دراسة هامّة جدا … المفكر المصري أ.د سعيد النشائي يكتب ل” مدارات عربية ” عن ” التحرر الوطنى وعلاقتة بالتنمية المستدامة “

ا.د.سعيد صلاح الدين النشائى* ( مصر ) – الإثنين 20/1/2020 م …

* قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية-جامعة بريتش كولومبيا-فانكوفر-كندا

E-mail: [email protected]

نبذة مختصرة

التنمية المستدامة مفهوم متقدم وحديث نسبيا وهو مكون من عدد من المكونات نركز فى هذة المقالة على الجانب الخاص بالمواد الخام المتجددة و التكنولوجيات المبتكرة المرتبطة بهم. بالأضافة لذلك فأن التنمية المستدامة لها إرتباط قوى بقضية التحرر الوطنى التى تأخرت فى بلادنا أكثر من ستون عاما بسبب فشل البرجوازيات العربية فى تحقيق أيا من مكوناتها وأصبحت برجوازيات كمبرادورية تابعة للإمبريالية ومهزومة أمام الكيان الصهيونى الغاصب لفلسطين. ولكن حركة المقاومة تحقق الإنتصارات وتزداد قوة, وكلما أنتصرت وأستولت على السلطة فإنها تحتاج للتنمية المستدامة كسلاح قوى فى يدها

مقدمة – I

نظرية المنظومات أداة قوية لفهم وتحليل التنمية المستدامة وتطبيقاتها والذي هم منظومة بينما هندسة التنمية هى منظومة جزئية تتكون هى نفسها من منظومتين جزئيتين وهما: هندسة البيئة و المواد الخام المتجدده . وفى السنوات الأخيرة أصبحت معامل التكرير البيولوجية المتكاملة هى من أهم الإبتكارات لإنتاج ليس فقط الوقود الحيوى المتجدد ولكن أيضا المنتجات المنتجات الحيوية المتجددة الأخرى. والخامات المستخدمة هى مواد خام متجددة وهى عادة مخلفات زراعية والتكنولوجيات المستخدمة هى تكنولوجيات مبتكرة حيوية ونظيفة, أى غير ملوثة للبيئة.

الهندسة الكيميائية والبيولوجية هي من أهم فروع الهندسة وأكثرها تشعبا وتأثيرا فى المجتمع ففى العقود الأخيرة دخل إلى مجالها: هندسة البيئة وهندسة المواد وتكنولوجيا النانو, الخ وفى السنوات الأخيرة أنضم إليها فرع التنمية المستدامة خصوصا جانب هندسة التنمية المستدامة هذا المفهوم الجديد والهام. وإذا عدنا إلى الهندسة الكيميائية والبيولوجية سوف نجد أن الولايات المتحدة الأمريكية لديها أكثر من 400 قسم للهندسة الكيميائية بعضهم للهندسة الكيمائية والبيولوجية (مثل معهد ألينوى للتكنولوجيا فى شياغو) والبعض الآخر للهندسة الكيميائية وهندسة المواد ( مثل جامعة مينيسوتا فى مينيابلوس), ألخ. بينما فى مصر هنالك فقط حوالى 5 أقسام للهندسة الكيميائية! أي أن تعدادنا هو حوالى 25% من تعداد الولايات المتحدة الأمريكية, بينما عدد أقسام الهندسة الكيميائية لدينا أقل من 2% من عدد الأقسام لديهم. وهذا يؤكد مدى التخلف الذى نعانى منه فى هذا المجال الهام. وفى كلا البلدين لا يوجد بعد أقسام لهندسة التنمية المستدامة أو إمتداد لظهور أقسام للهندسة الكيميائية وهندسة التنمية المستدامة. بينما فى بلدان أخرى مثل كندا هنالك أقسام للتنمية المستدامة (مثل جامعة ساسكتشون فى غرب كندا).   

