تحول تحويل النفايات البيولوجية إلى كربون متجدد لم تعد مجرد فكرة مختبرية، بل أصبحت واقعًا يُغيّر طريقة إدارتنا لنفاياتنا العضوية، وإنتاج الطاقة، وتقليل الانبعاثات. بدءًا من معالجة حمأة الصرف الصحي، وصولًا إلى هضم الجزء العضوي من النفايات البلدية، يجري بناء منظومة تكنولوجية واقتصادية متكاملة حول هذه الطريقة الجديدة في استخدام المواد العضوية.
وفي هذا السياق، هناك مشاريع مثل BIOKAR في إقليم الباسك، ومحطات الغاز الحيوي المتقدمة مثل تلك الموجودة في نيهيم بألمانيا، والمبادرات المحلية لتثمين النفايات البيولوجية في البلديات الإسبانية، وتعزيز الهيدروجين المشتق من الكتلة الحيوية يُظهر استخدام ثاني أكسيد الكربون الحيوي كمورد صورةً شاملةً لمستقبل الاقتصاد الحيوي الدائري. وفيما يلي، نستعرض جميع هذه الجوانب بالتفصيل، مع مراعاة التطورات التكنولوجية وآثارها البيئية والاقتصادية والاجتماعية.
من النفايات العضوية إلى الكربون المتجدد عالي القيمة
لقد تضمنت إدارة النفايات العضوية التقليدية، على مدى عقود من الزمن، إرسال كميات كبيرة من النفايات البيولوجية إلى مكب النفايات أو استخدامه شبه الحصري في استعادة الطاقة الأساسية، مما يُهدر إمكاناته كمورد مادي. في مجتمع كإقليم الباسك، على سبيل المثال، يُنتج سنويًا أكثر من 500.000 ألف طن من الحمأة الناتجة عن محطات معالجة مياه الصرف الصحي، والنفايات العضوية، والنفايات الزراعية والحرجية، ومخلفات التقليم، ويُتخلص من الكثير منها بشكل غير فعال.
يفترض هذا النموذج الخطي فقدان الموارد ومصدر الانبعاثات من غازات الاحتباس الحراري، بالإضافة إلى زيادة تكاليف الإدارة. استجابةً لذلك، ظهرت مشاريع تُعنى بالنفايات البيولوجية كمواد خام لإنتاج الفحم الحيوي، والميثان الحيوي، والهيدروجين المتجدد، وغيرها من المنتجات ذات التطبيقات المباشرة في الصناعة والزراعة والبناء.
وفي هذا التحول النموذجي، يكمن المفتاح في الجمع بين التقنيات الكيميائية الحرارية (مثل التحلل الحراري أو الكربنة الحرارية المائية)، والعمليات البيولوجية المتقدمة (الهضم اللاهوائي الأمثل)، وأنظمة الالتقاط والاستخدام. ثاني أكسيد الكربون الحيوي والتي يتم توليدها أثناء عملية التحويل، وبالتالي إغلاق دورة الكربون في فترات زمنية قصيرة.
مشروع BIOKAR: تحويل النفايات الحيوية إلى فحم حيوي وظيفي
تم تصميم مشروع BIOKAR كاستجابة هيكلية لمشكلة النفايات العضوية غير المستغلة في إقليم الباسك، ويقترح تحويل ما يصل إلى 500.000 ألف طن من النفايات البيولوجية سنويًا في الفحم الحيوي عالي القيمة المضافة لتطبيقات صناعية متعددة. تركز المبادرة على رواسب محطات معالجة مياه الصرف الصحي، ونواتج الهضم، والمخلفات الزراعية الحرجية التي ينتهي بها المطاف غالبًا في مكبات النفايات أو تُحرق لإنتاج الطاقة.
ولتحقيق هذه الغاية، يركز اتحاد BIOKAR على عائلتين من التقنيات الكيميائية الحرارية: الكربنة الحرارية المائية (HTC)هذه الطريقة مناسبة لتيارات النفايات ذات المحتوى الرطوبي العالي، بينما يُعدّ التحلل الحراري أنسب للكسور الجافة. الهدف الرئيسي هو تحويل أكثر من 80% من النفايات العضوية الأولية إلى فحم حيوي مستقر، مما يقلل من الحجم النهائي الذي يتطلب معالجة إضافية.
بالإضافة إلى تحسين التحويل، يتم العمل على وظيفة الفحم الحيوي إنتاجه. يتضمن ذلك تعديل خصائصه الفيزيائية والكيميائية - على سبيل المثال، بزيادة محتواه الكربوني إلى أكثر من 70% وتوسيع مساحته السطحية النوعية إلى أكثر من 500 متر مربع/غرام - بحيث يمكنه استبدال الفحم الأحفوري بفعالية وكفاءة في مختلف العمليات الصناعية.
سيتم التحقق من صحة الفحم الحيوي الناتج في عدة خطوط استخدام: كمادة ماصة في معالجة المياه ملوثة بالمركبات الناشئة، كمكون من مكونات الهلاميات الهوائية الكربونية المخصصة للترشيح المتقدم للغاز، وكمضاف ومثبت للتربة في مواد البناء، مما يساهم أيضًا في عزل الكربون على المدى الطويل.
يتيح هذا النهج بأكمله وضع الفحم الحيوي ليس فقط كمنتج ثانوي، ولكن أيضًا كمنتج ثانوي. المورد الاستراتيجي قادرة على استبدال المواد القائمة على الوقود الأحفوري، مما يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بإنتاجها واستخدامها.
التأثير البيئي والاقتصادي والاقتصاد الدائري
تشير التقديرات التي تم إجراؤها في إطار BIOKAR إلى أن التقييم المتقدم لـ 500.000 ألف طن من النفايات البيولوجية غير المستغلة حاليًا سنويًا يمكن أن يمنع حوالي 13.000 طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون سنويًاويأتي هذا الانخفاض من خلال تقليل كمية النفايات المرسلة إلى مكبات النفايات ومن خلال استبدال الفحم الأحفوري بالفحم الحيوي المتجدد.
وعلى مستوى الاقتصاد الدائري، يتوقع المشروع زيادة كبيرة في إنتاجية المواد ومعدل الدائريةوتشير التقديرات إلى أن إنتاجية المواد قد تزيد بنسبة تزيد عن 90%، في حين أن دائرية الموارد قد تزيد بنحو 50% بفضل دمج الفحم الحيوي في سلاسل القيمة الحالية.
من وجهة نظر اقتصادية، تتوقع BIOKAR قيمة مضافة تقريبية قدرها 5 مليارات يورو سنويا بالنسبة للشركات المشاركة، ستتحقق هذه القيمة بمجرد تطبيق النموذج على نطاق صناعي. تنبع هذه القيمة من بيع الفحم الحيوي المُحسّن، بالإضافة إلى الخدمات البيئية المصاحبة، وانخفاض تكاليف إدارة النفايات.
إن تعزيز سلسلة القيمة هذه له أيضًا تأثير واضح على التوظيف، من خلال تشجيع إنشاء الوظائف الماهرة في مجالات مثل هندسة العمليات، وتوصيف المواد، والتشغيل المتقدم للمصانع، والاستشارات المتعلقة بالاستدامة. وبشكل عام، تُعزز الصناعة البيئية الباسكية مكانتها كرائدة في مجال الاقتصاد الحيوي والحياد المناخي.
يتماشى هذا النهج بشكل مباشر مع استراتيجية الاقتصاد الدائري لإقليم الباسك 2030 وخطة منع النفايات وإدارتها 2030، والتي تحدد النفايات البيولوجية كأولوية استراتيجية التحرك نحو نموذج إنتاجي تنافسي منخفض الكربون يعتمد على الاستخدام الفعال للموارد.
اتحاد يغطي سلسلة القيمة بأكملها
تعتمد قوة BIOKAR على اتحاد يدمج وكلاء من جمع وإدارة النفايات البيولوجية من التطبيق الصناعي للفحم الحيوي إلى البحث والتطوير التكنولوجي، يقود المشروع شركة Cadagua، وهي شركة تساهم بخبرتها في هندسة وبناء وتشغيل محطات معالجة المياه.
