What are Biofuels

The term ‘Biofuel’ refers to liquid or gaseous fuels for the transport sector that are predominantly produced from biomass. A variety of fuels can be produced from biomass resources including liquid fuels, such as ethanol, methanol, biodiesel, Fischer-Tropsch diesel, and gaseous fuels, such as hydrogen and methane. The biomass resource base for biofuel production is composed of a wide variety of forestry and agricultural resources, industrial processing residues, municipal solid wastes and urban wood residues.

The agricultural resources include grains used for biofuels production, animal manures and residues, and crop residues derived primarily from corn and small grains (e.g., wheat straw). A variety of regionally significant crops, such as cotton, sugarcane, rice, and fruit and nut orchards can also be a source of crop residues. The forest resources include residues produced during the harvesting of forest products, fuelwood extracted from forestlands, residues generated at primary forest product processing mills, and forest resources that could become available through initiatives to reduce fire hazards and improve forest health. Municipal and urban wood residues are widely available and include a variety of materials — yard and tree trimmings, land-clearing wood residues, wooden pallets, organic wastes, packaging materials, and construction and demolition debris.

Globally, biofuels are commonly used to power vehicles, heat homes, and for cooking. Biofuel industries are expanding in Europe, Asia and the Americas. Biofuels are generally considered as offering many priorities, including sustainability, reduction of greenhouse gas emissions, regional development, social structure and agriculture, and security of supply. 

First Generation Biofuels

First-generation biofuels are made from sugar, starch, vegetable oil, or animal fats using conventional technology. The basic feedstocks for the production of first-generation biofuels come from agriculture and food processing. The most common first-generation biofuels are:

  • Biodiesel: extraction with or without esterification of vegetable oils from seeds of plants like soybean, oil palm, oilseed rape and sunflower or residues including animal fats derived from rendering applied as fuel in diesel engines
  • Bioethanol: fermentation of simple sugars from sugar crops like sugarcane or from starch crops like maize and wheat applied as fuel in petrol engines
  • Bio-oil: thermo-chemical conversion of biomass. A process still in the development phase
  • Biogas: anaerobic fermentation or organic waste, animal manures, crop residues an energy crops applied as fuel in engines suitable for compressed natural gas.

 

First-generation biofuels can be used in low-percentage blends with conventional fuels in most vehicles and can be distributed through existing infrastructure. Some diesel vehicles can run on 100 % biodiesel, and ‘flex-fuel’ vehicles are already available in many countries around the world.

Second Generation Biofuels

Second-generation biofuels are derived from non-food feedstock including lignocellulosic biomass like crop residues or wood. Two transformative technologies are under development.

  • Biochemical: modification of the bio-ethanol fermentation process including a pre-treatment procedure
  • Thermochemical: modification of the bio-oil process to produce syngas and methanol, Fisher-Tropsch diesel or dimethyl ether (DME).

Advanced conversion technologies are needed for a second generation of biofuels. The second generation technologies use a wider range of biomass resources – agriculture, forestry and waste materials. One of the most promising second-generation biofuel technologies – ligno-cellulosic processing (e. g. from forest materials) – is already well advanced. Demonstration plants have already been established in Denmark, Spain and Sweden.

Third Generation Biofuels

Third-generation biofuels may include production of bio-based hydrogen for use in fuel cell vehicles from microalgae. The production of Algae fuel, also called Oilgae is supposed to be low cost and high-yielding – giving up to nearly 30 times the energy per unit area as can be realized from current, conventional ‘first-generation’ biofuel feedstocks. Algaculture can be an attractive route to making vegetable oil, biodiesel, bioethanol and other biofuels.

Republished by Blog Post Promoter

Biomass Potential of Date Palm Wastes

Date palm is one of the principal agricultural products in the arid and semi-arid region of the world, especially Middle East and North Africa (MENA) region. There are more than 120 million date palm trees worldwide yielding several million tons of dates per year, apart from secondary products including palm midribs, leaves, stems, fronds and coir. The Arab world has more than 84 million date palm trees with the majority in Egypt, Iraq, Saudi Arabia, Iran, Algeria, Morocco, Tunisia and United Arab Emirates.

Egypt is the world’s largest date producer with annual production of 1.47 million tons of dates in 2012 which accounted for almost one-fifth of global production. Saudi Arabia has more than 23 millions date palm trees, which produce about 1 million tons of dates per year. Date palm trees produce huge amount of agricultural wastes in the form of dry leaves, stems, pits, seeds etc. A typical date tree can generate as much as 20 kilograms of dry leaves per annum while date pits account for almost 10 percent of date fruits. Some studies have reported that Saudi Arabia alone generates more than 200,000 tons of date palm biomass each year.

Date palm is considered a renewable natural resource because it can be replaced in a relatively short period of time. It takes 4 to 8 years for date palms to bear fruit after planting, and 7 to 10 years to produce viable yields for commercial harvest. Usually date palm wastes are burned in farms or disposed in landfills which cause environmental pollution in date-producing nations. In countries like Iraq and Egypt, a small portion of palm biomass in used in making animal feed.

The major constituents of date palm biomass are cellulose, hemicelluloses and lignin. In addition, date palm has high volatile solids content and low moisture content. These factors make date palm biomass an excellent waste-to-energy resource in the MENA region. A wide range of thermal and biochemical technologies exists to convert the energy stored in date palm biomass to useful forms of energy. The low moisture content in date palm wastes makes it well-suited to thermo-chemical conversion technologies like combustion, gasification and pyrolysis.

On the other hand, the high volatile solids content in date palm biomass indicates its potential towards biogas production in anaerobic digestion plants, possibly by codigestion with sewage sludge, animal wastes and/and food wastes. The cellulosic content in date palm wastes can be transformed into biofuel (bioethanol) by making use of the fermentation process. Thus, abundance of date palm trees in the GCC, especially Saudi Arabia, can catalyze the development of biomass and biofuels sector in the region.

Republished by Blog Post Promoter

الطحالب – معمل وقود حيوي

اتجهت أبحاث الخبراء والمتخصصين فى الفترة الأخيرة إلى التركيز علي إنتاج الوقود الحيوى من الطحالب الخضراء، خاصة بعد إقرار بدء مرحلة نضوب النفط فى فترة زمنية قريبة، وأنه سينضب أكثر من 95% من مصادر البترول الموجودة على سطح الأرض وايضا مشكله الغذاء المحتمل حدوثها في حاله استخدام المنتجات الزراعيه او مخلفاتها في الوقود الحيوي لانتاج منتجات الوقود مثل وقود الديزل الحيوي, الايثانول, الجازولين الحيوي و غيرهم من منتجات الوقود الحيوي.

وقد اشارت االعديد من الدراسات الحديثه الي ان الطحالب الخضراء كمصدر للوقود تندرج تحت لواء مصادر الطاقه المتجددة وخاصا بعد التزايد المستمر في سعر الوقود الاحفوري. فهي تنمو بسرعة ولها أثر محدود على البيئة ولا تؤثر علي الاحتياج العالمي للغذاء مثل القمح والذرة والسكر.

ما هي الطحالب؟

الطحالب هي كائنات دقيقة وحيدة الخلية ولها قدرة علي التمثيل الضوئي. تتميز بمعدل نمو سريع. تعتبرمن اقدم انواع الحياه علي وجه الارض. حيث يعتقد ان الوقود الاحفوري تكون من الطحالب في العصر القديم. وتتتم عملية البناء الضوئي في ظل استخدام الكربون والمياه في وجود اشعه الشمس و نسب بسيطة من الفوسفات والنترات والتي ممكن الحصول عليها من مياه الصرف. وفي ظل وجود الظروف الجيدة للنمو , تضاعف الطحالب نموها خلال 24ساعة. باضافة الى ذلك, الطحالب تحتوى على محتوى زيت يزداد عن 50% من محتواها الكتلي في بعض انواع الطحالب لذا تم استغلال هذه النسبة لانتاج الوقود. وتنتج سلالات متنوعه تترواح في تركيبها باشكال تتشابهه كميائيا لسلسله الهيدروكربونات البترولية.

مميزات الطحالب

بخلاف ان الطحالب تنتج الدهون, تقوم ايضا بانتاج البروتين ومركبات الكربون والسكريات. وبعض سلالات الطحالب تقوم بتكسير مركبات السكريات لانتاج الكحول في ظل توافر الظروف المناسبة للتفاعل.

والكتله الحيوية للطحالب يمكنها التشكل لانواع مختلفة من المواد الكميائية والبوليمرات, (السكريات، والإنزيمات، أصباغ ومعادن). او الوقود الحيوي (مثل وقود الديزل الحيوي, مواد قلويه, كحول). غذاء وعلف ( مثل الاحماض الدهنية غير المشبعه, فيتامينات وغيرها) و ايضا المركبات النشطة بيولوجيا (مثل المضادات الحيويه, مضادات الاكسدة والتمثيل الغذائي) من خلال تقنيات المعالجة والمحفزات المجهرية والتحلل الحراري.

كما أن الوقود الحيوي المشتق من الطحالب لا يشارك الإيثانول في بعض الصفات غير المرغوب فيها، حيث إنه يمكن تحويل الطحالب إلى شكل مصنع من أشكال وقود البنزين، الديزل أو وقود الطائرات، أو إلى مادة خام مثل النفط يمكن معالجتها في المصافي التقليدية. لكن إنتاج الوقود الحيوي من الطحالب يجابه في الوقت الحاضر تحديا كبيرا جدا يتمثل في ارتفاع تكاليف الإنتاج بصورة كبيرة.

من اهم ما يميز استخدام الطحالب كبديل للوقود انها لا تحتاج الي اراضي صالحة للزراعه فمن الممكن زراعتها في الصحاري, كما انها لا تتطلب مياه عذبة وقيمتها الغذائية عالية. هناك الكثير من الابحاث المركزة علي الطحالب الخضراء في جميع انحاء العالم, وبالاخص في امريكا الشمالية واروبا مع عدد كبير من الشركات التي خصصت مبالغ مالية كبير لتطوير الابحاث المنعقدة علي الطحالب الخضراء كمصدر بديل للوقود الاحفوري.

وفى إنتاج الوقود السائل من الطحالب يتم بطريقة كيميائية بسيطة؛ إذ يجرى تحويل الزيوت المستخلصة إلى ديزل حيوى، وإن هناك نوعين من الطحالب يستخدمان فى هذه العملية: الأعشاب البحرية التى يوجد بها كمية كبيرة من الزيت يتم درسها ثم استخلاص الزيوت منها لتحويلها إلى وقود، والثانى الطحالب الدقيقة التى تُزرع داخل المعمل؛ حيث تُعرف نسبة الزيت الموجودة داخل الخلية ثم يبدأ التغيير فى الوسط الغذائى لها، وكلما كانت نسبة الدهون أعلى كان أفضل.

 وتشير معظم الدراسات العلمية الي امكانية انتاج الزيوت من حوالي 25-50 طن للهكتار الواحد سنويا من الطحالب الخضراء. وتحتوي الطحالب الدقيقة, من بين بعض المركبات البيوكيميائية الاخري علي الدهون المحايدة( ثلاثي, ثنائي, احادي الجلسريد احماض دهنية حره), والدهون القطبية (الدهون السكرية, الدهون الفوسفاتية) و استرات الشمع.  

يختلف المحتوي الدهني للطحالب المجهريه 1-90% من الوزن الجاف ويوقف علي نوع وسلاله الطحالب وظروف الانتاج. أن عملية إنتاج الوقود من الطحالب تمر بعدة مراحل؛ ففى البداية لا بد من تأكد جودة الزيت الموجود داخل الخلايا ثم استخلاصه، وفى النهاية، وبمعادلة كيميائية، يتم تحويل الزيوت إلى بيوديزل.

واستخدام الطحالب كسماد اثبت كفاءة عالية للانتاج,فأى محصول زراعى يحتاج إلى عناصر غذائية معينة، كوحدات البوتاسيوم والأوكسجين ووحدات الفوسفور، ومن ثم فهى تحتاج إلى أى مركب يحتوى على هذه العناصر والطحالب غنية بها.

مرحلة الانتاج والتكرير

من اجل تطوير مستدام والحصول علي المردود الاقتصادي المطلوب من استخدام الطحالب, فان استخدام الكتله الحيوية( بروتين, دهون وكربوهيدات) لابد ان يتم الانتفاع بها. ومن هنا يتضح اهمية التكرير للطحالب المجهرية ليتم فصل و تحديد الكتله الحيوية المطلوب الحصول عليها. ان مصطلح التكرير يوصف تحليل وتجزئة العديد من السلاسل الكميائية بواسطة التكامل بين العمليات الحيوية في ضوء الاستدامة وخفض التكلفة مع التركيز علي الكفاءة البيئة.

عند تطبيق التكرير البيولوجي للطحالب, فان الدهون تنقسم الي نوعين: دهون صالحة للوقود الحيوي ودهون صالحة كمادة اوليه للمنتجات الكميائية في الصناعة و الاحماض الدهنية الضرورية لذلك. البروتين والكربوهيدرات الناتجة تكون صالحة للغذاء والاعلاف وبعض المنتجات الكميائية. اما بالنسبة للاكسجين الناتج فيتم تجميعه وحفظه في الحاويات المخصصه لذلك.  

الانتاج التجاري للطحالب الخضراء قائم علي استخدم تقنيات مختلفة للانتاج: استخدام الانابيب الشفافة او حاويات تسمي المفاعلات الحيوية او النظام المفتوح (مثل استخدام المجاري المائية) والاخيره تختص للانتاج الصناعي الكبير. وفي الاونة الاخيرة اصبح متبع النظام الجامع ما بين النظمين المغلق في المرحلة الاولي ثم النظام المفتوح لاحقا به.

وتعد مزارع انتاج الطحالب ذات منافع متعددة وتشمل:

استخدام المخلفات الصناعية كمدخلات انتاج ( مخلفات الحرق مثل ثاني اكسيد الكربون, مخلفات المياه الصناعية وايضا مخلفات محطات التحلية).

