الطحالب.. المفتاح لتطوير أنواع وقود بديلة ومستدامة

تحول أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات وبروتينات وزيوت طبيعية.. م . الرويلي ل «^»:

تُعد الطحالب واحدة من أفضل مصادر الطاقة بين الكتل الحيوية على سطح الأرض، كونها من أسرع النباتات نمواً وتكاثراً، حيث قدر العلماء إنتاج الوقود الأخضر من الطحالب ما بين 18,7 ألف إلى 46,75 ألف لتر سنوياً لكل هكتار، أي ما يقرب من 100 ضعف ما ينتجه فول الصويا.
وابتكر العلماء للمدن الساحلية التي يعيش بها نحو 40 بالمائة إلى 60 بالمائة من سكان الأرض، نظام "أوميجا " أو بناء سياج حول الغشاء الخارجي للطحالب، مما يجعل سكان المدن الساحلية يسهمون في تصريف كميات كبيرة من المياه الصالحة لإنتاج الوقود الأخضر إلى البحر.
ويُعتبر ذلك النظام وسيلة جيدة لزراعة هذه الطحالب وبكثرة، لحل مشكلة إنتاج الوقود الحيوي دون الدخول في معركة تنافسية مع المحاصيل الزراعية في النظام القديم الذي يستنزف المساحات المزروعة، والتي وصلت إلى 80 مليار لتر من الوقود يستخدم سنويا لتشغيل طائرات أمريكية، وهو ما يعادل إنتاج 2 .4 ألف هكتار من مساحة مزروعة، أي ضعف مساحة ويلز البريطانية.
بديل احتياطي النفط العالمي
بدوره، قال عضو معلومات المبادرة العالمية " اوميجا " في أمريكا والمتخصص في علوم الكهرباء والكمبيوتر في الشركة السعودية للكهرباء، المهندس يزيد بن عمير الرويلي : "إن بديل احتياطي النفط العالمي، مرهون بنجاح وعود علمية متباينة لإنتاج الوقود، وربما يأتي الحل بصيغ تختلف عن مشتقات النفط، وربما تعاد صياغة مصارفه من ماكينات وغيره".
وأضاف: ومن هذه البدائل على سبيل المثال لا الحصر، استخراج غاز ثاني أكسيد الكربون من مياه الصرف الصحي، وطاقة الرياح وطاقة أمواج البحار، فهل في هذه وغيرها من نظريات علمية، سيجد الإنسان مخرجاً لمعضلة الطاقة في المستقبل بعد نضوب آبار النفط، أم هي نظريات ستحتضنها أرفف مكتبات المختبرات؟.
واسترسل: "وقبل أن ينفد النفط، اتجهت شركات التنقيب إلى البحار والمحيطات، وتوسعت في عمليات استكشاف الآبار في باطنها، عبر مشروعات الحفر التي تهدف إلى استخراج الطاقة النفطية من مجال آخر غير اليابسة".
وبذلك اتبع الإنسان أسلوباً جديداً زاد من ضمانات استمرارية المحروقات على مدى عقود قليلة مقبلة، ولكن على حساب صحته التي أصبحت تهددها كميات هائلة من غاز ثاني أكسيد الكربون، إضافة إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض وما يتبعه من ذوبان القمم الجليدية ورفع مستويات المياه في البحار والمحيطات " .
انعكاسات الوقود الحيوي
وأضاف " الرويلي ": يتسابق العلماء لإيجاد بدائل تقي الإنسان من هذه المخاطر، متجهين إلى الوقود الحيوي الذي يواجه هو الآخر عدداً من الملاحظات التي لها انعكاساتها السلبية هي الأخرى، ما يجعله لا يبتعد عن مواصفات البترول، مثل تشريد السكان بسبب انعكاساته على إنتاج الأغذية لأسباب عديدة، منها عدم نقاء الإنتاج من بعض المحاصيل مثل فول الصويا التي تمتاز بانبعاثات كربونية.
وزاد المهندس الرويلي: "لذلك اتجهت الأنظار إلى الطحالب التي تمتاز بإنتاج أعلى نقاءً من فول الصويا وغيرها، حيث إن الأصل في بحوث إنتاج النفط الأحفوري، معظمها جاءت من الطحالب الدقيقة التي تعيش في البحار الضحلة لملايين السنين، فهي، بحسب مجلة نيوساينتست، قد تكون المفتاح لتطوير أنواع وقود بديلة ومستدامة ".
