أظهرت بيانات جديدة أصدرها مجلس الغاز الحيوي الأمريكي (American Biogas Council) بتاريخ 10 سبتمبر 2026 أن 1,200 محطة لمعالجة مياه الصرف في الولايات المتحدة تستخلص الغاز الحيوي من حمأة الصرف الصحي وتستخدمه بالفعل، وأن نحو 3,800 محطة إضافية تتوفر لها التدفقات اللازمة للقيام بالمثل، وهو ما يقارب مضاعفة إمكانات الطاقة المتجددة في البلاد من مياه الصرف وحدها (Water Online).
أبرز النقاط
- تستخلص 1,200 محطة لمعالجة مياه الصرف في الولايات المتحدة الغاز الحيوي وتستخدمه حاليًا، أي قرابة نصف إجمالي منشآت الغاز الحيوي البالغ نحو 2,600 منشأة على مستوى البلاد (Water Online).
- تستخلص هذه المحطات أكثر من 100 مليار قدم مكعب من الغاز الحيوي سنويًا، وتكفي هذه الكمية لإمداد نحو 1.1 مليون منزل أمريكي بالكهرباء (212 مليار كيلوواط ساعة سنويًا) (Water Online).
- تتمتع نحو 3,800 محطة إضافية من محطات معالجة مياه الصرف بتدفقات كافية لجعل استخلاص الغاز الحيوي مجديًا، ويمكنها مجتمعةً رفع الإنتاج السنوي إلى نحو 172 مليار قدم مكعب، وهي كمية تكفي نحو 1.9 مليون منزل (Water Online).
- تستخدم غالبية المحطات الـ 1,200 الحالية الغاز الحيوي المستخلص في توليد الكهرباء أو الحرارة داخل الموقع، فيما أعلنت مدينة تولير في كاليفورنيا أنها تجنّبت أكثر من مليون دولار سنويًا من تكاليف الكهرباء (Water Online).
- تُرقّي نحو 4% من المحطات الـ 1,200 الغاز الحيوي إلى غاز طبيعي متجدد وتضخه في شبكات الأنابيب (Water Online).
ما الذي حدث: تيار طاقة غير مستغل داخل محطة المعالجة
يُستخدم الهضم اللاهوائي في كثير من المحطات البلدية أصلًا لتفكيك حمأة الصرف الصحي (المعروفة أيضًا بالحمأة الصلبة المُعالَجة) بهدف القضاء على مسببات الأمراض، والحدّ من الروائح، وخفض حجم المواد الصلبة التي تتحمل المجتمعات تكاليف نقلها. وتُطلق عملية الهضم غازًا حيويًا غنيًا بالميثان؛ وحيث يُستخلص هذا الغاز، يُحرق لتوليد الحرارة أو الكهرباء، أو يُنقّى ويُباع، بدلًا من إطلاقه في الجو (Water Online).
تكشف بيانات مجلس الغاز الحيوي الأمريكي الجديدة أن جزءًا يسيرًا فقط من الطاقة الكامنة في مياه الصرف الأمريكية يُستعاد حاليًا. ففي المحطات الـ 1,200 التي تستخلص الغاز الحيوي بالفعل، يحرق أغلبها الغاز داخل الموقع لتشغيل المضخات والنفاخات والسخانات، مما يخفّض استهلاك الوقود الأحفوري الذي تشتريه المحطة. وأفادت مدينة تولير في كاليفورنيا أن نظام تحويل الغاز الحيوي إلى الكهرباء في محطتها يوفّر أكثر من مليون دولار سنويًا من تكاليف الكهرباء المتجنّبة (Water Online). أما النسبة المتبقية البالغة قرابة 4% من تلك المحطات الـ 1,200، فترقّي الغاز الحيوي إلى غاز طبيعي متجدد (RNG) عبر إزالة الشوائب وتركيز الميثان بما يسمح بضخه في شبكات الغاز القائمة كبديل مباشر للغاز الطبيعي التقليدي (Water Online).
اعتبر المدير التنفيذي للمجلس، باتريك سيرفاس، أن هذه الفجوة مشكلة تصورية بقدر كونها مشكلة فنية. وقال: «نتعامل عادةً مع محطات معالجة مياه الصرف بوصفها مواقع تستهلك الطاقة لا تنتجها، لكن المجتمعات تملك فرصة لتحويل تيار النفايات الذي تدفع أصلًا مقابل إدارته إلى طاقة متجددة يمكن الاعتماد عليها. ومع ارتفاع الطلب على الكهرباء، فإن استخلاص مزيد من هذه الطاقة يساعد المجتمعات على تلبية احتياجاتها المحلية المتزايدة من الطاقة» (Water Online).
يُظهر تغطية صناعية منفصلة لمحطة في إسكندنافيا كيف بدأ المشغلون يضيفون طبقات من التحكم الرقمي إلى الحوار ذاته المتعلق باستعادة الطاقة: إذ تستخدم محطة معالجة مياه الصرف التابعة لشركتي Novonesis وNovo Nordisk في كالوندبورغ توأمًا رقميًا لخط المعالجة الحيوية فيها لاختبار تغييرات تشغيلية، وتحسين استخدام الطاقة، وخفض البصمة الكربونية، في الوقت الذي تضاعف فيه المحطة طاقتها الاستيعابية من الحمل العضوي (Mirage News).
