كيفية تحويل النفايات الزراعية إلى طاقة نظيفة في الهند؟
إن اعتماد الهند سابقًا على الطاقة الحرارية القائمة على الفحم هو مصدر قلق شديد للبيئة مع تزايد الوعي بظاهرة الاحتباس الحراري، لذا فإن الحكومة تشجع بشدة الطاقة الخضراء، وتشير التقديرات إلى أنه إذا استخدمت جميع النفايات الزراعية في الهند لتوليد الطاقة، فمن المحتمل أن تولد أكثر من 000 50 ميجاوات من الطاقة، في نفس الوقت الذي تعطي فيه دخلاً إضافياً قيِّماً للغاية للمزارعين.
الكتلة الحيوية :المسار السريع للوصول للطاقة الخضراء والنظيفة
على الرغم من أن الحكومة الهندية تتخذ إجراءات عاجلة لتسريع إنتاجها من الطاقة، إلا أن الطلب على الطاقة يستمر في النمو بمعدل سريع لتبقى متفوقة على المصادر المتاحة. فمعدلات النمو الاقتصادي المتسارع لا تشجع فقط النمو الصناعي والإسكان بل تزيد أيضاً من إنفاق المستهلكين على أجهزة الكمبيوتر والثلاجات وأجهزة التلفزيون وأجهزة التكييف والغسالات وغيرها من الأجهزة التي تتطلب الطاقة في كل من المناطق الحضرية والريفية.
إن مشاريع الطاقة الكهرومائية بطيئة ولكن عددًا من مشاريع طاقة الرياح تتحرك بسرعة، ويجري تطوير العديد من مشاريع الطاقة النووية في القطاعين العام والخاص بعد إزالة العقوبات الدولية.
إمكانية الكتلة الحيوية
إن مصدر الطاقة الأكثر انتشارًا والأكثر إهدارًا عالميًا هو مجموعة متنوعة من النفايات الزراعية، بينما تُستخدم بعض من هذه النفايات الزراعية في تغذية المواشي، تُحرق كميات كبيرة من قش الأرز وقشور القصب وغيرها من النفايات الزراعية في الحقول، على عكس قش القمح الذي يستخدم بكامله كعلف
وتعد الهند أكبر منتج في العالم للأرز بعد الصين، وتنتج الهند الآن 98 مليون طن من الأرز مع ما يقرب من 130 طن من القش الذي يستخدم نصفه فقط تقريبًا للعلف، تنتج الهند أيضا حوالي 350.000 طن من قصب السكر الذي يثمر عن حوالي 50 مليون من نفايات قصب السكر التي تعد وقوداً حيوياً ممتازاً، ولاحتوائها على كمية كبيرة من السليكا لايكون لها أي استخدم تجاري وبالتالي يتم حرقها بالكامل، والنفايات الزراعية الأخرى هي الذرة، والقطن، والقمح، والحَب، وعباد الشمس وغيرها من القصبات، واندفاع الثيران (السيركاندا)، وقذائف الفول السوداني، ونفايات جوز الهند، وما إلى ذلك، جميعها تصنع الوقود الحيوي الجيد، يضطر المزارعون الذين يعانون من قيود زمنية لدورات محاصيلهم إلى حرق كميات كبيرة من الكتلة الحيوية التي تسهم في الضباب الكبير والاحتباس الحراري.
وتشير التقديرات إلى أنه في حالة جمع كل هذه النفايات الزراعية واستخدامها لتوليد الطاقة، فمن المحتمل أن تولد أكثر من 50000 ميجاواط من الطاقة، بينما تعطي في نفس الوقت دخلاً إضافياً قيماً للغاية للمزارعين. سوف يتم جمع 120.00 طن من قش الأرز التي يحتاجها كل مصنع بطاقة 12 ميجاوات من حوالي 15000 مزارع ممن يحصلون على دخل إضافي يبلغ حوالي 10000 روبية و500 فدان أو روبية، 2500 بمتوسط لمزارع البنجاب مع حوالي 5 فدانا. لذلك يمكن لكل مشروع إعطاء المزارعين المحليين دخل إضافي تقريبا 4 كرور روبية .
