بقايا الطعام مصدر للطاقة النظيفة

الأنباط -

 

الأنباط – العقبة - د. نهاية القاسم

 

في الوقت الذي أصبحت تستنزف فيه الطاقة التقليدية وتلوح في الأفق أزمة شح البترول، تظهر قضية تدوير النفايات كحل جوهري يساهم في تنشيط الحركة الإقتصادية وتوفير الطاقة، ولقد عملت معظم البلدان، وخاصة العربية ، على مشروع استخراج الطاقة من النفايات بشكل عام، بعيدًا عن التخصيص المتمثل في اعتماد تقنية الطاقة النظيفة، والتي تتحقق عن طريق استخراج الطاقة الحيوية من بقايا الطعام، فكيف تتم هذه العملية من الناحية التقنية، وأين الدول العربية والعالمية منها؟

 

تعتبر بقايا وفتات الطعام والعلب المتسخة بالطعام بمثابة المصدر الأكبر للنفايات لدينا حيث تشكل ما يقارب من % 50 من النفايات التي نرميها؛ وبالتالي تصبح فتات وبقايا الطعام مصدراً وليست مجرد نفايات، ومن خلال المشاركة في برنامج إعادة تدوير بقايا الطعام يتم إرسال بقايا الطعام والعلب الملوثة بالطعام إلى معامل تحويل بقايا الأطعمة الى سماد عضوي. بدلاً من تجميعها في مكبات النفايات، لتكون بمثابة مصدر غني يستعمل من قبل محبي المناظر الطبيعية والمزارعين.

 

عملية التحويل إلى سماد عضوي هي الإضافة الأهم التي تمنح للتربة، فاستخدام هذا السماد هو طريقة بسيطة وسهلة لإضافة دبال غني بالمواد العضوية المغذية الأمر الذي يدعم نمو النباتات ويعيد الحيوية إلى التربة الفقيرة، إضافة الى أنها مجانية وسهلة التحضير وجيدة للبيئة.

 

مزايا تحضير السماد العضوي

 

1- مادة مهيئة للتربة. فباستخدام السماد العضوي تكون قد زدت من . غنى تربة الحديقة والمرج بالمواد العضوية. الأمر الذي يساعد على إضافة مواد صحية مفيدة لمزروعاتك، فضلا عن المساعدة على الإبقاء على رطوبة التربة.

 

2- إعادة تدوير نفايات المطبخ حيث يساعد تصنيع السماد  العضوي على التخلص مما يقارب من % 30 من النفايات المنزلية من حاوية النفايات.

 

3- إضافة كائنات عضوية مفيدة للتربة تساعد الكائنات العضوية  الدقيقة الموجودة في السماد العضوي على تهوية التربة فضلا عن تفكيك المواد العضوية لاستفادة النباتات وإبعاد الأمراض عن النباتات.

 

4- يوفر السماد العضوي فوائد جيدة للبيئة وبدائل طبيعية للأسمدة  الكيماوية.

 

5- الحد من نفايات مكبات النفايات إذ تمتلئ غالبية مكبات النفايات بسرعة؛ والعديد منها قد أغلق مع العلم بأن ثلث النفايات في المكبات تتألف من مواد صالحة لتصنيع السماد العضوي.

 

علينا أن نقلل من نفايات الطعام، وذلك عبر إجراء تقييم للنفايات المحتملة، وتعديل كميات الشراء ومراعاة توقيت الإنتاج ومعالجة الممارسات الخاطئة وأيضا استعراض قوائم الاستخدامات الثانوية، مثل أن نحول فائض الأرز إلى أرز مقلي، ليصبح طبقا لذيذا له شعبية، كما يمكن للأسرة أن تقلل من حجم الوجبات المفرطة، وتعد المؤسسات أهم الأماكن المطلوب منها المساهمة في عملية التقليل، خاصة مقاصف الكليات والمصانع، فعلى هذه المؤسسات أن تحدد الأغذية على قائمة الطعام دون إسراف، ومن خلال المتابعة لما يحدث حولنا في العالم نجد أن معظم المتاجر في الغرب، وبالتعاون مع المنظمات غير الحكومية تحد من هدر الطعام، عبر تقديم وصفات حول كيفية تخزين المواد الغذائية على نحو أفضل، وتوفير أحجام مختلفة من المنتجات التي تباع، كما تم تغيير سياسة بيع المواد الغذائية في العروض، مثل نصف السعر عوضا عن اثنين في واحد، وبيع المنتجات الزراعية مباشرة إلى المستهلكين، من خلال أسواق المزارعين والمحلات الزراعية، وهو أمر مفيد للحد من الظاهرة.

 

التقليل من الاستهلاك وعملية التخلص من بقايا الطعام

 

إن أفضل طريقة لعدم انتاج بقايا للطعام هو تنظيم وإدارة الاستهلاك بالنسبة للأطعمة، وهذا يتطلب تغيير نمط الاستهلاك، فيما يتعلق بتغيير نمط الاستهلاك عند المستهلكين، فإن أفضل طريقة للتخلص من نفايات الطعام هو عدم توليدها، ومن أهم الإجراءات للحد من مستوى الاستهلاك ما يلي :

 

1-  أن نضع خطة خاصة عند الذهاب إلى المتجر، ونقوم بشراء ماهو موجود على اللائحة فقط. وتنصح المستهلك أن لا يشتري إلا ما يحتاج إليه، ومن يشتري كميات كبيرة عليه تخزينها بشكل صحيح، ونحن بحاجة لأن نفكر فيما ينبغي أن نأكل وليس ماذا نريد أن نأكل.

 

2-  أن ننتهي من استهلاك الطعام الذي نشتريه قبل أن نذهب إلى شراء المزيد، وعلينا أن نعرف، كيف يمكن أن نعيد استخدام بقايا الطعام الزائد، وهناك مواقع تعلمنا كيف يمكن أن نصنع وصفات من بقايا الطعام.

 

3-  الأهم من ذلك كله أن نعمل على إطعام الجياع، حتى في الدول الغنية هناك فقراء ليس لديهم استطاعة لتأمين وجبتهم القادمة، ويتم التبرع بالمواد الغذائية التي لم يتم العبث بها، وهنا يأتي دور الجمعيات الإنسانية التي عليها أن تستلم من الفنادق والمطاعم والحفلات لتوصل بشكل يومي إلى تلك الأسر المحتاجة، وخاصة العمال محدودي الدخل.

 

4- أيضا الأمر الجيد أن الأسر التي لديها حيوانات ستجد للمتبقي من الطعام منفذا للاستهلاك بشكل جيد، والأفضل من أن يرمى في المكب ويتعفن، يمكن لمن لديه كميات ضخمة أن يقدم تلك الكميات إلى حديقة الحيوانات، وكذلك بقايا ولائم القصور والمناسبات يمكن الاستفادة منها، وطبعا سيكون ذلك بالتشاور مع خبراء التغذية الحيوانية، وبعض الشركات يمكن أن تعمل على تحويل الغذاء المرتجع إلى مواد غذائية بأشكال تجارية للحيوانات الأليفة، وأيضا بالنسبة للأغراض الصناعية من دهون وزيوت وشحوم، وقد عملت مؤسسات تجارية على تحويلها إلى منتجات تجميلية، وبعضها تم تحويله إلى منتجات نظافة مثل الصابون السائل والجامد أو الصلب.

 

مصانع خضراء

 

يجب الاهتمام برفع الحمل عن البيئة التي نعيش فيها على قدر إمكانياتنا واستطاعتنا، ولذلك إن جئنا إلى صناعة السجاد نجد أن عملية التحليل اللاهوائي للمواد العضوية تنتج منتجات مفيدة، وبدلا عن رميها في النفايات، يمكن أن يستفاد منها في إنتاج مواد التغليف، وكلما قللنا من التخلص منها في المكبات فإننا سوف نعمل على الحد من انبعاث غازات دفيئة ترفع من الحرارة وتساهم في ارتفاع معدلات الاحتباس الحراري.

 

أيضا هناك استخدام النفايات الغذائية المعاد تدويرها على هيئة سماد عضوي، له فوائد بيئية عديدة مثل تحسين صحة التربة وقدراتها، وهي تزيد من مقاومة الجفاف وتقلل من الحاجة إلى الأسمدة الكيماوية، ومن مميزات تحويل الغذاء المتبقي إلى سماد أنه يخفف الضغط على شبكات الصرف الصحي. وفي حال تحدثنا عن النفايات سنجد أن هناك شركات بيئية تساهم بشكل كبير في الاستفادة من المخلفات وإعادة تدويرها. وتأتي نسبة النفايات الصلبة المرتفعة في الدولة كنتيجة متوقعة للنمو الاقتصادي المرتفع، وهو الناتج بدوره عن الثورة الصناعية، ونمو قطاع السياحة وقطاعات التجزئة، ولذلك تأتي المبادرات التي تطلقها الهيئات والسلطات في بعض الدول، بهدف اتخاذ خطوات مختلفة لفصل النفايات الصلبة، وإعادة تدويرها إلى أقصى حد، ولكن الدولة بحاجة إلى المزيد من المصانع الخضراء، التي تعمل في إعادة التدوير بدون إضرار وإنهاك للبيئة، كما أننا بحاجة إلى المزيد من التثقيف للناس حول فرز النفايات قبل أن ترمى إلى سلة المهملات، وهذا ما تسعى إليه.

 

استجابة الفضلات لعملية التخمير

 

تحتوي فضلات الطعام على نسبة كبيرة من المياه والقليل من الأجزاء الصلبة، مما يجعلها مثالية للتخمير، غير أن مدى استجابة هذه الفضلات لعملية التخمير تختلف من طعام إلى آخر، فعلى سبيل المثال إن الفواكه الحمضية التي تحتوي على حموضة عالية أكثر استجابة للتخمير، وقبل معالجة فضلات الطعام في المختبر يتم ضبط درجة الحموضة، ويتم ذلك عبر وضع هذه المواد في حاويات تخزين مختلفة، بعد ذلك حساب كمية فضلات الطعام واختيار حاوية التخزين المناسبة من أجل مزجها حتى تتحول إلى كائنات دقيقة جدًا، حيث تبدأ تلك الكائنات بإنتاج غاز الميثان في غضون أيام قليلة، ويجب أن تتم عملية التخمير في ظروف لاهوائية، ودرجات حرارة ملائمة للعمليات الحيوية التي تقوم بها البكتيريا الموجودة في مفاعل الغاز الحيوي (حوض التخمير).

 

المجالات الحرارية لتوليد الغاز الحيوي

 

هناك ثلاثة مجالات حرارية يتم فيها توليد الغاز الحيوي، وهي  التخمير البارد، والذي يتم ضمن مجال حراري يتراوح بين 15 إلى 20 درجة مئوية؛ وفيه تكون مدة بقاء المادة العضوية في المخمِّر طويلة نسبيًّا، وكمية الناتج الغازي لكلِّ متر مكعب من حجم المخمِّر قليلة، التخمير الساخن، وذلك ضمن مجال حراري يتراوح بين 25 إلى 40 درجة مئوية؛ وفيه تكون مدة بقاء المادة العضوية في المخمِّر متوسطة، وكمية الناتج الغازي لكلِّ متر مكعب من حجم المخمِّر متوسطة، والتخمير الحار، والذي يتم في مجال حراري يتراوح بين 40 إلى 65 درجة مئوية؛ وفيه تبقى المادة العضوية في المخمِّر وقتًا قصيرًا، وكمية الناتج الغازي لكلِّ متر مكعب من حجم المخمِّر كبيرة.

 

إن عملية التحلُّل اللاهوائي، التي تحدث عادةً في شكل طبيعي في أعماق البحيرات والتجمعات المائية وأعماق التربة وفي مكبَّات النفايات، تتم في المخمِّر على مراحل متعددة. المرحلة الأخيرة في سلسلة التفكُّك العضوي هي غازات الميتان التي تنتج بنسبة 55% إلى 65%، وغاز ثاني أكسيد الكربون بنسبة 35% إلى 45%، مع نسب ضئيلة جدًّا من الهيدروجين والأوكسجين والنتروجين ونترات الأمونيوم، وكذلك من كبريتيد الهيدروجين H2S.

 

المكونات الأساسية لمنشأة التخمير

 

حوض التخمير (مفاعل الغاز الحيوي): ويمثل النواة الأساسية في المنشأة، ويتم تشغيله في غالب الأحيان تحت درجات حرارة ثابتة، حيث تقوم البكتريا بعملية تجزئة المادة العضوية التي قد تبقى في المخمِّر مدةً تتراوح بين 10 و35 يومًا، وتتم تغذية جهاز التخمير بشكل مستمر أو متقطِّع وغير منتظم، يمكن بناء هيكل حوض التخمير بشكل أفقي أو عمودي؛ والمواد المستخدمة قد تكون من البيتون، أو من الصفائح الفولاذية بشكل قابل للفِّ، وأحيانا من البلاستيك، كما إن عملية التخمير يمكن أن تكون رطبة أو جافة، إلا أن معظم المنشآت في القطاع الزراعي تعمل على مبدأ التخمير الرطب.

 

تجارب عالمية رائدة

 

تعتبر ألمانيا هي أول دول العالم في إنتاج الوقود الحيوي، حيث توصل العالم الألماني تيمو بروكر الباحث بمعهد تقنيات التغذية إلى وسيلة لاستخراج الوقود الحيوي من بقايا الخبز والبيتزا بعد تخمرها.

 

أما النمسا، فهي رائدة في ما يتعلق بإعادة تدوير زيوت الطهي المستخدمة وتوليد الطاقة منها. وتحت شعار "الطاقة المتجددة والوقود من الدهون" تم ابتكار نظم مختلفة لتجميع زيوت الطهي وإعادة تدويرها بهدف الاستفادة منها، وهذه الزيوت بمثابة الكتلة الحيوية السائلة، التي يتم استخدامها لإنتاج وقود الديزل الحيوي والطاقة الخضراء.

 

في النمسا يتم تشغيل محطة إقليمية لتدفئة المباني بالزيوت المستعملة، وهي تولد ما يكفي من الكهرباء لسد حاجة حوالى 3500 شخص سنويًا. ومنذ عام 1999 أصبح هناك نظام مركزي لتجميع الدهون في مقاطعة تيرول، وتبلغ كمية زيوت الطعام المتجمعة من المطاعم ومن المنازل في تلك المقاطعة 1800 طن سنويًا.

 

وبعد تجميع الزيوت يتم تنظيفها من بقايا الطعام في محطة خاصة بالقرب من مدينة انسبروك، ومن ثم تستخدم هذه الدهون كوقود للسفن بعد إدخال تعديلات على المحركات التي تعمل أساسًا بالديزل. ويشغل المحرك مولد للكهرباء، وبهذا تزود شبكة الكهرباء سنويًا بطاقة خضراء تبلغ 600 مليون كيلوواط في الساعة.

 

 

 

ناقلة ركاب تستخدم غاز الميثان

 

وفي بريطانيا، فإن الغاز المستخرج من مواقع النفايات يمثل ربع الطاقة المتجددة المنتجة في البلاد، ويولد كهرباء تكفي نحو (900) ألف منزل. كما تم تشغيل أول ناقلة ركاب بسعة (40) راكبًا بين مدينتي برستل وباث الإنجليزيتين، باستخدام غاز الميثان الحيوي الناتج من تدوير الفضلات وبقايا الطعام.

 

تستطيع الحافلة قطع مسافة (300) كيلومتر لكل خزان وقود. ونظرًا الى نجاح تشغيل هذا النوع من الحافلات، فقد افتتحت في مدينة ريدنج الإنجليزية محطة تعبئة غاز الميثان الحيوي الناتج من تدوير الفضلات، لتشغيل (34) حافلة غاز ميثان حيوي و(113) سيارة نقل أجرة عاملة في المدينة، وذلك بكلفة مليون جنيه أسترليني.

 

كما أقيم في انكلترا مصنع  يحول كل يوم نحو 18 ألف طن من فضلات الطعام إلى 2500 متر مكعب من الميثان، الذي يستخدم أساسًا بعد ذلك لإنتاج الطاقة الكهربائية. المبدأ العلمي للعملية يرتكز على كائنات حية دقيقة تفكك الطعام وسط غياب الأكسجين. يتم التقاط الغازات الناتجة من عملية التفكيك تخزن وتستخدم.

 

وفي الولايات المتحدة الأميركية، توجد تكنولوجيا توليد الكهرباء من النفايات منذ السبعينات، كما تشير بذلك بعض التقارير، حيث قامت باستخدام النفايات المحتوية على مواد عضوية التي يسهل تخمرها بوساطة البكتيريا مثل الورق والقماش والخشب وبقايا الطعام لإنتاج غاز الميثان، ومن ثم إنتاج الطاقة الكهربائية.

 

وقامت بعض الشركات في الولايات المتحدة باستغلال هذا التفاعل الذي يحدث طبيعيًا في مستودعات النفايات لإنتاج الميثان بطاقة تصل إلى نحو (140) ألفًا من الأمتار المكعبة في اليوم، وتتم الاستفادة من المخلفات الصلبة في الريف بطريقة مماثلة فتجمع المخلفات النباتية، مثل حطب القطن وقش الأرز وتخلط بنفايات الحيوانات، ثم يعرض هذا الخليط لفعل البكتيريا في آبار متوسطة العمق.

 

شمولية التجربة في البلدان العربية

 

لم تركز الدول العربية على توليد الطاقة من المواد العضوية فقط، بل عمدت الى استخدام النفايات بشكل عام كمصدر للطاقة البديلة، حيث يقدر حجم النفايات الصلبة التي تنتجها دول الخليج بنحو (70) ألف طن يوميا، إلا أن نسبة ما يعالج منها تقدر بنحو (20%) فقط.

 

يقدر متخصصون حجم خسائر دول مجلس التعاون الخليجي الناجمة من عدم تدوير النفايات بمبلغ يتراوح بين (5 و7) مليارات دولار سنويًا، لذلك أطلقت إمارة دبي أول مشروع من نوعه في المنطقة، يتم من خلاله الاستفادة من الغازات المستخرجة من النفايات بتحويلها إلى طاقة كهربائية نظيفة، كذلك الأمر في قطر حيث أنشأت الحكومة القطرية مركزًا لإدارة النفايات الصلبة المحلية بتكلفة ملياري دولار.

 

تم تصميم المركز بحيث يتم تحقيق أقصى قدر من استعادة الموارد والطاقة من النفايات عن طريق تثبيت تقنيات لفصلها، ومعالجتها وإعادة تدويرها، ومن ثم تحويل هذه النفايات إلى طاقة. ومن المتوقع أن يقلل المركز من كمية النفايات المحلية التي تدفن لتصل إلى (3%- 5%) مما سيقلل من نسبة النفايات التي يتم التخلص منها بهذه الطريقة بشكل عام إلى(%64%- 92).

 

وفي البحرين يتم تطوير محطة حرارية قرب المنامة قادرة على معالجة (390) ألف طن من النفايات المنزلية سنويًا، وتوليد (25) ميجاواط من القدرة الكهربائية التي ستغذي الشبكة الوطنية، كما وتنفذ أمانة عمّان الأردنية حاليًا مشروعًا لتوليد الطاقة الكهربائية من النفايات ضمن مشروع إدارة النفايات الصلبة في عمّان على مراحل، بتمويل من البنك الدولي بقيمة (40) مليون دولار.//