تلعب الطاقة دورا ًمهما في حياتنا اليومية وهي واحدة من المداخل الأساسية للتطور الاجتماعي والاقتصادي لأي بلد ولنا ولا بد من الإشارة إلى الطرق المختلفة التي يمكننا من خلالها خزن وتحويل وزيادة وفرة الطاقة وجعلها قيد استخدامنا الخاص لذلك كان إنتاج الطاقة موضع اهتمام الباحثين ومهندسي الوقود.

       يمكن تصنيف مصادر الطاقة إلى ثلاثِ مجاميعَ هي -:

1- الوقود الأحفوري(الأستخراج)

2- الوقود النووي  

3 - مصادر الطاقة المتجددة

      لقد تكون الوقود الأحفوري في العصور الجيولوجية الأولى وهو غير متجدد ويتضمن النفط )البترول) الفحم، القار، الغاز الطبيعي ،الزيت الحجري ورمال القطران إلا أن الوقود والكيمياويات تشتق اليوم على نحوٍ أساسي من (النفط ، الفحم) وهي الثروات المعدنية غير المستديمة. كما أن استخدام هذه المصادر يسبب تلوثا ً للبيئة وانبعاث الغاز، ومشاكل متعلقة بتأمين الطاقة^(2-1). يُعَدُّ النفط المصدر الوحيد للطاقة الأكثر استهلاكا ًعالميا، يليه الغاز الطبيعي ثم الفحم ثم الطاقة النووية ثم الطاقة المتجددة ⁽³⁾.

      إن (98%) من إنبعاثات غاز ثاني أوكسيد الكاربون (وهي لاتزيد عن %60) تنتج عن استهلاك الوقود الأحفوري، وإن التقليل من استخدامه يقلل على نحو كبير من التلوث بثاني أوكسيد الكاربون والملوثات الأخرى، ويمكن إجراء ذلك إما باستخدام أقل للطاقة وإمّا باستبدال الوقود الاحفوري بوقود مستجد أو الاثنان معا. لذلك فإن الجهود الحالية تركز على التقنيات المتطورة التي تبعث كاربوناً أقل ( الاحتراق بكفاءة عالية) أو مصادر غير كاربونية مثل الطاقة النووية ، الهيدروجين ، الطاقة الشمسية ، الرياح ، والحرارة الأرضية .  أو استخدام الطاقة بفعالية أكبر أو بالتقنيات المتطورة بعزل ثاني اوكسيد الكاربون المنبعث أثناء احتراق الوقود الاحفوري ⁽⁴⁾.

     إن العالم يواجه الآن أزمتين تتعلقان بالطاقة الأولى نضوب الوقود الأحفوري والثانية الانهيار البيئي الناتج من استخدام هذا الوقود.إن الطلب العالمي المتزايد على الطاقة ، وأزمة النفط ، والارتفاع المستمر لأسعار النفط جعلت العلماء يبحثون عن بدائل جديدة لمصادر الوقود وكذلك عن مصادر وقود متجددة، ومن أجل التغلب على هاتين المشكلتين فقد لقيت مصادر تجديد الطاقة اهتماما" متزايدا ً وذلك لفوائدها البيئية ولأنها في الحقيقة تشتق من مصادر قابلة على التجديد مثل زيوت الخضراوات اليانعة أو المطبوخة أو الدهون الحيوانية ( بنوعيها: مهمة صالحة للأكل واخرى غير ذات اهمية متمثلة بالفضلات) ولذلك فإن مصادر الطاقة مثل الشمس ، الرياح ، مصادر الحرارة الأرضية ، الهيدروليكية ، النووية ، الهيدروجينية ،ومصادر الطاقة البحرية وكذلك الكتلة الحيوية كلها قد أخذت بنظر الاعتبار كمصادر متجددة ⁽⁵⁾.

     إن أنماط الطاقة التي هي قيد التجديد تسمىRenwable Energy Sources  (الطاقة المستجدة) ويرمز لها (RES) وتسمى أيضا بمصادر الطاقة البديلة والتي تعتمد على الثروات الحيوانية والنباتية في تزويدها للطاقة (تُعَدُّ هذه الطاقة صديقة للبيئة لانعدام الملوثات المنبعثة نتيجة لاستخدامها). إن مصادر الطاقة المستجدة موجودة عموماً في جميع الدول وهذا غير حاصل في مصادر الطاقة المستغلة، ويمكن ادراجها حسب ( وكالة الطاقة الدولية) كما يأتي⁽⁴⁾:

الكتلة الحيوية             46%

الهايدروليكية الكهربائية   45%

الحرارية الأرضية        6  %

الرياح                    2 %

الطاقة الشمسية            1 %

      إنّ أهمية منظومات الطاقة المستجدة تكمن في انخفاض التلوث البيئي.

    تعدّ الطاقات المتجددة مصدر الطاقة الأول في تاريخ الجنس البشري⁽⁶⁾ . تعدّ الكتلة الحيوية مصدر الطاقة المتجددة الأول ومصطلح الكتلة الحيوية (Biomass) مشتقة مِنْ الإغريقية من(Bio) وتعني حياة، و(mazah) وتعني الكتلة الحيوية، وهي تشير إلى المواد العضوية غير المستخرجة بالحفر والمتحللة حياتيا ًإذ تتكون من النباتات والحيوانات والكائنات الدقيقة ومصادرها الحيوية وتضم الكتلة الحيوية نواتج والنواتج الثانوية والرواسب والمخلفات الزراعية والغابات والصناعات المرتبطة بها والنباتات المائية⁽⁷⁾ ، وتشتمل الكتلة الحيوية باختصار على المواد النباتية والحيوانية، ولاسيما نواتج المخلفات الزراعية إذ تستخدم مصدرا من مصادر الوقود.

    أما الطاقة الشمسية باعتبارها طاقة كمية حيوية فإنها تخزن على شكل كيميائي في المواد النباتية والحيوانية وهي تُعَدُّ من بين أنفس الثروات المتعددة الاستعمال على الأرض⁽⁶⁾. إذ تخزن   الطاقة الشمسية على شكل طاقة كيمياوية من خلال عملية التركيب الضوئي والاستهلاك ، والتي يمكن إطلاقها من خلال الاحتراق المباشر أو غير المباشر⁽⁴⁾ . وأن هذه الكائنات تطور آليات أختزال الضوء الكيمياوي لثاني أوكسيد الكاربون إلى مادة عضوية ⁽⁶⁾. وأثناء عملية البناء الضوئي والأستهلاك تتولد المواد العضوية التالفة، إذ يمكن استخدامها في إنتاج الطاقة عن طريق الاحتراق،التحلل الحراري، أو التحولات الكيمياوية الحيوية إلى إيثانول هيدروجين ، ميثان وأيزوبروبان^(4,6). ويشير مصطلح الوقود الحيوي بالنسبة لقطاع النقل إلى الوقود السائل أو الغازي الذي ينتج أساسا ًمن الكتلة الحيوية. ويظهر الوقود الحياتي فوائد عديدة منها الاستدامة، خفض  انبعاثات الغازات، التطور التكنولوجي،  تقليص الفقر في الأرياف وضمان وقود إضافي . وأن الفارق الأساسي بين الوقود الحيوي والوقود النفطي هو أحتواءه على الأوكسجين، فأن الوقود الحيوي يحتوي من %(10-45) وزن من الأوكسجين بينما الوقود النفطي لا يحتوي اساساً، وهذا يجعل الخواص الكيميائية للوقود الحيوي مختلفة مقارنةٍ بتلك الموجودة بالوقود النفطي. وهناك نوعين من وقود النقل السائل ذو الكتلة الحيوية والذي يحل محل نظيرة من الوقود النفطي. حيث الإيثانول الحيوي يحل محل الكَازولين ، والديزل الحيوي يحل محل الديزل النفطي.  ويمكن إنتاج أنواع من الوقود من ثروات كتلة حيوية منها وقود سائل ينتج من التخمير ومن التكسير الحراري مثل إيثانول ، ميثانول ، ووقود غازي ينتج من تفاعل فيشر- كروبلج وبأستخدام حفازات وظروف مختلفة مثل الهيدروجين، الميثان ^(8,4).

-------------------------------------------------------

1-Axaopoulos P., Panagakis P., Tsavdaris A., "Solar Energy" 70(2001) 155-164.

2- Kara O. F., Aksoy H. A.,"Thermal Sci Technol" 11(1988)49-52

3- Demirbas A.,"Biodiesel"A realistic Fuel Alternative For Diesel Engines. Springer , London(2008).

4- Demirbas A.,"Energy Sources" 26(2004) 361-366.

5-Demirbas A.,"Biofuels" springer - Verlag London Limited (2009) 341-343 .

6-Demirbas A.,"Progress Engergy Combus Sci" 31(2005)171-192 .

7- Demirbas A. ,"Energy sources" 29(2007) 677-684.

8-Demirbas A.,"Energy Edu Sci Technol"16(2006) 53-109