الإنتاج البرازيلي للسُكّرِ والكحولِ مِنْ قصبِ السكر
و
تطويرِ فائضِ طاقة في معامل سُكّرِ / إثانول
تُبيّن هذه المقالةِ الصناعةَ الحديثةَ للسُكّرِ والكحولِ مِنْ قصبِ السكر في البرازيل، مُشيرة إلى معادلة الإنتاج المباشر من كلا المُنتَجين (تعويض نقص الإنتاج فى أحدهما بزيادة مُباشرة فى إنتاج الآخر). صممت الدراسةِ بحيث تكون حافز لإقناع الحكومات في بلدانِ السُكّرِ الأخرى بأَنْ تبدأ فى إنتاج إثانول كنشاط عملي وذو مردود مُجدي. أعدّت المعلوماتُ المُقدمة فى المصانعِ التي تَعُودُ إلى التعاونيةِ (Copersucar). يُمْكِنُ أَنْ نَستنتجَ بأنّ طريقة البرازيليين فى تصنيع السُكّرِ والكحولِ في الوقت ذاته تعود بالنفع مُقارنة ببلدانِ السُكّرِ الأخرى لأن كمّيةَ أقلَ مِنْ الطاقةِ تُستهلك، تصنيف المُنتَجاتِ مُتفوق، والإنتاجية التي تحققت أكبر (النسبة التى تتحد فيها العناصر ويكون منها مركب إثانول بلغ 91%)، بإنفاقِ أقلِ (حوالي 0.20$ / لتر إثانول).
الغرض من هذه المقالة هو وصف بالأمثلة العملية للتوسّع فى الإنتاج المشتركِ في قطاع تجارة قصبِ السكر البرازيلي. في الوقت الحاضر، يَبْقى توليدَ الطاقة البرازيلي أساساً كهربيمائى، تقريباً 82 % (84 % - 1985 و87 % بَيْنَ 1992 إلى 1999). حتى 1985، لم يكن قطاع تجارةِ السُكّرِ البرازيلى راض بإنجازاته في مجال توليدِ الطاقة، فهيكلُ الطاقة الأساسى كان يخصٌ الحكومةِ، وقيمةِ الكهرباءِ كَانتْ صغيرةَ جداً. و مع ذلك أشار سوق الطاقة تقريباً في 1990 إلى عجز مُحتمل فى الطاقة.
زادتْ خطوتُهم الأولى قدرةُ توليدِ الطاقة بواسطة بخارِ مُباشر عند مستوى ضغط 22 وحدة بار & 300 درجة مئوية (البعض يَستعملونَ 42 وحدة بار & 400 درجة مئوية) و مُولّدات بخار توربينية مُتعدّدِة المراحل.
الخطوة الثانية كَانتْ إختبار لسوقَ الكهرباء، تغييرُ المعمل و إستبدال مُحركات المولّدَ بتوربيناتِ بخارِ مُتعددةِ المراحل، بِيعُ كمياتَ صغيرة الحجمَ مِنْ الطاقة الفائضةِ، مع إستمرار إستخدام بخار مُباشر عند مستوى ضغط فقط 22 وحدة بار؛ هذه الأوضاع إستمرت بدون تغيير حتى 1998، بينما كَانتْ تقريبا كُلّ تجارة السُكّرَ مُستقلة ذاتياً على الأقل في مجال الطاقة طوال الموسم وفقط بَعْض مصانعِ السُكّرِ كَانتْ تَبِيعُ كميات صغيرة مِنْ القوَّةِ الفائضةِ إلى الشبكةِ مدّةِ الموسم.
الخطوةُ الثالثةُ كَانتْ حول العامِ 2000، عندما بَدأتْ تجارةُ السُكّرِ فى تطوير فاعلية الطاقة بالزيادة المُستمرة فى ضغطِ البخارِ المُباشر (62 إلى 82 وحدة بار) بالإضافة إلى تَركيب مُولدات توربينية تعمل بسحب/إعادة ضخّ البخار؛ بموجب هذا الاتفاق، قَدْ تبلغُ الطاقة الفائضة 50kWh/tc
مصادرُ طاقة بديلةِ: معاملُ تقطير برازيليةُ ووقودُ إثانول مستخلص من نباتاتِ
تستنتج دراسة جديدة عنْ إنبعاثاتِ غاز ثاني أكسيد الكاربونِ, فى المُحيط الزراعى لمعامل التقطير، ونتائجِ بيئيّةِ إضافيّةِ عنْ إنتاج وقود إثانول من الذرةِ وقصبِ السكر فى الولايات المتّحدةَ والبرازيل كلها تُؤكد بأنّ الغاز المُنبعث لا يدوم و هو ليس صديقا للبيئة.
رغم ذلك, إستنتج الباحثون، عنْ تنوع مصادر الطاقة وحقيبةِ بدائلِ الوقودِ إلى النفط أن "خيارِ الإثانول يَجِبُ أنْ لا يُتجاهلُ كليةً." الوثيقة, "إثانول كوقود: طاقةُ، توازنات غاز ثاني أكسيد الكاربونِ، وأثرِ بيئيِّ," مُتوفرة في إصدار يوليو 2005 /تموز مِنْ BioScience، مجلّةِ المعهدِ الأمريكي للعُلومِ الحيويةِ (AIBS).
"الأثر البيئي" هو مضبطة حسابية تستند على نظريّتين أساسيّتين، قدرة على إحداث تلوث و إمكانية نقل. أيضا تقييم ل؛ مُتطلبات دمج إستخدام موردِ/تخلص من نفايةِ الأمثل من قبل مجموعة مُتميزة من الأفراد و/أَو إدارة نظامِ مالي تُحدّد إشتراطاتِ إستخدام مثل هذه الأرضِ مُساوية الإثمار.
إستنادا على فرضيةِ و إستقصاء الباحثين , "يَتسم أثانول بقدرة طبيعية على مُوازنة الطاقة." (بمعنى: يُنتجُ طاقةَ أكثرَ مِنْ المطلوبِ مُباشرة لإنْتاجه). ذلك الاستنتاجُ سَيَكُونُ فى حد ذاته مُثير للجدل بَعْض الشىء، بينما ينهال النزاع الثقافى حول إثانول فيما وراء هذا الإستفسار الدقيق.
تَجيءُ هذه الطاقةُ "شديدة الإنحدار" نِسْبياً عندما يتعلق الأمر ب"الأثرَ البيئي"، و مع ذلك, عربات FFVs (عربات قابلة للتكيّف مع وقود بديل)، تَستعملُ وقودE-85، و يسهل الحصول عليها. بِيعَ 2 مليون FFVs في الولايات المتّحدةِ، و الكثير من المستهلكين ليسوا على علم نماما بأنّهم يَستعملونَ وقودَ E-85. هذا إستناداً إلى تَحالُفِ مركبة إثانول الوطني. يوجد 1.5 مليون عربة من هذا الطراز على الطريقِ , "GM رائدة في إنتاجِ ومبيعاتِ متل هذه العربات. تُنتج GM تسعة نماذجِ قادرة على إستخدام وقود E-85، و تُخطّطُ لإضافة أكثر مِنْ 400,000 عربة بنفس المواصفات إلى الأسطولِ في عام 2006 و تتوقّع أن تتضَاعف المبيعات ثلاث مرات بحلول عام 2020."
إستناداً إلى جمعيةِ الوقودِ القابل للتجديدِ, "حوالي 55% من نباتات الذرةِ المُستعملَة فى إنتاج إثانول تُعالج فى معامل طَحْن "جافّةِ" (عمليةِ طاحنةِ) وال 45% الأخرى تُعالج فى معامل طَحْن "رطبةِ" (عمليةِ إنتزاعِ كيميائيةِ)". يُنتَج الكحولِ أيضا مِنْ قصب السكر والخطواتِ الأساسيةِ لكلا العمليتين كالتالي: أولاً، تعالج الذرة بتشكيلةِ من الإنزيماتِ التى تُضاف لفَصْل السكّرياتِ القابلة للتخمّر. ثمّ، تُضاف خميرة إلى المزيجِ للاختمارِ لإعداد الكحولِ وفقا لصيغة. أخيراً، بالنسبة للنفطِ و أغراض التصنيع تُبَدَّل طبيعة إثانول بكميةِ ضئيلةِ من مواد كيمياويةِ مُثيرة للإستياء أَو قاتلةِ لجعله غير صالح للإستهلاكِ الآدمى.
يَتفاوتُ سعرُ إنتاج إثانول بحسب تكلفة المواد المُلَقَمة (المغذَاه فى ماكينة) feedstock و نطاق التصنيع. إنّ تكلفةَ إثانول المُنتجِ مِنْ الذرةِ تُتوقّع أنْ تكونَ حوالي 1.10$ للغالون. حيث أن غالونِ مِنْ إثانول يستحوز على طاقةِ أقلِ مِنْ غالونِ مِنْ غازولينِ، يَجِبُ أَنْ تُضاعفَ تكلفةِ صناعةِ إثانول بعاملِ قدره 1.5 لإستحداث تقييم لتكلفة إنتاج هذه الطاقة مُقارنة بالغازولينِ.
المزيد من المستخلصات حول مصادر طاقة بديلة ~ التجربة البرازيلية