تقوم مازدا بتطوير وقود جديد يعتمد على الطحالب البحرية

مرادفًا للمطبخ الياباني، تمت زراعة الأعشاب البحرية منذ بدايات الزراعة في خليج إيدو (خليج طوكيو حاليًا)، في منتصف القرن السابع عشر. وهي أيضًا موضوع ابتكارات لمكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري: حيث يقوم المزارعون بتهجين الأنواع لإنشاء أصناف جديدة أكثر مقاومة لدرجات حرارة المحيطات المتزايدة.

يمكن زراعة الأعشاب البحرية والطحالب الأخرى بدون مبيدات حشرية أو أسمدة ولا تسبب أي تغيرات فيزيائية كبيرة في البيئة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنها أن تلعب دورًا مهمًا في مكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري من خلال امتصاص الكربون في الغلاف الجوي وتجديد النظم البيئية البحرية. كما أنها تعتبر موردًا مستدامًا وصديقًا للبيئة لإنتاج الوقود الحيوي.

منظر جوي لمزرعة موزوكو للأعشاب البحرية، بين جزيرتي ياناها وإزينا، جنوب اليابان.

الوقود الحيوي هو وقود سائل يتم إنتاجه من مصادر عضوية متجددة، مثل النباتات والطحالب، ويقدم حلولاً منخفضة الكربون لقطاع النقل. باعتبارها موردًا متجددًا، تتمتع الطحالب بميزة كبيرة مقارنة بالمحاصيل الأخرى - لا سيما زيت الصويا وزيت النخيل لإنتاج وقود الديزل الحيوي، وقصب السكر والذرة لإنتاج الإيثانول. نظرًا لأنها تنمو في المياه العذبة ومياه البحر، فإن زراعة الطحالب لا تتعدى على الأراضي الزراعية المستخدمة لإنتاج الغذاء. الطحالب الدقيقة، الطحالب المجهرية غير المرئية بالعين المجردة، هي موضع اهتمام خاص. تعتبر فصائل النانوكلوروبسيس في طليعة أبحاث الوقود الحيوي. بالتعاون مع جامعة هيروشيما، تستخدم مازدا أحدث التقنيات لتطوير وقود عالي الجودة من النانوكلوروبسيس، والذي سيحل محل الوقود الأحفوري في مركباتها المستقبلية.

شراكة مثمرة

تعمل مازدا وجامعة هيروشيما معًا، حيث يقع المقر الرئيسي للشركة في محافظة هيروشيما والعديد من موظفيها هم من خريجي الجامعات. وفي عام 2015، تم إنشاء برنامج بحثي مشترك حول تكنولوجيا السيارات في المستقبل: وقد مهد الطريق للعمل الحالي على الطحالب الدقيقة التي تهدف إلى العمل كوقود حيوي.

"يمكن بسهولة تحويل الزيوت التي تنتجها NannoChloropsis إلى ديزل.» البروفيسور أتسوشي ساكاموتو

كان الفريق من بين الأوائل الذين نجحوا في تحرير جينوم NannoChloropsis، حيث قام الباحثون بتعديل الحمض النووي لهذا الكائن الحي. تنمو هذه الطحالب بسرعة وتنتج كمية كبيرة من الدهون – الدهون الطبيعية – مما يجعلها مثالية لإنتاج الوقود الحيوي.

"بالإضافة إلى ذلك، فإن الزيوت التي تنتجها نانوكلوروبسيس تتحول بسهولة إلى ديزل، وهو وقود متوافق مع معظم محركات سيارات مازدا"، كما يشير البروفيسور أتسوشي ساكاموتو من كلية الدراسات العليا للعلوم المتكاملة للحياة في جامعة هيروشيما. "ومع ذلك، لا تزال هناك العديد من القضايا الرئيسية التي تحتاج إلى حل قبل أن يتم استخدام هذا النوع من الوقود الحيوي بسعر تنافسي.»

محصول

تنمو الطحالب، مثل نانوكلوروبسس، في المياه العذبة ومياه البحر، مما يجعلها موردًا صالحًا لإنتاج الوقود الحيوي المتجدد.

تطوير

ومن خلال تحرير الجينوم، يستطيع العلماء تعديل الحمض النووي لنبات النانوكلوروبسيس لجعله أكثر ملاءمة للوقود الحيوي.

