كيف تشكل الطحالب فرصة لتسريع وصول العالم إلى معدلات انبعاث سالبة؟

يساعد استخدام الوقود الحيوي في الحد من انبعاثات الغازات الدفيئة، وهذا أحد الأسباب التي تدفع شركات النفط لتزويد الأسواق ببنزين يمثل الإيثانول 10% منه (وقود حيوي)، لكن ذلك لن يكون كافيًا لتفادي حدوث تغير مناخي كارثي، بحسب تقرير لموقع "ذا كونفرزشن".

يجب الوصول بمعدلات الانبعاثات إلى مستويات سالبة، وهذا لبدء عملية التخلص من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، والعودة إلى مستوياته المتعارف عليها قبل الثورة الصناعية، وهذه مهمة شاقة، فحاليًا وصل تركزه في الغلاف الجوي إلى نحو 410 أجزاء في المليون، مقارنة بنحو 280 جزءا في المليون قبل الثورة الصناعية.

ومما يثير الاهتمام، أن الإنجازات الأخيرة في أبحاث الوقود الحيوي جعلت هذا الهدف أقرب، لكن قبل الخوض في سبب هذا القرب، يجب الحديث أولًا عن إنتاج الوقود الحيوي.

اللجوء إلى الطحالب

- لسنوات عديدة كانت الصناعة النفطية تنتج الوقود الحيوي، باستخدام المحاصيل الزراعية مثل قصب السكر والذرة وفول الصويا، التي يتم تحويلها عن طريق التخمير أو العمليات الكميائية الاخرى إلى إيثانول أو ديزل حيوي.

- كان الأمر مثيرًا للجدل، ويرجع ذلك جزئيًا إلى العواقب السلبية لزراعة هذه المحاصيل على نطاق واسع، وعليه فإن شركات النفط تمول الآن برامج بحثية حول ما يطلق عليه الجيل الثاني من الوقود الحيوي، لا سيما الطحالب، التي يمكن زراعتها في المياه بدلًا من الأراضي.

- تتوافر الطحالب في أشكال عديدة، أشهرها الأعشاب البحرية وهي نوع من الطحالب الضخمة، كما أن هناك العديد من الطحالب الدقيقة، مثل أزهار الطحالب التي تنبت من حين لآخر في الأنهار والبحيرات الملوثة.

- الطحالب غير فعالة نسبيًا في التمثيل الضوئي، لكن الاكتشافات الحديثة تسير نحو حل هذه المشكلة، وقد نجح باحثون ممولون من "إكسون موبيل" في إعادة هندسة الطحالب وراثيًا بهدف مضاعفة معدل امتصاص الكربون.

- بشكل مستقل، توصلت مجموعة بحثية في جامعة واشنطن مؤخرًا إلى طريقة لزراعة الطحالب في غضون أيام بدلًا من أسابيع، مما يمهد الطريق نحو إنتاج أكثر فعالية للوقود الحيوي.

فرص وطموح

- إذا استطاع العلماء زراعة النوع الصحيح من الطحالب بكميات كافية، فإن الخطوة التالية ستكون تحويلها إلى وقود حيوي، فبينما كانت محاصيل الجيل الأول من الوقود الحيوي غنية بالسكريات والنشا، ما يؤهل لتحويلها إلى وقود عبر التخمير، لا يمكن للطحالب التحول بهذه الطريقة.

- مع ذلك، ما زال هناك سبيل للاستفادة من الطحالب عبر عملية "الانحلال الحراري"، فإذا تم تسخين الكتلة الحيوية مثل الطحالب في وجود الأكسجين، فإنها تحترق، وهذا يعني أن الكربون يتحد مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون.

- لكن إذا تم تسخينها في غياب الأكسجين فلا يمكن حرقها، وما يحدث بدلًا من ذلك هو اندفاع العديد من الزيوت والغازات إلى الخارج، تاركة شكلًا نقيًا من الكربون، أو ما يعرف بـ"الفحم النباتي"، وتعرف هذه العملية باسم "الانحلال الحراري"، وتحدث منذ آلاف السنين متسببة في تحويل الحطب إلى فحم.

- الغازات الناتجة سيكون لها قدرة كبيرة على توليد الكهرباء وحتى تشغيل أداة الانحلال الحراري، لكن الأهم بالنسبة لصناعة النفط التي استثمرت الكثير في الأبحاث حول هذه العملية، أن الزيوت الناتجة يمكن تنقيتها بسهولة وتحويلها إلى وقود نقل.

- بصرف النظر عن الاحتراق بالحرارة الشديدة، فإن الفحم الحيوي له ميزتان مهمتان أخريان، أنه مادة قيمة تضاف للتربة لجعلها أكثر خصوبة وتباع للمزارعين، وأنه يظل باقيًا في التربة لمئات السنين، وبالتالي فإن إنتاجه وعزله في الأرض هو طريقة شبه مستدامة لاحتجاز وتخزين الكربون.

- آخر شيء يمكن ملاحظته حول الانحلال الحراري، هو إمكانية تغير نسب المخرجات وفقًا لمعايير العملية من درجة حرارة ونوع الطحالب المستخدم، وبقول آخر، يمكن زيادة إنتاج الفحم الحيوي أو الزيوت المستخدمة في وقود النقل.