صناعة

تزايد إمكانية الهضم اللاهوائي (AD)

تزايد إمكانية الهضم اللاهوائي (AD)

مصنع Bygrave Lodge اللاهوائي للهضم (AD) في Weston Bygrave ، المملكة المتحدة [مصدر الصورة: بيتر أوكونور ، فليكر]

يتضمن الهضم اللاهوائي (AD) عددًا من العمليات التي تقوم فيها الكائنات الحية الدقيقة بتكسير المواد القابلة للتحلل الحيوي في غياب الأكسجين من أجل إدارة النفايات و / أو توليد الطاقة الحيوية. في الطبيعة ، يعتبر المصدر الرئيسي للميثان ، كما اكتشف العالم الإيطالي أليساندرو فولتا في عام 1776.

في الوقت الحاضر ، يتم استخدام AD في صناعة معالجة المياه لمعالجة حمأة الصرف الصحي وأيضًا من قبل صناعة النفايات لتحويل غاز المكبات إلى طاقة. ومع ذلك ، لا يتم استخدام هذا التطبيق الأخير حاليًا بكامل إمكاناته ، لا سيما بالنظر إلى كمية الطعام التي يضيعها المنتجون والمستهلكون كل عام. لهذا السبب ، هناك إمكانات هائلة لتوليد الغاز الحيوي كشكل من أشكال الطاقة المتجددة. يمكن استخدام هذا إما كوقود ، على سبيل المثال في محطات التدفئة والطاقة المشتركة أو تحويله إلى الميثان الحيوي ، والذي يمكن استخدامه بدوره كبديل للغاز الطبيعي. يمكن أيضًا استخدام الهضم المتبقي بشكل منتج - كسماد.

في السنوات الأخيرة ، أدت إعادة تدوير النفايات جنبًا إلى جنب مع التكنولوجيا الجديدة إلى انخفاض التكاليف الرأسمالية لمصانع AD ، مما أدى إلى أن عددًا من الحكومات في جميع أنحاء العالم تنظر الآن بجدية إلى AD ، بما في ذلك المملكة المتحدة وألمانيا والدنمارك.

في المملكة المتحدة ، نما قطاع AD ، خارج صناعة معالجة المياه بنسبة 622 في المائة ، وفقًا لشارلوت مورتون ، الرئيس التنفيذي لجمعية الهضم والمصادر الحيوية اللاهوائية (ADBA) ، الذي كتب في مجلة Biocycle العام الماضي. خلال نفس الفترة ، زادت الطاقة المولدة من غاز الصرف الصحي بمقدار الربع. تم افتتاح حوالي 100 مصنع إعلان جديد في المملكة المتحدة العام الماضي ، في جميع القطاعات ، بما في ذلك معالجة المياه. هذا يعني أن صناعة AD لديها الآن أكثر من 456 ميجاوات من الكهرباء والميثان الحيوي من 396 محطة في جميع أنحاء البلاد ، وهو ما يعادل تقريبًا أو أقل من الطاقة التي تنتجها إحدى محطات الطاقة النووية في المملكة المتحدة في Wyfla ، والتي هي في طور إيقاف التشغيل . يعتقد ADBA أن إمكانات النمو في AD هائلة. يمكن أن ينتج ما يزيد عن 80 تيراوات ساعة من الغاز الأخضر ، أي ما يعادل حوالي 30 في المائة من الطلب المحلي على الغاز في المملكة المتحدة ، بالإضافة إلى توليد 35000 وظيفة خضراء والمساهمة بنحو 3 مليارات جنيه إسترليني (4.6 مليار دولار) في اقتصاد المملكة المتحدة . يمكن أن تصل قيمة الأسمدة الحيوية الغنية بالمغذيات من الصناعة إلى حوالي 200 مليون جنيه إسترليني (309 مليون دولار) للمزارعين في المملكة المتحدة ، بينما يمكن أن تساعد ألخمين داخبلاد أيضًا في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في المملكة المتحدة بنسبة 2 في المائة.

يمكن أن ينتج عن إعادة تدوير نفايات الطعام وحدها من خلال AD 9.3 تيراواط ساعة سنويًا بحلول عام 2025. حاليًا ، هناك أكثر من 91 مصنعًا من مصانع نفايات الطعام قيد التشغيل الآن ، ومن المقرر تطوير المزيد منها. عادةً ما تتلقى هذه المصانع نفايات الطعام من مصنعي الأطعمة والمشروبات وشركات تجهيز الأغذية والضيافة ومنافذ خدمات الطعام مثل الحانات والمقاهي والمطاعم والفنادق والسلطات المحلية (عبر مجموعات نفايات الطعام المنزلية) والمدارس والكليات والجامعات والمستشفيات ومحلات السوبر ماركت ومحلات البيع بالتجزئة.

وزير الطاقة البريطاني Amber Rudd MP افتتح رسميًا مصنع Nestle للإعلان في نيوكاسل [مصدر الصورة: قسم الطاقة وتغير المناخ (DECC) ، فليكر]

يمكن لمصانع الميثان الحيوي إنتاج وقود نظيف للمركبات ، وهناك الآن حوالي 30 مصنعًا للميثان الحيوي قيد التشغيل في جميع أنحاء المملكة المتحدة ، مع تضاعف عدد نقاط التزود بالوقود بالغاز في المملكة المتحدة التي تزود الميثان الحيوي سنويًا على مدار السنوات الثلاث الماضية إلى 11 موقعًا في المجموع. بالإضافة إلى الطلب الكبير من مشغلي أسطول المركبات ، أصدرت المفوضية الأوروبية (EC) العام الماضي إطارًا تنظيميًا جديدًا قد يتطلب من الدول الأعضاء في المفوضية الأوروبية تطوير نقاط للتزود بالوقود يمكن الوصول إليها للجمهور كل 400 كيلومتر (250 ميلًا) بحلول نهاية عام 2025.

يزداد عدد مصانع AD في المزارع ، حيث تم تشغيل 139 مصنعًا العام الماضي. لحسن الحظ ، يدرك المزارعون بشكل متزايد فوائد التكنولوجيا كوسيلة لمعالجة الأسمدة والطين بالإضافة إلى توليد الطاقة المتجددة.

ومع ذلك ، كما هو الحال مع قطاعات الطاقة المتجددة الأخرى ، لن يتحقق النمو في AD إلا إذا كانت هناك بيئة سياسية مستقرة ، بما في ذلك توفير الحوافز ، من أجل الحفاظ على اليقين والثقة للمستثمرين. فيما يتعلق بوقود المركبات ، في الوقت الحالي ، لا يزال أمام المملكة المتحدة الكثير لتفعله قبل أن تتمكن من تلبية هدف توجيه الطاقة المتجددة (RED) بنسبة 10 بالمائة من وقود النقل المتجدد لعام 2020. استمرار الجدل حول تغيير استخدام الأراضي غير المباشر (ILUC) واستخدام المحاصيل للوقود الحيوي بشكل عام يعيق الجهود المبذولة للوصول إلى هذا الهدف.

طورت عائلة رو ، التي تعيش بالقرب من بريدجواتر ، سومرست ، مشروعًا ناجحًا من التحول إلى ميلادي. إنهم يزرعون 158 هكتارًا من الأراضي في جنوب غرب إنجلترا ، وكانت الأسرة تعمل في الزراعة لأكثر من 100 عام ، مع التركيز بشكل كبير على المحاصيل الصالحة للزراعة ، وخاصة الحبوب. عندما انخفض سوق البطاطس في أواخر التسعينيات ، تحولوا إلى تخزين المنتجات الغذائية ، ولكن الآن ، في مواجهة ارتفاع تكاليف الكهرباء ، نظروا إلى الهضم اللاهوائي (AD) كوسيلة لتغطية احتياجاتهم من الطاقة.

كانت الكهرباء في السابق تمثل ربع إنفاقها ، ولكن في عام 2007 بدت هذه التكاليف كما لو كانت على وشك الارتفاع بنسبة 72 في المائة فوق العامين السابقين. استجابت عائلة رو لذلك من خلال تطوير واحدة من أكبر عمليات مكافحة الإغراق في البلاد والتي تنتج الآن ما يعادل 9300 كيلووات من الكهرباء والغاز الحيوي ، تعتمد بشكل كبير على الذرة المزروعة محليًا. في عام 2012 ، قاموا بزيادة كمية الكهرباء المصدرة إلى الشبكة إلى 2 ميجاوات وفي عام 2013 زادت وحدة الحرارة والطاقة المشتركة من هذه القدرة إلى 3.8 ميجاوات. في مايو 2015 ، بدأت محطة تعمل بالغاز إلى الشبكة في إنتاج الطاقة مما مكنها من توليد 3.2 ميجاوات من الكهرباء و 1200 متر مكعب من الغاز ، باستخدام 60.000 - 65.000 طن من نفايات الطعام سنويًا. وافق عدد من المزارعين المحليين على توريد محاصيل الطاقة الحيوية مثل الذرة والبنجر.

هضم ذرة الذرة بالقرب من نيومونستر ، ألمانيا [مصدر الصورة: ويكيبيديا كومنز]

يساعد استخدام البنجر في تقليل النفايات ، في حين أن الذرة يمكن أن تؤدي إلى نفايات ليفية مختلطة ناتجة عن خلط قصاصات من عبوات المواد الغذائية البلاستيكية مع مواد غير قابلة للهضم من الذرة. هذا صعب للغاية لإعادة التدوير وعادة ما يتم إرساله إلى مكب النفايات. علاوة على ذلك ، يمكن أن يولد البنجر 30 طنًا من الغاز الحيوي لكل فدان ، مقارنة بـ 16-18 طنًا فقط للفدان للذرة. يمكن لأصناف بنجر الطاقة مثل KWS Gerty و Linova أن تولد بعضًا من أعلى إنتاجية الكتلة الحيوية لكل فدان ، بنسبة 25 في المائة إلى 45 في المائة أكثر من أصناف بنجر العلف. يمكنهم أيضًا إنتاج المزيد من الغاز لكل كيلوغرام من الجذر. أظهرت الاختبارات المعملية في Cannington أن نوع بنجر العلف النموذجي ينتج 112 مترًا مكعبًا من الغاز لكل طن مقارنة بـ 160 مترًا مكعبًا لكل طن بنجر الطاقة.

بدأ بعض السياسيين في المملكة المتحدة الآن في الضغط من أجل التوسع في الصناعة ، من خلال المساعدة في زيادة الوعي بفوائد مرض الزهايمر ، في حين دعت ADBA نفسها المستشارة لتخصيص 25 مليون جنيه إسترليني للمساعدة في تعزيز البحث في مجال الغاز الحيوي ، والهضم ، والمنتجات الحيوية. وفي الوقت نفسه ، وجدت الاكتشافات الحديثة في جامعات في المملكة المتحدة وأستراليا أن الفطريات في المسالك الهضمية للماشية يمكن أن تساعد في جعل إنتاج الزهايمر والغاز الحيوي أكثر كفاءة.

مع وجود الحوافز المناسبة من الحكومة ، يمكن أن يكون لهذا القطاع مستقبل نابض بالحياة أمامه.


شاهد الفيديو: يوم من أيام الدرة - وجبة لإعادة معدل الهضم (شهر نوفمبر 2021).