الوقود من الكربوهيدرات . التوازن الثنائي أكسيد الكربون         

           Fuel from carbohydrates. Carbon dioxide balance

يوجد في البترول مخزون وقود يمكن أن نستمد منه الطاقة – ما دام موجوداً. نحن نحرقه ونستخدم الحرارة المنتجة إما مباشرة لتدفئة أنفسنا  أو لتحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة : طاقة ميكانيكية لتحريك الاشياء من حولنا، أو طاقة كهربائية التي تتحول هي نفسها – في مكان اكثر ملاءمة من المكان الذي حدث فيه الاحتراق الاصلي – غلى ضوء أو طاقة ميكانيكية أو تتحول ثانية إلى حرارة.

نواجه عند استخدام البترول وقوداً مشكلتين. الاولى هي وجود كميات محدودة من هذا الوقود المستحاثي الذي يكون الأكثر وفرة في "غازات الدفيئة الزجاجية" والذي ينذر الأرض بارتفاع مطرد في درجة الحرارة.

ولكن ثمة بديل للبترول بوصفه مصدراً لكثير من الوقود المستخدم: هو الكربوهيدرات . فقد وجد ان الايتانول المستحصل من التخمر يصلح بشكل رائع للاستخدام في وسائل النقل – وقوداً لميء خزانات سياراتنا وشاحناتنا وقطاراتنا. فوقود وسائل النقل يستهلك ، في الوقت الحاضر، أكثر من نصف البترول المستخدم في الولايات المتحدة وينتج اكثر من ربع ثنائي أكسيد الكربون المنبعث من الوقود المستحاثي في ذلك البلد.

تمتاز الكربوهيدرات بميزتين عظيمتين عن البترول، عند استعمالها مصدراً للوقود . الميزة الأولى هي ان إمدادات الكربوهيدرات ليست محدودة بحيث نستنزفها باطراد بل أنها تعوض باستمرار بانماء النباتات. وقد تبين ان حاجتنا من وقود وسائل النقل يمكن أن تلبي كلياً من الايتانول المنتج من تخمر السيلولوز: السيلولوز الذي يمكن جمعه من الخشب والحشائش، التي تنمو على حواف أراضي المحاصيل، ومن الفضلات المحلية.

 والميزة الثانية للكربوهيدرات هي في انتاج ثنائي أكسيد الكربون. فاحتراق الايتانول يعطي، مثل احتراق البترول، ثنائي أكسيد الكربون – لكن ثمة فرق بينهما. ولكي نتبين هذا الفرق دعونا ننظر في كيفة تشكل الكربوهيدرات.

يتحد ثنائي أكسيد الكربون والماء في أوراق النباتات ويشكلات كربوهيدرات: سكر الغلوكوز. هذه هي عملية الاصطناع الضوئي التي تتطلب وجود الكلوروفيل حفازاً والطاقة على شكل ضوء. وتتوافر الطاقة من الشمس، طبعاً.

تتحد، بعد ذلك، آلاف من جزيئات الغلوكوز لتشكل احد نوعين من جزيئات الكربوهيدرات السيلولوز الذي يؤلف هيكل النبات ؛ والنشاء الذ يختزن في البذور. (وكما سنرى في الفصل 35، يكون الفرق بين هذين النوعين من الجزيئات كيميائياً فراغياً).

في النباتات              

ليست الطاقة التي يمكن الحصول عليها من الكربونات جديدة علينا، بل انها في الواقع جزء صميمي من حياتنا.

فأنواع الكربوهيدرات هي احتياطي الغذاء الذي تحصل منه أجسامنا على الطاقة اللازمة للحفاظ على الدفء والحركة وبناء انسجة جديدة. (نحن نأكل الحيوانات أيضاً، لكن السلسلة تعود في النهاية إلى كربوهيدرات – الاكل). وعندما يأكل الحيوان النشاء – وفي بعض الحالات السيلولوز ايضاً – يتكسر إلى وحدات غلوكوزية أصلية. ويتحول بعض الغلوكوز إلى دهون وبروتينات . ولكن معظمه يتأكسد ويعطي ، في النهاية، ثنائي أكسيد الكربون وماء وتتحرر الطاقة التي قدمها، في الأصل، ضوء الشمس .

في الحيوانات   

إذا ثمة توازن مدهش في هذه العلاقة بين النباتات والحيوانات – توزان سمح باستمرار الحياة على هذا الكوكب مئات الملايين من السنين. تعطي النباتات الاكسجين اللازم لتنفس الحيوانات، وتمتص النباتات ثنائي أكسيد الكربون المنتج، من الحيوانات ، بنتيجة الاكسدة فعند اكسدة الكربوهيدرات يتوازن ثنائي أكسيد الكربون المنتج تماماً مع ثنائي اكسيد الكربون الذي يستهلكه النبات في صنع الكربوهيدرات. ويبقى هذا التوازن قائماً ما دامت الاكسدة تحدث.

وكما في استقلاب الغلوكوز في الجسم، لا بسبب احتراق كحول التخمر في الآلة ازدياداً في ثنائي أكسيد الكربون في النحو.

يكون الأمر مغايراً لذلك عند احتراق البترول. صحيح ان انواع الوقود المستحاثي اشتقت في زمن ما، من انواع الكربوهيدرات ايضاً. لكن ثنائي أكسيد الكربون المنتج لا يتوازن مع ثنائي أكسيد الكربون المستهلك؛ فالإستهلاك ، قد حدث منذ فترة طويلة طويلة جدا وامتد على ملايين السنين. ولا ينبغي ان نستغرب ان احتراق كل ذلك البترول خلال قرن من الزمن أو زد عليه قليلاً، قد قلب توازن ثنائي أكسيد الكربون على كوكبنا.

إن استخدام وقود الكربوهيدرات هو خطوة نحو ان يقوم المجتمع بفعل ما تفعله أجسامنا: أي اخذ الطاقة من الشمس بإنماء النباتات.