قارن علماء من معهد لايبنيز للهندسة الزراعية والاقتصاد الحيوي، في ألمانيا، تحويل فضلات الأوراق إلى سماد مع استخدامها النشط في مصانع الغاز الحيوي.
تشير الدراسة إلى أن إعادة تدوير الأوراق المعالجة مسبقًا في مصنع الغاز الحيوي لا يولد الكهرباء والحرارة فحسب، بل يقلل أيضًا بشكل كبير من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
نُشرت النتائج في مجلة Resources Conservation and Recycling ، باستخدام برلين كدراسة حالة.
بفضل مناطق المنتزهات العديدة وأشجار الشوارع، تعد برلين واحدة من أكثر المدن خضرة في أوروبا.
ومع ذلك، يتعين على موظفي التنظيف في البلدية العمل بكامل طاقتهم، لجمع حوالي 36000 طن من الأوراق من حوالي 5500 كيلومتر من الشوارع في العاصمة.
عادة ما يتم تحويل هذه الأوراق إلى سماد، ولكن هذا يرتبط بانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، فيما يتعلق بارتفاع أسعار الطاقة، فإن السؤال هو ما إذا كان لا يمكن استخدام الكتلة الحيوية المنتجة بشكل أكثر ربحية لإنتاج الغاز الحيوي.
تحليل سماد الأوراق واستخدامها في إنتاج الغاز الحيوي
في دراسة مقارنة ، قام العلماء في معهد لايبنيز للهندسة الزراعية والاقتصاد الحيوي، بتحليل سماد الأوراق واستخدامها في إنتاج الغاز الحيوي، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا المعالجة المسبقة للأوراق عن طريق الاستدلال على سبيل المثال، لكل من هذه السيناريوهات، تم تحديد انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وإمكانات إنتاج الطاقة باستخدام نموذج تأثيرات استخدام الموارد البيولوجية.
لحساب انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، نظرت الدراسة، من بين أمور أخرى، في امتصاص الكربون للنباتات أثناء عملية النمو (كانبعاثات سالبة لثاني أكسيد الكربون بناءً على محتوى الكربون العضوي لكل نوع من أنواع الأوراق)، ونسبة أنواع الأوراق المختلفة إلى الكمية الإجمالية، كثافة الأوراق، وكذلك استخدام الآلات التي تعتمد على الوقود، مثل منافيخ الأوراق والكنسات، كما تم أخذ الانبعاثات الناتجة عن تصنيع وتشغيل هذه الآلات في الاعتبار.
أظهرت المقارنة الشاملة، أن سيناريوهات الغاز الحيوي كان أداؤها أفضل بكثير من حيث انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مع -140.1 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الأوراق و -167.4 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون، لكل طن من الأوراق المعالجة مسبقًا، على التوالي، من السماد مع 49.0 كغم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون، كما أدى تخمير الأوراق المعالجة مسبقًا في مفاعل الغاز الحيوي إلى أعلى إنتاج للطاقة لكل طن من المواد الأولية.
أدت تدابير منع التحلل السريع للأوراق، مثل التبعثر أو التغذية السريعة في الجهاز الهضمي ، إلى انخفاض صافي الانبعاثات وزيادة إنتاجية الطاقة.
النفايات الحيوية المنزلية
يمكن استخدام الغاز الحيوي المنتج من الأوراق، على غرار الغاز الحيوي المنتج بالفعل من النفايات الحيوية المنزلية، لتوليد الكهرباء والتدفئة في محطات توليد الطاقة والتدفئة المشتركة أو تغذيتها في شبكات الغاز المحلية لتحل محل الغاز الطبيعي الأحفوري: يمكن استخدام حوالي 7.5 طن من الأوراق المعالجة مسبقًا تغطية متوسط استهلاك الكهرباء السنوي لشخص واحد.
الدكتور يارش كريدنويس، رئيس مجموعة عمل نمذجة الأنظمة الاقتصادية الحيوية والمؤلف المشارك للدراسة قال “يمكن أن تساهم أوراق الشجر كمواد خام لإنتاج الغاز الحيوي إلى حد ما في إمدادات الطاقة في المناطق الحضرية، نظرًا لتعدد المساحات الخضراء وأشجار الشوارع، تتمتع برلين على وجه الخصوص بأحد أعلى إمكانات استخدام الكتلة الحيوية للطاقة في أوروبا.
يوضح “ما إذا كان استخدام نفايات الأوراق من المناطق الحضرية لإنتاج الغاز الحيوي مجديًا اقتصاديًا ، يجب توضيحه في مزيد من تقييمات السيناريوهات. على سبيل المثال، قد ينطوي تعديل مصانع الغاز الحيوي فيما يتعلق بمتطلبات تخمير الأوراق على تكاليف باهظة.
