تكنولوجيا إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية.. و3 دول رائدة (مقال)

يعدّ إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، المسمى "بيوغاز"، من المصادر المبتكرة التي تثير اهتمام الخبراء والباحثين، في ظل ما يشهده العالم من زيادة مستمرة في الطلب على الطاقة، وفى الوقت نفسه تفاقم التحديات البيئية.

إن تحويل النفايات الزراعية إلى غاز حيوي يعدّ خطوة مهمة نحو استدامة الطاقة وحماية البيئة، ففي عملية تحويل النفايات الزراعية تُستَعمَل تقنيات حيوية لتحلل المواد العضوية الموجودة في النفايات وإنتاج الغاز الحيوي الذي يمكن استعماله وقودًا نظيفًا ومتجددًا.

ما يميز الغاز الحيوي هو أنه بديل مستدام للوقود الأحفوري المحدود، ويسهم في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، ولا يقتصر الأمر على ذلك فحسب، بل يمكن استعمال الغاز الحيوي في توليد الكهرباء وتشغيل المركبات، مما يوسّع نطاق استعماله في العديد من القطاعات الحيوية.

إضافة إلى ذلك، تدعم عملية إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية تنمية الاقتصاد الريفي، وتوفر فرص عمل جديدة في قطاع الزراعة والطاقة، وذلك بالاستفادة من النفايات الزراعية وتحويلها إلى مصدر قيم من الطاقة، يمكّن من تعزيز التنمية المستدامة في المناطق الريفية وتحسين المعيشة للمزارعين.

ولكن استعمال الغاز الحيوي يواجه بعض التحديات والعيوب التي يجب التعامل معها، ولذلك، يتطلب الأمر تنسيقًا وتعاونًا بين الحكومات والقطاع الخاص والمؤسسات الأكاديمية لتعزيز البحث والتطوير وتنفيذ المشروعات المتعلقة بإنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية.

في هذا المقال، سنتناول بعض التكنولوجيا المستعملة في إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، ونستكشف التحديات وكيفية التعامل معها، بالإضافة إلى استعراض الفوائد الاقتصادية والبيئية لهذه التكنولوجيا المستدامة.

كما نسعى إلى إلقاء الضوء على الجوانب الاجتماعية لإنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، وكيف يمكن أن يسهم بتعزيز التنمية المستدامة في المجتمعات الريفية.

تكنولوجيا إنتاج الغاز الحيوي

توجد عدّة تقنيات لإنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، ومن بين أحدث التكنولوجيا المستعملة :

1. المفاعلات الحيوية: هذه التقنية تعتمد على استعمال البكتيريا والفطريات لتحويل المواد العضوية إلى غاز الغاز الحيوي، تُصمَّم المفاعلات الحيوية لتوفير ظروف مثالية لنمو الكائنات الحية وتفاعلها مع النفايات الزراعية لإنتاج الغاز الحيوي.

2. التخمير الجاف: هذه التقنية تعتمد على إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية من خلال تجفيفها وتحويلها إلى شكل صلب قابل للتخزين، تُستعمَل الحرارة لفصل المواد العضوية و الغازية والسائلة، ومن ثم تحويلها إلى بيوجاز باستعمال عملية التخمير اللاحقة.

3. الغاز الناتج عن تحلل النفايات الزراعية: تُستعمَل هذه التقنية العمليات الحيوية إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، تُوضع النفايات في مفاعل محكم الغلق وتعرض للحرارة والرطوبة المناسبة لتسهيل عملية التحلل البيولوجي، مما يؤدي إلى إنتاج الغاز الحيوي.

الدول الرائدة في إنتاج الغاز الحيوي

1. الهند: تعدّ الهند واحدة من الدول الرائدة في إنتاج الغاز الحيوي "البيوغاز" من النفايات الزراعية، تعتمد الهند على تقنية المفاعلات الحيوية، وتعمل على تطوير محطات لإنتاج الغاز الحيوي في عدّة مناطق بالدولة، تستعمل الهند هذه التقنية لتوليد الطاقة الكهربائية في المناطق الريفية وتوفير وقود للاستعمال المنزلي.

2. الصين: تعدّ الصين أيضًا من الدول الرائدة في إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، تستعمل الصين تقنية التخمير الجاف لإنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، وتعمل على تطوير محطات إنتاج الغاز الحيوي ضمن نطاق واسع في عدّة مناطق.

3. الولايات المتحدة: تعدّ الولايات المتحدة من الدول الرائدة في مجال إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، تستعمل الولايات المتحدة تقنيات متقدمة مثل التخمير الجاف والمفاعلات الحيوية لإنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، وتعمل على تشجيع استخدام الغاز الحيوي مصدرًا للطاقة البديلة.

