الفوائد البيئية و الإقتصادية الناجمة عن معالجة المخلفات العضوية ـ1ـ

علي دريوسي

الحوار المتمدن-العدد: 946 - 2004 / 9 / 4 - 11:46
المحور: الطبيعة, التلوث , وحماية البيئة ونشاط حركات الخضر
    

إن إحدى تجليات تقدم البلدان اليوم وقدرة مؤسساتها على الاستمرار كنشاط مؤسساتي سياسي وإداري واقتصادي وتعليمي في ظل تحديات النمط الجديد لعولمة العمليلت الاقتصادية تقاس بنظام طاقاتها المتجددة و بقدرتها على اكتشاف نظم إدارية ولوائح قانونية وأساليب بيئية تقنية حديثة وإعادة تطوير المتواجدة منها مفتتةً بذلك البنى البيئية الأدنى منها لتلحقها بها.
إن مشكلة التلوث البيئي تتصدر رأس القائمة مقارنة بالمشاكل التي تشغل العالم اليوم. وبالرغم من أن إشكالية المحافظة على البيئة باتت مسألة شبه محلولة في البلدان الصناعية المتطورة في الوقت الحاضر، إلا أنها مازالت تؤرق وتهدّد حياة الإنسان في البلدان النامية. لقد اشارت تقارير منظمة الصحة العالمية إلى أن أكثر من 1,3 مليار من سكان المدن في تلك البلدان على امتداد العالم يتنفسون هواءً ملوثاً بمحتوى من المواد الضارة يتجاوز أربعة أضعاف الحدود المسموح بها عالمياً. كما ورد في تقرير البنك العالمي أن حوالي 3 مليون إنسان يموت سنويا كنتيجة اساسية لتلوث الهواء ويعاني الكثيرون بشكل متزايد من أمراض السرطان واحتشاء العضلة القلبية وصعوبات في التنفس وبصورة خاصة الاطفال. إن الأسباب الرئيسية وراء ذلك تكمن في ارتفاع معدل الكثافة السكانية و ما يرافقها من تزايد في استخدام وسائل التدفئة والطهو التقليدية وتزايد عوادم وسائل المواصلات القديمة والمخلفات الصناعية والمنزلية.
نظراً للعواقب الكبيرة التي يمكن أن تنجم عن هذا التلوث البيئي تتجه الأنظار حالياً إلى كيفية ايجاد حلول مناسبة للحفاظ على سلامة البيئة والانسان. إن المحافظة على هواء نقي أو السعي لتنقية الهواء الملوث كجزء لا يتجزأ من التلوث الاجمالي للبيئة هو بحد ذاته مهمة وطنية تفرض ذاتها بقوة، وذلك من أجل بناء مدن ذات قدرة على الاستمرار في المستقبل و خاصةً أن عدد سكان المدن في تزايد مستمر. حيث أكد تقرير الأمم المتحدة أنه سوف يعيش أكثر من نصف سكان العالم في المدن عام 2050. هذه الأسباب مجتمعة تقتضي احداث تغييرات جذرية وفعّالة بشأن معالجة تلوث البيئة وعلى رأسها مشكلة تلوث الهواء.
إن استبدال المصادر الأحفورية بالمصادر الطاقية المتجددة هو مشروع إيكولوجي وتاريخي واقتصادي هام. و الشرط الأساسي للإرتقاء إلى هذا المشروع الحضاري المتطّور هو إتقان أساليب بيئية تكنولوجية غير معقدة بغية الوصول إلى قاعدة المصادر الطاقية البديلة. ولأن عصرنا الحالي هو عصر المعارف والمعلومات التي تتقادم و تتطور باستمرار وتحتاج إلى تجديد ومتابعة دائمة، فإنه ينبغي على جميع العاملين في الميادين العلمية والإقتصادية والثقافية والسياسية و المنزلية المزيد من الاهتمام بشوؤن البيئة ومشاكلها وطرق معالجتها والحؤول دون استفحالها.
إن إمكانية توليد التيار الكهربائي والطاقة الحرارية ومواد الاحتراق ( وذلك لاستخدامها كمصدر طاقة للمواصلات العامة مثلاً) عن طريق استثمار المواد العضوية ذات المصدر النباتي والحيواني يعتبر أحد أكثر اشكال الاستثمارات وعمليات تحول الطاقة اقتصاديةً وجاذبيةً، ومن أهم المحاولات والمساهمات في مجال معالجة المشاكل البيئية والمحافظة على حماية المناخ والموارد الطبيعية.
تزداد اهمية الطاقة الحيوية كأحد أشكال الطاقات المتجددة باستمرار، فعلى سبيل المثال تسعى ألمانيا الاتحادية كأحد أهم وأكبر البلدان الصناعية في العالم، وذلك بالتعاون الفعّال بين أ صحاب القرار السياسي ووزارة البيئة وأصحاب القرار الاقتصادي والمجتمع المدني من أجل تغطية احتياجاتها من الطاقة عن طريق انتاج الطاقة المتجددة ( طاقة الريح، الطاقة الشمسية، الطاقة الجيوحرارية، ..... الخ) بما فيها الطاقة الحيوية. تسعى المؤسسات الألمانية الى تحقيق زيادة ومضاعفة استخدام الطاقة المتجددة مع نهاية عام 2010 بالمقارنة مع ما كان عليه الحال في عام 2000 . حيث ان مقدار انتاج التيار الأخضر من المقرر له أن يتضاعف من 6.25% عام 2000 الى 12.5% عام 2010، كذلك سيتم العمل على مضاعفة مقدار الطاقة الأولية من 2.1% عام 2000 الى 2.4% عام 2010 .
ضمن هذا التوجه السياسي البيئي لا ترى ألمانيا الاتحادية محاداً عن استثمار طاقة المواد العضوية من أصل حيواني ونباتي. حيث انه من المخطط له مع بداية العام 2030 أن يكون قد تم تغطية ربع احتياجات الطاقة في المانيا عن طريق انتاج الطاقات المتجددة على أن يتم تغطية 10% على الأقل من احتياجات الكهرباء والحرارة ومواد الاحتراق للسيارات وذلك فقط عن طريق استثمار طاقة المواد العضوية، و بذلك سيكون للمادة الحيوية الحصة الأكبر في تغذية المصادر الرئيسية للطاقة. هذا و بالاضافة للفوائد البيئية فإن الكثير من الدراسات الاقتصادية تتنبأ بتأمين 200000 فرصة عمل كحد أدنى في العقود الثلاثة القادمة في المانيا وذلك فقط في قطاع استخراج الطاقة الحيوية.
فيما يلي سوف نعرض مثال واقعي يتم تطبيقه في البلدان المتطورة للتخفيف من حدة الانبعاث الغازي الضار الى الغلاف الجوي المحيط بالأرض، وذلك عن طريق جمع المخلفات العضوية ومعالجتها بطرق علمية و استغلالها في انتاج التيار الكهربائي الأخضر والحرارة الخضراء والسماد الأخضر.

