إنتاج الطاقة

الطاقة الخشبية، الميثانة، الطاقة الشمسية، طاقة الرياح ..

إنتاج الطاقةالطاقة الخشبية، الميثانة، الطاقة الشمسية، طاقة الرياح ..

التنويع / إنتاج الطاقة

تاريخيًا، كان دور الزراعة يتمثل في إنتاج مصدر دائم للغذاء للسكان المستقرين، ولكن أضيفت وظائف أخرى إلى هذا القطاع من النشاط على مدى القرون القليلة الماضية.

وتشمل هذه الوظائف الحفاظ على المناظر الطبيعية والحفاظ على الأرضوالعمالة الريفية و التنوع البيولوجيكأهداف غير مباشرة للزراعة. وفي الآونة الأخيرة، أضيفت مفاهيم خدمات النظام الإيكولوجي وإنتاج الطاقة إلى هذه المهام الثانوية.

على مدى العقد الماضي، شكلت الزراعة الفرنسية أقل من 3% من الاستهلاك الوطني للطاقةولكنها مع ذلك تتمتع بقدرة معينة على إنتاج الطاقة المتجددة. في الواقع، تشير التقديرات إلى أن القطاع الزراعي يساهم بنسبة 20% من إنتاج الطاقة المتجددة في فرنسا، وأن هذا الرقم مرشح للارتفاع في السنوات القادمة.

تبحث هذه البوابة، التي تعد بمثابة "مقدمة" للمقالات المتعلقة بالموضوع، في إمكانات الزراعة لإنتاج الطاقة والتقنيات المختلفة التي يمكن تصورها في هذا القطاع.

استعادة الكتلة الحيوية

في الزراعة، يمكن تحويل بعض الكتلة الحيوية المنتجة إلى طاقة، إما من المنتجات الثانوية مثل مخلفات المحاصيل، أو من المحاصيل الوسيطة(أو من المحاصيل المخصصة.

الميثنة

الميثنة الزراعية هي واحدة من أكثر الحلول التي يتم ذكرها بشكل متكرر لاستعادة الطاقة من الكتلة الحيوية، وذلك بسبب المناقشات العديدة التي أثارتها حول مخاطرها البيئية ومنافستها مع تربية الماشية على الأراضي الزراعية.

مصنع الميثان الزراعي في الرون (69) - ويكيبيديا كومنز

المبدأ كما يلي المادة العضوية (الكتلة الحيوية) يتم هضمها جزئياً بواسطة البكتيريا في الظروف اللاهوائية (غياب الأكسجين) عن طريق عملية بيولوجية، مما يؤدي إلى تكوين غاز الميثان الحيوي (يتكون من 55 إلى 70% من الميثان) ومخلفات الهضم ("بقايا" المواد العضوية المستقرة، المركزة في عناصر التسميد). ثم يتم تكرير الغازالمتولد لحقنه في شبكة الإمداد، أو استخدامه لتوليد الكهرباء. أما بالنسبة لمخلفات الهضم، فيتم إرجاعها بشكل عام إلى الأراضي الزراعية، بطريقة تساعد على تطويرالاكتفاء الذاتي المحلي من الأسمدة النيتروجينية.

وتتكون المادة العضوية التي يتم تغذيتها في محطة الهضم اللاهوائي بشكل عام من روث الماشية، ولكن في بعض الأحيان أيضًا المحاصيل المخصصة أو المحاصيل الوسيطة لاستعادة الطاقة (CIVE).

طاقة الخشب

الحطب الزراعي - ويكيبيديا كومنز

سواء كان الأسيجةأو ضفاف الأنهار أو الغابات أوالأشجار المعزولة أو صفوف الأشجار في الحقول المفتوحة، فإن الزراعة لديها العديد من الموارد الخشبية التي يمكن استخدامها للطاقة الخشبية. وباستخدام الأنواع المناسبة والأدوات المناسبة، يمكن لصيانة أنظمة الحراجة الزراعية هذه أن تنتج جذوع الأشجار ورقائق الخشب (بعد تقطيعها) لأغراض الطاقة. ويمكن استهلاكها في المزرعة، أو بيعها كإنتاج ثانوي، أو تغذية المشاريع الجماعية مثل أنظمة التدفئة التابعة للسلطة المحلية.

الإيثانول الحيوي

الإيثانول الحيوي هو وقود حيوي سائل، يعتبر متجددًا: عملية إنتاجه أقصر بكثير من عملية إنتاج الوقود الأحفوري. يتم إنتاجه بشكل أساسي من الشمندر والحبوب، حيث يتم تخمير السكر والنشا بواسطة البكتيريا، ثم يتم تقطيره إلى كحول خام ودمجه فيالبنزين قبل استهلاكه. وهنا أيضاً، يمكن أن تأتي المواد الخام من المنتجات الثانوية لمختلف الصناعات (علف الماشية على وجه الخصوص) أو من محاصيل مخصصة.

عملية إنتاج البيوإيثانول الحيوي - SNPAA (النقابة الوطنية لمنتجي الكحول الزراعي)

الطاقة الشمسية

تركيب الخلايا الضوئية على مبنى مزرعة في هوت فيين (87) - ويكيبيديا كومنز

الخلايا الكهروضوئية

ترتبط الزراعة أيضا بشكل متزايد بإنتاج الكهرباء من خلالالخلايا الكهروضوئية الزراعيةفي عام 2020، سيمثل ذلك 13% من الطاقة المتجددة التي تنتجها الزراعة الفرنسية.

والخلايا الكهروضوئية هي تقنية لإنتاج الكهرباء من الإشعاع الشمسي: مورد لا نهائي. حيث يتم التقاط أشعة الشمس بواسطة محطة طاقة أو "ألواح"، تولد بلورات أشباه الموصلات (عادةً من السيليكون) تيارًا مباشرًا. ويمكن استهلاك الكهرباء المنتجة بهذه الطريقة محلياً أو بيعها لمورد.

وفي الزراعة، عادة ما يقتصر إنتاج الطاقة الكهروضوئية على الأسطح غير المنتجة التي تتلقى أشعة الشمس بشكل جيد، مثل أسطح المباني. ومع ذلك، في بعض الأحيان، يمكن أن يكون ذلك في بعض الأحيان نتيجة حل وسط مع المناطق المزروعة، كما هو الحال في المزارع الكهروضوئية في الحقول.

رعي الأغنام تحت مزرعة للطاقة الشمسية في بافاريا (ألمانيا) - ويكيبيديا كومنز

الحرارية

على الرغم من قلة ذكرها، فإن الطاقة الحرارية الشمسية هي طريقة أخرى لتسخير أشعة الشمس للاستخدام الزراعي. والمبدأ التكنولوجي أبسط من ذلك: تقوم الألواح الشمسية بتركيز الحرارة التي تستقبلها الأشعة في شبكة من الأنابيب التي يدور من خلالهاالماء. ويمكن بعد ذلك تخزين الماء الساخن في خزان محكم الإغلاق واستخدامه في مرافق الغسيل أو إعداد الطعام أو تسخين صوبة زراعية أو أحواض أسماك، إلخ.

طاقة الرياح

بسبب تضاريسها، غالباً ما تكون المناطق الزراعية هي الأكثر ملاءمة لإنتاج طاقة الرياح: أكثر من 80% من إنتاج طاقة الرياح على المستوى الوطني يتم على الأراضي الزراعية. تُستخدم طاقة الرياح لتوليد الكهرباء من الرياح، التي تحرك مروحة وتؤدي إلى دوران التوربينات لتوليد تيار متناوب.

وعلى الرغم من أن توربينات الرياح واسعة النطاق نادراً ما تلقى قبولاً محلياً بسبب تأثيرها على المناظر الطبيعية والتنوع البيولوجي وربما الصحة، إلا أنتركيب توربينات الرياح المحلية يمكن أن يوفر الاكتفاء الذاتي من الطاقة بالإضافة إلى مصدر دخل إضافي.

مزرعة رياح وسط الأراضي الزراعية في كالفادوس (14)

باختصار

دُعيت الزراعة بالفعل إلى معالجة مجموعة واسعة من القضايا الاجتماعية، ومن المقرر أن تلعب الآن دورًا رئيسيًا في التحول في مجال الطاقة في البلدان الغربية. ويتيح تنوع أساليب إنتاج الطاقة والطفرة الأخيرة في بعض التكنولوجيات العديد من الحلول التي يمكن تطويرها. ويجب أن تكون هذه الفرص مدروسة جيدًا ومفيدة للمزارعين، دون تقويضالهدف الأساسي للمهنة: إنتاج موارد غذائية كافية ذات جودة عالية. وفيما يلي أدلة عملية وملاحظات من مستخدمي المنصة حول مسألة إنتاج الطاقة.