هل تتحول النفايات إلى مصدر لوقود الطائرات في المستقبل؟.. دراسة تفجر مفاجأة

مع بدء تعافي الطلب على الطيران العالمي، مع حملات التطعيم التي تتبعها العديد من الدول ضد فيروس كورونا، عاد الحديث مجددًا عن وقود الطائرات، وتأثيره بصفته أحد مصادر التلوث العالمي.

ويعدّ الوقود السائل -الأحفوري- المهيمن في تشغيل الطائرات والسفن الكبيرة، في ظل التكلفة المرتفعة لإنتاج الوقود الحيوي.

أجرى مجموعة من الباحثين في الولايات المتحدة، دراسة لمعرفة إمكان تحويل نفايات الطعام إلى وقود للطائرات، وتوصلوا إلى نتائج جيدة من الناحية الكيميائية، حسبما أورد موقع آرستيكنيكا المهتم بالعلوم والتكنولوجيا.

ووجد الباحثون أن بإمكانهم إنتاج مواد قابلة للمزج بقليل من وقود الطائرات القياسي لتلبية جميع المعايير التنظيمية.

جدوى وقود الطائرات الحيوي

يمثّل سعر الكربون عامل الحسم في تحديد الجدوى الاقتصادية لوقود الطائرات، حيث لا يمكن الاعتماد على الأسعار التي كانت متداولة قبل أكثر من 5 سنوات.

ودعا الباحثون إلى الأخذ في الحسبان أن غاز الميثان الذي تصدره النفايات في الغلاف الجوي يتحلل أكثر من ثاني أكسيد الكربون الناتج من وقود الطائرات في المزيج.

خلطة الوقود الحيوي لتشغيل الطائرات

ركّز الباحثون على دراسة استخدام النفايات الرطبة، التي تشمل نفايات الطعام وروث الحيوانات ومياه الصرف الصحي، وقدّروا أن محتواها من الطاقة يعادل نحو 10 مليارات غالون/سنويًا (37,85 مليار لتر) من وقود الطائرات.

ويتطلب تحويل النفايات مباشرة إلى أيّ نوع من الوقود استخدام طاقة كبيرة، حيث يجب التخلص من المياه الموجود بغزارة في تلك النفايات.

وقدّر الباحثون أن بإمكانهم الحصول على ما يزيد قليلًا عن 200 طن من نفايات الطعام يوميًا، وبهذا يكون الوقود الحيوي منافسًا لوقود الطائرات القياسي بسعر 2.50 دولارًا أميركيًا للغالون (3.78 للتر).

ويُعدّ الرقم مقبولًا، حيث بقيت أسعار وقود الطائرات لعدّة سنوات فوق هذا السعر في الماضي، وهذه الأسعار لم تكن في هذا النطاق منذ عام 2014، حسبما أورد موقع آرستيكنيكا المهتم بالعلوم والتكنولوجيا.

آلية تحضير وقود الطائرات من النفايات

وجد الباحثون أنه من الممكن إدخال النفايات إلى حوض هضم البكتيريا، ومنع البكتيريا من إنتاج الميثان، وعزل الأحماض الدهنية القصيرة عن حوض الهضم، كما تخضع هذه الأحماض لتفاعلين، لنتنج مزيجًا من الهيدروكربونات التي يمكن استخدامها وقودًا.

وأوضح الباحثون أنه باستخدام المحفزات المناسبة، يعمل كلا التفاعلين بشكل جيد للغاية، وينتجان مزيجًا من الهيدروكربونات بخصائص مشابهة لتلك الموجودة في وقود الطائرات.

ملاءمة وقود النفايات لتشغيل الطائرات

أكد الباحثون أنه لا بد من مراعاة بعض المتطلبات المحددة لما يشكّل وقود الطائرات التي صممتها سلطات الطيران لضمان سلامة الرحلات والعمليات على الأرض.

وكان هناك اختلاف بين الوقود الناتج عن هاتين العمليتين وبين وقود الطائرات القياسي في بعض الطرق الحساسة، مثل نقطة الوميض ونقطة التجمد، اللتين تحددان سلوك الوقود من حيث الاستجابة لدرجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة.

ولم يجد الباحثون هذه مشكلة إذا احتُفِظَ بهذه الأنواع من الوقود الحيوي بأقلّ من 10% من إجمالي مزيج وقود الطائرات، ولكن من الممكن أن يتسبب ذلك في حدوث مشكلات عند تصنيع مزيج يعتمد أكثر على الوقود الحيوي.

ومع ذلك، أنتج التفاعلان المختلفان نواتج تختلف بطرق متعاكسة، على سبيل المثال، أنتج أحدهما سائلًا ذا نقطة اشتعال أعلى، والآخر سائلًا ذا نقطة اشتعال أقلّ.

وكان من الممكن صنع مزيج من وقود الطائرات يحتوي على أكثر من 70% من الوقود الحيوي، من خلال مزج الاثنين معًا.

وبعد تنقية نواتج التفاعلات في عدّة خطوات، كانت النتيجة أيضًا وقودًا أكثر نظافة للاحتراق، مع انخفاض إنتاج السخام بنحو 65%.

ويتمتع هذا الوقود بكثافة طاقة أعلى قليلًا من وقود الطائرات التقليدي، مما قد يجعله مفيدًا لبعض الاستخدامات.

حساب تكلفة الكربون

إذا لم تُحَوَّل نفايات الطعام لاستخدامات أخرى، فإنها ستنتهي إلى مكبّ النفايات، وتنتج غاز الميثان، وهو غاز دفيئة يعدّ أقوى من ثاني أكسيد الكربون، لذلك، فإن تحويل هذا الكربون إلى وقود، وحرقه، يؤدي إلى تجنّب انبعاثات الميثان.

ويعوّض استثمار هذه الانبعاثات أكثر من 30% من مزيج الوقود النهائي الذي يأتي من النفط، مما يتسبب في إنتاج مزيج الوقود الحيوي/وقود الطائرات لإنتاج انبعاثات سلبية.

أمّا في حال تحديد سعر لانبعاثات الكربون، أو نوع من الائتمان للوقود منخفض الكربون، فإن هذا يمكن أن يعوّض بعض فرق السعر بين وقود الطائرات القائم على النفط والسعر اللازم لجعل الوقود الحيوي مربحًا.

اقرأ أيضًا..

• الجزائر تدرس إنتاج الكهرباء من النفايات.. وخطة مميزة للطاقة المتجددة
• شل تخطط لإنتاج وقود الطائرات من المخلفات الزراعية