مولد غاز الخشب

مولد غاز الخشب هو وحدة تغويز تحول الأخشاب أو الفحم إلى غاز الخشب ، وهو غاز منتج يتكون من النيتروجين الجوي ، وأول أكسيد الكربون ، والهيدروجين ، وآثار من الميثان ، وغازات أخرى. بعد التبريد والترشيح، يمكن استخدام هذا الغاز لتشغيل محرك احتراق داخلي أو لأغراض أخرى. تاريخيًا، كانت مولدات غاز الخشب تُركّب غالبًا على المركبات ، لكن الدراسات والتطورات الحالية تركز في الغالب على المحطات الثابتة.

خلال أواخر القرن التاسع عشر، كانت محركات الاحتراق الداخلي تعمل عادةً بالغاز البلدي ، وخلال أوائل القرن العشرين، تحولت العديد من المحركات الثابتة إلى استخدام غاز المنتج المصنوع من فحم الكوك والذي كان أرخص بكثير من الغاز البلدي الذي كان يعتمد على تقطير (التحلل الحراري) الفحم الأكثر تكلفة.

• 1901: قام توماس هيو باركر ببناء أول مركبة معروفة تعمل بغاز الخشب. ^{[ 1 ] [ 2 ]}
• عشرينيات القرن العشرين: قام المهندس الفرنسي جورج إمبير بتطوير مولد غاز الخشب الأكثر عملية وصغرًا (مولد إمبير) والذي يمكن تركيبه بسهولة أكبر على المركبات القياسية.

خلال الحرب العالمية الثانية ، كان البنزين يُوزّع بالتقنين وكان شحيحًا. ونظرًا لنقص البنزين المستخرج من البترول، استذكر كبار السن كيفية بناء مُحَوِّلات الغاز للخشب والفحم، وكيفية تحويل محركات الاحتراق الداخلي للعمل بالوقود الغازي، فبدأ إنتاج مولدات غاز الخشب على نطاق واسع. في بريطانيا العظمى وفرنسا والولايات المتحدة وألمانيا، تم بناء أعداد كبيرة من هذه المولدات أو ابتكارها لتحويل الخشب والفحم إلى وقود للمركبات. استمر إنتاج المولدات التجارية قبل الحرب وبعدها لاستخدامها في ظروف خاصة أو في الاقتصادات المتعثرة . بعض مولدات غاز الخشب التي تعود إلى حقبة الحرب العالمية الثانية كانت من نوع "إمبرت" ذي السحب السفلي، الذي صممه المخترع الفرنسي جورج إمبرت حوالي عام 1920 .

أنتجت ألمانيا وحدات غازوجين للمركبات، بما في ذلك السيارات والشاحنات وجرارات المدفعية وحتى الدبابات، للحفاظ على إمدادات الوقود المحدودة. [ 3] حتى في الدول غير المتحاربة، مثل السويد والبرازيل وإسبانيا ^{، كان الغازوجين} شائعًا ، نظرًا لصعوبة الحصول على النفط. في البرازيل، فاز سائق سباقات يُدعى تشيكو لاندي في حلبة إنترلاغوس بساو باولو عام 1944، بسيارة ألفا روميو تعمل بغاز الخشب. ^{[ 4 ]}

• 
  أدلر دبلوماسي في الحرب العالمية الثانية مع مولد غاز الخشب
• 
  مُحَوِّل غاز إمبرت على شاحنة فورد مُحوَّلة إلى جرار، متحف بير لارسون للجرارات العتيقة، السويد، 2003
• 
  عرض توضيحي لنظام "غازوجين" من تصميم جوهان-بولانك يعمل في سيارة سيتروين تراكشن أفانت موديل 1956

ما بعد الحرب العالمية الثانية

مع ارتفاع أسعار النفط، تجدد الاهتمام بمولدات الغاز الخشبي. وقد نشرت الوكالة الفيدرالية الأمريكية لإدارة الطوارئ (FEMA) كتابًا في مارس 1989 يشرح كيفية بناء مولد غاز في حالات الطوارئ عند انقطاع النفط. ^{[ 5 ]} وقد وصف الكتاب تصميمًا يُسمى "مُغَيِّر الغاز الطبقي ذو التيار الهابط"، والذي يُعالج العديد من عيوب الأنواع السابقة.

رعى الاتحاد الأوروبي مشروعًا للغاز الخشبي في غوسينغ ، النمسا، بدءًا من عام 2005. كان هذا المشروع عبارة عن محطة توليد طاقة كهربائية مزودة بمولد يعمل بالغاز الخشبي ومحرك غازي لتحويل الغاز الخشبي إلى طاقة كهربائية بقدرة 2 ميغاواط وحرارة بقدرة 4.5 ميغاواط. كما تضمن المشروع جهازًا تجريبيًا لاستخدام عملية فيشر-تروبش لتحويل الغاز الخشبي إلى وقود شبيه بالديزل . وبحلول أكتوبر 2005، أصبح من الممكن تحويل 5 كيلوغرامات من الخشب إلى لتر واحد من الوقود.   

