وقود الخشب

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 27 صور
الموسوعة الحرة
حرق الخشب

الوقود الخشبي (أو حطب الوقود ) هو وقود مثل الحطب والفحم والرقائق والألواح والحبيبات ونشارة الخشب . يعتمد الشكل المحدد المستخدم على عوامل مثل المصدر والكمية والجودة والتطبيق. في العديد من المناطق، يعد الخشب الشكل الأكثر توفرًا للوقود، ولا يتطلب أدوات في حالة التقاط الخشب الميت، أو أدوات قليلة، على الرغم من أنه كما هو الحال في أي صناعة، تم تطوير أدوات متخصصة، مثل الجرافات وآلات تقسيم الخشب الهيدروليكية، لميكنة الإنتاج. تشمل نفايات مصانع الأخشاب ومنتجات البناء الثانوية أيضًا أشكالًا مختلفة من مخلفات الأخشاب. يستخدم حوالي نصف الخشب المستخرج من الغابات في جميع أنحاء العالم كحطب وقود. [1]

يعتبر اكتشاف كيفية إشعال النار بغرض حرق الخشب أحد أهم التطورات التي حققتها البشرية. إن استخدام الخشب كمصدر للوقود للتدفئة أقدم بكثير من الحضارة ويُفترض أنه كان يستخدم من قبل إنسان نياندرتال . اليوم، يعد حرق الخشب أكبر استخدام للطاقة المستمدة من الكتلة الحيوية للوقود الصلب . يمكن استخدام وقود الخشب للطهي والتدفئة ، وأحيانًا لتشغيل محركات البخار والتوربينات البخارية التي تولد الكهرباء . يمكن استخدام الخشب في الداخل في الفرن أو الموقد أو المدفأة ، أو في الهواء الطلق في الفرن أو نار المخيم أو نار المخيم .

التطور التاريخي

لقد تم استخدام النيران في المخيمات منذ عصور: فالنيران جزء لا يتجزأ من البشرية.
الفحم ، وهو مشتق من الخشب، كان تقليديًا وقودًا مهمًا في صناعة الحديد وغيرها من العمليات

لقد استُخدم الخشب كوقود لآلاف السنين. تاريخيًا، كان استخدامه محدودًا فقط بسبب انتشار التكنولوجيا المطلوبة لإحداث شرارة. لا تزال الحرارة المشتقة من الخشب شائعة في معظم أنحاء العالم. تضمنت الأمثلة المبكرة نارًا مبنية داخل خيمة. كانت النيران تُبنى على الأرض، وكانت فتحة الدخان في الجزء العلوي من الخيمة تسمح للدخان بالهروب عن طريق الحمل الحراري.

في المباني الدائمة وفي الكهوف، كانت تُبنى أو تُقام مواقد - أسطح من الحجر أو مادة أخرى غير قابلة للاشتعال يمكن إشعال النار عليها. وكان الدخان يتسرب عبر فتحة دخان في السقف.

وعلى النقيض من الحضارات في المناطق القاحلة نسبياً (مثل بلاد ما بين النهرين ومصر)، كان الإغريق والرومان والسلتيون والبريطانيون والغاليون جميعاً يتمتعون بالقدرة على الوصول إلى الغابات المناسبة لاستخدامها كوقود. وعلى مر القرون، كانت هناك إزالة جزئية للغابات في ذروتها وتطورت بقية الغابات إلى قطع صغيرة مع استخدام الغابات القياسية كمصدر أساسي للوقود الخشبي. وكانت هذه الغابات تتضمن دورة مستمرة من السيقان الجديدة التي يتم حصادها من الجذوع القديمة، على فترات تتراوح بين سبع سنوات وثلاثين عاماً.

كان أحد أقدم الكتب المطبوعة عن إدارة الغابات، باللغة الإنجليزية، هو كتاب جون إيفلين "سيلفا، أو خطاب عن أشجار الغابات" (1664) الذي ينصح فيه مالكي الأراضي بالإدارة السليمة لممتلكات الغابات. ويوضح إتش إل إدلين، في كتابه "الحرف اليدوية في الغابات في بريطانيا"، 1949، التقنيات غير العادية المستخدمة، ومجموعة المنتجات الخشبية التي تم إنتاجها من هذه الغابات المُدارة منذ ما قبل العصر الروماني. وخلال هذا الوقت، كان الشكل المفضل للوقود الخشبي هو أغصان سيقان الأشجار المقطوعة المجمعة في حزم . وتم تحويل السيقان الأكبر حجمًا أو المنحنية أو المشوهة التي لم تكن ذات فائدة أخرى لحرفيي الغابات إلى فحم .

كما هو الحال مع معظم أنحاء أوروبا، استمرت هذه الغابات المُدارة في إمداد أسواقها حتى نهاية الحرب العالمية الثانية. ومنذ ذلك الحين، تم تحويل الكثير من هذه الغابات إلى الزراعة على نطاق واسع. زاد الطلب الإجمالي على الوقود بشكل كبير مع الثورة الصناعية ، لكن تم تلبية معظم هذا الطلب المتزايد من خلال مصدر الوقود الجديد الفحم ، والذي كان أكثر إحكاما وأكثر ملاءمة للنطاق الأكبر للصناعات الجديدة.

خلال فترة إيدو في اليابان، استُخدم الخشب لأغراض عديدة، ودفع استهلاك الخشب اليابان إلى تطوير سياسة لإدارة الغابات خلال تلك الحقبة. [2] كان الطلب على موارد الأخشاب في ارتفاع ليس فقط للوقود، ولكن أيضًا لبناء السفن والمباني، وبالتالي انتشر إزالة الغابات على نطاق واسع. ونتيجة لذلك، حدثت حرائق الغابات، إلى جانب الفيضانات وتآكل التربة. حوالي عام 1666، وضع الشوغون سياسة للحد من قطع الأشجار وزيادة زراعة الأشجار. نصت هذه السياسة على أن الشوغون فقط، أو الدايميو ، يمكنه السماح باستخدام الخشب. بحلول القرن الثامن عشر، طورت اليابان معرفة علمية مفصلة حول زراعة الغابات وزراعة الغابات .

المواقد والمدافئ

تعتبر المواقد الخزفية تقليدية في شمال أوروبا: موقد من الخزف يعود تاريخه إلى القرن الثامن عشر في قلعة لانكوت، بولندا

سمح تطوير المدخنة والمدفأة بإخراج الدخان بشكل أكثر فعالية. وذهبت السخانات أو المواقد المصنوعة من الطوب إلى أبعد من ذلك من خلال التقاط قدر كبير من حرارة النار والعادم في كتلة حرارية كبيرة، لتصبح أكثر كفاءة من المدفأة وحدها.

كان الموقد المعدني تطورًا تكنولوجيًا متزامنًا مع الثورة الصناعية . كانت المواقد عبارة عن قطع من المعدات التي تحتوي على النار من جميع الجوانب وتوفر وسيلة للتحكم في السحب - كمية الهواء المسموح لها بالوصول إلى النار. تم تصنيع المواقد من مجموعة متنوعة من المواد. يعد الحديد الزهر من بين المواد الأكثر شيوعًا. تم استخدام حجر الصابون ( التلك ) والبلاط والصلب . غالبًا ما تكون المواقد المعدنية مبطنة بمواد مقاومة للحرارة مثل الطوب الحراري ، حيث أن الجزء الأكثر سخونة من نار حرق الخشب سيحرق الفولاذ على مدار عدة سنوات من الاستخدام.

تم تطوير موقد فرانكلين في الولايات المتحدة بواسطة بنيامين فرانكلين . كان الموقد أكثر تصنيعًا منه موقدًا، وكان به واجهة مفتوحة ومبادل حراري في الخلف تم تصميمه لسحب الهواء من القبو وتسخينه قبل إخراجه من الجانبين. لم يكن المبادل الحراري ميزة شائعة أبدًا وتم حذفه في الإصدارات اللاحقة. تُصنع مواقد "فرانكلين" اليوم بمجموعة كبيرة ومتنوعة من الأنماط، على الرغم من عدم وجود أي منها يشبه التصميم الأصلي.

موقد بوتبيلي في متحف أبالاتشيا

كانت فترة القرن التاسع عشر هي ذروة انتشار مواقد الحديد الزهر. فكان كل مصنع محلي يصنع تصميمه الخاص، وكانت المواقد تُبنى لأغراض لا حصر لها ـ مواقد الصالون، ومواقد الصناديق، ومواقد المخيمات، ومواقد السكك الحديدية، والمواقد المحمولة، ومواقد الطهي، وما إلى ذلك. وكانت النماذج المتقنة ذات الحواف المصنوعة من النيكل والكروم تحمل التصميمات إلى الحافة، مع زخارف وأقدام وأبواب مصبوبة. وكان من الممكن حرق الخشب أو الفحم في المواقد، وبالتالي كانت شائعة الاستخدام لأكثر من مائة عام. وكان تأثير النار، إلى جانب تآكل الرماد، يضمن تفكك الموقد أو تشققه بمرور الوقت. وبالتالي كانت هناك حاجة إلى إمداد ثابت من المواقد. وكانت صيانة المواقد، وضرورة تلميعها، ودخانها، والحاجة إلى تقسيم الخشب، تعني أن الحرارة بالزيت أو الكهرباء وجدت استحسانًا.

كان الموقد المحكم الإغلاق ، المصنوع في الأصل من الفولاذ، يسمح بقدر أكبر من التحكم في الاحتراق، حيث كان أكثر إحكامًا من المواقد الأخرى في ذلك الوقت. أصبحت المواقد المحكمة الإغلاق شائعة في القرن التاسع عشر.

تراجع استخدام التدفئة باستخدام الخشب مع تزايد توافر أنواع أخرى من الوقود الأقل كثافة في العمل. وتم استبدال التدفئة باستخدام الخشب تدريجيًا بالفحم ثم لاحقًا باستخدام زيت الوقود والغاز الطبيعي والبروبان باستثناء المناطق الريفية التي تتوفر بها الغابات.

بعد حظر النفط عام 1967 ، استخدم العديد من الأشخاص في الولايات المتحدة الخشب كوقود لأول مرة. قدمت وكالة حماية البيئة معلومات حول المواقد النظيفة، والتي تحترق بكفاءة أكبر بكثير. [3]

سبعينيات القرن العشرين

تستخدم امرأة الخشب في المدفأة للتدفئة. ويتحدث عنوان رئيسي في إحدى الصحف أمامها عن نقص وقود التدفئة في المجتمع في عام 1973.

حدث انتعاش قصير في الشعبية أثناء وبعد أزمة الطاقة عام 1973 ، عندما اعتقد البعض أن الوقود الأحفوري سيصبح مكلفًا للغاية بحيث يمنع استخدامه. تلت ذلك فترة من الابتكار، حيث أنتج العديد من المصنعين الصغار مواقد تعتمد على تصميمات قديمة وجديدة. تشمل الابتكارات البارزة من تلك الحقبة سخان أشلي، وهو موقد يتم التحكم فيه حراريًا مع حاوية فولاذية مثقبة اختيارية تمنع التلامس العرضي مع الأسطح الساخنة. شهد العقد أيضًا عددًا من الأفران والغلايات ذات الوقود المزدوج، والتي تستخدم مجاري الهواء والأنابيب لتوصيل الحرارة في جميع أنحاء المنزل أو أي مبنى آخر.

