موضوعات القطاع
وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، تُطلق السيارة العادية 4.6 أطنان مترية من ثاني أكسيد الكربون (CO2) سنويًا. على الرغم من أن هذا الرقم يمكن أن يختلف باختلاف كفاءة استهلاك الوقود وعوامل أخرى، إلا أنه يدعو إلى التوقف والتفكير لأولئك المهتمين بالتهديدات الجوية الناجمة عن غازات الاحتباس الحراري. علاوة على ذلك، يشير هذا الرقم إلى أن المركبات الأكبر حجمًا – مثل الشاحنات والحافلات – تضخ كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون. تسلط هذه الحقائق الضوء على الحاجة الملحة لتطوير أنواع وقود ومصادر طاقة متجددة لا تضيف أي انبعاثات جديدة من غازات الاحتباس الحراري إلى الغلاف الجوي للأرض. الغاز الحيوي هو أحد هذه المصادر القابلة للتحويل إلى سائل.
في الواقع، ليس من الصعب العثور على الغاز الحيوي. النباتات المتحللة وبقايا الحيوانات؛ النفايات العضوية القابلة للتحلل مثل قشور الموز وقلوب التفاح وقشور البيض ودهون اللحوم؛ روث الحيوانات الزراعية وفضلات الحيوانات البرية؛ ومياه الصرف الصحي والمياه العادمة، كلها تشكل نقاط منشأ محتملة للغاز الحيوي. المفتاح هو أن يحدث تحللها بمعزل عن الأكسجين. إن إنتاج الغاز الحيوي هو عملية لاهوائية، لذلك في العالم الطبيعي، تحدث عندما تُدفن هذه المواد العضوية. ومع ذلك، جعلت التقنيات الحديثة هضم المواد العضوية لاهوائيًا ممكنًا نتيجة للهندسة البشرية. سواء في جهاز مصمم أو في نظام بيئي خارجي، يستمر الهضم اللاهوائي بطريقة متسقة. بمجرد حرمانها من الأكسجين، تتعرض المواد العضوية، أو الركيزة، للتفكك بواسطة كائنات بكتيرية محددة. أولاً، تجعل الكائنات الدقيقة المواد قابلة للذوبان في الماء وتفصل الروابط الكيميائية داخلها. ثم تتحول مكونات الركيزة من خلال تفاعلات كيميائية إلى أحماض متطايرة. تتحول هذه الأحماض أخيرًا إلى غاز حيوي يتكون من CO2 والميثان (CH4). الميثان هو المركب المنتج الذي يقدمه الغاز الحيوي.
بالإضافة إلى CH4 و CO2، يحتوي الغاز الحيوي على كميات أقل من كبريتيد الهيدروجين وبخار الماء ومركبات أخرى إما خطيرة وسامة للصحة العامة والبنية التحتية للطاقة أو ضارة بكفاءة وأداء الميثان نفسه. قبل أن يصبح الغاز الحيوي مناسبًا للاستخدام، يجب إزالة هذه الملوثات. يتم امتصاص بعضها من خلال التلامس مع المحاليل الكيميائية؛ ويتم امتزاز البعض الآخر عن طريق التلامس مع المواد الصلبة مثل الكربون المنشط. أحيانًا تُستخدم الأغشية لتصفية المركبات غير المرغوب فيها. ومهما كانت التقنية، يجب أن يصل الميثان إلى درجة من النقاء قبل أن يصبح قابلاً للاستخدام.
يمكن لتحويل الغاز الحيوي أن يعمل لعدد من أنواع الوقود كمنتج نهائي. يمكن استخدام الميثان النظيف والنقي للإيثانول أو الديزل أو الميثانول أو البنزين أو غاز البترول المسال (LPG). ومع ذلك، بشكل أكثر دقة، يستخدم تحويل الغاز الحيوي البيوميثان بدلاً من وقود النقل هذا من خلال تعديل المحركات. على سبيل المثال، يمكن إعادة تجهيز محرك بنزين رباعي الأشواط أحادي الأسطوانة للعمل بالغاز الحيوي من خلال عملية بسيطة نسبيًا. إزالة التلوث والتنقية أمران إلزاميان. بالإضافة إلى هذه الضرورة، يجب ضغط الغاز الحيوي بضغط يصل إلى ما يقرب من 700 رطل لكل بوصة مربعة وتبريده إلى 126 درجة تحت الصفر على مقياس فهرنهايت. بمجرد أن يصبح الغاز الحيوي مناسبًا، يكون مكربن المحرك هو المكون الرئيسي الوحيد الذي يحتاج إلى استبدال أو، على الأقل، تجديد كبير.
LPG هو في الواقع مشتق من الغاز الطبيعي الجيولوجي عندما يتحد مع النفط الخام المكرر. وهو مفضل لعدة أسباب: سهولة النقل؛ كثافة الطاقة؛ كفاءة الاحتراق؛ وكفاءة نقل الحرارة. بشكل عام، يستخدم LPG بشكل أساسي على المستوى المنزلي، أي للطهي والتدفئة، ولكنه يستخدم بشكل متزايد أيضًا في الصناعة. يمتلك LPG أيضًا مزايا بيئية حيث يبعث مستويات أقل من أكسيد النيتروز وأكسيد الكبريت والجسيمات. تحويل الغاز الحيوي إلى LPG هو موضوع في الوقت المناسب حيث يتوقع العلماء استنفاد وشيك للنفط السائل. يعتقد الكثيرون أن الغاز الطبيعي – وبالتالي الغاز الحيوي – يمثل الحل لهذا الفراغ القادم في الوقود السائل.
تحدث مع متخصص
هل لديك أسئلة حول خيارات تحويل الغاز الحيوي لمنشأتك؟
