مع تزايد الطلب على الطاقة في مختلف أنحاء العالم ومواصلة البحث عن مصادر بديلة للوقود الأحفوري، خاصّة المصادر النظيفة والمتجدّدة، فإنّ تحويل النفايات إلى طاقة هو أحد الحلول الواعدة الّتي تسعى الدول لضمّها لمصادر الطاقة البديلة. هذا الحلّ البديل لا يساعد فقط في أزمة الطاقة، بل يساعد أيضًا في أزمة تزايد النفايات الّتي لا تمتلك بعض الدول مكانًا كافيًا لطمرها، وحتّى إن تمّ ذلك، فإنّ غاز الميثان المنبعث منها يشكّل مشكلة بيئية.
في هذا المقال، سنتحدّث أكثر عن المشاريع الحالية والمستقبلية لتحويل النفايات إلى طاقة في مختلف أنحاء العالم، وفي السعودية بشكل خاصّ، وكيف يمكن أن تلبّي هذه العملية الاحتياجات من الطاقة دون الحاجة لحرق المزيد من الوقود الأحفوري، إضافة إلى آلية استخراج الطاقة من النفايات ومقارنتها بالطاقات المتجدّدة.
كيفية تحويل النفايات إلى طاقة: المفهوم والآلية
تختلف كيفية تحويل النفايات إلى طاقة على حسب الطريقة المتّبعة لهذه العملية، إذ هناك آليات مختلفة كلّ لها نتائجها ونوع الطاقة الناتجة فيها يختلف أيضًا. ولنعرّفك أكثر على هذه العملية، سنشرح طرق تحويل النفايات إلى طاقة كلّ على حدى مع آلية تحويل الطاقة في كلّ منها إلى كهرباء.
الحرق المباشر (Incineration)
حرق النفايات المباشر هو الطريقة الشائعة لتحويل النفايات إلى طاقة، ويتمّ ذلك عن طريق حرق النفايات في أفران بدرجات حرارة عالية، ثمّ يتمّ استخدام تلك الحرارة لتسخين الماء الّذي يتحوّل إلى بخار، ويقوم ذلك البخار بتدوير التوربينات الكبيرة الّتي تؤدّي إلى توليد الكهرباء داخل المولّد الكهربائي. الجيّد في هذه الطريقة هو أنّها تصلح لمعظم أنواع النفايات، لكنّها تحتاج إلى إيجاد آلية لتقليل الانبعاثات.
الهضم اللّاهوائي (Anaerobic Digestion)
تُستخدم هذه الطريقة للنفايات العضوية فقط، أي بقايا الطعام وروث الحيوانات وغيرها، حيث يتمّ وضع النفايات في خزّانات مغلقة خالية من الأكسجين، بينما تعمل البكتيريا على تحليلها لإنتاج غاز الميثان. يتمّ استخدام الغاز الناتج تمامًا كما يُستخدم الوقود لإنتاج الكهرباء، حيث يولّد احتراقه حركة تدوير للتوربينات الّتي تقوم بتدوير المولّد الكهربائي لإنتاج الكهرباء. ينتج عن هذه العملية سماد عضوي يمكن استخدامه في الزراعة، لكنّها تحتاج إلى فرز النفايات.
التغويز (Gasification)
في هذه الطريقة، يتمّ تسخين النفايات على درجة حرارة عالية مع القليل من الأكسجين، ويكون الناتج غازًا يسمى بالغاز التخليقي أو الغاز الاصطناعي، حيث يحتوي على الهيدروجين وأوّل أكسيد الكربون. يتمّ استخدام الغاز الناتج كوقود حيث يتمّ حرقه لتدوير التوربينات، والّتي تقوم بدورها بتوليد الكهرباء في المولّد الكهربائي نتيجة الطاقة الحركية. تكون الانبعاثات في هذه الطريقة أقلّ من الحرق المباشر، لكنّها طريقة معقّدة أكثر.
