المجالات
الوقود الحيوي
الوقود السائل
- الميثانول
- الإيثانول
- البيوتانول الحيوي
- وقود الطيران المستدام
- وقود الديزل الحيوي
الوقود الغازي
- الغاز الحيوي
- الغاز المٌخلق
- الهيدروجين
- ثنائي ميثيل الأثير
الوقود الصلب
- السماد
- الوقود البديل
- الكربون الحيوي
الوقود الحيوي الصلب
يعتبر الوقود الحيوي مصدر واعد لتوليد الطاقة المتجددة. حيث تتحول المواد الحيوية مباشرة إلى وقود حيوي صلب أوسائل أو غازي.
عادة ما يتم الترويج للوقود الحيوي كبديل فعال للوقود الأحفوري من حيث التكلفة والاضرار البيئية، لا سيما في ظل عدم إستقرار أسعار البترول وزيادة القلق بشأن المساهمات التي يقدمها الوقود الأحفوري في ظاهرة الاحتباس الحراري.
الوقود الحيوي هو الوقود المشتق من الكتلة الحيوية – أي مادة نباتية أو طحالب أو مخلفات حيوانية. نظرًا لأنه يمكن تجديد هذه المواد الأولية بسهولة، يعتبر الوقود الحيوي مصدرًا للطاقة المتجددة، على عكس الوقود الأحفوري مثل البترول والفحم والغاز الطبيعي. ينقسم الوقود الحيوي الى ثلاث أنواع أساسية من حيث طبيعة الوقود كما يلي:
- الوقود الحيوي الصلب هو المواد الحيوية في شكل خشب ومحاصيل معينة ومتبقيات المحاصيل ومخلفات العضوية التى تفي بالمعايير المتجددة والمستدامة حيث يمكن إعادة زراعة الغابات والمحاصيل، حيث يمكن إستخدامها كمصدر للطاقة أو مواد كيميائية.
- ثانيا الوقود الحيوي السائل فهو نوعان أساسيان وفقًا للوقود الأحفوري المراد استبداله ؛
- بعض الوقود الحيوي السائل يكون بديل للجازولين (الميثانول الحيوي والإيثانول الحيوي والبوتانول الحيوي)
- وكذلك انواع اخري منه تحل محل وقود الديزل (الديزل الحيوي وديزل F-T الحيوي).
- ثالثاً الوقود الحيوي الغازي مثل )الغاز الحيوي ، والهيدروجين الحيوي ، والغاز المٌخلق، وثنائي ميثيل الأثير (DME))حيث يستخدم فى توليد الكهرباء والتدفئة ، و يتم استخدامه كوقود للنقل.
الوقود الحيوي الصلب

الكومبوست
الكومبوست هو السماد الناتج من المخلفات العضوية ولكنه يحتوي أيضًا على منتجات عالية القيمة من حيث محتوى الطاقة. ويمكن إستخدام الكمبوست كوقود مستدام ويتميز بقيمة حرارية أعلى من الليغنيت، ومستوي منخفض من الرماد، وانخفاض محتوى أكسيد الكبريت وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون. تم اكتشاف ان الكومبوست أثناء الاحتراق يحتاج الى طاقة تنشيط اقل من غيره من انواع الوقود الصلبة مما يجعله الوقود الامثل لعملية تحويل المخلفات الى طاقة.

بديل الوقود "RDF"
هو وقود يتم إنتاجه من أنواع مختلفة من المخلفات الغير قابلة لإعادة التدوير “المرفوضات” مثل المخلفات الصلبة البلدية أو بعض المخلفات الصناعية الصلبة. حيث يتكون بديل الوقود إلى حد كبير من مكونات قابلة للاحتراق من هذه المخلفات، مثل البلاستيك الغير قابل لإعادة التدوير والملصقات ومواد أخرى. يتم فصل هذه المخلفات بعد خطوات معالجة مختلفة، مثل فرز المواد القابلة لاعادة التدوير وفصل المواد البلاستيكية و المواد الحديدية وغير الحديدية، والزجاج، يليها الغربلة، يتبعها فصل الأحجار والمواد الغير قابلة للاحتراق الأخرى، ثم التقطيع إلى قطع صغيرة موحدة يمكن إستخدامها كبديل للوقود الأحفوري.

