arrow_backEmergency WASH

D.7 استخدام الغاز الحيوي

الهضم ال لاهوائيّ للحمأة وغيرها من المواد العضوية الأخرى من شأنه أن ينتج الغاز الحيوي (خليط من الميثان وغازات أخرى). يمكن استخدام الغاز الحيوي مثل غيره من أنواع الوقود الغازي الأخرى في أغراض الطهو والتدفئة والإنارة وإنتاج الكهرباء.
يصف التفاعلات الحيوية التي تحدث في غياب الأكسجين. هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).تُشير إلى المواد النباتية القابلة للتحلل البيولوجي (المُخلّفات العضوية) والتي يجب أن تُضاف في بعض التقنيات لكي تؤدي وظيفتها على النحو الصحيح. ومن المواد العضوية القابلة للتحلل -علــى ســبيل المثال لا الحصــر- أوراق الأشجار، والحشــائش ومخلفات الأسواقالنباتية . وعلــى الرغم مــن أن هناك منتجات أخرى فــي هذا الكتاب تحتوي على المواد العضوية، فإنَّ مصطلــح المواد العضوية هنا يُشير إلى المواد النباتية غيـر المهضومة.
هو غاز هيدروكربوني قابل للاشتعال،
عديم اللون والرائحة، وصيغته الكيميائية هي CH4، ويوجد الميثان في الغاز الطبيعي، كما يوجد في الغاز الحيوي الذي ينتج عن التحلل اللاهوائي للمواد العضوية، وهو المُكوّن الرئيس للغاز الحيوي (بنسبة 50–70 % من مكوناته).

وعندما يُنتَج الغاز الحيوي في مُفاعلات الغاز الحيوي المنزلية (ج.16)، فإنه يكون مناسبًا جدًا لأغراض الطهو أو الإنارة. أما عندما يُنتَج الغاز الحيوي في الهاضمات اللاهوائية الكبيرة (م.4) يكون توليد الكهرباء هو الخيار البديل.

هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).

اعتبارات التصميم

يُمكن تحديد كمية الغاز المطلوبة بناءً على حساب الطاقة المستهلكة سابقًا، على سبيل المثال: كيلو غرام واحد من روث البقر المُجفَّف يعادل الطاقة المتولدة  من 100 لترٍ تقريبا من الغاز الحيوي، وكيلو غرام واحد من الحطب يعادل 200 لترٍ من الغاز الحيوي، وكيلو غرام واحد من الفحم النباتي يعادل 500 لترٍ من الغاز الحيوي. يتراوح استهلاك الفرد الواحد من الغاز الحيوي لطهو وجبة واحدة ما بين150-300 لترٍ، ويتطلب غلي لترٍ واحد من الماء نحو 30-40 لترًا من الغاز الحيوي، ويتطلب طهو نصف كيلو غرام من الأرز نحو 120-140 لترٍ، وكذلك 160-190 لترٍ لطهو نصف كيلو غرام من الخضراوات. ولقد أوضحت الاختبارات أن معدلات استهلاك الغاز الحيوي في المواقدِ المنزلية تكون بين 300-400 لتر لكل ساعة، إلّا أن هذا يتوقف على تصميم الموقِد وعلى كمية الميثان الموجود في الغاز الحيوي. بالمقارنة مع الغازات الأخرى، فإن الغاز الحيوي يحتاج إلى هواء أقل للاحتراق، ولذلك، فلا بُد من تعديل الأجهزة التقليدية التي تعمل بالغاز الطبيعي عند استخدامها في عملية إحراق الغاز الحيوي (فيمكن على سبيل المثال زيادة حجم فواني الغاز وثقوب شعلة الموقد)، ويجب تقليل المسافة التي يقطعها الغاز لتجنب التسريب الذي قد يحدث. كما ينبغي تركيب صمامات التنقيط لتصريف الماء المتكثف والذي يتجمع عند النقاط الأكثر انخفاضًا بأنبوب الغاز.

هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).
هو غاز هيدروكربوني قابل للاشتعال،
عديم اللون والرائحة، وصيغته الكيميائية هي CH4، ويوجد الميثان في الغاز الطبيعي، كما يوجد في الغاز الحيوي الذي ينتج عن التحلل اللاهوائي للمواد العضوية، وهو المُكوّن الرئيس للغاز الحيوي (بنسبة 50–70 % من مكوناته).

المواد والمستلزمات

تحديد الأجهزة المنزلية اللازمة يتوقف على نوع الغاز الحيوي المُستخدَم. تحتاج معظم الأجهزة إلى أن تصمّم خصّيصًا من  لاستخدام الغاز الحيوي وهذا الأمر لا يتوفر دائمًا في أنحاء كثيرة. ولكن يمكن تعديل مواقِد الغاز التقليدية بسهولة لاستخدامها مع الغاز الحيوي، وذلك عن طريق توسيع فواني الغاز، وثقوب شعلة الموقِد، وتقليل الكمية الهواء الداخل. إذا استُخدِم الغاز الحيوي لأغراض الطهو، ينبغي أن يرَكّب معه مؤشر بسيط للضغط؛ ليُعلِم المُستخدِم بكمية الغاز المتوفرة.

هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).

القابلية للتطبيق

من الممكن التفكير في مُفاعلات الغاز الحيوي (ج.16، م.4)  كاحدي خيارات المُعالجة أثناء مرحلتي الاستقراروإعادة التأهيل ، فإنتاج طاقة قابلة للاستخدام ( الغاز الحيوي) من الممكن أن تقلل جزئيًا من الاعتماد على أنواع الوقود الأخرى.


وتُسهم في اعتماد المجتمع على  نفسة . عند التفكير في استخدام الغاز الحيوي، من المهم أن يوضَع في الحسبان نسبة الكفاءة الحرارية  للغاز الحيوي في الاستخدامات المُختلفة، فقد تصل الكفاءة في المواقد إلى 55%، بينما تصل إلى 24% عند استخدامه في المحركات، و3% فقط عند استخدامه في المصابيح. وكفاءة مصباح الغاز الحيوي هي نصف كفاءة مصباح الكيروسين فقط. بالنسبة للتركيبات في البيوت العادية أو على مستوى المجتمعي، تظهر أفضل استخدامات الغاز الحيوي من حيث الفعالية في المواقد لأغراض الطهو. وأما فيما يخص التركيبات على نطاق أكبر، أفضل استخدامات الغاز الحيوي فعاليةً هي توليد الكهرباء بتحويل الطاقة الحراية الي كهربائية ، حيث تصل نسبة الكفاءة في هذه الحالة إلى 88%.

هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).

التشغيل والصيانة

عادةً ما يكون الغاز الحيوي مشبعًا ببخار الماء، الأمر الذي يؤدي إلى تكثيفه، ولمنع الانسدادات والتآكل يجب تفريغ المياه المتجمعة دوريًا عن طريق مصائد المياه المُرَكِّبة لهذا الغرض. ويجب على طاقم العمل المدرّب فحص خطوط أنابيب الغاز، والوصلات، والأجهزة المنزلية بانتظام. وينبغي الحفاظ على نظافة مواقِد الطهو، كما ينبغي فحص شعلة الموقِد لتفادي الانسدادات. عند استخدام الغاز الحيوي في المُحركات، فمن الضروري أولًا تقليل محتوى كبريتيد الهيدروجين، لأنه يشكّل أحماضًا مُسبِّبة للتآكل عندما يتحد مع المياه المتكثّفة.

هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).

الصحة والسلامة

عندما  تُهضَم مادة البراز و المواد العضوية لاهوائيًا كما هو الحال في مُفاعِلات الغاز الحيوي، فإن الغاز الحيوي الناتج يتكون أساسًا من الميثان وثاني أكسيد الكربون، مع كميات أقل من كبريتيد الهيدروجين، والأمونيا، وغازات أخرى، فهذا يتوقف على المادة المهضومة، ولكل غاز من هذه الغازات مشكلاته فيما يتعلق بالسلامة، وبوجهٍ عام، فمن مخاطر الغاز الحيوي الانفجار، والاختناق، والأمراض، والتسمم بكبريتيد الهيدروجين.

هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).تُشير إلى المواد النباتية القابلة للتحلل البيولوجي (المُخلّفات العضوية) والتي يجب أن تُضاف في بعض التقنيات لكي تؤدي وظيفتها على النحو الصحيح. ومن المواد العضوية القابلة للتحلل -علــى ســبيل المثال لا الحصــر- أوراق الأشجار، والحشــائش ومخلفات الأسواقالنباتية . وعلــى الرغم مــن أن هناك منتجات أخرى فــي هذا الكتاب تحتوي على المواد العضوية، فإنَّ مصطلــح المواد العضوية هنا يُشير إلى المواد النباتية غيـر المهضومة.
هو غاز هيدروكربوني قابل للاشتعال،
عديم اللون والرائحة، وصيغته الكيميائية هي CH4، ويوجد الميثان في الغاز الطبيعي، كما يوجد في الغاز الحيوي الذي ينتج عن التحلل اللاهوائي للمواد العضوية، وهو المُكوّن الرئيس للغاز الحيوي (بنسبة 50–70 % من مكوناته).

التكاليف

تتوقف التكاليف على التطبيقات الذي جرى اختيارها لاستخدام   الغاز الحيوي، وعلى الأجهزة اللازمة، من الأمور اللازمة توصيلات الأنابيب، وهي متوفرة في السوق المحلية بوجهٍ عام. مواقِد الطهو بالغاز رخيصة الثمن، ومتوفرة على نطاق واسع. وباتباع  التعليمات السليمة، وباستخدام أدوات بسيطة يمكن لعامل محلي القيام بالتعديلات اللازمة.

هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).

الاعتبارات الاجتماعية

بوجهٍ عام، يلقى الطهو باستخدام الغاز الحيوي قبولًا لدي المُستخدمين، وذلك لإمكانية تشغيله وإطفائه في الحال (على عكس الخشب والفحم) كما أن الغاز الحيوي يحترق بدون دخان، وبذلك فهو لا يسهِم في تلوث الهواء في الأماكن المغلقة. وقد لا يلائم الغاز الحيوي المتولد من البُراز بعض الثقافات، وينبغي عقد التدريبات وإعطاء التوجيهات بشأن إنتاج الغاز الحيوي، وإجراءات السلامة، والوصلات، وذلك من أجل تشجيع قبول المُستخدمين له، ولضمان فعالية استخدام المواقِد وكفاءة صيانتها، ولتسهيل التعرف السريع على التسريبات وغيرها من المشكلات الأخرى المُحتملة. في بعض الحالات، تظهر حاجة المستخدمين لتعلُّم كيفية استخدام الغاز في الطهو. ومن الأمور التي يجب توضيحها للمستخدمين أن الغاز الحيوي ليس خطِرًا (نظرًا لاحتوائه على تركيزات قليلة من الميثان).

هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).يُشـير إلى الغائـط (شـبه الصلـب) غير المُختلط مع البـول أو الماء. واعتمادا علي النظــام الغذائي، فــإن كل شــخص ينتج نحو 50-150 لتر سـنويًا مـن البُراز والذي يُمثِّل الماء حوالي 80% من تكوينه، بينما تشكِّل المواد العضوية النسبة الباقية من محتواه من المواد الصلبة. من إجمالي كمية المُغذيات الخارجة عن جسم الإنسان، يحتوي البُراز على نحو 39% من الفسفور (P)، و26% من البوتاسيوم (K)، و12%من النيتروجين(N). ويحتوي البُراز أيضًا على الغالبية العظمى من مُسببات الأمراض التي يطرحها الجسم، كما يحتوي على مواد غنية بالطاقة والكربون والألياف.تُشير إلى المواد النباتية القابلة للتحلل البيولوجي (المُخلّفات العضوية) والتي يجب أن تُضاف في بعض التقنيات لكي تؤدي وظيفتها على النحو الصحيح. ومن المواد العضوية القابلة للتحلل -علــى ســبيل المثال لا الحصــر- أوراق الأشجار، والحشــائش ومخلفات الأسواقالنباتية . وعلــى الرغم مــن أن هناك منتجات أخرى فــي هذا الكتاب تحتوي على المواد العضوية، فإنَّ مصطلــح المواد العضوية هنا يُشير إلى المواد النباتية غيـر المهضومة.

الغاز الحيوي


Emergency Phase

+
+

+ +
+

+ +
+ +
+ +

• الاستخدام الامثل للطاقة

  • مصدر طاقة مجاني
  • من الممكن أن يستخدم كبديل للحطب وغيره من المصادر المُستخدمة في الطهو
  • يتطلب خبرات محدودة للتشغيل، ويحتاج إلى أعمال صيانة بسيطة
  • قد لا يفي بجميع متطلبات الطاقة ولا يمكنه أن يكون بديلًا عن جميع أنواع الطاقة
  • يمكن تخزين الغاز الحيوي فقط لعدة أيام (كثافة الطاقة المُنتَجَة ضئيلة بالنسبة للحجم )، ولا بُد من استخدامه يوميًا
  • مصابيح الغاز الحيوي كفاءتها أقل مقارنةً بمصابيح الكيروسين
  • إنتاج الغاز الحيوي في درجة حرارة أقل من 15 درجة مئوية ليس مجديًا من الناحية الاقتصادية

Fulford, D. (1996): Biogas Stove Design. A short course. Kingdom Bioenergy Ltd., University of Reading

Deublein, D., Steinhauser, A. (2011): Biogas from Waste and Renewable Resources. Wiley-VCH, Weinheim, Germany

GIZ (0): GIZ HERA Cooking Energy Compendium – A practical guidebook for implementers of cooking energy interventions. GIZ, Eschborn, Germany

arrow_upward