الهندسةهندسة المياه والبيئة

أنظمة الغاز الحيوي

اقرأ في هذا المقال
  • أنضمة الغاز الحيوي على نطاق صغير
  • المزايا البيئية لتكنولوجيا الغاز الحيوي
  • تصاميم هضم الغاز الحيوي
  • معلومات حول الغاز الحيوي

أنضمة الغاز الحيوي على نطاق صغير:

يتم العثور على هضم الغاز الحيوي على نطاق المركز التجاري أو هضم الغاز الحيوي بحجم الأسرة في معظم الأحيان في الهند والصين، ومع ذلك فإن الطلب على هذه الوحدات ينمو بسرعة في جميع أنحاء العالم بفضل التقنيات الأكثر تقدمًا وملاءمةً؛ نظرًا لأن العالم الحديث ينتج المزيد والمزيد من النفايات فلذلك يحاول الأفراد إيجاد طرق بيئية لمعالجة نفاياتهم.

إن الأنظمة التقليدية الموجودة عادة في الهند والصين تركز على فضلات الحيوانات؛ نظرًا لنقص الطاقة في المناطق الريفية جنبًا إلى جنب مع فائض السماد الحيواني، فإن أجهزة هضم الغاز الحيوي تحظى بشعبية كبيرة ومفيدة بل وتغير الحياة في العديد من البلدان النامية، يتم دعم هضم الغاز الحيوي والدفاع عنه من قبل الحكومة والوزارات المحلية الذين يرون مجموعة متنوعة من الفوائد الناتجة عن استخدام الغاز الحيوي، بالإضافة إلى وجود طاقة متجددة نظيفة توفر الغاز في المطبخ، تستخدم العديد من العائلات على نطاق واسع منتج ثانوي للأسمدة يوفره جهاز هضم الغاز الحيوي.

في البلدان الأفريقية يحقق بعض مستخدمي الغاز الحيوي ربحًا من خلال بيع المنتج الثانوي للملاط الحيوي الذي تنتجه أنظمة الغاز الحيوي، يختلف هذا الملاط الحيوي عن الأسمدة السائلة التي يتم إنتاجها يوميًا ويشير الملاط الحيوي إلى المرحلة الأكثر تحللًا من المادة العضوية بعد أن تم تفكيكها في النظام.

يغرق الطين الحيوي في الجزء السفلي من نظام الغاز الحيوي وبمساعدة الوحدات الحديثة يمكن تفريغه بسهولة بمجرد تراكمه (عادة عملية سنوية)، هذا الملاط الحيوي هو في الواقع حمأة غنية بالعناصر الغذائية توفر الكثير من الفوائد للتربة ويمكن أن تزيد من إنتاجية حدائق الخضروات.

الغاز الحيوي هو تقنية تحاكي قدرة الطبيعة على رد الجميل، حيث أصبحت كل من وحدات الغاز الحيوي ذات الحجم الصناعي والحجم العائلي تحظى بشعبية لا تصدق وذات صلة في عالم اليوم مع نمو التطبيق والكفاءة، يمكن للغاز الحيوي أن يكون له تأثير كبير على الحد من غازات الاحتباس الحراري كمصدر نظيف للطاقة ووسيلة متجددة لمعالجة النفايات العضوية، فإن الغاز الحيوي قابل للتطبيق في الدول النامية والصناعية.

المزايا البيئية لتكنولوجيا الغاز الحيوي:

يمكن العثور على موقف أسهل عند النظر في الآثار البيئية لمسارات استخدام الغاز الحيوي المختلفة، الافتراضات الرئيسية لمقارنة عمليات استخدام الغاز الحيوي المختلفة هي:

  • استخدام الغاز الحيوي في محرك الغاز المتحكم فيه بالطلب على الحرارة المزود من شبكة الغاز الطبيعي بقدرة 500 كيلووات – الكفاءة الكهربائية بنسبة 37.5٪ والكفاءة الحرارية 42.5٪ وفقدان الميثان 0.01.

  • استخدام الغاز الحيوي في محرك غاز محلي، تم تركيبه في مصنع الغاز الحيوي بقدرة 500 كيلووات، الكفاءة الكهربائية بنسبة 37.5٪ والكفاءة الحرارية 42.5٪ وفقدان الميثان 0.5.

  • إنتاج الغاز الحيوي على أساس سيلاج الذرة باستخدام مصنع للغاز الحيوي مع خزان تخزين مغطى، حيث كانت خسائر الميثان 1 ٪ من الغاز الحيوي المنتج.

  • ترقية الغاز الحيوي باستهلاك الطاقة 0.3 كيلووات / م 3 من الغاز الحيوي، حيث أن خسائر الميثان 0.5.

تصاميم هضم الغاز الحيوي:

يوجد في الواقع نوعان رئيسيان من مصانع الغاز الحيوي تم تطويرهما أولهما هضم القبة الثابتة والذي يُطلق عليه عادةً الهضم الصيني وثانيهما حامل غاز عائم يعرف بالهضم الهندي، تختلف أحجام الغازات المحتملة الناتجة عن النفايات اعتمادًا على العديد من العوامل.

تعتمد كمية الغاز الحيوي المنتجة بالفعل من جهاز هضم معين على:

  • كمية المواد المغذية.

  • نوع المادة نسبة الكربون/ النيتروجين.

  • وقت الهضم.

  • درجة الحرارة.


    إن تركيبات الحرارة والطاقة المركبة (CHP) شائعة جدًا في البيوت الزجاجية التي تزرع الطاقة العالية والمحاصيل المدخلة (على سبيل المثال :خضار السلطة ونباتات الأواني وما إلى ذلك).

تشير الافتراضات العلمية لاستراتيجية طاقة قصيرة المدى إلى أن الطريقة الأكثر كفاءة اقتصاديًا لاستبدال المحطات الحرارية هي تحديث محطات الطاقة الحالية؛ وذلك لزيادة كفاءتها في الطاقة وتحسين أدائها البيئي، مع ذلك فإن استخدام طاقة الرياح وتحويل محطات CHP التي تعمل بالغاز إلى الكتلة الحيوية سيقلل بشكل كبير من الاعتماد على الوقود الأحفوري المستورد على الرغم من توقع نقص الطاقة التوليدية على المدى الطويل.


إلّا أن الاستفادة من إمكانات الطاقة المتجددة الحالية والإمكانيات الضخمة لزيادة كفاءة الطاقة كافية لتلبية متطلبات الطاقة المستقبلية في السودان على المدى القصير، إذ يُعد التحول الكامل نحو نظام طاقة مستدام عملية معقدة وطويلة ولكنها عملية يمكن تحقيقها في غضون حوالي 20 عامًا.

سيتطلب التنفيذ استثمارات أولية واستراتيجيات وخطط عمل وطنية طويلة الأجل ومع ذلك فإن تلك التغييرات سيكون لها عدد من الفوائد بما في ذلك: إمداد طاقة أكثر استقرارًا مما هو عليه في الوقت الحاضر وتحسين كبير في الأداء البيئي لقطاع الطاقة وبعض الفوائد الاجتماعية.


استخدمت الرؤية منهجية وحسابات تستند إلى النمذجة الحاسوبية ما يلي:

  • بيانات من البرامج الحكومية القائمة.

  • مصادر الطاقة المتجددة المحتملة وتحسينات كفاءة الطاقة.

  • افتراضات لنمو الاقتصاد في المستقبل.

  • علومات من دراسات ومسوحات عن الوضع الحديث في قطاع الطاقة.

في بعض البلدان تساعد مجموعة كبيرة من الحوافز الاقتصادية وغيرها من التدابير بالفعل على حماية البيئة، وهذه التدابير هي:

  • الضرائب ورسوم المستخدم التي تعكس تكاليف استخدام البيئة، مثل ضرائب التلوث ورسوم التخلص من النفايات.

  • الدعم والاعتمادات والمنح التي تشجع على حماية البيئة.

  • أنظمة استرداد الودائع التي تمنع التلوث من إساءة استخدام الموارد وتعزز إعادة استخدام المنتج أو إعادة تدويره.

  • حوافز الإنفاذ المالي مثل الغرامات لعدم الامتثال للوائح البيئية.

  • تراخيص قابلة للتداول للأنشطة التي تضر بالبيئة.

معلومات حول الغاز الحيوي:

لا يمكن لتكنولوجيا الغاز الحيوي توفير الوقود فحسب بل إنها مهمة أيضًا للاستخدام الشامل لحراجة الكتلة الحيوية وتربية الحيوانات وصيد الأسماك وتطور الاقتصاد الزراعي وحماية البيئة وتحقيق إعادة التدوير الزراعي وتحسين الظروف الصحية في المناطق الريفية.


تُعدّ طاقة الكتلة الحيوية أحد الخيارات المهمة التي قد تحل محل النفط تدريجيًا في مواجهة الطلب المتزايد على النفط وقد تكون فترة متقدمة في هذا القرن، يمكن لأي مقاطعة أن تعتمد على طاقة الكتلة الحيوية لتلبية جزء من الاستهلاك المحلي.

يعد تطوير تكنولوجيا الغاز الحيوي مكونًا حيويًا في برنامج الطاقة الريفية البديلة والذي لم يتم استغلال إمكاناته، بعد مطلوب تأثير متضافر من قبل الجميع إذا أريد تحقيق ذلك، سوف تجد التكنولوجيا استخدامًا جاهزًا في التطبيقات الصناعية المحلية والزراعية والصغيرة.

دعم أبحاث الكتلة الحيوية وتبادل الخبرات مع الدول المتقدمة في هذا المجال، في غضون ذلك يمكن لطاقة الكتلة الحيوية أن تساعد في الحفاظ على استنفاد الثروة النفطية، كما أنه ومن الممكن أن تعيق الأراضي الزراعية المتناقصة تطوير طاقة الغاز الحيوي ولكن التقنيات الإدارية وتقنيات إدارة الموارد المناسبة ستعوض الآثار.

المصدر
كتاب الانسان وتلوث البيئة للدكتور محمد صابر/2005كتاب البيئة وحمايتها للمولف نسيم يازجيكتاب علم وتقانة البيئة للمؤلف فرانك ر.سبيلمانكتاب النظام البيئي والتلوث د. محمد العودات
الوسوم
اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق