حل -خارج الصندوق- لقضية الاحتراق في الهند
في كل عام، تشتعل الحرائق في شمال الهند، حيث يحرق المزارعون قشهم غير المرغوب فيه. وهو ما أحدث تأثيراً هائلاً. فبدايةً من أكتوبر إلى نوفمبر، سُحبت سحب كثيفة من الدخان عبر ولاية البنجاب والدول المجاورة، في مهب الريح السائدة في اتجاه دلهي. كما أنه في كل عام، يطالب الوزراء باتخاذ الإجراء اللازم - وفي عام 2016، انضمت إليهم المحكمة العليا في الهند. وفي كل عام، تنشر ناسا صورًا جديدة للأقمار الصناعية تُظهر مدى الاحتراق. حيث نري أن الناس يموتون على الطرقات حيث يحد الدخان من الرؤية، بينما تتفاقم مشاكل القلب والرئة.
تُنتج حقول البنجاب الخصبة حوالي 20٪ من أرز الهند و 40٪ من قمحها. ويُزرع الأرز من مايو إلى أكتوبر، حيث يتم إعقاب زراعته في نفس الحقول بالقمح من نوفمبر إلى مارس. ويجب أن يكون التحول بين محصول الأرز وزراعة القمح سريعاً ، حيث أن أي تأخير يؤثر تأثيراً سيئاً على إنتاجية القمح. وتبلغ كمية الأرز الذي يزرع في البنجاب 11 مليون طن متخلفًا عن 21 مليون طن من القش - وهو الجزء غير المستساغ من النبات. حيث يمتلك المزارعون عادة 20 يوماً فقط لإزالتها قبل بدء موسم القمح. وعادة ما يتم حرق القش بشكل علني في نفس الحقول التي نمت فيها، على الرغم من الأنظمة ومعرفة الأضرار البيئية والبشرية.
وقد كان هذا جزءًا من الثقافة البنجابية منذ عقود (تتبع هاريانا المجاورة وأوتار براديش الغربية نفس الدورة الزراعية بكميات مماثلة). فالهند ليست فريدة من نوعها في هذا الصدد - فقد أحرقت ولاية كاليفورنيا بقاياها في الآونة الأخيرة مثل الثمانينيات واستمر حرق القش في أجزاء كثيرة من جنوب شرق آسيا وأفريقيا اليوم.
والحرق مهدور بشكل مضاعف حيث يتم فقدان القش عن طريق ألسنة اللهب. ففي كل عام تفقد التربة كمية أكبر من الكربون والنيتروجين والمواد المغذية الأخرى. وكل فدان من الأرز ينتج حوالي 2.5 طن من القش. وعملية حرق هذا القش يُنتج ما يُعادل حوالي طن من الكربون العضوي الي الغلاف الجوي (على شكل غازات مثل ثاني اكسيد الكربون، أول اكسيد الكربون وأخرى) إلى جانب مغذيات أخرى مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم.
إطفاء الحرائق:
هناك الكثير من البدائل للحرق، ولكن كل مشاكلهم. إن قش الأرز ليس مغذياً بما يكفي لصنع علف حيوانات جيد، كما أن تركيزاته العالية من السيليكا يمكن أن تضُر بالمعدات الزراعية التقليدية. وبما أن الأرز يزرع عادة في حقول صغيرة، فإنه ليس من الممكن (أو يمكن تحمل تكلفته) دائماُ استخدام الماكينة ذات الطاقة العالية اللازمة لحمل القشة في التربة قبل غرس القمح. وتتطلب الحلول الأخرى مثل استخدام القش لطاقة الكتلة الحيوية أو صناعة الورق الكثير من البنية التحتية الجديدة. وقد تم بالفعل جمع القش علي هيئة رزم اليوم في عدد قليل من مزارع البنجاب الكبيرة، ومناطق أخرى بالقرب من محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية. ولكن من الصعب التعامل مع رزم القش، والانتقال إلى الحجم الكبير وتخزينه. فغالباً ما تقف محطات توليد الطاقة باهظة الثمن مكتوفة الايدي طوال أسابيع، وتحيط بها حقول القش القشري التي لا يمكن استخدامها حتى تجف.
إن حرق القش غير قانوني، ولكن بما أن البدائل إما غير عملية أو باهظة الثمن، فإن معظم المزارعين ما زالوا يفعلوا ذلك. إنهم يتخذون قرارًا عقلانياً. لذلك، وبغض النظر عن سياسة الحكومة والاعتبارات البيئية الأوسع، يجب أن يعطي أي حل المزارعين أنفسهم حافزاً جيدًا لعدم حرقهم. ولحل بعض من هذه المشاكل، قمنا بتطوير حصاد الطاقة. أولاً، يتم ضغط قش الأرز في حبيبات صغيرة باستخدام تكنولوجيا تستخدم عادةً في إنتاج أعلاف الحيوانات. تقوم عملية التسخين الخالية من الأكسجين والمعروفة باسم الانحلال الحراري بتحويل هذه الكريات إلى مخرجات طاقة: حرارة و"فحم نباتي"، وهي نوع من الفحم. وهذه الكريات تحوّل قش الأرز إلى شيء مفيد. كل بيليه تحتوي على الكثير من الطاقة لحجمها ووزنها. يسهل التعامل معها وتخزينها، وأقل تكلفة للنقل من البالات الكبيرة من القش.
التبريد والفحم:
إن الشحوم الحيوية التي تحولت الي الكريات بعد الانحلال الحراري تلتقط معظم الكربون والمواد المغذية الموجودة في القش الأصلي. وعند إعادتها إلى الأرض، فإنها تجعل التربة أكثر صحة وتحتفظ بالمياه أكثر. وفي الوقت نفسه، يمكن التقاط الحرارة الصادرة أثناء الانحلال الحراري واستخدامها في إنتاج الماء الساخن أو الطاقة الميكانيكية أو الكهربائية. ويمكن أيضاُ تحويله إلى تبريد للغذاء بنصف سعر التبريد الكهربائي التقليدي. ومن المهم أن يتم استخدام هذه الحبيبات بطرق مختلفة لأن المناطق الزراعية المختلفة ستقدم متطلبات وفرصًا فريدة. وقد قمنا قمنا بإنشاء عرض لتكنولوجيا Energy Harvest في جامعة البنجاب الزراعية (PAU) ويجري حالياً سلسلة من التجارب الميدانية العشوائية لمدة ثلاث سنوات. وتم دمج التبريد مع أنظمة العرض التجريبي للتخزين البارد في قسم علوم الأغذية PAU. إن عملنا على تحويل القش إلى حبيبات، وتجهيز هذه الكريات إلى منتجات مفيدة، لن يحل حرق الحقول المفتوحة -أو تلوث الهواء في دلهي- بين عشية وضحاها. لكن هذا يعني أن صغار المزارعين، وهم أغلبية المزارعين في البنجاب، يمكنهم الآن القيام بشيء مفيد في بقايا الطعام.
تُنتج حقول البنجاب الخصبة حوالي 20٪ من أرز الهند و 40٪ من قمحها. ويُزرع الأرز من مايو إلى أكتوبر، حيث يتم إعقاب زراعته في نفس الحقول بالقمح من نوفمبر إلى مارس. ويجب أن يكون التحول بين محصول الأرز وزراعة القمح سريعاً ، حيث أن أي تأخير يؤثر تأثيراً سيئاً على إنتاجية القمح. وتبلغ كمية الأرز الذي يزرع في البنجاب 11 مليون طن متخلفًا عن 21 مليون طن من القش - وهو الجزء غير المستساغ من النبات. حيث يمتلك المزارعون عادة 20 يوماً فقط لإزالتها قبل بدء موسم القمح. وعادة ما يتم حرق القش بشكل علني في نفس الحقول التي نمت فيها، على الرغم من الأنظمة ومعرفة الأضرار البيئية والبشرية.
وقد كان هذا جزءًا من الثقافة البنجابية منذ عقود (تتبع هاريانا المجاورة وأوتار براديش الغربية نفس الدورة الزراعية بكميات مماثلة). فالهند ليست فريدة من نوعها في هذا الصدد - فقد أحرقت ولاية كاليفورنيا بقاياها في الآونة الأخيرة مثل الثمانينيات واستمر حرق القش في أجزاء كثيرة من جنوب شرق آسيا وأفريقيا اليوم.
والحرق مهدور بشكل مضاعف حيث يتم فقدان القش عن طريق ألسنة اللهب. ففي كل عام تفقد التربة كمية أكبر من الكربون والنيتروجين والمواد المغذية الأخرى. وكل فدان من الأرز ينتج حوالي 2.5 طن من القش. وعملية حرق هذا القش يُنتج ما يُعادل حوالي طن من الكربون العضوي الي الغلاف الجوي (على شكل غازات مثل ثاني اكسيد الكربون، أول اكسيد الكربون وأخرى) إلى جانب مغذيات أخرى مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم.
