أهمية الغاز الحيوي واستخداماته

إنّ الهدف المباشر خلف استعمال الغاز الحيوي بهدة الكثافة هو التخفيف من تأثيرات الاحتباس الحراري، حيث تعمل المصانع بتخفيف انبعاث غاز الميثان بواسطة التقاط هذا الغاز الضار والاستفادة منه كوقود، حيث يساعد استعمال الغاز الحيويّ على تخفيف الاعتماد على النفط والفحم كمصدر للوقود.

فائدة الغاز الحيوي

توليد الكهرباء

يُستهلك معظم الغاز الحيوي في مكان تصنيعه في محطات الهضم اللاهوائية الزراعية لتوليد الطاقة الكهربائية.

وتشمل الغاز الحيوي من مكبات النفايات، حيث يمكن استخدام بعض تنقية المياه قبل استخدام الغاز الحيوي في مدافن النفايات بهذا الأسلوب، كما أنه ونظرا لغاز المكب الذي يتم جمعه وحرقه في المحركات لتوليد الكهرباء، فقد يكون هناك بعض الإزالة لمادة كيميائية تسمى (siloxane)، مما يؤدي إلى ترسبات صلبة داخل المحرك، قبل استخدامه.

يحترق الغاز الحيوي بكل سهولة في محركات الغاز الكبيرة القوية من النوع الذي يتم تشغيله بواسطة وقود الديزل في شكل أقل وعورة، يتم استعمال الطاقة الناتجة داخل الغاز الحيوي مباشرة للطهي، عن طريق حرقها في وجود الأكسجين.

الغاز الحيويّ يقلل من تلوث التربة والمياه

إنّ مدافن النفايات تفسح المجال للسوائل السامة بالوصول إلى مصادر المياه الجوفية إضافة الى ما تنشره من روائحَ كريهة، وبالتالي فإنّ الغاز الحيوي يرفع جودة ونوعية المياه، بالإضافة الى إنّ الهضم اللاهوائي يقلل من مسببات الأمراض والطفيليات وانتشار البكتيريا الضارة، وهذا يدل على أنّ الغاز الحيويّ فعال جدا في الحد من الأمراض التي تنتقل عبر المياه، كما أنّ جمع النفايات يتحسن بشكل جيد في الأماكن التي تتواجد فيها مصانع الغاز الحيويّ وبالنهاية فهو يؤدي إلى تأثيرات إيجابية وترقيات في البيئة والصرف الصحي والنظافة ككل.

ترقية الغاز الحيوي إلى الميثان الحيوي

يتم تحويل الغاز الحيوي إلى الميثان الحيوي الذي يطلق عليه (RNG)، وذلك من خلال إزالة ثاني أكسيد الكربون والماء، بالإضافة إلى كميات قليلة من كبريتيد الهيدروجين، الميثان هو أيضا أحد مكونات الغاز الطبيعي التقليدي، بمعنى آخر ان الغاز الطبيعي المتجدد هو نفسه الميثان الحيوي الذي تم ترقيته للوصول إلى معايير أفضل من ناحية الجودة لخطوط أنابيب الغاز الطبيعي.

 استخدام الغاز الحيوي في قطاع النقل لتشغيل المركبات

مثل الغاز الطبيعي، يمكن ترقية وتحويل الغاز الحيوي بسلاسة واستعماله لتشغيل السيارات، يمكن أن يساهم الغاز الحيوي المعالج في الميثان الحيوي واستخدامه كوقود مساهمة مهمة في حماية المناخ، وتعزيز أمن الإمداد وتقليل انبعاثات الضوضاء، عندما يتم تنقية الغاز الحيوي فهو في الأساس مجرد شكل من أشكال الغاز الطبيعي مع ميزة كبيرة أنه قابل للتجديد، ولا يحتاج إلى نفاد.

نظرًا لأن معايير الاقتصاد في استهلاك الوقود وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري أصبحت أكثر صرامة في الأسواق العالمية خاصة للمركبات المتوسطة والثقيلة، يعد استخدام الغاز الطبيعي أيضًا وسيلة فعالة لتقليل انبعاثات الكربون، ولكن الأكثر فعالية في تقليل انبعاثات الكربون هو استخدام الغاز الحيوي الميثان الحيوي.

من الملائم تعديل المركبات لاستخدام الميثان كوقود بطريقة تمكنها من الاستمرار في استخدام الوقود التقليدي، عندما تكون خارج نطاق محطة التزود بالوقود بالغاز، الأدوات المصنعة لتحويل محركات البنزين لاستعمال الغاز الطبيعي أو البنزين متوفرة بسهولة من عدد من الشركات المصنعة في إيطاليا والولايات المتحدة الأمريكية، يحتوي الغاز الطبيعي على بعض الألكانات والإيثان والبوتان والبروبان، وغيرها إلى جانب الميثان، هذه تعطيها قيمة تسخين أعلى من السعرات الحرارية من الميثان النقي الميثان الحيوي.

 حرق الغاز الحيوي في مواقد الغاز المنزلي

يمكن استعمال الغاز الحيوي بطرق عديدة تتشابه مع استعمالات الغاز الطبيعي كالمصابيح أو كالوقود الخاص بالمحركات، عندما تتم مقارنته بالغاز الطبيعي الذي يحتوي على نسبة ثمانون إلى تسعون بالمائة ميثان.

تكمن فائدة استخدام الغاز الحيوي في أنه يمكن أن يقلل الطلب المتزايد باستمرار على الوقود الخشبي المنزلي، هذا الطلب يؤدي إلى إزالة الغابات على نطاق واسع، سوف تقل إزالة الغابات بمجرد انتشار اعتماد إنتاج الغاز الحيوي، جنبا إلى الهضم الحيوي، يوجد العديد من شركات الغاز الحيوي التي تقوم بإنتاج غاز طبيعي سائل مصنوع من مواد حيوية عن طريق عمليات لا تحتاج الهضم اللاهوائي، ويمكن استخدامها أيضًا في مواقد الطهي المنزلية.

تستفيد نساء القرية والمجتمع بأسره من استخدام الغاز الحيوي بدلاً من الوقود الخشبي، بدلاً من قضاء ساعات طويلة كل يوم في المشي إلى الغابة وجمع الوقود الحطب، يمكنهم استخدام وقتهم في رعاية أطفالهم، يُفضل الحرق الطبيعي لأنه مجاني إذا كان الشخص يقوم بالعمل لتشغيل مصنع الغاز الحيوي كل يوم، في حين أن وقود الغاز الحيوي المتاح تجاريًا غالبًا ما يكون مكلفًا للغاية.

استخداماته كوقود لمجموعات توليد الكهرباء المحمولة

تستخدم اغلب البيوت خارج الشبكة مجموعات جين محمولة، وهي محركات احتراق داخلي (IC) مقترنة بمولد أو دينامو، مجموعات الجينات المستخدمة للتشغيل على الغاز الحيوي هي نفسها التي تستخدم للتشغيل على غاز البروبان أو الغاز الطبيعي، يكتشفون استهلاك الطاقة اليومي ويستخدمونه كدليل لمتطلباتهم الخاصة.

يعد توليد الكهرباء أكبر استخدام منفرد للوقود في العالم، وجاء حوالي 41٪ من تلك الطاقة من الفحم، و 21٪ أخرى من الغاز الطبيعي، والباقي مغطى بالطاقة المائية والنووية والنفط بنسبة 16٪ و 13٪ و 5٪ على التوالي.

ضغط الغاز الحيوي لتعبئة أسطوانات الغاز

ضغط الغاز الحيوي واستعماله في تعبئة أسطوانات الغاز المعدنية المستعملة حاليا في كل البيوت، حيث يتم ضغط الغاز الحيوي، كما يضغط الغاز الطبيعي إلى (CNG)، واستخدامه لتشغيل المركبات ذات المحركات، يتم تنظيف الغاز الحيوي حتى يصل إلى معايير جودة الغاز الطبيعي، عندما يصبح ميثانًا حيويًا وبعدها يصبح مناسبًا للضغط وجاهزا لتحويله إلى سائل.

في الدول الاسكندنافية، يمتلك العديد من مستخدمي وقود الغاز الطبيعي مركبات من الجرارات إلى السيارات والحافلات كلها مصممة أو مُجهزة بأثر رجعي لاستخدام الغاز الطبيعي، حيث ان العديد من المواقع الأوروبية لديها (RNG) من نظام مصانع الغاز الحيوي المحلي، يتم وصله بالأنابيب بشكل مباشر إلى محطة وقود تكون قريبة دون استعمال خط أنابيب الغاز الطبيعي.

 التحويل المباشر للغاز الحيوي إلى كهرباء في خلية وقود

في خلايا الوقود يتم حرق الغاز لتسخين خلية كهربائية خاصة، هذه الخلية الكهربائية عند تسخينها تخلق تيارًا كهربائيًا اي كهرباء، حيث تحتاج عملية تحويلة هذه الى غاز نظيف جدا وخلايا وقود مرتفعة السعر والتكلفة، ولكن هناك الكثير من الإمكانات في هذه التكنولوجيا للمستقبل، تتوفر بالفعل غلايات التدفئة المركزية المنزلية والتي بالإضافة إلى توفير الماء الساخن لتأمين التدفئة للبيوت، تتضمن أيضا خلايا وقود تنتج الكهرباء.