وقود المستقبل (بدائل مشتقات البترول)

[koashraf]

تفتكر بعد عدة سنوات من الان لماتدخل محطة البنزين تمون! حتمون ايه؟
يعنى ايه نوع الوقود اللى حتمون بيه العربيه؟
افضل الاراء تفاؤلاُ تتوقع نضوب البترول بعد 50 عاماً من الان على فرض وجود اكتشافات جديده.
وتوجد معضله أخرى تتمثل فى الاحتياجات المتزايده للصناعات البتروكيماويه والتى تعتمد بدورها على البترول ومشتقاته والتى لاتستطيع الحياه العصريه الاستغناء عنها مثل صناعات البلاستيك والجلود الصناعيه والسجاد والملابس والمواسير وقطاعات الابواب والشبابيك بالاضافه الى استخدام الفحم فى صناعة الحديد.....الخ وبدائلها الطبيعيه اسعارها فى ارتفاع مستمر لنضوب المواد الخام التى اصبحت فى اضمحلال مستمرنتيجة الاستغلال الجائر .
طيب هل سيقف العالم متفرجاً حتى تحدث ازمه فى الوقود الحفرى(أو الاحفورى)كماحدث ايام ازمة حرب اكتوبر المجيده ام ان هناك بدائل؟ بالطبع توجد بدائل ولكن ماهى؟ الاجابه على هذا السؤال سوف تكشف لنا حقائق مذهله وان البدائل كانت دائماً متاحه ولكن تم التغافل عنها سواء بقصد اوبدون .
طيب ليه؟ وماهى بدائل الوقود الحالى ومدى توافرها ؟ وكم تكون تكلفتها؟
وهذا ماسنتحدث عنه لاحقاً...وارحب بتعليقاتكم على الموضوع.

الوقود الحفرى له بدائل عده تتمثل فى الوقود الحيوى ووقودالهيدروجين أوالكهرباء.
فماذايميز كل منهما عن الاخر ومافائدة وأضرار استخددم كل نوع؟
بعض شركات السيارات تروج للسياره الكهربائيه، بمعنى ندخل محطه البنزين بدلا من تفويل بنزين نحط فيشة الكهرباء وهات ياشحن لغايه مالبطاريات تتملا وممكن كمان تشحن البطاريات وانت قاعدفى البيت من اى مصدرتيار كهربائى ولكن يعيب هذه الطريقه محدوديه سرعة السياره ومشكلة التلوث بالرصاص التى تسببها البطاريات الفارغه عندما تصبح غير قابله للشحن.بالاضافه الى محدودية المسافه التى تقطعها البطاريات حتى تفقد الشحن.
فبدأت فكرة سيارات تعمل بالكهرباء ولكن عن طريق خلايا الوقود.
وفى اوروبا وامريكا بدأوا فى بناء سلسله من محطات تموين السيارات بالهيدروجين ، ويعيب هذه الطريقه التكلفه المرتفعه لهذا الوقود ومحطات التموين به وخطورة تداول الغاز السريع الاشتعال والانفجار ولكن ممايميز هذا الوقود عدم وجود اى انبعاثات ملوثه للبيئه بمعنى ان المخلفات بخار ماء فقط.
ويوجد ايضاً الوقود الحيوى هو وقود يستخرج من بعض النباتات التى لها بذور مثل الكتان والصويا والقطن والسمسم ويتم اجراء بعض العمليات الكيميائيه عليه حتى يلائم الاستخدام كوقود.وهو يستخدم فى المحركات التى تستعمل وقود السولار دون اجراء اى عمليات تعديل عليها سواءبخلطه بالسولار اواستخدامه منفرداً .
و يرجع الاستخدام الاول للوقود الحيوي الى العالم " رادولف ديزل " مخترع المحرك الديزل .. و تشير الحقائق التاريخية ان محركات الديزل في اول اختراعها كانت تعمل بالوقود الحيوى ( زيت الفول السوداني ) و ذلك قبل اكتشاف السولار كوقود للمحركات . الا ان ظروف الحربين العالميتين و المصالح الشخصية لمالكي ابار البترول ادت الى اندثار الوقود الحيوي و انقطاع ذكره . الا انه بعد ازمة البترول التي عانت منها الولايات المتحدة ايام حرب 6 أكتوبر 1973 و موقف الدول العربية فى منظمة الدول المصدرة للنفط ( اوبك ).
قررت الدول الكبرى ان تعيد التفكير من جديد في مصادر الوقود البديل للاستفاده منه استراتيجيا.وعيب الوقود الحيوى انه يؤثر على مصادر غذاء الانسان فترتفع اسعارها نتيجة توجيه هذه المصادر لاستخلاص الوقود الحيوى فبدأ العلماء فى اجراء الابحاث لاستخدام بذور بعض النباتات التى لاتستخدم لغذاء الانسان كمصادر للوقود الحيوى ولكن هذا الوقود يعيبه انه مصدر للتلوث اكثر من الوقود الحفرى المستخدم حالياً .
فياترى ايه رأيكم تحبو لماتدخلوا محطة البنزين فى المستقبل تمونوا تحبو تمونوايه كهرباء ولاهيدروجين ولا زيت فول صويا؟

[lost2008]

زيت الديزل المستخرج من ثمرة الجوجوبا و اشجار الجاتروفا اصبح منتشر فى اوروبا و ان كان عملية استخراجة من الجاتروفا اقل تكلفة

[koashraf]

ما هى خلايا الوقود؟
والتى تستخدم فى السياره الكهربائيه وبعض التطبيقات الاخرى مثل سفن الفضاء.

هى ببساطة جهاز لتحويل الطاقة الكيميائية الى طاقة كهربية حيث ان خلية الوقود تعمل على تحويل الهيدروجين و الاكسجين الى ماء ومن خلال هذا التفاعل ينتج تيار كهربى يستفاد به.

ويمكننا مجازا ان نقول ان خلايا الوقود تتشابة مع البطارية حيث انها تقوم بتوليد طاقة كهربية من تفاعلات كيميائية ولكن الاختلاف هنا ان البطارية لها عمر افتراضى بينما خلية الوقود لا نهائية حيث انه طالما يدخل اليها هيدروجين و اكسجين يخرج تيار كهربى.
وتعبر المشكلة الاساسية فى هذا النوع و التى عاقت دون دخوله فى مجال السيارات لفترة طويلة هى انه لتوليد الطاقة منه نحتاج الى اكسجين و هيدروجين بالنسبة للاكسجين فمن السهل الحصول عليه من الهواء الجوى و متوافر و لكن المشكلة الحقيقية كانت فى الهيدروجين حيث انه لا يتواجد الا فى طبقات الهواء العليا و استخلاصه كان نوعا ما صعبا ولذلك ظل العلماء يبحثون عن وسيلة اخرى لتوليد الطاقة غير الهيدروجين

ولكن فى النهاية توصلوا الى طريقة فعاله و عملية جدا وهى تعتمد على تحويل الهيدروكربونات او الكحول ( الوقود الكحولى ) الى هيدروجين يمكن استخدامه فى خلايا الوقود و هذا عن طريق جهاز يسمى جهاز اعادة التأليف عن طريق الوسيط الكيميائى
reformer.او

ولكن كما يقال لا يوجد شئ كامل حيث ان هذه الطريقة يخرج منها درجة حرارة عالية و الهيدروجين الخارج غير نقى مما يقلل من كفاءة خلية الوقود
ومن الابحاث الحديثة التى يجريها العلماء حاليا وجد انه قد يمكن الاستغاضه عن الهيدروجين بالغاز الطبيعى - البر وبان و الميثان- propane and methanol حيث يسهل الحصول على الغاز الطبيعى بسهوله .

ويتعبر الميثان اكثر الغازات ترشيحا ليكون المستخدم فى السيارات الحديثة لسهولة الحصول عليه و سهوله شطره

خلايا الوقود و استخدمها فى السيارات:-

فى البداية بدأ استخدام خلايا الوقود فى المركبات الكبيرة وخاصة الاتوبيسات Buses وذلك لكبر حجم خلايا الوقود فى البداية ولكن مع التطور المستمر صغر حجم خلية الوقود جدا لدرجة جعلها تصلح فى الاستخدام فى السيارات الصغيرة

وبدأت بالفعل خلايا الوقود الهيدروجينية من النوع PEM فى الدخول فى عالم السيارات ومن المفترض ان تحل محل السيارات ذات المحركات التقليدية فى المستقبل القريب جدا و المتوقع ان تبدأ فى الانتشار الواسع فى السيارات بعد سنة 2010 و السيارات الموجود حالية تستخدم الميثيلين كما قلنا من قبل كما ويوجد بعض الشركات قد طورت نوع خاص من الوقود يمكن يمكن استخلاص من الهيدروجين و مازالت الشركات حتى هذة اللحظة تحاول تطوير وسائل اخرى لاستخلاص الهيدروجين بطريقة افضل و انقى لكى تزيد من كفاءة خلية الوقود.

[koashraf]

من الابحاث الحديثة التى يجريها العلماء حاليا وجد انه قد يمكن الاستغاضه عن الهيدروجين بالغاز الطبيعى - البر وبان و الميثان- propane and methanol حيث يسهل الحصول على الغاز الطبيعى بسهوله .

ويتعبر الميثان اكثر الغازات ترشيحا ليكون المستخدم فى السيارات الحديثة لسهولة الحصول عليه و سهوله شطره .

المحركات الكهربية و السيارات:-

المحركات الكهربية موجود فى السيارات منذ مدة طويلة و هى تعتمد على فكرة وجود محرك كهربى تقليدى يعمل بالبطاريات

و اثبتت الاختبارات على هذا النوع من المحركات و قد تندهش للمرة الثانية انه عالى الكفاءة جدا قد تصل الكفاءه الكلية 72 % تقريبا
وهذا يعنى انه افضل الانواع استخداما ولكن العيب القاتل فى هذا النوع هو احتياجة الدائم الى الشحن للبطاريات ولذلك يتخدم فى الاماكن المغلقة مثل ملاعب الجولف و الشركات الضخمة و الجامعات ( فى الدول المتقدمة بالطبع ) .

يجب ملاحظة المعايير الفنية التى تبين ان كان هذا النوع من السيارات افضل ام لا

وهذة المعايير هى:-

1- هل السيارة سهلة الاستخدام و قابلة للصيانة.
2- هل السيارة سهلة اعادة التزويد بالوقود او الطاقة
3- ما هى المسافة التى يمكن ان تقطعها قبل اعادة التزويد بالطاقة
4- كم هى سرعتها بالمقارنة بالسيارات الاخرى.
5- ما مقدار التلوث البيئى الذى تسببه.

[koashraf]

ويمكن تعبئة خزان الوقود بالهيدروجين خلال 3 دقائق فقط، وبعد نجاح الخبراء في رفع ضغط تعبئة الهيدروجين من 350 بار إلى 700 بار، يمكن للسيارة قطع مسافة 400 كلم بدون الحاجة للتزود بالوقود. وأعلن بيتر فروشيله من شركة دايملر -بنز عن تحسينات إضافية سيتم الإعلان عنها .
وتعتمد المسافة التي يمكن للسيارة قطعها على المكان الذي يوضع فيه خزان الهيدروجين في السيارة، يمكننا في المستقبل صنع خزان ذي سعة أكبر ورفع مدى السيارة إلى 600 وحتى إلى 800 كلم. وللمقارنة فإن أي سيارة كهربائية تحتاج إلى إعادة شحن بطاريتها بعد 150 كلم".
حققت تقنية سيارة الهيدروجين ومحرك خلايا الوقود نجاحا باهرا خلال السنوات الخمس الماضية، بعيدا عن الأنظار. ويقول الخبراء إن نظام محرك الوقود بات يعمل بفعالية، وأن المهندسين يعملون الآن على خفض سعر السيارة الجديدة. وقد اتفقت شركات صناعة السيارات العملاقة على البدء بطرح السيارة الهيدروجينية في الأسواق في عام 2015.