مؤخراً تم أخذ طاقة الكتلة الحيوية على محمل الجد في جميع أنحاء العالم، حيث كانت هناك مشكلات في تجميع الكتلة الحيوية في مواسم قصيرة وبعض التعديلات التقنية الضرورية في تكنولوجيا المراجل، واعترافًا بالإمكانات الضخمة للكتلة الحيوية، قامت الحكومة الهندية بطرح عدة مبادرات جديدة لتسريع إنتاج الطاقة من الكتلة الحيوية التي توفر تعريفات أعلى من تلك التي تقدمها للمشاريع الحرارية، بما أن مشاريع الكتلة الحيوية محايدة الكربون، فهي مؤهلة للحصول على أرصدة كربون قيمة.
وهناك ميزة أخرى كبيرة لمشاريع الطاقة الحيوية وهي أنها صغيرة نسبيًا حيث تتراوح بين 10 إلى 25 ميغاوات وموجودة في المناطق الريفية المتفرقة على نطاق واسع، وبالتالي يمكن استهلاك الطاقة التي تولدها بالكامل في المناطق المجاورة مما يؤدي إلى خسائر أقل في عملية نقلها، ويمكن إنشاء عدد من محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية في أقل من 12 شهرًا من أول لبنة إلى الوحدة الأولى للطاقة المولدة باستثمارات ضئيلة تتراوح بين 50 إلى 100 روبية كرور، (لكن المشروع الأول مثل جميع المشاريع الرائدة واجه العديد من التأخير بسبب العديد من الموافقات الجديدة، وتأثر بالعديد من التغييرات في الحكومة المحلية).
تُحصد كميات هائلة من الأرز وغيره من المنتجات الزراعية بأسطول الهند الحالي المكون من 30.000 حاصده جامعة، بينما تجمع هذه الحاصدات الحبوب الملقاة من القش المكسور التي على الأغلب تعتبر بلا فائدة، يمكن لأسطول الحازمات الملحق بكل مصنع جمعها بكفاءة وجعل الرزم المربوطة مناسبة أكثر للتخزين والمناولة.
وعلى الرغم من ذلك فإن جمع الوقود يمثل مشكلة كبيرة وأسطول من 100 جرار ساحب للحازمات يكلف تقريبا روبية، ولجمع القش المكسور الساقط من الحاصدات يتكلف ذلك 7 كرور في مدة قصيرة من 6-8 أسابيع بين محصول الخريف (الأرز) ومحصول الربيع (القمح).
يتطلب كل مصنع حوالي 120,000 طن من الكتلة الحيوية سنويًا (ما يقرب من 350 طنًا في اليوم). يجب تخزين القش المجموع في عدد من الحظائر المستأجرة من المزارعين في دائرة نصف قطرها 15 كم حول النباتات، ويحتوي كل مركز وقود على أنظمة جسر الوزن والحريق، وهناك أيضاً حاجة إلى أسطول مكون من 30 جراراً ومقطورة لنقل حوالي 100 شحنة من القش يومياً من مستودعات الوقود إلى المصانع، وهذا يزيد من تكاليف الوقود لكنها لا تزال جذابة للغاية كمصادر قابلة للحياة من الطاقة الخضراء.
مشاريع الطاقة الحيوية لمجموعة بيرماكو
تعمل شركة Bermaco Energy Systems في قطاع الطاقة منذ أكثر من ثلاثة عقود كمورد للغلايات وغيرها من معدات محطات الطاقة، قامت الشركة ببناء محطة توليد كهرباء بقدرة 165 ميجاوات ، كما قامت بتركيب ما يقرب من ثلاثين وحدة من محطات توليد الطاقة التوربينية الغازية بقوة 10 - 25 ميجاوات، وفي مجال الكتلة الحيوية قامت الشركة في وقت سابق باستئجار معمل الكتلة الحيوية الحالي البالغ 10 ميجاوات في البنجاب لعدة سنوات، وعلى الرغم من أن هذا المصنع القديم لديه العديد من أوجه القصور التكنولوجية إلا أنه أثبت إمكانية الاعتماد على مشروع معتمد على قش الأرز.
وقد أنجزت شركة البنجاب بيوماس باور المحدودة، وهي مشروع مشترك 50:50 بين شركة Bermaco Group وشركة Gammon Infrastructure Projects Limited مصنعًا بقدرة 12 ميجاوات بالقرب من قرية غانور في منطقة باتيالا في البنجاب، تم تسهيل الإقراض المالي من قبل شركة Power Finance Corporation، يستخدم هذا المشروع قش الأرز بشكل أساسي (وليس قشر الأرز الذي يستخدم بالفعل على نطاق واسع كوقود تجاري باهظ الثمن).
تكوين المصنع على النحو التالي؛ - 67 بار ، 60 TPH ، 430 درجة مئوية غلاية مرجل متحركة، تربينة بخارية بتكثيف 12 ميجاوات.
يجب تعديل الفرن والغلاية بشكل خاص ليتمكنوا من توليد البخار عند درجات الحرارة العالية اللازمة لتحقيق كفاءة جيدة في المصانع.
ويُغذى الوقود بحزام طويل بعد مجموعة من الآلات الصغيرة تقطع الحازمات وتقطع القش إلى قطع صغيرة لضمان الاحتراق المنتظم. التوربينات تقليدية مثل معالجة المياه والإخلاء والعناصر النباتية الأخرى، ويضمن مرسب كهروستاتيكي الحد الأدنى من التلوث الجوي.
كما دشنت مجموعة Bermaco Group العديد من المشاريع لتطوير الوقود الأخضر مع أصناف سريعة النمو من الأشجار والخيزران ذات الإنتاج المرتفع لإنشاء مزارع الطاقة التي يمكن أن تزيد من مصادر الكتلة الحيوية.
وبالرغم من وجود بعض الانبعاثات من عملية الاحتراق نفسها، سينتج المشروع أرصدة كربونية دائمة حيث يتم حساب دورة الكربون الكاملة من الأكسجين المتولد عن الأرز، أو غيرها من النباتات أثناء نموها حتى يتم حرقها في النهاية.
وستكون هذه أول 9 مشاريع مماثلة في البنجاب ويخطط Bermaco – Gammon Consortium أيضًا لإنشاء 6 مشاريع مماثلة في Haryana.
وتخطط مجموعة Bermaco لإقامة 26 مشروعًا مماثلًا في Bihar يتبعها عدد من المشاريع في ولايات أخرى في عدد من المشاريع المشتركة مع Power Trading Corporation و IL&FS والكيانات المؤسسية الأخرى.
تخطط برمكو لإنشاء حوالي 20 محطة لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية من المتوقع أن تنتج حوالي 300 ميجاوات خلال السنوات الثلاث القادمة وحوالي 1000 ميجاوات خلال السنوات الست القادمة، تعتقد Bermaco أن محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية يمكن إنشاؤها بسهولة في معظم مناطق الهند، وأن جميع هذه المناطق في المناطق الريفية ستعود بالفائدة على المجتمعات الريفية بشكل مباشر، تعتقد Bermaco أن قوة الكتلة الحيوية هي أفضل طريقة لتوليد طاقة خضراء ونظيفة بشكل سريع.
وتمثل الطاقة الحرارية من الفحم والغاز والنفط في الوقت الحالي حوالي 70٪ من توليد الكهرباء في الهند بما يقرب من 150.000 ميجاوات، وتوفر مشاريع الطاقة المائية حوالي 20٪ من الطاقة الكهربائية والطاقة النووية في الهند بنسبة 3٪ من قوة الهند،و تمثل طاقة الرياح حاليًا حوالي 5٪ من طاقة الهند ولكنها تقتصر بشكل أساسي على جنوب الهند، ويجري تنفيذ مشاريع الطاقة الشمسية على الرغم من التكاليف الرأسمالية المرتفعة.