من المعروف أيضاً أن جمهورية كوريا الديمقراطية الشعبية (كوريا الشمالية) تمتلك شاحنات تعمل بمولدات غاز الخشب. وتنتشر هذه الشاحنات خارج بيونغ يانغ ، في القرى الريفية والبلدات الصغيرة. ويُعزى استخدام هذه الشاحنات إلى العقوبات المفروضة على كوريا الشمالية فيما يتعلق بواردات النفط والغاز. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

توجد أدبيات غنية حول محطات الغاز، وغاز المدن، وتوليد الغاز، وغاز الخشب، وغاز المنتجين، وهي متاحة الآن للجمهور نظراً لقدمها. ^{[ 10 ]}

تُعدّ معظم مولدات الغاز الخشبي الناجحة المستخدمة في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية نسخًا معدلة من تصميم إمبرت القديم. تستخدم هذه المولدات عادةً الخشب، ولكن يمكن أيضًا استخدام الفحم النباتي كوقود. فهو أكثر كثافة وينتج غازًا أنقى دون المواد المتطايرة القطرانية ومحتوى الماء الزائد الموجود في الخشب.

مولد غاز الخشب التابع لوكالة إدارة الطوارئ الفيدرالية (FEMA) هو (بحسب تعريف دليل الوكالة) مُحَوِّل غاز للطوارئ. صُمِّمَ ليتم تجميعه بسرعة في حالات أزمات الوقود الحقيقية. يتميز هذا التصميم المُبسَّط بمزايا واضحة مقارنةً بالوحدات الأوروبية السابقة، مثل سهولة التزود بالوقود والتركيب، ولكنه أقل شيوعًا من تصميم إمبرت السابق بسبب مشاكل جديدة هامة، منها عدم وجود منطقة أكسدة ثابتة، مما يسمح لمنطقة الأكسدة بالتوسع إلى مساحة أكبر، مُسببةً انخفاضًا في درجة الحرارة؛ ويؤدي انخفاض درجة حرارة التشغيل إلى إنتاج القطران ، كما أن افتقاره إلى منطقة اختزال حقيقية يزيد من ميل هذا التصميم لإنتاج القطران. يُعتبر القطران الموجود في تيار غاز الخشب غازًا مُلوِّثًا، وسيؤدي القطران إلى انسداد المحرك بسرعة، مما قد يؤدي إلى تعطل الصمامات والحلقات.

يُحسّن تصميم جديد يُعرف باسم مُغَيِّر غاز كيث وحدةَ FEMA، إذ يتضمن استعادةً واسعةً للحرارة ويقضي على مشكلة القطران. وقد أظهرت الاختبارات التي أُجريت في جامعة أوبورن أنه أكثر كفاءةً بنسبة 37% من استخدام البنزين. ^{[ 11 ]} وقد حقق هذا النظام الرقم القياسي العالمي للسرعة للمركبات التي تعمل بالكتلة الحيوية ^{[ 12 ]} ، وقام بعدة جولات عبر البلاد. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

أصدرت الأمم المتحدة وثيقة FOA 72 ^{[ 15 ]} تتضمن تفاصيل حول تصميم وبناء مولد غاز الخشب، كما هو الحال في الورقة الفنية للبنك الدولي 296. ^{[ 16 ]}

في عام 2008، تم عرض مثال لتصميم وبناء شاحنة تعمل بمولد غاز الخشب في برنامج Planet Mechanics على قناة ناشيونال جيوغرافيك في الحلقة الثامنة بعنوان "سيارة تعمل بالطاقة الشجرية". ^{[ 17 ]}

في عام 2009، ظهر مثال آخر على تصميم وبناء محرك مولد يعمل بغاز الخشب في المسلسل التلفزيوني " ذا كولوني " في الحلقة الثانية من الموسم الأول بعنوان "صراع السلطة". كما استُخدم أيضاً في الحلقة العاشرة "الخروج" لتشغيل مركبة هروب.

ناقشت مقالة نُشرت عام ٢٠١٠ في مجلة " ماذر إيرث نيوز" وعرضت صورًا لمحرك يعمل بغاز الخشب مُثبّت في شاحنة صغيرة. ^{[ ١٨ ]} وفي إطار سلسلة "بانغ غوز ذا ثيوري" العلمية التي تبثها هيئة الإذاعة البريطانية (بي بي سي)، قام مارتن بيكون بتحويل سيارة فولكس فاجن شيروكو إلى تصميم يسمح لها بالعمل على بقايا القهوة المُستعملة ، وبعد الانتهاء من بنائها عام ٢٠١٠، قطعت بنجاح مسافة من لندن إلى مانشستر باستخدام القهوة فقط. ويعمل جزء من الفريق حاليًا على تصميم أكثر تطورًا يركز على السرعة القصوى بدلًا من المدى.

