تحويل نفايات الكتلة الحيوية إلى منتجات مفيدة تفيد البيئة خالية من الكربون
إعادة استخدام النفايات تساعد البيئة وتعالج الاحتباس الحراري وتعزز صحة الإنسان وتخفف الحاجة إلى الوقود الأحفوري
كتب مصطفى شعبان
في السنوات الـ 200 الماضية، خضع المجتمع لتحولات كبيرة في مجال الطاقة مرتبطة بإدخال مصادر طاقة جديدة، مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي. للتصدي لتغير المناخ، يجب أن يشهد العالم تحولًا آخر للطاقة، حيث يتم الحصول على الوقود والمواد الكيميائية من المواد الأولية المستدامة.
المادة الأولية العملية والمستدامة الوحيدة هي الكتلة الحيوية – أي شيء قابل للتحلل. على الرغم من وجود أنواع وقود ومواد كيميائية مصنوعة حاليًا من الكتلة الحيوية، مثل الذرة والسكر والزيوت النباتية، إلا أن هذه المواد الأولية ليست وفيرة بما يكفي لتكون قابلة للتطوير، الابتكارات العملية مطلوبة للوصول إلى المزيد من المواد الأولية للكتلة الحيوية لتحقيق حلول مجدية وطويلة الأجل.
أمضى مارك هولتزابل، الأستاذ في قسم آرتي ماكفيرين للهندسة الكيميائية بجامعة تكساس إيه آند إم، أكثر من ثلاثة عقود في ابتكار طريقة لتحويل الكتلة الحيوية إلى وقود ومواد كيميائية أساسية، مثل وقود الطائرات وحمض الأسيتيك.
توفير طريقة قيمة لاستخدام النفايات
قال هولتزابل: “بدلاً من التخلص من نفايات الكتلة الحيوية في مكب النفايات، يمكننا استخدام هذا المورد المتجدد كمادة خام”، “يمكن أن يؤثر هذا بشكل كبير على المجتمع من خلال توفير طريقة قيمة لاستخدام النفايات ، مما يساعد البيئة ويعالج الاحتباس الحراري، ويعزز صحة الإنسان ويخفف من الحاجة إلى الوقود الأحفوري.”
يشير هولتزابل إلى طريقته على أنها عملية MixAlco في عمليته، تتم إضافة الكتلة الحيوية – نفايات الورق، أو نفايات البلدية الصلبة، أو حمأة الصرف الصحي، أو روث الحيوانات، أو بقايا الطعام أو محاصيل الطاقة المزروعة لهذا الغرض – إلى خزان بلاستيكي أو خرساني.
يتم تلقيح الكتلة الحيوية بالتربة، والتي تحتوي بشكل طبيعي على الكائنات الحية الدقيقة التي تحلل الكتلة الحيوية إلى أحماض عضوية تتراوح من حمض الخليك ثنائي الكربون (المعروف باسم الخل) إلى حمض الأوكتانويك المكون من ثمانية كربون (المعروف باسم حمض الكابريليك).
إضافة مثبط لمنع إنتاج الميثان
وفقًا لـ هولتزابل، فإن مفتاح عملية MixAlco هو إضافة مثبط في الخزان لمنع إنتاج الميثان، والذي يحدث عادةً في هضم الكتلة الحيوية التقليدية، عندما تجلس الكتلة الحيوية في الخزان ، تتراكم الأحماض العضوية التي يمكن استعادتها.
نظرًا لأن كيمياء تحويل الأحماض العضوية إلى وقود ومواد كيميائية قد تمت دراستها على نطاق واسع خلال العقود القليلة الماضية، فهناك طرق موجودة للتحويل الكيميائي، باستخدام هذه العمليات المعروفة، يمكن تحويل الأحماض المستعادة من عملية MixAlco بسهولة إلى بنزين أو وقود نفاث أو مواد كيميائية صناعية.
في المجموع ، يستغرق هذا التحويل حوالي شهر، ولكن نظرًا لأن الخزانات غير مكلفة ، فإن العملية اقتصادية.
قال هولتزابلي: “يمكن لهذه العملية أن تحول الكتلة الحيوية إلى أي وقود أو مادة كيميائية تُصنع حاليًا من النفط والغاز الطبيعي “، “تسمح لنا هذه النتائج بتحويل نفايات الكتلة الحيوية إلى منتجات مفيدة تفيد البيئة والمجتمع.”
بالإضافة إلى توفير بديل للطاقة، فإن لهذه العملية الطبيعية مزايا أخرى، إذا تم تحويل نفايات الطعام إلى مواد كيميائية ، فإن المواد الكيميائية الناتجة تكون آمنة للاستهلاك البشري، بالإضافة إلى ذلك، المنتجات خالية من الكربون، مما يعني أنها لن تطلق صافي الكربون في الغلاف الجوي.
