ما هو علم الطاقة الحيوية وما هي تطبيقاته

يُعد علم الطاقة الحيوية أحد الفروع العلمية الفريدة والتي تدرس توليد الطاقة المتجددة من الموارد المشتقة من المصادر الحيوية، ولكن ما هو علم الطاقة الحيوية بالضبط؟ وما هي تفاصيله؟

3 إجابات
صحفية
الإعلام, جامعة دمشق (سوريا)

هو جزء من الكيمياء الحيوية، والذي يتعامل مع الطاقة المتدفقة عبر الأنظمة الحية، حيث تقوم الحياة على تفاعلات تحول الطاقة. فالقدرة على استخدام الطاقة من مجموعة طرق أيضية هو صفة كل الكائنات الحية.

وحيث تتطلب الحياة العمل، تؤدي كل أنظمة الحياة عملًا ما، فالعمل الكيميائي يحتاج إلى تركيب الجزيئات الضخمة، والعمل الكهربائي ضروري لتوليد قوة محركة للبروتون، أي الطاقة هي المقدرة على القيام بالعمل. وقد كانت عملية التقدم في مجال الطاقة الحيوية بطيئة جدًا حتى إعلان مبدأ صيانة الطاقة، في منتصف القرن التاسع عشر.

اليوم، وعلى كوكب الأرض، يعتبر مصدر الطاقة الرئيسي للحياة البشرية هو تدفق فوتونات الطاقة من الشمس عبر المحيط الحيوي. حيث يقوم يخضور النبات المنحدر من سلالة البكتيريا الزرقاء (بدائيات النواة) بجمع الفوتونات عالية الطاقة، وتُستخدم الطاقة لشطر الماء إلى هيدروجين وأوكسجين. يُثبت الهيدروجين الناتج (عوامل مكافِئة) إلى الكربون لإنتاج الغلوكوز، وتتدفق الطاقة الشمسية من غلوكوز النبات على شكل عوامل مكافئة عبر المحيط الحيوي، ثم تأكل الحيوانات النباتات، وتحصل على الكاربوهيدرات وعواملها المكافِئة المخزنة، بعدها ينحل محصول الكاربوهيدرات ثم يدخل الخلية المولدة للطاقة (مايتوكوندريا أو ما يعرف بالمتقدرات)، المنحدرة من سلالة بكتيريا “المتقلبات”، ثم تجرد المايتوكوندريا الهيدروجينات من الهيدروكربونات،  وتعيدها إلى الأكسجين لتشكيل الماء وإطلاق الطاقة المخزنة.

أكمل القراءة

0
مهندس مدني

الطاقة الحيوية هي مصطلح يطلق على الكهرباء والغاز اللذين يتم توليدهما من مواد عضوية، سواء كانت أخشاب، أو مخلفاتٍ زراعية، أو مخلفات طعام، أو حتى الصرف الصحي. ويغطي هذا المصطلح أيضاً الوقود الذي يتم إنتاجه من مواد عضوية؛ والميزة الأساسية التي تتمتع بها الطاقة الحيوية هي الاستدامة فهي نظيفةُ ومتجددة بنفس الوقت. 

المخلفات الجافة يتم حرقها في أفران أو مراجل، والطاقة الحرارية المتولدة تغلي مياهً تتحول بدورها إلى بخار يدير عنفات توليد الطاقة الكهربائية، في حين أن المخلفات الرطبة مثل مخلفات الغذاء والصرف الصحي، ثم يتم جمعها ضمن خزانات مغلقة لتتعفن وتولد غاز الميثان (الغاز الطبيعي) القابل للاحتراق لتوليد الطاقة أو الاستخدام العادي. ويمكن أيضاً تحويل الكتلة العضوية إلى وقود سائل لتسيير المركبات. الوقود السائل يطلق انبعاثاتٍ أقل من تلك التي ينشرها الوقود الأحفوري. كما تتضمن أنواع الوقود العضوي: الإيثانول السيليلوزي، والديزل الحيوي، والوقود الهيدروكربوني المخلف المتجدد، ويمكن استخدام الديزل الحيوي في الطائرات ومعظم السيارات على الطرقات. 

قد يختلف مردود الطاقة المتولد عن الوقود العضوي عن ذلك الأحفوري، حيث أن كلفة استخراجه قد تكون أعلى، ومع هذا فإن أخذه بعين الاعتبار ضمن الخطط التنموية المستقبلية يعد مهماً للغاية مع ازدياد خطر الاحتباس الحراري. ومع الطاقة المتولدة من الرياح والشمس قد تصبح في المستقبل هي الأساس الذي نعتمد عليه في انتاج الطاقة.

أكمل القراءة

0
مهندس
هندسة أتمتة صناعية, طرطوس

يُعرف علم الطاقة الحيوية بأنه العلم الذي يهتم بتوليد الطاقة من المصادر الحيوية المتجددة البديلة عن مصادر الوقود الأحفوري التي ستنتهي يومًا ما، يُستخدم الوقود الحيوي لتوليد هذه الطاقة والذي تتعدد مصادره المتجددة بشكل دائم كالغاز الحيوي المستخلص من بقايا الحيوانات التي يمكن إعادة استخدامها كالقش والسماد والاخشاب، بالإضافة إلى التحلل الصناعي للفضلات والنفايات وبقايا الإنتاج الزراعي والتحلل الطبيعي لبقايا الطعام والغذاء.

بالإضافة للمصادر السابقة يمكن الحصول على المزيد من الوقود الحيوي من نباتات الذرة والطحالب وقصب السكر والدهون الحيوانية وحتى من الفضلات الورقية التي أثبت بعض الدراسات أنّه يمكنها التحول إلى وقود حيوي.

وجهت العديد من دول العالم اهتماماتها باتجاه هذا العلم وتطويره لِما يقدمه من فوائد ومزايا، منها:

  • تحقيق الأمن الطاقي: لم تعد الدول خائفة من نضوب أو أسعار الوقود الأحفوري المستخدم في مختلف مجالات الطاقة.
  • دعم الأرياف: يحقق الكثير من فرص العمل لأبناء الأرياف لتأمين المزروعات والنباتات التي يحتاجها توليد الوقود الحيوي.
  • الحفاظ على البيئة: يؤمن تقليل استخدام الوقود الأحفوري الكثير من الجوانب الإيجابية للحفاظ على المناخ العام والبيئة.

لكن بالمقابل يوجد الكثير من العقبات والقيود في سبيل انتاج الوقود الحيوي، أهمها الخوف من تأثر الأمن الغذائي العالمي بسبب توجيه الغذاء للصناعة بدلًا عن الطعام.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هو علم الطاقة الحيوية وما هي تطبيقاته"؟