التحلّل الحراري (Pyrolysis)
تناسب هذه الطريقة النفايات العضوية والبلاستيكية، حيث يتمّ فيها تسخين النفايات في غياب الأكسجين، ويكون الناتج زيتًا اصطناعيًا يمكن تكريره كوقود، ويمكن بعد ذلك استخدامه لتدوير التوربينات وتوليد الكهرباء مثل أيّ وقود آخر. هذه الطريقة غير منتشرة كثيرًا، كما أنّها تنتج أيضًا فحمًا حيويًا يمكن استخدامه لتحسين التربة.
مقارنة مع مصادر الطاقة النظيفة الأخرى
الطاقة الناتجة عن تحويل النفايات ليست نظيفة كلّيًا مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، لكنّها خيار أفضل من الوقود الأحفوري وحلّ مناسب للتخلّص من النفايات. ولنتعرّف أكثر على الفرق بينها وبين الطاقات المتجدّدة، يمكننا تلخيص ذلك في المقارنة التّالية:
الاستمرارية والإنتاج اليومي من الطاقة
طاقة النفايات يمكن أن تكون مصدرًا مستمرًّا للطاقة طالما هناك نفايات، ولهذا يمكن الاعتماد عليها على حسب كمّية النفايات الموجودة في منطقة ما، بل وتقوم بعض الدول باستيراد النفايات لتحويلها إلى طاقة. لكن بالمقابل، تعتمد الطاقة الشمسية على وجود الشمس وطاقة الرياح على هبوب الريح، ولهذا ما لم يتمّ استخدام تقنيات تخزين للطاقة، فلا يمكن الاعتماد عليهما لإنتاج الطاقة بشكل مستمرّ دون انقطاع.
التأثير البيئي
عملية تحويل النفايات إلى طاقة كهربائية لها بعض الانبعاثات السامة إضافة إلى الرماد السام، ويجب وضع آلية واضحة لكيفية تقليل هذه الانبعاثات وكيفية التخلّص من الرماد. بالمقابل، تُعتبر الطاقة الشمسية وطاقة الريح طاقات نظيفة تمامًا لا تطلق أيّ انبعاثات سامّة، ولذلك هي صديقة للبيئة أكثر من طاقة النفايات.
الجدوى الاقتصادية
يحتاج إنشاء محطّات لتحويل طاقة النفايات إلى تكلفة عالية مقارنة بمحطّات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، لكنّها تمنح حلًّا للنفايات بدل طمرها إضافة إلى إنتاج الطاقة. بالمقابل، عادة ما يتمّ إنشاء محطّات تحويل النفايات إلى طاقة في المدن الكبرى فقط لأنّها تتوفّر على أكبر كمّية من النفايات، بينما تحتاج محطّات الطاقة الشمسية إلى أرض واسعة وشمس مشرقة، وتحتاج محطّات طاقة الرياح إلى منطقة تهبّ بها رياح قويّة.
تحويل النفايات إلى طاقة في السعودية: أين وصلنا؟
هناك بالفعل اهتمام متزايد بفكرة تحويل النفايات إلى طاقة في السعودية، وتوجد بالفعل مشاريع إمّا قد دخلت حيّز الخدمة أو لازالت قيد التنفيذ أو التخطيط. فهناك مشروع ضخم قد بدأ العمل بالفعل يضمّ ستّ محافظات في السعودية، ويسعى إلى إنتاج 3 مليون طن سنويًا من الوقود عن طريق تحويل النفايات إلى طاقة، كما يُتوقّع أن يقلّل الانبعاثات بحوالي 1.8 مليون طن سنويا.
تدخل مشاريع تحويل النفايات ضمن رؤية السعودية 2030، إذ تسعى المملكة إلى إنتاج 3 جيغاواط من الطاقة الناتجة عن النفايات بحلول عام 2030. لكن رغم ذلك، لازالت هناك تحدّيات كثيرة أمام هذا النوع من المشاريع. فعملية جمع النفايات وفرزها هي عملية تحتاج للكثير من التنسيق بين جهات مختلفة، كما لا يوجد وعي لدى المواطن بفرز النفايات بدل جمعها ورميها معًا، ما يصعّب عملية استخدامها. وفيما يخصّ التكلفة، فإنّ تكلفة هذه المشاريع المرتفعة تجعل الاهتمام بها أقلّ من الاهتمام بالطاقة الشمسية الأرخص في السعودية، رغم أنّها موجّهة بشكل خاصّ للقضاء على النفايات بدل طمرها.
