ما هي آليات تحويل النفايات العضوية إلى طاقة

 مع موارد الطاقة المحدودة في كوكبنا، وبدء هذه الموارد في الانتهاء كان لزامًا علينا البحث عن موارد جديدة للطاقة، ومن إحدى الموارد كانت توليد الطاقة من النفايات، وآليات تحويل النفايات العضوية إلى طاقة:

الترميد
وهو توليد الطاقة الحرارية من خلال حرق النفايات العضوية، وعندما يتم حرق النفايات تتصاعد منها طاقة حرارية، يتم استخدامها في تسخين الماء لدرجة الغليان حتى يتبخر، ويمر هذا البخار في مولدات بخارية لتوليد الطاقة الكهربائية، ومن ثم يتم توصيلها للناس والمتاجر.
وحققت هذه الآلية كفاءة بنسبة تتراوح بين 15 - 27%، ولكن سلبيتها تكمن في غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 الذي يتصاعد من الحريق؛ بحيث ينتج ما يقارب 250 - 600 كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون CO2 من كل طن نفايات يتم إحراقه، بالإضافة للغازات الحمضية التي تصاحب الاحتراق والتي تؤدي لتساقط المطر الحمضي، وبالتالي زيادة في التلوث البيئي، ويمكن حل مشكلة الغازات الحمضية من خلال تركيب مجاريف ومنقيات كلسية على مداخن المحارق.

التغويز
وهي توليد الغاز من النفايات العضوية؛ بحيث يتم دمج النفايات مع الأكسجين O2 أو البخار في حرارة تزيد عن 700 درجة مئوية حتى يتم إنتاج غاز اصطناعي قابل للاشتعال يُستخدم كوقود، أو يستخدم في توليد الطاقة الكهربائية، كما يُمكن تحويله إلى ميثانول وأمونيا، ويعمل على توفير ما بين 7 - 14 مليون وحدة حرارية لكل طن من النفايات.
وسلبية التغويز هي عمليات الاحتراق التي تُصاحب عملية تحويل الغاز، وينتج عنها تصاعد غاز ثاني أكسيد الكربون CO2، ولكن بنسبة ضئيلة، وكما أن الآلية صعبة؛ بحيث تمر في 4 مراحل: في المرحلة الأولى يتم تجفيف النفايات باستخدام الحرارة حتى تصبح كتلة حيوية ويتبخر منها الماء، ومن ثم تدخل في عملية الانحلال الحراري وينتج منها الفحم والقطرانة، وفي المرحلة الثالثة يتم إحراقها في الهواء والأكسجين O2 وينتج منها الماء H2O وثاني أكسيد الكربون CO2، وأخيرًا تنخفض حرارتها بواسطة ثاني أكسيد الكربون CO2 والماء H2O، وينتج منها الهيدروجين H2 وغاز أول أكسيد الكربون CO.

التخمير
وهي إنتاج الغاز الحيوي من خلال تفكيك وتحليل المركبات العضوية لمكوناتها العضوية الأصلية، وفي هذه الطريقة يتم استخدام بكتيريا الميثان للقيام بعملية التخمير؛ بحيث يتم وضع النفايات مع بكتيريا الميثان في أحواض ذات ظروف لا هوائية (مكان خالي من الأكسجين وله درجة حرارة معينة)، ومن الممكن أن يتم التخمير في 3 طرق بناءً على درجات الحرارة، وهي: 

ولكن أنت تعلم أن المشكلة الأكبر في النفايات البلاستيكية؛ لأنها لا تتحلل بشكل طبيعي في الطبيعة، ولذلك تم اللجوء لعمليات الانحلال الحراري بالبلازما البارد لتحويل النفايات البلاستيكية لطاقة؛ بحيث يتم تسخين البلاستيك دون وجود أكسجين، أو اللجوء لآلية التغويز وتسخين النفايات البلاستيكية بواسطة الهواء أو البخار الساخن. 

وينتج عنها غازات الهيدروجين H2، والميثان التي تُنتج الوقود (مثل البنزين والديزل)، أو يتم تعريضها لدرجات حرارة عالية وتسخينها لتوليد الطاقة الكهربائية. 
ولكن تغويز النفايات البلاستيكية يكلف الكثير من المال، ويحتاج الكثير من المرافق والأماكن الآمنة، والاستهلاك المستمر للبلاستيك بكميات هائلة يزيد من كمية النفايات البلاستيكية مما يجعل من الصعب السيطرة عليها.