الدائم والبحث العلمي كجزء من التعليم المستمر والدائم التقدم. هذا النظام التعليمي سوف يجعل الخريجين مؤهلين لوظائف الصناعة متعددة التخصصات ودائمة التجدد وللبحث العلمي فى الصناعة والجامعات ومراكز الأبحاث وكلهم يجب أن يكونوا مترابطين بشكل قوى وفعال فى خدمة المجتمع ككل. هذه التخصصات وتداخلها مفهومين لحد كبير وموثقين فى العديد من المقالات والأبحاث والتقارير والكتب والقادم الجديد: التنمية المستدامة بدأ ينضم إليهم فى السنوات الأخيرة بشكل يساعد علي فهم  الأحتياج لنظرية المنظومات.

المكونات الرئيسية للتنمية المستدامة:

السياسات: على سبيل المثال: القوانين والقرارات الإستراتيجية…..الخ 1-

2– إقتصاديات:  على سبيل المثال: الإستثمار فى تكنولوجيات مبتكرة جديدة

   3 – عوامل مبدئية أخلاقية وأجتماعية: على سبيل المثال: أنماط الإستهلاك, تقبل التكنولوجيات والمنتجات المبتكرين وأخذ العوامل النفسية والأخلاقية فى الأعتبار

4– تكنولوجيات: على سبيل المثال:  تكنولوجيات مبتكرة عالية الكفاءة, الوقود النظيف, الاستخدام الكفء للمواد الخام المتجددة, ابتكار منتجات صديقة للبيئة, ألخ   

نظرية المنظومات والإستخدام المتكامل لها -II

هذه هى الطريقة المثلى للتعامل مع المنظومات المركبة وعلى رأس القائمة هى منظومة التنمية المستدامة كما هو موضح عاليه, وهذا يشمل التدريس والأبحاث والصناعة.ففى التعليم هى الأساس العلمى لتنظيم التعليم ذو التخصصات المتعددة والمتداخلة والأستفادة المثلى من النمذجة الرياضية وأستخدام الحاسبات الرقمية ورياضيات الأمثلية, الخ  وفى الأبحاث هى تمثل الطريقة المثلى لأنشاء منظومات فيزيائية وكيميائية وبيولوجية جديدة وتحليلها بشكل عميق لإكتشاف سمات جديدة وإكتشاف أنظمة جديدة وإستخدامات متطورة خصوصا فى المجالات متعددة التخصصات المتداخلة مثل التنمية المستدامة التى هى متعددة التخصصات بطبيعتها كما هو موضح بإختصار عاليه وسوف يتم مناقشته أكثر تفصيلا أدناه. الغرض من الجزء التالى ليس فقط مناقشة أهمية نظرية المنظومات فيما يتعلق بالتنمية المستدامة والوقود الحيوى ومعامل التكرير البيولوجية المتكاملة, ولكن أيضا توضيح عملية إستخدامها المتكامل كأداة لدراسة ومناقشة المواضيع المذكورة أعلاه وبتركيز خاص على العمليات متعددة التخصصات وأسسها التعليمية والبحثية والصناعية. وهذا المنهج هو أيضا مرتبطا بعمليات النمذجة الرياضية الأداة الرئيسية للمحاكاة بالكومبيوتر وقمتة هوالإستخدام الأمثل للحاسبات الرقمية فى التعليم والصناعة والأبحاث وبشكل خاص فى مجالات الإبتكار والأمثلية فى التصميم والتشغيل. يتضح  من ذلك ومما يلى أن نظرية المعلومات تمثل الأسلوب الأمثل لتنظيم المعلومات وتداولها وتبادلها فى شكل منظم وسهل. على هذا الأساس فإن نظرية المنظومات ليست فقط  الأداة المثلى للتعامل مع التنمية المستدامة ولكنها أيضا  تستخدم بشكل واسع   فى كل جوانب التعليم الهندسى والأبحاث والصناعة فى علاقتهم بالمجتمع. تعريف المكونات الأساسية لنظرية المنظومات هو أساسي من أجل الوصول إلى الشكل الأمثل لإستخدامها المتكامل: 

ما هى المنظومة؟:.1.II

معنى الكلمة “منظومة” هو تجميعه من الأشياء مترابطة بمجموعه من العلاقات والتداخلات. الفرق الأساسى بين المنظومة والمصفوفة هو أنة فى المنظومة هنالك شبه تفاعل بين المنظومات الجزئية بحيث أن سمات المنظومة ليست مجرد مجموع سمات المنظومات الجزئية بل أكثر من ذلك , فى حين أن سمات المصفوفة هى مجموع سمات المصفوفات الجزئية فقط. سمات المنظومة الأساسية هى:

