تحويل النفايات إلى موارد للطاقة المتجددة

الاقتصادية - السعودية
يتجه العديد من البلدان والبلديات نحو تحويل النفايات إلى طاقة كوسيلة نظيفة للتعامل مع النفايات. وعندما يفكر معظم الناس في الطاقة المتجددة، فإن ما يتبادر إلى أذهانهم هي الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية، على الرغم من أن هناك مصدرا آخر للطاقة يتجدد يوميا في جميع أنحاء العالم، ألا وهو: النفايات. ويعد استخدام حمأة النفايات كمورد متجدد لاسترداد الطاقة الحل الأمثل لتحقيق الإدارة الفاعلة لحمأة النفايات - التي يتزايد إنتاجها باستمرار - من أجل تلبية معايير جودة البيئة الصارمة، وفي الوقت نفسه المحافظة على إمدادات موثوقة من الطاقة بأسعار معقولة لأنفسنا ولأجيال المستقبل.
وتقود الخصائص القيمة للحمأة - بما في ذلك الطاقة العالية والمحتوى الغذائي، إضافة إلى المعايير الصارمة للتخلص من الحمأة – مهندسي وعلماء البيئة إلى تغيير وجهة نظرهم نحو النظر في الحمأة كمورد حيوي للطاقة وليست كنفايات. وقد يكون هذا الأمر خطوة مهمة نحو تطوير حل مستدام للطاقة لتلبية احتياجات الطاقة في الحاضر والمستقبل، وبالتالي تقليل الاعتماد على الموارد غير المتجددة.
تحويل النفايات إلى طاقة أو الحصول على الطاقة من النفايات هو عملية توليد الطاقة في شكل كهرباء و/أو حرارة عن طريق حرق النفايات. وتحويل النفايات إلى طاقة شكل من أشكال استعادة الطاقة. ومعظم عمليات تحويل النفايات إلى طاقة تولد الكهرباء و/أو الحرارة مباشرة من خلال الاحتراق، أو تنتج مادة وقود قابل للاحتراق، مثل الميثان أو الميثانول أو الإيثانول أو الوقود الصناعي.
ولا تعد استعادة الطاقة من النفايات حقلا بحثيا جديدا، لكن لا يزال تنفيذها يمثل تحديا في بعض البلدان. وعلى الرغم من أن هناك وفرة في النفايات المفيدة في الأسواق الحضرية، فإن الممارسات التي تهدف إلى تحويل النفايات إلى طاقة لا تزال ضئيلة. وتقوم تقنيات تحويل النفايات إلى طاقة (WTET) بتحويل النفايات إلى أنواع مختلفة من الوقود. وتنتج التقنيات المتقدمة لتحويل النفايات إلى طاقة (WTET) الغاز الحيوي، أو غاز الاصطناع، أو الوقود الحيوي السائل أو الهيدروجين النقي؛ وهذه الأنواع من الوقود يمكن استخدامها مباشرة أو في أغراض توليد الكهرباء. وتتمثل تقنيات تحويل النفايات إلى طاقة (WTET) في استخدام التقنيات الفيزيائية والحرارية الكيماوية والبيولوجية بغرض استعادة الطاقة من النفايات.
وتقليديا يشير مصطلح "تحويل النفايات إلى طاقة" إلى ممارسات حرق القمامة. واليوم ينشأ جيل جديد من تقنيات تحويل النفايات إلى طاقة، والتي تتمتع بإمكانية توليد الطاقة المتجددة من الفضلات، بما في ذلك نفايات البلديات الصلبة، والنفايات الصناعية، والنفايات الزراعية، والمنتجات الثانوية للنفايات. والفئات الرئيسة لتقنيات تحويل النفايات إلى طاقة هي التقنيات الفيزيائية التي تقوم بمعالجة النفايات لجعلها أكثر فائدة كوقود؛ والتقنيات الحرارية التي يمكن أن تولد الحرارة، أو زيت الوقود، أو غاز الاصطناع من كل من النفايات العضوية وغير العضوية؛ والتقنيات البيولوجية التي تستخدم تخمير البكتيريا لهضم النفايات العضوية بغرض إنتاج الوقود.
ويمكن لتقنيات تحويل النفايات إلى طاقة معالجة مجموعتين من المشاكل البيئية في الوقت نفسه وهما استخدام الأراضي والتلوث الناتج من مقالب القمامة، والمخاطر البيئية للوقود الأحفوري المعروفة جيدا. ومع ذلك فإن نظم تحويل النفايات إلى طاقة مكلفة وغالبا ما تكون محدودة بالنسبة لأنواع النفايات التي يمكن استخدامها بكفاءة؛ وبعضها فقط هو الذي يمكن تطبيقه اقتصاديا اليوم.
وتقوم تقنيات تحويل النفايات إلى طاقة بتحويل الفضلات إلى أشكال مختلفة من الوقود الذي يمكن استخدامه لتوفير الطاقة. ويمكن أن تشمل مواد النفايات الأولية نفايات البلديات الصلبة (MSW)؛ وحطام البناء والهدم (C & D)؛ والنفايات الزراعية - مثل العلف الزراعي، وروث الماشية - والنفايات الصناعية من مناجم الفحم ومصانع الخشب - أو غيرها من المرافق – بل والغازات التي تنتج طبيعيا في مقالب القمامة. ويمكن استخراج الطاقة من النفايات التي تمت معالجتها وضغطها لتنتج وقودا صلبا، ومن النفايات التي تم تحويلها إلى غاز حيوي أو غاز اصطناع، أو توليد الحرارة والبخار من النفايات التي يتم حرقها. ويشار إلى تقنيات تحويل النفايات إلى طاقة تنتج وقودا باسم تقنيات تحويل النفايات إلى وقود. ويمكن استخدام التقنيات المتقدمة لتحويل النفايات إلى طاقة لإنتاج الغاز الحيوي (الميثان وثاني أكسيد الكربون)، أو غاز الاصطناع (الهيدروجين وأول أكسيد الكربون)، أو الوقود الحيوي السائل (الإيثانول والديزل الحيوي)، أو الهيدروجين النقي؛ ويمكن بعد ذلك تحويل هذه الأنواع المختلفة من الوقود إلى كهرباء.