الفحم الحيوي، وهي مادة متعددة الوظائف تشبه الفحم يقال إنها تساعد في نمو النباتات بشكل أكبر، وتقليل جريان مياه العواصف، وإزالة الكربون من الغلاف الجوي.
جهاز التحليل الحراري للكربون BluSky Carbon، وهو الجهاز الأساسي لصناعة الفحم الحيوي وعبارة عن أسطوانة دوارة بحجم حاوية شحن يبلغ طولها 40 قدمًا تقوم بتسخين المواد العضوية باستخدام الحد الأدنى من الأكسجين.
وفقًا للشركة المصنعة، لا يحترق الخشب في هذه البيئة منخفضة الأكسجين، بل يتحول إلى فحم متعدد الاستخدامات يمكنه حبس الكربون الذي كان من الممكن أن ينطلق من خلال التحلل الطبيعي. يبدأ الغاز الطبيعي تشغيل الآلة، ولكن بعد ذلك يعمل غاز الخشب الناتج عن العملية على دعمها.
يقول ويليام هيسرت، الرئيس التنفيذي لشركة بلوسكاي كاربون: “من المزعج للغاية عدد التطبيقات التي تستخدم فيها الفحم الحيوي”، حيث ذكر بعض هذه التطبيقات: تحسين الاحتفاظ بالمغذيات والمياه، وزيادة إنتاج المحاصيل، وتحسين قوة الخرسانة والبلاستيك والصلب، “طالما أنك لا تستخدم الفحم لحرقه مثل الفحم الحجري، فإن الكربون الموجود فيه يمكن أن يظل مستقرًا، اعتمادًا على كيفية القيام بذلك، لمئات أو آلاف أو ملايين السنين”.
الكثير من الأشجار العامة
الكثير من المدن تنتج كميات كبيرة من رقائق الخشب، ولديها الكثير من الأشجار العامة التي ينتج عنها أخشاب من قطع الأشجار المريضة والتالفة، وتقوم الشركات أو هيئات النظافة أو إدارة الأحياء الأشجار بنفس الشيء، خلافا للأشجار الناتجة عن التقليم أو النخلص من النفايات في الممتلكات الخاصة، وحاليا يتم شحن كل نفايات الخشب هذه إلى مواقع للحرق لتوليد الكهرباء أو التخلص منها في الطرق والشوارع، ولكن إذا تم تحويلها إلى فحم حيوي، قد تمنع الكربون من دخول الغلاف الجوي وتنتج مواد يمكن استخدامها في مشاريع النقل واسعة النطاق والحدائق المجتمعية.
يمكن بيع اعتمادات إزالة الكربون لشركات خاصة تسعى إلى تعويض انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري ، أو إيداعها في حساباتها لتحقيق أهداف خفض الكربون الخاصة بالمدينة.
اعتمادات إزالة الكربون تنطوي على إمكانات كبيرة لتحقيق الإيرادات. ويعمل المجتمع العلمي على تطوير أدوات ونماذج رياضية تسمح لنا بالقول بثقة أكبر إن الفحم الحيوي الذي ينتج بالخصائص التالية سوف يخزن الكربون لمدة 100 عام أو 1000 عام، وذلك من أجل التوصل إلى تقدير أفضل لذلك”.
بعض تقنيات الأفران المتاحة في السوق تنتج الفحم الحيوي “بخصائص متفاوتة بشكل كبير”.
سوق تعويض الكربون
مع تزايد الضغوط التي تواجهها المنظمات في القطاعين العام والخاص للحد من انبعاثات الكربون، فإن سوق تعويض الكربون وإزالته آخذ في النمو، حيث تلعب المنظمات البيئية في كثير من الأحيان دور المراقب الذي يميز بين المبادرات التي تعمل بالفعل على إزالة التلوث وتلك التي “تجعله أخضر”.
