در این مطلب قصد داریم مراحل ده گانه استحصال انرژی از علف های هرز با روش کشت بی هوازی را شرح دهیم. افراد براحتی می توانند این مراحل را در محل زندگی شان پیاده کرده و به انرژی ارزان و پاک دست پیدا کنند.
خورشید، آب و گرمایش زمین از جمله منابع تامین انرژی تجدیدپذیر هستند که علی رغم مزیت تجدیدپذیر بودن، تولید انرژی از اکثر این منابع مستلزم داشتن تجهیزات پیشرفته و گران قیمت است. در حدی که تجهیزات کوچک تولید انرژی خورشیدی و بادی برای یک خانه مسکونی، قیمتی بیش از ۱۰۰۰ دلار دارند. هزینه تعمیر، نگهداری و تعویض قطعات و باتری ها نیز به این میزان افزوده می شود.
استحصال انرژی از منابع زیستی، ارزان ترین راهکار بین روش های مذکور بوده و به کمترین سرمایه اولیه نیاز داشته و هزینه نگهداری آن تقریبا صفر است. منابع زیست توده شامل پوشش های گیاهی، باقی مانده محصولات کشاورزی، مدفوع حیواناتی چون گاو، زباله های آشپزخانه و گیاهان آبزی می باشند که همگی آن ها به وفور در طبیعت یافت شده و در تمام طول سال نیز در دسترس اند. ساخت دستگاهی برای کشت زیست توده نیز با حدود ۲۰۰ دلار هزینه میسر است.
در یک سال بارانی، علف های هرز در همه جا رشد می کنند؛ در کنار جاده ها، داخل مزارع، باغ ها و... برخی افراد علاقه ای به این علف ها ندارند و آن ها را کنده و دور می اندازند، برخی کشاورزان نیز از سمومی برای از بین بردن این علف ها استفاده می کنند. در این شرایط شما می توانید علف های دور ریخته شده را جمع آوری کرده و مراحل گرفتن سوخت و انرژی از آن ها را شروع کنید.
سوال ابتدایی این است که به روشی می توان از علف هرز انرژی تولید کرد؟ پاسخ روش کشت بی هوازی علف هاست که باعث می شود آن ها تجزیه شده و گاز متان متصاعد شود. متان گازی بی رنگ و بدون بو است که قابل اشتعال در طبیعت است. نتیجتا می توان از آن جهت روشنایی، پخت و پز، گرمایش، سوخت وسایل نقلیه و راه اندازی ژنراتورهای مولد الکتریسیته بهره برد.
فرآیند زیست گاز (تولید گاز از محصولات حیوانی و گیاهی موجود در محیط زیست) شامل سه مرحله است: هیدرولیز، پیدایش اسید (تخمیر) و پیدایش متان. انواع مختلفی از باکتری ها در این مراحل دخیل بوده و باعث می شوند علف تبدیل به انرژی شود. توضیح قدم به قدم این مراحل در ادامه آمده است.
جمع آوری علف ها
بسته به ظرفیت منبع کشت دهنده یا هضم کننده علف ها (digester) که در اختیار دارید، بایستی به جمع آوری مقدار کافی علف بپردازید. ظرفیت منبع ما ۷۵۰ لیتر است و با در نظر گرفتن فضای خالی ۵۰ لیتر، بایستی ۷۰۰ لیتر علف جمع آوری کنیم. با در نظر گرفتن زمان ۳۰ تا ۳۵ روزه برای استراحت علف ها، روزانه می توانید بین ۲.۵ تا ۳.۵ کیلوگرم علف را جمع آوری کرده و درون منبع جای دهید. هر ۲.۵ کیلوگرم علف را باید با میزان کافی آب مخلط کنید تا ۲۰ لیتر ماده سوختی حاصل شود. این مخلوط باید حدود ۳۵ روز در منبع استراحت کند و بر جای بماند تا گاز متان آماده بهره برداری شود.
کندن ریشه ها و ریز کردن علف ها
در تصاویر می توانید ببینید که ما چگونه ریشه ها و شاخه های زاید را دور ریخته ایم و بوسیله یک وسیله برش باغبانی، برگ ها را ریز کرده ایم. هر ۴ کیلوگرم از علف های چیده شده، بعد از دور ریختن بخش های زائد، حدود ۲.۵ کیلوگرم ماده سوختی می دهد.