التحديات التي تواجه إنتاج الغاز الحيوي

على الرغم من فوائد إنتاج الغاز الحيوي "البيوغاز" من النفايات الزراعية، فإن هناك تحديات تواجه عملية الإنتاج، وتشمل:

1. التكلفة: تُعدّ تكلفة إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية مرتفعة في بعض الأحيان، يتطلب إنشاء وتشغيل محطات إنتاج الغاز الحيوي استثمارات كبيرة في التجهيزات والتقنيات المتطورة، لحلّ هذه المشكلة، يمكن توفير الدعم المالي والحوافز من قبل الحكومات لتشجيع الشركات والمزارعين على الاستثمار في محطات إنتاج الغاز الحيوي.

2. توافر المواد الخام: قد يكون توافر النفايات الزراعية مادةً خامًا لإنتاج الغاز الحيوي أمرًا محدودًا في بعض المناطق، يجب على الدول تشجيع المزارعين والمَزارع على توفير النفايات الزراعية المناسبة لإنتاج الغاز الحيوي وتوفير الدعم اللازم لجمع وتجهيز هذه النفايات.

3. التحكم في الروائح: قد يتسبب إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية في إصدار روائح كريهة ومزعجة، يجب التركيز على تطوير تقنيات للتحكم في الروائح وتعزيز عمليات التهوية ومعالجة الهواء في محطات إنتاج الغاز الحيوي.
4. التحكم في التلوث: قد يتسبب إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية في إصدار غازات ضارة للبيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان، يجب تطوير تقنيات للتحكم في انبعاثات هذه الغازات وتحسين كفاءة استعمال الغاز الحيوي لتقليل التلوث.

5. التحسينات التكنولوجية: يتطلب إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية استعمال التكنولوجيا المتقدمة والمحسنة، يجب الاستمرار في البحث والتطوير لتحسين تقنيات إنتاج الغاز الحيوي وتقليل التكاليف وزيادة الكفاءة.

6. التحكم في الجودة: قد يكون من الصعب ضمان جودة الغاز الحيوي المنتج من النفايات الزراعية، قد يكون الغاز الحيوي المنتج يحتوي على نسبة عالية من الشوائب أو العناصر غير المرغوب فيها، مما يؤثّر في أداء المعدّات والمحركات التي تستعملها.

7. التخزين والتوزيع: يحتاج الغاز الحيوي إلى أنظمة تخزين وتوزيع خاصة، إذ يجب تخزينه في الحالة السائلة أو الغازية قبل استعماله. قد يكون تطوير هذه البنية التحتية مكلفًا، وقد يتطلب استثمارات إضافية.

على الرغم من هذه التحديات، يمكن التغلب عليها من خلال تطوير تكنولوجيا الغاز الحيوي وتحسين العمليات والتخطيط الجيد للمشروعات، يجب إجراء التقييم الشامل للمشروع وتحليل الجوانب الإيجابية والسلبية قبل الاستثمار في مشروع الغاز الحيوي.

مواجهة التحديات الطارئة

يمكن مواجهة التحديات والتغلب عليها من خلال بعض الطرق، ومن بينها:

1. البحث والتطوير التكنولوجي: يجب الاستثمار في البحث وتطوير التقنيات لتكون أكثر كفاءة وفعالية لإنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، يمكن تحسين عمليات التحويل الحيوي والكيميائي والحراري لزيادة إنتاج الغاز الحيوي وتقليل التكاليف المرتبطة به.

2. تعزيز التعاون والشراكات: يمكن تعزيز التعاون بين القطاعين العام والخاص والمؤسسات الأكاديمية والمزارعين لتوفير الدعم والخبرة في إنتاج الغاز الحيوي، يمكن تشجيع تأسيس شراكات إستراتيجية لتبادل المعرفة والتجارب وتعزيز الابتكار في هذا المجال.

3. توفير التمويل: يعدّ التمويل من أهم التحديات التي تواجه صناعة الغاز الحيوي، يجب توفير سبل التمويل المناسبة للمشروعات التي تهدف إلى إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، سواء من خلال الاستثمارات الحكومية أو التمويل الخاص أو البرامج الدولية.

4. القوانين والسياسات الداعمة: يجب وضع قوانين وسياسات تشجع على إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية وتوفر التسهيلات اللازمة للمستثمرين، يجب توفير التشريعات الملائمة والحوافز المالية والضرائب المنخفضة لجذب الاستثمارات في هذا المجال.

5. التوعية والتثقيف: يجب توعية المزارعين والمجتمع بفوائد إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية وكيفية الاستفادة منها، يمكن تقديم الدورات التدريبية والمحاضرات والمواد التثقيفية للمزارعين والمهتمين لزيادة الوعي وتعزيز استعمال هذه التكنولوجيا المستدامة.