تحويل روث الماشية إلى فحم حيوي
قام الدكتور يو جي هو وفريقه البحثي من مختبر أبحاث الهواء النظيف التابع للمعهد الكوري لأبحاث الطاقة (KIER) بتطوير عملية تقوم على الفور بتحويل روث الماشية إلى فحم حيوي (كتلة حيوية وفحم) في مزارع الماشية، وباستخدام العملية التي طورها فريق البحث، من الممكن تحويل 10 أطنان من روث الماشية إلى فحم حيوي في يوم واحد.
تحويل روث الماشية إلى فحم حيوي لا يمنع انبعاث أكسيد النيتروز والأمونيا تمامًا فحسب، بل يمتص أيضًا الكربون من الهواء ويمكنه عزله، مما يجعله وسيلة قابلة للتطبيق لتحقيق الحياد الكربوني في قطاع الثروة الحيوانية.
وبناءً على ذلك، صنفت الحكومة الفحم الحيوي كمجال تكنولوجي أساسي لتحقيق الحياد الكربوني في قطاع الثروة الحيوانية وتخطط لتوسيع استخدام الفحم الحيوي وتحسين إدارة السماد في مزارع الثروة الحيوانية من خلال “استراتيجية الحد من غازات الاحتباس الحراري والنمو الأخضر لقطاع الثروة الحيوانية 2030”.
يعتمد جوهر عملية تحويل السماد إلى الفحم الحيوي (MTB) التي طورها فريق البحث على تقنية التجفيف والإزالة بالماء والتي تقلل من محتوى الرطوبة في سماد الماشية، الذي يزيد عن 80%، إلى أقل من 20%.
نجح فريق البحث في تصميم وبناء نظام متكامل يجمع بين عملية التجفيف المملوكة لمعهد كوريا للآلات والمواد (KIMM)، وعملية التجفيف من شركة DULI TECH المحدودة، وتقنية التحلل الحراري من شركة YOUGI IND المحدودة لتحقيق الأداء الأمثل. باستخدام هذا، يمكن تقليل استهلاك الطاقة الإجمالي بشكل كبير إلى أقل من العُشر مقارنة بطريقة الفرن الدوار التقليدية.
تبدأ العملية بفاصل صلب-سائل على شكل لولبي طورته شركة كيم. يقلل هذا الفاصل من محتوى الرطوبة في روث الماشية، الذي يزيد عن 80%، إلى أقل من 60%. يتم تقليل الطاقة المستخدمة في هذه الخطوة إلى 1% من تلك المستخدمة في العمليات التقليدية القائمة على الحرارة مثل طريقة الفرن الدوار (أفقي، أسطواني). ثم يتم سحق قطع السماد المنفصلة ناعماً إلى أقل من 1 سم في الحجم بواسطة كسارة ذات ثلاث مراحل طورتها شركة DULI TECH Co., Ltd.
وقد تم إثبات هذه العملية في موقع تجريبي في مقاطعة تشيونجيانح، تشونحنام، حيث كانت قادرة على التعامل مع 10 أطنان من روث الماشية يوميًا.
وقد أكمل فريق البحث بنجاح 100 ساعة من تشغيل العملية، مما يثبت جدواها التجارية، وعلى وجه الخصوص، فإن جهاز التجفيف F-COMB الذي طوره معهد كير يتمتع بقدرة تنافسية عالية من حيث كفاءة الطاقة وتكلفة الإنتاج والراحة.
وقد تم وضع الخطط لزيادة الإنتاج إلى أكثر من 100 طن يوميا لتلبية الطلب المحلي وكذلك الطلب الدولي من الصين وأستراليا وإندونيسيا، التي تسعى إلى إدارة النفايات وإعادة التدوير بطريقة صديقة للبيئة.
يتم تحويل معظم روث الماشية في كوريا إلى سماد عضوي، وهناك نقص في التدابير الرامية إلى الحد من الغازات المسببة للانحباس الحراري وجزيئات الغبار الدقيقة للغاية التي تنبعث أثناء هذه العملية.
العملية التي طورناها هي عملية منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة يمكنها تحويل روث الماشية على الفور إلى فحم حيوي في الموقع، وهي بمثابة تقنية رئيسية لمنع المشاكل البيئية في قطاع الثروة الحيوانية وانبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري.
