ملخص تنفيذي:
تتعدد طرق إنتاج الوقود الحيوي ومصادر الطاقة المتجددة للاقتصادات النامية أو المتعثرة، إلا أن الحلول العملية التي تُحقق انبعاثات كربونية منخفضة مع أقل قدر ممكن من التأثير السلبي على البيئة قليلة. تُشير سنوات من البحث إلى أن صناعة الوقود الحيوي تُعدّ محفزًا واعدًا لخلق فرص العمل، وتوليد الدخل، وتبني نمط حياة أكثر استدامة. لا تزال صناعات زيت النخيل والسكر والذرة، المستخدمة في إنتاج الوقود الحيوي، هي المهيمنة، لكنها لا تُشكل مصدرًا مستدامًا لتجديد سوق الوقود. يُعدّ إنتاج الكتلة الحيوية من روث الخنازير باستخدام المفاعلات الحيوية ثورة واعدة، شريطة دمجها في نظام حيوي يُولّد دخلًا وفوائد متعددة. تُظهر التقنيات الناشئة إمكانية البدء بالنفايات البلدية ثم فصل الكربون عن جزيئات الهيدروجين لإنتاج كربون نقي وهيدروجين نقي، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للوقود النظيف. كما تُثبت الاختراقات التكنولوجية في مجال الغاز التخليقي أنها خيارات مستدامة للمستقبل، مع تحويل التكلفة إلى عائد في الوقت نفسه. يُعدّ زيت التربنتين المُستخرج من الأشجار الوقود الوحيد المحايد للكربون، ويُطبّق تجاريًا في لاس غافيوتاس، كولومبيا.
الكلمات المفتاحية: الوقود الحيوي، انبعاثات الكربون، زيت النخيل، روث الخنازير، الهاضم، الهيدروجين، الغاز التخليقي، تحويل التكلفة إلى الإيرادات، التكوين الذاتي، زيت التربنتين، محركات الديزل والبنزين.
الماء كمصدر للطاقة: لاس غافيوتاس
استلهمتُ الفكرة عندما وطأت قدماي أرض لاس غافيوتاس لأول مرة عام ١٩٨٤، تلك الزاوية النائية من منطقة فيتشادا في كولومبيا، الواقعة ضمن حوض نهر أورينوكو. كان ماريو كالديرون ريفيرا آنذاك رئيسًا لفرع نادي روما في كولومبيا، وقد دعا أعضاء النادي الزائرين لمشاهدة نشأة نموذج تنموي جديد: إعادة إحياء الغابات المطيرة. والمثير للدهشة أن معظم الحاضرين أقروا بأفكار باولو لوغاري الرائعة وحماسه، صاحب فكرة المشروع، لكنهم اعتقدوا أن المقترحات لن تُرى النور. ورغم أن عددًا قليلًا من الأشجار فقط بقي في بداية هذه المحاولة لإعادة تشجير السافانا بالغابة التي كانت موجودة سابقًا، فقد أُعجبتُ بقدرة توليد الطاقة في تلك المنطقة النائية؛ إذ ولّد متر واحد من الماء ٦٠ كيلوواط/ساعة في منظر طبيعي بدا مسطحًا للعين غير الخبيرة.
باولو لوغاري: السعي لإعادة تأهيل الغابات وتوفير مياه الشرب النظيفة
باولو لوغاري، الذي لم يُكمل دراسته الثانوية بل تلقى تعليمه المنزلي على يد والده، لديه مبادئ واضحة: في المناطق الاستوائية، تجد الحلول في المناطق الاستوائية. يُفضّل العمل مع مُتدرب مُتحمّس على قيادة فريق من قِبل حائز على جائزة نوبل مُكتئب. أحاط نفسه بعدد كبير من المُتدربين المُتحمسين، وشعرتُ أنا شخصيًا أنني مُتدرب في كل زيارة من زياراتي العديدة إلى لاس غافيوتاس، مُتلهفًا في كل مرة لمعرفة المزيد من هذا العقل الرائع الذي وصفه غابرييل غارسيا ماركيز (الحائز على جائزة نوبل في الأدب من كولومبيا عام 1982) بأنه "الرجل الذي اخترع العالم". كان، إلى جانب فيليبي غونزاليس، رئيس الوزراء الإسباني السابق، من أوائل الداعمين لهذه المبادرة الثورية التي غيّرت قواعد إعادة التشجير والتنمية الاجتماعية والاقتصادية. كان اقتراح تجديد الغابات واضحًا: لا يُمكن علاج أمراض الجهاز الهضمي إلا إذا توفرت للسكان مياه شرب نظيفة. يعتمد إنتاج مياه الشرب المستدامة على تعديل درجة حموضة التربة، وهو ما لا يتحقق إلا بتغطية الأرض بالأشجار. وكانت شجرة الصنوبر الكاريبي (Pinus caribbaea) هي النوع الرائد الوحيد. قرر باولو وفريقه زراعة أشجار الصنوبر، مما مكّنهم من فهم كيفية معالجة المشكلات الصحية مع الحفاظ على الغابات، وإنتاج مياه شرب نظيفة، وعزل ثاني أكسيد الكربون. تطلّبت هذه المبادرة طاقة، فكانت الخطوة الأولى إنشاء خط كهرباء لتزويد المجتمع بها. كان الماء هو المورد المتجدد الوحيد، ومن هنا أدركتُ أنه في بعض الأحيان يجب الاستماع إلى الخبراء والعمل مع أصحاب الرؤى العملية.
في ذلك الوقت، لم يعتقد الكثيرون أن قطرة ماء بطول متر واحد كافية لتوليد الكهرباء، لكن محطة الطاقة الكهرومائية الصغيرة هذه لا تزال تعمل حتى اليوم بعد أكثر من 30 عامًا. لقد كانت هذه التجربة هي التي دفعتني إلى الاهتمام بالحاجة إلى الطاقة، لكنها علمتني أيضاً أن الطاقة ليست غاية في حد ذاتها، بل هي وسيلة لتحقيق غاية: فالماء والسكن والصحة أكثر أهمية بشكل واضح، لكنها لا تكون قابلة للتطبيق إلا إذا كانت الكهرباء متوفرة.
استخدام الزيوت النباتية وزيوت النخيل لإنتاج الوقود الحيوي
كان تصميم مصنع المنظفات في بلجيكا يهدف إلى خفض استهلاك الطاقة. وبما أنني أعيش في منطقة مريحة كأوروبا، لم أكن متحمسًا بعد لتحقيق الاكتفاء الذاتي الكامل. مع ذلك، خضتُ تجربتي الأولى في إعادة تدوير الزيوت النباتية المستعملة من المطاعم كوقود للسيارات. في عام ١٩٩٢، كانت جميع سيارات الديزل التابعة لشركتي للمنظفات في بلجيكا تعمل بزيت نباتي ١٠٠٪ حتى علمت شركة التأجير بذلك عبر وسائل الإعلام وأبلغتنا أنها ستلغي ضمانات السيارات. ولأن السيارات كانت تعمل بشكل جيد، بدأت أتساءل عن سبب المشكلة. أدركتُ أن الناس يميلون بشدة إلى تجنب المخاطرة، وقد دفعتني هذه التجربة إلى عالم الوقود الحيوي. وبينما كنا نسكب زيت القلي المصفى من المطعم في خزان الوقود، تعلمتُ عن عملية الأسترة التبادلية وإنتاج بعض المنتجات الثانوية مثل الجلسرين.
منذ أن واجهتُ، في خريف عام ١٩٩٣، الواقع المرير لزيت النخيل وتزايد استهلاكه الذي أدى إلى تدمير الغابات المطيرة، الموطن الطبيعي لإنسان الغاب في كاليمانتان، أصبحتُ شديد الحساسية للحماس المتزايد لفكرة أن زيت النخيل يمكن أن يكون مصدرًا للوقود الحيوي. لم يكن زيت النخيل مصدرًا مستدامًا للمنظفات القابلة للتحلل الحيوي، وبالتالي لم يكن مصدرًا مستدامًا للوقود المتجدد أيضًا. لهذا السبب، كنتُ متقبلًا لنهج المؤسسات التمويلية فيما يتعلق بالسبل الجديدة الممكنة لإنتاج الوقود الحيوي. عندما علم بيتر غولدمارك، رئيس مؤسسة روكفلر، ببرامجنا في مجال أبحاث الطاقة المتجددة في أفريقيا، بما في ذلك مبادرات زراعة الفطر في زيمبابوي، دُعينا للتعاون في زراعة نبات الجاتروفا كركاس، المعروف أيضًا باسم الكركديه. استكشفنا الإمكانيات واكتشفنا أن ثمرة البذور الزيتية مصدر محلي سهل المنال للوقود.
في المؤتمر العالمي الرابع للانبعاثات الصفرية، الذي عُقد في ناميبيا عام ١٩٩٨، نظمنا جلسة خاصة حول الوقود الحيوي بمشاركة علماء من أفريقيا وأمريكا اللاتينية، وألقى باولو لوغاري كلمة افتتاحية. وترأس الجلسة البروفيسور أوزموند موانديميلي، عميد كلية الزراعة والموارد الطبيعية بجامعة ناميبيا آنذاك. وكانت هذه المرة الأولى التي تناقش فيها شبكة ZERI، التي تضم أكثر من ١٥٠ مشاركًا، موضوع الوقود الحيوي ضمن إطار عمل شامل. وقد سلط البروفيسور لوسيو بروش، رئيس ZERI البرازيل، الضوء على الأبحاث الناشئة في مجال الوقود الحيوي المُستخلص من الطحالب، والتي بدأت كجزء من برنامج التغذية القائم على الطحالب. واتفق المشاركون في الاجتماع على أن الأولوية القصوى هي مكافحة سوء التغذية، ومكافحة أمراض الجهاز الهضمي، وضمان الحصول على مياه شرب نظيفة. وكان الوقود الحيوي أحد ثمار هذه المبادرات، ومن شأن تصميم عملية دمج الماء والغذاء والوقود أن يجعل جميع النتائج تنافسية ومستدامة ذاتيًا. ناقشنا هذه التطورات المتعلقة بالوقود الحيوي مع باولو، وتساءلنا عما إذا كان بإمكان نوع النخيل المحلي في فيتشادا، المعروف باسم موريتشي أو موريتيا فليكسوزا، أن يُستخدم كمصدر للوقود الحيوي بدلاً من زيت النخيل. يمكن زراعة شجرة الموريتشي في الغابة الناشئة كنوع محلي، مما يسمح لنا باختبار كيفية مساهمة زيتها، الذي لا ينافس الغذاء أو الأرض، في إنتاج الديزل الحيوي. ناقشتُ هذا الأمر مع مكتب زيري اليابان، وقررنا جمع التمويل اللازم لتنفيذ عملية زراعة إضافية تحت قيادة السيد يوسوكي سارايا، رئيس زيري اليابان، والسيدة مياكو يوشينو، مديرة زيري للتعليم في اليابان. زار باولو لوغاري اليابان وألقى محاضرة في جامعة الأمم المتحدة، مما دفع برنامج الأمم المتحدة الإنمائي إلى إدارة التمويل. في عام 2000، تلقى باولو عرضًا من البروفيسور برنارد أمادي، مؤسس منظمة مهندسون بلا حدود في كولورادو (الولايات المتحدة الأمريكية)، للقدوم وبناء مصنع للديزل الحيوي. كان البروفيسور أمادي قد حضر دوراتي ومحاضراتي في سانتا فيه، نيو مكسيكو، والتي نظمتها ليندا تايلور وروبرت هاسبل، اللذان أدارا برامج ZERI في ذلك الجزء من الولايات المتحدة لمدة عقد من الزمان. وقد وفرت لاس غافيوتا مساحة في مركزهم في بوغوتا، وأصبح أول مصنع لإنتاج الديزل الحيوي في وسط مدينة كولومبيا (وربما في أمريكا اللاتينية) جاهزًا للعمل في غضون أسبوعين.