قراءة المواصفات: ما يعنيه ذلك لمشتري معدات المعالجة
الحجم بوحدات المشتري. يترجم حجم الغاز الحيوي المستخلص سنويًا عبر المحطات الأمريكية الـ 1,200، البالغ 100 مليار قدم مكعب، إلى ما يعادل نحو 212 مليار كيلوواط ساعة من الكهرباء وفق المجلس، أي بمعدل وسطي يبلغ نحو 7.7 مليون كيلوواط ساعة لكل محطة في السنة (نطاق صناعي عام، وليس من المصادر) (Water Online). وبالنسبة لمحطة بلدية متوسطة ضمن نطاق 50–200 MLD (50,000–200,000 m³/day)، فإن الهاضم اللاهوائي العامل مع وحدة توليد مشترك للكهرباء والحرارة يحقق عادةً قدرة كهربائية ضمن نطاق 1–5 MW، وهو ما يتسق مع فئة «تكاليف الكهرباء المتجنّبة» التي أُبلغ عنها في تولير بأكثر من مليون دولار سنويًا (نطاق صناعي عام، وليس من المصادر).
يقع هذا النوع من المشاريع في خط المعالجة التالي. فالمحطة التي تستعيد الطاقة من الحمأة تشغّل خط المعالجة البلدية المعتاد — التصفية الأولية، وفصل الرمال، والترويق الأولي، والمعالجة الحيوية (غالبًا وفق نظام A2O أو MBR أو MBBR أو SBR)، والترشيح النهائي، والتطهير — ثم تُلحق به خط الحمأة في نهايته: التكثيف، والهضم اللاهوائي، وتخزين الغاز الحيوي، ثم إما محرك توليد مشترك للكهرباء والحرارة (CHP)، أو وحدة ترقية لضخ الغاز كغاز طبيعي متجدد. ويتعلق بيان المجلس مباشرةً بطرف خط المعالجة الخاص بمعالجة الحمأة واستعادة الطاقة؛ أما بالنسبة للمشترين الذين يقارنون خيارات المرحلة الحيوية، فتتناول مقالتنا MBR مقابل الحمأة المنشطة التقليدية لمياه صرف مصانع المركبات الكهربائية (2026) ومقالتنا MBR مقابل الحمأة المنشطة التقليدية لمياه صرف الصناعات الدوائية: دليل المساحة لعام 2026 المقايضات ذاتها في المرحلة الأولية للأحمال الصناعية. فإذا كانت محطتكم تشبه محطة بلدية متوسطة إلى كبيرة في نطاق 50–200 MLD، مع BOD يتراوح بين 200–350 mg/L وضغوط امتثال متزايدة على المياه المُعالَجة أو الحمأة، فمعنى بيانات المجلس هو الآتي: أصبحت حزمة الهاضم مع وحدة التوليد المشترك (أو وحدة ترقية الغاز الطبيعي المتجدد) هي الحزمة الشرائية التي تقرر ما إذا كانت المحطة مشتريًا صافيًا للطاقة أم بائعًا صافيًا لها، وتقع تحديدًا ضمن فئة معالجة الحمأة إلى جانب أي ترقية للتهوية أو MBR في الجانب البلدي من الكتالوج.
الأسئلة الشائعة
كم من الكهرباء يمكن لمحطة معالجة مياه صرف أمريكية نموذجية استعادته من الغاز الحيوي؟
يقدّر المجلس إجمالي ما تستعيده المحطات الـ 1,200 التي تستخلص الغاز الحيوي حاليًا بنحو 212 مليار كيلوواط ساعة سنويًا، أي بمعدل وسطي يبلغ نحو 7.7 مليون كيلوواط ساعة لكل محطة في السنة (نطاق صناعي عام، وليس من المصادر). ويمكن لمواقع فردية تحقيق نتائج أفضل بكثير: إذ تُبلّغ مدينة تولير في كاليفورنيا عن تجنّب أكثر من مليون دولار سنويًا من تكاليف الكهرباء عبر نظام تحويل الغاز الحيوي إلى الكهرباء لديها (Water Online).
ما المدة الرأسمالية التي ينبغي التخطيط لها إذا أضفنا هاضمًا ووحدة توليد مشترك إلى محطة قائمة؟
لم يُبلَّغ عن مدة محددة في المصادر. وكتقدير تخطيطي مرجعي، يستغرق إنشاء هاضم لاهوائي بمقياس بلدي مع وحدة توليد مشترك عادةً بين 18 و36 شهرًا من إصدار أمر المباشرة حتى التشغيل، بحسب حجم الهاضم ونطاق تنقية الغاز (نطاق صناعي عام، وليس من المصادر).
ما الفرق بين حرق الغاز الحيوي في الموقع وترقيته إلى غاز طبيعي متجدد؟
الاستخدام في الموقع — وهو المسار الذي تسلكه غالبية المحطات الـ 1,200 — يعني توليد الكهرباء و/أو الحرارة للمحطة نفسها. أما المسار الآخر، الذي تستخدمه نحو 4% من المحطات الـ 1,200، فهو ترقية الغاز الحيوي إلى غاز طبيعي متجدد عبر إزالة الشوائب وتركيز الميثان بما يسمح بضخه في شبكة الغاز كبديل مباشر للغاز الطبيعي التقليدي (Water Online).
كيف نعرف ما إذا كانت محطتنا ضمن المحطات الـ 3,800 القادرة على إضافة استخلاص الغاز الحيوي؟
يستند المجلس في تقديره البالغ 3,800 محطة إلى المنشآت التي تتوفر لها تدفقات كافية من مياه الصرف لجعل استخلاص الغاز الحيوي مجديًا. وكتدقيق من جهة المشتري، يتمثل المعيار المعتاد في تغذية أدنى للهاضم بنحو 20–50 طنًا جافًا من المواد الصلبة يوميًا، ووجود مرحلة حيوية تنتج أصلًا حمأة منشطة مستقرة (نطاق صناعي عام، وليس من المصادر)؛ أما المحطات التي تقل عن هذا الحد فتحتاج عادةً إلى الهضم المشترك أو إلى مركز إقليمي لجعل الجدوى الاقتصادية ممكنة.
