هل تعتبر أجهزة هضم السماد حلاً حقيقيًا لانبعاثات مزارع الألبان؟

وعندما نفد الوقود خلال الحرب العالمية الثانية، قام بعض المزارعين في ألمانيا وفرنسا بتصنيع الوقود الخاص بهم عن طريق تغطية صهاريج السماد الطبيعي واحتجاز غاز الميثان الناتج.

والآن، تطرح الحكومات نسخة مطورة من تلك التكنولوجيا، تسمى الهاضم اللاهوائي، كوسيلة لتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة من مزارع الألبان. لكن بعض الباحثين يقولون إن الإنفاق على أجهزة الهضم قد يكون له عواقب غير مقصودة على المناخ وصحة الإنسان.

“هل هذه الأموال أكثر فعالية في الحد من المناخ من الاستراتيجيات الأخرى مثل بناء الألواح الشمسية؟” تقول ريبيكا لارسون من جامعة ويسكونسن ماديسون. “هذا شيء يجب فحصه… ولكن فيما يتعلق بالثروة الحيوانية، فهو أحد أفضل تدابير التخفيف لدينا من حيث الأداء.”

وتمثل الزراعة حوالي ثلث الانبعاثات التي يسببها الإنسان. وفي الولايات المتحدة، يأتي نحو ثلث هذا من تجشؤ الأبقار، ولكن 14 في المائة أخرى يأتي من السماد. يتعين على مزارع الألبان الصناعية أن تقوم بشكل مستمر بكشط كميات هائلة من السماد وإخراجها من الحظائر الشاسعة المليئة بالأبقار وفي البحيرات.

ظهرت أول هاضمات على نطاق تجاري لتغطية تلك البحيرات أو استبدالها بالخزانات في السبعينيات. والآن تم تركيب أكثر من 17 ألف جهاز هاضم في الاتحاد الأوروبي، أغلبها في المزارع، وتمتلك كل من الولايات المتحدة والمملكة المتحدة نحو 400 جهاز. وتمتلك الصين الملايين، ولكن أغلبها عبارة عن هاضمات من الطوب في مزارع صغيرة.

عندما يتم تخزين المادة العضوية في غياب الأكسجين، تقوم الميكروبات اللاهوائية بتفكيكها وإصدار ثاني أكسيد الكربون وكذلك الميثان. ويحدث ذلك عندما يتم الاحتفاظ بمياه الصرف الصحي في محطات معالجة مياه الصرف الصحي أو يتم غسل السماد في البحيرات وحفر الملاط.

ولكن إذا تمت تغطية النفايات بالبلاستيك أو وضعها في خزان مغلق، فيمكن التقاط ثاني أكسيد الكربون والغاز الحيوي للميثان عبر أنبوب. يتم تسخين هذا الهاضم عادةً لتسريع إنتاج الغاز الحيوي، والذي يمكن حرقه للحصول على الحرارة أو الكهرباء، أو تنقيته وتحويله إلى غاز طبيعي أو ضغطه لتحويله إلى وقود للسيارات. وبينما لا يزال ثاني أكسيد الكربون ينبعث، فإن غاز الميثان، وهو غاز الدفيئة الأكثر قوة، لا ينبعث منه. ثم يتم استخدام السماد المهضوم كسماد وفراش للحيوانات.

ينبعث من الروث الذي يمر عبر الهاضم غاز ميثان أقل بنسبة 91 في المائة أثناء التخزين. لكن الصورة الكبيرة أكثر تعقيدًا، وفقًا لدراسة جديدة حللت أعمدة غاز الميثان المنبعثة من 98 مصنع ألبان في كاليفورنيا. وقد منحت الولاية، التي لديها 1.7 مليون بقرة حلوب في مزارع المصانع، أكثر من أي مكان آخر في الولايات المتحدة، 389 مليون دولار في شكل منح لبناء الهاضم في العقد الماضي، وهي أكبر مبادرة لها ضد غاز الميثان.

أدى تركيب هاضم إلى تقليل انبعاثات غاز الميثان من مصدر ثابت من 91 كجم في الساعة إلى 68 كجم/ساعة في المتوسط، مما أدى إلى خفض الانبعاثات في ثلثي مصانع الألبان. لكن متوسط ​​الانبعاثات ارتفع لفترة وجيزة أثناء بناء أجهزة الهضم. على الرغم من أن السبب لم يكن واضحًا، إلا أن أحد الاحتمالات هو أنه كان لا بد من إعادة توجيه ملاط ​​الروث، مما أدى إلى تقليبه والتسبب في الانبعاثات.

ولأن الهاضمات يتم تسخينها، فإنها تنتج غاز الميثان بسرعة أكبر من البحيرات المفتوحة، ويمكن أن يؤدي التسرب منها في بعض الحالات إلى انبعاثات غاز الميثان أعلى من ذي قبل. ووجدت الدراسة أن بعض التسريبات تجاوزت 1000 كجم في الساعة.

تقول أليسا فالديز، من جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد، وأحد مؤلفي الدراسة: “بمعدلات التسرب في تلك الحالات الكبيرة جدًا، يعد ذلك بمثابة قصة تحذيرية تمامًا حول كيفية ظهور شيء ما من محلول إلى باعث رئيسي”.

لكن برنامج كاليفورنيا الذي أخطر المزارع بالتسربات في عام 2023 أدى إلى إصلاح 20 في المائة منها، ويشير الجزء الأكبر من الأبحاث إلى أن أجهزة الهضم لا يزال بإمكانها خفض انبعاثات السماد بنحو النصف.

تقول أنجيلا بايووتر من جامعة ساري بالمملكة المتحدة: “إذا كنت تقوم بتشغيل هاضم، وتفقد الغاز، فإنك تخسر المال، لذا يتعين على مشغلي الهاضم تقليل الانبعاثات إلى الحد الأدنى”.

تعمل أجهزة الهضم أيضًا على تسريع تكوين الأمونيا من السماد، مما يثير مخاوف من “استبدال التلوث” بغاز الميثان للأمونيا. وإذا لم يكن من الممكن بيع الغاز الحيوي وتم حرقه، فإنه يمكن في بعض الحالات إنتاج كبريتيد الهيدروجين.

والسؤال الكبير هنا هو إلى أي مدى ينبغي للحكومات أن تعمل على تشجيع الهضم. ويبدو أن دعم كاليفورنيا لهذه المزارع يشجع مزارع المصانع على النمو بشكل أكبر. ويصدر معيار الوقود منخفض الكربون، وهو مخطط للحد من انبعاثات السيارات، أرصدة قابلة للبيع للغاز الحيوي المنتج من أجهزة الهضم. وجدت دراسة ما قبل الطباعة أن تلقي مثل هذه الحوافز أدى إلى زيادة حجم قطيع الألبان بمقدار 860 بقرة في المتوسط.

يقول برنت كيم من جامعة جونز هوبكنز في ماريلاند: “يتم استخدام أموال دافعي الضرائب لتضخيم قيمة السماد الطبيعي، بحيث يبدأ في التنافس مع قيمة الحليب، وهذا يخلق بنية حوافز ضارة”. “يمكننا، بل وينبغي لنا، أن ننظر إلى أساليب أكثر فعالية وأكثر فعالية للتخفيف من آثار تغير المناخ، والتي لا تدعم الصناعة بمجموعة من المؤلفات التي توثق الأضرار”.