إلى جانب شركة Cadagua، تشارك العديد من الشركات المتخصصة، مما يضمن الإدارة الشاملة لمختلف مجاري النفايات: شركة تركز على حلول الترشيح الصناعي والتحكم في الانبعاثات الجوية، وشركة أخرى مخصصة لصيانة المناطق الخضراء، وأعمال الغابات والطرق العامة، وشركة نقل التربة وإدارة النفايات باستخدام المواد الخام المعاد تدويرها، ولاعب رئيسي في قطاع الغابات الباسكي المشارك في الإدارة المستدامة لموارد الغابات.
ويضاف إلى هذا أ مستشار دولي متخصص في الاستدامة وأسواق الكربون وتغير المناخ، ودعم قياس ومراقبة وتقييم الفوائد المناخية والبيئية الناتجة عن المشروع، فضلاً عن ملاءمته للأطر التنظيمية والتمويل الأخضر.
من الناحية العلمية والتكنولوجية، يتم تأسيس مركز أبحاث رائد في العمليات الكيميائية الحرارية (التحلل الحراري والكربنة الحرارية المائية)، والتوصيف المتقدم للمواد، وحلول تثمين النفايات الحيوية. إلى جانب ذلك، يُشكّل تجمع بيئي يجمع الشركات والهيئات في هذا القطاع منصةً لنشر النتائج ونقلها وتوسيع نطاقها.
يوضح هذا الإطار العام والخاص الالتزام بـ نموذج الإنتاج المحايد للكربون والاستعداد للانتقال من المشاريع التجريبية إلى التنفيذ الحقيقي على أرض الواقع، مع تحقيق أثر اجتماعي واقتصادي وبيئي ملموس.
الدعم المؤسسي والتمويل للابتكار
لكي تتقدم هذه الأنواع من المبادرات من مرحلة المختبر إلى مرحلة النشر التجاري، فمن الضروري أن يكون هناك أدوات التمويل العام تتشارك في المخاطر التكنولوجية. في حالة BIOKAR، يستفيد المشروع من دعم برنامج HAZITEK 2025 التابع لحكومة الباسك، والذي يركز على دعم مشاريع البحث والتطوير التجارية المتوافقة مع التنافسية والتعاون بين القطاعات والاستدامة.
وتأتي المساعدات من ميزانية وزارة الصناعة والتحول في مجال الطاقة والاستدامة، وكذلك من صندوق التنمية الإقليمية الأوروبي (ERDF)، مما يعزز البعد الأوروبي للتحول نحو اقتصاد قائم على المعرفة. اقتصاد منخفض الكربونيُسهّل هذا النوع من الدعم على الشركات ومراكز التكنولوجيا اختبار وتحسين التقنيات المعقدة مثل HTC أو التحلل الحراري المتقدم.
من خلال ربط هذه المشاريع باستراتيجيات الاقتصاد الدائري الإقليمي والولائي وإدارة النفايات، يتم ضمان عدم عزل النتائج، بل دمجها في خطط التحول الصناعي الأوسع، والمساهمة في أهداف المناخ، وتوليد التآزر التنظيمي والاقتصادي.
محطات الغاز الحيوي المتقدمة: مثال نيهيم
بالإضافة إلى المسار الكيميائي الحراري للفحم الحيوي، فإن الهضم اللاهوائي للنفايات الحيوية الحضرية والصناعية الزراعية هو رافعة رئيسية أخرى لتحويل المواد العضوية إلى الكربون المتجدد على شكل غاز حيوي، وغاز الميثان الحيوي، وثاني أكسيد الكربون الحيوي القابل للاستخدام. ومن الأمثلة البارزة على ذلك مصنع نيهيم في ألمانيا، الذي تديره مجموعة إيغرسمان.
يتم تحويل هذه المنشأة، التي تعمل منذ عام 2007 باستخدام التخمير الجاف على دفعات، لتبني عملية التخمير الجاف المستمرالهدف هو زيادة إنتاج الغاز الحيوي بشكل كبير من النفايات العضوية في البلديات. سيسمح هذا التحديث بمعالجة حوالي 54.000 طن من النفايات الحيوية سنويًا.
يصاحب التغيير التكنولوجي تغيير في وجهة الغاز الحيوي: فبدلاً من استخدامه بشكل أساسي توليد الكهرباءإنهم يراهنون على الترقية إلى الميثان الحيوي مع جودة الغاز الطبيعي، والذي يمكن حقنه في شبكة أنابيب الغاز واستخدامه في الاستخدامات الحرارية والصناعية ذات القيمة الطاقية الأعلى.
ويتكامل المصنع أيضًا مع توربينات الرياح ونشر الطاقة الكهروضوئية على نطاق واسعوبالتالي، يتم إنتاج جزء كبير للغاية من الطاقة الكهربائية المطلوبة لعملية الترقية بشكل متجدد في المبنى، مما يقلل من البصمة الكربونية الإجمالية.
يضع هذا المزيج نيهيم كمثال على محطة طاقة هجينةحيث يتم دمج عملية هضم النفايات البيولوجية مع توليد الكهرباء المتجددة وأنظمة إدارة الطاقة الذكية لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة وتقليل الانبعاثات المرتبطة بها.
إدارة الطاقة الذكية والبصمة الكربونية السلبية
أحد الجوانب الأكثر ابتكارًا في مصنع نيهيم هو إدارة الطاقة القائمة على الذكاء الاصطناعييتحكم النظام في تحويل الغاز الحيوي إلى ميثان حيوي بناءً على توفر الكهرباء المتجددة المُنتجة في المحطة نفسها (طاقة الرياح والطاقة الشمسية). في حال عدم كفاية توليد الكهرباء في الموقع، يُخزَّن الغاز الحيوي مؤقتًا في خزانات كبيرة.
يُجنّب هذا استهلاك الطاقة من الشبكة خلال الفترات التي قد يكون فيها مزيج الكهرباء أكثر كثافةً كربونية، مما يُحسّن العمليات لإعطاء الأولوية للفترات التي تشهد انتشارًا أكبر للطاقة المتجددة. يُساعد هذا النهج على تقليل البصمة الكربونية المرتبطة بعملية التحديث وتحسين التوازن المناخي العالمي تثبيت.
من ناحية أخرى، يُستخدم ثاني أكسيد الكربون المنفصل عن الغاز الحيوي أثناء عملية التطوير لأغراض عالية القيمة. ويُحوَّل جزء منه إلى الثلج الجاف الحيوي، والتي تستخدم في العمليات الصناعية مثل التنظيف بالرمل لمعالجة الأسطح أو في تطبيقات التبريد المتخصصة.
يُخزَّن جزءٌ آخر من ثاني أكسيد الكربون المُلتقط بشكلٍ دائم في مواد البناء، مثل الخرسانة المُعاد تدويرها، حيث يبقى ثابتًا طوال عمر المنتج. تُتيح هذه الاستراتيجية لاستخدام وتخزين ثاني أكسيد الكربون الحيوي لمصنع نيهيم ليس فقط إنتاج الطاقة المتجددة والغاز الحيوي المُحايد للمناخ، بل أيضًا الطموح إلى... حتى البصمة الكربونية السلبية.
من خلال دمج توليد الطاقة المتجددة، وهضم النفايات البيولوجية، وترقية الميثان الحيوي، واحتجاز ثاني أكسيد الكربون واستخدامه، أصبح نيهيم معيارًا لكيفية تطور محطة معالجة النفايات العضوية إلى مصنع حقيقي مصفاة حيوية للكربون المتجدد.
السماد والأسمدة والاستخدام الزراعي
لا تُنتج عمليات الهضم اللاهوائي الغاز الحيوي فحسب، بل تُنتج أيضًا ناتج هضم يُمثل موردًا ذا أهمية زراعية كبيرة. في نيهيم، صُممت إدارة هذا الناتج للحفاظ على جودة الهواء وتحسينه. جودة السماد تم إنتاجها وفقًا لمعايير الشهادات الصارمة.
عادةً ما تحتوي نواتج الهضم الناتجة عن مُخمّر التدفق السدادي على نسبة رطوبة عالية جدًا للتسميد المباشر. لذلك، تخضع لعملية فصل إلى أجزاء صلبة وسائلة. يُستخدم الجزء الصلب لإنتاج سماد عالي الجودة، بينما يُباع الجزء السائل كـ سماد سائلوخاصة في المناطق الزراعية القريبة.
هذا الاستخدام المزدوج يسمح بالعودة المغذيات العضوية للتربة، مما يُحسّن بنيتها وخصوبتها، مع إغلاق دورة المادة العضوية في الوقت نفسه. ساهمت الخبرة المتراكمة منذ منتصف التسعينيات لقسم التسميد في مجموعة إيغرسمان في تحسين لوحات التحكم، وأوقات النضج، ومخاليط المواد.
وفي الممارسة العملية، يستفيد المزارعون في المنطقة من إمدادات مستقرة من التعديلات العضوية والأسمدة السائلة المشتقة من النفايات البلدية والزراعية الصناعية، مما يخلق حلقة حميدة بين المدن والريف مما يقلل الاعتماد على الأسمدة القائمة على الوقود الأحفوري.
يوضح هذا النموذج أن تقييم النفايات البيولوجية لا يقتصر على إنتاج الطاقة، بل يشمل مجموعة كاملة من المنتجات المادية القائمة على الكربون المتجدد التي تحافظ على الكربون الملتقط في التربة أو في منتجات طويلة الأمد.
الهيدروجين المشتق من الكتلة الحيوية كحامل للطاقة
إن أحد الجوانب الرئيسية للتحول إلى الكربون المتجدد هو إنتاج الهيدروجين من الكتلة الحيوية (Bio-H₂). حلل بحث حديث من جامعة ييل بالتفصيل جدوى ناقل الطاقة هذا كأداة لخفض الانبعاثات، وخاصة في القطاعات التي تُعقّد فيها عملية إزالة الكربون، مثل صناعة الصلب، وبعض العمليات الكيميائية، أو النقل الثقيل.
يُعتبر الهيدروجين وقودًا نظيفًا أثناء الاستخدام، إذ لا يُنتج تحويل الطاقة ثاني أكسيد الكربون، إلا أن الانبعاثات المصاحبة تعتمد بشكل كبير على طريقة الإنتاج. حاليًا، يُستخرج جزء كبير من الهيدروجين عن طريق إعادة تشكيل الغاز الطبيعي، مع... بصمة كربونية عاليةفي المقابل، يبدو Bio-H₂ بمثابة بديل، على الرغم من أنه ليس منخفضًا دائمًا في الانبعاثات مثل الهيدروجين المنتج عن طريق التحليل الكهربائي باستخدام مصادر الطاقة المتجددة، إلا أنه يوفر تخفيضات كبيرة جدًا مقارنة بالهيدروجين الأحفوري.
جمعت دراسة ييل أدوات من تقييم دورة الحياة تحليل دورة الحياة (LCA) باستخدام نموذج تحليل التغير العالمي التابع لـ GCAM، والذي يدمج جوانب العرض والطلب وسياسات الحوافز وتوافر الموارد. يتيح الإطار المُطوّر تقييم الانبعاثات المباشرة، بالإضافة إلى الآثار طويلة المدى في مختلف القطاعات والمناطق.
تم تحليل طرق الإنتاج المختلفة، بما في ذلك التحليل الكهربائي باستخدام الطاقة المتجددة وتحويل الكتلة الحيوية والنفايات الزراعية والحرجية إلى غاز أو إعادة تشكيلها. كما دُرست كيفية تغير الحوافز، مع الأخذ في الاعتبار، على سبيل المثال، الإلغاء المخطط لبعض الإعفاءات الضريبية للهيدروجين النظيف في الولايات المتحدة بدءًا من عام ٢٠٢٧.
وتشير النتائج إلى أن دمج الهيدروجين المشتق من الكتلة الحيوية إن إضافة الهيدروجين إلى مزيج الطاقة يمكن أن يضاعف تخفيضات الانبعاثات بمقدار 1,6 إلى 2 في الفترة 2025-2050 مقارنة بالسيناريوهات التي لا يستخدم فيها هذا النوع من الهيدروجين، خاصة إذا لم يكن هناك سعر واسع وموحد للكربون.
الكتلة الحيوية ومخلفات الغابات والسياسات الداعمة للهيدروجين الحيوي
تشمل الكتلة الحيوية المناسبة للتحويل إلى Bio-H₂ كلاً من محاصيل الطاقة يمكن استخدام أنواع محددة (مثل الميسكانثوس أو السويتشجراس)، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من المخلفات الزراعية والحرجية. يُعد استخدام مخلفات الغابات أمرًا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص، إذ يُساعد على تقليل تراكم الوقود في الغابات، مما يُقلل من خطر الحرائق، ويُولّد قيمة اقتصادية في المناطق الريفية.
في ظل غياب سعر وطني للكربون، وهو أمرٌ يراه الباحثون مستبعدًا على المدى القصير في بعض البلدان، تلعب الحوافز القطاعية دورًا هامًا. وتُعدّ تدابير مثل الدعم المُوجّه لمصانع الصلب أو غيرها من الصناعات التي تتبنى سياسات الكربون المُستدام. العمليات القائمة على الهيدروجين ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تسريع تنفيذ Bio-H₂ وتحسين خفض الانبعاثات بشكل كبير.
وتشير الدراسة إلى أنه في ظل ظروف معينة، إعانات محددة قد تكون التدابير الرامية إلى خفض تكاليف اعتماد الهيدروجين في الصناعة أكثر فعالية من سعر الكربون العام في دفع عجلة التحول إلى ناقلات الطاقة منخفضة الكربون.
يُلاحظ أيضًا أنه على الرغم من أن التحليل الكهربائي للماء باستخدام الطاقة المتجددة يوفر إمكانية إنتاج هيدروجين خالٍ من الانبعاثات تقريبًا، إلا أنه يواجه قيودًا كبيرة، مثل ارتفاع تكاليف رأس المال، وتوافر الأراضي اللازمة لمشاريع الطاقة المتجددة، والاستخدام المكثف للمياه. في هذا السياق، تبرز تقنية Bio-H₂ كحل بديل. حل تكميلي، مفيدة بشكل خاص على المدى القصير والمتوسط.
وبالنظر إلى هذه النتائج مجتمعة، فإنها تعزز فكرة أن تحويل النفايات البيولوجية والكتلة الحيوية إلى ناقلات مثل الهيدروجين المتجدد لا يساعد فقط في إغلاق دورات الكربون، بل يفتح أيضًا فرصًا جديدة للبشرية. الاقتصاد الحيوي الدائري في المناطق ذات الموارد العضوية الوفيرة.
محطات النفايات البيولوجية البلدية والاتفاقيات بين القطاعين العام والخاص
على المستوى المحلي، يُسفر إنشاء محطات معالجة النفايات الحيوية التي تُنتج الغاز الحيوي والميثان الحيوي عن اتفاقيات تعاون بين البلديات والشركات الخاصة. ومن الأمثلة التوضيحية على ذلك الاتفاقية التي تُدرس في بلدية مثل كولمينار فيجو، حيث... محطة المعالجة والاستعادة من المواد العضوية من خلال جمع انتقائي.
في هذه الحالة، سيتولى المطورون المتخصصون في إدارة النفايات والطاقة المتجددة مسؤولية تصميم وبناء وتشغيل وصيانة المنشأة، التي ستُحوّل المواد العضوية إلى غاز حيوي. بعد التنقية، سيتم تحويل الغاز الحيوي إلى biomethane مناسبة للحقن المباشر في شبكة أنابيب الغاز الأساسية، بالإضافة إلى توليد المنتجات الثانوية للاستخدام الزراعي.
سيكون للمصنع قدرة معالجة قصوى تبلغ 75.000 ألف طن من النفايات البيولوجية سنويًا وسيتم تصميمه وفقًا لمعايير بيئية صارمة: لن يتم قبول أي مواد ملاطية أو بقايا حيوانية، وسيتم تنفيذ العمل باستخدام الدوائر المغلقة والحاويات المختومة ولن تكون هناك برك مفتوحة، مما يقلل من انبعاثات الروائح والتأثيرات المحتملة على البيئة.
كان المطلب الرئيسي للحكومة البلدية هو استبدال المبنى القديم بركة الرشح المفتوحة من خلال نظام مغلق ومغطى يعمل على إعادة تدوير المحتويات، مما يتجنب أي خطر للتسرب إلى التربة أو المياه الجوفية، ويحسن القبول الاجتماعي للنبات.
من الناحية الاقتصادية، تتوقع الاتفاقية الدخل والعائدات لمجلس المدينة المرتبطة بالضرائب مثل ICIO أو IAE أو IBI، بالإضافة إلى الفوائد الأخرى المرتبطة بـ إدارة مجانية أو مخفضة بالنيابة عن الفصيل العضوي البلدي بالفعل خدمات الطاقة، مثل الإنتاج الذاتي للطاقة المتجددة خدمات الطاقة بالفعل، مثل توفير التدفئة المجانية للمراكز التعليمية التابعة للبلدية.
سيكون للمصنع قدرة معالجة قصوى تبلغ 75.000 ألف طن من النفايات البيولوجية سنويًا وسيتم تصميمه وفقًا لمعايير بيئية مقيدة: لن يتم استقبال أي مواد ملاطية أو بقايا حيوانية، وسيتم العمل باستخدام دوائر مغلقة ومرفقات محكمة الغلق ولن تكون هناك برك مفتوحة، وبالتالي تقليل انبعاثات الروائح والتأثيرات المحتملة على البيئة.
كان المطلب الرئيسي للحكومة البلدية هو استبدال المبنى القديم بركة الرشح المفتوحة من خلال نظام مغلق ومغطى يعمل على إعادة تدوير المحتويات، مما يتجنب أي خطر للتسرب إلى التربة أو المياه الجوفية، ويحسن القبول الاجتماعي للنبات.
الفوائد البيئية والاجتماعية والتعليمية على المستوى المحلي
تتضمن الاتفاقية الخاصة بمصنع النفايات البيولوجية الجديد مجموعة من فوائد ملموسة للعامة، لا يقتصر الأمر على إدارة النفايات بحد ذاتها. ويشمل ذلك إنشاء قاعة دراسية بيئية تُعدّ برامج تدريبية وتوعوية حول إعادة تدوير النفايات البيولوجية والاقتصاد الدائري للسكان والجمعيات والمراكز التعليمية.
سيتم أيضًا تثبيت شبكة قياس لـ جودة الهواء بفضل ثلاثة أجهزة استشعار على الأقل موزعة في جميع أنحاء البلدية، سيتسنى رصد مستويات الملوثات وتغيراتها آنيًا. ستكون هذه المعلومات مفيدة للإدارة والجمهور على حد سواء، مما يعزز الشفافية بشأن آثار المحطة.
وستتحمل الشركة المروجة أيضًا تكاليف الأنشطة التدريبية والاجتماعية والبيئية المختلفة، وستغطي استهلاك الغاز الطبيعي في مدارس البلدية، مما يولد المدخرات الاقتصادية المباشرة لدعم الخزائن المحلية وتحرير الموارد للخدمات العامة الأخرى.
هناك التزام مهم آخر يتمثل في تكامل المناظر الطبيعية: حيث سيتم زراعة الأشجار حول محيط الموقع وداخله، بهدف تحسين التكامل البصري للمنشأة والمساهمة في تعويض البصمة الكربونية بالإضافة إلى ذلك، ستُعطى الأولوية لتوظيف الكوادر المحلية، وتعزيز فرص العمل المحلية، وتوطيد العلاقة بين المصنع والمجتمع المحلي.
وعلى الصعيد التشغيلي، ستتمتع المواد العضوية التي يتم جمعها في البلدية بالأولوية في الدخول إلى المصنع بسعر صفر يورو للطن حتى نسبة معينة من الطاقة الإجمالية، مما يحفز بالتالي إدارة النفايات بشكل سليم. الانفصال في الأصل من قبل السكان ويقلل تكاليف العلاج لمجلس المدينة.
ثاني أكسيد الكربون الحيوي: من نفايات غازية إلى مورد ثمين
يؤدي الهضم اللاهوائي للنفايات البيولوجية إلى إنتاج الغاز الحيوي الذي يتكون من حوالي 60% من الميثان و40% من ثاني أكسيد الكربون. ثاني أكسيد الكربون الحيويللحصول على غاز الميثان الحيوي عالي النقاء (أكثر من 99%)، من الضروري فصل الغازين من خلال عمليات الترقية، والتي تنتج تدفقًا مركّزًا من ثاني أكسيد الكربون، والذي بعيدًا عن كونه نفايات، أصبح موردًا رئيسيًا.
بمجرد فصله، يمكن لثاني أكسيد الكربون أن يخضع لمزيد من عمليات التنقية و التسييليتحول ثاني أكسيد الكربون المسال من الحالة الغازية إلى السائلة، مما يُزيل الشوائب. لهذا الغاز استخدامات صناعية وتجارية متعددة، ويندرج استخدامه ضمن استراتيجيات احتجاز الكربون واستغلاله (CCU) المصاحبة للتحول في مجال الطاقة.
من بين التطبيقات الأكثر رسوخًا لثاني أكسيد الكربون الحيوي هو تصنيع المشروبات الكربونية، واستخدامه في البيوت البلاستيكية لتحفيز نمو النباتات وحفظ الأغذية وبعض عمليات التبريد أو التجميد، مثل اللقاحات في الحالات الصحية الحرجة.
هناك أيضًا تطبيقات صناعية متقدمة، مثل معالجة المعادن، أو تفجير الثلج الجاف، أو استخدامه كمادة خام للإنتاج. وقود اصطناعيالميثان أو الميثانول الاصطناعي، وحتى وقود الطيران المستدام. في جميع هذه الحالات، يُدمج ثاني أكسيد الكربون في المنتجات أو العمليات التي تقلل الاعتماد على الكربون الأحفوري.
بالإضافة إلى استخدامه، هناك خيار آخر وهو التخزين الجيولوجي أو التخزين في مواد البناء، حيث تم إصلاح ثاني أكسيد الكربون الحيوي لفترات طويلة دون أن يعود إلى الغلاف الجوي. يسمح هذا الخيار بانبعاثات سلبية، إذ يأتي ثاني أكسيد الكربون أصلاً من الغلاف الجوي (تلتقطه النباتات)، وبعد التقاطه، يُمنع عودته إلى الهواء.
الفرق بين ثاني أكسيد الكربون الأحفوري وثاني أكسيد الكربون الحيوي
لفهم أهمية هذه العمليات، من الضروري التمييز بين ثاني أكسيد الكربون الأحفوري وثاني أكسيد الكربون الحيوييتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون الأحفوري عندما يتم حرق الوقود مثل النفط أو الغاز الطبيعي أو الفحم، مما يضيف الكربون الجديد إلى الغلاف الجوي، ويزيد من تركيزه ويساهم في تغير المناخ.
من ناحية أخرى، يعد ثاني أكسيد الكربون الحيوي جزءًا من دورة الكربون القصيرةتمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي عبر عملية التمثيل الضوئي، وتُدمجه في كتلتها الحيوية. عندما تتحلل هذه الكتلة الحيوية أو تُعالج (على سبيل المثال، في أجهزة الهضم اللاهوائي)، يعود ثاني أكسيد الكربون إلى الهواء أو التربة، منهيًا بذلك دورة سريعة نسبيًا.
عندما نلتقط ونستخدم ثاني أكسيد الكربون الحيوي هذا في المنتجات أو نخزنه بشكل مستقر، فإننا لا نزيد الكمية الإجمالية لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، بل ندير الكربون الذي كان بالفعل جزءًا من النظام الطبيعي. ولهذا السبب، تُعتبر العديد من هذه الحلول الكربون المنخفض أو حتى السلبيبشرط أن تتم إدارة دورة الحياة بأكملها بشكل جيد.
وبالتالي، فإن تحويل النفايات الحيوية إلى غاز حيوي قابل للاستخدام، أو الميثان الحيوي، أو الفحم الحيوي، أو الهيدروجين الحيوي، أو ثاني أكسيد الكربون الحيوي يتطلب استراتيجية شاملة استخدام الكربون المتجددإن دمج هذه التقنيات في السياسات العامة والمشاريع الصناعية والاتفاقيات المحلية يسمح لما كان في السابق مشكلة نفايات أن يصبح أصلًا للتحول في مجال الطاقة والمناخ.
وتوضح هذه الشبكة الكاملة من المشاريع والتقنيات والاتفاقيات أن النفايات البيولوجية يمكن أن تصبح حجر الزاوية لجيل جديد من الحلول القائمة على الكربون المتجدد، حيث يتم الجمع بين الفحم الحيوي الوظيفي والميثان الحيوي وهيدروجين الكتلة الحيوية وثاني أكسيد الكربون الحيوي القيم، مما يؤدي في الوقت نفسه إلى تقليل الانبعاثات والفرص الاقتصادية والابتكار التكنولوجي والفوائد الملموسة للمنطقة وسكانها.