تحويل الكتلة الحيوية إلى وقود
يتطلب تحويل الوقود الحيوي إلى ديزل عملية تبادل إستري باستخدام الميثانول (CH3OH) كعامل تفاعل وهيدروكسيد الصوديوم (NaOH) كمحفز، مما ينتج عنه ديزل حيوي مع الجلسرين كمنتج ثانوي. وقد وافق باولو لوغاري وشركة جنرال موتورز على اختبار تأثير هذه العملية على محركات سياراتهما. وبينما كانت هذه العملية جارية، واصلتُ البحث في جميع أنحاء العالم عن مصادر أخرى للطاقة المتجددة تُحقق بصمة كربونية أفضل بكثير.
بعد أن اطلعت على أجهزة التخمير اللاهوائي التي ابتكرها البروفيسور جورج تشان، وعلى التوسع الذي شهده البروفيسور لي كانغمين في محطات الغاز الحيوي في الصين، قررت زيارة بعض أكبر محطات التخمير في العالم. في هذه الحالة، كانت الكتلة الحيوية، وتحديدًا روث الخنازير، تُحوّل إلى غاز الميثان. تعرّفت على تفاصيل تخمير المواد الصلبة من خلال العمليات اللاهوائية، ووجدت أن استخدام الروث أكثر جدوى من استخدام زيت النخيل الذي كنا نفكر فيه في كولومبيا، حتى مع النوع المحلي منه. كان حجم المحطة وإنتاجها هائلين، حيث عالجت أجهزة التخمير اللاهوائي الثلاثة أكثر من 10,000 متر مكعب من روث 20,000 خنزير، مما جعلها عملية بالغة الكفاءة.
أظهرت تجربة التوسع في الصين بوضوح أن عملية الأسترة التبادلية منطقية إلى حد ما، لكنها لا تزال تتطلب مدخلات خارجية كثيرة غير متوفرة بسهولة محليًا. انطلق إنتاج الغاز الحيوي من روث الخنازير من فرضية مختلفة: تحويل النفايات إلى وقود. هذا ليس هدفًا واحدًا، بل سلسلة من العناصر الغذائية والطاقة. يُعدّ روث الخنازير الناتج من الهاضم مصدرًا مثاليًا للعناصر الغذائية للطحالب، مما يؤدي إلى زراعة أعلاف الأسماك. لقد استخلصنا العبر، ويستمر مشروع وقود الديزل الحيوي من زيت النخيل في كولومبيا بالعمل دون عملية الأسترة التبادلية، ويقتصر استخدامه الآن على الغذاء. يُنقّى الزيت ببساطة ثم يُباع في السوق المحلية كزيت طهي. لقد حان الوقت لتجاوز حدود ما نعرفه.
إنتاج الغاز الحيوي من المفاعلات الحيوية
انطلقنا لاستكشاف آفاق جديدة، واستشرنا العشرات من علمائنا. وكان أندرس ويكمان، المدير السابق للسياسات في برنامج الأمم المتحدة الإنمائي وعضو الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم، هو من أرشدنا إلى جامعة لينشوبينغ في السويد، وإلى أعمال البروفيسور يورغن إيليرتسون، الباحث في مركز دراسات المياه والبيئة بالجامعة. فقد ضاعف إنتاج الغاز الحيوي من المفاعلات الحيوية من خلال بضعة إجراءات بسيطة، ثم ضاعفه مرة أخرى. ما بدا سحراً للبعض كان علماً أساسياً للآخرين. كان من الواضح أن الكائنات الدقيقة المنتجة للميثان تحتاج إلى معادن مثل النيكل لتزدهر. فتحت رؤاه، إلى جانب أبحاث تطبيقية ممتازة في مصانع الورق واللب، آفاقاً جديدة أمام يورغن إيليرتسون وفريقه، مما دفعهم إلى تطوير نموذج عمل جديد.
