انتاج الغاز الحيوي Biogas

ويسمى الغاز الطبيعي ويتكون بشكل أساسي من غاز الميثان CH₄ بنسبة 60 – 70 مع ثنائي اوكسيد الكاربون 25 – 30% والباقي تمثل غازات مثل مركبات النتروجين. والغاز الرئيس فيه الميثان قليل الذوبان في الماء مما يسهل عمليات فصله ويمكن ان يضغط الى سائل. ويستعمل كمصدر للطاقة عند احتراقه ويعطي طاقة كبيرة نظراً لكونه مختزل جدا ويستعمل لأغراض عديدة تحتاج الى الطاقة وعمليات انتاجه معقدة جداً.

مصادر الغاز الطبيعي

ينتج الغاز من مصادر مختلفة منها طبيعية واخرى متعلقة بنشاطات الإنسان ومنها :

• انتاجه من المصادر الحفرية وتعد من أهم مصادر انبعاث الغاز الطبيعي، فهو يمكن ان يقتنص في ترسبات الفحم لذلك يكثر في مناجم الفحم سواء السطحية او الموجودة تحت الأرض، كما يعد تداول الفحم من المصادر المهمة لانبعاثه. ويكون مرتبطا بالنفط وعليه فان عمليات استخراج النفط وتكريره تعد من المصادر المهمة لانبعاث الغاز.
• الحيوانات، وتعد الحيوانات المجترة مثل الابقار والعجول والأغنام والجمال من المصادر المهمة لانبعاثه، وينتج من عمليات الهضم في الكرش Rumen ، اذ تقوم الاحياء المجهرية بتخمير العلف وتحويله الى مواد قابلة للاستهلاك من قبل الحيوان في عمليات التخمر المعوي ويلفظ الغاز من قبل الحيوان الى الجو، وينتج من قبل الإنسان أيضاً ولكن بكميات قليلة جدا، وينتج الغاز من معاملة ومعالجة فضلات الحيوان خلال عمليات التحلل اللاهوائي للمواد العضوية وهذه الانظمة قد تكون صلبة او سائلة، وتستعمل عمليات الكمر الحيوي Biocomposting لإنتاج الغاز للأغراض المنزلية في الأرياف باعتماد فضلات الحيوانات كمواد اولية.
• معالجة فضلات المياه، ينتج من معاملة فضلات المدن مثل فضلات الصرف الصحي والفضلات الصناعية، وتجرى المعاملات للتخلص من المواد العضوية الذائبة والمواد الصلبة العالقة والأحياء المرضية والملوثات الكيماوية، كل هذه العمليات تنتج غاز الميثان اذا تمت تحت ظروف لا هوائية، ويمكن التخلص من انبعاث الميثان فيما اذ تمت السيطرة على اقتناصه او استبدال عمليات المعالجة بعمليات هوائية.
• زراعة الرز : تحتاج عمليات زراعة الرز الى أراضي مغمورة بالمياه مما يجعلها ملائمة لتحلل المواد العضوية تحت ظروف لا هوائية، وينتج الميثان الذي تختلف كمياته المنبعثة اعتمادا على ظروف التربة والطقس ويمكن بتطبيق طرق الزراعة ملائمة التقليل من انبعاث الغاز.
• الأراضي الرطبة وتساهم هذه المناطق بانبعاث يصل الى 16% من الانبعاث العالمي اذ ان هذه المناطق توفر ظروف لا هوائية تساعد في تحليل المواد العضوية واستغلالها من قبل مولدات الميثان Methanogenes التي تحتاج الى بيئة خالية من الاوكسجين ورطوبة عالية ومواد عضوية وكلها متوفرة في هذه البيئات.
• حشرات الارضة او النمل الأبيض Termites وتساهم الحشرات بنسبة انبعاث تصل الى 11% من الانبعاث العالمي. وينتج الغاز كجزء طبيعي من عمليات الهضم التي تقوم بها الحشرات، وتختلف الكميات بالاعتماد على نوع الحشرة وكذلك حجم تجمعاتها التي تختلف في مناطق العالم المختلفة.
• مناطق ترسبات المحيطات تساهم بانبعاث يصل الى 5% من المصادر الطبيعية وهي ترسبات صلبة تتكون من أقفاص او تراكيب مشابه تحوي على الماء وغاز الميثان وتوجد هذه التراكيب في المناطق القطبية وعلى شكل ترسبات في المحيطات في المناطق البعيدة عن القارات وتنتشر في كل انحاء الأرض. ويمكن لهذه المناطق اطلاق غاز الميثان عند تغير درجات الحرارة والضغط وتراكيز الاملاح وغيرها من العوامل. وتشير التقارير الى ان هذه الترسبات تحوي كميات كبيرة من الميثان يمكن ان تطلق عند حدوث تكسرات وتصدعات تقلل من ثباتتيها، لذلك تجرى البحوث لمعرفة تأثير تغيرات المحيطات على ثباتية الترسبات.
• حرق الكتلة الحيوية الجافة لغرض توليد الطاقة، وكذلك تساهم أنواع الوقود الاخرى بشكل فاعل في إطلاق الميثان كما في حرائق الغابات وممارسات الإنسان.

العوامل المؤثرة على انبعاث الغاز الطبيعي

تختلف العوامل المؤثرة من بيئة الى اخرى ومنها :

• الطقس وتقلباته.
• الانتاج الزراعي والصناعي.
• انواع مصادر الطاقة المستعملة وطرق استعمالها.
• طرق معاملة الفضلات.

فمثلا الحرارة والرطوبة لها تأثيرات كبيرة على عمليات الهضم اللاهوائي والتي تعد من أهم العمليات الحيوية المنتجة لغاز الميثان، كما يتأثر الانبعاث بكفاءة التقنيات المستعملة في اقتناص الغاز من المصادر المختلفة مثل مناجم الفحم وأنظمة معالجة الفضلات وعمليات استخراج النفط وتكريره.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .