موضوعات القطاع
تُعد دورة الحياة موضوعًا يثير اهتمام العلماء وعلماء الأخلاق ورجال الدين على حد سواء. ومما يثير الاهتمام بشكل خاص النقطة التي تنتهي عندها الحياة. ماذا يحدث للبقايا؟ توفر لنا المواد الحيوانية والنباتية المتحجرة — بعد آلاف السنين — الوقود الأحفوري الذي نستخدمه اليوم. ومع ذلك، لا يتعين علينا الانتظار كل هذا الوقت لاستخلاص الطاقة من المواد العضوية المتحللة. تتمثل إحدى طرق تسريع العملية في الهضم اللاهوائي. وبينما لن تنتج هذه العملية نفطًا فوريًا، إلا أنها تطلق الغاز الحيوي، وهو مصدر طاقة متجددة مفيد ومثبت وأكثر صداقة للبيئة.
عندما تُحرم المواد العضوية مثل الروث ومخلفات الحيوانات البرية؛ ومياه الصرف الصحي والمياه العادمة؛ وقصاصات العشب والأوراق المتساقطة ومخلفات المطبخ من الأكسجين، يتم تنشيط عمليات كيميائية معينة. تتكون الكتلة الحيوية — إجمالي المواد العضوية المعنية — من بوليمرات عضوية كبيرة. المرحلة الأولى من الهضم اللاهوائي هي عندما تتفكك هذه السلاسل الجزيئية إلى مكونات أصغر. وخلال المراحل الأربع، تقوم البكتيريا بتحليل المركبات العضوية التي، بدورها، تطلق مركبات وعناصر أخرى. وتكون نهاية تسلسل الأحداث هي إطلاق الغاز الحيوي — وهو مزيج من CH₄، وCO₂، وغازات أخرى. ويُعد الميثان هو المركب الفعال فيما يتعلق بإنتاج الطاقة.
باختصار، يمكن للغاز الحيوي أن يفعل أي شيء تقريبًا يمكن أن يفعله الغاز الطبيعي: يمكن تحويله إلى كهرباء، لتزويد المنازل والمجتمعات أو البنية التحتية بالطاقة. بدلاً من ذلك، فإنه يزود المركبات والآلات الثقيلة المصممة لاستقباله بالوقود. وفي البلدان المتقدمة والنامية، يمكن استخدامه أيضًا كوقود للطهي. في الواقع، تُعد النفايات العضوية تحديًا صحيًا شخصيًا وعامًا للكثيرين الذين يعيشون في الدول الأقل ثراءً. الهضم اللاهوائي لا يخلق إمكانات طاقة فحسب، بل ينتج أيضًا سمادًا عضويًا (أي ما يتبقى بعد الهضم) وهو سماد مغذٍ وعملي.
سواء على نطاقات واسعة أو صغيرة، تمتلك تقنيات الغاز الحيوي أربع وحدات أساسية: خزان مصدر للمواد الأولية يتلقى الكتلة الحيوية للمادة الخام التي يُستخرج منها الميثان؛ وخزان هضم (الغرفة الخالية من الأكسجين التي تتم فيها العمليات الكيميائية الحيوية للهضم)؛ ووحدة استعادة الغاز الحيوي حيث يتم جمع CH₄ وCO₂ وما إلى ذلك للاستخدام أو المعالجة الإضافية؛ ومبادلات حرارية تنظم درجات الحرارة لتحسين عملية الهضم. تعمل المحللات المستقلة على خدمة المجتمعات أو مرافق المعالجة. تقوم المحللات في المزارع بمعالجة روث الماشية من الأبقار والخنازير والدواجن. وتقوم محطات استعادة موارد المياه بمعالجة المياه العادمة بالهضم اللاهوائي والعديد منها يبيع الكهرباء الفائضة إلى الشبكة.
لمعظم تاريخ جمع الغاز الحيوي، كانت المادة الخام تُبقى متجانسة نسبيًا بغرض الحصول على أكبر كمية من الغاز الحيوي بأفضل جودة. ومع ذلك، تعد تقنيات الغاز الحيوي الجديدة بإنتاج أكبر للغاز الحيوي باستخدام مادتين خام أو أكثر. وهذا ما يسمى أيضًا بـ "الهضم المشترك". يجد الباحثون أن بعض المواد الخام، عند استخدامها بالتآزر، تعمل بشكل تآزري لتحقيق أرقام إنتاج أفضل. تتعلق دراسات إضافية بسرعة التحلل وتدفق المواد الخام. وتشير الأبحاث في المعالجة المسبقة للكتلة الحيوية قبل الهضم إلى أن هذا ممكن. تُختبر الإجراءات الميكانيكية والحرارية والموجات فوق الصوتية والميكروويف لتحديد ما إذا كان بعض التفكك ممكنًا قبل وصول المادة الخام إلى خزان الهضم.
تحدث مع متخصص
هل لديك أسئلة حول حلول تقنيات الغاز الحيوي لمشروعك؟
