إنتاج وقود غازي وسائل من مخلفات النفايات البترولية والبلاستيكية

إعادة تدويرها تدر مكاسب اقتصادية وبيئية ..د . الطلحي ل اليوم:

اتجه كثير من دول العالم إلى إنتاج الطاقة والوقود من المُخلفات دون الحاجة إلى إحراقها والتخلص منها بطرق مضرة بالبيئة، حيث كرس الكثير من العلماء والباحثين جهودهم من خلال التجارب والبحوث في كيفية تحويل النفايات إلى طاقة يمكن الاستفادة منها.
وتعتبر مشاريع تحويل النفايات إلى طاقة ذات غرض مزدوج، كالحد من كميات النفايات التي تتم معالجتها وتخزينها، أو استخدامها بالشكل العلمي، يساعد على إنتاج طاقة مفيدة بطريقة صديقة للبيئة.
كما زيادة النمو الاقتصادي وتنوع أنماط الإنتاج والاستهلاك أدى إلى زيادة سريعة في تواجد كم هائل من نفايات البترول والبلاستيك في العالم، وقد زاد استهلاك البترول والبلاستيك أكثر بكثير من المتوسط العالمي بسبب التحضر السريع والتنمية الاقتصادية.
وكشف ل "اليوم" باحث في مجال الطاقة المتجددة، أن بحثا علميا جديدا يحمل نتائج مبشرة وبنسبة عالية جدا للوصول الى إنتاج وقود غازي ووقود سائل من النفايات النفطية والنفايات البلاستيكية بواسطة التكسير الحفزي.
زيوت تشحيم السيارات
قال الدكتور طارق عتيق الحميدي الطلحي من جامعة الطائف ل "اليوم": " يعتبر مصدر نفايات البترول من زيوت تشحيم السيارات المستعملة ومصدر نفايات البلاستيك من أكياس البلاستيك التي تستخدم في حفظ الأوراق والمأكولات وخلافه، من النفايات الهامة التي يمكن إعادة تدويرها لإنتاج طاقة هامة يمكن الاستفادة منها في إنتاج وقود غازي ووقود سائل يساهم في رفع اقتصاد الدول، حيث تعامل الكثير من العلماء مع المخلفات المختلفة بطرق نوعية تمكنهم في الاستفادة منها بإنتاج طاقة يخدم البيئة والمجتمع " .
وأضاف " الطلحي " : "أظهرت نتائج البحث العلمي التي أعمل عليها مع مجموعة بحثية بالتعاون مع جامعة كاليفورنيا، والبروفيسور أشرف النجار من جمهورية مصر العربية، نتائج مبشرة وبنسبة عالية جدا للوصول إلى إنتاج وقود غازي ووقود سائل من النفايات النفطية والنفايات البلاستيكية بواسطة التكسير الحفزي من خلال إبحاث متعددة.
وزاد بقوله: " يتم وضع خليط من نفايات البترول ونفايات البلاستيك داخل مفاعل عند درجة حرارة 410 درجات مئوية في وجود الاكسجين مع اضافة هيدروكينون كعامل حافز فتحدث عملية تكسير تأكسدي, و ينتج منها غاز وسائل وفحم ثم تفصل هذه النواتج وترشح وتقدر بطرق التحليل المختلفة لدراسة الخصائص الفيزوكيميائية لنواتج التكسير أيضا يتم تقدير نواتج التكسير من الغاز والسائل بواسطة كروماتوجرافيا الغاز الشعيري، حيث اتضح من ناتج التكسير الحصول على وقود غازي ووقود سائل يخدم المجتمع ".
التخلص من المخلفات بطريقة آمنة
وتابع "الطلحي": "إن أحدث ما توصلت إليه المعرفة في مجال البحث أنه مع زيادة النمو السكاني في أنحاء العالم تزداد المخلفات البترولية والبلاستيكية مما يشكل مشكلة بيئية خطيرة تضر بالمجتمع، وقد جذب ذلك اهتمامنا أولا للتخلص من المخلفات بطريقة آمنة، وثانيا لإنتاج وقود غازي ووقود سائل يساهم في رفع اقتصاد الدول".
وقد تعامل الكثير من العلماء مع المخلفات المختلفة , اضافة إلى أن عملية التكسير التأكسدي للمخلفات في وجود عوامل حافزة تعتبر من أهم الطرق التي تساعد على التخلص من الملوثات وتساعد على إنتاج وقود غالي الثمن من مصادر المخلفات البيئية الخطيرة.
وأبان: "الأهداف التي نسعى إليها من خلال البحث تجميع النفايات البترولية من محطات الوقود، وأيضا النفايات البلاستيكية من جهة لحماية البيئة من ملوثات ضارة، ومن جهة أخرى للاستفادة منها، وبعد ذلك يتم حرق وتكسير هذه النفايات داخل مفاعل في وجود عامل حفاز وأكسجين والتسخين ثم تجميع الغازات والسوائل الناتجة، لننتقل إلى عملية تحليل مكونات الوقود الغازى والسائل الناتج باستخدام كروماتوجرافيا الغاز لتحديد نسب المركبات العضوية الهيدروكربونية وحساب القيمة الحرارية له".
وأيضا توصيف الوقود الغازي والوقود السائل باستخدام طرق القياس البترولية المعتمدة دولياً، وتحديد نسبة كل من الغاز والسائل والفحم نواتج تكسير النقابات، ويتم توصيف السائل الناتج من تكسير النفايات باستخدام طرق القياس البترولية المعتمدة " .
وعن الفائدة المرجوة من البحث، قال "الطلحي": "للبحث ولتنفيذه على أرض الواقع فوائد كثيرة ومتعددة من أبرزها التخلص من النفايات البترولية والبلاستيكية التي تضر بصحة المجتمع والتي تشكل عبئا بيئيا خطيرا، وإنتاج وقود غازي ووقود سائل من مخلفات باستخدام العامل المساعد، واستخدام التقنيات الحديثة لتقييم الوقود والمستخدمة في مجال القياسات البترولية، والمساهمة في رفع الاقتصاد من خلال توفير وقود غازي ووقود سائل، ومقارنة مواصفات الوقود الناتج مع المواصفات الدولية الواجب توافرها".
وأشار "الطلحي" إلى أن زيادة النمو الاقتصادي وتنوع أنماط الإنتاج والاستهلاك أدى إلى زيادة سريعة في تواجد جيل من نفايات البترول والبلاستيك في العالم، وقد زاد استهلاك البترول والبلاستيك أكثر بكثير من المتوسط العالمي بسبب التحضر السريع والتنمية الاقتصادية.
ويعتبر مصدر نفايات البترول هو زيوت تشحيم السيارات المستعملة ومصدر نفايات البلاستيك هو أكياس البلاستيك التي تستخدم في حفظ الأوراق والمأكولات .
طاقة النفايات قطاع يثبت ربحيَّته
بدورهم، أكد مختصون في مؤتمرات عالمية بيئية أقيمت في المملكة أن طاقة النفايات قطاع يثبت ربحيَّته، لتحويل النفايات إلى طاقة بواسطة تكنولوجيات تولِّد منها كهرباء أو حرارة أو وقوداً حيوياً أو وقوداً اصطناعياً، وهذا التحويل لا يعني الحرق فقط.
كما أن اختيار التكنولوجيات يعتمد على خليط النفايات، فكلما ازدادت المواد العضوية ونسبة الرطوبة في النفايات انخفضت كفاءة الحرق مثلاً، حيث إن هذه التكنولوجيات الحديثة تصنف في فئتين: حرارية وغير حرارية. وغالبيتها تولد الكهرباء مباشرة من خلال الاحتراق، أو تنتج وقوداً قابلاً للاحتراق مثل الميثان والميثانول والإيثانول والهيدروجين وأنواع من الوقود الاصطناعي.
وتزداد ثقة العالم بهذه العمليات المتطورة، لأنها توفر طاقات متجددة مأمونة ومجرَّبة تتماشى مع المعايير البيئية الصارمة.
وقال المختصون: إن هناك أكثر من 600 محطة كبيرة لتحويل النفايات إلى طاقة في 35 بلداً حول العالم، وتعالج الدنمارك نسبة من نفاياتها تفوق ما يعالج في أي بلد آخر، إذ يذهب نحو 54 بالمائة منها إلى محطات تحويل النفايات إلى طاقة، وتعالج السويد وبلجيكا وألمانيا وهولندا وإسبانيا وفرنسا واليابان أكثر من ثلث نفاياتها في محطات مماثلة، بالمقارنة مع 14 بالمائة في الولايات المتحدة.
وأوضحوا أن الاستثمار في مجال النفايات الصناعية في المملكة وتحويلها إلى طاقة سيوفر 40 مليار ريال سعودي سنوياً، أي بما يعادل 10.67 مليار دولار أمريكي، مشددين على أن مشكلة النفايات في المملكة تتمثل في عدم الاستفادة منها وتحويلها إلى طاقة أو دون معالجة، وفي مناطق غير مخصصة لها، مع عدم توافر المواقع المهيأة للتخلص السليم من النفايات الصناعية، وغياب القوانين والأنظمة وخطورة التعامل اليومي مع النفايات حسب طبيعتها وحالاتها.
وأكد المختصون أن حرق النفايات الصلبة يحولها إلى رماد مع استرجاع الطاقة، وهو أكثر تكنولوجيات تحويل النفايات إلى طاقة شيوعاً في العالم، وينتج الكهرباء والحرارة. وتستوفي جميع محطات الحرق الجديدة في بلدان منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية معايير الانبعاثات الصارمة، وتخفض حجم النفايات الأصلية بنسبة تتراوح بين 95 و96%، أو 75% من وزنها.
وأشاروا إلى أن اليابان تعالج 40 مليون طن سنوياً من نفاياتها البلدية الصلبة بالطرق الحرارية، وبذلك تحتل المرتبة الأولى عالمياً. لكن معالجة النفايات بالحرق هي موضوع جدل مكثف حول العالم.
طرق تحويل النفايات إلى طاقة
كما تطرق المختصون إلى طرق تحويل النفايات إلى طاقة، موضحين أن النظم البخارية، مثل محارق النفايات، قد تولد ما بين 450 و550 كيلووات ساعة من الكهرباء لكل طن من النفايات البلدية الصلبة، التي تطلق أيضاً نحو طن واحد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
بينما الانحلال الحراري يعد تكنولوجيا أخرى تستخدم فيها الحرارة الفائقة في غياب الأوكسجين، لتفكيك المواد العضوية الغنية بالكربون وإنتاج ثلاثة أنواع من مصادر الطاقة: فحم صلب بنسبة 35 بالمائة وزناً، وزيت سائل (وقود حيوي) بنسبة 40 بالمائة، وغاز اصطناعي هو خليط من أول أكسيد الكربون والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون بنسبة 10 بالمائة. والمنتجان الأولان قابلان للتخزين، أما الغاز فيحرق في عملية الانحلال الحراري التي هي أكثر أماناً وأقل تلويثاً من الحرق.
تحويل البلاستيك المتخلف إلى غاز
ويتيح الانحلال الحراري الاستعمال المباشر للمنتجات، وهناك اتجاه حديث لتحويل البلاستيك المتخلف بعد إعادة تدويره إلى نفط أو غاز، وهذا يولد 1.8 إلى 3.6 مليون وحدة حرارية بريطانية (Btu) لكل طن من البلاستيك. وتبلغ كلفة معالجة النفايات البلدية الصلبة بهذه الطريقة في البلدان الصناعية نحو خمسين دولاراً للطن. مشيرين إلى أن تكنولوجيا «التغويز» تعد وسيلة كفاءة لتحويل أنواع منخفضة القيمة من الوقود والمخلفات إلى غاز اصطناعي. ويمكن تغويز أنواع كثيرة من اللقائم، مثل النفايات البلدية الصلبة، والوقود المشتق من النفايات، والبلاستيك الذي لا يعاد تدويره، ومخلفات الصناعة الزراعية، وحمأة الصرف الصحي المجففة، والفحم. ويتم تحويل هذه اللقائم إلى غاز اصطناعي يحتوي بشكل رئيس على أول أكسيد الكربون والهيدروجين، من خلال تفاعلها بلا احتراق مع كمية مضبوطة من الأوكسجين أو البخار في حرارة عالية تزيد على 700 درجة مئوية.
وتبلغ القيمة الحرارية لخليط الغاز الاصطناعي الناتج 10 إلى 15% من قيمة الغاز الطبيعي في المحطات الكبيرة، ويستعمل الغاز الاصطناعي لتوليد الطاقة الكهربائية وإنتاج الحرارة، ما يعدّ جذاباً من الناحيتين الاقتصادية والبيئية، مؤكدين بأن من أهم الحسنات التي تجعل تغويز النفايات متفوقاً على الحرق هي إمكانية توليد الطاقة الكهربائية في المحركات والتوربينات الغازية، وهذا أرخص كثيراً وأكثر كفاءة من دورة البخار المستعملة في الحرق.
وقالوا: إن كلفة إنشاء محطة لتغويز النفايات بقدرة 680 طناً في اليوم، تناسب مدينة صغيرة أو مجموعة قرى، بنحو 150 مليون دولار، وهي تتطلب عناية فائقة لتحديد أسعار كل عملية.
وأوضحوا أن هناك عدداً من التكنولوجيات الحديثة القادرة على إنتاج طاقة من النفايات وأنواع أخرى من الوقود من دون حرق مباشر. وكثير من هذه التكنولوجيات تنتج طاقة كهربائية من كمية النفايات ذاتها أكبر مما يمكن إنتاجه بواسطة الاحتراق المباشر. وبإمكان بعض التكنولوجيات غير الحرارية أن تحول النفايات بكفاءة إلى وقود سائل أو غاز بعملية استرداد الطاقة.
وبيّن الخبراء المتحدثون أن أهم طريقة للتخفيف من النفايات هي التقليل من إنتاج هذه النفايات، وتشمل استعمال المنتجات المستعملة، وتصليح المعطلة بدلاً من شراء جديدة، واستعمال الأكياس والأكواب المتعددة الاستعمال بدلاً من البلاستيكية وحيدة الاستعمال، وتصميم المنتجات من قِبل المنتجين بطريقة تسهل إعادة تدويرها.
يشار إلى أن هناك دراسات سعودية جادة من أجل تنفيذ مشروعات استثمارية لحماية البيئة تتمثل في تنفيذ أول مشروع سعودي من نوعه في منطقة الشرق الأوسط لتحويل النفايات إلى طاقة كهربائية باستخدام تقنية البلازما كما هو الحال في ماليزيا، واليابان، والولايات المتحدة، وفرنسا، وألمانيا بتكاليف تقدر بحوالي 500 مليون دولار أمريكي وسيعمل المشروع بعد تنفيذه على تحويل ثلاثة آلاف طن من النفايات يومياً إلى 120 ميجاوات من الطاقة الكهربائية، وهذا يمثل عشرة آلاف منزل من الكهرباء في اليوم الواحد.
تدوير البلاستيك حماية للبيئة ورافد اقتصادي
المخلفات البترولية يمكن الاستفادة من إعادة تدويرها