أعلنت شركة Circularity Fuels الأمريكية الناشئة نجاحها في تنفيذ أول عملية متكاملة على مستوى العالم لتحويل الغاز الحيوي الناتج عن روث الأبقار مباشرة إلى وقود طيران مستدام (SAF) ، في خطوة قد تسهم في خفض تكاليف إنتاج الوقود النظيف وفتح مصدر دخل جديد لمزارع الألبان.
وقالت الشركة إن التجربة التجريبية استمرت ستة أشهر في إحدى مزارع الألبان بولاية كاليفورنيا، وأسفرت عن إنتاج وقود طائرات مطابق لمعايير الطيران التجارية المعتمدة.
إنجاز جديد في قطاع وقود الطيران المستدام
يواجه قطاع الطيران العالمي ضغوطاً متزايدة لخفض الانبعاثات الكربونية وتحقيق أهداف الاستدامة البيئية.
ورغم الاهتمام المتزايد بوقود الطيران المستدام، لا يزال الإنتاج العالمي محدوداً للغاية، حيث يلبي أقل من 1% من الطلب العالمي على وقود الطيران.
وتعتمد معظم المشاريع الحالية على زيوت الطهي المستعملة كمادة أولية، في حين تسعى الشركات إلى إيجاد مصادر بديلة أكثر وفرة وأقل تكلفة.
من مخلفات المزارع إلى وقود للطائرات
أُجريت التجربة في مزرعة ألبان قرب مدينة ماديرا بولاية كاليفورنيا تضم أكثر من 5 آلاف رأس من الأبقار.
وتنتج المزرعة غازاً حيوياً من خلال هضم روث الأبقار داخل وحدات خاصة تعرف باسم "الهاضمات الحيوية".
وفي كثير من الحالات، لا يتم الاستفادة من هذا الغاز بشكل كامل، أو يتسرب إلى الغلاف الجوي على هيئة غاز الميثان، الذي يُعد من أقوى الغازات المسببة للاحتباس الحراري.
تحويل الغاز الحيوي مباشرة إلى وقود طيران
طورت الشركة نظاماً قادراً على تحويل الغاز الحيوي الخام في موقع المزرعة مباشرة إلى وقود طائرات دون الحاجة إلى عمليات معالجة معقدة مسبقة.
وخلال التجربة، عمل النظام لآلاف الساعات بشكل متواصل باستخدام غاز حيوي يتكون تقريباً من:
65% من غاز الميثان.
35% من ثاني أكسيد الكربون.
وأنتج وقوداً يمكن مزجه مع وقود الطائرات التقليدي بنسبة تصل إلى 50%.
تقنية تعتمد على مفاعلين متكاملين
يعتمد النظام على وحدتين رئيسيتين:
مفاعل الإصلاح الثنائي الكهربائي
يقوم بتحويل الغاز الحيوي الخام إلى ما يُعرف بالغاز التخليقي، وهو خليط من الغازات المستخدمة في تصنيع أنواع متعددة من الوقود.
مفاعل فيشر-تروبش
يحوّل الغاز التخليقي إلى هيدروكربونات سائلة مناسبة للاستخدام كوقود للطائرات.
وأوضحت الشركة أن معدلات تحويل الميثان تجاوزت 98%، بينما تخطت معدلات تحويل ثاني أكسيد الكربون 90% خلال الاختبارات.
خفض كبير في تكاليف الإنتاج
ترى الشركة أن أحد أهم مزايا التقنية الجديدة يتمثل في انخفاض تكاليف إنشاء المصانع مقارنة بالمشاريع المنافسة.
ووفقاً لتقديراتها، فإن المنشآت التجارية التي تعتمد على هذه التقنية قد تُبنى بتكلفة تعادل نحو خُمس تكلفة بعض المشاريع المشابهة الجاري تطويرها في أوروبا.
كما تتوقع الشركة أن تصبح تكلفة إنتاج الوقود المستدام من مخلفات الأبقار قادرة على منافسة أسعار وقود الطائرات الأحفوري التقليدي.
وقود بانبعاثات كربونية سلبية
تشير التحليلات الأولية لدورة حياة الوقود إلى إمكانية تحقيق بصمة كربونية سلبية تبلغ نحو -350.7 غرام من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل ميغاجول وفق المعايير التنظيمية المعتمدة في ولاية كاليفورنيا.
ويعود ذلك إلى أن التقنية تمنع انبعاث غاز الميثان إلى الغلاف الجوي عبر التقاطه وتحويله إلى وقود مفيد.
ويُعرف الميثان بقدرته الكبيرة على احتجاز الحرارة مقارنة بثاني أكسيد الكربون خلال الفترات الزمنية القصيرة، ما يجعل الحد من انبعاثاته أولوية بيئية مهمة.
فرصة اقتصادية جديدة للمزارعين
يرى خبراء القطاع أن المزارع تمتلك كميات كبيرة من الغاز الحيوي غير المستغل، لكن الاستفادة منه كانت تتطلب عادة استثمارات مرتفعة في أنظمة التنقية والمعالجة.
وقال Craig Hartman إن مزارع الألبان واجهت لسنوات صعوبات في تحقيق عوائد اقتصادية من الغاز الحيوي المنتج لديها.
وأضاف أن التقنية الجديدة تمثل أول نظام يشاهده يحول الغاز الحيوي الخام مباشرة من وحدات الهضم إلى وقود طائرات داخل موقع المزرعة نفسه.
أول منشأة تجارية في 2027
بعد نجاح المرحلة التجريبية، تخطط شركة Circularity Fuels لبدء بناء أول منشأة تجارية تعتمد على هذه التقنية خلال عام 2027.
وتركز الشركة حالياً على مناطق إنتاج الألبان والزراعة في الولايات المتحدة، إلى جانب دراسة فرص التوسع في أسواق أمريكا اللاتينية وأوروبا.
أهمية الإنجاز لقطاع الطيران
إذا أثبتت التقنية جدواها الاقتصادية على نطاق تجاري واسع، فقد تمثل خطوة مهمة نحو زيادة إنتاج وقود الطيران المستدام عالمياً، وتقليل الاعتماد على المواد الأولية المحدودة مثل زيوت الطهي المستعملة.
كما قد تساعد شركات الطيران على تحقيق أهداف خفض الانبعاثات الكربونية، مع توفير مصدر جديد للطاقة يعتمد على إعادة تدوير المخلفات الزراعية بدلاً من التخلص منها.
