تحويل النفايات إلى وقود .. مبادرات دول عالمية ومحاولات عربية خجولة
يقوم مفهوم توليد الطاقة من النفايات على المعالجة الكيميائية للمخلفات الصلبة لإنتاج طاقة حرارية أو كهربائية .
وحتى تتوضح لنا الصورة بشكل أفضل، علينا أن نستعرض أنواع المخلفات أو النفايات الداخلة في هذه العملية عالمياً. حيث تقسمها بعض المصادر على الشكل التالي: %20 ورق و%34 بقايا طعام و%18 منتجات بلاستيك و%11 معادن و%11 زجاج و%6 من مخلفات الأشجار والبستنة. وهناك أطروحات أخرى توسع الدائرة لتتضمن المخلفات العضوية للكائنات الحية أيضا.
وإذا أمعنا النظر، فإن %60 من هذه المخلّفات يمكن إعادة استعمالها أو تدويرها (كالزجاج والورق والبلاستيك والمعادن) كما أن %44 (الورق والبلاستيك وبقايا النباتات) يمكن أن تكون مصدراً لللطاقة والوقود بالحرق المباشر في ما يدعى بـ "الوقود المشتق من المخلفات".
إلا أن عملية الإستفادة من النفايات في اشتقاق الطاقة ليست عملية مباشرة ولا سهلة، وتتطلب اشتراطات فنية عدة، تضمن أن تكون ذات فائدة كمصدر للطاقة للمستهلك النهائي، ووفق محتوى الرطوبة فيها، وكمية وشكل النفايات المتاحة. كما تشمل دورة التحويل ضرورة المتابعة والتنسيق لمصدر المادة الصناعي (النفايات الناتجة عن المصانع - النفايات الصناعية ) على الأقل لفترة 6 أشهر قبل بدء عملية التحويل بغرض مراقبة تأثيرات تفككها وتبعات إعادة تدويرها التي ربما لا تخلو، هي أيضا، من نواتج جانبية تؤذي بالبيئة.
على كلٍّ، فالوقود المشتق من المخلّفات سيساهم في الحد من تخزين المخلفات الصناعية والتخلص عنها على المدى البعيد، ودرء المخاطر البيئية التي يسببها تراكمها في المكبّات. أما بالنسبة للقسم الباقي من النفايات الصلبة (%34) فهي تمثل بواقي الطعام ويمكن أن تكون مصدراً للطاقة عن طريق معالجة خاصة لإنتاج الغاز الحيوي (الميثان)
تقنيات متعدِّدة لاستخراج الطاقة
يوجد العديد من الطرق لاستخراج الطاقة من المخلّفات، من أهمها:
1. الترميد:
وهو عبارة عن حرق المواد العضوية مثل النفايات مع "استرجاع الطاقة"، أي أن الطاقة التي تم صرفها في البداية في عملية الحرق والترميد يتم ارجاعها من خلال الحرارة الناتجة من عملية تتمة حرق المادة العضوية، لتستعمل لاحقاً في إنتاج الكهرباء. وتعد هذه الطريقة الأكثر شيوعاً، لكنها تستلزم تطبيق معايير صارمة لمراقبة الانبعاثات، تشمل قياس أوكسيد النيتروجين، وثاني أوكسيد الكبريت، والمعادن الثقيلة، إضافة للديوكسينات
2. الانحلال أو التكسير الحراري
يتم تطبيقه على منتجات البلاستيك من المبلمرات التي تتألف من سلاسل طويلة من مركبات هيدروكربونية خفيفة. وفيما إذا تم تعريض هذه المبلمرات الصلبة لضغط وحرارة عاليين مع غياب الأوكسجين، فإنها تتكسر معطية سوائل شبيهة بالوقود البترولي، وبالمقدور أن تكون بديلاً ممتازاً له في العديد من التطبيقات. ويمكن الاستفادة من الطاقة الضائعة ضمن محارق النفايات في تأمين الحرارة اللازمة للانحلال الحراري لمواد البلاستيك. كما يتم تطبيق عمليات التكسير الحراري في إنتاج الوقود السائل والفحم والغاز من النفايات العضوية.
3. تغويز البلازما
التغويز هو مصطلح يعني تحويل المادة من حالتها السائلة أو الصلبة إلى الحالة الغازية. والبلازما هي حالة المادة الرابعة، بعد الصلب والسائل والغاز. حيث تعتبر البلازما عبارة عن غاز شديد السخونة مشحون إلكترونياً تولّده النجوم في الكون بصورة طبيعية. ويمكن أن يتم توليده اصطناعيـاً على الأرض عبر استعمال الطاقة الكهربائية.
التغويز بأسلوب البلازما هو عبارة عن عملية معالجة النفايات العضوية وغير العضوية من خلال مفاعل يستخدم موقد بلازما قوي لزيادة درجة حرارة النفايات لتبلغ آلاف الدرجات. تؤدّي هذه الحرارة الهائلة إلى تكسر الروابط الكيميائية بين العناصر وتحول كمية النفايات المعالجة بكاملها، بما فيها الخطرة بيئياً، إلى غازات، وتجزئها إلى عناصرها الأساسية.
4. إنتاج الغاز الحيوي من النفايات العضوية
من المعلوم أن إنتاج الغاز الحيوي يجري حالياً عبر مكبات الصرف الصحي. ولكن عملية الإنتاج تأخذ وقتاً قد يزيد على 20 سنة تتراكم عبرها أطنان وأطنان من النفايات العضوية. وللتسريع من عمليات التحلل اللاهوائي التي تقوم بإنتاج الغاز الحيوي فقد تم تصميم مصانع تعتمد على استخدام حرارة مرتفعة نسبياً من أجل تحفيز الكائنات الدقيقة المسؤولـة عن التحلل. وبهذا فإن العملية التي تحتاج إلى أعوام قد تتم في أيام قليلة، وهذا ما يزيد من مردود الطاقة ويخفف الحاجة إلى مساحات كبيرة من الأراضي لإنشاء مكبات جديدة.
مبادرات عالمية وعربية
استناداً إلى الاتحاد الدولي للنفايات الصلبة، هناك أكثر من 100 مصنع لتحويل النفايات إلى طاقة في الولايات المتحدة وحدها، وأكثر من 500 في القارة الأوروبية وما يزيد عن 400 في اليابان. وتخطط كل هذه البلدان حالياً لتطوير اعتمادها على الطاقة الناتجة عن النفايات كماً ونوعاً. وهو ما يجعل من هذا المصدر المتجدّد للطاقة في مرتبة ثالث أنواع الطاقة المتجددة من ناحية النمو والإسهام في إنتاج الطاقة.
أماعلى مستوى الدول العربية، فيوجد مشاريع تجريبية ومعلنة في كل من المملكة السعودية والإمارات ومصر والأردن. لكن لا زالت مشاريع تحويل النفايات إلى طاقة ضمن طور التجريب والإنشاء.