في 14 سبتمبر 2011، في بحيرة بونفيل المالحة، سجلت شاحنة معدلة بمحرك يعمل بغاز الخشب رقماً قياسياً عالمياً جديداً في سرعة المركبات التي تعمل بغاز الخشب بسرعة 73  ميلاً في الساعة. ^{[ 19 ]}

في برنامج "كار توك" الإذاعي الأمريكي الشهير ، وصف أحد المتصلين في الحلقة 1201 (التي بُثت في 7 يناير 2012، وحملت لاحقًا اسم "20 ميلاً لكل رقاقة خشب") مركبةً تعمل بغاز الخشب كان يستقلها في صغره خلال الحرب العالمية الثانية في ألمانيا. لم يكن مقدمو البرنامج على دراية بهذه التقنية، على الأرجح لأنها لم تُعتمد على نطاق واسع في الولايات المتحدة.

في 12 مارس 2012، في حلقة من الموسم الثاني من برنامج Doomsday Preppers ، تم عرض مولد يعمل بغاز الخشب يقوم بتشغيل شاحنة فورد ومولد كهربائي منزلي بواسطة سكوت هانت، وهو أحد الأشخاص الذين يستعدون لحالات الطوارئ، في مزرعته الحرجية التي تبلغ مساحتها عدة أفدنة في ولاية كارولينا الجنوبية.

المسلسل التلفزيوني الصربي "سائقو الشاحنات 2" ("Kamiondzije II") من عام 1983. يتحدث، كجزء من الحبكة، عن مولد غاز مثبت على هيكل شاحنة.

نُشر مقال في مجلة "ماذر إيرث نيوز" في أبريل 2012 يتناول جهاز تحويل الغاز من نوع "كيث"، ويعرض صوراً له ويتضمن مقابلة مع مخترعه واين كيث. ^{[ 20 ]}

في الفيلم الوثائقي الذي بثته هيئة الإذاعة البريطانية بعنوان " مزرعة زمن الحرب" ، الحلقة الخامسة (التي عُرضت في أكتوبر 2012)، قاموا ببناء سيارة إسعاف تعمل بغاز الفحم وفقًا لمواصفات مركبة تعمل بالغاز تعود لعام 1943. ^{[ 21 ]}

في الموسم الثالث من برنامج "رجال الجبال" على قناة التاريخ، يظهر يوستيس كونواي وهو يقود شاحنة تويوتا تعمل بالغاز الخشبي لنقل البضائع

حظي رئيس الوزراء الفنلندي يوها سيبيلا ببعض الاهتمام الإعلامي أيضاً بسبب سيارته التي تعمل بغاز الخشب والتي بناها كهواية قبل دخوله معترك السياسة. ^{[ 22 ]} تُعدّ سيارة "إل كامينا"، وهي من طراز شيفروليه إل كامينو لعام 1987 ، أسرع سيارة تعمل بغاز الخشب، حيث تبلغ سرعتها 140  كم/ساعة (87  ميل/ساعة). ^{[ 23 ]}

لا يوجد سوى عدد قليل من الشركات التي تُنتج أنظمة تحويل الخشب إلى غاز تجاريًا. تجدون قائمة بها أدناه. ونظرًا لأن أنظمة تحويل الخشب إلى غاز تميل إلى أن تكون كبيرة الحجم، فإن معظمها يركز على التطبيقات الثابتة (إنتاج الكهرباء). مع ذلك، قد يكون بعضها مناسبًا للتركيب في المركبات. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

• مولد كهربائي يعمل بمحرك ؛ يمكن توصيله بمحول الغاز في سيارة تعمل بغاز الخشب عبر خرطوم غاز الخشب، مما يتيح له إنتاج الطاقة حتى عندما يكون محرك السيارة متوقفًا، وبالتالي يشكل نظامًا يربط السيارة بالشبكة الكهربائية.
• مبادل حراري للعادم : يمكن استخدامه للمساعدة في تسخين مُحَوِّل غاز الخشب، مما يزيد من إنتاج الغاز منه.
• محرك الهواء الساخن : على غرار محرك ستيرلينغ، يمكنه استخدام الحرارة مباشرة ويمكن تشغيله على الخشب ^{[ 30 ]}
• محرك ستيرلينغ : محرك آخر يمكنه استخدام الحرارة من الخشب، بدلاً من الحاجة إلى تحويلها إلى غاز الخشب أولاً ^{[ 31 ]}
• Xe than

• "قوة هولزبرينر من خلال عربة الفرح" ( فولكس واجن بيتل ، 1940-1945)

• رسمان تخطيطيان لأكثر أنظمة مولدات التيار الهابط شيوعًا
• ص93؛ نظام مولد تيار سفلي كامل. مؤرشف بتاريخ 24 يوليو 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
• الشاحنات والسيارات التي تعمل بالغاز الخشبي في الولايات المتحدة