يمكن تعريف الغاز الحيوي بأنه: نوع من الوقود الحيوي يتم إنتاجه بشكل طبيعي من تحلل النفايات العضوية، عندما تتفكك المواد العضوية مثل: فضلات الطعام ونفايات الحيوانات في بيئة لاهوائية (بيئة غائبة عن الأكسجين) فإنها تطلق مزيجًا من الغازات بشكل رئيسي الميثان وثاني أكسيد الكربون لأن هذا التحلل يحدث في بيئة لاهوائية، فإن عملية إنتاج الغاز الحيوي تعرف أيضًا باسم الهضم اللاهوائي.
حيث يُعد التخلص من النفايات العضوية مشكلة ينتج عنها روائح كريهة ويسبب العديد من الأمراض، ولذلك فإن تحويل هذه النفايات إلى غاز عضوي من خلال التخمير اللاهوائي (التحريك اللاهوائي) هو الحل المثالي؛ بهدف التخلص منها بطريقة آمنة.
لا شك أن محطة الغاز الحيوي هي واحدة من أكثر عمليات توليد الكهرباء البيئية الموجودة اليوم، إن استخدام مصانع الغاز الحيوي هو أكثر “كفاءة التحكم في عملية التحلل العضوي” الموجودة حتى الآن لا يتعلق الأمر بابتكارات أو تقنيات رائعة غير متوفرة بالفعل للمستخدمين، يعالج مصنع الغاز الحيوي أي نوع من النفايات العضوية (الخضار والحيوانية السائلة أو الصلبة) وفي عملية محتواة يتم تحويلها إلى طاقة.
يكتسب الاهتمام العالمي بمصادر الطاقة المتجددة زخمًا، حيث ينمو إنتاج الغاز الحيوي بشكل مطرد ويقوم عدد أكبر من الناس بإنشاء مصانع للغاز الحيوي لإنتاج الغاز الحيوي وذلك للحصول على صورة أفضل لما هو جيد للغاز الحيوي ولذلك يمكن تصنيف فوائد الغاز الحيوي الى ايجابيات وسلبيات كالتالي:
إن الغاز الحيوي مصدر متجدد ونظيف للطاقة، حيث أن الغاز الناتج عن الهضم الحيوي غير ملوث بل أنه في الواقع يقلل من انبعاثات الاحتباس الحراري (أي يقلل من تأثير الاحتباس الحراري)،لا يحدث احتراق في العملية مما يعني عدم انبعاث غازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي، لذلك فإن استخدام الغاز من النفايات كشكل من أشكال الطاقة هو في الواقع طريقة رائعة لمكافحة الاحترار العالمي.
من غير المستغرب أن القلق على البيئة هو سبب رئيسي في انتشار استخدام الغاز الحيوي، تعمل مصانع الغاز الحيوي على الحد بشكل كبير من تأثير الاحتباس الحراري فتقوم بتقليل النباتات من انبعاثات غاز الميثان من خلال التقاط هذا الغاز الضار واستخدامه كوقود ويساعد توليد الغاز الحيوي على تقليل الاعتماد على استخدام الوقود الأحفوري مثل النفط والفحم.
ميزة الغاز الحيوي الأخرى هي أنه على عكس الأنواع الأخرى من الطاقات المتجددة فإن العملية طبيعية ولا تتطلب طاقة لعملية التوليد، بالإضافة إلى ذلك فإن المواد الخام المستخدمة في إنتاج الغاز الحيوي متجددة، حيث ستستمر الأشجار والمحاصيل في النمو، يعتبر السماد وبقايا الطعام وبقايا المحاصيل هي مواد أولية ستكون متاحة دائمًا مما يجعلها خيارًا مستدامًا للغاية.
لا تطمر مدافن القمامة الروائح الكريهة فحسب بل تسمح أيضًا بتصريف السوائل السامة في مصادر المياه الجوفية وبالتالي هناك ميزة أخرى للغاز الحيوي هي أن توليد الغاز الحيوي قد يحسن نوعية المياه علاوة على ذلك يعمل الهضم اللاهوائي على تعطيل مسببات الأمراض والطفيليات، وبالتالي فهي فعالة جدًا أيضًا في الحد من الإصابة بالأمراض المنقولة بالماء، بالمثل فإن جمع النفايات وإدارتها يتحسنان بشكل كبير في المناطق التي بها مصانع للغاز الحيوي وهذا بدوره يؤدي إلى تحسينات في البيئة والصرف الصحي والنظافة.
المنتج الثانوي لعملية توليد الغاز الحيوي هو مادة عضوية مخصبة (هضم) وهو مكمل مثالي للأسمدة الكيماوية أو يحل محلها، يمكن أن يسرع تصريف الأسمدة من الهضم نمو النبات ومقاومة الأمراض في حين تحتوي الأسمدة التجارية على مواد كيميائية لها تأثيرات سامة ويمكن أن تسبب التسمم الغذائي من بين أمور أخرى.
التكنولوجيا المستخدمة لإنتاج الغاز الحيوي قليلة الثمن للغاية حيث أنه من السهل إعدادها وتحتاج إلى القليل من الاستثمار عندما تكون على نطاق صغير،يمكن استخدام المحلل الحيوي الصغير في المنزل مباشرةً وذلك باستخدام نفايات المطبخ وروث الحيوانات،يدفع النظام المنزلي لنفسه بعد فترة والمواد المستخدمة للتوليد مجانية تمامًا، يمكن استخدام الغاز الذي يظهر في الطهي مباشرة وتوليد الكهرباء هذا ما يسمح بانخفاض تكلفة إنتاج الغاز الحيوي نسبيًا.
يمكن للمزارع الاستفادة من مصانع الغاز الحيوي ومنتجات النفايات التي تنتجها مواشيهم كل يوم، يمكن أن توفر مخلفات بقرة واحدة طاقة كافية لتشغيل المصباح لمدة يوم كامل.
في المصانع الكبيرة يمكن أيضًا ضغط الغاز الحيوي لتحقيق جودة الغاز الطبيعي واستخدامها لتشغيل السيارات يتطلب بناء مثل هذه المصانع استثمارات رأسمالية منخفضة نسبيًا ويخلق وظائف خضراء، على سبيل المثال في الهند تم إنشاء 10 ملايين وظيفة معظمها في المناطق الريفية في النباتات وجمع النفايات العضوية.
مولدات الغاز الحيوي تنقذ النساء والأطفال من المهمة الشاقة لجمع الحطب ونتيجة لذلك يتبقى وقت أطول للطهي والتنظيف، والأهم من ذلك الطهي على موقد غاز بدلاً من أن يكون على نار مفتوحة يمنع الأسرة من التعرض للدخان في المطبخ، هذا يساعد على منع أمراض الجهاز التنفسي المميتة، للأسف يموت 4.3 مليون شخص في السنة قبل الأوان من مرض يُعزى إلى تلوث الهواء المنزلي الناجم عن الاستخدام غير الفعال للوقود الصلب في الطهي.
حيث أن مصنع للغاز الحيوي سعة 2 متر مكعب يكفي لتوفير احتياجات وقود الطهي لعائلة مكونة من حوالي خمسة أشخاص، مجموعة متنوعة من مواقد الغاز الحيوي متاحة للاستخدام، يمكن استخدام الشعلات العادية لمواقد غاز البترول المسال مع تكبير الفتحة لتلبية الضغط المنخفض للغاز الحيوي من المحللات الحيوية.
يستخدم الغاز الحيوي في مصابيح الوشاح الحريري لأغراض الإضاءة، متطلبات الغاز لتشغيل 100 مصباح شمعة (60 وات) هي 0.13 متر مكعب في الساعة، يستخدم مصباح الغاز الحيوي مباشرة الغاز الحيوي المنتج في هضم الغاز الحيوي وهو مكون لا يقدر بثمن لصناعة الغاز الحيوي ، خاصة في القرى ومع ذلك لا يتم إنتاج هذا المنتج القيم تجاريا في الهند.
للحصول على إضاءة منزلية من الغاز الحيوي يجب على المشغلين استخدام مجموعات مولدات الديزل باهظة الثمن وغير الفعالة والمعقدة لتحويل طاقة الغاز الحيوي إلى كهرباء أولاً قبل استخدامها مرة أخرى بشكل غير فعال للغاية في المصابيح المتوهجة (حيث أن مصابيح CFL الأكثر كفاءة باهظة التكلفة للفقراء القرويين).
إن أهم سبب لرغبة القرويين في الكهرباء في منازلهم هو أن يدرس أطفالهم في الليل، يأتي استخدام الكهرباء لجميع الاستخدامات المنزلية الأخرى في المرتبة الثانية، إذا كان يجب استخدام الغاز الحيوي في المولدات للتحويل إلى الكهرباء فمن الأفضل استخدام مصابيح LED للإضاءة.
العيب المؤسف للغاز الحيوي اليوم هو أن الأنظمة المستخدمة في إنتاج الغاز الحيوي ليست فعالة لا توجد تقنيات جديدة، حتى الآن لتبسيط العملية وجعلها وفيرة ومنخفضة التكلفة وهذا يعني أن الإنتاج على نطاق واسع لتزويد عدد كبير من السكان لا يزال غير ممكن، على الرغم من أن مصانع الغاز الحيوي المتاحة اليوم قادرة على تلبية بعض احتياجات الطاقة فإن العديد من الحكومات ليست مستعدة للاستثمار في هذا القطاع.
بعد التنقية والضغط لا يزال الغاز الحيوي يحتوي على شوائب إذا تم استخدام الوقود الحيوي المولد لتشغيل السيارات فيمكن أن يؤدي إلى تآكل الأجزاء المعدنية للمحرك سيؤدي هذا التآكل إلى زيادة تكاليف الصيانة، المزيج الغازي أكثر ملاءمة لمواقد المطبخ وغلايات المياه والمصابيح.
كما هو الحال مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى (مثل الطاقة الشمسية والرياح) فإن توليد الغاز الحيوي يتأثر أيضًا بالطقس، درجة حرارة البكتيريا المثلى التي تحتاجها لهضم النفايات حوالي 37 درجة مئوية، في المناخات الباردة يحتاج الهضام إلى طاقة حرارية للحفاظ على إمدادات ثابتة من الغاز الحيوي.
عيب آخر للغاز الحيوي هو أن مصانع الغاز الحيوي الصناعية تكون منطقية فقط عندما تكون المواد الخام متوفرة بكميات كبيرة (نفايات الطعام ، السماد)، لهذا السبب يعد توليد الغاز الحيوي أكثر ملاءمة للمناطق الريفية والضواحي.
الفوائد الرئيسية التي يمكن أن يوفرها تركيب الغاز الحيوي هي ما يلي:
العربية