هل يمكن استخدام هذه التقنية في المنازل؟
فكرة تحويل النفايات العضوية إلى طاقة ليست فكرة للمشاريع الكبيرة فقط، بل يمكن تطبيقها في المنزل أيضًا. فمن خلال وضع النفايات العضوية في خزّان محكم لا يدخله الهواء، يمكن الحصول على غاز الميثان، ويمكن استخدام هذا الغاز سواء للطبخ أو لتشغيل سخّان الماء وحتّى كوقود لتشغيل المحرّك الكهربائي لإنتاج الكهرباء. هذه الحلول المنزلية مستخدمة بكثرة، ولنجاحها يجب أن تكون هناك مساحة كافية وإمكانيات لمنع تسرّب الغاز القابل للاشتعال، كما تناسب أكثر المنازل الريفية حيث تكون هناك نفايات عضوية كثيرة مثل روث الحيوانات.
بالمقابل، هناك حلول منزلية أفضل تجعلك تساهم كفرد في دعم الطاقة النظيفة، كما تمنحك الكهرباء وقت الحاجة بسهولة، وذلك عن طريق محطّات الطاقة المحمولة مثل محطّات BLUETTI. يمكن لمحطّات الطاقة المحمولة مثل محطّة BLUETTI AC180 أن تمنحك الكهرباء في المنزل خلال انقطاع الكهرباء أو خلال السفر والتخييم، حيث تأتي بطاقة 1800 واط، كما يمكن شحنها عن طريق القابس أو السيّارة أو الألواح الشمسية.
يمكنك من خلال محطّة BLUETTI AC180 شحن الهاتف والحاسوب وتشغيل الثلّاجة والأضواء والفرن وغيرها الكثير من الاستعمالات. ولأنّها لا تستخدم أيّ وقود، فهي محطّة نظيفة وقابلة للشحن عبر الطاقة الشمسية، ما يجعلها قابلة للاستخدام في الأماكن النائية البعيدة عن شبكات الكهرباء.
خاتمة – خطوات نحو طاقة مستدامة وصديقة للبيئة
يُعتبر تحويل النفايات إلى طاقة خطوة ضرورية نحو مستقبل نظيف ونحو طاقة مستدامة ونظيفة نسبيًا. فإدارة النفايات تمثّل مشكلة في مختلف دول العالم، وذلك لأنّ طمرها ينتج غاز الميثان الّذي ينبعث نحو البيئة ويسبّب تلوّثها. ولهذا فإنّ محطّات تحويل النفايات إلى طاقة بمختلف أشكالها هي مشاريع مهمّة للتخلّص من النفايات وتقليل الانبعاثات وإنتاج طاقة أنظف تساهم في التقليل من الاعتماد على الوقود.
الوصول نحو مستقبل بطاقة نظيفة لا يعني الاعتماد على مصدر وحيد للطاقة النظيفة، فالاعتماد على الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وطاقة النفايات إضافة إلى البطاريات المحمولة الّتي تستبدل المحرّكات ذات الوقود، كلّ هذه يمكنها أن تكون حلولًا متكاملة لإنتاج طاقة نظيفة مستدامة وتقليل الانبعاثات.
الأسئلة الشائعة
كيف يتمّ تحويل النفايات إلى طاقة؟
هناك عدّة طرق لفعل هذا، منها حرقها أو تسخينها للحصول على طاقة حرارية، كما يمكن استخراج غاز الميثان منها عن طريق البكتيريا، ويمكن للطاقة الحرارية أن تتحوّل إلى كهرباء عن طريق تسخين الماء وتحويله إلى بخار يدفع التوربينات لتوليد الكهرباء، كما يمكن أيضًا استخدام الغاز كوقود لتشغيل التوربينات.
هل الطاقة الناتجة عن النفايات نظيفة؟
هي ليست نظيفة تمامًا لأنّ هناك بعض الانبعاثات حسب طريقة تحويل النفايات إلى طاقة، لكنّها حلّ أفضل من الطمر لأنّه ينتج غاز الميثان بقوّة وهو يساهم في الاحتباس الحراري.
تسوق المنتجات من هذا المقال
جدول المقال