تمتلك محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية تكاليف رأسمالية متواضعة، وهي أسرع بكثير من التكلفة، فتكاليف الوقود يمكن التحكم فيها، لكن هناك حاجة إلى جهد كبير لإدارة الموارد البشرية لجمع وتخزين ونقل الوقود من المزارع إلى المستودعات ومن ثم إلى المصانع، وبما أن الهند لديها مخلفات زراعية ضخمة، فإن هذه المشاريع المتوسطة الحجم يمكن أن تُزيد بسرعة من قدرة توليد الطاقة في الهند في معظم المناطق الريفية في الدولة.
الكتلة الحيوية :المسار السريع للوصول للطاقة الخضراء والنظيفة
على الرغم من أن الحكومة الهندية تتخذ إجراءات عاجلة لتسريع إنتاجها من الطاقة، إلا أن الطلب على الطاقة يستمر في النمو بمعدل سريع لتبقى متفوقة على المصادر المتاحة. فمعدلات النمو الاقتصادي المتسارع لا تشجع فقط النمو الصناعي والإسكان بل تزيد أيضاً من إنفاق المستهلكين على أجهزة الكمبيوتر والثلاجات وأجهزة التلفزيون وأجهزة التكييف والغسالات وغيرها من الأجهزة التي تتطلب الطاقة في كل من المناطق الحضرية والريفية.
إن مشاريع الطاقة الكهرومائية بطيئة ولكن عددًا من مشاريع طاقة الرياح تتحرك بسرعة، ويجري تطوير العديد من مشاريع الطاقة النووية في القطاعين العام والخاص بعد إزالة العقوبات الدولية.
إمكانية الكتلة الحيوية
إن مصدر الطاقة الأكثر انتشارًا والأكثر إهدارًا عالميًا هو مجموعة متنوعة من النفايات الزراعية، بينما تُستخدم بعض من هذه النفايات الزراعية في تغذية المواشي، تُحرق كميات كبيرة من قش الأرز وقشور القصب وغيرها من النفايات الزراعية في الحقول، على عكس قش القمح الذي يستخدم بكامله كعلف
وتعد الهند أكبر منتج في العالم للأرز بعد الصين، وتنتج الهند الآن 98 مليون طن من الأرز مع ما يقرب من 130 طن من القش الذي يستخدم نصفه فقط تقريبًا للعلف، تنتج الهند أيضا حوالي 350.000 طن من قصب السكر الذي يثمر عن حوالي 50 مليون من نفايات قصب السكر التي تعد وقوداً حيوياً ممتازاً، ولاحتوائها على كمية كبيرة من السليكا لايكون لها أي استخدم تجاري وبالتالي يتم حرقها بالكامل، والنفايات الزراعية الأخرى هي الذرة، والقطن، والقمح، والحَب، وعباد الشمس وغيرها من القصبات، واندفاع الثيران (السيركاندا)، وقذائف الفول السوداني، ونفايات جوز الهند، وما إلى ذلك، جميعها تصنع الوقود الحيوي الجيد، يضطر المزارعون الذين يعانون من قيود زمنية لدورات محاصيلهم إلى حرق كميات كبيرة من الكتلة الحيوية التي تسهم في الضباب الكبير والاحتباس الحراري.
وتشير التقديرات إلى أنه في حالة جمع كل هذه النفايات الزراعية واستخدامها لتوليد الطاقة، فمن المحتمل أن تولد أكثر من 50000 ميجاواط من الطاقة، بينما تعطي في نفس الوقت دخلاً إضافياً قيماً للغاية للمزارعين. سوف يتم جمع 120.00 طن من قش الأرز التي يحتاجها كل مصنع بطاقة 12 ميجاوات من حوالي 15000 مزارع ممن يحصلون على دخل إضافي يبلغ حوالي 10000 روبية و500 فدان أو روبية، 2500 بمتوسط لمزارع البنجاب مع حوالي 5 فدانا. لذلك يمكن لكل مشروع إعطاء المزارعين المحليين دخل إضافي تقريبا 4 كرور روبية .
مؤخراً تم أخذ طاقة الكتلة الحيوية على محمل الجد في جميع أنحاء العالم، حيث كانت هناك مشكلات في تجميع الكتلة الحيوية في مواسم قصيرة وبعض التعديلات التقنية الضرورية في تكنولوجيا المراجل، واعترافًا بالإمكانات الضخمة للكتلة الحيوية، قامت الحكومة الهندية بطرح عدة مبادرات جديدة لتسريع إنتاج الطاقة من الكتلة الحيوية التي توفر تعريفات أعلى من تلك التي تقدمها للمشاريع الحرارية، بما أن مشاريع الكتلة الحيوية محايدة الكربون، فهي مؤهلة للحصول على أرصدة كربون قيمة.
وهناك ميزة أخرى كبيرة لمشاريع الطاقة الحيوية وهي أنها صغيرة نسبيًا حيث تتراوح بين 10 إلى 25 ميغاوات وموجودة في المناطق الريفية المتفرقة على نطاق واسع، وبالتالي يمكن استهلاك الطاقة التي تولدها بالكامل في المناطق المجاورة مما يؤدي إلى خسائر أقل في عملية نقلها، ويمكن إنشاء عدد من محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية في أقل من 12 شهرًا من أول لبنة إلى الوحدة الأولى للطاقة المولدة باستثمارات ضئيلة تتراوح بين 50 إلى 100 روبية كرور، (لكن المشروع الأول مثل جميع المشاريع الرائدة واجه العديد من التأخير بسبب العديد من الموافقات الجديدة، وتأثر بالعديد من التغييرات في الحكومة المحلية).
تُحصد كميات هائلة من الأرز وغيره من المنتجات الزراعية بأسطول الهند الحالي المكون من 30.000 حاصده جامعة، بينما تجمع هذه الحاصدات الحبوب الملقاة من القش المكسور التي على الأغلب تعتبر بلا فائدة، يمكن لأسطول الحازمات الملحق بكل مصنع جمعها بكفاءة وجعل الرزم المربوطة مناسبة أكثر للتخزين والمناولة.
وعلى الرغم من ذلك فإن جمع الوقود يمثل مشكلة كبيرة وأسطول من 100 جرار ساحب للحازمات يكلف تقريبا روبية، ولجمع القش المكسور الساقط من الحاصدات يتكلف ذلك 7 كرور في مدة قصيرة من 6-8 أسابيع بين محصول الخريف (الأرز) ومحصول الربيع (القمح).
يتطلب كل مصنع حوالي 120,000 طن من الكتلة الحيوية سنويًا (ما يقرب من 350 طنًا في اليوم). يجب تخزين القش المجموع في عدد من الحظائر المستأجرة من المزارعين في دائرة نصف قطرها 15 كم حول النباتات، ويحتوي كل مركز وقود على أنظمة جسر الوزن والحريق، وهناك أيضاً حاجة إلى أسطول مكون من 30 جراراً ومقطورة لنقل حوالي 100 شحنة من القش يومياً من مستودعات الوقود إلى المصانع، وهذا يزيد من تكاليف الوقود لكنها لا تزال جذابة للغاية كمصادر قابلة للحياة من الطاقة الخضراء.
مشاريع الطاقة الحيوية لمجموعة بيرماكو
تعمل شركة Bermaco Energy Systems في قطاع الطاقة منذ أكثر من ثلاثة عقود كمورد للغلايات وغيرها من معدات محطات الطاقة، قامت الشركة ببناء محطة توليد كهرباء بقدرة 165 ميجاوات ، كما قامت بتركيب ما يقرب من ثلاثين وحدة من محطات توليد الطاقة التوربينية الغازية بقوة 10 - 25 ميجاوات، وفي مجال الكتلة الحيوية قامت الشركة في وقت سابق باستئجار معمل الكتلة الحيوية الحالي البالغ 10 ميجاوات في البنجاب لعدة سنوات، وعلى الرغم من أن هذا المصنع القديم لديه العديد من أوجه القصور التكنولوجية إلا أنه أثبت إمكانية الاعتماد على مشروع معتمد على قش الأرز.
وقد أنجزت شركة البنجاب بيوماس باور المحدودة، وهي مشروع مشترك 50:50 بين شركة Bermaco Group وشركة Gammon Infrastructure Projects Limited مصنعًا بقدرة 12 ميجاوات بالقرب من قرية غانور في منطقة باتيالا في البنجاب، تم تسهيل الإقراض المالي من قبل شركة Power Finance Corporation، يستخدم هذا المشروع قش الأرز بشكل أساسي (وليس قشر الأرز الذي يستخدم بالفعل على نطاق واسع كوقود تجاري باهظ الثمن).
تكوين المصنع على النحو التالي؛ - 67 بار ، 60 TPH ، 430 درجة مئوية غلاية مرجل متحركة، تربينة بخارية بتكثيف 12 ميجاوات.
يجب تعديل الفرن والغلاية بشكل خاص ليتمكنوا من توليد البخار عند درجات الحرارة العالية اللازمة لتحقيق كفاءة جيدة في المصانع.
ويُغذى الوقود بحزام طويل بعد مجموعة من الآلات الصغيرة تقطع الحازمات وتقطع القش إلى قطع صغيرة لضمان الاحتراق المنتظم. التوربينات تقليدية مثل معالجة المياه والإخلاء والعناصر النباتية الأخرى، ويضمن مرسب كهروستاتيكي الحد الأدنى من التلوث الجوي.
كما دشنت مجموعة Bermaco Group العديد من المشاريع لتطوير الوقود الأخضر مع أصناف سريعة النمو من الأشجار والخيزران ذات الإنتاج المرتفع لإنشاء مزارع الطاقة التي يمكن أن تزيد من مصادر الكتلة الحيوية.
وبالرغم من وجود بعض الانبعاثات من عملية الاحتراق نفسها، سينتج المشروع أرصدة كربونية دائمة حيث يتم حساب دورة الكربون الكاملة من الأكسجين المتولد عن الأرز، أو غيرها من النباتات أثناء نموها حتى يتم حرقها في النهاية.
وستكون هذه أول 9 مشاريع مماثلة في البنجاب ويخطط Bermaco – Gammon Consortium أيضًا لإنشاء 6 مشاريع مماثلة في Haryana.
وتخطط مجموعة Bermaco لإقامة 26 مشروعًا مماثلًا في Bihar يتبعها عدد من المشاريع في ولايات أخرى في عدد من المشاريع المشتركة مع Power Trading Corporation و IL&FS والكيانات المؤسسية الأخرى.
تخطط برمكو لإنشاء حوالي 20 محطة لتوليد الطاقة من الكتلة الحيوية من المتوقع أن تنتج حوالي 300 ميجاوات خلال السنوات الثلاث القادمة وحوالي 1000 ميجاوات خلال السنوات الست القادمة، تعتقد Bermaco أن محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية يمكن إنشاؤها بسهولة في معظم مناطق الهند، وأن جميع هذه المناطق في المناطق الريفية ستعود بالفائدة على المجتمعات الريفية بشكل مباشر، تعتقد Bermaco أن قوة الكتلة الحيوية هي أفضل طريقة لتوليد طاقة خضراء ونظيفة بشكل سريع.
وتمثل الطاقة الحرارية من الفحم والغاز والنفط في الوقت الحالي حوالي 70٪ من توليد الكهرباء في الهند بما يقرب من 150.000 ميجاوات، وتوفر مشاريع الطاقة المائية حوالي 20٪ من الطاقة الكهربائية والطاقة النووية في الهند بنسبة 3٪ من قوة الهند،و تمثل طاقة الرياح حاليًا حوالي 5٪ من طاقة الهند ولكنها تقتصر بشكل أساسي على جنوب الهند، ويجري تنفيذ مشاريع الطاقة الشمسية على الرغم من التكاليف الرأسمالية المرتفعة.
تمتلك محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية تكاليف رأسمالية متواضعة، وهي أسرع بكثير من التكلفة، فتكاليف الوقود يمكن التحكم فيها، لكن هناك حاجة إلى جهد كبير لإدارة الموارد البشرية لجمع وتخزين ونقل الوقود من المزارع إلى المستودعات ومن ثم إلى المصانع، وبما أن الهند لديها مخلفات زراعية ضخمة، فإن هذه المشاريع المتوسطة الحجم يمكن أن تُزيد بسرعة من قدرة توليد الطاقة في الهند في معظم المناطق الريفية في الدولة.
الرابط مصدر المقال