1-المنظومة هى كل مكون من أجزاء ( منظومات جزئية أو عناصر)

2-مفهوم المنظومة والمنظومة الجزئية والعنصر هو نسبى ويعتمد على مستوى التحليل. على سبيل المثل  نستطيع إعتبار الجسم الأنسانى منظومة, بينما القلب والأزرع و الكبد, الخ منظومات جزئية أو عناصر. أو يمكن إعتبار أيا من هذه العناصر منظومة وإعتبار مكوناته الأصغر منظومات جزئية أو عناصر, الخ. فى الأتجاه الآخر يمكن إعتبار دولة كمنظومة وإعتبار مدنها كمنظومات جزئية (أوعناصر) وإعتبار الأشخاص كمنظومات جزئية من المنظومات الجزئية ( أو عناصر), وأجزاء هؤلاء الأشخاص كمنظومات جزئية من المنظومات الجزئية من المنظومات الجزئية (أو عناصر إذا كان التحليل يقف عند هذا المستوى) , الخ.

3-المنظومات الجزئية  أو اجزاء المنظومة يمكن أن يكونوا منظومات جزئية بالمعنى الفيزيائى أو كأجزاء أو كعمليات تحدث فى حدود المنظومة.

4-خواص المنظومة ليست فقط مجموع خواص المنظومات الجزئية, بل أنه يضاف إليها خواص أخرى ناتجه عن التفاعل اللاخطى بين المكونات.

الإستخدام المتكامل لنظرية المنظومات:.2.II

الغياب الحالى لتحقيق الإستدامه فى الصناعه متفاعلا مع التحديات الخاصة بدخول البيولوجيا للصناعة يؤكد أن تحقيق الإستدامة هى مشكلة مرتبطة بالتحقيق الجذرى لتطبيق البيولوجيا فى الصناعة وإدخال نظرية المنظومات وإيجاد حلول تعتمد عل التخصصات المتعددة. ذلك يشمل غلى سبيل المثال وليس الحصر الإستخدام الأمثل للمواد الخام المتجددة لإنتاج منتجات من  مواد خام لا تنفذ, وذلك يتطلب تكنولوجيات مبتكرة وقد يحتاج أيضا تغير فى نمط الإستهلاك حيث أن هذة المنتجات قد تكون مختلفة عن المنتجات الكلاسيكية. الأمر لذلك يتوجه نحو وقود حيوى( بيولوجى)  ومنتجات حيوية( بيولوجية) يجمعهم إعتمادهم على خامات متجددة لا تنفذ ويجمعهما أيضا تكنولوجيات مبتكرة. ذلك لا يقلل من أهمية تطور التكنولوجيات ذات الكفاءة العالية من ناحية الطاقة والمواد الخام للخامات الكلاسيكية الغير متجددة. هذة المصفوفة من المنتجات الكلاسيكية بإستخدام خامات غير متجددة ولكن بتكنولوجيات للتصميم والتشغيل تحقق أقصى درجة من الكفاءة متداخلة مع خامات متجددة وتكنولوجيات مبتكرة ومنتجات مبتكرة يتداخلوا سويا من خلال معامل التكرير البيولوجية المتكاملة  للمساهمة مساهمة كبيرة جدا لتحقيق أقصى درجة من التنمية المستدامة. وهذا هو ما يطلق علية الإستخدام الأمثل لنظرية المنظومات. فعل سبيل المثال وليس الحصر يمكن تجميع تفاعل ماص للحرارة مع تفاعل طارد للحرارة لتحقيق عملية عالية الكفاءة الحرارية مثل وحدات تكسير البترول عالى الكثافة لإنتاج البنزين عالى الرقم الأوكتينى حيث أن عملية التكسير هى ماصه للحرارة بينما إعادة الفاعلية للعامل الحفاز هى طاردة للحرارة فتصبح مجمل العملية ذات كفاءة حرارية عالية جدا. أيضا تحويل الإيثل بنزين إلى إستيرين هى عملية ماصة للحرارة ومنتجة للهيدروجين لذلك فتوصيلها  مع تفاعل النيتروبنزين لأنيلين الطارد للحرارة وماص للهيدروجين عن طريق غشاء نفاذ للهيدوجين والحرارة يصبح المفاعل شديد الكفاءة من ناحية الحرارة وأيضا الإستخدام الأمثل للهيدروجين وعدم الإحتياج لأى منهما من خارج العملية بعد بداية التشغيل. والأمثلة على ذلك كثيرة بعضها تطوير للتكنولوجيات القائمة وبإستخدام مواد خام كلاسيكية وبعضها بإستخدام مواد خام متجددة وتكنولوجيات مبتكرة مثل إنتاج الكحول الحيوى من اللجنوسيليلوز المستخلص من خامات زراعية وأنتاج الديزل الحيوى من تربية  الطحالب فى مفاعلات ضوئية, الخ

.التعليم الهندسى متعدد التخصصات وعلاقته القويه بالأبحاثIII

بعد أن نقاشنا بشكل مختصر أعلاه نظرية المنظومات والإستخدام المتكامل لها نناقش فى هذا الجزء التعليم الهندسى , ليس فقط الكيميائى والبيولوجى ( الحيوى) , وأفرعهما المختلفة,  ولكن التعليم الهندسى بشكل عام وعلاقتة بالتخصصات المختلفة وتداخلها. فى العقدين الأخيرين  دخلت الهندسة مرحلة جديدة عالية فى سرعة تطورها كميا ونوعيا. التغيرات أصبحت شديدة السرعة هى والتداخل بين التخصصات المختلفة وأصبحت الحواجز بين التخصصات المختلفة تسقط بسرعة ليس فقط بين التخصصات الهندسية المختلفة بل أيضا بينهم وبين العلوم الأخرى ( على سبيا المثال: الكيمياء , الفيزياء, الرياضيات, البيولوجيا,الخ). ليس هذا فقط ولكن أيضا الهندسة أصبحت متفاعلة بشدة مع العلوم الإجتماعية والإقتصادية والسياسية. أيضا أصبح الإقتصاد العالمى متحولا من إقتصاد دول إلى إقتصاد عالمى, وأصبح الوعى بنفاذ بعض الخامات ومصادر الطاقة ومصادر المياة على درجة عالية من الوضوح والعالمية. هذه الأوضاع تستدعى درجة عالية من الوضوح حول التداخل بين الهندسة والبيئة والإستدامة. من ضمن القادمين الجدد تظهر أهمية هندسة التنمية المستدامة التى تضاف إلى الأعمدة الأربعة الكلاسكية ( الهنسة الكيميائية والبيولوجية , الهندسة الميكانيكية والكهربائية والنووية). هندسة التنمية المستدامة تظهر بوضوح أن هندسة البيئة والكفاءة الهندسية فى التصميم والتشغيل غير كافيين لتحقيق الإستدامة بل هم فقط شروط لازمة وغير كافية وإكتمالهم يحتاج مواد خام متجددة. الأبحاث حول المواد الخام المتجددة والتكنولوجيات المبتكرة المرتبطة بهم يصبحوا بذلك جزء أساسى من هندسة التنمية المستدامة . هذا لا يشمل جوانب الطاقة المتجددة والتى تشمل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح, الخ. والمجتمعات لا تعيش فقط على الطاقة ولكن على المنتجات الأخرى التى يتم إنتاجها من خامات متجددة. من أجل إنتاج الطاقة والمنتجات المتجددة من مواد خام متجددة يحتاج المجتمع لمعامل التكرير البيولوجية المتداخلة التى سوف تحل محل معامل التكرير البترولية ومصانع البتروكيميائيات وباقى المصانع الكيميائية والتى تتكامل مع باقى تكنولوجيات إنتاج الطاقة المتجددة. عند تجميع كل هذه المكونات يصبح لدينا صرح هندسى مرتبط بكل التخصصات الهندسية والعلمية. لذلك تصبح الأبحاث الأساسية والتطبيقية هامة لتطوير هذا الصرح وأفضل الأدوات لتحقيق ذلك هو إستخدام نظرية المنظومات والإستخدام المتكامل لها.

