تحويل النفايات إلى طاقة

ما المقصود بتحويل النفايات إلى طاقة؟

في عالم متزايد يوجد به الأشكال التقليدية للطاقة التي تتحرك بسرعة نحو الانقراض والتي تساهم بسخاء المخاوف العالمية مثل ظاهرة الاحتباس الحراري وارتفاع درجة حرارة الأرض يجب على البشر إيجاد طرق مختلفة ومتنوعة لإنتاج الطاقة، وبسبب كل هذا يحتاج البشر إلى الابتكار والى توظيف بديل لمصادر غير تقليدية لا سيما أن مصادر الطاقة أصبحت موضوعاً حاسما في المستقبل.
تحويل النفايات إلى طاقة: هو توليد الطاقة في شكل حرارة أو كهرباء من النفايات، وتسمى العملية أيضًا الطاقة من النفايات، باستخدام التكنولوجيا المتطورة تهدف هذه الأساليب المختلفة إلى ضغط النفايات والتخلص منها أثناء محاولة توليد الطاقة منها.
يتم إنتاج ملايين الأطنان من النفايات شهريًا، إما أن تصبح جزءًا من مكبات النفايات أو يتم تصديرها إلى دول العالم الثالث، هذا يسبب تأثيرًا بيئيًا كبيرًا من حيث الحياة البرية والنظم البيئية وصحة الإنسان، مع وضع ذلك في الاعتبار ظهرت العديد من محطات معالجة النفايات الجديدة وطورت طرقًا جديدة لتوليد الطاقة من نفايات مكب النفايات.
تُستخرج الطاقة من النفايات عن طريق تحويل المواد غير القابلة لإعادة التدوير من خلال عمليات مختلفة بما في ذلك التقنيات الحرارية وغير الحرارية، الطاقة التي يتم إنتاجها في شكل كهرباء أو حرارة أو وقود باستخدام الاحتراق أو التحويل الحراري أو التغويز أو الهضم اللاهوائي هي طاقة نظيفة ومتجددة مع انبعاثات كربونية منخفضة وتأثير بيئي أقل من أي شكل آخر من أشكال الطاقة.

كيف تنتج الطاقة من النفايات؟

يعتبر “الحرق” الطريقة الأكثر شيوعًا لتحويل النفايات إلى طاقة، يعتبر الحرق أيضًا تقنية محل جدل كبير نظرًا للمخاوف التي تثيرها فيما يتعلق بالسلامة والتأثير البيئي، بعبارات بسيطة أنها تعني نوعًا من عمليات معالجة النفايات، حيث يتم حرق المواد العضوية من النفايات المجمعة في درجات حرارة عالية.
تسمى معالجات النفايات التي يتم إجراؤها والتي تنطوي على درجات حرارة عالية بالمعالجة الحرارية، ثم يتم استخدام الحرارة المتولدة من درجة الحرارة الحرارية هذه لتوليد الطاقة، تقوم العديد من البلدان في العالم وخاصة في أوروبا مثل السويد وألمانيا ولوكسمبورغ بتجربة الحرق كوسيلة بديلة لإنتاج الطاقة، تنتج الطاقة من النفايات بطريقتين وهما كما يلي:

• التقنيات الحرارية: يمكن إنتاج الطاقة في هذه المرحلة بطرق مختلفة وهي كما يلي:
  1. إزالة البلمرة: تستخدم إزالة البلمرة التحلل الحراري، حيث يتم تسخين المركبات العضوية في درجات حرارة عالية في وجود الماء، تسمى عملية التحلل الحراري هذه بالتحلل الحراري المائي من الناحية العلمية، غالبًا ما يقال أنه تكرار أو تمثيل للظروف التي تم في ظلها نشأ الوقود الأحفوري فإن إزالة البلمرة لها مجموعاتها الخاصة من الفوائد والقيود.
  2. الانحلال الحراري: تسمى العملية بدون استخدام الأكسجين بالانحلال الحراري، وهي مشتقة من كلمة يونانية وهي حرفياً تجمع بين المصطلحين (النار والفصل)، عادة ما تأخذ العملية البلاستيك والكتلة الحيوية كمكوناتها الأساسية، يعمل الباقي كتحلل حراري كيميائي، يتم إجراء هذا مرة أخرى في درجات حرارة عالية ويتضمن تغييرات متوازية في التركيب الكيميائي والفيزياء.
  3. التحويل إلى غاز: هو عملية تطوير أخرى تستخدم لتحويل النفايات إلى طاقة، حيث أن التحويل إلى غاز يحول المواد الكربونية إلى ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وبعض كمية الهيدروجين، هذه العملية مثل الحرق تستخدم درجات حرارة عالية للحصول على النتائج، ومع ذلك فإن الاختلاف الرئيسي هو أن الاحتراق لا يحدث فوقها.
  يستخدم البخار أو الأكسجين أيضًا في هذا الإجراء، حيث يتم عادةً استخدام الوقود الأحفوري أو المواد العضوية، يسمى الغاز الذي يتم إنتاجه من الإجراء بأكمله بالغاز التخليقي ويعتبر وسيلة جيدة للطاقة البديلة، بعد ذلك يتم استخدام Syngas لإنتاج الحرارة والكهرباء في المقام الأول من بين استخدامات أخرى.
  4. تغويز قوس البلازما: كما يوحي الإسم فإنه يستخدم تقنيات البلازما للحصول على غاز تخليقي، يتم استخدام شعلة البلازما لتأين الغاز وبعد ذلك تساعد في الحصول على غاز التوليف، حيث تولد العملية الكهرباء أثناء ضغط النفايات.
  
• التقنيات غير الحرارية: يمكن إنتاج الطاقة في هذه المرحلة بطرق مختلفة وهي كما يلي:
  1. الهضم اللاهوائي:  تُوصف هذه العملية بإنها عملية بطيئة، تستخدم الكائنات الحية الدقيقة هنا لتدمير المحتوى القابل للتحلل، حيث أنه لا يوجد أكسجين أثناء هذا الإجراء، يتم استخدامه محليًا وحتى على المستوى التجاري للاستفادة من إطلاق الطاقة أثناء العملية واستخدامها.
  يُنظر إلى التقنيات اللاهوائية على أنها عوامل جيدة لتقليل غازات الاحتباس الحراري من الغلاف الجوي وأيضًا كبديل مناسب للوقود الأحفوري، تعمل هذه العملية كنعمة للبلدان النامية من أجل خلق طاقات منخفضة للطهي والإضاءة في المنازل، لقد أتقنت كل من الصين والهند استخدام هذه التكنولوجيا ووظفتها كجزء من مخططات التنمية الخاصة بكل منهما والاستثمار فيها.
  2. تقنية MBT: تعني المعالجة البيولوجية الميكانيكية المسبقة وتتعلق بمجموعة من أنظمة معالجة النفايات الصلبة، تستخدم هذه التقنية النفايات المنزلية وكذلك النفايات الصناعية والتجارية لتوليد المنتجات، تمكن هذه الأنظمة من استعادة المواد الموجودة في النفايات المختلطة وتسهيل استقرار المكون القابل للتحلل الحيوي للمادة.
  عادةً ما يشبه عنصر الفرز في المصانع مرفقًا لاستعادة المواد، حيث يتم تكوين هذا المكون إما لاستعادة العناصر الفردية للنفايات أو إنتاج وقود مشتق من النفايات يمكن استخدامه لتوليد الطاقة، تشتمل مكونات تيار النفايات المختلط التي يمكن استعادتها على معادن حديدية ومعادن غير حديدية وبلاستيك وزجاج.
  

فوائد تحويل النفايات إلى طاقة:

• الحد من النفايات التي تذهب إلى مكبات النفايات: يقلل تحويل النفايات إلى طاقة من تكاليف نقل القمامة ودفن النفايات، بينما ينتج في نفس الوقت بالضبط طاقة ذات قيمة نقدية، حيث أنه يقلل من كمية النفايات التي تذهب إلى مكبات النفايات، وكذلك يمكن أن يحافظ على التكلفة الكبيرة لنقل النفايات إلى مكبات النفايات، كما أن الكثير من مكبات النفايات الكبيرة بعيدة إلى حد ما عن مبنى البلدية الرئيسي.
  
• الحد من غازات الاحتباس الحراري: تحويل النفايات إلى طاقة لديها مجموعة متنوعة من المزايا البيئية، حيث يولد غازات دفيئة أقل بكثير مثل الميثان، الميثان هو غاز دفيئة يتم إرساله بشكل أساسي من تحلل مجاري النفايات في مدافن النفايات، كما أنه أقوى بكثير من ثاني أكسيد الكربون بأكثر من 20 مرة وهو من بين أهم المساهمين في تعديل المناخ.
  
• الحد من استخدام الوقود الأحفوري: تظل عملية تحويل النفايات إلى طاقة خالية من استهلاك الرواسب الطبيعية مثل النفط والغاز والفحم والتي يتم استخدامها لتوليد الطاقة، توفر النفايات المنفردة في مركز الطاقة أكثر من 200000 برميل من النفط سنويًا.
  
• صديقة للبيئة: يمكن توليد الكهرباء والحرارة من النفايات مما يوفر مصدر طاقة بديل وأكثر صداقة للبيئة، تحويل النفايات إلى طاقة هو مجموعة مبتكرة ناشئة من التقنيات التي تهدف إلى تعزيز الحفاظ على البيئة مع الحد الأدنى من الضرر الذي يلحق بالنظم البيئية، مع تطور هذه التقنيات يومًا بعد يوم وزيادة قبولها بين المنازل والمنشآت الصناعية في جميع أنحاء العالم يُنظر إلى تحويل النفايات إلى طاقة على أنها أداة تنموية للبلدان الناشئة.
  
• خلق الوظائف: يستفيد المجتمع المحلي المحيط بهذه المرافق من الوظائف التي تم إنشاؤها، ينص مجلس استعادة الطاقة على أن قطاع WTE يدعم ما يقرب من 14000 وظيفة و890 مليون دولار في الأجور والرواتب والمزايا، كما تدعم مرافق WTE أيضاً الاقتصادات المحلية، حيث تشتري السلع والخدمات من البائعين المحليين.
  
• حفظ الدورات البيئية: تحويل النفايات إلى طاقة هي عبارة عن محاولة واعية لموازنة أنماط كوكبنا وإنقاذ دوراتنا البيئية، كما أن أجيال الطاقة من هذه التقنيات صغيرة الحجم في الوقت الحالي وتوظيفها للاستخدام المنزلي والصناعي ضئيل، ومع ذلك يُنظر إليها على أنها الحلول الناشئة للغد والتي من المقرر أن تؤثر على العالم بشكل كبير.