يمكن تحويل البامبو إلى وقود سائل، مع أسعار تنافسية وإمكانات انبعاثات منخفضة

وفقًا لدراسة جديدة قادها باحثون من معهد وورسيتر بوليتكنيك (Worcester Polytechnic Institute, WPI)، يتمتع البامبو، كأسرع النباتات نموًا على وجه الأرض، بإمكانات تحويله إلى وقود سائل للنقل، بأسعار يمكن أن تنافس النفط، وانبعاثات غازات الدفيئة أقل بكثير من الوقود التقليدي. تشمل مجموعة البحث مدير قسم الهندسة الكيميائية في WPI، Michael Timko، وTimothy Woodard، الذي سيحصل على درجة الدكتوراه في عام 2026، حيث اكتشفوا أن البامبو يمكن أن يكون مصدر وقود واعد لمركبات النقل والطائرات والقطارات.

نُشرت الدراسة في مجلة "الطاقة المستدامة والوقود" (Sustainable Energy & Fuels)، ودمجت بين التجارب المعملية لتحويل البامبو إلى زيت حيوي ونماذج التقييم الاقتصادي ودورة الحياة.

تقنيات التحويل واختيار المواد الخام

العاملان الرئيسيان في نتائج الدراسة هما تقنيات التحويل واختيار المواد الخام. تعتمد هذه العملية على تكنولوجيا التحلل المائي (hydrothermal liquefaction, HTL)، التي تستخدم الحرارة والضغط لتحويل الكتلة الحيوية إلى زيت حيوي. وجد الباحثون أن هذه الطريقة لتحويل البامبو أكثر كفاءة من استخدام مواد خام أخرى. كما أن البامبو نفسه يمكن أن يلتقط ويخزن كميات كبيرة من الكربون، سواء على السطح أو تحت جذوره، مما يعزز خصائص انبعاثاته.

تظهر النماذج الاقتصادية أن الوقود المستند إلى البامبو يمكن أن يصل سعره إلى 2.75 دولار أمريكي لكل جالون من البنزين (حوالي 21 دولار هونغ كونغ) في ظل ظروف تجارية ناضجة، بما في ذلك تكاليف بناء وتشغيل المصانع. وقد حدد تقييم دورة الحياة كثافة غازات الدفيئة لهذا الوقود بـ 3.5 جرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل ميغا جول من الطاقة، وهو أقل بـ 26 مرة من زيت الديزل التقليدي. هذه الأرقام مستمدة من الأبحاث المعملية والنماذج، وليست من مصانع تجارية، والأسعار مفترضة على أنها إنتاج واسع النطاق ناضج.

فوائد البامبو للبيئة

تقدر مجموعة البحث أنه من خلال تحويل البامبو باستخدام التحلل المائي، يمكن أن يتطابق الإنتاج مع إنتاج إيثانول الذرة في الولايات المتحدة، ولكن باستخدام حوالي 13% فقط من مساحة الأراضي. على عكس العديد من المحاصيل السنوية المستخدمة في إنتاج الوقود الحيوي، يعتبر البامبو نباتًا معمرًا يمكنه إنتاج كميات كبيرة من الكتلة الحيوية بمدخلات زراعية منخفضة نسبيًا، حتى في التربة القاحلة. مقارنةً بالنباتات المعمرة الأخرى، يحتوي البامبو على محتوى رماد منخفض للغاية، حيث يقل الوزن الجاف عن 1%، مما يعني أن النفايات الناتجة عن عملية التحويل تكون ضئيلة للغاية.

يقول Timko إن البامبو سيستخدم أراضٍ مختلفة عن تلك المستخدمة للمحاصيل الغذائية. وأشار: "تظهر دراستنا أن البامبو سيلعب دورًا في الوقود في المستقبل." إن تحرير بعض الأراضي المستخدمة حاليًا لإنتاج إيثانول الذرة، الذي غالبًا ما يُخلط مع البنزين، سيساعد في تعزيز إنتاج الغذاء وتقليل الأثر البيئي. ويعتقد: "المزارعون سيستفيدون، والمستهلكون أيضًا." أضاف الباحثون أن البامبو يمكن زراعته على الأراضي الصناعية السابقة أو الأراضي الزراعية التي تم زراعتها بشكل مكثف، حيث يصعب نمو المحاصيل الأخرى.

مع المزيد من الأبحاث والتطوير، يقول Timko إن البامبو سيوفر طريقة لصناعة إنتاج وقود سائل منخفض الكربون على نطاق واسع، مما سيكون خيارًا قابلاً للتطبيق للقطاعات التي يصعب كهربتها، مثل النقل الثقيل وقطاع الطيران. ويعتقد أن توقيت هذا العمل مثالي، حيث إن أسعار الوقود مرتفعة، وانبعاثات غازات الدفيئة من قطاع النقل تتجاوز أي قطاع آخر في الولايات المتحدة. كتب Timko وWoodard مع Charles Cai من جامعة آلتو في فنلندا والرئيس التنفيذي لشركة Avos BioEnergy، James Walters، هذه الدراسة.

إمكانات البامبو كوقود منخفض الكربون

يمتلك البامبو، كمصدر متجدد، إمكانات للتحويل إلى وقود سائل، مما يعد ذا أهمية كبيرة في تقليل الاعتماد على الوقود التقليدي. نظرًا لنمو البامبو السريع وقدرته على النمو في التربة القاحلة، فإنه يمثل مصدرًا مستدامًا للوقود. بالإضافة إلى ذلك، فإن خصائص انبعاثات الكربون المنخفضة للبامبو وإمكانات زراعته دون التأثير على إنتاج الغذاء توفر أفكارًا جديدة لتحول الطاقة في المستقبل. مع المزيد من الأبحاث حول وقود البامبو، قد يلعب دورًا أكبر في النقل الثقيل وقطاع الطيران في المستقبل.