هذه التحديات تستدعى أن تستخدم فى الأبحاث أعلاه أبحاث العلوم المتداخلة المتكاملة من أجل تحقيق إبتكارات أساسية وتطبيقية.يمكن تلخيص المناقشة أعلاه فى النقاط التالية :

1-بناء ثقافة للإكتشاف والإبتكار من خلال مجمل نظام التعليم والبحث العلمى بتركيز خاص على التعليم والأبحاث الهندسيين

2- إيجاد حلول مبتكرة للتناقض بين الإستدامة والربح

3- بناء أسلوب ناجح للربط السريع عالى الكفاءة بين الإكتشافات العلمية وتطبيقاتها الهندسية

4- تكوين روح قوية نحو المشاريع الكبيرة بين الأجيال الهندسية المختلفة وبناء مهندسين على درجة عالية من تبنى قدرات التداخل بين أفرع الهندسة والعلوم المختلفه والقدرة على العمل فى إطار إقتصاد عالمى

5- توسيع إستخدام المهندسين للحاسبات الآلية الرقمية والنمذجة الرياضية ورياضيات الأمثلية, الخ

6- توسيع معارف كل العاملين , مهندسين وغيرهم, بهندسة البيئة وأيضا التنمية المستدامة وهندستها

7- بناء وعى هندسى بعلاقة التكنولوجيا وأرتباطها بالإقتصاد العالمى من أجل تكوين مهندسين قادرين بشكل ناجح على تحديد الطريق الذى يؤدى لحلول إبتكارية تصلح لهذا الأقتصاد العالمى

8- تكوين علاقات قوية بين الجامعات ومركز الأبحاث من أجل تحقيق أكبر إستفادة للصناعة من نتائج الأبحاث والأختراعات

9- تحقيق العالمية لكل الجوانب عالية

أسس هندسة التنمية المستدامة.IV

لأنشاء قسم ( أو كلية ) للتنمية المستدامة يجب أخذ فى الأعتبار الجوانب التسعة عالية وذلك لتحقبق خطوة للأمام فى مجال  المنافسة عالميا فى التنمية المستدامة تعليما وأبحاثا وتطبيقا. القسم (أو الكلية) يجب أن يقوم أساسا على مكونات قسم حديث لهندسة الكيمياء والبيولوجيا ويسبقها العلوم الأساسية: الكيمياء والفيزياء والبيواوجيا والرياضيات والتحليل العددى والحاسبات الرقمية وأيضا عدد من الأنسانيات وعلى رأسها الأقتصاد. مكونات الهندسة الكيميائية والبيولوجية هى:

1- توازن المادة والحرارة فى المنظوات الكيميائية والبيولوجيه

2- نظرية أنتقال المادة والحرارة والحركة

3-إنتقال المادة

4- إنتقال الحرارة

5- تصميم الأجهزة ذات التفاعلات الكيميائية والبيولوجية وأيضا الأجهزة بدون تفاعلات

6- التحكم الأوتوماتى فى الأجهزة ذات التفاعلات الكيميائية والبيولوجية وأيضا الأجهزة بدون تفاعلات

7- أسس وتطبيقات ديناميكا المائع

8-ـتصميم المصانع وأقتصادياتها

بالأضافة للموضوعات الثمانية الكلاسيكية المذكورة أعلاه والتى هى والعلوم الأساسية تمثل أساس هندسة التنمية المستدامة فإن الموضوعات التالية هى ضرورية لإستكمال مصفوفة هنسة التنمية المستدامة:

1-الوقود الحيوى:

ويشمل هذا التطوير والأمثلية لعمليات ذات كفاءة عالية لإنتاج الوقود الحيوى من خامات متجددة ( مثل المخلفات الزراعية على سبيا المثال وليس الحصر). ويشمل ذلك إنتاج الكحول الحيوى من المخلفات الزراعية ( مثل قش الأرز والذرة والقطن, الخ) وغيرها من المخلفات التى هى فى أغلبها ليجنوسيليلوزيه أو إنتاج الديزيل الحيوى من الطحالب التى يتم نموها فى مفاعلات ضوئية. يشمل ذلك أيضا إنتاج الهيدروجين الحيوى عن طريق مواد خام حيوية متجدده وعمليات بيولوجية.

2- الإستخدام عالى الكفاءة للطاقة:

ويشمل ذلك الإستخدام عالى الكفاءه للوقود الحيوى وأيضا رفع كفاءة إستخدام الوقود الغير حيوى ومحاولة

إكتشاف المواد الخام البيولوجية المتجددة لإنتاج هذا الوقود. ويشمل أيضا إستخدام وتطوير ورفع كفاءة خلايا الوقود ,

ايضا أكتشاف وتطوير خلايا الوقود الحيوية لإنتاج الكهرباء والإرتقاء بعملية إنتاج وقودها الحيوى وتصميم التكامل

الأمثل بين وحدة إنتاج الوقود الحيوى وخلية إنتاج الكهرباء. يشمل هذا المجال العديد من الجوانب الأخرى مثل تصميم المنازل عالية الكفاءة الحرارية. الخ.

3-المنتجات الحيوية غير الوقود:

المجتمعات لا تعيش فقط على الطاقة, لذلك فهى تحتاج منتاجات أخرى غير الوقود . لذلك فعلى مهندسى التنمية المستدامه أن يكونوا مدربين أيضا على إكتشاف خامات متجددة لإنتاج المنتجات الكلاسيكية وأيضا إكتشاف منتجات مبتكرة تحل محل المنتجات الكلاسيكية وأيضا تحديد المواد الخام المتجددة الضرورية لإنتاجها والتكنولوجيات المبتكرة الضرورية لإنتاج هذه المنتجات من تلك الخامات.

4-معامل التكرير البيولوجية المتكاملة:

هذا مفهوم هام وجديد وقد أدارت وزارة البحث العلمى الأمريكية سلسلة من التمويلات للأبحاث فى هذا الموضوع, وبدأ الإهتمام بهذا الموضوع يتزايد فى العالم كله ما عدا منطقتنا العربية وأنتشرت الأبحاث عنة وعن التنمية المستدامة وعلاقاتهما الوثيقة . وهو يتكون من مفهوم جديد لمعامل تكرير تقوم على مواد خام متجددة أهمها المخلفات الزراعية لإنتاج الوقود الحيوى وأيضا المنتجات الإستهلاكية والصناعية البيولوجية الأخرى, تلك التى تحل محل المنتجات الغير بيولوجية الناتجة من مواد خام قابلة للنفاذ أو منتجات مبتكرة تحل محلها بذلك فإن معامل التكرير البيولوجية المتكاملة تحل محل مصافى البترول وفروعها وأيضا مجمعات البتروكيماويات ومعظم باقى المصانع الكيميائية, وهى تتكون من عدد من منصات (خطوط) الإنتاج المتداخلة والمتكاملة , وهذا العدد هوعلى الأقل أثنين فمعامل التكرير البيولوجية المكونة من منصه واحدة تعتبر أولية وليست متكاملة ويصعب أن تحقق الإستدامة. معظم الدراسات الحديثة الخاصة بمعامل تكرير بيولوجية متكاملة هى ذات منصتين واحدة بيوكيميائية والثانية حرارية متكاملة مع أستخدام الغاز التخليقى المنتج لإنتاج العديد من المنتجات بإستخدام تكنولوجية ” فيشر تروبش ” ذات العامل الحفاز وفى السنوات الأخيرة تم التطوير نحو معامل ذات أربع منصات عن طريق إضافة منصة لنباتات الوقود الحيوى (مثال نبات “الجتروفا” على سبيل المثال وليس الحصر) ومنصة الطحالب لإنتاج الديزل الحيوى. وقد أتم حديثا المهندس أحمد زايد دراسة ماجستير حول معامل التكريرالبيولوجية المتكاملة ذات المنصات الأربعة وذلك بقسم الهندسة الكيميائية –جامعة القاهرة. وقد توصلت هذة الدراسة الى أن هذه المنصات الأربعة يمكن أن ينتج عنها معامل متعددة ذات منصتين وثلاث منصات وأربع منصات وعن طريق التباديل والتوافيق يكون مجموع المعامل عشرة معامل ولكن أدخال شرط الأستدامة يجعلهم ستة فقط.

5-مصفوفة الكتل الحيوية والمنتجات البيولوجية:

الكتل الحيوية بأنواعها المختلفة هى أهم أشكال المواد الخام المتجددة, وتكون مع المنتجات البيولوجية الناتجة عنها مصفوفة تكون أعمدتها هى أنواع الكتل الحيوية وصفوفها هى المنتجات البيولوجية الناتجة عن تكنولوجيات غير حيوية أو حيوية وأيضا عن طريق تكنولوجيات ( حيوية أو غير حيوية) متوفرة فى طورها الصناعي أو غير متوفرة ويجب إبتكارها عن طريق الأبحاث وتطويرها للمستوى الصناعى. وفى إطار إستخدام معامل التكرير البيولوجية المتكاملة فإنه من الممكن التصميم والتشغيل لتحقيق الاستخدام الأمثل لتعظيم إنتاجية المنتجات البيولوجية وأيضا الطاقة وتقليل المواد الغير مرغوب فيها  لأقصى درجة ومن أفضل الأساليب لتحقيق هذه الأمثلية هو إستخدام النمذجة الرياضية والحاسبات الآلية الرقمية ومعهم النظريات الرياضية للأمثلية. ويمكن لهذه العمليات أن تؤدى إلى إنتاج طاقة بالأضافة للمنتجات البيولوجية. وبالطبع فإن العمليات عالية تتأثر ألى حد كبير جدا بالموقع الجغرافى وطبيعة الكتل الحيوية المتوفرة به والتى تحدد نوع المنتجات البيولوجية المنتجة.

6-تطوير تكنولوجيات مبتكرة :

عن طريق أساليب فكرية مختلفة ( على سبيل المثال وليس الحصر: الأزالة المتتالية للأعناق المحددة للأنتاجية فى التصميم والتشغيل) فإنه قد أصبحت هنالك مناهج وأساليب لإبتكار تصميمات وطرق إبتكار مختلفة وهى أصعب من تحقيق الأمثلية فى التصميم والتشغيل لتكنولوجيات موجودة وتعمل فعلا, وكلاهما هام. أن ما يجعل تحقيق الأمثلية لتكنولوجيا موجودة أسهل هو التقدم الكبير فى العقود الماضية لإستخدام النمذجة الرياضية ونظريات الأمثلية وتعاظم قدرات الحاسبات الرقمية فى هذا المجال. بينما أبتكار تكنولوجيات وطرق تشغيل مبتكرة يحتاج إلى جانب الأساليب الرياضية المذكورة درجة عالية من التخيل والإبتكارية وثقافة الإختراع والإبتكار وهذا غير متوفر بالقدر الكافى فى نظام التعليم الحالى الذى يعتمد على الحفظ أكثر من الفهم. الإختراع والإبتكار يعتمدوا على : أولا أسس هيئة ( أو تشكيل) التصميم ( على سبيل المثال وليس الحصر تغيير المفاعل ذو العامل الحفاز الصلب من حالة المهد الثابت الكلاسيكية إلى حالة المهد المميع المبتكرة) وثانيا أسلوب التشغيل من الشكل الثابت مع الزمن الكلاسيكية إلى الحالة المتغيرة مع الزمن المبتكرة والتى فى بعض الأحوال تتميز بأن أمثليتها أفضل من أمثلية حالة الثبات مع الزمن, ولقد تحقق ذلك فى الكثير من العمليات أهمها التخمير اللاهوائى لإنتاج الإيثانول من السكريات الناتجة من مواد خام متجددة مثل الليجنوسيليلوز من مخلفات الزراعه أو غيرها.