تنوع المخرجات الناتجة. ف.هناك مخرجات لانتاج طاقة حرارية ( ديزل حيوي, ميثان, ايثانول و هيدروجين). منتجات غير حرارية ( غذاء, اسمدة, اعلاف حيوانية وغيرها من المواد الكميائية).

ليس لها اي تاثير علي انتاج الغذاء ( فهي لا تستخدم اراضي زراعية ولا مياه نفية).

انتاج مواد دهنية تفوق الانتاج من المحاصيل الزراعية.

بعد مرحلة استخلاص الزيوت من الطحالب ، يمكن الاستفادة منها كاعلاف غنية بالبروتين وصالحة للاستخدام فى تغذية الحيوان والدواجن والأسماك. كما انها تدخل في صناعه الايثانول والميثان والسماد العضوي, وذلك نظرا لارتفاع نسبة الامينات الموجبة الي الفوسفات السالبة N:P ratio)), و حرق المتبقيات الناتجة تستخدم لتوليد الطاقه ( حرارية و كهربية).

ويتم انتاج الطحالب الخضراء حاليا كبديل للوقود علي نطاق واسع من اجل خفض تكاليف الانتاج. ايضا انتاج الغذاء الكميائي والوقود من الطحالب سوف يخضع للكثير من التحسينات والتطورات اللازمة حتي تصبح ذات مردود اقتصادي وبيئي مناسب.

 

ترجمه:

هبة احمد مسلم- دكتور الهندسة البيئية. باحث في الشئون البيئية. معهد الدراسات والبحوث البيئيةجامعه عين شمس.

مدرس بالاكاديمية العربية للعلوم والتكنولوجيا والنقل البحري-  مصر.

التحكم في البيئة والطاقه داخل المباني.

هندسة الميكانيكة- وكيل محرك دويتس الالماني بمصر. 

للتواصل عبر hebamosalam2000@gmail.com

 

Republished by Blog Post Promoter

Biomass Energy in Middle East

The Middle East and North Africa (MENA) region offers almost 45 percent of the world’s total energy potential from all renewable sources that can generate more than three times the world’s total power demand. MENA region has abundant biomass energy resources which have remained unexplored to a great extent. According to conservative estimates, the potential of biomass energy in the Euro-Mediterranean region is about 400TWh per year. Around the region, pollution of the air and water from municipal, industrial and agricultural operations continues to grow.  The technological advancements in the biomass energy industry, coupled with the tremendous regional potential, promises to usher in a new era of energy as well as environmental security for the region.

The major biomass producing countries are Egypt, Yemen, Iraq, Syria and Jordan. Traditionally, biomass energy has been widely used in rural areas for domestic purposes in the MENA region, especially in Egypt, Yemen and Jordan. Since most of the region is arid or semi-arid, the biomass energy potential is mainly contributed by municipal solid wastes, agricultural residues and industrial wastes.

Municipal solid wastes represent the best source of biomass in Middle East countries. Bahrain, Saudi Arabia, UAE, Qatar and Kuwait rank in the top-ten worldwide in terms of per capita solid waste generation. The gross urban waste generation quantity from Middle East countries is estimated at more than 150 million tons annually. Food waste is the third-largest component of generated waste by weight which mostly ends up rotting in landfill and releasing greenhouse gases into the atmosphere. The mushrooming of hotels, restaurants, fast-food joints and cafeterias in the region has resulted in the generation of huge quantities of food wastes.

In Middle East countries, huge quantity of sewage sludge is produced on daily basis which presents a serious problem due to its high treatment costs and risk to environment and human health. On an average, the rate of wastewater generation is 80-200 litres per person each day and sewage output is rising by as much as 25 percent every year. According to conservative estimates, sewage generation in the Dubai is atleast 500,000 m3 per day.

The food processing industry in MENA produces a large number of organic residues and by-products that can be used as biomass energy sources. In recent decades, the fast-growing food and beverage processing industry has remarkably increased in importance in major countries of the region. Since the early 1990s, the increased agricultural output stimulated an increase in fruit and vegetable canning as well as juice, beverage, and oil processing in countries like Egypt, Syria, Lebanon and Saudi Arabia.

The MENA countries have strong animal population. The livestock sector, in particular sheep, goats and camels, plays an important role in the national economy of respective countries. Many millions of live ruminants are imported each year from around the world. In addition, the region has witnessed very rapid growth in the poultry sector. The biogas potential of animal manure can be harnessed both at small- and community-scale.

The Middle East region is well-poised for biomass energy development, with its rich biomass resources in the form of municipal solid waste, crop residues and agro-industrial waste. The implementation of advanced biomass conversion technologies as a method for safe disposal of solid and liquid biomass wastes, and as an attractive option to generate heat, power and fuels, can greatly reduce environmental impacts of a wide array of biomass wastes. 

 

Republished by Blog Post Promoter

A Primer on Biodiesel

Biodiesel is a clean burning alternative fuel produced from domestic, renewable resources. The fuel is a mixture of fatty acid alkyl esters made from vegetable oils, animal fats or recycled greases. Where available, biodiesel can be used in compression-ignition (diesel) engines in its pure form with little or no modifications.

Biodiesel is simple to use, biodegradable, nontoxic, and essentially free of sulphur and aromatics. It is usually used as a petroleum diesel additive to reduce levels of particulates, carbon monoxide, hydrocarbons and toxics from diesel-powered vehicles. When used as an additive, the resulting diesel fuel may be called B5, B10 or B20, representing the percentage of the biodiesel that is blended with petroleum diesel.

Biodiesel is produced through a process in which organically derived oils are combined with alcohol (ethanol or methanol) in the presence of a catalyst to form ethyl or methyl ester. The biomass-derived ethyl or methyl esters can be blended with conventional diesel fuel or used as a neat fuel (100% biodiesel). Biodiesel can be made from any vegetable oil, animal fats, waste vegetable oils, or microalgae oils. There are three basic routes to biodiesel production from oils and fats:

  • Base catalyzed trans-esterification of the oil
  • Direct acid catalyzed trans-esterification of the oil
  • Conversion of the oil to its fatty acids and then to biodiesel.

There are a variety of oils that are used to produce biodiesel, the most common ones being soybean, rapeseed, and palm oil which make up the majority of worldwide biodiesel production. Other feedstock can come from waste vegetable oil, jatropha, mustard, flax, sunflower, palm oil or hemp. Animal fats including tallow, lard, yellow grease, chicken fat and fish oil by-products may contribute a small percentage to biodiesel production in the future, but it is limited in supply and inefficient to raise animals for their fat. Jatropha is a small pest- and drought -resistant shrub that is capable of being grown on marginal/degraded land and produces seeds that yield several times more oil per acre than soybeans.

Biodiesel can be blended in any proportion with mineral diesel to create a biodiesel blend or can be used in its pure form. Just like petroleum diesel, biodiesel operates in the compression ignition (diesel) engine, and essentially requires very little or no engine modifications because the biodiesel has properties similar to mineral diesel. It can be stored just like mineral diesel and hence does not require separate infrastructure. The use of biodiesel in conventional diesel engines results in substantial reduction in the emission of unburned hydrocarbons, carbon monoxide, and particulates. There are currently a large number of existing biodiesel production plants globally, and a large number under construction or planned to supply the growing global demand.

Among alternative feedstocks, algae holds enormous potential to provide a non-food, high-yield, non-arable land use source of biodiesel, ethanol and hydrogen fuels. Microalgae have been grabbing biofuel attention because on an acre-by-acre basis, microalgae can produce 100 to 300 times the oil yield of soybeans on marginal land and with salt water. Microalgae is the fastest growing photosynthesizing organism and is capable of completing an entire growing cycle every few days.

Republished by Blog Post Promoter

Jatropha’s Relevance for MENA

Jatropha is a genus of nearly 175 species of shrubs, low-growing plants, and trees.  However, discussions of Jatropha as a biodiesel are actually means a particular species of the plant, Jatropha curcas. The plant is indigenous to parts of Central America, however it has spread to other tropical and subtropical regions in Africa and Asia.

Jatropha curcas is a perennial shrub that, on average, grows approximately three to five meters in height. It has smooth grey bark with large and pale green leaves. The plant produces flowers and fruits are produced in winter or throughout the year depending on temperature and soil moisture. The curcas fruit contains 37.5 percent shell and 62.5 percent seed.  Jatropha curcas can be grown from either seed or cutting.

By virtue of being a member of the Euphorbiaceae family, Jatropha has a high adaptability for thriving under a wide range of physiographic and climatic conditions. It is found to grow in all most all parts of the country up to an elevation 3000 feet. Jatropha is suitable for all soils including degraded and barren lands, and is a perennial occupying limited space and highly suitable for intercropping.

Extensive research has shown that Jatropha requires low water and fertilizer for cultivation, is not grazed by cattle or sheep, is pest resistant, is easily propagated, has a low gestation period, and has a high seed yield and oil content, and produces high protein manure. Sewage effluents provide a good source of water and nutrients for cultivating Jatropha, though there are some risk of salinization in arid regions.

Pongamia pinnata or Karanj is another promising non-edible oil seed plant that can be utilized for oil extraction for biofuels. The plant is a native of India and grows in dry places far in the interior and up to an elevation of 1000 meters. Pongamia plantation is not much known as like Jatropha, but the cost effectiveness of this plant makes it more preferred than other feedstock. Pongamia requires about four to five times lesser inputs and giver two to three times more yield than Jatropha which makes it quite suitable for small farmers. However, Pongamia seeds have about 5-10 percent less oil content than Jatropha and the plant requires longer period to grow as the gestation period is about 6-8 years for Pongamia against 3-5 years in Jatropha

To conclude, Jatropha can be successfully grown in arid regions of the Middle East and North Africa (MENA) for biodiesel production. These energy crops are highly useful in preventing soil erosion and shifting of sand-dunes. The production of sewage-irrigated energy crops has good potential to secure additional water treatment and thus reduce adverse environmental impacts of sewage disposal. Countries in the Middle East, like Eqypt, Libya, Sudan, Jordan and Saudi Arabia, are well-suited to the growth of Jatropha plantations. Infact, Jatropha is already grown at limited scale in some Middle East countries, especially Egypt,  and tremendous potential exists for its commercial exploitation.

Republished by Blog Post Promoter

Biomass Energy in Jordan

Jordan has promising biomass energy potential in the form of municipal solid wastes, crop residues and organic industrial wastes.  Municipal solid wastes represent the best source of biomass in Jordan. In terms of quantity per capita and constituents, the waste generated in Jordan is comparable to most semi-industrialized nations. Agricultural biomass offers a low energy potential due to arid climate in most of the country.

The major biomass energy resources in Jordan are:

  • Municipal waste from big cities
  • Organic wastes from slaughterhouse, vegetable market, hotels and restaurants.
  • Organic waste from agro-industries
  • Animal manure, mainly from cows and chickens.
  • Sewage sludge and septic.
  • Olive mills.
  • Organic industrial waste

The total generation of municipal waste in Jordan is estimated at more than 2 million tons per year. In addition, an annual amount of 1.83 million cubic meter of septic and sewage sludge from treatment of 44 million cubic meter of sewage water is generated in Greater Amman area. The potential annual sewage sludge and septic generated in Amman can be estimated at 85,000 tons of dry matter. Jordan also generate significant amount of animal manure due to strong animal population in the form of cattle, sheep, camels, horses etc. 

Organic industrial wastes, either liquid or solid, is a good biomass resource and can be a good substrate for biogas generation. Anaerobic digestion is fast gaining popularity as one of the best waste management method for biomass utilization. The use of anaerobic digestion technology for biomassl waste management would be a significant step in Jordan’s emergence as a renewable energy hub in the MENA region. Jordan is planning to implement 40-50 MW of waste-to-energy projects by 2020.

Biogas Plant at Rusaifeh Landfill

The Government of Jordan, in collaboration with UNDP, GEF and the Danish Government, established 1MW biogas plant at Rusaifeh landfill near Amman in 1999.  The plant has been successfully operating since its commissioning and has recently been increased to 4MW. The project consists of a system of twelve landfill gas wells and an anaerobic digestion plant based on 60 tons per day of organic wastes from hotels, restaurants and slaughterhouses in Amman. The successful installation of the biogas project has made it a role model in the entire region and several big cities are striving to replicate the model.

Republished by Blog Post Promoter

Role of Agricultural Sector in Harnessing Renewable Energy

The continuous rise in fossil energy prices, combined with climate change concerns and progress in renewable energy sector, has catalyzed interest in clean energy systems across the MENA region, especially in the Mediterranean. The Mediterranean region has abundant renewable resources, such as wind, solar, and biomass, which makes it a fertile zone for renewable energy developments. 

The agricultural sector has played a key role in the progress of renewable energy sector around the world as it provides large areas where renewable energy projects are built and is also the predominant feedstock source for biomass energy projects. For example, German agricultural sector accounts for one-fifth of the total installed PV capacity.

The main objective of this article is to explore the role that Mediterranean agricultural sector can play in tapping tremendous renewable energy potential available across the region.

Wind Energy

In countries where there is a lack of available land to build wind turbines, the agricultural sector is playing a key role by providing enough spaces. For instance, in Denmark farmer cooperatives are diversifying their incomes by investing in wind energy. Almost a quarter of wind energy sourced from wind turbines are owned by the Danish farmers. The same trend is taking place in Germany where farmers have established private companies to develop wind energy projects. Wind farms can be built in farms without any harmful impact on agricultural activities.

Wind energy potential is abundant across the Mediterranean region due to geographical location marked by a long coastline. The integration of wind energy projects in the agricultural sector is an interesting economic opportunity for agricultural enterprises in the region. However, as wind energy projects demand heavy capital, there is a need to mobilize funds to develop such projects.

In addition, there is need to create attractive financing mechanisms for farmers and to build their capacities in developing and managing wind projects. The development of wind energy projects owned by farmers will help them to have an extra revenue stream. It will also lead to decentralization of electricity production, which will not only reduce transmission losses but also decrease reliance on the national grid.

Solar Energy

The Mediterranean region receives one of the highest solar radiation in the world. Large availability of unexploited lands in the region, especially in the Eastern and Southern countries, makes solar energy systems, especially photovoltaics an attractive proposition for regional countries.  Agricultural farms in the Mediterranean region can use PV systems for domestic as well as commercial power generation.  In addition, there are a handful of applications in agricultural sector such as water pumping and irrigation.

Off-grid photovoltaic systems ensure a reliable and completely autonomous water supply at low cost – without fuel-powered generators, battery systems or long power lines. Solar energy can make irrigation independent of grid power. Low-pressure drip irrigation systems can be operated with any photovoltaic-powered pump, making them ideal for areas not connected to the grid. Photovoltaic projects require low capital investment and can be developed at small-to-medium scales.

Bioenergy

A variety of fuels can be produced from agricultural biomass resources including liquid fuels, such as ethanol, methanol, biodiesel, Fischer-Tropsch diesel, and gaseous fuels, such as hydrogen and methane. The agricultural resources include animal manure and crop residues derived primarily from maize, corn and small grains. A variety of regionally significant crops, such as cotton, sugarcane, rice, and fruit and nut orchards can also be a source of crop residues.

Globally, biofuels are most commonly used to power vehicles, heat homes, and for cooking. Biofuels are generally considered as offering many priorities, including sustainability, reduction of greenhouse gas emissions, regional development, social structure and agriculture, and security of supply.        

One of the species that is cultivated and exploited for these purposes is Jatropha curcas which is widely cultivated in Brazil and India for producing biodiesel. Jatropha can be successfully grown in arid regions of the Mediterranean for biodiesel production. These energy crops are highly useful in preventing soil erosion and shifting of sand-dunes. Infact, Jatropha is already grown at limited scale in some Middle East countries, especially Egypt,  and tremendous potential exists for its commercial exploitation.

Conclusion

The time has come for industries in the Mediterranean region, especially the agricultural sector, to undertake the shift necessary to contribute to sustainable development of the MENA region by making the best use of latest technological developments in renewable energy sector.

Republished by Blog Post Promoter

إمكانات توليد الطاقة من مخلفات النخيل

date-palm-biomassيعد تمر النخيل احد المنتجات الزراعية الاساسية في المناطق الجافة و شبه الجافة في العالم خاصة في الشرق الأوسط و شمال افريقيا. يوجد اكثر من 120 مليون شجرة نخيل في العالم تنتج عدة ملايين من الاطنان من التمر كل عام، بالاضافة الي المنتجات الثانوية و التي تشمل عروق النخيل، الأوراق، السيقان، السعف و الليف. يمتلك العالم العربي اكثر من 84 مليون شجرة نخيل و اغلبها في مصر، العراق، المملكة العربية السعودية، ايران، الجزائر، المغرب، تونس و الإمارات العربية المتحدة.

تعتبر مصر اكبر منتج في العالم للتمر حيث بلغ إنتاجها السنوي في عام 2012  1.47مليون طن من التمر و هو ما يمثل حوالي خمس الانتاج العالمي. تمتلك المملكة العربية السعودية اكثر من 23 مليون شجرة نخيل و التي تنتج حوالي مليون طن من التمر في العام. تدر أشجار النخيل كميات هائلة من المخلفات الزراعية في شكل أوراق جافة، سيقان، نوي التمر، بذور، الخ. يمكن لشجرة نخيل واحدة ان تنتج نمطيا ما يقرب من 20 كيلوجرام من الأوراق الجافة سنويا بينما يمثل نوي التمر غالبا 10% من ثمرة التمر. اثبتت بعض الدراسات ان المملكة العربية السعودية وحدها قادرة علي ان تنتج اكثر من 200,000 طن من الكتلة الحيوية لتمر النخيل كل عام. 

يعتبر تمر النخيل من مصادر الطاقة الطبيعية المتجددة لانه يمكن استبدالها في وقت قصير نسبيا. تستغرق شجرة النخيل من 4-8 سنوات حتي تثمر بعد زرعها، ومن 7-10 سنوات حتي يكون حصاد ثمرها اقتصاديا. يتم عادة حرق مخلفات تمر النخيل في مزارع او يتم التخلص منها في مقالب القمامة مما يسبب تلوث بيئي في مناطق انتاج التمر. في بلدان مثل العراق و مصر يستخدم جزء صغير من الكتلة الحيوية للنخيل في انتاج الأعلاف الحيوانية.

الكتلة الحيوية للنخيل تحتوي علي المكونات الاساسية الآتية سليولوز و هيميسليولوز و اللغنين. بالاضافة الي ذلك يحتوي النخيل علي نسبة عالية من المواد الصلبة المتطايرةو نسبة منخفضة من الرطوبة. و بفضل هذه العوامل و المكونات تكون الكتلة الحيوية للنخيل مصدرا ممتازا لإنتاج الطاقة من المخلفات في منطقة الشرق الأوسط و شمال افريقيا. يوجد نطاق واسع من تكنولوجيات حرارية و كيمياء حيوية تستخدم لتحويل الطاقة المختزنة في الكتلة الحيوية للنخيل الي عدة صور مفيدة من الطاقة. وجود نسبة رطوبة منخفضة في تمر النخيل تجعل مخلفاته مناسبة تماما لتكنولوجيا التحويل الحراري و الكيميائي مثل الإحراق و التحويل الي غاز و الانحلال الحراري.

علي الجانب الاخر، وجود نسبة عالية من المواد الصلبة المتطايرة في الكتلة الحيوية للنخيل تدل علي إمكانيتها لإنتاج غاز حيوي في مصانع التهضيم اللاهوائي، و من الممكن بواسطة التهضيم المشارك مع المخلفات الصلبة للصرف الصحي، المخلفات الحيوانية  و النفايات الغذائية. يمكن تحويل المحتوي السليولوزي في مخلفات النخيل الي وقود حيوي (إيثانول حيوي) عن طريق استخدام عملية التخمير. و بالتالي فان وجود أشجار النخيل بوفرة في بلدان مجلس التعاون الخليجي، و علي الأخص المملكة العربية السعودية، يحفز علي تطوير قطاعي الكتلة الحيوية و الوقود الحيوي في المنطقة. 

 

Translated by Maiy Latif and Katie Holland

مي لطيف مهندسة بترول تخرجت من جامعة كالجري الكندية و لها خبرة عالمية في مجال النفط و البيئة. تخصصت مي في تنمية مشروعات تتعلق بحماية البيئة  و السلامة و الصحة و الأمان في مجال النفط من خلال عمليات معالجة مخلفات و نفايات نفطية. تعمل مي في شركة هندسية كندية لها مشاريع في الولايات المتحدة، النرويج، الكويت، السعودية و اندونيسيا. 