مواجهة تحديات إنتاج الغاز الحيوي "البيوغاز" من النفايات الزراعية تتطلب جهودًا مشتركة من الحكومات والمؤسسات والمجتمع، من خلال التركيز على التكنولوجيا المبتكرة وتعزيز التعاون وتوفير التمويل ووضع السياسات الداعمة وتوعية المجتمع، يمكن تجاوز هذه التحديات وتحقيق استعمال أكبر للبيوغاز في إنتاج الطاقة المستدامة من النفايات الزراعية.

فوائد اقتصادية وبيئية

تتمتع عملية إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية بفوائد اقتصادية وبيئية عديدة، من بينها:

1. الاستدامة البيئية: يعدّ الغاز الحيوي مصدرًا للطاقة المتجددة، إذ يُنتَج من مواد عضوية وهي النفايات الزراعية، من ثم، فإن استعمال الغاز الحيوي يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري، ويقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري والتأثير البيئي السلبي.

2. تقليل التكاليف: يمكن أن يسهم إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية في تقليل تكاليف المزارع والمزارعين، إذ يمكن استعمال النفايات الزراعية مصدرًا رخيصًا ومتاحًا لإنتاج الغاز الحيوي بدلًا من التخلص منها بتكاليف عالية.

3. التوفير في الطاقة: يعدّ الغاز الحيوي مصدرًا فعالًا للطاقة، إذ يمكن استعماله في توليد الكهرباء والتدفئة وتشغيل الماكينات والمعدات الزراعية، يمكن أن يسهم استعمال الغاز الحيوي في توفير تكاليف استعمال الطاقة.

4. التنمية المحلية: يمكن أن يسهم إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية في تعزيز التنمية المحلية وخلق فرص عمل جديدة في المجال الزراعي وصناعة الطاقة المتجددة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة الدخل وتحسين الظروف المعيشية للمجتمعات الريفية.

5. تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة: يعدّ الغاز الحيوي بديلًا صديقًا للبيئة عن الوقود الأحفوري، إذ يقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري والتلوث البيئي، ومن ثم، يمكن أن يسهم إنتاج الغاز الحيوي في تحسين جودة الهواء.

عمومًا، إن إنتاج الغاز الحيوي "البيوغاز" من النفايات الزراعية يتيح فرصًا اقتصادية مستدامة ويعزز الحفاظ على البيئة، ومن المهم دعم هذه الصناعة من قبل الحكومات وصنّاع القرار لتحقيق الفوائد البيئية والاقتصادية المذكورة.

أبرز استعمالات الغاز الحيوي

يُستعمَل الغاز الحيوي الناتج من تدوير النفايات الزراعية في عدّة تطبيقات، ومن بينها:

1. توليد الكهرباء: يمكن استعمال الغاز الحيوي لتوليد الكهرباء من خلال محركات الاحتراق، يُحرَق الغاز الحيوي في مولد المحرك لتوليد الكهرباء وتغذيتها إلى الشبكة الكهربائية.

2. التدفئة والتبريد: يمكن استعمال الغاز الحيوي وقودًا لتوليد الحرارة لأغراض التدفئة والتبريد في المنازل والمباني الزراعية والمنشآت الصناعية، يستَعمَل الغاز الحيوي في أفران التدفئة ومواقد الغاز وأنظمة التدفئة المركزية.

3. تشغيل المركبات: يمكن استعمال الغاز الحيوي وقودًا بديلًا لتشغيل المركبات، يُحَوَّل الغاز الحيوي إلى الغاز المسال (LPG) أو الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) لاستعماله في المركبات.

4. التحسين الزراعي: يمكن استعمال الغاز الحيوي لتحسين الإنتاج الزراعي، يمكن استعمال الغاز الحيوي في تسخين المشاتل وتوليد البخار لأغراض الري والتربية الزراعية المحمية.

5. الاستعمالات الصناعية: يمكن استعمال الغاز الحيوي وقودًا في الصناعات المختلفة، مثل التجفيف، والتجهيز الحراري، وتوليد البخار.

يمكن استعمال الغاز الحيوي الناتج من تدوير النفايات الزراعية في مجموعة واسعة من التطبيقات الكهربائية والحرارية والصناعية، إذ يسهم الغاز الحيوي في توفير مصدر مستدام للطاقة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتقليل الانبعاثات الضارة للبيئة.

تحقيق التنمية المستدامة للأرياف

تحويل النفايات الزراعية إلى الغاز الحيوي يمكن أن يؤدي دورًا مهمًا بتحقيق التنمية المستدامة في المجتمعات الريفية، وذلك من خلال العديد من الجوانب الاجتماعية التي يمكن أن يكون لها تأثير إيجابي، ومن هذه الجوانب:

1. خلق فرص العمل: يمكن لإنتاج الغاز الحيوي "البيوغاز" من النفايات الزراعية أن يخلق فرص عمل جديدة في المجتمعات الريفية، تحتاج عملية جمع النفايات وتحويلها للغاز الحيوي إلى قوى عاملة، ويمكن أن توفر فرص عمل للمزارعين والعمّال المحليين، هذا يسهم في الحدّ من البطالة وتحسين مستوى المعيشة في تلك المجتمعات.

2. تعزيز التنمية المحلية: يمكن لإنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية أن يسهم بتعزيز التنمية المحلية في المجتمعات الريفية. عندما تُحَوَّل النفايات الزراعية إلى الغاز الحيوي، يُوَفَّر مصدر محلي للطاقة المستدامة والنظيفة، هذا يقلّل من الاعتماد على الطاقة الخارجية، ويساعد على تعزيز الاستقلال الاقتصادي والتنمية المستدامة في المجتمعات الريفية.

3. تحسين البيئة: يمكن أن يسهم إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية بتحسين البيئة في المجتمعات الريفية، بدلًا من التخلص من النفايات الزراعية بطرق غير صحّية، مثل حرقها أو التخلص منها في المطامر، تُحَوَّل إلى الغاز الحيوي الذي يعدّ مصدرًا نظيفًا للطاقة، هذا يقلل من التلوث البيئي، ويحسّن جودة الهواء والتربة والمياه في المجتمعات الريفية.

4. تعزيز التوازن الاقتصادي والاجتماعي: إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية يسهم في تحقيق التوازن الاقتصادي والاجتماعي في المجتمعات الريفية، يمكن أن يساعد في توفير الطاقة للاستعمال المحلّي، مما يقلل من تكاليف الطاقة ويحسّن الوصول إلى الطاقة في تلك المناطق، هذا يسهم في تحسين جودة الحياة وتعزيز التنمية المستدامة في المجتمعات الريفية.

يمكن القول، إن تحويل النفايات الزراعية إلى الغاز الحيوي له العديد من الجوانب الاجتماعية التي تعزز التنمية المستدامة في المجتمعات الريفية، يسهم في خلق فرص عمل، وتعزيز التنمية المحلية، وتحسين البيئة، وتعزيز التوازن الاقتصادي والاجتماعي، علاوة على ذلك، يسهم في توفير طاقة مستدامة ونظيفة للاستعمال المحلي، مما يحسّن جودة الحياة في المجتمعات الريفية، ويزيد من استقلالها الاقتصادي.

يمكن القول، إن الغاز الحيوي الناتج من تدوير النفايات الزراعية يمثّل خيارًا مستدامًا ومفيدًا للحصول على مصدر طاقة نظيفة ومتجددة، ويسهم في تحسين البيئة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتقليل الانبعاثات الضارة، بفضل الاستفادة من النفايات الزراعية وتحويلها إلى طاقة، يمكن تحقيق فوائد اجتماعية وبيئية.

علاوة على ذلك، يمكن أن يسهم الغاز الحيوي في تعزيز الاقتصاد الريفي وتوفير فرص عمل جديدة في قطاع الزراعة والطاقة، يمكن تعزيز التعاون بين الحكومات والقطاع الخاص والمؤسسات الأكاديمية لتعزيز البحث والتطوير وتنفيذ المشروعات ذات الصلة.

إن إنتاج الغاز الحيوي "البيوغاز" من النفايات الزراعية هو عملية واعدة ومبتكرة تسهم في تحويل المواد العضوية إلى مصدر للطاقة المتجددة.

وعلى الرغم من التحديات التي قد تواجه هذا الإنتاج، مثل التكلفة وتوافر المواد الخام والتلوث، فإن هناك حلولًا ممكنة، مثل توفير الدعم الحكومي وتطوير التقنيات والتوعية والتثقيف.

من خلال التركيز على هذه الجوانب، يمكن تعزيز إنتاج الغاز الحيوي من النفايات الزراعية، وتحقيق استفادة بيئية واقتصادية أكبر.

موضوعات متعلقة..

• إنتاج الغاز الحيوي في الهند فرصة لتحقيق أمن الطاقة وتقليل الاستيراد
• رفع كفاءة إنتاج الغاز الحيوي بإضافة "البلازما".. تقنية تونسية جديدة
• المضخات الحرارية تحقق نتائج مذهلة في خفض انبعاثات عمليات إنتاج الغاز الحيوي

اقرأ أيضًا..

• معركة الغاز المسال الأميركي تشتعل بين 5 شركات كبرى (القصة كاملة)
• العراق يؤكد التزامه باتفاق أوبك+: تراجعَ الاستهلاك فزادت صادراتنا النفطية
• ضريبة صادرات الغاز الروسي إلى شرق أوروبا قد لا تتحملها غازبروم
• أسعار الهيدروجين الأخضر في أوروبا لن تنخفض بحلول 2030 (تقرير)