موضوعات القطاع
منذ عام 1752، عندما أطلق بن فرانكلين طائرته الورقية في عاصفة رعدية، قامت الكهرباء بتغذية معظم الابتكارات الصناعية والتكنولوجية الكبرى المستخدمة اليوم. ونتيجة لذلك، كلما انتشرت تطبيقات الكهرباء على نطاق أوسع، كلما زادت حدة البحث عن — واستغلال — الموارد الطبيعية لتغذية توليد الكهرباء. ومع ذلك، فإن قرنًا من هذا الجهد التوسعي قد أثر سلبًا على صحة الغلاف الجوي العالمي: فقد أدى حرق الوقود الأحفوري إلى إطلاق كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون التي قد تؤثر بشكل مدمر على مناخنا. ويُعد التركيز بشكل أكبر على توليد الطاقة من الغاز الحيوي حلاً واعدًا لهذه الظاهرة المقلقة.
على مدى نصف القرن الماضي، تضاعف الاستهلاك العالمي للكهرباء أكثر من ثلاث مرات، وفقًا لإحصائيات جمعها البنك الدولي. في الولايات المتحدة الأمريكية، تتصدر ولاية تكساس من حيث صافي التوليد: 483,201,031 كيلووات ساعة في عام 2019 وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية. ومع السيارات الكهربائية وغيرها من التقنيات المعتمدة على البطاريات في الأفق، من المرجح أن يرتفع الطلب على الطاقة الكهربائية بشكل أكبر. في الوقت الحاضر، يتم إنتاج الغالبية العظمى من الكهرباء في الولايات المتحدة عن طريق الوقود الأحفوري. ومن بين 17 بالمائة من الكهرباء المنتجة من مصادر متجددة، تنتج الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح الجزء الأكبر منها.
لفهم توليد الطاقة من الغاز الحيوي، من المهم التمييز بين الغاز الحيوي والكتلة الحيوية. كلاهما ينشأ من المواد العضوية — نشارة الخشب، المحاصيل، النباتات، السماد العضوي والنفايات، على سبيل المثال. ولكن بينما تنتج الكتلة الحيوية الطاقة من خلال الاحتراق المباشر لهذه المواد، فإن عملية إنتاج الغاز الحيوي هي عملية متعددة الخطوات وأكثر تدرجًا. عندما تُعزل المواد العضوية عن الأكسجين، تخضع للهضم اللاهوائي. يحدث هذا عندما تبدأ بكتيريا محددة جدًا في تحليل المركبات الكيميائية وتكوين مركبات جديدة. في التفاعلات الكيميائية اللاحقة، تتكون الغازات الناتجة النهائية وهي ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والميثان (CH₄). والميثان (CH₄) الناتج — بعد التنقية والمعالجة — هو المكون القابل للاشتعال.
يمكن توليد الكهرباء من الغاز الحيوي بنفس الطريقة التي يتم بها توليدها من الغاز الطبيعي. يقوم محرك الاحتراق بحرقه كوقود، منتجًا طاقة ميكانيكية. بناءً على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، يتم تحويل الحركة الميكانيكية إلى كهرباء عندما يتكون مجال مغناطيسي من خلال تفاعل المكونات المتحركة والثابتة. على الرغم من أن الغاز الحيوي يُستهلك مثل الوقود الأحفوري، إلا أنه لا يطلق أي ثاني أكسيد كربون جديد. هذا لأنه يبعث فقط ثاني أكسيد الكربون الذي كان سيُطلق من المواد العضوية لو تُركت تتحلل بشكل طبيعي. علاوة على ذلك، فإن المواد المتبقية بعد عملية إنتاج الغاز الحيوي، أي المادة المتبقية في نهاية العملية، مطلوبة كسماد غني ومغذٍ للمحاصيل الزراعية. وغني عن القول، أن هذه الفضائل تروج للغاز الحيوي كوسيلة متفوقة لإنتاج الكهرباء مع الحفاظ على البيئة.
تحدث مع متخصص
هل لديك أسئلة حول توليد الطاقة من الغاز الحيوي لمنشأتك؟