7-إقتصاديات المنتجات الحيوية والوقود الحيوى :

من أجل تحقيق الإستخدام الأمثل لهذة المنتجات والتكنولوجيات البيولوجية الكلاسيكية والمبتكرة يجب تحقيق عدد من الشروط الهامة بعضها مرتبط بالإنتاجية وبعضها مرتبط بعوامل أخرى , أهمها جميعا هى إقتصاديات المنتج وذلك عن طريق الكسر لأى تناقض قائم بين الأستدامه والربحية فى المجتمع الحالى أو المصلحة الإجتماعية فى المجتمعات المستقبلية. بمعنى آخر أن يتم تقديم للمستهلك منتجات مناسبة وبتكلفة أقل من المنتجات الكلاسيكية. الهدف هو تحقيق تنمية مستدامة واستخدام خامات متجددة وتكنولوجيا نظيفة وذات كفاءة عالية. أفضل طريقة لتحقيق هذه الجوانب هى نظرية المنظومات والإستخدام الأمثل لها مترابطة مع النمذجة الرياضية المحققه عمليا وإستخدام الحاسبات الرقمية فى التصميم والتحكم الأمثلينين , وينطبق ذلك على الوقود الحيوى والمنتجات الحيوية الأخرى.

8-أسس التعليم المبتكر للتنمية المستدامة :

يجب أن يتميز هذا القسم ( أو الكلية ) بدرجة عالية من الموضوعات المتداخلة والمختارة بعناية بين تخصاصات مختلفة وبعضها موضوعات مبتكرة يكون هدفها تخريخ مهندسين ملمين بتخصصات مختلفه بشكل واسع وقادرين على تعلم التخصصات التى لم يدرسوها بشكل سريع وعالى الكفاءة وأيضا قادرين على التعامل عالى الكفاءة مع التخصصات الأخرى للذين سوف يتعاونون معهم فى مجال إستخدام المواد الخام المتجددة وإكتشاف أنواع مبتكرة منها وإكتشاف التكنولوجيات المبتكرة اللازمة لمواجهة تحديات الإستدامة. الطريقه المثلى لتحقيق هذه الأهداف الطموحه هى تطبيق مبادىء الأستخدام الأمثل لنظرية المنظومات مع الإكتشاف المتواصل لأساليب جديدة.

.التنمية المستدامة والتحرر الوطنى .V

للتحرر الوطنى محاور عديدة مثل المحور السياسى متمثلا فى الإستقلال الوطنى والذى قد يكون حقيقى أو ظاهرى والتغير الإجتماعى المرتبط بالبرجوازية المحلية التى قد تكون وطنية أو عميلة للإمبريالية ( كمبرادورية) وأيضا الإستقلال الإقتصادى وغيرها من جوانب ثورة التحرر الوطنى والتى تأخرت أكثر من ستون عاما فى بلادنا نتيجة فشل البرجوازية المصرية فى تحقيق أيا من أهدافها. وتمثل التنمية المستدامة جزء أساسى من قضية الإستقلال الوطنى, وحيث أن البرجوازية المصرية قد فشلت فى تحقيق التحرر الوطنى وخصوصا قضية الإستقلال الأقتصادى فلابد أن تكون هذة القضية على رأس أولويات هذه المرحلة. والتنمية المستدامة تساعد على تحقيق هذا الهدف فى هذه المرحلة وما تليها من مراحل. ففى هذه المرحلة تساعد التنمية المستدامة , خصوصا الجانب الخاص بالمواد الخام المتجددة, على الإستغناء للحد الأقصى عن إستيراد المواد الخام من الخارج كما تساعد الى الحد الأقصى على تعظيم المنتجات المحلية وإبتكار منتجات جديدة تقلل إلى أقصى درجة من إستيراد منتجات من الخارج. والتنمية المستدامة تشمل عديد من الجوانب الخاصة بالإنتاج والإستهلاك والتكنولوجيات المبتكرة وتطوير التعليم والأبحاث متعددة التخصصات المتداخلة والطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والوقود الحيوى, الخ. هذة المقالة تركز بشكل خاص على الوقود الحيوى والمنتجات الحيوية الأخرى بإستخدام خامات متجددة مع التركيز على المخلفات وبشكل خاص المخلفات الزراعية كقش الأرز ومخلفات الذرة والقطن, الخ وهى أساسا مواد لجنوسيلولوزية وأيضا الطحالب التى ذات سرعة نمو فائقة ويستخلص منها وقود الديزيل الحيوى ومخلفات هذه العملية هى مواد لجنوسيليلوزية ينتج منها وقود الكحوليات الحيوية ومنتجات حيوية أخرى.