ثمانينيات القرن العشرين

أدى النمو في شعبية التدفئة بالخشب أيضًا إلى تطوير وتسويق مجموعة أكبر من المعدات لقطع وتقسيم ومعالجة الحطب. تم تطوير آلات تقسيم الأخشاب الهيدروليكية للمستهلكين لتشغيلها بالكهرباء أو البنزين أو PTO للجرارات الزراعية. في عام 1987، نشرت وزارة الزراعة الأمريكية طريقة لإنتاج حطب الوقود المجفف بالفرن، على أساس أنه يمكن تحقيق إنتاج حراري أفضل وكفاءة احتراق متزايدة باستخدام جذوع تحتوي على نسبة رطوبة أقل. [4]

ظلت مجلة "Wood Burning Quarterly" تصدر لعدة سنوات قبل أن يتغير اسمها إلى "Home Energy Digest" ثم تختفي بعد ذلك.

اليوم

موقد حبيبات الخشب

موقد الحبيبات هو جهاز يحرق الخشب المضغوط أو حبيبات الكتلة الحيوية . لا يزال استخدام الحرارة الناتجة عن الخشب مستمرًا في المناطق التي يتوفر فيها الحطب بكثرة. لمحاولات التدفئة الجادة، بدلاً من مجرد أجواء (مدافئ مفتوحة)، تُستخدم المواقد ومداخل المواقد والأفران بشكل شائع اليوم. في المناطق الريفية والغابات في الولايات المتحدة، أصبحت الغلايات المستقلة شائعة بشكل متزايد. يتم تركيبها في الهواء الطلق، على مسافة ما من المنزل، وتوصيلها بمبادل حراري في المنزل باستخدام أنابيب تحت الأرض.

تُحفظ فوضى الخشب واللحاء والدخان والرماد في الخارج، ويتم تقليل خطر نشوب الحرائق. الغلايات كبيرة بما يكفي لإشعال النار طوال الليل ويمكنها حرق قطع أكبر من الخشب، وبالتالي تكون هناك حاجة أقل للقطع والتقسيم. ليست هناك حاجة لتركيب مدخنة في المنزل. ومع ذلك، تنبعث من الغلايات الخشبية الخارجية المزيد من دخان الخشب والملوثات المرتبطة به مقارنة بأجهزة حرق الخشب الأخرى. ويرجع هذا إلى خصائص التصميم مثل الغلاف المملوء بالماء المحيط بصندوق النار، والذي يعمل على تبريد النار ويؤدي إلى احتراق غير كامل. عادةً ما يكون للغلايات الخشبية الخارجية أيضًا ارتفاعات مدخنة قصيرة مقارنة بأجهزة حرق الخشب الأخرى، مما يساهم في مستويات الجسيمات المحيطة على مستوى الأرض. البديل الأكثر شيوعًا هو غلاية تحويل الخشب إلى غاز، والتي تحرق الخشب بكفاءة عالية جدًا (85-91٪) ويمكن وضعها في الداخل أو في مبنى خارجي.

هناك طرق عديدة لمعالجة الوقود الخشبي، ولا يزال الخشب يستخدم اليوم للطهي في العديد من الأماكن، إما في الموقد أو في النار المفتوحة. كما يستخدم أيضًا كوقود في العديد من العمليات الصناعية، بما في ذلك تدخين اللحوم وصنع شراب القيقب . وباعتباره مصدرًا مستدامًا للطاقة، يظل الوقود الخشبي قابلاً للتطبيق أيضًا لتوليد الكهرباء في المناطق التي يسهل الوصول إليها إلى المنتجات الحرجية والمنتجات الثانوية.

قياس الحطب

خشب البتولا المدبّس

في النظام المتري ، يتم بيع الحطب عادة بالمتر المكعب أو الستيري (1 م 3 ≈ 0.276 حبلا ).

في الولايات المتحدة وكندا، يُباع الحطب عادةً بالحبل ، 128 قدمًا مكعبًا (3.62 مترًا مكعبًا )، وهو ما يعادل كومة من الخشب بعرض 8 أقدام وارتفاع 4 أقدام من جذوع الأشجار التي يبلغ طولها 4 أقدام. يتم تعريف الحبل قانونيًا بموجب القانون في معظم ولايات الولايات المتحدة. "الحبل المُلقى" هو حطب لم يتم تكديسه ويُعرف بأنه بعرض 4 أقدام وارتفاع 4 أقدام وطول 10 أقدام. الحجم الإضافي هو جعله معادلاً للحبل المكدس القياسي، حيث توجد مساحة فارغة أقل. من الشائع أيضًا رؤية الخشب يُباع "بحبل الوجه"، والذي لا يتم تعريفه قانونيًا عادةً، ويختلف من منطقة إلى أخرى. على سبيل المثال، في إحدى الولايات، غالبًا ما تُباع كومة من الخشب بعرض 8 أقدام وارتفاع 4 أقدام من جذوع الأشجار التي يبلغ طولها 16 بوصة على أنها "حبل وجه"، على الرغم من أن حجمها لا يزيد عن ثلث الحبل. في ولاية أخرى، أو حتى منطقة أخرى من نفس الولاية، قد يختلف حجم الحبل الوجه بشكل كبير. ومن ثم، فإن شراء الخشب المباع بهذه الطريقة أمر محفوف بالمخاطر، لأن المعاملة لا تستند إلى وحدة قياس قابلة للتنفيذ قانونًا.

في أستراليا، يتم بيع الحطب عادة بالطن ، ولكن يتم الإعلان عنه عادة على أنه يباع بالعربة اليدوية (عربة يدوية)، أو دلو ( 1 ⁄3 من دلو سعة 1 م 3 من جرافة ذات توجيه انزلاقي نموذجي )، أو حمولة شاحنة أو كيس (حوالي 15-20 كجم).

