Landfill Gas Mining

تستخدم وكالة حماية البيئة الأمريكية U.S. EPA الاختصار LFG للدلالة على landfill gas، أي غاز المكبّات. ينشأ من تحلّل المواد العضوية، ويتكوّن الميثان أساسًا في غياب الأكسجين. يتألف الغاز تقريبًا من نصف ميثان، وصيغته ⁦CH4⁩، ونصف ثاني أكسيد الكربون، ⁦CO2⁩، مع مكونات أخرى. هذا تركيب حجمي تقريبي، لا وصفة مضمونة لكل مكبّ. لذلك لا يعني حجم غاز المكبّ المعلن تلقائيًا الحجم نفسه من الميثان النقي. وهذا فرق مهم عند تقييم الوقود. والميثان من غازات الدفيئة أيضًا؛ فإذا تسرّب إلى الغلاف الجوي ساهم في احتجاز الحرارة. لذلك لا تقتصر مشكلة تسرّبه على فقدان وقود قابل للاستخدام. [1]

تجمع الآبار أو المجمعات الأفقية والأنابيب الغاز، لكن النظام لا يلتقطه كله. لهذا تميّز U.S. EPA بين تقدير إنتاج الغاز وتقدير الكمية القابلة للجمع. LandGEM نموذج لتكوّن الغاز، وليس عدّاد تدفّق عند مدخل المولّد. يجب الجمع بين نتيجته وافتراض عن كفاءة الجمع. وتحدد تغطية المكبّ بالمجمعات وحالتها وجودة القياس مدى توافق التقدير مع الواقع. رقم النموذج ليس كمية تصل إلى المحرّك تلقائيًا. [2]

لا يمكن إرسال غاز رطب يحمل شوائب إلى أي محرّك من دون تدبّر. تصف U.S. EPA إزالة الرطوبة، وعند الحاجة إزالة السيلوكسانات، وهي مركبات تحتوي على السيليكون، ومركبات الكبريت وشوائب أخرى. تتوقف المعالجة على الغاز والمعدّات. وليست تهيئته لتوليد الكهرباء بالضرورة مماثلة لإنتاج RNG: غاز طبيعي متجدد يُنقّى ليصلح بديلًا للغاز الطبيعي، مثلًا في شبكات الأنابيب. وتشرح إدارة معلومات الطاقة الأمريكية EIA هذا الفرق أيضًا. وضع حاوية تعدين في الموقع لا يستبدل هذه الخطوات. [1] [6]

لنأخذ مثالًا مبسّطًا من وضعنا: يتكوّن ⁦100 kg⁩ من الميثان، أي ⁦CH4⁩، ويجمع النظام ⁦75 kg⁩. يدمّر جهاز الاحتراق ⁦98 %⁩ مما يدخله، أي ⁦73.5 kg⁩. يبقى عند خروجه ⁦1.5 kg⁩ من الميثان غير المحترق؛ وبقي ⁦25 kg⁩ خارج الجمع. لذلك لا يعني تدمير ⁦98 %⁩ من مدخل الجهاز تدمير النسبة نفسها من كل ميثان المكبّ. تميّز U.S. EPA بين هاتين الكفاءتين. المثال ليس جردًا كاملًا للانبعاثات: تُقيَّم بصورة منفصلة الأكسدة في الغطاء التي تحوّل بعض الميثان، والتسربات الأخرى والتغيّر في مخزون الغاز. يحوّل الاحتراق الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. لذلك لا يعني «تدمير الميثان» أن العادم لا يطلق أي غازات. [3] [4]

يعني Methane Mitigation خفض انبعاثات الميثان. لكن فائدة جمعه ليست دليلًا على انعدام الانبعاثات المحلية. تلفت U.S. EPA النظر مثلًا إلى NOx، أكاسيد النيتروجين التي تتكوّن أثناء الاحتراق وتساهم في الضباب الدخاني. بحسب التقنيات المقارَنة، قد يطلق مولّد المكبّ منها أكثر مما يطلقه المصدر الذي يحلّ محلّه. لذلك نسأل بصورة منفصلة عن الميثان المجموع والاحتراق وكهرباء أجهزة التعدين. لا يصح أن ننسب إلى إضافة مستهلك كهرباء جميع فوائد نظام جمع كان يعمل بالفعل. [4]

لا تتوقف النفايات عن التحلّل حين يصبح التعدين غير مربح. تصف U.S. EPA استمرار الجمع وحرق الغاز في شعلة، أي جهاز مخصص لحرقه، حتى بعد انتهاء توليد الكهرباء. لذا قد يحل مشروع التعدين الجديد محل شعلة موجودة أو مستهلك آخر، وليس بالضرورة محل إطلاق الغاز كله في الهواء. أثناء توقف التعدين، راقب المسار الفعلي للغاز وعمل النافخات التي تسحبه. لا يختفي استهلاكها أو احتياجها للصيانة لأن الأجهزة في نهاية السلسلة توقفت. [3]

يعبّر Uptime عن نسبة الوقت الذي تعمل فيه المعدّة المرصودة أو تكون متاحة؛ يجب تحديد ما نقيسه بدقة. تعتمد توقعات الغاز لدى U.S. EPA على تاريخ إيداع النفايات وتركيبها وظروف الموقع. وقد تؤدي المبالغة في كميات النفايات المستقبلية أو تجاهل نقص الجمع إلى تضخيم الوقود المتاح. قارن النموذج بالكميات المجموعة فعليًا وسجلات التشغيل. استمرار التحلّل لا يعني تشغيل المولّد ومعالجة الغاز وأجهزة التعدين بلا توقف. فالتوقع الطويل الأمد وتوافر جهاز محدد يجيبان عن سؤالين مختلفين. [2]

تفصل U.S. EPA بين التقدير الاقتصادي الأولي والتقييم التفصيلي لمكبّ محدد. لذلك نحسب في التعدين تكلفة الأجهزة والجمع والمعالجة والمولّد والاستهلاك المساعد والصيانة. ونقارن بدائل فعلية: كهرباء لمستهلك آخر، أو استخدام الغاز مباشرة للطاقة، أو ترقيته إلى RNG. عندها فقط يصبح الاستنتاج بشأن استرداد الاستثمار ذا معنى. يجب إثبات الربح وأي منفعة إضافية في خفض الانبعاثات كلًّا على حدة. من دون هذه المقارنة، تبقى عبارة «Bitcoin من القمامة» فكرة جذابة، لا تقييمًا للمشروع. [5]