الكربون الحيوي
هوالمادة الصلبة التي تم الحصول عليها من متبقيات التحول الكيميائي الحراري للكتلة الحيوية في “بيئة محدودة الأكسجين” والمكونة من الكربون والرماد. حيث يعتبر الكربون الحيوي مادة صلبة مستقرة غنية بالكربون البيروجيني -عزل الكربون في شكل فحم حيوي- ويمكن أن تدوم في التربة لآلاف السنين. الكربون الحيوي يزيد من خصوبة التربة الحمضية ويزيد من الإنتاجية الزراعية حيث يتم إستخدامه كمخصب للتربة، ويمكن إستخدامه كبديل للوقود.
الوقود الغازى الحيوى
الغاز الحيوي
مصدر للطاقة المتجددة يراعي البيئة. يتم إنتاجه عند تخمر وتفكيك المواد العضوية مثل الطعام أو مخلفات الحيوانات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في غياب الأكسجين في عملية تسمى الهضم اللاهوائي. ونتيجة لذلك ينتج الغاز الحيوي المكون بشكل رئيسي من غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون ونسبة صغيرة من كبريتيد الهيدروجين وبخار الماء وبعض الغازات الأخري، تختلف الكميات النسبية من هذه الغازات حسب نوع المخلفات التي ينطوي عليها إنتاج الغاز الحيوي الناتج يستخدم في:
- يستخدم فى والتدفئة والتسخين والطهي
- يتم إستخدامه لتوليد الكهرباء
- إذا تم تنظيف الغاز الحيوي وتحديثه إلى معايير الغاز الطبيعي، فإنه يُعرف بعد ذلك باسم الميثان الحيوي ويمكن استخدامه كوقود للمركبات.

الهيدروجين
الهيدروجين هو مصدر واعد للطاقة وله دورًا رئيسيًا جنبًا إلى جنب مع البطاريات الكهربائية والطاقة المتجدد في خلق بيئة خالية من الكربون في المستقبل. الهيدروجين هو ناقل طاقة ذو صفات يمكن أن تساعد في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. في حين أن المركبات والآلات التي تعمل بالبطاريات الكهربائية والطاقة الشمسية والرياح والوقود الحيوي يمكن أن تعادل الإنبعثات الكربونية من النقل بالفعل في يومنا هذا، ولكن وسائل النقل والبنية التحتية التي تعمل بالهيدروجين على نطاق واسع لا تزال تنتمي إلى المستقبل. وعلى الرغم من التكلفة الهائة لتكنولوجيا الهيدروجين اليوم ولكنها واعدة وستصبح أقل تكلفة مع زيادة الكفاءة.
الهيدروجين غاز عديم اللون ولكن ينقسم الى تسعة أكواد لونية لتحديد نوع الهيدروجين بما في ذلك الهيدروجين الرمادي والأزرق والأخضر والأصفر والأبيض والأسود/البني والوردي والفيروزي. تشير تلك ألالوان إلى المصدر أو العملية المستخدمة لإنتاج الهيدروجين كما هو موضح في الصورة.

الغاز المخلق
هو الناتج من عملية التغويز اللاهوائي. حيث يتكون من خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون والميثان وثاني أكسيد الكربون .
استخدامات الغاز المخلق :
الاستخدامه الرئيسي هو الحرق المباشر في محركات الاحتراق الداخلي، ولكن إذا كان سيتم استخدامه مباشرة، فغالبًا ما يتم حرقه في دورة تغويز مشتركة متكاملة حيث يتم تحويل الحرارة للكهرباء. ويستخدم فى إنتاج أنواع الوقود الأخرى مثل الميثانول ووقود الديزل. و في الصناعة وتكرير البترول حيث يتم إنتاج كميات كبيرة من نفايات الغاز بدلاً من تنفيس هذه الغازات السامة في الغلاف الجوي، يتم التقاطها واستخدامها لإنتاج الغاز المخلق حفاظاً على البيئة. ويستخدم ايضاً فى تشغيل خلايا وقود الهيدروجين بشكل مباشر. حيث يتم فصل الهيدروجين من الغاز وتكريره لاستخدامه في خلايا الوقود وتهدف هذه العملية لخلق بيئة خالية من الكربون.

تحويل المخلفات إلى طاقة
الهضم اللاهوائي والاحتراق والتغويز والتحلل الحراري كلها عمليات لتحويل المخلفات إلى طاقة. في كل منهم، يتم تسخين المخلفات وتكسير السلاسل الهيدروكربونية لإنتاج مواد متطايرة.
هناك أربع تقنيات رئيسي لتحويل المخلفات الى طاقة، وهي:
1) الهضم اللاهوائي، والذي يقوم على تخمير المخلفات العضوية فى بيئة لاهوائية لإنتاج الغاز الحيوي.
2) الحرق وهو إحتراق كامل في وجود الهواء وهو حرق الوقود في فرن أو موقد لتوليد الحرارة. ويمكن إستخدام الحرارة كهواء ساخن أو ماء ساخن أو بخار لتوليد كهرباء.
3) التغويز اللاهوائي، حيث يتم أكسدة جزئية للمخلفات بالهواء لتكسير السلاسل الهيدروكربونية، والمنتجات الرئيسية للتغويز هي الغاز المخلق والقطران والكربون الحيوي.
4) الانحلال الحراري ، يتم تسخين الكتلة الحيوية في غياب الهواء. ينتج عن العملية منتجات سائلة وصلبة وغازية.