وقود

قامت مازدا بالفعل باختبار الوقود الحيوي على المضمار، مع سيارة Mazda2 Bio Concept في Fuji International Speedway.

اليابان دولة صغيرة نسبيًا ذات موارد طبيعية محدودة. يشير ساكاموتو إلى أنه من المهم إيجاد حلول متعددة لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ووضع أنظمة لنشر ودمج هذه التقنيات على النحو الأمثل.

وفي المقابل، يمكن لهذه التكنولوجيا أن تلعب دورًا مهمًا في العالم. يوضح ساكاموتو: "يقدم بحثنا المشترك مع Mazda حلاً مهمًا لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون: فهو يعالج التحدي الصعب المتمثل في حيادية الكربون من خلال الحفاظ على محرك الاحتراق الداخلي وبنيته التحتية، والتي يتم استخدامها في جميع أنحاء العالم".

"إن بحثنا المشترك مع Mazda يقدم حلاً مهمًا لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.» البروفيسور أتسوشي ساكاموتو

نحو مستقبل أكثر خضرة

هناك وقود حيوي مهم آخر: الزيت النباتي المعالج بالهيدروجين (HVO)، والذي يتم إنتاجه من زيت الطهي المستخدم وله خصائص فيزيائية مماثلة لتلك الخاصة بالوقود الحيوي من الطحالب الدقيقة. وهو بالفعل قيد الاستخدام العملي وأثبت جاذبيته كوقود للطيران، مما يشير إلى زيادة في الطلب وأسعار زيوت الطهي المستعملة في المستقبل.

تم وصف سيارة Mazda2 Bio الاختبارية بأنها "مختبر على عجلات"، وكانت تعمل بنسبة 100 بالمائة بوقود الديزل الحيوي المصنوع من زيوت الطبخ المستعملة ودهون الطحالب الدقيقة.

يقول شينشيرو مايدا، رئيس مجال أبحاث التقنيات البيئية المتقدمة في مازدا: "هدفنا هو تحقيق الحياد الكربوني في عمليات مصنع مازدا بحلول عام 2035، ونحن ندرك الحاجة إلى توسيع هذا الالتزام ليشمل عملياتنا اللوجستية التي تعد جزءًا لا يتجزأ من أعمالنا". . "من المتوقع أن يرتفع الطلب على الزيوت النباتية المهدرجة المنتجة من زيت الطهي المستخدم بشكل كبير، مما قد يؤدي إلى نقص العرض وارتفاع الأسعار، لذلك نحن نستكشف استخدام الوقود الحيوي لقاعدة الطحالب الدقيقة كوسيلة لسد فجوة العرض المحتملة.

تحت العين الساهرة للبروفيسور هيرويوكي أوتا من معهد طوكيو للتكنولوجيا (TITEC)، وهو شخصية رائدة في أبحاث الطحالب الدقيقة، والبروفيسور تاكاشي ياماموتو، وهو هيئة عالمية في مجال تحرير الجينوم، تواصل مازدا وجامعة هيروشيما أبحاثهما المشتركة حول استخدام الطحالب كوقود حيوي. الهدف؟ زيادة الإنتاج وخفض التكاليف لتوفير بديل عملي وتنافسي للنفط.

"بالإضافة إلى ذلك، فإن تقنية تحرير الجينوم التي تم تطويرها في بحثنا مخصصة للتطبيق في الصناعة، وخاصة في جامعة هيروشيما. إن تطبيقه يتجاوز الحياد الكربوني ويغطي مجموعة واسعة من المجالات، بما في ذلك الطب والزراعة، ونحن نعتقد أنه يمكن إنتاج المواد المفيدة، التي تتميز بقيمة مضافة عالية، إلى جانب الوقود الحيوي.

وتماشيًا مع التزام مازدا بإنشاء مركبات تساهم في الاستمتاع بالحياة اليومية ومستقبل أكثر استدامة، يبدو من الواضح أننا سنسمع الكثير عن هذا الوقود الحيوي في المستقبل القريب. من الطهي إلى قطاع النقل وما بعده، تعد الطحالب اليابانية، بما في ذلك الطحالب البحرية، موردًا رائعًا ذو إمكانات غير محدودة.

المصدر: مازدا