Katie Holland graduated from Durham University in 2015 with a degree in Arabic and French, having also studied Persian. Currently working in London, she hopes to develop a career that uses her knowledge of Arabic and the Middle East, alongside pursuing her various interests in the arts. 

وقود الديزل الحيوي

هي الوقت البديلة النظيفة المنجة محليا والتى تعد من الموارد المتجددة  وهذه الوقود عبارة عن خليط من  استرات ألكيل الدهنية حمض مصنوعة من الزيوت النباتية،و  الدهون الحيوانية أو الشحوم المعاد تدويرهاحيثما كان ذلك متاحا، وقود الديزل الحيوي يمكن استخدامها في ضغط الاشتعال (الديزل) محركات في شكله النقي مع تعديلات ضئيلة أو معدومة. وقود الديزل الحيوي هو سهلة الاستخدام، والقابلة للتحلل غير سام، وخالية أساسا من الكبريت والعطريات. عادة ما يتم استخدامه كمادة مضافة الديزل النفطية للحد من مستويات الجسيمات وأول أكسيد الكربون والهيدروكربونات والمواد السامة من السيارات العاملة على المازوت. عندما تستخدم كمادة مضافة، وقود الديزل الناتجة يمكن أن يسمى ب5، ب10 أو ب20،وهو ما يمثل نسبة وقود الديزل الحيوي الذي يتم مزجه مع الديزل النفطي.

ويتم إنتاج وقود الديزل الحيوي من خلال عملية تجمع بين الزيوت المشتقة عضويا مع الكحول (الإيثانول أو الميثانول) في وجود عامل حفاز لتشكيل إيثيل استر الميثيل أو. يمكن مزجه إيثيل الميثيل أو استرات الكتلة الحيوية المشتقة مع وقود الديزل التقليدية أو استخدامها كوقود أنيق (100٪ وقود الديزل الحيوي). وقود الديزل الحيوي يمكن أن تكون مصنوعة من أي زيت نباتي، والدهون الحيوانية والزيوت النباتية النفايات، أو زيوت الطحالب. هناك ثلاث طرق أساسية لإنتاج وقود الديزل الحيوي من الزيوت والدهون:

قاعدة المحفزة عبر الأسترة للنفط

حمض المباشر المحفزة عبر الأسترة للنفط

تحويل النفط إلى الأحماض الدهنية وبعد ذلك إلى وقود الديزل الحيوي.

 

وهناك مجموعة متنوعة من الزيوت التي تستخدم لانتاج وقود الديزل الحيوي، وأكثرها شيوعا هي فول الصويا وبذور اللفت، وزيت النخيل والتي تشكل الغالبية العظمى من إنتاج وقود الديزل الحيوي في جميع أنحاء العالم. المواد الأولية الأخرى يمكن أن تأتي من النفط النفايات النباتية، والجاتروفا، والخردل، والكتان وعباد الشمس، وزيت النخيل أو القنب. الدهون الحيوانية بما في ذلك الشحم، شحم الخنزير، والشحوم الصفراء والدهون والدجاج وزيت السمك من المنتجات يمكن أن تسهم نسبة صغيرة لإنتاج الديزل الحيوي في المستقبل، لكنها محدودة في العرض وغير فعالة لتربية الحيوانات من أجل الدهون. الجاتروفا هو صغير من الآفات ومقاومة للجفاف شجيرة التي هي قادرة على أن تزرع في الهامشية / الأراضي المتدهورة وتنتج البذور التي تدر عدة مرات المزيد من النفط للدونم الواحد من فول الصويا.

وهناك مجموعة متنوعة من الزيوت التي تستخدم لانتاج وقود الديزل الحيوي، وأكثرها شيوعا هي فول الصويا وبذور اللفت، وزيت النخيل والتي تشكل الغالبية العظمى من إنتاج وقود الديزل الحيوي في جميع أنحاء العالم. المواد الأولية الأخرى يمكن أن تأتي من النفط النفايات النباتية، والجاتروفا، والخردل، والكتان وعباد الشمس، وزيت النخيل أو القنب. الدهون الحيوانية بما في ذلك الشحمر، والشحوم الصفراء والدهون والدجاج وزيت السمك من المنتجات يمكن أن تسهم نسبة صغيرة لإنتاج الديزل الحيوي في المستقبل، لكنها محدودة في العرض وغير فعالة لتربية الحيوانات من أجل الدهون. الجاتروفا هو صغير من الآفات ومقاومة للجفاف شجيرة التي هي قادرة على أن تزرع في الهامشية / الأراضي المتدهورة وتنتج البذور التي تدر عدة مرات المزيد من النفط للدونم الواحد من فول الصويا.

بين المواد الأولية البديلة، يحمل الطحالب إمكانات هائلة لتوفير المواد غير الغذائية، وارتفاع العائد المرتفع وغير الصالحة للزراعة المصدر استخدام الأراضي وقود الديزل الحيوي والإيثانول والهيدروجين وقود. الطحالب قد تشد الانتباه لأن الوقود الحيوي على أساس فدان بواسطة فدان، الطحالب يمكن أن تنتج 100-300 مرة من العائد النفطي من فول الصويا على الأراضي الهامشية ومع المياه المالحة. الطحالب هو الكائن الحي photosynthesizing الأسرع نموا، وقادر على استكمال دورة النمو بأكمله كل بضعة أيام.

ترجمة 

سجى البغدادي  –طالبة  بكالوريس ادارة مياه وبيئة في  الجامعة الهاشمية ومنسقة كلية الموارد الطبيعة   ناشطة ومتتطوعة  مع عدة مبادرات و مهتم في مجال البيئة والمياه و  التغير المناخ

Republished by Blog Post Promoter

موارد الطاقة الحيوية في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا

 

اقتضى الارتفاع الملحوظ الذي شهدته أسعار النفط في الماضي القريب، والاضطرابات التي نجمت عنه في سوق الطاقة، من العديد من بلدان منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا لاسيما غير المنتجة للنفط منها، البحث عن مصادر جديدة للطاقة لأسباب اقتصادية وبيئية معاً. ومن جهة أخرى، باتت الطاقة المتجددة تحظى باهتمام عالمي متزايد، نظراً لدورها في الحد من التغيرات المناخية، ودفع عجلة التنمية المستدامة في البلدان النامية، وتعزيز أمن وتوفير الطاقة.

وتضم قائمة البلدان المنتجة للمخلفات العضوية في الشرق الأوسط وأفريقيا، كلاً من السودان، ومصر، والجزائر، واليمن، والعراق، وسوريا، والأردن، حيث اعتادت المناطق الريفية في هذه المنطقة استخدام الطاقة الحيوية بشكل واسع في الاستخدامات المنزلية. ونظراً لكون معظم أجزاء المنطقة تتمتع بمناخ جاف/ شبه جاف، فإن موارد الطاقة الحيوية المحتملة تأتي بشكل أساسي من المخلفات الصلبة في المدن، والفضلات الزراعية، والمخلفات الزراعية الصناعية.

والمخلفات العضوية هي تلك الناتجة عن النباتات التي تعتمد على أشعة الشمس في نموها، إضافة إلى مخلفات الحيوانات، والبقايا الناجمة عن الأنشطة الزراعية والحراجية، والصناعات العضوية والمخلفات البشرية والحيوانية. وفي حال ترك هذه المواد وسط عوامل البيئة الطبيعية، فإنها تتحلل خلال فترة طويلة من الزمن، لينطلق منها غاز ثاني أكسيد الكربون ومخزون الطاقة الذي تحتويه ببطء، على عكس عملية الحرق التي تؤدي إلى إطلاق مخزون الطاقة بسرعة وبطريقة مفيدة

غالباً، حيث أن تحويل هذه المخلفات إلى طاقة مفيدة يحاكي عملية التحلل الطبيعية، ولكنه أسرع منها وأكثر فائدة.

تقنيات تحويل المخلفات العضوية

هناك طيف واسع من التقنيات التي من شأنها أن تحقق إمكانية تحويل النفايات العضوية إلى مصدر للطاقة، وتتنوع بين الأنظمة البسيطة للتخلص من النفايات الجافة، والتقنيات الأكثر تعقيداً لمعالجة الكميات الكبيرة من النفايات الصناعية. وبالإمكان تحويل المخلفات العضوية إلى طاقة عبر عملية احتراق بسيطة، حيث يتم حرقها مع أنواع الوقود الأخرى، أو من خلال عملية وسيطة مثل التحويل إلى غاز. ويمكن استخدام الطاقة الناتجة كمصدر للكهرباء أو الحرارة، أو كلاهما معاً. ومن أهم مزايا استخدام الحرارة كمصدر أو بديل للطاقة الكهربائية، التطور الملموس في كفاءة التحويل، حيث أن توليد الطاقة يوفر كفاءة قياسية تقارب 30%، بينما يوفر استخدام الحرارة كفاءة تتجاوز 85%.

ويمكن للعمليات الكيميائية الحيوية، مثل المعالجة الفراغية، أن تنتج أيضاً طاقة نظيفة على شكل غاز حيوي قابل للتحويل إلى طاقة وحرارة باستخدام محرك يعمل بالغاز. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن إنتاج الوقود السائل من النفايات، مثل "الايثانول السليلوزي" و "الديزل الحيوي"، والتي يمكن الاستعاضة بها عن الوقود المشتق من البترول. وتبرز حالياً نفايات الأشنيات (الطحالب) العضوية كمصدر جيد للطاقة، حيث أنها تعد بمثابة مصدر طبيعي للزيوت، والتي يمكن للمصافي التقليدية تحويله إلى وقود للطائرات أو وقود الديزل.

وتعكس وفرة وتنوع الخيارات التقنية لتحويل المخلفات العضوية، قابلية تطبيقها على نطاق محلي ضيق من أجل توفير الحرارة بشكل أساسي، أو استخدامها على نطاق أوسع لتوليد الطاقة والحرارة في وقت معاً. وبالتالي، يمكن تصميم عملية توليد الطاقة الحيوية بشكل يناسب المجتمعات الريفية أو المدنية، والاستفادة منها في التطبيقات الصناعية المحلية أو التجارية.

أصناف النفايات العضوية الرئيسية

توفر مشاريع الطاقة الحيوية فرصاً متميزة للأعمال، والعديد من المنافع البيئية، وتلعب دوراً كبيراً في تنمية الأرياف، حيث يمكن الحصول على المواد الحيوية الخام من مجموعة واسعة من الموارد، دون تعريض الطعام وموارد التغذية والغابات والتنوع الحيوي في العالم إلى الخطر.

النفايات البلدية الصلبة

تمثل النفايات البلدية الصلبة أفضل مصدر للمواد العضوية في بلدان منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، حيث أن معدلات النمو السكاني المرتفعة، والعمران والتوسع الاقتصادي في المنطقة باتت تسرّع من معدلات الاستهلاك وطرح المخلفات العضوية في الوقت نفسه. وتصنف البحرين والسعودية والإمارات وقطر والكويت من ضمن البلدان العشرة الأولى في معدل إنتاج النفايات للفرد الواحد، حيث يقدر إنتاج البلدان العربية من النفايات بأكثر من 80 مليون طن سنوياً. وتعد المكبات المفتوحة أكثر طريقة سائدة في التخلص من النفايات البلدية الصلبة في معظم البلدان.

وتحتوي هذه النفايات على نسبة عالية نسبياً من المواد العضوية، في حين يعد الورق والزجاج والبلاستيك والمعادن مواداً أقل عضوية. وتمثل العناصر العضوية مصدراً لمواد التسميد المستخدمة في تحسين خصائص التربة، ويمكن استخدامها أيضاً لتوليد الكهرباء من غاز الميثان في حال تم فرزها وتكريرها بشكل صحيح، كما يمكن تحويل النفايات الصلبة إلى طاقة ووقود بواسطة التقنيات الحرارية المتطورة، مثل التسييل إلى غاز والتحليل بالحرارة. وفي واقع الأمر، تحظى تقنية استرجاع الطاقة من هذه النفايات بتقدير متزايد حول العالم، بوصفها التقنية الرابعة في نظام إدارة النفايات المستدام المؤلف من: إعادة الاستخدام، تقليص الكمية، التكرير، والاستعادة.

البقايا الزراعية

تلعب الزراعة دوراً هاماً في اقتصادات معظم بلدان منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، حيث تتفاوت نسبة مساهمة قطاع الزراعة في الاقتصاد الإجمالي بين بلد وآخر، فعلى سبيل المثال تساهم الزراعة في اقتصاد الأردن بنسبة 3%، بينما ترتفع إلى 66% في الصومال. وتشهد عمليات الري الواسعة انتشاراً ملحوظاً في المنطقة، مما يتيح إنتاجاً وفيراً من المحاصيل عالية القيمة النقدية والتصديرية، بما فيها الفواكه والخضار والحبوب والسكر.

وتشتمل بقايا المحاصيل على كافة المخلفات الزراعية مثل البقاس، والقش، والساق والأوراق، والقشور، والغلاف، واللب، وجذامة النبات. ويعد القمح محصولاً رئيسياً مستقراً في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، ويتم سنوياً إنتاج كميات كبيرة من بقايا المحاصيل سنوياً، بيد أنه لا يتم الانتفاع منها بشكل حقيقي، حيث أن طرق الزراعة الحالية تعمد عادة إلى حرث هذه البقايا مع التربة، أو حرقها، أو تركها لتتحلل، أو علفاً للمواشي. ويمكن تحويل هذه البقايا إلى وقود سائل أو معالجتها حرارياً لتوليد الطاقة والحرارة في المناطق الريفية.

ويمكن زراعة محاصيل توليد الطاقة مثل أشجار "جاتروفا" في المناطق الجافة للحصول على الديزل الحيوي. وتزرع هذه الأشجار حالياً على نطاق محدود في بلدان منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا التي توفر فرصة هائلة يجدر استغلالها من أجل الاستثمار التجاري لهذه المحاصيل الهامة.

النفايات الصناعية

ينتج قطاع الأغذية في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا كميات كبيرة من المخلفات العضوية والمنتجات التي يمكن استخدامها كمصادر للطاقة الحيوية. وخلال العقود الأخيرة، ازدادت أهمية قطاع معالجة الأغذية والمشروبات متسارع النمو، بشكل ملحوظ في البلدان الكبرى بمنطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا. ومنذ أوائل التسعينات، ساهم الإنتاج الزراعي المتزايد في تشجيع عمليات تعليب الفواكه والخضراوات والعصائر والخضراوات، ومعالجة الزيت في دول مثل  مصر وسوريا والمغرب وتونس ولبنان والمملكة العربية السعودية. وهناك العديد من مصانع إنتاج مشتقات الحليب، والخبز، ومعالجة الزيوت، المتقدمة تكنولوجياً في المنطقة.

وتشمل النفايات الصلبة القشور وبقايا الخضراوات والفواكه، والمواد الغذائية التي لا تستوفي معايير مراقبة الجودة، ولب الورق، ولب وألياف قصب السكر والنشا المستخرج، والحمأة الناتجة عن المرشحات، ورواسب القهوة. وتنشأ النفايات السائلة نتيجة غسل اللحوم والفواكه والخضراوات، وتبييض الفواكه والخضراوات، وعمليات تنظيف وتجهيز اللحوم والدواجن والأسماك قبل طهيها، إضافة إلى عمليات صنع النبيذ.   

ومن الممكن إجراء عملية هضم لا هوائي لهذه النفايات الصناعية وإنتاج الغاز الحيوي، أو تخميرها لإنتاج الإيثانول، وهناك العديد من الأمثلة التجارية على عمليات تحويل النفايات إلى طاقة.

   
مخلفات الحيوانات    

هناك طائفة واسعة من النفايات الحيوانية التي يمكن استخدامها كمصادر لطاقة الكتلة الحيوية. ويعتبر سماد مخلفات الحيوانات والدواجن، أحد المصادر الأكثر شيوعا. ويتمثل الأسلوب الأكثر جاذبية لتحويل هذه النفايات إلى شكل مفيد، في عملية الهضم اللاهوائي التي ينتج عنها الغاز الحيوي، والذي يمكن استخدامه كوقود لمحركات الاحتراق الداخلي، وتوليد الكهرباء من توربينات الغاز الصغيرة، وحرقه مباشرة لأغراض الطهي، أو التدفئة، وتسخين المياه.

تتمتع دول الشرق الأوسط بثروة حيوانية كبيرة. ويلعب قطاع الماشية، خاصة الأغنام والماعز، دوراً هاماً في الاقتصاد الوطني لدول منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا. وتستورد دول المنطقة سنوياً ملايين الحيوانات المجترة الحية من مختلف أنحاء العالم. ويمكن تسخير إمكانية تحويل روث الحيوانات إلى غاز حيوي، وعلى نطاق المجتمع.   

مخلفات الغابات

تتميز منطقة الشرق الأوسط بندرة الغابات والتي تشكل ما يزيد على 5 ٪ تقريباً من اليابسة. وتنشأ مخلفات الغابات نتيجة عمليات خف النباتات وقطع الأشجار لشق طرق نقل الأخشاب، واستخراج جذوع الأشجار للحصول على اللب والأخشاب، إلى جانب تناقص الأشجار نتيجة الظروف الطبيعية. وعادة ما تكون كثافة مخلفات الغابات منخفضة، كما أن الوقود الناتج عنها يكون منخفض القيمة، الأمر الذي يحافظ على ارتفاع تكاليف النقل، وبالتالي فإنه من المجدي اقتصادياً التخفيف من كثافة الكتلة الحيوية في الغابة نفسها.

   
الخاتمة  

منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا على أهبة الاستعداد لتطوير طاقة الكتلة الحيوية، بفضل ما لديها من موارد الكتلة الحيوية على شكل مخلفات بلدية صلبة، ومخلفات المحاصيل الزراعية، والمخلفات الصناعية والزراعية. وقد ساهم تطبيق تقنيات متقدمة في مجال تحويل النفايات إلى طاقة، كوسيلة من وسائل التخلص الآمن من نفايات الكتلة الحيوية الصلبة والسائلة، وبوصفها خيارا جذابا لتوليد الحرارة والكهرباء والوقود، بشكل كبير في تخفيض الآثار البيئية التي تسببها مجموعة واسعة من النفايات. ويعتبر الانتقال من نظم الطاقة التقليدية إلى نظم تقوم على الموارد المتجددة، أمراً ضرورياً لتلبية الطلب المتزايد باستمرار على الطاقة، ومعالجة القضايا البيئية، وتعزيز التنمية المستدامة.

 

Republished by Blog Post Promoter

Agricultural Biomass in MENA

 

Agriculture plays an important role in the economies of most of the countries in the Middle East and North Africa region.  Despite the fact that MENA is the most water-scarce and dry region in the world, many countries in the region, especially those around the Mediterranean Sea, are highly dependent on agriculture.  The contribution of the agricultural sector to the overall economy varies significantly among countries in the region, ranging, for example, from about 3.2 percent in Saudi Arabia to 13.4 percent in Egypt.  Large scale irrigation coupled with mechanization has enabled entensive production of high-value cash crops, including fruits, vegetables, cereals, and sugar in the Middle East.

The term ‘crop residues’ covers the whole range of biomass produced as by-products from growing and processing crops. Crop residues encompasses all agricultural wastes such as bagasse, straw, stem, stalk, leaves, husk, shell, peel, pulp, stubble, etc. Wheat and barley are the major staple crops grown in the Middle East region. In addition, significant quantities of rice, maize, lentils, chickpeas, vegetables and fruits are produced throughout the region, mainly in Egypt, Tunisia, Saudi Arabia, Morocco and Jordan. 

Egypt is the one of world's biggest producer of rice and cotton and produced about 5.67 million tons of rice and 635,000 tons of cotton in 2011. Infact, crop residues are considered to be the most important and traditional source of domestic fuel in rural Egypt. The total amount of crop wastes in Egypt is estimated at about 16 million tons of dry matter per year. Cotton residues represent about 9% of the total amount of residues. These are materials comprising mainly cotton stalks, which present a disposal problem. The area of cotton crop cultivation accounts for about 5% of the cultivated area in Egypt.

Agricultural output is central to the Tunisian economy. Major crops are cereals and olive oil, with almost half of all the cultivated land sown with cereals and another third planted. Tunisia is one of the world's biggest producers and exporters of olive oil, and it exports dates and citrus fruits that are grown mostly in the northern parts of the country.

To sum up, large quantities of crop residues are produced annually in the region, and are vastly underutilised. Current farming practice is usually to plough these residues back into the soil, or they are burnt, left to decompose, or grazed by cattle. These residues could be processed into liquid fuels or thermochemically processed to produce electricity and heat in rural areas. Energy crops, such as Jatropha, can be successfully grown in arid regions for biodiesel production. Infact, Jatropha is already grown at limited scale in some Middle East countries and tremendous potential exists for its commercial exploitation.

Republished by Blog Post Promoter