وتابع "الرويلي": "الطحالب كائنات وحيدة الخلية تزدهر وتنمو في البيئات المائية على مستوى العالم، وتعمل على تحويل ثاني أكسيد الكربون الذي يمثل السبب الرئيس في تلوث الهواء، إلى كربوهيدرات وبروتينات وزيوت طبيعية .
وبالنسبة لبعض الأنواع، التي يمثل الزيت الطبيعي الجاف 70 بالمائة من وزنها، فإنه ومن خلال نظرية الأسترة، وهي عملية إضافة ثلاثة جزيئات من الكحول لجزيء واحد من الزيت الطبيعي، يمكن أن تحول الزيوت إلى وقود.
ولأن الطحالب من أسرع النباتات نمواً وتكاثراً، لذا تعد واحدة من أفضل مصادر الطاقة بين الكتل الحيوية على سطح الأرض، وقدر العلماء إنتاج الوقود الأخضر من الطحالب ما بين 7 .18 ألف إلى 75 .46 ألف ليتر سنوياً لكل هكتار، أي ما يقرب من 100 ضعف ما ينتجه فول الصويا
الوسائل الجيدة لزراعة الطحالب
واسترسل " الرويلي": "هناك 80 مليار ليتر من الوقود تستخدم سنويا لتشغيل طائرات أمريكية، وهو ما يعادل إنتاج 2 .4 ألف هكتار من مساحة مزروعة، أي ضعف مساحة ويلز البريطانية، ولحسن الحظ، فقد يكون هناك وسيلة جيدة لزراعة هذه الطحالب وبكثرة، تمكنا من حل مشكلة إنتاج الوقود الحيوي دون الدخول في معركة تنافسية مع المحاصيل الزراعية".
فالطحالب يمكن زراعتها في المياه العذبة ومياه الصرف الصحي وبنحو فعال، ويمكن زراعة الطحالب البحرية وفي مزيج من مياه البحر ومياه الصرف الصحي , وفي كلتا الحالتين، فإن مياه الصرف الصحي تعتبر مرتعاً جيداً لنمو الطحالب وتسهم في تنظيف المياه عن طريق إزالة المواد الملوثة التي تعتبر مغذية بالنسبة لها".
وزاد "الرويلي": "تقدر الأمم المتحدة إنتاج العالم من معدلات مياه الصرف الصحي المهدرة سنوياً من دون معالجة، 1500 كيلومتر مكعب، منها أكثر من 80 بالمائة تذهب إلى البحار، ما يعني أن هناك مخزوناً وفيراً من المياه الغنية بمغذيات الطحالب العلاج المتاح للتعويض عن الأثر البيئي لمياه الصرف الصحي.
ولكن لا تزال هناك مسألة لا بد من مناقشتها هي كيف وأين تزرع الطحالب في العالم؟، وهناك أنواع قليلة وعلى مساحات ضيقة تزرع بغرض النشاطات التجارية الصغيرة في قنوات المجاري المائية الضحلة أو في عبوات المختبرات التي تسمى بي بي آر أس.
فالأنواع التي تزرع في المجاري المائية غير مكلفة نسبياً، ولكنها بحاجة إلى مزارع في أرض مستوية، ولكننا هنا، سنواجه خطر التلوث في حال لم تجد المزارع الرعاية الكافية، إضافة إلى فقدان مخزونها من المياه بسبب التبخر.
أما طريقة بي بي آر أس، فهي خالية من مشكلتي التلوث والتبخر، ولكنها تفتقر إلى عامل الضوء، وإن فرضنا إمكانية إصلاح هذا الخلل، فإن مسألة تحديد المواقع الصالحة لهذا النوع من المشاريع لا تزال قائمة، فنحن بحاجة إلى تحديد الموقع الذي يوفر لنا الإنتاج من دون أن يؤثر أو يتنافس مع الزراعة باستخدام الأراضي التي يجب أن تكون تربة صالحة للزراعة.
ولذلك لابد من استغلال تربة غير خصبة قريبة بشكل معقول من محطات معالجة مياه الصرف الصحي. ولكن في معظم المدن، نجد أن مياه الصرف الصحي تصدر من محطات قريبة إلى حد ما من مشاريع تعتبر مهمة في البنية التحتية.
لذا فإن تركيب وحدات بي بي آر أس على آلاف الهكتارات من شأنها أن تنقذ تأثير المشروع في الطرق والمباني والجسور ويقلل تكاليف الإنتاج".
ابتكار نظام "أوميجا"
وقال "الرويلي": " في المدن الساحلية، ابتكر العلماء نظام "أوميجا" أو بناء سياج حول الغشاء الخارجي للطحالب، فنحو 40 بالمائة إلى 60 بالمائة من سكان الأرض يعيشون بالقرب من الساحل، ما يجعلهم يسهمون في تصريف كميات كبيرة من المياه الصالحة لإنتاج الوقود الأخضر إلى البحر.
حيث يعتمد نظام "أوميجا" على بي بي آر أس، المكون من أنابيب مرنة رخيصة مصنوعة من البلاستيك، هذه الأنابيب مليئة بمياه الصرف الصحي، تنمو في داخلها أنواع متعددة من طحالب المياه العذبة، ومن السهل إنشاء محميات وحقول من نظام أوميغا في الخلجان والبحار القريبة من المدن.
ولكن يجب بناء حواجز لكسر الأمواج للسيطرة على اندفاع المياه في حال التيارات البحرية القوية، والماء لا يلزم أن يكون عميقاً أو صالحاً للملاحة، فالمشروع سهل التطبيق، لكنه يحتاج إلى عدد قليل من التطبيقات البسيطة المهمة، مثل أجهزة قياس درجة الحرارة والضوء وضبط حركة القوارب، وغير حل مشكلة مياه الصرف الصحي، لمشروع أوميجا مزايا أخرى مثل سهولة التحكم فيه صعوداً وهبوطاً، ليمتص التأثير الناتج من الموجات السطحية وضبط مستويات الضوء داخل الأنبوب وتخلصه من مشكلة السعات الحرارية للمياه البحرية المحيطة به " .
وأضاف "الرويلي": "يمكن أيضاً استغلال التدرج بين مياه البحر المالحة ومياه الصرف الصحي لتعزيز العملية الأزموزية في الطحالب، باستخدام غشاء يسمح للمياه بعبورها بعد فرز الملح والملوثات منها .
وبعد هذه العملية، سنجد الطحالب بدأت في التكاثر بكميات كبيرة داخل الأنابيب، وإذا تحررت طحالب مشروع أوميغا عن طريق الخطأ إلى المياه، فإن النتيجة ستكون وفاتها بفعل تأثير المياه المالحة، لذلك لا يمكن للباحثين الهروب من النوع المستخدم من الطحالب إلى الأنواع الغازية نتيجة للتسرب في النظام الايكولوجي " .
تطوير طاقة الرياح والأمواج
وتابع "الرويلي": "في الواقع، يمكن تحسين نظام أوميغا بتوفير كميات كبيرة من أعشاب البحر واللافقاريات والشعاب المرجانية لتكون جزءاً من المنظومة العائمة بأكملها. وهناك إمكانات إضافية أخرى يمكن أن تسهم في تطوير طاقة الرياح أو طاقة الأمواج وتربية الأحياء المائية، وإذا كان هذا المشروع جيداً، فلماذا لم يتم تطبيقه؟
وواصل المهندس يزيد حديثه: "على مدى العامين الماضيين خصصت كل من وكالة الفضاء الأمريكية ناسا وهيئة الطاقة بولاية كاليفورنيا، نحو 11 مليون دولار، لتأسيس مشروع أوميغا في سانتا كروز بولاية كاليفورنيا، وقبل التنفيذ أجرت اختباراً صغيراً في مدينة سان فرانسيسكو، للتأكد من تأثير ذلك في الحياة البحرية في خليج مونتيري".
وأشار " الرويلي " إلى أن مجموعة كبيرة من الجهات الهندسية والبيولوجية والمعامل التي تعنى بالقضايا البيئية بدأت في بناء المشروع ليجد مكانه مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى كالرياح والطاقة الشمسية وموجة التكنولوجيات الأخرى، وذلك في مساحة تصل إلى نصف هكتار، حيث وجدت الفكرة صدى واسعاً حول العالم وتقدمت جهات أخرى بمقترحات لإنشاء الفكرة في مناطق كثيرة حول العالم مثل السعودية ونيوزيلندا وأستراليا والنرويج وخليج غوانتانامو وكوريا الجنوبية، ولكنها لا تزال قيد الدراسة حتى الآن .
تتميز الطحالب بسهولة الحصول عليها
توليد الطاقة من حركة الرياح