محتوى الطاقة

يحتوي خشب البلوط الأحمر، وهو خشب صلب شائع، على محتوى طاقة ( قيمة حرارية ) يبلغ 14.9 ميجا جول لكل كيلوغرام (6388 وحدة حرارية بريطانية لكل رطل)، ويمكن استرداد 10.4 ميجا جول إذا تم حرقه بكفاءة 70٪. [5]

يذكر مكتب تطوير الطاقة المستدامة (SEDO)، وهو جزء من حكومة غرب أستراليا، أن محتوى الطاقة في الخشب يبلغ 16.2 ميجا جول لكل كيلوغرام (4.5 كيلو واط ساعة / كجم). [6]

وفقًا لمركز المعرفة بالطاقة الحيوية ، فإن محتوى الطاقة في الخشب يرتبط ارتباطًا وثيقًا بمحتواه من الرطوبة أكثر من نوعه. يتحسن محتوى الطاقة مع انخفاض محتوى الرطوبة. [7]

في عام 2008، بلغت تكلفة الخشب كوقود 15.15 دولارًا لكل مليون وحدة حرارية بريطانية (0.041 يورو لكل كيلووات ساعة). [8] [ مصدر غير موثوق؟ ]

التأثيرات البيئية

نواتج الاحتراق الثانوية

مدفأة ومدخنة بعد حريق غابات، ويتش فاير ، كاليفورنيا

كما هو الحال مع أي حريق ، فإن حرق وقود الخشب يخلق العديد من المنتجات الثانوية، بعضها قد يكون مفيدًا (الحرارة والبخار)، والبعض الآخر غير مرغوب فيه أو مزعج أو خطير.

أحد المنتجات الثانوية لحرق الخشب هو رماد الخشب ، والذي يعمل بكميات معتدلة كسماد ( بوتاس بشكل أساسي ) ، ويساهم في إنتاج المعادن، ولكنه قلوي بشدة لأنه يحتوي على هيدروكسيد البوتاسيوم [9] (الغسول). يمكن أيضًا استخدام رماد الخشب في تصنيع الصابون .

الدخان ، الذي يحتوي على بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ومواد كيميائية أخرى وجسيمات الهباء الجوي ، بما في ذلك الرماد القلوي المتطاير ، والذي يمكن أن يكون منتجًا ثانويًا مزعجًا (وربما خطيرًا) للوقود الخشبي المحروق جزئيًا. أحد المكونات الرئيسية لدخان الخشب هو الجسيمات الدقيقة التي قد تمثل جزءًا كبيرًا من تلوث الهواء بالجسيمات في بعض المناطق. خلال الأشهر الأكثر برودة، تمثل التدفئة بالخشب ما يصل إلى 60٪ من الجسيمات الدقيقة في ملبورن ، أستراليا . [10]

يؤدي حرق حطب الوقود إلى إطلاق مكونات عضوية على نطاق واسع من التقلبات. هنا يتم قياس المكونات العضوية المنبعثة من احتراق حطب الوقود بمجموعة من أحدث التقنيات التحليلية بما في ذلك مطيافية الكتلة لزمن انتقال البروتون والتفاعل ، والكروماتوغرافيا الغازية ثنائية الأبعاد والكروماتوغرافيا الغازية ثنائية الأبعاد المقترنة بمطيافية الكتلة لزمن الانتقال . [11]

يتم إطلاق كميات كبيرة من المركبات العضوية المتطايرة من احتراق حطب الوقود . يتم إطلاق كميات كبيرة من الأنواع المؤكسدة الأصغر أثناء عملية الاحتراق ، بالإضافة إلى المواد العضوية المتكونة من تفاعل إزالة البلمرة من اللجنين مثل الفينول والفوران والفورانون. [12] وقد ثبت أيضًا أن احتراق حطب الوقود يطلق العديد من المركبات العضوية في مرحلة الهباء الجوي . [13] وقد ثبت أن حرق حطب الوقود يطلق مكونات عضوية على مدى مجموعة من التقلبات، على تركيزات التشبع الفعالة، C *، من 10 1 -10 11 ميكروغرام م −3 . وقد ثبت أن الانبعاثات من عينات حطب الوقود التي تم جمعها من منطقة دلهي في الهند كانت أكثر تفاعلية بمقدار 30 مرة مع الجذر الهيدروكسيل من الانبعاثات من غاز البترول المسال . علاوة على ذلك، عند مقارنة 21 هيدروكربون عطري متعدد الحلقات منبعث من نفس عينات الوقود الخشبي من دلهي ، كانت الانبعاثات من الوقود الخشبي أكثر سمية بنحو 20 مرة من الانبعاثات من غاز البترول المسال . [11]

في بعض أكثر الشعلات كفاءة، تكون درجة حرارة الدخان ساخنة بدرجة كافية لحرق نفسه (على سبيل المثال 609 درجة مئوية (1128 درجة فهرنهايت) [14] لإشعال غاز أول أكسيد الكربون). قد يقلل هذا بشكل كبير من مخاطر الدخان مع توفير حرارة إضافية من العملية. باستخدام المحول الحفاز ، يمكن تقليل درجة الحرارة للحصول على دخان أنظف. تحظر بعض الولايات القضائية الأمريكية بيع أو تركيب مواقد لا تحتوي على محولات حفازة. [ بحاجة لمصدر ]

تأثيرات نواتج الاحتراق الثانوية على صحة الإنسان

مدفأة حرق الخشب مع جذوع الأشجار المشتعلة

اعتمادًا على الكثافة السكانية والتضاريس والظروف المناخية ومعدات الاحتراق المستخدمة، قد تساهم التدفئة بالحطب بشكل كبير في تلوث الهواء ، وخاصة الجسيمات . ستؤثر الظروف التي يتم فيها حرق الخشب بشكل كبير على محتوى الانبعاثات. [ بحاجة لمصدر ] يمكن أن يساهم تلوث الهواء بالجسيمات في مشاكل الصحة البشرية وزيادة حالات دخول المستشفى بسبب الربو وأمراض القلب. [10]

إن تقنية ضغط لب الخشب في شكل حبيبات أو جذوع اصطناعية يمكن أن تقلل من الانبعاثات. كما أن الاحتراق يكون أكثر نظافة، كما أن زيادة كثافة الخشب ومحتوى الماء المنخفض يمكن أن يزيل بعضًا من حجم النقل. كما يتم تقليل الطاقة الأحفورية المستهلكة في النقل وتمثل جزءًا صغيرًا من الوقود الأحفوري المستهلك في إنتاج وتوزيع زيت التدفئة أو الغاز. [15]

عمليات الحصاد

يأتي الكثير من وقود الخشب من الغابات الأصلية في جميع أنحاء العالم. نادرًا ما يتم استخدام خشب المزارع كحطب للتدفئة، لأنه أكثر قيمة كخشب أو لب الخشب ، ومع ذلك، يتم جمع بعض وقود الخشب من الأشجار المزروعة بين المحاصيل، والمعروفة أيضًا باسم الزراعة الحراجية . [16] يمكن أن يكون لجمع أو حصاد هذا الخشب آثار بيئية خطيرة على منطقة الجمع. غالبًا ما تكون المخاوف خاصة بالمنطقة المعينة، ولكنها يمكن أن تشمل جميع المشكلات التي يخلقها قطع الأشجار المنتظم . يمكن أن يؤدي الإزالة الثقيلة للخشب من الغابات إلى تدمير الموائل وتآكل التربة . ومع ذلك، في العديد من البلدان، على سبيل المثال في أوروبا وكندا، يتم جمع بقايا الغابات وتحويلها إلى وقود خشبي مفيد بأقل تأثير على البيئة. يتم النظر في تغذية التربة وكذلك التآكل. يعتمد التأثير البيئي لاستخدام الخشب كوقود على كيفية حرقه. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى احتراق أكثر اكتمالاً وغازات أقل ضررًا نتيجة للتحلل الحراري. قد يعتبر البعض حرق الخشب من مصدر مستدام محايدًا للكربون . تمتص الشجرة، على مدار حياتها، كمية من الكربون (أو ثاني أكسيد الكربون) تعادل ما تطلقه عند حرقها.

يتم حصاد بعض الحطب في " قطع الأشجار " التي يتم إدارتها لهذا الغرض، ولكن في المناطق ذات الأشجار الكثيفة يتم حصادها غالبًا كمنتج ثانوي للغابات الطبيعية . يُفضل قطع الأشجار الميتة التي لم تبدأ في التعفن، لأنها قد جفت جزئيًا بالفعل . يعتبر الخشب الميت القائم أفضل من ذلك، لأنه جفت، ولديه تعفن أقل. يقلل حصاد هذا النوع من الأخشاب من سرعة وكثافة حرائق الغابات . يتم حصاد الأخشاب للحطب عادةً يدويًا باستخدام المناشير . وبالتالي، فإن القطع الأطول - التي تتطلب عمالة يدوية أقل، ووقودًا أقل للمناشير - تكون أقل تكلفة ولا تقتصر إلا على حجم صندوق النار الخاص بها. تتفاوت الأسعار أيضًا بشكل كبير وفقًا للمسافة من قطع الأشجار، وجودة الخشب. يرتبط الحطب عادةً بالأخشاب أو الأشجار غير المناسبة للبناء أو الإنشاء . يعد الحطب موردًا متجددًا بشرط التحكم في معدل الاستهلاك إلى مستويات مستدامة. أدى نقص الحطب المناسب في بعض الأماكن إلى إتلاف السكان المحليين لمساحات شاسعة من الأدغال مما قد يؤدي إلى المزيد من التصحر .

الغازات المسببة للاحتباس الحراري

يؤدي حرق الأخشاب إلى إنتاج المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مقارنة بالتحلل البيولوجي للخشب في الغابة (في فترة زمنية معينة) لأنه بحلول الوقت الذي يتعفن فيه لحاء الشجرة الميتة، يكون الجذع قد احتلته بالفعل نباتات أخرى وكائنات دقيقة تستمر في عزل ثاني أكسيد الكربون عن طريق دمج الهيدروكربونات الموجودة في الخشب في دورة حياتها. تنتج عمليات حصاد الأخشاب ونقلها درجات متفاوتة من تلوث الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي . يمكن أن يؤدي الاحتراق غير الفعال وغير الكامل للخشب إلى مستويات مرتفعة من الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي بخلاف ثاني أكسيد الكربون ، مما قد يؤدي إلى انبعاثات إيجابية حيث تكون للمنتجات الثانوية قيم مكافئة لثاني أكسيد الكربون أكبر . [17]

في محاولة لتوفير معلومات كمية حول الناتج النسبي لثاني أكسيد الكربون لإنتاج الكهرباء أو التدفئة المنزلية، نشرت وزارة الطاقة وتغير المناخ بالمملكة المتحدة ( DECC ) نموذجًا شاملاً يقارن بين حرق الخشب (رقائق الخشب) والوقود الآخر، بناءً على 33 سيناريو. [18] ناتج النموذج هو كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون المنتج لكل ميغاواط في الساعة (MWh) من الطاقة المقدمة. السيناريو 33 على سبيل المثال، والذي يتعلق بإنتاج الحرارة من رقائق الخشب المنتجة من الأخشاب المستديرة الصغيرة في المملكة المتحدة المنتجة من إعادة الغابات عريضة الأوراق المهملة إلى الإنتاج، يوضح أن حرق النفط يطلق 377 كجم (831 رطلاً) من ثاني أكسيد الكربون بينما يطلق حرق رقائق الخشب 1501 كجم (3309 رطلاً) من ثاني أكسيد الكربون لكل ميغاواط في الساعة من الطاقة المقدمة. ومع ذلك، في السيناريو 32 من نفس المرجع، والذي يتعلق بإنتاج الحرارة من رقائق الخشب التي كانت لتستخدم في صناعة الألواح الخشبية، تبين أن 239 كجم (527 رطلاً) فقط من ثاني أكسيد الكربون لكل ميغاواط/ساعة تم إطلاقها. وبالتالي، فإن التأثيرات النسبية للانحباس الحراري العالمي لإنتاج طاقة الكتلة الحيوية تعتمد على نموذج الاستخدام.

إن حرق الأخشاب عمداً وبطريقة منظمة ودمجها في التربة يعد طريقة فعالة لاحتجاز الكربون فضلاً عن كونه تقنية مهمة لتحسين ظروف التربة للزراعة، وخاصة في المناطق ذات الغابات الكثيفة. ويشكل هذا أساس التربة الغنية المعروفة باسم تيرا بريتا .

التنظيم والتشريع

إن التأثير البيئي لحرق الوقود الخشبي أمر مثير للجدل. وقد تحركت العديد من المدن نحو وضع معايير لاستخدام و/أو حظر مواقد حرق الخشب. على سبيل المثال، أقرت مدينة مونتريال في كيبيك قرارًا بحظر تركيب مواقد حرق الخشب في المباني الجديدة.

يزعم أنصار حرق الأخشاب [ كلمات مراوغة ] أن الخشب المحصود بشكل صحيح محايد للكربون، وبالتالي يعوض التأثير السلبي لجزيئات المنتج الثانوي المنبعثة أثناء عملية الحرق. في سياق حرائق الغابات، يمكن للخشب المستخرج من بيئة الغابة لاستخدامه كوقود خشبي أن يقلل من الانبعاثات الإجمالية من خلال تقليل كمية الخشب المحترق في الهواء الطلق وشدة الحرق أثناء حرق المواد المتبقية في ظل ظروف منظمة. في 7 مارس 2018، أقر مجلس النواب الأمريكي مشروع قانون من شأنه أن يؤخر لمدة ثلاث سنوات تنفيذ معايير انبعاثات أكثر صرامة لسخانات الخشب السكنية الجديدة. [19]

الاستخدام المحتمل في تقنيات الطاقة المتجددة

تنتج مصانع الأخشاب نشارة الخشب وتحرقها : ويمكن تحويلها إلى حبيبات واستخدامها في المنزل.

الاستخدام

الإنتاج العالمي من الأخشاب المستديرة حسب النوع، مقارنة الوقود الخشبي بأنواع أخرى

تنتج بعض الدول الأوروبية جزءًا كبيرًا من احتياجاتها من الكهرباء من الخشب أو نفايات الخشب. في الدول الاسكندنافية، تكون تكاليف العمالة اليدوية لمعالجة الحطب مرتفعة للغاية. لذلك، من الشائع استيراد الحطب من الدول ذات العمالة الرخيصة والموارد الطبيعية. [ بحاجة لمصدر ] المصدرون الرئيسيون إلى الدول الاسكندنافية هم دول البلطيق (إستونيا وليتوانيا ولاتفيا). في فنلندا ، هناك اهتمام متزايد باستخدام نفايات الخشب كوقود للتدفئة المنزلية والصناعية، في شكل حبيبات مضغوطة .

تعتمد العديد من البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط ​​على الخشب لأغراض الطاقة (خاصة الطهي). ينتمي أكبر المنتجين إلى هذه الفئات من الدخل ولديهم أعداد كبيرة من السكان الذين يعتمدون بشكل كبير على الخشب للطاقة: في عام 2021، احتلت الهند المرتبة الأولى بـ 300 مليون متر مكعب ( 15 في المائة من إجمالي الإنتاج)، تليها الصين بـ 156 مليون متر مكعب والبرازيل بـ 129 مليون متر مكعب (8 في المائة و7 في المائة من الإنتاج العالمي). [20]

في الولايات المتحدة، يعد وقود الخشب ثاني أكبر أشكال الطاقة المتجددة (بعد الطاقة الكهرومائية ). [21]

أستراليا

كومة من الحطب المحصود من غابة بارماه في فيكتوريا

يستخدم حوالي 1.5 مليون أسرة في أستراليا الحطب باعتباره الشكل الرئيسي للتدفئة المنزلية. [22] اعتبارًا من عام 1995، تم استخدام ما يقرب من 1.85 مليون متر مكعب من الحطب (1 متر مكعب يعادل حمولة مقطورة سيارة تقريبًا) في فيكتوريا سنويًا، مع استهلاك نصفها في ملبورن . [23] هذه الكمية قابلة للمقارنة بالخشب الذي تستهلكه جميع عمليات غابات الأخشاب المنشورة واللب في فيكتوريا (1.9 مليون متر مكعب). [ بحاجة لمصدر ]

تشمل الأنواع المستخدمة كمصدر للحطب ما يلي:

  • الصمغ الأحمر ، من الغابات على طول نهر موراي (توفر منطقة إدارة الغابات في ميد موراي، بما في ذلك غابات بارماه وجونبور، حوالي 80% من خشب الصمغ الأحمر في فيكتوريا). [24]
  • صندوق وميسميت Stringybark ، في جنوب أستراليا.
  • صمغ السكر ، وهو خشب ذو كفاءة حرارية عالية يأتي عادة من مزارع صغيرة. [25]
  • خشب جاراه ، في جنوب غرب أستراليا الغربية. يولد حرارة أكبر من معظم أنواع الأخشاب الأخرى المتاحة، وعادة ما يتم بيعه بالطن.

أوروبا

في عام 2014، بدأ بناء أكبر مصنع للحبيبات الخشبية في منطقة البلطيق في فورما ، سوميربالو ، إستونيا، بإنتاج متوقع يبلغ 110.000 طن من الحبيبات الخشبية / سنة. سيتم استخدام أنواع مختلفة من الخشب في عملية صنع الحبيبات الخشبية (الحطب، رقائق الخشب، نشارة الخشب). بدأ مصنع Warmeston OÜ نشاطه بحلول نهاية عام 2014. [26] [27] في عام 2013، كان المستهلكون الرئيسيون للحبيبات الخشبية في أوروبا هم المملكة المتحدة والدنمارك وهولندا والسويد وألمانيا وبلجيكا، كما جاء في تقرير الاتحاد الأوروبي السنوي عن الوقود الحيوي. في الدنمارك والسويد، تُستخدم الحبيبات الخشبية من قبل محطات الطاقة والأسر والمستهلكين متوسطي الحجم للتدفئة المركزية، مقارنة بالنمسا وإيطاليا، حيث تُستخدم الحبيبات الخشبية بشكل أساسي كمراجل سكنية وصناعية خاصة صغيرة الحجم للتدفئة. [28] تعد المملكة المتحدة أكبر سوق استهلاكية لحبيبات الخشب الصناعية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى محطات الطاقة الرئيسية التي تعمل بالكتلة الحيوية مثل دراكس ، وإم جي تي، ولينموث . [29]

آسيا

تعد اليابان وكوريا الجنوبية من الأسواق المتنامية لحبيبات الخشب الصناعية، ومن المتوقع اعتبارًا من عام 2017 أن تصبحا ثاني وثالث أكبر الأسواق العالمية لحبيبات الخشب بسبب السياسات الحكومية التي تفضل استخدام الكتلة الحيوية في توليد الطاقة. [29]

أمريكا الشمالية

إن الطلب على وقود الخشب في الولايات المتحدة مدفوع بشكل أساسي من قبل عملاء التدفئة السكنية والتجارية. لم تكن كندا مستهلكًا رئيسيًا لحبيبات الخشب الصناعية اعتبارًا من عام 2017، ولكنها تتبنى سياسات صارمة نسبيًا لإزالة الكربون وقد تصبح مستهلكًا كبيرًا لحبيبات الخشب الصناعية بحلول عشرينيات القرن الحادي والعشرين. [29]

مصادر

 تتضمن هذه المقالة نصًا من عمل مجاني المحتوى . مرخص بموجب CC BY-SA IGO 3.0 (بيان الترخيص/الإذن). النص مأخوذ من كتاب الإحصاءات السنوي للأغذية والزراعة العالمي 2023، منظمة الأغذية والزراعة.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ هاج ، فولكر. زيمكي، فالنتينا تيريزيا؛ ليفاندروفسكي، تيم؛ زانين، يوهانس؛ هيرشبرجر، بيتر؛ بيك، أولريش. كوخ ، جيرالد (2020-09-11). “تجارة الفحم الأوروبية”. مجلة IAWA . 41 (4): 463-477. دوى :10.1163/22941932-bja10017. ISSN  0928-1541.
  2. ^ دياموند، جاريد. 2005 الانهيار: كيف تختار المجتمعات الفشل أو النجاح. دار نشر بينجوين. نيويورك. 294-304 صفحة. ISBN 0-14-303655-6 
  3. ^ "مواقد حرق الأخشاب النظيفة والمدافئ". epa.gov. مؤرشف من الأصل في 2008-05-15.
  4. ^ سيمبسون، ويليام ت.؛ بون، ر. سيدني؛ تشيرن، جوزيف؛ ماس، تيري (أغسطس 1987). "وقت تجفيف حطب البلوط المشقوق في الفرن" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2014-12-22 . تم الاسترجاع في 2014-06-09 .
  5. ^ "قيمة الحرارة الخشبية (وحدة حرارية بريطانية)". daviddarling.info.
  6. ^ Weihe, Wilfred. "Electric Fireplace Costs Secrets". electricfireplaceheater.org . مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2018 . تم الاسترجاع في 7 مايو 2018 .
  7. ^ "حاسبات مركز المعرفة للطاقة الحيوية". bkc.co.nz. مؤرشف من الأصل في 11 يوليو 2009.(يتضمن مجموعة من الآلات الحاسبة، بما في ذلك آلة لحساب محتوى الطاقة في الخشب، مع الأخذ في الاعتبار محتوى الرطوبة)
  8. ^ رايان، مات (20 يونيو 2008). أصحاب المنازل يبحثون عن تدفئة أرخص في الشتاء . صحيفة برلنغتون فري برس.
  9. ^ "تركيبة رماد الخشب كدالة لدرجة حرارة الفرن" (PDF) . مطبعة بيرغامون. 1993. مؤرشف من الأصل (PDF) في 28 سبتمبر 2011. تم الاسترجاع في 26 نوفمبر 2010 .
  10. ^ هيئة حماية البيئة (2002) سخانات الخشب والنيران المفتوحة وجودة الهواء. النشرة 851 وكالة حماية البيئة فيكتوريا .
  11. ^ ab Stewart, Gareth J.; Nelson, Beth S.; Acton, W. Joe F.; Vaughan, Adam R.; Hopkins, James R.; Yunus, Siti SM; Hewitt, C. Nicholas; Nemitz, Eiko; Mandal, Tuhin K.; Gadi, Ranu; Sahu, Lokesh K. (2021-02-25). "ملفات تعريف الانبعاثات العضوية الشاملة وإمكانية إنتاج الهباء الجوي العضوي الثانوي وتفاعلية الهيدروكسيل في احتراق الوقود المنزلي في دلهي، الهند". العلوم البيئية: الغلاف الجوي . 1 (2): 104-117. doi : 10.1039/D0EA00009D . ISSN  2634-3606.
  12. ^ ستيوارت، جاريث جيه؛ أكتون، دبليو جو إف؛ نيلسون، بيث إس؛ فوغان، آدم آر؛ هوبكنز، جيمس آر؛ آريا، راؤول؛ موندال، أرناب؛ جانجيره، ريتو؛ أهلاوات، ساكشي؛ ياداف، لوكيش؛ شارما، سودهير كيه. (2021-02-18). "انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة غير الميثان من احتراق الوقود المنزلي في دلهي، الهند". الكيمياء الجوية والفيزياء . 21 (4): 2383-2406. رمز Bibcode : 2021ACP....21.2383S. doi : 10.5194/acp-21-2383-2021 . ISSN  1680-7316.
  13. ^ ستيوارت، جاريث جيه؛ نيلسون، بيث إس؛ أكتون، دبليو جو إف؛ فوغان، آدم آر؛ فارين، نعومي جيه؛ هوبكنز، جيمس آر؛ وارد، مارتن دبليو؛ سويفت، ستيفان جيه؛ آريا، راؤول؛ موندال، أرناب؛ جانجيره، ريتو (2021-02-18). "انبعاثات المركبات العضوية متوسطة التقلب وشبه المتطايرة من الوقود المنزلي المستخدم في دلهي، الهند". الكيمياء الجوية والفيزياء . 21 (4): 2407-2426. رمز Bibcode : 2021ACP....21.2407S. doi : 10.5194/acp-21-2407-2021 . ISSN  1680-7316.
  14. ^ "درجات حرارة اشتعال الوقود". مجموعة أدوات الهندسة. مؤرشف من الأصل في 2015-05-04.
  15. ^ مركز مانوميت لعلوم الحفاظ على البيئة. 2010. دراسة سياسة استدامة الكتلة الحيوية والكربون: تقرير إلى إدارة موارد الطاقة في كومنولث ماساتشوستس.[1] محفوظ في 2018-01-08 على موقع واي باك مشين
  16. ^ راي، جيمس، "استخدام الخشب في المناطق الريفية في تنزانيا: تحقيق في مصادر وإمكانية الوصول إلى حطب الوقود وحطب القطب الشمالي لسكان قرية كيزاندا، جبال غرب أوسامبارا" (2011). مجموعة ISP. الورقة رقم 984. http://digitalcollections.sit.edu/isp_collection/984
  17. ^ سميث، كيه آر؛ خليل، ماك؛ راسموسن، آر إيه؛ ثورنيلو، إس إيه؛ مانجديج، إف؛ أبتي، إم. (1993). "غازات الاحتباس الحراري من مواقد الكتلة الحيوية والوقود الأحفوري في البلدان النامية: دراسة تجريبية في مانيلا". كيموسفير . 26 (1-4): 479-505. رمز Bibcode :1993Chmsp..26..479S. CiteSeerX 10.1.1.558.9180 . doi :10.1016/0045-6535(93)90440-g. 
  18. ^ "انبعاثات الكتلة الحيوية والنموذج المضاد للواقع" (جدول بيانات) . تم الاسترجاع في 25 مارس 2015 .
  19. ^ McCarthy, James E.; Shouse, Kate C. (18 ديسمبر 2018). EPA's Wood Stove / Wood Heater Regulations: Frequently Asked Questions (PDF) . واشنطن العاصمة: خدمة أبحاث الكونجرس . تم الاسترجاع في 6 يناير 2019 .
  20. ^ الغذاء والزراعة العالميان – الكتاب الإحصائي السنوي 2023. منظمة الأغذية والزراعة. 2023-11-29. doi :10.4060/cc8166en. ISBN 978-92-5-138262-2.
  21. ^ "الطاقة المتجددة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون". توقعات الطاقة قصيرة الأجل . وزارة الطاقة الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 8 يناير 2012. تم الاسترجاع في 24 ديسمبر 2011 .
  22. ^ ماثيو (26 ديسمبر 2009). "الحقيقة حول جمعية التدفئة المنزلية الأسترالية". جمعية الهواء النظيف في ساحل كابيتي. مؤرشف من الأصل في 1 يوليو 2011. تم الاسترجاع في 26 نوفمبر 2010 .
  23. ^ "الحطب". birdsaustralia.com. مؤرشف من الأصل في 2012-12-31.
  24. ^ خطة إدارة الغابات لعام 2002 لمنطقة إدارة الغابات في ميد موراي
  25. ^ "المعهد الإقليمي - قصة العلكة السكرية: النجاح التسويقي لشجرة مأوى متواضعة". www.regional.org.au . 2012 . تم الاسترجاع في 2023-04-21 .
  26. ^ "أكبر مصنع للحبيبات في منطقة البلطيق سيتم بناؤه في إستونيا". IHB . Fordaq SA 13 فبراير 2014. مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2014.
  27. ^ "Warmeston". www.warmeston.ee . تم الاسترجاع في 7 مايو 2018 .
  28. ^ "المستهلكون الرئيسيون للحبيبات في أوروبا". IHB . Fordaq SA 3 سبتمبر 2013. مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2014.
  29. ^ abc "توقعات سوق الكريات الخشبية العالمية في عام 2017 | رابطة الكريات الخشبية الكندية". www.pellet.org . تم الاسترجاع في 2018-07-19 .
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ وقود الخشب .
  • حقائق حول الحطب
  • جبال الهيمالايا. طريقة فريدة لتخزين الحطب
  • قائمة الأخشاب السامة قائمة شاملة وموثقة بالكامل للأخشاب السامة المحتملة.
  • قضايا الحرق كل ما يتعلق بالآثار الصحية المترتبة على حرق الكتلة الحيوية
  • مايك تشين
الوقود للتدفئة
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=وقود_الخشب&oldid=1254280865"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate