مثلما يبحث الإنسان عن مصادر الطاقة المتجددة لتكون بمثابة بدائل لـ الوقود الأحفوري، ولد الوقود الحيوي. واحد منهم هو biomethane. ينشأ الميثان الحيوي من الغاز الحيوي ، والذي يتم الحصول عليه بفضل مجموعة متنوعة من الركائز. ومع ذلك ، من أجل استخدام هذا الغاز الحيوي ، يجب تنقيته. هذه هي الطريقة التي يولد بها الميثان الحيوي.
أدناه، نخبرك بكل شيء عن هذا الوقود الحيوي المتجدد وقدرتها على تقليل الانبعاثات والمساهمة في تحول الطاقة.
ما هو الميثان الحيوي وكيف يتم إنتاجه
الميثان الحيوي هو نوع من الغاز الطبيعي قابل للتجديد والذي يتم الحصول عليه من تنقية الغاز الحيوي الناتج عن تحلل النفايات العضوية في غياب الأكسجين. ويعتبر هذا الغاز بديلاً للوقود الأحفوري ولديه القدرة على تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة بشكل كبير.
El الغاز الحيويكمصدر أساسي، يتم إنتاجه من ركائز بيولوجية مختلفة، مثل النفايات الزراعية (السماد، المحاصيل، القش)، النفايات الصناعية والمنزلية، وكذلك حمأة الصرف الصحي. بالإضافة إلى ذلك، يتم تطوير تقنيات جديدة تشمل استخدام الهيدروجين الأخضر في عملية تحويل الطاقة إلى الغاز، مما يزيد من كمية الميثان المنتجة.
ويتم توليد الغاز الحيوي عن طريق الهضم اللاهوائي لهذه المواد، في عملية لا يتدخل فيها الأكسجين. تولد البكتيريا المسؤولة عن التحلل خليطًا غازيًا يتكون تقريبًا من 50-75% ميثان (CH4)، إلى جانب ثاني أكسيد الكربون (CO2) وآثار صغيرة من الماء والنيتروجين والأكسجين وكبريتيد الهيدروجين.
لتحويل الغاز الحيوي إلى ميثان حيوي، من الضروري إزالة معظم ثاني أكسيد الكربون والملوثات من خلال عمليات التنقية. وهذا يضمن أن الغاز الناتج، مع نقاء قريب من 96% ميثان، مناسب للاستخدام. تسمح عملية الترقية هذه للميثان الحيوي بالوفاء بمعايير جودة الغاز الطبيعي ويمكن أن يحل محله بالكامل للاستخدامات الصناعية والمنزلية والمتنقلة.
الاستخدامات والاستدامة
الميثان الحيوي هو غاز متعدد الاستخدامات وله تطبيقات متعددة. وبفضل تركيبته المشابهة للغاز الطبيعي، يمكن استخدامه في نفس البنى التحتية الموجودة بالفعل للغاز الأحفوري، مما يجعله حلاً فعالاً لتحول الطاقة.
بين الاستخدامات الرئيسية للميثان الحيوي، يسلط الضوء على تطبيقه من أجل:
- الحقن في شبكات الغاز الطبيعي المستخدمة للتدفئة أو إنتاج الكهرباء أو الاستهلاك الصناعي.
- El نقلكوقود في مركبات الغاز المضغوط (bioCNG) أو الغاز المسال (bioLNG). وهذا الاستخدام مفيد بشكل خاص، لأنه يقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والجسيمات الملوثة مقارنة بالوقود الأحفوري.
La استدامة الميثان الحيوي يكمن في حقيقة أن إنتاجه واستخدامه يمثل توازنًا صافيًا للانبعاثات أكثر ملاءمة بكثير من الغاز الطبيعي التقليدي. أثناء توليدها، يتم تجنب الانبعاثات الكبيرة، لأن النفايات المستخدمة كمواد خام لا تطلق غاز الميثان غير المنضبط في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام المادة المهضومة، وهي منتج ثانوي لعملية الهضم اللاهوائي، كسماد عضوي، مما يسمح بإغلاق دورة المغذيات وتجنب استخدام الأسمدة الاصطناعية.
يمكن أن يساعد استخدام المواد الهضمية في تقليل ما يصل إلى 13 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الأسمدة المركبة. وهذا لا يفيد البيئة فحسب، بل يفيد أيضًا المنتجين الزراعيين الذين يمكنهم تقليل التكاليف المرتبطة بالتسميد، مما يساهم في تطوير الاقتصاد الدائري.
مزايا استخدامه
عروض الميثان الحيوي المزايا التنافسية والبيئية التي تقدمه كخيار قابل للتطبيق في مكافحة تغير المناخ:
- تقليل الانبعاث: ومن خلال استبدال الوقود الأحفوري، يساعد الميثان الحيوي بشكل كبير في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة الأخرى.
- تحسين جودة الهواء: انخفاض انبعاثات أكاسيد النيتروجين والجسيمات مقارنة بالوقود الأحفوري، مما يحسن الصحة العامة في البيئات الحضرية.
- استقلال الطاقة: وبفضل هذا الوقود الحيوي، يمكن للبلدان تقليل اعتمادها على واردات الغاز الطبيعي، وتوليد الطاقة محليا من النفايات.
وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للميثان الحيوي أن يولد فرص العمل، وخاصة في المناطق الريفية. يتطلب بناء وتشغيل محطات الميثان الحيوي العمالة، مما يساعد على تعزيز الاقتصادات المحلية وتحسين الاستدامة في المناطق الزراعية.
كيف يتم إنتاج الميثان الحيوي في أوروبا
وفي الوقت الحالي، تراهن العديد من الدول الأوروبية على الميثان الحيوي كجزء من تحول الطاقة لديها. ما مجموعه 15 دولة من دول الاتحاد الأوروبي إنهم ينتجون ويستخدمون الميثان الحيوي بنشاط.
أحد التطبيقات الرئيسية في أوروبا هو إنتاج الحرارة والكهرباء من خلال التوليد المشترك للطاقة (CHP)، ولكن استخدامه كوقود للنقل ينمو بسرعة. ففي السويد، على سبيل المثال، يتفوق غاز الميثان الحيوي بالفعل على الغاز الطبيعي في سوق وقود السيارات، كما شهدت ألمانيا نمواً كبيراً في السنوات الأخيرة.
وبحلول عام 2020، من المتوقع أن يتجاوز إنتاج الغاز الحيوي في أوروبا 14 مليار متر مكعبأي ما يعادل حجم الغاز الطبيعي التقليدي. ولم يكن لهذه الزيادة في الإنتاج تأثير سلبي على الزراعة المخصصة لإنتاج الغذاء، حيث أن استخدام المواد المهضومة جعل من الممكن إعادة تدوير العناصر الغذائية بكفاءة وتحسين دورة المحاصيل.
يتم دعم التوجه نحو استخدام الميثان الحيوي في أوروبا من خلال سياسات مثل خطة REPowerEU، التي حددت هدفًا طموحًا لإنتاج الميثان الحيوي. 35.000 مليون متر مكعب من الميثان الحيوي سنوياً بحلول عام 2030. وهذا يعكس التزام أوروبا بأمن الطاقة والتخفيف من آثار تغير المناخ.
أصبح الميثان الحيوي خيارًا قويًا لتقليل الاعتماد على الغاز الأجنبي وتحسين جودة الهواء والمساهمة في التنمية الاقتصادية للمناطق الريفية. وتشير السياسات الأوروبية التي تركز على التوسع في استخدام الغازات المتجددة، جنباً إلى جنب مع التقدم التكنولوجي، إلى أن هذا الوقود الحيوي سوف يلعب دوراً حاسماً في مستقبل الطاقة في القارة.