کاهش انتشار متان در محل های دفن زباله | اخبار MIT

دومین عامل بزرگ گرمایش جهانی متان است، گاز گلخانه‌ای که ۲۸ برابر قوی‌تر از دی اکسید کربن است. محل های دفن زباله منبع اصلی متان هستند که با تجزیه مواد آلی در زیر زمین ایجاد می شود.

اکنون استارت آپی که در MIT شروع به کار کرده است، با سیستمی که برای کار کردن به زمین، جاده یا خطوط برق اضافی نیاز ندارد، به طور قابل توجهی انتشار متان از محل های دفن زباله را کاهش دهد. شرکت Loci Controls سیستمی با انرژی خورشیدی توسعه داده است که جمع آوری متان از محل های دفن زباله را بهینه می کند تا مقدار بیشتری از آن به گاز طبیعی تبدیل شود.

در مرکز سیستم Loci (تلفظ “کم آه”) دستگاهی به اندازه جعبه ناهار است که به چاه های جمع آوری متان متصل می شود، که متان را برای پردازش به سطح بالا می کشد. نیروی خلاء بهینه با عواملی مانند فشار اتمسفر و دما تغییر می کند. سیستم Loci این عوامل را نظارت می کند و نیروی خلاء را در هر چاه بسیار بیشتر از آنچه که توسط تکنسین های میدانی که تنظیمات دستی انجام می دهند ممکن است تنظیم می کند.

پیتر کویگلی ’85، مدیر عامل Loci Controls می گوید: “ما انتظار داریم که انتشار متان را بیش از هر شرکت دیگری در جهان طی پنج سال آینده کاهش دهیم.” این شرکت توسط Melinda Hale Sims SM ’09, PhD ’13 و Andrew Campanella ’05, SM ’13 تأسیس شد.

دلیل خوش بینی کویگلی غلظت بالای انتشار متان دفن زباله است. بیشتر انتشارات دفن زباله در ایالات متحده از حدود 1000 زباله بزرگ ناشی می شود. افزایش جمع آوری متان در این سایت ها می تواند تأثیر قابل توجهی در انتشار کلی کشور ایجاد کند.

به عنوان مثال، در یکی از محل های دفن زباله که سیستم Loci در آن نصب شده بود، این شرکت می گوید که فروش متان را با نرخ سالانه 180000 متریک تن معادل دی اکسید کربن افزایش داده است. این تقریباً برابر است با حذف 40000 خودرو از جاده برای یک سال.

سیستم Loci در حال حاضر بر روی چاه های 15 محل دفن زباله مختلف نصب شده است. کویگلی می‌گوید تنها حدود 70 مورد از 1000 محل دفن زباله بزرگ در ایالات متحده گاز را به طور سودآور می‌فروشند. بیشتر بقیه گاز می سوزانند. اما تیم Loci معتقد است افزایش فشار عمومی و نظارتی به گسترش پایگاه مشتریان بالقوه آن کمک خواهد کرد.

کشف یک مشکل اساسی

ایده Loci از افشاگری توسط پدر سیمز، کارآفرین سریالی، مایکل هیل SM ’85، دکترای ’89 نشات گرفت. هیل بزرگ در مدیریت فاضلاب کار می کرد که یک محل دفن زباله در نیویورک با او تماس گرفت و خواستار کمک برای استفاده از گاز متان اضافی آن شد.

سیمز می‌گوید: «او متوجه شد که اگر بتواند به آن محل دفن زباله خاص کمک کند تا مشکل را حل کند، تقریباً در مورد هر محل دفن زباله صدق می‌کند.

در آن زمان سیمز دکترای خود را در رشته مهندسی مکانیک در MIT و رشته کارآفرینی را دنبال می کرد.

پدرش زمانی برای کار روی پروژه نداشت، اما سیمز شروع به کاوش در راه حل های فناوری برای بهبود جذب متان در محل های دفن زباله در کلاس های تجاری خود کرد. این کار با دکترای او ربطی نداشت، اما مشاور او، دیوید هارت، پروفسور رالف ای و الویز اف کراس در تولید در MIT، درک می کرد. (هاردت همچنین به عنوان مشاور دکترا برای پدر سیم کار کرده بود، که در نهایت، شخص مقصر پروژه جانبی جدید سیم بود.)

سیمز با اندرو کامپانلا، که در آن زمان دانشجوی کارشناسی ارشد متمرکز بر مهندسی برق بود، شریک شد و آن دو برنامه شتاب دهنده تابستانی delta v را که توسط مرکز اعتماد مارتین برای کارآفرینی MIT برگزار شد، گذراندند.

کویگلی بازنشسته بود، اما زمانی که شروع به راهنمایی بنیانگذاران Loci کرد، در چندین کمیته بازدید در MIT خدمت می کرد. او کار خود را با تجاری سازی پلاستیک تقویت شده از طریق دو شرکت گذرانده بود، یکی در صنعت کالاهای ورزشی با عملکرد بالا و دیگری در خدمات میدان نفتی.

کویگلی می گوید: «آنچه تخیل من را به خود جلب کرد، فرصت کاهش انتشار بود.

متان در محل های دفن زباله با تجزیه زباله های آلی تولید می شود. برخی از اپراتورهای دفن زباله با حفاری صدها چاه جمع آوری متان را جذب می کنند. فشار خلاء این چاه‌ها باید تنظیم شود تا میزان متان جمع‌آوری شده به حداکثر برسد، اما کویگلی می‌گوید تکنسین‌ها فقط می‌توانند این تنظیمات را به صورت دستی حدود یک بار در ماه انجام دهند.

دستگاه‌های Loci ترکیب گاز، دما و عوامل محیطی مانند فشار هوا را برای بهینه‌سازی قدرت خلاء هر ساعت کنترل می‌کنند. داده‌هایی که کنترل‌کننده‌ها جمع‌آوری می‌کنند در یک پلتفرم تحلیلی برای تکنسین‌ها جمع‌آوری می‌شوند تا از راه دور نظارت کنند. این داده‌ها همچنین می‌توانند برای مشخص کردن رویدادهای شکست چاه، مانند سیل در هنگام باران، و در غیر این صورت بهبود عملیات برای افزایش میزان متان جذب شده مورد استفاده قرار گیرند.

کویگلی توضیح می‌دهد: «ما می‌توانیم دریچه‌ها را به‌طور خودکار تنظیم کنیم، اما همچنین داده‌هایی داریم که به اپراتورهای محل اجازه می‌دهد تا مشکلات را خیلی سریع‌تر شناسایی و برطرف کنند».

ادامه یک ماموریت پر تاثیر

جذب متان در محل‌های دفن زباله با پیشرفت فناوری‌های تشخیص فوری‌تر می‌شود آشکار کردن اختلافات بین برآورد انتشار متان و واقعیت در صنعت به عنوان مثال، یک حسگر جدید متان در هوا که توسط ناسا مستقر شده است، نشان می دهد که محل های دفن زباله کالیفرنیا نشت متان با نرخی به اندازه شش برابر بیشتر از برآوردهای آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده است. این تفاوت پیامدهای عمده ای برای جو زمین دارد.

برای ایجاد انگیزه بیشتر در شرکت‌های مدیریت پسماند برای شروع جمع‌آوری متان و بهینه‌سازی جذب متان، باید حسابرسی صورت گیرد. این می تواند به شکل استانداردهای جدید مجموعه یا تاکید بیشتر سرمایه گذاران بر جمع آوری متان باشد. (وجوه تحت کنترل میلیاردرهای بیل گیتس و لری فینک سرمایه گذاران اصلی در شرکت های مدیریت زباله هستند.)

در حال حاضر، تیم Loci، از جمله بنیانگذار و مشاور ارشد فعلی سیمز، بر این باورند که در مسیر ایجاد تأثیر معنادار تحت شرایط فعلی بازار هستند.

زمانی که من در دبیرستان بودم، بیشتر تمرکز روی انتشار گازهای گلخانه ای روی CO بود₂سیمز می گوید. من فکر می‌کنم متان واقعاً مکانی است که باید روی آن تمرکز کرد، و فکر می‌کنم استفاده از فناوری در صنعت چقدر می‌تواند ارزشمند باشد، دست کم گرفته شده است.»