بقدر ما تعتبر الكتلة الحيوية وقودًا متجددًا وجذابًا منخفض الكبريت ، فإن التأثيرات البيئية المحتملة للكتلة الحيوية يتم الشعور بها بسبب استخدام موارد الطاقة الخاصة بها.
تشير الكتلة الحيوية إلى الكتلة الإجمالية للنظام البيئي. والتي تشمل: الكتلة الحيوية مثل الكتلة الحيوية النباتية، والكتلة الحيوية غيرية التغذية (الكائنات الحية التي تتغذى على كائنات حية أخرى)، والكتلة الحيوية للأنواع (الكتلة الحيوية لنوع فردي في مجتمع)، والكتلة الحيوية الأرضية، والكتلة الحيوية للمحيطات، وحتى الكتلة الحيوية العالمية.
يمكن قياس الكتلة الحيوية كمبلغ إجمالي للكتلة في نظام بيئي أو كمتوسط للكتلة في منطقة معينة.
يُعدّ التنافس على الأراضي الصالحة للزراعة اللازمة لإنتاج الغذاء والألياف القضية الرئيسية المتعلقة بإنتاج الكتلة الحيوية. كما تُشكّل اضطرابات التربة، وتغير المناخ ، وتدمير الموائل وفقدان الأنواع، واستنزاف المغذيات، وتدهور جودة المياه، آثارًا بيئية محتملة لإنتاج الكتلة الحيوية واستخدام المخلفات الزراعية والحرجية لإنتاج الطاقة.
تعتمد شدة هذه الآثار بشكل كبير على الموقع ويجب تقييمها على المستوى الإقليمي.
تنتج العمليات الكيميائية الحيوية والحرارية لتحويل مواد الكتلة الحيوية إلى وقود ملوثات للهواء (مثل أول أكسيد الكربون، والمواد الجسيمية، وكبريتيد الهيدروجين، وما إلى ذلك)، ونفايات صلبة، ومياه صرف صحي قد تؤثر سلبًا على البيئة.
ومع ذلك ، يمكن تقليل الآثار البيئية من إنتاج الكتلة الحيوية وتحويلها من خلال تنفيذ ممارسات الحفظ والتخطيط الدقيق ، واستخدام تكنولوجيا التحكم البيئي المناسبة ، واستخدام أي منتجات ثانوية منتجة.
ما هي الكتلة الحيوية؟
الكتلة الحيوية هي مادة عضوية متجددة تتكون من كائنات حية كالنباتات والحيوانات. ويمكن تعريفها أيضاً بأنها مصدر طاقة متجدد ومستدام يُستخدم لتوليد الكهرباء أو غيرها من أشكال الطاقة. وهي شكل من أشكال الطاقة الحيوية.
أكثر مواد الكتلة الحيوية شيوعًا المستخدمة للطاقة هي النباتات والخشب والنفايات. وتسمى هذه المواد الأولية للكتلة الحيوية. حتى منتصف القرن التاسع عشر ، كانت الكتلة الحيوية أكبر مصدر لإجمالي استهلاك الطاقة السنوي في الولايات المتحدة.
لا تزال الكتلة الحيوية وقودًا مهمًا في العديد من البلدان ، وخاصة للطهي والتدفئة في البلدان النامية. تحتوي الكتلة الحيوية على طاقة كيميائية مخزنة من الشمس. تنتج النباتات الكتلة الحيوية من خلال عملية التمثيل الضوئي.
يمكن حرق الكتلة الحيوية لتوليد الحرارة (مباشرة)، أو تحويلها إلى كهرباء (مباشرة)، أو معالجتها إلى وقود حيوي (غير مباشرة).
ومع ذلك ، فإن هذا المصدر المثير للطاقة ليس له تأثير على البيئة ، وقد دفعنا ذلك إلى البحث لتنويرك بشأن بعض الآثار السلبية التي تسببها الكتلة الحيوية على البيئة.
10 الآثار البيئية للكتلة الحيوية
1. مناخ تشانge
يُعد تغير المناخ مشكلة بيئية عالمية رئيسية تم اكتشاف أنها ناجمة عن الاستخراج غير المستدام للأخشاب من الغابات واحتراق الوقود الأحفوري، وقد أدت هذه الظاهرة إلى إدراك الحاجة إلى استكشاف خيارات طاقة فعالة وبديلة وصديقة للبيئة.
يؤدي احتراق حطب الوقود وأنواع الوقود الحيوي الأخرى إلى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (غازات الدفيئة)، حيث يشكل الكربون ما يقارب 50% من الخشب. ويُعد هذا الغاز من العوامل الرئيسية المساهمة في ظاهرة الاحتباس الحراري، التي بدورها تؤدي إلى تغيرات مناخية.
