موضوعات القطاع
يتضافر تغير المناخ والمشكلات المتزايدة لإدارة النفايات ليجعل الغاز الحيوي مصدرًا للطاقة مفيدًا بل وضروريًا. أولاً، لا يساهم حرق الغاز الحيوي - على عكس مصادر الوقود الأحفوري المدفونة عميقًا في الأرض - في إضافة ثاني أكسيد الكربون (CO2) إضافي إلى الغلاف الجوي نظرًا لأن أصوله، أو مادته الأولية، تحتوي بالفعل على الكربون المستخلص من الغلاف الجوي. علاوة على ذلك، يُستمد الغاز الحيوي من مواد أولية تكون، في معظمها، مدفونة في مدافن النفايات أو مهملة بطرق أخرى: بقايا الطعام ومنتجاته الثانوية؛ روث الحيوانات وفضلاتها؛ الحمأة ومياه الصرف الصحي؛ والنباتات المتعفنة. ولكن كيف تتحول هذه المواد غير المرغوب فيها إلى طاقة؟
سواء باستخدام الوقود الأحفوري أو المواد العضوية الأكثر مراعاة للبيئة - كما هو الحال مع الغاز الحيوي - يسعى منتجو الطاقة إلى استخراج الغازات للاحتراق. في محطات الطاقة، يحفز هذا الاحتراق طاقة ميكانيكية تتحول، بمجرد مغنطتها، إلى كهرباء. كان التحويل الغازي هو القوة الدافعة وراء الثورة الصناعية والزخم اللاحق نحو الحداثة. ومع ذلك، فإن ربط النقاط بين مادة جيولوجية أو بيولوجية وغازات قابلة للاشتعال ينطوي على سلسلة من التفاعلات الكيميائية المحددة. في حالات البترول أو الفحم، تُسخّن المادة الخام إلى أكثر من 1200 درجة فهرنهايت بينما تُعاير الأكسجين والبخار بدقة بحيث لا يحدث الاحتراق. يُطلق على الغاز المنبعث من هذه العملية اسم غاز التخليق - أو السنجاز، باختصار. يحتوي هذا الغاز على كل من CO2 وأول أكسيد الكربون (CO) بالإضافة إلى النيتروجين (N2) والهيدروجين (H2). يمكن إشعاله عند درجة حرارة أعلى من الفحم أو النفط غير المحول إلى غاز.
بالمعنى الدقيق للكلمة، يمكن اعتبار المواد العضوية التي ينتج عنها الغاز الحيوي كتلة حيوية. ومع ذلك، بالمعنى الصحيح، تُحرق الكتلة الحيوية بحد ذاتها لإنتاج الطاقة بينما تخضع المادة الأولية التي تُنتج الغاز الحيوي لسلسلة طويلة من التفاعلات تُعرف باسم الهضم اللاهوائي. هنا، لا يوجد أكسجين على الإطلاق، وهذا الغياب يسمح لبكتيريا معينة بالعمل على المواد العضوية. يؤدي هذا العمل، على مدار عدة أيام، إلى إطلاق CO2 والميثان (CH4) ومجموعة من المركبات الأخرى ذات المحتوى الأقل. كما ذكرنا، تُحول الكتلة الحيوية إلى غاز عن طريق - على الأقل جزئيًا - الأكسجين. في المقابل، لا يمكن أن ينتج الغاز الحيوي إلا من عملية خالية من الأكسجين. علاوة على ذلك، تُزرع الكتلة الحيوية عمومًا لغرض الوقود البديل والطاقة؛ بينما يأتي الغاز الحيوي إلى حد كبير من مادة عضوية كان من الممكن التخلص منها.
تشمل الغازات الناتجة عن احتراق الغاز الحيوي انبعاثات وجزيئات ضارة مثل القطران والمعادن القلوية ومركبات الكلور والنيتروجين. وغالبًا ما يكون الغاز الحيوي الخام، بدوره، ملوثًا بكبريتيد الهيدروجين والسيليكونات والمواد الكيميائية المسببة للتآكل الأخرى. واعتمادًا على الوجهة النهائية للغاز الحيوي أو الكتلة الحيوية المحولة إلى غاز، يجب إجراء التنقية وفقًا لنظام أو أكثر: التنظيف بالماء، الامتصاص بالأمين، الامتزاز بالكربون المنشط، مرشحات طبقة الفحم، وأجهزة غسل الزيت الحيوي.
تحدث مع متخصص
هل لديك أسئلة حول التحويل الغازي لمنشأة الكتلة الحيوية الخاصة بك؟
