خلال متطلبات في الطبعة الصادرة حديثا من ASTM D7566 ، مواصفات وقود التوربينات الطيران التي تحتوي على الهيدروكربونات المصنعة”.

في ديسمبر 2011 ، منحت FAA 7.7 مليون دولار إلى ثماني شركات لتعزيز تطوير الوقود الحيوي التجاري للطيران ، مع التركيز بشكل خاص على الكحول لوقود الطائرات. تساعد القوات المسلحة الأنغولية في تطوير وقود مستدام (من الكحول ، والسكريات ، والكتلة الحيوية ، والمواد العضوية مثل زيوت التحلل الحراري) التي يمكن “إسقاطها” للطائرات دون تغيير الممارسات والبنية التحتية الحالية. سيختبر البحث كيف أن الوقود الجديد يؤثر على معايير قوة التحمل ومراقبة الجودة.

يهدف GreenSky London ، وهو مصنع للوقود الحيوي قيد الإنشاء في عام 2014 ، إلى أخذ حوالي 500،000 طن من القمامة البلدية وتغيير المكون العضوي إلى 60،000 طن من وقود الطائرات ، و 40 ميجاوات من الطاقة. بحلول نهاية عام 2015 ، كان من المأمول أن تتم تغذية جميع رحلات الخطوط الجوية البريطانية من مطار مدينة لندن من النفايات والقمامة التي يتم التخلص منها من قبل سكان لندن ، مما يؤدي إلى توفير الكربون بما يعادل إبعاد 150 ألف سيارة عن الطريق. لسوء الحظ ، تم تطبيق خطة £ 340m في يناير 2016 بعد انخفاض أسعار النفط الخام ، والمستثمرين المتوترين وعدم وجود دعم من حكومة المملكة المتحدة.