إطفاء الحرائق:
هناك الكثير من البدائل للحرق، ولكن كل مشاكلهم. إن قش الأرز ليس مغذياً بما يكفي لصنع علف حيوانات جيد، كما أن تركيزاته العالية من السيليكا يمكن أن تضُر بالمعدات الزراعية التقليدية. وبما أن الأرز يزرع عادة في حقول صغيرة، فإنه ليس من الممكن (أو يمكن تحمل تكلفته) دائماُ استخدام الماكينة ذات الطاقة العالية اللازمة لحمل القشة في التربة قبل غرس القمح. وتتطلب الحلول الأخرى مثل استخدام القش لطاقة الكتلة الحيوية أو صناعة الورق الكثير من البنية التحتية الجديدة. وقد تم بالفعل جمع القش علي هيئة رزم اليوم في عدد قليل من مزارع البنجاب الكبيرة، ومناطق أخرى بالقرب من محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية. ولكن من الصعب التعامل مع رزم القش، والانتقال إلى الحجم الكبير وتخزينه. فغالباً ما تقف محطات توليد الطاقة باهظة الثمن مكتوفة الايدي طوال أسابيع، وتحيط بها حقول القش القشري التي لا يمكن استخدامها حتى تجف.
إن حرق القش غير قانوني، ولكن بما أن البدائل إما غير عملية أو باهظة الثمن، فإن معظم المزارعين ما زالوا يفعلوا ذلك. إنهم يتخذون قرارًا عقلانياً. لذلك، وبغض النظر عن سياسة الحكومة والاعتبارات البيئية الأوسع، يجب أن يعطي أي حل المزارعين أنفسهم حافزاً جيدًا لعدم حرقهم. ولحل بعض من هذه المشاكل، قمنا بتطوير حصاد الطاقة. أولاً، يتم ضغط قش الأرز في حبيبات صغيرة باستخدام تكنولوجيا تستخدم عادةً في إنتاج أعلاف الحيوانات. تقوم عملية التسخين الخالية من الأكسجين والمعروفة باسم الانحلال الحراري بتحويل هذه الكريات إلى مخرجات طاقة: حرارة و"فحم نباتي"، وهي نوع من الفحم. وهذه الكريات تحوّل قش الأرز إلى شيء مفيد. كل بيليه تحتوي على الكثير من الطاقة لحجمها ووزنها. يسهل التعامل معها وتخزينها، وأقل تكلفة للنقل من البالات الكبيرة من القش.
التبريد والفحم:
إن الشحوم الحيوية التي تحولت الي الكريات بعد الانحلال الحراري تلتقط معظم الكربون والمواد المغذية الموجودة في القش الأصلي. وعند إعادتها إلى الأرض، فإنها تجعل التربة أكثر صحة وتحتفظ بالمياه أكثر. وفي الوقت نفسه، يمكن التقاط الحرارة الصادرة أثناء الانحلال الحراري واستخدامها في إنتاج الماء الساخن أو الطاقة الميكانيكية أو الكهربائية. ويمكن أيضاُ تحويله إلى تبريد للغذاء بنصف سعر التبريد الكهربائي التقليدي. ومن المهم أن يتم استخدام هذه الحبيبات بطرق مختلفة لأن المناطق الزراعية المختلفة ستقدم متطلبات وفرصًا فريدة. وقد قمنا قمنا بإنشاء عرض لتكنولوجيا Energy Harvest في جامعة البنجاب الزراعية (PAU) ويجري حالياً سلسلة من التجارب الميدانية العشوائية لمدة ثلاث سنوات. وتم دمج التبريد مع أنظمة العرض التجريبي للتخزين البارد في قسم علوم الأغذية PAU. إن عملنا على تحويل القش إلى حبيبات، وتجهيز هذه الكريات إلى منتجات مفيدة، لن يحل حرق الحقول المفتوحة -أو تلوث الهواء في دلهي- بين عشية وضحاها. لكن هذا يعني أن صغار المزارعين، وهم أغلبية المزارعين في البنجاب، يمكنهم الآن القيام بشيء مفيد في بقايا الطعام.
الرابط مصدر المقال