وضع الباحثون السويديون في جامعة لينشوبينغ الأساس لشركة جديدة: شركة الغاز الحيوي الاسكندنافية في ستوكهولم. ويرأس هذه الشركة الخاصة رئيس الوزراء السويدي السابق غوران بيرسون. يمكن اعتبار تقنية التخمير التي طوروها ثورية، إذ تجمع بين حمأة الصرف الصحي من محطات معالجة مياه الصرف الصحي والنفايات البلدية الصلبة. إنها تقنية خلط بسيطة لكنها متطورة، وُصفت بأنها "كيمياء ذكية". تُقاس العناصر الغذائية للكائنات الدقيقة بدقة وتُضبط توقيتها، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الميثان بمقدار أربعة أضعاف على الأقل.
على الرغم من اكتمال الدراسات النظرية والمخبرية، أُجري الاختبار العملي في أولسان، كوريا الجنوبية، حيث توسعت العملية من مرحلة تجريبية إلى إنتاج صناعي كامل منذ عام 2008، مع هوامش ربح عالية. لقد غيّر تطبيق هذا المنطق على محطة معالجة مياه الصرف الصحي وجهة نظري منذ ذلك الحين. في الواقع، إذا استطاعت المفاعلات الحيوية الموجودة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي استقبال النفايات العضوية الصلبة التي تُحوّل حاليًا عن مكبات النفايات أو المحارق، فسنتمكن من زيادة الإنتاج، مما سيخفف الضغط على مكبات النفايات ويدرّ إيرادات. حجم الإيرادات المتولدة إيجابي للغاية لدرجة أنه يسمح لنا بالتحول من نموذج قائم على التكلفة إلى نموذج قائم على الإيرادات. بدلاً من أن تتعاقد المدن مع شركات مرخصة لمعالجة المياه بتكاليف ثابتة على مدى فترة طويلة، يمكن للشركات الخاصة الحصول على حق معالجة المياه ودفع رسوم للمدينة بناءً على الإيرادات التي تحققها. كم من المدن لا ترغب في التحول إلى هذا النموذج؟ يوجد ما يقارب 10,000 وحدة هضم حيوي في ألمانيا، ولا يكاد أي منها يحقق أرباحًا، إذ يعتمد بشكل أساسي على الدعم الحكومي لتغطية نفقاته. في كوريا، حققت إحدى هذه الوحدات إيرادات ووفرت فرص عمل منذ بداية تشغيلها.
استخدام النفايات لتوليد الدخل
أثارت التجربة الكورية أبحاثًا مستفيضة حول كيفية اعتبار النفايات مصدرًا للدخل. مع ذلك، تأخر تطبيق هذه الاستراتيجية المدرة للدخل للبلديات بسبب قرارات سابقة. فقد حرصت المدن على إبرام اتفاقيات ذات تكلفة ثابتة، لعلمها بأن كمية النفايات السائلة والصلبة ستزداد حتمًا. ويكمن عيب هذه الاستراتيجية في أن المدن مُلزمة بعقود طويلة الأجل لا يمكن فسخها على المدى القريب. وهذا يعني أن الفرص التي يوفرها الغاز الحيوي الاسكندنافي لن تتحقق إلا في العقد القادم. تُبرهن هذه الحالة مجددًا أنه لا يكفي مجرد "تحسين الوضع الراهن"، بل يجب توحيد الأنشطة لجني ثمار تخفيض الضرائب وزيادة فرص الحصول على الطاقة المتجددة. في المؤتمر العالمي الذي عُقد في طوكيو عام 2004 بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لتأسيسنا، ناقشنا حقيقة أن الخصخصة ليست ضمانًا للاستدامة أو الربحية، لكن هذا النوع من الشراكات بين القطاعين العام والخاص يُظهر أن الوقت قد حان لتغيير النموذج الاقتصادي للعقود طويلة الأجل لمعالجة مياه الصرف الصحي.
الهيدروجين كمصدر طاقة نظيف
لقد سررتُ بالتعلم مباشرةً من مرافق أولسان ومن الخبرة السويدية في مجال الكيمياء الذكية المُطبقة على إدارة النفايات الصلبة البلدية ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية. وقد ساهم ذلك في تشكيل نظرتي إلى غاز الميثان وإمكانيات معالجته ليس فقط كوقود حيوي، بل كمادة خام كيميائية. وقد أثبتت شركة إس كي كيميكالز، أكبر شركة كيميائية في كوريا، والبروفيسور فيل ريسبي، أن الميثان مصدر طاقة ممتاز، يتجاوز مجرد حرق الغاز. وبفضل التقنيات الجديدة التي طورها الدكتور ريسبي من خلال شركات منبثقة مثل غاز بلاس في جامعة إيست أنجليا (المملكة المتحدة)، بما في ذلك تقنيات الخلط الدوامي والموجات الدقيقة، أصبح من الممكن فصل الكربون عن جزيئات الهيدروجين وإنتاج كربون وهيدروجين نقيين. إذا كنا نبحث عن وقود نظيف، فإن الهيدروجين بلا شك خيار مثالي. وإذا تم إنتاجه من الغاز الحيوي الناتج عن النفايات، فإن هذا الوقود يتميز ببصمة كربونية منخفضة للغاية.
بعد زيارة أخرى لنظام مونتفورت بويز تاون الحيوي المتكامل في أبريل 2007، ووحدات الهضم اللاهوائي العاملة هناك، قررتُ القيام برحلة استكشافية إلى نيوزيلندا للاطلاع على أحدث التطورات التكنولوجية في هذا البلد الجميل. فرغم صغر مساحتها وعزلتها النسبية، إلا أنها تتميز بنهج فريد في الابتكار.
الدخان الأسود كمصدر للوقود: أنواع جديدة من الوقود الحيوي المشتق من غاز التخليق
في أوكلاند، التقيتُ، من بين آخرين، بالسير ستيفن تيندال، رائد الأعمال ومؤسس سلسلة متاجر "ذا ويرهاوس". كان السير ستيفن قد تنحى عن إدارة شركته وأسس شركة استثمارية تُدعى K1W1، تُركز على الاستثمار في التقنيات المحلية في قطاعي التكنولوجيا الحيوية والبيئة. وبينما كنا نناقش مجموعة من المبادرات، أشار السير ستيفن إلى تقنية فريدة مستوحاة من علم الأحياء، من شأنها تحويل "الدخان الأسود إلى وقود". بالطبع، كان من السابق لأوانه الخوض في التفاصيل، ولكن بينما قد يعتبرها معظم الناس ضربًا من السحر، كنتُ أدرك تمامًا أنه قد رصد فرصةً عظيمةً لابتكار جيل جديد من الوقود الحيوي للمستقبل. اتبعتُ حدسي، وظلّ الدخان الأسود حاضرًا في اهتماماتي منذ ذلك الحين. ومن خلال هذا الاكتشاف، التقيتُ بالدكتور شون سيمبسون. وُلد في إنجلترا، ولكنه يُعتبر "نيوزيلنديًا" بالتبني، وقد انجذب إلى نيوزيلندا بعد مسيرة مهنية في صناعة الأدوية في سويسرا وبرنامج بحثي حول هياكل الخلايا في جامعة تسوكوبا (اليابان)، لدراسة إنتاج الإيثانول من الخشب. رغم أن البرنامج كان واعدًا ومتوافقًا مع الهدف العام المتمثل في خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، إلا أن اهتمامه انصبّ على الكائنات الدقيقة الفريدة التي تعيش في أمعاء الأرانب.
تفرّع المسار الإبداعي في اتجاهات عديدة، وتُوّج بعملية تخمير جديدة، ربما تكون الأقدم على وجه الأرض؛ وهي عملية تحوّل الغاز التخليقي (مزيج من أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين) إلى إيثانول وبعض المنتجات الثانوية الأخرى. وقد أكدت الأبحاث أن الغاز التخليقي يُوفّر أساسًا ممتازًا للتخمير لإنتاج وقود حيوي بكفاءة تفوق المعدلات الطبيعية. وكما وجد يورغن إيليرتسون طريقة لزيادة الميثان بمقدار أربعة أضعاف، يُحاكي شون سيمبسون منطق التخمير لإنتاج غازات غنية بأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. من الواضح أن هذه هي أنواع غازات الاحتباس الحراري التي لدينا منها فائض، ولن يُغيّر الحل المقترح قواعد اللعبة فحسب، بل سيُعيد تعريف القدرة التنافسية ويُقدّم مثالًا رائعًا على الابتكار الجذري.
خلال زيارة عودة إلى نيوزيلندا عام ٢٠١١، كانت شركة لانزا تك قد رسخت أقدامها وحصلت على تمويل محلي. وقد عمل صندوق استثمار السير ستيفن كصندوق استثماري، موفراً رأس المال ومحفزاً آخرين على فعل الشيء نفسه. كان جميع العاملين في لانزا تك متحمسين للاستعداد للتجربة الصناعية مع شركة باوستيل في الصين. وكانت النتائج مشجعة للغاية: فقد تم تحويل الدخان الأسود المنبعث من مصنع الصلب إلى ١٠٠ ألف جالون من الإيثانول.
كان واضحاً للجميع أن هذا العرض الناجح على نطاق صناعي واسع يمثل بداية نموذج جديد للوقود الحيوي: تحويل الدخان الأسود الملوث وغازات الاحتباس الحراري إلى وقود. وكما أن الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار مصدر للحياة والغذاء والطاقة، يمكن تحويل الانبعاثات من مصانع الصلب ومصانع البتروكيماويات ومحطات معالجة النفايات إلى مصادر دخل توفر طاقة متجددة بتكلفة تنافسية. لم يمض وقت طويل قبل أن يستثمر مستثمرو الاستدامة الاستراتيجيون، مثل فينود خوسلا، 100 مليون دولار، تلتها حصة كبيرة بقيمة 60 مليون دولار من المجموعة اليابانية ميتسوي.
الابتعاد عن الغاز الحيوي المنتج من الذرة
إن تحويل الدخان إلى وقود وإثبات جدواه أمرٌ جذاب للغاية، وأنا مندهش من قلة عدد الخبراء في هذا المجال الذين يدركون ذلك. والأسوأ من ذلك، كما هو الحال مع الغاز الحيوي في الدول الاسكندنافية، من المثير للدهشة أن يتجاهل صناع السياسات هذه الفرص تمامًا. كانت شركة لانزا تك مختبئة في نيوزيلندا، وقرر المسؤولون التنفيذيون نقل مقرهم إلى حيث السوق. أنشأوا مقرهم الجديد في شيكاغو (الولايات المتحدة الأمريكية)، حيث كانت المداخن العريقة والمركز التجاري لسوق الوقود الحيوي خاضعة لسيطرة شركتي ADM وكارجيل الأمريكيتين الرائدتين في عالم الوقود الحيوي التقليدي.