برگ های ریز ریز شده را خوب بسایید
مشاهده ما اینگونه بود که با ریختن برگ های ریز ریز شده در داخل منبع کشت، آن ها به خوبی هضم نشده و انرژی مورد انتظار از آن ها متصاعد نمی شود. بهتر است ابتدا برگ ها را خوب بساییم و سپس آن ها را با آب کافی رقیق کرده و در منبع بریزیم. می توانید بجای آب لوله کشی، از پساب آشپزخانه نیز برای رقیق کردن مواد سوختی استفاده کنید (توجه کنید که این آب نباید حاوی کف صابون یا دیگر مواد شوینده باشد). برای ساییدن ۲.۵ کیلوگرم برگ، ما از یک مخلوط کن (میکسر) ۵۰۰ واتی استفاده کرده و برگ ها را به ده بخش تقسیم کردیم که برای هر بخش بین ۱۵ تا ۲۰ ثانیه طول می کشد تا عمل ساییده شدن به اتمام برسد. زمان کل این عملیات چیزی بین ۳ تا ۴ دقیقه در هر روز است که معادل هزینه برق حدود ۱ دلار در ماه می باشد.
مخلوط کردن مواد با آب و پر کردن منبع کشت
قرار شد هر روز ۲.۵ کیلو برگ را بساییم و آب کافی به آن اضافه کنیم تا حجم مخلوط به ۲۰ لیتر برسد. این مخلوط سپس باید از طریق لوله مخصوص در منبع کشت ریخته شود . این عمل تکراری باید هر روز انجام شود تا درون منبع گاز کافی تولید شود.
بررسی مقدار گاز تولید شده روزانه
با محاسه حجم منبع و مقدار گازی که روزانه در آن جمع می شود، دریافتیم که از هر ۲.۵ کیلگرم علف هرز، حدود ۰.۲ متر مکعب گاز (شامل متان و ناخالصی هایی چون دی اکسید کربن، نیتروژن و سولفید هیدروژن) تولید می شود.
با هر بار پر کردن منبع از مخلوط برگ های ساییده شده و آب، بایستی همان مقدار مایع ضایعاتی از خروجی منبع بیرون آید. می توان به کمک یک سطل، این مایع را جمع و از آن به عنوان کود برای گیاهان استفاده نمود.
اندازه گیری میزان PH
PH معیاری جهت سنجیدن میزان اسیدی یا بازی (قلیایی) بودن یک ماده است. می توان به کمک نوارهای مخصوص سنجش PH، این معیار را برای مایع خروجی اندازه گیری کرد. PH چیزی بین عدد ۷ و ۸ به دست آمد که بیانگر کمی قلیایی بودن مخلوط به علت وجود مقداری ماده آمونیاک در آن است. این مایع می تواند برای خاک های قرمز رنگ که کمی حالت اسیدی دارند، به عنوان کود استفاده شود.
نگهداری سیستم
منبع کشت بی هوازی، نگهداری و تعمیرات بسیار ناچیزی نیاز دارد. مراحل ساده زیر کمک می کند تا کیفیت عمل آوری مواد سوختی در منبع همواره به درستی و با راندمان بالا انجام شود:
فرایند بی هوازی، کمی گرما و بخار آب نیز تولید کرده و این بخار با گاز تولیدی ممزوج می شود. ممکن است بخار آب متراکم شده و درون لوله گاز به دام بیافتد. برای جلوگیری از این اتفاق، سوپاپ خروجی منبع را بعد از استفاده از گاز بسته نگه دارید. بدین وسیله اکثر بخار آب متراکم شده به داخل منبع باز خواهد گشت. لوله گاز را نیز باید هفته ای یکبار از منبع جدا نموده و آب باقی مانده در آن را بطور کامل پاک کنید. بعلاوه، لوله خروجی پساب را نیز باید مرتبا تمیز کنید و مانع از گرفتگی آن شوید. با انجام این مراحل بی هزینه، منبع کشت شما به مدت طولانی می تواند بدون مشکل کار کند.
برای ما، حدودا روزانه ۱ ساعت زمان لازم بود تا مراحل فوق را انجام دهیم که زمانی کم و مناسب است. همچنین چیدن علف های هرز به صورت روزانه، باعث شادابی باغ خانه شما شده و موجب می شود گیاهان دیگر بهتر رشد کنند.
گفته می شود پساب منبع می تواند به عنوان کود برای گیاهان باغ استفاده شده و بیوگاز تولید شده حدود ۲۵ درصد از سوخت مورد نیاز برای پخت و پز یک خانوار ۴ نفره را تامین خواهد کرد.
همچنین این فرایند هیچ هزینه ای جز برق مورد نیاز برای مخلوط کن (حدود ۱ دلار در ماه) نداشته و بطور کامل هماهنگ با محیط زیست است.