ومع ذلك ، إذا كان خشب الوقود يأتي من طرق الاستخراج المستدامة ، فإن احتراقه سيؤدي إلى انبعاثات كربونية صفرية. ولكن بعد ذلك ، من الصعب تحديد النسبة المئوية لحطب الوقود المستخدم من مصادر غير مستدامة.
على المستوى العالمي ، يُعزى حوالي 2.8٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى احتراق خشب الوقود. علاوة على ذلك ، بالإضافة إلى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، يؤدي احتراق خشب الوقود والمخلفات الزراعية إلى انبعاث منتجات الاحتراق غير الكامل.
تُعدّ هذه المنتجات غازات دفيئة أقوى من ثاني أكسيد الكربون لكل غرام من الكربون المنبعث. ويُقدّر أن قدرة غازات الدفيئة غير ثاني أكسيد الكربون، مثل أول أكسيد الكربون والميثان والهيدروكربونات غير الميثانية، على إحداث الاحتباس الحراري قد تتراوح بين 20 و110 بالمئة من قدرة ثاني أكسيد الكربون نفسه ، وذلك تبعاً للوقت اللازم.
2. إزالة الغابات
يقدر استهلاك خشب الوقود العالمي بحوالي 1.3 × 109 م 3 ومن المتوقع أن يرتفع أكثر في السنوات القادمة. المصادر الرئيسية لحطب الوقود هي الغابات وأشجار القرى ومخلفات الغابات. يستخدم خشب الوقود إلى حد كبير كوقود محلي في البلدان النامية. في الصناعات (مثل صناعة الصلب) ، يتم استخدامه كمصدر للحرارة.
تستخدم العديد من شركات الطاقة أخشاب الغابات للحصول على الوقود ، وبالتالي يتم قطع الأشجار الناضجة بشكل عشوائي مما يؤدي إلى إزالة الغابات ، وفقدان الموائل ، وتدمير الجمال الطبيعي ، وما إلى ذلك.
تم تقديم آراء مختلفة حول مساهمة استخراج حطب الوقود في إزالة الغابات. خلصت الدراسات إلى أن استخراج حطب الوقود يساهم بدرجات متفاوتة في فقدان الأشجار (في القرى والغابات) ، وتدهور الغابات ، وفي نهاية المطاف إزالة الغابات.
تم الإبلاغ عن عدم التوازن بين الطلب على حطب الوقود وإنتاجه كأحد العوامل الرئيسية المسؤولة عن نضوب الغابات. ساهم الاستخدام المتزايد لحطب الوقود لتلبية الاحتياجات المنزلية والصناعية للمناطق الريفية والحضرية في تدهور الغابات.
3. فقدان مغذيات التربة
تشكل بقايا الزراعة مصدرًا مهمًا للطاقة في المناطق الريفية في البلدان النامية عندما تُترك في الحقول يحسن خصوبة التربة. وسيكون استخدام المخلفات الزراعية للحصول على الطاقة مشكلة إذا قللت من خصوبة التربة.
ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أنه ليست كل البقايا لها نفس التأثير على التربة. بعض المخلفات مثل كوز الذرة وقشر الأرز وعصي الجوت ومخزون القطن وقشور جوز الهند لا تتحلل بسهولة ولها القدرة كمصادر للطاقة. وبالتالي فإن اختيار المخلفات الزراعية له تأثير على البيئة.
وبالمثل ، فإن روث الماشية ، على الرغم من كونه سمادًا ، يفقد قيمته كسماد إذا تم حرقه أو تركه تحت أشعة الشمس لبضعة أيام.
حاليًا ، تُستخدم بقايا المحاصيل من الحبوب إلى حد كبير كعلف ، وتستخدم المخلفات الخشبية (الخشبية) كوقود. قد لا يؤدي حرق بقايا المحاصيل الخشبية إلى أي فقد كبير للمغذيات في التربة.
يؤدي حرق روث الماشية كوقود إلى فقدان المواد العضوية والعناصر الغذائية الأخرى التي تؤثر على إنتاج المحاصيل. وبالتالي فإن التأثير البيئي لفقدان قيمة المغذيات بسبب حرق مخلفات المحاصيل وروثها هامشي.
4. تأثير على Huصحة الرجل
يمكن أن تنشأ مشاكل صحية نتيجة التعرض للدخان الناجم عن حرق حطب الوقود. وفقًا لمنظمة الصحة العالمية (WHO) ، يمكن أن يتسبب الدخان المنبعث من الوقود الحيوي منخفض الجودة مثل مخلفات المزارع ونفايات الحيوانات في حدوث التهاب الشعب الهوائية الحاد والالتهاب الرئوي بين الرضع والنساء.
يعد الدخان الناتج عن استخدام وقود الكتلة الحيوية في المطابخ الريفية وحرائق الأخشاب وما يرتبط بها من تلوث ظواهر شائعة في معظم البلدان النامية. الطبخ في مطبخ مليء بالدخان غير مريح ويؤدي إلى الكدح بين النساء.
