الغاز الحيوي؛ تعرف معنا إلى ماهيته ومزاياه

مع نضوب الموارد الطبيعية نتيجةً لتزايد متطلبات الإنسان، بات من الضروري البحث بشكل جدي عن مصادر جديدة للطاقة أكثر صداقة للبيئة واستغلالها في إنتاج الطاقة والسماد، من أهم هذه المصادر هو الغاز الحيوي، لذلك يجب تعرف معنا إلى ماهيته ومزاياه وإنتاجه وأهميته في سوريا.

ما هو الغاز الحيوي؟

إن موضوع الغاز الحيوي هو موضوع قديم جديد حيث اكتشف الميثان (وعرف بالهواء القابل للاشتعال) منذ أكثر من 200 عام وعثر عليه حيثما كان هناك تحلل وتخمر الهوائي، فقد أثبت العالم ف.زأوميليانسكي تشكل الميتان في طمي المستنقعات والبحيرات والأنهار والبحار تتسبب بها بكتيريا اللاهوائية عبر عملية حيوية، و منذ عام 1973 اكتشف في الصين، ثم في الهند ومنها انتشر وبشكل متسارع بالعالم ليصبح على شكل شركات ضخمة ومتخصصة لتأمين طاقة ذات دور في حماية البيئة وتأمين فرص عمل وغيرها.

تعريف الغاز الحيوي

يمكن تعريف الغاز الحيوي بأنه الغاز الناتج عن تحلل المادة العضوية بطريقة التخمير اللاهوائي ضمن طرائق مخصصة، ويتشكل غاز الميثان (CH4) أغلبه وهو بلا لون وبلا رائحة وغير مضر يقوم بتطاير بالهواء لأعلى لكون أوزانه أخف من الهواء (نصف كثافة الهواء).

مزايا الغاز الحيوي

إليك أبرز 9 مزايا له:

مزايا سماد الغاز الحيوي

ينتج عن وحدة الغاز الحيوي سماد قوي له عدة مزايا وهي:

أهمية الغاز الحيوي في سوريا

في سوريا كغيرها أصبح من الضرورة إنتاج الغازات الحيوية التي تخلص أهالي الريف من جهد استبعاد النفايات، والتأمينات، والوقود، والكهرباء، والأسمدة النظيفة الخالية من الرائحة الكريهة، والحشرات الضارة، والجراثيم المميتة للنباتات، وبذور العشب الغريب، والتمتع ببيئات نظيفة تغنيها عن الاحتطاب من الغابة الذي يؤدي لتغير مناخي والذي يؤدي بدوره إلى التصحر. بذلك ساهمت الغازات الحيوية في التطور البيئي الريفي وتحقيق دخل إضافي للفلاحين. يبدأ إنتاج الغازات الحيوية في سوريا أو أي بلد من مستوى مختلف يبدأ من محطات صغيرة لإنشاء الطاقات من أجل تلبية الحاجات المحلية، والانتهاء بالمنشأة الضخمة العمالقة للطاقات المركزية لإمدادات الغاز والكهرباء للشبكات الوطنية.

استخدامات البيوجاز في سوريا

• تشغيل موقد متوسط الشعلة لمدة 2-3 ساعة.
• تشغيل دفاية مزرعة دواجن طول 60 سم لساعتين.
• توليد طاقه كهربائية 1.3-1.5 ك. و.س.
• تشغيل مكواة ملابس لثالث ساعات.
• تشغيل فرن متوسط لساعتين.
• أيضا تشغيل كلوب قوة 100 واط لمدة 8-10 ساعة.
• تشغيل آلة احتراق داخلي (محرك) قدرتها حصان واحد لمدة 2 ساعة.
• أيضا تشغيل جرار زراعي وزنه 3 طن لمسافة 2.8 كم.
• تشغيل ثلاجة 10 قدم لمدة 2-1 ساعة.

إنتاج البيوغاز والسماد العضوي

يتكون البيوغاز والسماد العضوي من مادة عضوية واحدة أو عدة مواد مختلطة مثل:

طرق إضافة السماد إلى النباتات

تتم إضافة سماد الغاز الحيوي إلى النباتات بعدة طرق أهمها:

إنتاج الغاز الحيوي

نماذج لوحدات إنتاج الغاز الحيوي

مكونات وحدة إنتاج الغاز الحيوي

تتكون وحدة البيوغاز من أربعة أجزاء رئيسية:

حوض التغذية (حوض الدخول)

وهو الجزء الذي توضع فيه مخلفات الحيوان والمواد الأولية، وتخلط فيه المواد مع الماء وهو غالبًا يكون بقطر متر وارتفاع 0.6 م، ينقل بعدها المخلوط عن طريق أنبوب بأسفل الحوض ذو قطر كبير (حوالي 6 إنش) إلى المخمر، ويجب أن يكون أعلى من حوضي التخمير وتجميع السماد الناتج، ويكون مزود بخلاط معدني يدوي لمزج المادة العضوية مع الماء اللازم.

المخمر أو الهاضم

وهو الجزء الذي تجمع فيه المواد العضوية القادمة من حوض التغذية وتترك فيه حتى تتخمر بواسطة البكتيريا اللاهوائية ولمدة معينة بين 25 و60 يوم حسب طبيعة المادة العضوية المستخدمة. يجب أن تكون محكمة الإغلاق ومزود بأنبوب لخروج السائل المتخمر إلى حوض التجميع على ارتفاع 10-20 سم عن أرضية المخمر، بالإضافة إلى فتحة في الأعلى بقطر واحد إنش مزود بأنبوب لخروج الغاز الحيوي إلى خزان تجميع الغاز الحيوي بواسطة أنابيب بلاستيكية. يجب عزل المخمر في الأماكن الباردة لتمكين البكتريا اللاهوائية من النمو وقيامها بعملية التخمير واستمراريتها.

خزان الغاز

وهو خزان معدني غالبا يكون متحرك للحفاظ على ضغط الغاز الحيوي، يجمع فيه الغاز ومنه يتم توزيعه على أجهزة الوقود والإنارة وغيرها بواسطة أنابيب خاصة مزودة بأساور وأجهزة قياس ضغط الغاز وتدفقه ومصائد بخار الماء.

حوض تجميع السماد العضوي (حوض الخروج)

وهو الحوض الإسمنتي الذي تنتقل اليه المواد السائلة بعد تخمرها وانطلاقة الغازات منها، وهو ما يسمى بالسماد العضوي الحيوي.

مراحل إنشاء وحدة الغاز الحيوي

مراحل عملية إنتاج البيوغاز

الهضم اللاهوائي يستهلك الكربون والهيدروجين والأوكسجين من المخلفات العضوية الطازجة وتبقى العناصر الغذائية المهمة للنبات مثل: الفوسفور، وتمر عملية إنتاج الغاز الحيوي بثلاث مراحل بيولوجية:

مرحلة التحلل

تقوم البكتيريا الهوائية بتحويل المركبات المعقدة الدهنية، والبروتينية، والكربوهيدراتية، بواسطة النشاط الإنزيمي إلى مركبات بسيطة التركيب (حموض أمينية) مما يؤدي لأكسدتها باستهلاك الأوكسجين.

الحامضية

تقوم البكتيريا اللاهوائية بإنتاج أحماض عضويه قصيرة السلسلة من المواد المتحللة بالمرحلة الأولى (حمض الخل، حمض الزبدة حمض البر، والبيون) وتحويل المواد الكربوهيدرات لإنتاج الكحوليات وبعض الغازات أهمها الهيدروجين.

تكوين الميثان

وهنا يبدأ نشاط بكتريا الميثان ضمن ظروف اللاهوائية بتحويل حمض الخل إلى غاز الميتان وغاز ثاني أكسيد الكربون وماء، ويتحد الهيدروجين مع غاز الكربون لينتج غاز الميثان والماء.

عوامل الأمان بوحدات إنتاج الغاز الحيوي

• البعد عن التدخين أو إشعال لهب فوق الأجزاء المكشوفة من وحدة البيوغاز.
• عدم الطرق بأشياء صلبة فوق الخزان أو علي الوصلة المعدنية.
• عدم الكشف عن تسريب الغازات باستخدام النار.
• التأكد من إغلاق المفاتيح الغاز عند عدم استخدام الغاز.

مما سبق تبين لنا تعريف وأهمية الغاز الحيوي في الوطن العربي لاسيما في سوريا، كذلك تم عمل توضيح مفصل لوحدات إنتاج الغاز الحيوي، وذلك لكونه طاقة بديلة وصديقة للبيئة، ورخيصة وضرورية لظروف الحياة العصرية.