طرق تحويل المواد العضوية إلى مصادر طاقة حيوية
الطاقة حيوية
تهتم العديد من الدول في توليد الطاقة الحيوية من أجل تعويض النقص الحادث في مصادر الطاقة لديها، بالإضافة إلى الحد من استخدام مصادر الطاقة الملوثة للبيئة، وتختلف الطرق المتبعة في إنتاج الطاقة الحرارية باختلاف المواد العضوية المستخدمة، ومن أهمها الفضلات والمخلفات النباتية والحيوانية والمحاصيل الزراعية التي تزرع خصيصاً لذلك، والزيوت النباتية والكحول المستخلص من المواد العضوية.
طرق تحويل المواد العضوية إلى مصادر طاقة حيوية
الترميد
يتم تحويل المواد العضوية الصلبة مثل النفايات إلى طاقة حرارية من خلال حرقها، والاستعانة بالحرارة المتصاعدة من عملية الحرق في تسخين الماء وصولاً إلى درجة الغليان، ووصلها بمولدات بخارية تولد الطاقة الكهربائية لتستهلك في المنازل والتجارة، إلا أنّ هذه العملية لاقت انتقادات كبيرة بسبب الغازات الحمضية المنبعثة منها والتي تسببت في تلوث الأمطار وتحويلها إلى أمطار حمضية، وقد تمكن المختصون من محاربة هذه المشكلة من خلال تثبيت منقيات ومجاريف كلسية على المداخن.
التقنيات الحرارية
- عملية التكسير: هي من العمليات الكيميائية المستعملة في تحويل النفط إلى طاقة، ويتم تهديم وكسر الروابط الموجودة بين ذرات الكربون في المركبات المعقدة، بهدف تحويل الهيدروكربونات المعقدة التركيب إلى هيدروكربونات بسيطة التركيب.
- التغويز: يتم فيها إنتاج غازات قابلة للاشتعال ووقود اصطناعي.
- التغويز بالاستعانة بقوس البلازما: يتم من خلالها الحصول على الغاز الاصطناعي السميك المحتوي على الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، ويستعمل هذا الغاز في خلايا الطاقة وإنتاج الكهرباء لتشغيل أقواس البلازما.
- إزالة البلمرة حرارياً: يتم من خلالها إنتاج بترول اصطناعي خام مع القدرة على تكريره خلال عمليات أخرى.
التقنيات غير الحرارية
تسمى هذه التقنيات بالتخمير، إذ يتم فيها إنتاج الغاز الحيوي من خلال تحليل المواد العضوية وتفكيكها إلى مكوّناتها العضوية، عبر الاستعانة ببكتيريا الميثان على أن يحدث ذلك تحت ظروف لاهوائية وضمن معدلات حرارة مناسبة للعمليات الحيوية التي تحدثها البكتيريا الموجودة في أحواض التخمير، ويمكن أن تطبق عملية التخمير خلال ثلاثة مجالات حرارية هي:
- التخمير البارد: يحدث ضمن معدلات حرارة تنحصر بين 15 إلى 20 درجة، وفيه تحتاج المواد العضوية إلى المكوث لمدّة طويلة في أحواض التخمير، كما أنّ معدلات إنتاجه للطاقة الحرارية منخفضة قليلاً.
- التخمير الساخن: يحدث ضمن معدلات حرارة تنحصر بين 25 إلى 40 درجة، وفيه تحتاج المواد العضوية إلى المكوث لمدّة متوسطة في أحواض التخمير، كما أنّ معدلات إنتاجه من الطاقة متوسطة.
- التخمير الحار: يحدث ضمن معدلات حرارة تنحصر بين 40 إلى 65 درجة، وفيه تحتاج المواد العضوية إلى وقت قصير للمكوث في أحواض التخمير، بينما ترتفع معدلات إنتاجه من الطاقة.