5. تلوث الهواء
خارج انبعاثات غازات الدفيئة المساهمة ، والتي تؤدي إلى الاحتباس الحراري ، وفي نهاية المطاف ، تغير المناخ ، يمكن أن يؤدي حرق الكتلة الحيوية في حالة صلبة أو سائلة أو غازية أيضًا إلى انبعاث ملوثات أخرى ومواد جسيمية في الهواء ، مثل أول أكسيد الكربون ، متطاير المركبات العضوية وأكاسيد النيتروجين ، مما يجعل الهواء غير صالح لاستعمال الكائنات الحية. تُعرف هذه الظاهرة بتلوث الهواء.
في بعض الحالات ، يمكن أن ينبعث حرق الكتلة الحيوية من التلوث أكثر من الوقود الأحفوري. على عكس انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، لا يمكن عزل العديد من هذه الملوثات بواسطة النباتات الجديدة.
يمكن أن تؤدي هذه المركبات إلى العديد من المشكلات البيئية وصحة الجهاز التنفسي البشري إذا لم يتم احتواؤها بشكل صحيح.
6. انخفاض في موارد المياه
تتطلب النباتات الماء لتنمو. عندما تزرع شركات الطاقة الأشجار والمحاصيل الأخرى لمصنع للطاقة الحيوية ، فإنها تستخدم الكثير من المياه للري.
على نطاق واسع ، يؤدي هذا إلى زيادة ظروف الجفاف ، مما يؤثر على الموائل المائية وكمية إمدادات المياه المتاحة لأغراض أخرى (الاستخدام المنزلي ، والمحاصيل الغذائية ، والشرب ، والطاقة الكهرومائية ، وما إلى ذلك).
7. تآكل التربة
يحدث تآكل التربة عندما تنفصل جزيئات التربة عن سطح التربة بفعل المطر أو يتم نقلها بواسطة الرياح أو المياه الجارية.
تحمي النباتات الحية أو بقايا المحاصيل سطح التربة من التعرية ، ولكن عندما لا يتم تغطية سطح التربة بالمواد النباتية ، فإن الماء يزيل جزيئات التربة من الركام ، مما يؤدي إلى تآكل التربة. يؤدي حصاد المحاصيل للحصول على طاقة الكتلة الحيوية إلى زيادة مستوى التعرية في التربة.
8. التصحر
التصحر بسبب إزالة الغابات والأراضي الحرجية للزراعة والثروة الحيوانية. تحول صناعة طاقة الكتلة الحيوية الأشجار إلى كريات خشبية ثم تحرقها للحصول على الطاقة على نطاق المرافق.
تستخدم شركات الكتلة الحيوية هذه العملية بشكل خاطئ على أنها طاقة نظيفة ، لكن حرق الأشجار لتوليد الطاقة يمكن أن ينبعث منه تلوث كربوني أكثر من حرق الفحم والصناعات، مما يتسبب في أضرار طويلة الأمد للغابات والحياة البرية.
9. فقدان الموائل
يمكن أن يؤدي الطلب على الطاقة الحيوية إلى تفاقم فقدان الموائل للأنواع التي تفقد موطنها بسبب التحضر. يمكن أن تفقد الغابات ، التي تعمل كموائل للكائنات الحية ، بسبب الكتلة الحيوية. وفقدان الموائل يعني فقدان التنوع البيولوجي.
10. فقدان التنوع البيولوجي
يتم الترويج لحصاد الكتلة الحيوية لإعطاء قيمة للخشب منخفض القيمة لأنه ليس بنفس قيمة الخشب المنشور. ومع ذلك ، فإن هذه الأشجار هي الأكثر قيمة للتنوع البيولوجي.
إزالة مثل هذه الأشجار يقلل بشكل كبير من الموائل للحيوانات التي تعيش في التجاويف مثل السناجب والبوم.
تؤدي إزالة الأخشاب الميتة والمتحللة أيضًا إلى إزالة المواد من قاعدة السلسلة الغذائية التي تدعم مجتمعات الفطريات واللافقاريات المعقدة. مع زيادة الكتلة الحيوية هو انخفاض في عدد الأنواع والثراء الوظيفي.
خاتمة
الكتلة الحيوية هي مادة معقدة وطبيعية ومتجددة ذات تنوع كيميائي هائل. تختلف قدرتها على إنتاج الطاقة باختلاف العملية المستخدمة ، والتي قد تتضمن تقنيات أولية أو متطورة للغاية.
لذلك ، عندما نختار استخدام الكتلة الحيوية كمصدر للوقود الحيوي أو الطاقة الحيوية ، دعونا لا ننسى أن البيئة هي العامل الأول الذي يجب مراعاته.