إنتاج الفحم الأخضر الكتلة الحيوية

1- قاسم حسين علوان* / وزارة الصناعة والمعادن/ هيئة البحث والتطوير الصناعي/ مرز البحوث الكيمياوية والبتروكيمياوية.      

2- م. د. اميل محمد رحمن**/ جامعة بغداد/ كلية الهندسة الخوارزمي/ قسم الهندسة الكيميائية الإحيائية.      

3- زينب حسن علي*/ وزارة الصناعة والمعادن/ هيئة البحث والتطوير الصناعي/ مرز البحوث الكيمياوية والبتروكيمياوية.      

4-عبد الكريم عبد الستار*/ وزارة الصناعة والمعادن/ هيئة البحث والتطوير الصناعي/ مرز البحوث الكيمياوية والبتروكيمياوية.    

5- انوار شاكر*/ وزارة الصناعة والمعادن/ هيئة البحث والتطوير الصناعي/ مرز البحوث الكيمياوية والبتروكيمياوية   

6- رياض محمد نعمان / وزارة الصناعة والمعادن/ هيئة البحث والتطوير الصناعي/ مرز البحوث الكيمياوية والبتروكيمياوية   

7- جنان عبد الامير*/ وزارة الصناعة والمعادن/ هيئة البحث والتطوير الصناعي/ مرز البحوث الكيمياوية والبتروكيمياوية.    

يعتبر إنتاج الطاقات الجديدة من الكتلة الحيوية احد أهم الأستراتيجيات المعتمدة حاليا في العالم التي تهدف الى التقليل من ظاهرة الاحتباس الحراري. ويعتبر التحلل الحراري للكتلة الحيوية بمعزل عن الأوكسجين احد الطرق المقترحة لمعالجة هذه الظاهرة ولإنتاج الوقود الحيوي وغازات التصنيع (Syngas) والفحم الاخضر (Ondrˇej et al., 2013(a); Rohan et al., 2013; Moses et al., 2011; Amir et al., 2010). حيث يستعمل الوقود الحيوي وغازات التصنيع في توليد الطاقات المتجددة (الحرارة والكهرباء)، أما بالنسبة للفحم الاخضر فيعتبر من المواضيع المهمة والناشئة، وان استعماله الأساسي ليس كوقود وإنما في تحسين خصوبة التربة وفي نفس الوقت التقليل من الآثار السلبية للتغيرات المناخية (Nur et al., 2013; Wan et al., 2013; Evita et al., 2013). حيث تعتبر التربة أفضل وسط للاحتفاظ بالكاربون وفي نفس الوقت أفضل وسيلة لإزالة غازات الاحتباس الحراري. ان المخزون الكربوني للتربة يعتمد على عدة عوامل، أهمها وأكثرها تأثيراً هي المناخ، نوع التربة وإدارة التربة (Yang et al., 2012; Jonathan et al., 2011; Suzette et al., 2011). 

للفحم الاخضر منافع عديدة للتربة، يعتبر أحد الوسائل التي يمكن أن تساعد في إعادة تأهيل الأراضي المتدهورة، فالتحلل البطيء للفحم النباتي في التربة يجعله مختلف عن غيره من مصادر الكاربون العضوية في التربة، ويكمن تأثيره الإجمالي على التربة في تحسين خواصها الفيزيائية والكيميائية والبايولوجية، فهو يساعد على تهوية التربة، تسهل امتصاص الماء، تثبيت وتخزين العناصر الغذائية في الجذور كما يلعب دورا في جذب بعض الأحياء المجهرية التي لها دور هام في تحقيق التوازن داخل التربة وإخصابها عن طريق تحويل النيتروجين الى مركبات نيتروجينية يستعملها النبات في تكوين البروتين، يفعّل النشاط الميكروبي داخل التربة. إن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري يمكن ان تقلل بمقدار مرتين او خمس مرات عند استعمال الفحم الاخضر في الأرض الزراعية. على هذا النحو، يكون بإمكان هذا النهج تجديد الكربون العضوي في التربة، العمل كأداة تكيف هامة بالنسبة لتغير المناخ، إضافة إلى تثبيت الكربون (Junyeong et al., 2013; Sohi et al., 2010;) .

يؤثر نوع الكتلة الحيوية المستعملة لانتاج الفحم الاخضر بشكل كبير على خصائص الفحم المنتج، وتعتبر ظروف التحلل الحراري الأكثر أهمية وتأثيرا وذلك بسبب تأثيرها على نوعية وكمية الفحم الاخضر المنتج الذي يساهم في استقرارية التربة. وذلك حسب الدراسة التي استمرت لمدة عامين استعمل فيها أنواع مختلفة من الكتلة الحيوية، ولمدى من درجات الحرارة، ولمدى واسع من أزمنة استبقاء المادة الأولية ومعدلات مختلفة لرفع درجات الحرارة (Ondrˇej et al., 2013(b); Kaige et al, 2013; Shane et al., 2013; Weiping et al., 2013; Zhengang et al., 2013; Brewer, 2012 (b);  ). 

وكاستراتيجية من الناحية التقنية فبالإمكان تطبيقها بأقل التحديات مقارنة بعملية ضخ CO2 أسفل آبار النفط أو المناجم أو في تغذية المحيطات بالمواد الكيميائية. وتشير الحسابات الأولية أنه إذا استعمل 2,5٪ من الأراضي الزراعية المتوفرة في العالم لإنتاج الفحم الاخضر (بشكل امثل من النفايات) واستعماله في التربة قد يتم خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى ما قبل عام 1752 بحلول عام 2050 (Esben et al., 2012; Daniele et al., 2012; Dorisel et al., 2011).

أظهرت التجارب المختبرية والحقلية التي أجريت على الأتربة ذات المحتوى القليل من العناصر المغذية في كثير من الدراسات الموثقة في المصادر، زيادة في معدل إنتاج المحاصيل الزراعية نتيجة لاستعمال الفحم الاخضر. ومع ذلك، فان تأثيره لا يزال غير حاسم، حيث كشفت دراسات أخرى التأثير القليل او السلبي للفحم الاخضر مقارنة بالفحم النباتي. حاليا، ميكانيكية السيطرة وانتقال الفحم الاخضر وتأثيره على خصائص التربة غير مفهومة بوضوح علاوة على ذلك من الصعوبة مقارنتها بسبب الكثير من الاختلافات منها، التربة المستعملة، الفحم الاخضر، الكتلة الحيوية، المناخ، ومنهجية البحث،…الخ من الاختلافات بين الدراسات. ومع ذلك، بدون البحث والحذر الكافي في التطبيقات وفي طرق الإنتاج ومصادر الكتلة الحيوية يمكن أن تكون هناك مشاكل، والتي قد تشوه أو تؤخر تنمية الفحم الاخضر (Rodrigo et al., 2012; Ferrante et al., 2011; Mandu et al., 2010; Wei et al., 2010).