المواد العضوية:
عند التحدث عن المواد العضوية يقصد من ذلك التحدث عن حوامل الطاقة من مصادر حيوانية ونباتية. في قانون الطاقات البديلة والصادر عن ألمانيا تاريخ 2001.10.27، تم وضع لوائح قانونية منظَّمة لطاقة المادة العضوية ولاعتبارات متعلقة بسياسة البيئة والطاقة والمناخ فقد تم استبعاد بعض المواد العضوية رغم قابليتها للاستعمال كحوامل طاقية.
إن المخلفات والمواد العضوية التي يحظر استخدامها وفق هذا القانون هي:
مواد الاحتراق الاحفورية، القمامة المختلطة، الورق والكارتون، الحمأة الناتجة عن المصارف والمصافي، المواد القماشية، الأعضاء الحيوانية، الغاز المنبعث عن مكبات القمامة وكذلك عن محطات الصرف الصحِّي.
أما المخلفات والمواد العضوية التي يسمح باستخدامها فهي:
النباتات وبقاياها وبقايا الحصاد، الفضلات والمنتجات الثانوية من أصل حيواني ونباتي والناتجة عن الاقتصاد الغابيِّ والزراعي وكذلك اقتصاد الثروة السمكية، المخلفات العضوية الناتجة عن المطابخ والمطاعم وشركات تصنيع المواد الغذائية، الزيوت النباتية، الكحول المستخرج من المادة العضوية، بقايا الخشب الصناعي والنشارة الخشبية وأيضاً الأخشاب المزروعة لفترات قصيرة ومدروسة لأجل هذا الهدف.

طرق الحصول على الطاقة الحيوية من كتلة المادة العضوية:
إن الاستثمار الطاقي لكتلة المادة العضوية يتم بشكل مباشر عن طريق عمليات الحرق في محطات حرق خاصة أو بشكل غير مباشر عن طريق تحويل المادة العضوية إلى غازات، وبناء عليه يمكن التمييز بين الطرق المختلفة التالية:
• توليد التيار الكهربائي عن طريق حوامل الطاقة الحيوية بالشكل الصلب : مثلاًَ عن طريق حرق الأخشاب. يوجد في ألمانيا حوالي 80 محطة حرق باستطاعة إجمالية قدرها 1,7 طون واط ساعي في السنة. هذا وأن التحويل الغازي لمواد الاحتراق الصلبة (مثل الخشب) لا تزال في طور البحث والدراسة.
• توليد التيار الكهربائي عن طريق حوامل الطاقة الحيوية بالشكل السائل : يتم الحصول على التيار الكهربائي عن طريق عصر ومعالجة النباتات الزيتية وفق خطوات تقنية مدروسة وهذا ما يعرف بإنتاج مواد الاحتراق الحيوية. يوجد في ألمانيا 130 محطة من هذا النوع باستطاعة إجمالية تتراوح بين 9 إلى 11 ميغا واط كهربائي. إن تكاليف توليد التيار الكهربائي بهذا الإسلوب ما زالت مرتفعة جداً ولذك فإن حوامل الطاقة هذه يمكن استخدامها كمواد احتراق للمواصلات بالدرجة الأولى.
• توليد التيار الكهربائي عن طريق حوامل الطاقة الحيوية بالشكل الغازي : إن طريقة تحويل الكتلة العضوية إلى حوامل طاقية بالشكل الغازي تُعتبر التقنية الأساسية للاستثمار المستقبلي للطاقة الحيوية. يتم الحصول على التيار الكهربائي عن طريق تخمير بقايا المواد العضوية (أطعمة، روث، مياه الصرف الصحي، مياه المعالجة الصناعية...الخ).

