الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء : 6 مسارات لحماية البيئة

الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء هما القلب النابض للتحول نحو الاقتصاد الدائري المستدام، وذلك عبر 6 مسارات تهدف لحماية البيئة.

وفي ظل الأزمات المناخية الراهنة، يتجلى الغاز الحيوي كابتكار مثالي يقدم حلاً مزدوجاً: المعالجة الآمنة للنفايات وإنتاج الطاقة المتجددة في آن واحد.

وإليكم مقال تفصيلي يتناول دور الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء وكيفية عملها، وأثرها على البيئة، حيث يمثل الاعتماد على الغاز الحيوي قفزة نوعية في حماية البيئة.

الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء

 ما هو دور الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء؟

الغاز الحيوي خليط غازي (بشكل أساسي الميثان وثاني أكسيد الكربون) ينتج عن طريق التخمير اللاهوائي (Anaerobic Digestion). تقوم بكتيريا متخصصة بتحليل المواد العضوية في بيئة خالية من الأكسجين، وتتم عملية إنتاج الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء داخل وحدات تسمى “الهواضم”، وتمر بأربع مراحل كيميائية حيوية رئيسية :

• التحلل المائي (Hydrolysis): تكسير الجزيئات الكبيرة (بروتينات، دهون) إلى جزيئات أصغر.

• تكوين الأحماض (Acidogenesis): تحويل الجزيئات الصغيرة إلى أحماض دهنية وطاقة.

• تكوين الخليك (Acetogenesis): تحويل الأحماض إلى حمض الخليك وهيدروجين.

• تكوين الميثان (Methanogenesis): المرحلة النهائية حيث تنتج البكتيريا غاز الميثان CH_4 القابل للاشتعال.

المساهمة في حيادية الكربون 

يعتبر الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء “محايداً للكربون”؛ فعند احتراقه، يطلق ثاني أكسيد كربون كان قد امتصه النبات أصلاً من الغلاف الجوي أثناء نموه. وبذلك، فإنه لا يضيف كرباً جديداً إلى الدورة البيئية، على عكس الوقود الأحفوري.

الإدارة الذكية للمخلفات (تحويل العبء إلى مورد)

أحد أكبر تحديات الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء هو التعامل مع النفايات. يعمل الغاز الحيوي على:

• تقليل طمر النفايات: بدلاً من تراكم النفايات العضوية في المكبات، يتم تحويلها إلى طاقة.

• منع انبعاث الميثان: النفايات التي تتحلل في الهواء الطلق تطلق غاز الميثان (وهو غاز دفيئة أقوى بـ 25 مرة من CO_2). باحتجاز هذا الغاز في خزانات محكمة، نحن نمنع كارثة مناخية محققة.

تعزيز الاقتصاد الدائري (السماد الحيوي)

لا تقتصر فائدة الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء على الغاز فقط؛ فالمادة المتبقية بعد عملية التخمير (Digestate) تُعد سماداً عضوياً غنياً:

• يقلل الاعتماد على الأسمدة الكيميائية التي تستهلك طاقة هائلة لإنتاجها وتلوث التربة.

• يعيد العناصر الغذائية (مثل النيتروجين والفوسفور) إلى الأرض مرة أخرى.

تنوع التطبيقات التكنولوجية الخضراء 

بفضل التطور التقني، لم يعد الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء مقتصرًا على الطهي في القرى، بل دخل في مجالات معقدة:

• توليد الكهرباء والحرارة (CHP): استخدام الغاز لتشغيل توربينات توليد الكهرباء مع استغلال الحرارة الناتجة في التدفئة الصناعية.

• الغاز الحيوي المضغوط (Bio-CNG): بعد تنقية الغاز من الشوائب، يمكن استخدامه كوقود للشاحنات والحافلات، مما يقلل تلوث المدن.

• الحقن في شبكات الغاز الطبيعي: يمكن ترقية الغاز الحيوي ليكون بجودة الغاز الطبيعي (Biomethane) وضخه مباشرة في الشبكات الوطنية.

أمن الطاقة والاستقلالية

يوفر الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء حلولاً محلية لإنتاج الطاقة، مما يقلل الاعتماد على استيراد الوقود الأحفوري، ويدعم المجتمعات الريفية والزراعية لتصبح “مكتفية ذاتياً” طاقوياً.

الغاز الحيوي يدعم التكنولوجيا الخضراء

إنتاج الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء ليست مجرد توليد طاقة، بل هي نظام متكامل يهدف لتقليل البصمة الكربونية. يساهم الغاز الحيوي في ذلك عبر:

أ. إنتاج الطاقة المتجددة

يمكن استخدام الغاز الحيوي الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء في إنتاج الكهرباء والطاقة المتجددة، كما يمكن تنقيه الغاز الحيوي ليصبح “بيوميثان” وضخه في شبكات الغاز أو استخدامه وقوداً للشاحنات.

ب. السماد العضوي (Bio-Slurry)

المادة المتبقية بعد الإنتاج هي سماد عضوي غني بالنيتروجين والفسفور والبوتاسيوم، يغني المزارعين عن الأسمدة الكيماوية التي تضر التربة وتستهلك طاقة كبيرة في تصنيعها.

ج. حماية المناخ

غاز الميثان المنبعث من تحلل النفايات في الهواء الطلق أقوى بـ 25 مرة من ثاني أكسيد الكربون في إحداث الاحتباس الحراري. ومن خلال “حبس” هذا الغاز واستخدامه، نحن نمنع كارثة مناخية محققة.

تقنيات التكنولوجيا الخضراء في إنتاج الغاز الحيوي

تُعد تقنيات إنتاج الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء  ركيزة أساسية للاقتصاد الدائري؛ حيث تهدف لإنتاج الطاقة وتقليل الانبعاثات وإدارة النفايات بمستدامة. وتتنوع هذه التقنيات لتشمل:

1. تقنيات المعالجة الأولية (Pre-treatment Technologies)

تُستخدم لتحسين إنتاج الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء بكفاءة المواد الخام وتسهيل عمل البكتيريا، مما يزيد كمية الغاز المنتج:

• المعالجة الحرارية المائية: تعريض النفايات لدرجات حرارة وضغط مرتفعين لتفكيك الألياف المعقدة.

• المعالجة الميكانيكية: طحن المواد لزيادة مساحة السطح المعرض للبكتيريا.

• المعالجة الكيميائية الخضراء: استخدام أحماض أو قواعد صديقة للبيئة لتسريع التحلل.

2. تقنيات المفاعلات الحيوية المتطورة (Advanced Anaerobic Digestion)

وهي حجر الاساس لعملية إنتاج الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء ، حيث يتم تحويل المادة العضوية إلى غاز:

• الهاضم اللاهوائي ذو التحريك المستمر (CSTR): يضمن توزيع الحرارة والمغذيات بشكل متساوٍ لرفع الكفاءة.

• التخمير الجاف (Dry Fermentation): تقنية تسمح بإنتاج الغاز من مواد صلبة، مما يوفر استهلاك المياه.

• المفاعلات الحيوية الغشائية (MBR): تدمج بين التحلل اللاهوائي والأغشية لضمان نقاء أعلى وفصل البكتيريا بفعالية.

3. تقنيات ترقية وتحسين الغاز (Biogas Upgrading)

الهدف منها تحويل الغاز الحيوي إلى ميثان حيوي (Biomethane) بنقاء يزيد عن 97%:

• فصل الغاز بالأغشية (Membrane Separation): استخدام أغشية دقيقة تسمح بمرور ثاني أكسيد الكربون وتحتجز الميثان.

• امتزاز التأرجح بالضغط (PSA): استخدام مواد ماصة تفصل الشوائب تحت ضغط مرتفع.

• الغسل بالمياه (Water Scrubbing): تقنية تعتمد على ذوبان CO_2 في الماء، وهي من أكثر الطرق استدامة.

4. تقنيات التكامل مع الهيدروجين الأخضر

يتم حقن الهيدروجين الأخضر داخل المفاعل ليتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون، مما يحوله إلى ميثان إضافي (تفاعل ساباتييه الحيوي)، لتحقيق كفاءة قصوى وصفر انبعاثات CO_2.

5. تقنية “صفر نفايات” (Digestate Management)

تمتد لمعالجة المخرجات (المهضومات) لتحويلها إلى أسمدة عضوية عالية الجودة، مما يقلل الحاجة للأسمدة الكيميائية الضارة بالتربة.

ختاماً، يمثل الغاز الحيوي والتكنولوجيا الخضراء أحد الدعائم الجوهرية للتكنولوجيا الحديثة الصديقة للبيئة ، فهي تحول “النفايات” من عبء بيئي إلى مورد اقتصادي وطاقي مستدام.

فيديو .. تكنولوجيا الغاز الحيوي .. طريقة أكثر استدامة 

المراجع :

• تقريراً حول جهود مؤسسة الطاقة الحيوية فى نشر تكنولوجيا الوقود الحيوي فى مصر – وزارة البيئة المصرية 
• دراسة بحثية لمشروع توليد الغاز الحيوي لتحقيق التنمية الريفية المستدامة – وزارة التنمية المحلية المصرية

• إنتاج الغاز الحيوي المستدام – organicabiotech