يكمن الاختلاف في أن هذه الشركات تُنتج الإيثانول من الذرة بدعمٍ ماليٍّ ضخمٍ من دافعي الضرائب. عند مقارنة استراتيجية الإنتاج هذه بالحل الذي اقترحته شركة لانزا تك، نجد أن إنتاج الوقود الحيوي من الذرة أصبح غير مُجدٍ. هذا الإنجاز الجوهري يجذب آخرين. ومن المثير للاهتمام أن أياً من التكتلات الكبرى في مجال الوقود الحيوي لم تكن مستعدةً لخوض هذه التجربة، فبقي المجال حكراً على عددٍ قليلٍ من رواد الأعمال وصناديق رأس المال المخاطر. حتى في مجال الوقود الحيوي الناشئ، حالت القيود التكنولوجية والمؤسسية دون تسريع وتيرة تطبيق الابتكارات الأخرى.
ظهر منافس في أوروبا عام ٢٠١٢، وهو فريق مؤلف من الدكتورة ميشيل غرادلي والدكتور برايان رود، اللذين تركا شركة نوفاكتا لتأسيس شركة بيوسينثا. وبينما تواصل نوفاكتا التركيز على المنتجات العلاجية، تُركز بيوسينثا على تطوير أنظمة تخمير خاصة بها من مواد خام متجددة. ويُعدّ ابتكار طريقة جديدة لتحويل الغاز التخليقي إلى إيثانول جزءًا أساسيًا من خطتها. وقد حصلت كل من لانزا تك وبيوسينثا على براءات اختراع لكائنات دقيقة، ولكن مع وجود ملايين التعديلات المتاحة، لن يكون من الصعب العثور على ميكروبات لم يسبق لأحد رؤيتها من قبل.
تقنيات الغاز التخليقي والإيثانول
إن الاهتمام الذي أبداه الشركاء اليابانيون والصينيون والهنود بتقنيات تحويل الغاز التخليقي إلى إيثانول لافت للنظر. أما الأوروبيون والأمريكيون الشماليون، فهم مراقبون مترددون، مع بعض الاستثناءات بالطبع. وقد أطلقت شركة لانزا تك مشروعًا مشتركًا مع مجموعة شوغانغ للصلب لتسويق هذه التقنية في الصين.
ومن المشجع أن نرى، خلال عشرات الزيارات إلى الصين في السنوات الأخيرة، أن هذا النهج تجاه غازات الاحتباس الحراري ليس مجرد أمنيات أو واجهة زائفة. فالصين جادة في تحسين وضعها من خلال تحويل الانبعاثات إلى إيرادات ومصادر طاقة متجددة، بدلاً من زيادة تكاليف الإنتاج عبر إدخال أجهزة تنقية باهظة الثمن وفرض ضرائب إضافية مرتفعة. ومن الواضح الآن أن منطق "الحد الأقصى والتجارة" الذي نص عليه بروتوكول كيوتو أصبح ثانويًا أمام هذا المنطق الجديد للوقود الحيوي. وتواصل مبادرات نيوزيلندا والصين وبريطانيا لتحويل الدخان إلى وقود مسيرتها الواعدة نحو السوق.
إنجازات في مجال الوقود الحيوي: ما وراء السكر والذرة
حذا رواد أعمال كولومبيون، مثل كارلوس أرديلا لول، حذو البرازيل وبدأوا الاستثمار في تخمير الإيثانول من السكر، وهو ما أصبح شائعًا في أمريكا اللاتينية منذ أن أدرك كبار منتجي السكر أن هذا المُحلي الطبيعي قد فقد جاذبيته. وبفضل أوسكار أيالا، منسق الاقتصاد الأزرق لدينا في كالي، كولومبيا، زرتُ مصانع السكر هذه، وفوجئتُ بالاستهلاك الهائل للمياه. فكل لتر من الإيثانول يتطلب عشرة لترات من الماء، وهو أمر غير مستدام. ناقشنا مع المستثمرين إمكانية استخدام المياه لريّ مزارع قصب السكر، لكن كان من الواضح أننا لا نستطيع تجاوز صياغة بعض الأفكار. يجب أن يتجاوز البحث عن أنواع الوقود المستدامة السكر والذرة، ويتطلب مبادرات أكثر جرأة تُحدث نقلة نوعية.
وقد تحقق أهم إنجاز في مجال الوقود الحيوي في السنوات الأخيرة في لاس غافيوتاس. توقف مصنع الديزل الحيوي في بوغوتا عن العمل بعد أقل من ثلاث سنوات من إنشائه، لكن فكرة جديدة سمحت للاس غافيوتاس بأن تكون رائدة مرة أخرى. وفرت زراعة 8000 هكتار من أشجار الصنوبر دخلاً مستمراً من الراتنج. وثبت أن قطع الأشجار من أفضل مصادر توفير فرص العمل، وأسفرت المعالجة المحلية عن إنتاج صمغ عالي الجودة وزيت التربنتين النقي. وبيع الصمغ في السوق الكولومبية بأسعار تنافسية رغم المنافسة الشديدة من الصين، بينما لم يجد زيت التربنتين مشترين.
زيت التربنتين كوقود
أتذكر منحة مؤسسة هوندا أوروبا التي أتاحت لي قضاء بعض الوقت في مكاتب هوندا في طوكيو عام ١٩٨١. حظيت بفرصة فريدة للقاء السيد شويتشيرو هوندا عدة مرات، بصفته رئيس جمعية الصداقة البلجيكية اليابانية. وبصفتي خريجًا حديثًا، كنت متشوقًا للتعلم من هذا الرمز في صناعة السيارات. شرح السيد هوندا أنه بدأ بيع الدراجات النارية بعقد لتوريد زيت التربنتين كوقود. كان الوقود شحيحًا بعد الحرب العالمية الثانية، وكانت الطريقة الوحيدة للنجاح في بيع المركبات الآلية هي تقديم عقد لتوريد الوقود. لم يكن أحد يستطيع ضمان استيراد البنزين، ولكن نظرًا لأن ٧٠٪ من اليابان مغطاة بالغابات، فقد تم حصاد أشجار الصنوبر لاستخراج راتنجها، مما وفر مصدرًا متجددًا للوقود على شكل زيت التربنتين. كدت أنسى هذه القصة حتى شرح باولو لوغاري الحاجة إلى تحويل مصادر الوقود للجرارات والدراجات النارية ومولدات الطاقة الاحتياطية. قرر تحويل زيت التربنتين إلى وقود، تمامًا كما فعل السيد هوندا قبل ٧٠ عامًا. لا تتطلب هذه العملية أي تفاعل كيميائي، بل تنقية بالترسيب. إنها فكرة بسيطة لا تتطلب سوى الصبر حتى تترسب الشوائب في قاع الخزانات. ستسود قوانين الفيزياء، ولن تكون الكيمياء ضرورية. لقد أتاح لنا مبدأ الاقتصاد الأزرق، الذي يُعطي الأولوية للفيزياء، فرصة إثبات أن زيت التربنتين، المستخرج من الشجرة بمعدل غرام واحد يوميًا، يوفر دخلًا إضافيًا ملحوظًا لحارس الغابات الذي يبيع الماء والصمغ، مع توليد تربة سطحية، وتعزيز التنوع البيولوجي، وعزل ثاني أكسيد الكربون في الوقت نفسه.
كافحنا لكبح جماح حماسنا، لكننا اتفقنا على إبقاء هذا الاكتشاف سرًا حتى نتأكد من عدم وجود أي عواقب غير مقصودة أو غير متوقعة. لم تكن هناك مفاجآت، ومنذ عام 2013، أصبح بإمكان الزوار ركوب دراجات نارية تعمل بزيت التربنتين، وتعمل الجرارات في حقول تفوح منها رائحة غابة صنوبر، وتعمل مولدات الديزل طوال الليل دون استخدام قطرة زيت واحدة. الرقم الأساسي هو قطرة واحدة يوميًا لكل شجرة. يمثل هذا إمكانية إنتاج 8000 لتر يوميًا، إلا أن الإنتاج يقتصر على 2000 لتر يوميًا نظرًا لعدم حصاد جميع الأشجار. وبالنظر إلى أن تكلفة نقل لتر الوقود الواحد تبلغ 3 دولارات أمريكية إلى هذه المنطقة النائية من العالم، فإن هذا يمثل عائدًا محتملاً يزيد عن مليوني دولار أمريكي سنويًا.
استبدال الوقود كمصدر للدخل
أولًا، يُعدّ توليد الدخل من خلال استبدال الوقود مصدرًا ماليًا قيّمًا. لا يقتصر الأمر على استبدال منتج بآخر، بل يتعداه إلى إعادة تدوير الأموال التي كانت تُهدر سابقًا في الاقتصاد المحلي، مما يزيد من قيمة الغابة. في حين أن مشروع "لاس غافيوتاس" كان يهدف في البداية إلى القضاء على أمراض الجهاز الهضمي من خلال إنشاء مصادر مياه محلية عبر إعادة تأهيل الغابات، فقد انطلق الآن بوضوح في مسيرة التنمية الذاتية¹ حيث يؤدي الابتكار المستمر إلى تحسين العمليات بشكل دائم. ومن اللافت للنظر أن سكان هذه المنطقة من العالم، حيث يبرز غياب الحكومة، قد تمكنوا من الانتقال من وضع اللاجئين إلى وضع أفراد الطبقة المتوسطة. ومن الملاحظات اللافتة للنظر أن محركات الديزل والبنزين يمكن تشغيلها باستخدام زيت التربنتين. ويشترط لذلك أن يكون زيت التربنتين عالي النقاء وأن تُزال منه جميع الجزيئات التي يصل حجمها إلى 3 ميكرونات. يدرك مشروع "لاس غافيوتاس" وفريقه تمامًا أهمية هذا الأمر وتأثيره الكبير على الاقتصاد المحلي. إذا وفرت عملية تجديد الغابات وقودًا يمتص ثاني أكسيد الكربون في نظامه أكثر مما ينبعث منه، فسنكون أمام مجتمع خالٍ من الانبعاثات قادر على تحقيق الاستدامة بنجاح باستخدام أنواع الوقود الحيوي المفيدة. من الواضح أننا ننتقل من فكرة تقليل الضرر إلى فكرة زيادة الفائدة.
لن يظهر أي شيء عند البحث عن هذا الإنجاز على الإنترنت، لأنه لا يزال غير معروف على نطاق واسع في الوقت الحالي. من المهم إجراء المزيد من الاختبارات والتجارب، ودراسة مدى فعالية هذه النتائج وتأثيرها على تآكل المحرك. حاليًا، تُعد محركات الديزل والبنزين التي تعمل بوقود "غافيوتاس" المستخلص من الأشجار أنظف من غيرها. ما زلنا بحاجة إلى اكتساب المزيد من الخبرة حتى نتمكن من ترتيب زيارة للأصدقاء المقربين عندما يرغبون في رؤية النتائج بأنفسهم.
إمكانات بوتان: الدخل من قطع الأشجار
بينما كان الإنتاج قد بدأ بالفعل في يونيو 2012، قرر وزير الزراعة والغابات البوتاني، ليونبو بيما غيامتشو، العودة إلى الوطن مع زملائه من مؤتمر ريو+20 عبر لاس غافيوتاس. تغطي الغابات 70% من أراضي بوتان، لكن الدولة أوقفت قطع الأشجار لأن هذه الممارسة ألحقت الضرر بالأشجار، ولم تترك المنافسة الهندية مجالًا كبيرًا للربح.
ونتيجة لذلك، تُركت الغابات لتتدهور.
عندما أدرك الوزير الفرصة التي تتيحها غابة الصنوبر الاستوائية هذه، ونظرًا لتزايد واردات بوتان من الوقود، بدا خيار استئناف قطع الأشجار واعدًا. اتفقنا على التعاون، وكان باولو لوغاري مستعدًا لمشاركة خبرته، بدءًا بإنتاج تجريبي لزيت التربنتين من الراتنج البوتاني. ثم خسرت الحكومة الانتخابات، ولم يرغب رئيس الوزراء الجديد في أي علاقة بقطع الأشجار. كان مصممًا على تزويد السيارات الكهربائية ببطاريات لتعزيز التنقل من خلال الطاقة المتجددة. لسوء الحظ، ليس لدينا أي وسيلة لإنتاج محركات أو بطاريات قوية بما يكفي لتشغيل السيارات الكهربائية على قمم جبال الهيمالايا.
أُعجبنا كثيراً بالأرقام المتعلقة ببوتان: إذ يُمكن للبلاد إنتاج 50 ألف لتر من زيت التربنتين النقي يومياً من خلال حصاد 10% من أشجار الصنوبر لديها، واستخدام ما لا يقل عن 20 منشأة معالجة محلية. وهذا يُترجم إلى عائدات تُقارب 60 مليون دولار أمريكي سنوياً، وهو نفس المبلغ الذي تُنفقه بوتان سنوياً على النفط المستورد. تُمثل هذه فرصةً لتحويل الواردات إلى عائدات وفرص عمل. سيُصبح قطاع الوقود الحيوي في بوتان أكبر مُولّد للوظائف خلال عقد من الزمن، حيث سيُوفر بسهولة ما بين 40 ألفاً و50 ألف وظيفة مباشرة وغير مباشرة. لم تُتح لنا الفرصة بعد لجمع بيانات أكثر تفصيلاً عن دول أخرى، لكن الرسالة واضحة: سيُمثل الوقود الحيوي فرصة نمو هائلة في سوق الطاقة، شريطة أن نتجاوز منطق الإيثانول المُستخلص من الذرة. السيد باركس مفو ثاو، رئيس بلدية جوهانسبرغ، يُدرك تماماً أهمية هذه الفرصة. لقد قرر تحويل وسائل النقل العام إلى الوقود الحيوي، ومع وجود 70 ألف هكتار من أراضي التعدين غير صالحة للاستهلاك البشري، فإن إدخال الوقود الحيوي، على غرار غافيوتاس وبوتان، يمكن أن يكون خيارًا لإعادة تأهيل الأراضي الصالحة للزراعة واستبدال النفط مع توفير آلاف الوظائف.
أفضل الخيارات من حيث الاستدامة
بينما لا تزال زيوت قصب السكر والزيوت النباتية المستخرجة من الذرة والنخيل تحظى بالأولوية لدى الجمهور ومجتمع الاستثمار، فإنّ التطورات في مجال الغاز الاصطناعي من الصناعات الثقيلة وإدارة الغابات ستوفر الاستدامة الأكبر. ستساهم هذه التطورات في نمو الاقتصاد المحلي وتوفير المرونة التي يحتاجها بشدة في أعقاب الأزمة المالية القادمة. قد يكون من المفاجئ معرفة أن أكثر الصناعات تلويثًا للبيئة والحفاظ على الغابات هما الحل الأمثل والأكثر فعالية. إنتاج الوقود الحيوي المحايد للكربون أصبح في متناول اليد.
لقد تابعنا استثمارات بقيمة 230 مليون دولار في هذه المبادرات الرائدة (Lanzatech، وScandinavian Biogas، وBioSyntha) ونعلم أن رأس المال جاهز للتدفق إلى هذا النوع من المشاريع. إنّ إمكانات خلق فرص العمل هائلة. فبينما لم توفر شركات التكنولوجيا التي تقف وراء هذا التحول سوى 260 وظيفة كشركات متخصصة في المعرفة والهندسة، وصل عدد الوظائف غير المباشرة التي تم توفيرها من خلال هذه المشاريع إلى 2400 وظيفة، أي ما يقارب عشرة أضعاف العدد السابق. وكما نقول في ختام قصصي، "...وهذه مجرد البداية".
ترجمة حكايات غونتر
تُجسّد أعمال الوقود الحيوي في الحكاية رقم 63 بعنوان "وقود الأرانب"، المُهداة إلى شون سيمبسون، والحكاية رقم 41 بعنوان "وقود من الشجرة"، المُهداة إلى باولو لوغاري. وقد ألهمت هاتان الحكايتان إنشاء هذه المجموعة في عام 1984، مع زيارتي الأولى إلى لاس غافيوتاس في كولومبيا، ومناقشاتي مع ستيفن تيندال في عام 2007.
الوثائق
www.youtube.com/watch?v=xogJew_nlko