مبدأ تحرير طاقة الغاز الحيوي :
تعتمد تقنية إنتاج الغاز الحيوي على تفكك وتحلل المواد العضوية إلى مكوناتها العضوية وذلك بواسطة بكتيريا الميتان الخاصة وهذا ما يعرف بعملية التخمير. هذه العملية يجب أن تتم في ظروف لاهوائية وعند درجات حرارة ملائمة للعمليات الحيوية التي تقوم بها البكتيريا المتواجدة في مفاعل الغاز الحيوي (حوض التخمير). بشكل عام هناك ثلاث مجالات حرارية والتي يتم عندها توليد الغاز الحيوي وهي:
• التخمير على البارد وذلك ضمن مجال حراري بين 15 إلى 20 درجة مئوية، وفيه تكون مدة بقاء المادة العضوية في المخمِّر طويلة نسبياً وكمية الناتج الغازي لكل متر مكعب من حجم المخمِّر قليلة.
• التخمير على الساخن وذلك ضمن مجال حراري بين 25 إلى 40 درجة مئوية، وفيه تكون مدة بقاء المادة العضوية في المخمِّر متوسطة وكمية الناتج الغازي لكل متر مكعب من حجم المخمِّر متوسطة.
• التخمير الحار في مجال حراري بين 40 إلى 65 درجة مئوية، وفيه تبقى المادة العضوية في المخمِّر لوقت قصير وكمية الناتج الغازي لكل متر مكعب من حجم المخمِّر كبيرة.
إن عملية التحلل اللاهوائي والتي تحدث عادةً بشكل طبيعي في أعماق البحيرات والتجمعات المائية وأعماق التربة وفي مكبات النفايات تتم في المخمِّر بمراحل متعددة. المرحلة الأخيرة في سلسلة التفكك العضوي هي غازات الميتان والتي تنتج بنسبة 55% إلى 65% وغاز ثاني أكسيد الكربون بنسبة 35% إلى 45% مع نسب ضئيلة جداً من الهيدروجين والأوكسجين والنتروجين ونترات الأمونيوم وكذلك من كبريتيد الهيدروجين
.(H2S)
يستخدم اليوم شكلين من أشكال منشآت توليد الغاز الحيوي:
• المنشآت التي تستعمل فقط المنتجات الزراعية وبقايا الانتاج الزراعي.
• المنشآت التي تستخدم المنتجات الزراعبة بالإضافة إلى الفضلات العضوية من المنازل و المطاعم. هذا و ينبغي التمييز بين المنشآت الريفية والمنشآت في المدن الكبيرة والصغيرة.
إن منشآت الغاز الحيوي المتواجدة في القطاع الزراعي تستخدم روث وفضلات حظائر الأبقار والعجول، الخنازير والمداجن كمادة أساسية. كذلك هناك حوالي 93% من المنشآت تعتمد على دمج المواد العضوية وتخميرها، و من الجدير ذكره هنا أن كلاً من بقايا الحصاد والفضلات النباتية، الخبز اليابس، بقايا الأطعمة، المخلفات العضوية، الحشائش وبقايا الأعلاف، بقايا معامل الأغذية، بقايا الخضار والفواكه، بقايا مصانع الألبان والأجبان و فضلات مصانع معالجة السكر والشوندر السكري تعتبر جميعها مواد قابلة للدمج.
إن الاتجاه السائد اليوم في بناء واستثمار منشآت توليد الغاز الحيوي يهدف إلى خلط ليس أكثر من مادتين مختلفتين وبكميات ثابتة ومدروسة وبتدفق منتظم إلى حوض التخمير. هذا االاجراء يقود إلى عمليات تخمير أكثر استقراراً وإلى نواتج طاقيِّة أعلى مردوداً وأكثر تجانساً، إلا أنَّ هذا الشكل للتخمير يتطلب مراقبة وإدارة جيدة كما يحتاج اهتمام كبير بالشروط الحدّية للتخمير.

مثال تقريبي:
محتوى الطاقة في المتر المكعب الواحد من الغاز الحيوي هو 6,5 كيلو واط ساعي وهذا ما يعادل 0,6 لتر من الوقود. إن إنتاج البقرة الواحدة من الروث يعادل حوالي 12 كيلو غرام في اليوم ولقد تبين أن 100 بقرة تعطي في السنة الواحدة 62050 متر مكعب من الغاز الحيوي أي بمعدل 620,5 متر مكعب لكل بقرة في السنة و معدل1,7 متر مكعب في اليوم. محتوى الطاقة الإجمالي الناتج عن 100 بقرة سنوياً هو 403325 كيلو واط ساعي من الكهرباء وهذا ما يعادل40000 لتر من الوقود الحراري سنوياً. أي أنه يمكن القول أن ناتج البقرة الواحدة من الطاقة يصل إلى حوالي 10 كيلو واط في اليوم. هذا يعني أن مزرعة مؤلفة من سبع بقرات قادرة على إمداد منشأة صغيرة وذلك لإنتاج 10 متر مكعب من الغاز الحيوي يومياً وهذا ما يعادل 65 كيلو واط ساعي يومياً والتي تكفي و تزيد عن احتياجات أي منزل مجهز بشكل جيد بكافة اللوازم الكهربائية وحيث إن استهلاك المنزل (الألماني مثلاً) سنوياً من الكهرباء يعادل وسطياً حوالي 3500 كيلو واط ساعي.
ولقد بينت إحدى الدراسات أنه يمكن انتاج حوالي 500 متر مكعب من الغاز الحيوي وذلك بمعالجة 1000 كيلو غرام من الفضلات العضوية الناتجة عن المخرجات اليومية لمدجنة مؤلفة من 12000 دجاجة.
تصل تكلفة توليد الكيلو واط الساعي الواحد أثناء توليد الحرارة حوالي 0,05 يورو كما وتبلغ تكاليف توليد التيار الكهربائي حوالي 0,1 يورو لكل كيلو واط ساعي.

انتهى القسم الأول

#علي_دريوسي (هاشتاغ)      

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات