أخبار التنمية المستدامة للطاقة : زراعة المحاصيل لإنتاج الميثان الحيوي في الأراضي الرطبة قد ينتج عنه 3 أضعاف ثاني أكسيد الكربون مقارنة باستخدام الغاز الطبيعي

 الأراضي المقدسة الخضراء / GHLands 

لقد شهدنا توسعًا سريعًا في زراعة المحاصيل مثل الذرة لإنتاج الميثان الحيوي كبديل أنظف للوقود الأحفوري للمساعدة في الوصول إلى صافي الصفر.

ولكن بعض هذه الزراعة المتزايدة، على الخث المجفف، تنبعث منها ثلاثة أضعاف ثاني أكسيد الكربون الذي تتجنبه بعدم استخدام الغاز الطبيعي، وفقًا لدراسة أجراها مركز المملكة المتحدة لعلم البيئة والهيدرولوجيا (UKCEH).

ويقدر الباحثون أيضًا أن مساحة أراضي الخث في المملكة المتحدة المستخدمة لزراعة الذرة، والتي يتم بعد ذلك تمريرها عبر جهاز هضم لاهوائي لإنتاج غاز الميثان الحيوي، تضاعفت ثلاث مرات منذ عام 2015، لكنهم يقولون إن الانبعاثات الناتجة عن تجفيف هذه الأراضي الرطبة الغنية بالكربون للاستخدام الزراعي تم تجاهلها على نطاق واسع.

يركز التحليل على الذرة والمملكة المتحدة، لكن فريق الدراسة يشير إلى أن أي زراعة على الخث العميق الصرف ستؤدي إلى كميات كبيرة من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري.

وتسلط النتائج المهمة الضوء على الحاجة إلى النظر في خسائر الكربون في التربة فيما يتعلق بجميع محاصيل الطاقة الحيوية المزروعة على الخث العميق الصرف، في أي مكان في العالم، من أجل تمكين اتخاذ قرارات أفضل بشأن الطاقة الخضراء.

يقول البروفيسور كريس إيفانز من UKCEH، الذي قاد البحث المنشور في مجلة Nature Climate Change: “يعتبر الميثان الحيوي مصدرًا مهمًا للطاقة المتجددة، ولكن يبدو من غير الحكمة استخدام أراضي الخث المستنفدة في المقام الأول لتوليد الطاقة الحيوية في المناطق التي يؤدي فيها هذا إلى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الأعلى من الوقود الأحفوري الذي يحل محله”.

انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية إلى الغلاف الجوي من أراضي الخث الزراعية المستنزفة

استنزاف مخزون الكربون لدينا

في حين أن حرق أي غاز لإنتاج الطاقة ينبعث منه غازات دفيئة، فإن المبدأ وراء إنتاج الميثان الحيوي هو أن الكربون المنطلق أثناء الاحتراق تم إزالته مؤخرًا من الهواء عن طريق التمثيل الضوئي، لذلك لا يضيف ثاني أكسيد الكربون الإضافي إلى الغلاف الجوي.

ومع ذلك، فإن كمية الكربون المنبعثة من الأراضي الخثية المستنزفة أكبر كثيراً مما يمكن تجنبه بعدم استخدام الغاز الطبيعي. وذلك لأن تجفيف هذه الأراضي الرطبة لتمكين المحاصيل أو الأشجار من النمو يؤدي إلى إطلاق الكربون الذي ظل حبيساً في تربتها لمئات السنين.

ويتعرض هذا الكربون المنبعث للأكسجين الجوي، فيشكل ثاني أكسيد الكربون وينتج عنه كميات كبيرة من غازات الاحتباس الحراري الإضافية.

في حين أن كل متر مكعب من الغاز الطبيعي المحروق ينبعث منه ما يعادل 2 كجم من ثاني أكسيد الكربون، تظهر قياسات التدفق الميداني لـ UKCEH أن الكربون المفقود في التربة من خلال زراعة الذرة لإنتاج الغاز الحيوي على أراضي الخث المستنزفة يؤدي إلى انبعاثات تصل إلى 6 كجم لكل متر مكعب من غاز الميثان الحيوي المنتج.

ولا يشمل هذا الرقم انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري الإضافية الناتجة عن استخدام الأسمدة في حقول الذرة، أو حصاد المحصول ونقله، أو من إنتاج غاز الميثان الحيوي.

تجارب لتحويل الميثان الحيوي إلى طاقة

زيادة كبيرة في الإنتاج

وتشير الدراسة إلى أن مساحة تربة الخث المجففة في المملكة المتحدة لجميع زراعة الذرة ارتفعت من حوالي 6000 هكتار في عام 2015 إلى أكثر من 11000 هكتار في عام 2021، في حين زادت نسبة المحصول المزروع للطاقة الحيوية، على عكس الغذاء، من 20٪ إلى 34٪ – وهو ما يمثل زيادة ثلاثة أضعاف بشكل عام.

ويشير الباحثون إلى أن النتائج التي توصلوا إليها لا تعني أن جميع أشكال إنتاج الطاقة الحيوية على تربة الخث المستنزفة سوف تؤدي إلى زيادة الانبعاثات، على سبيل المثال، فإن زراعة المحاصيل المخصصة للكتلة الحيوية على الأراضي الزراعية الخثية التي يتم إدارتها بمستويات أعلى من المياه ــ زراعة الأراضي الخثية ــ هي طريقة واعدة محتملة للتخفيف من تغير المناخ.

ويقول البروفيسور إيفانز إن استخدام الذرة كمحصول بديل ـ نباتات تدخل ضمن أنظمة تناوب المحاصيل للحد من خطر الأعشاب الضارة والآفات والأمراض ـ أقل ضرراً من استخدام الأراضي المخصصة لإنتاج الغذاء بالكامل لإنتاج الميثان الحيوي. ومن شأن هذا أن يحقق قيمة تجارية ويساعد في تعويض بعض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بإنتاج الغذاء على الخث.

ويضيف الباحثون أن الذرة المزروعة في تربة معدنية لها تأثير أقل على توازن الكربون في التربة على المدى الطويل، وبالتالي فإن العملية الإجمالية في هذه المناطق الخالية من الخث قد تكون أكثر فعالية في الحد من الانبعاثات.

انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية الصافية من غاز الميثان الحيوي المشتق من الذرة

تحسين عملية اتخاذ القرار

زاد إنتاج المملكة المتحدة من غاز الميثان الحيوي أربعة أضعاف منذ عام 2000، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الدعم المالي الحكومي لإنتاج الغاز الحيوي لدعم إزالة الكربون من قطاع الطاقة، بما في ذلك مخطط دعم الغاز الأخضر، وقبل ذلك، حافز الحرارة المتجددة.

تقول الدكتورة ريبيكا رو من UKCEH، وهي إحدى المؤلفين المشاركين في الدراسة: “لن يكون الانتقال إلى الصفر الصافي سلسًا تمامًا إلى جانب النجاحات، ستكون هناك إخفاقات وعواقب غير مقصودة.

وتضيف “دورنا، كعلماء، هو دعم الحكومة ومديري الأراضي والصناعة من خلال تزويدهم بأفضل المعارف الحديثة حول تأثيرات أفعالهم حتى يتمكنوا من اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن إنتاج المحاصيل الطاقية واستخدام الأراضي،”يتعلق الأمر بالعمل معًا لضمان مستقبل مستدام” عن موقع المستقبل الأخضر