"غدي نيوز" – تحقيق سوزان أبو سعيد ضو

عرضت وكالة "رويترز" الأميركية أمس (22-402015) لمشروع "مرحاض مبتكر يولد الكهرباء من البول سيضيء قريبا مناطق مظلمة من مخيمات اللاجئين بعد أن اختبره بنجاح طلبة في المملكة المتحدة في إطار مشروع للتعاون بين وكالة "أوكسفام" للاغاثة وجامعة وست إنغلاد في بريستول، ويحول المرحاض الميكروبات الحية التي تتغذى على البول الى طاقة كهربائية".
وبحسب الوكالة "طور الباحثون خلايا وقود ميكروبية تستخدم البكتيريا التي تتغذى على البول وحولوها الى كهرباء. وفي عام 2013 استخدموا 24 من خلايا الوقود الميكروبية ليثبتوا ان البول يمكن ان يولد كهرباء تكفي لتشغيل هاتف محمول. وفي المرحاض الجديد الذي يحول البول الى كهرباء استخدموا 288 خلية وقود ميكروبية".

إنجاز لتلامذة لبنانيين

لكن ما تجدر الإشارة إليه في هذا السياق، أن تلامذة لبنانيين في المرحلة الثانوية نجحوا مؤخرا في الحصول على براءة اختراع عن مشروع توليد الكهرباء من البول البشري من "مصلحة حماية الملكية الفكرية" في وزارة الاقتصاد، فضلا عن حصولهم من قسم المحافظة على البيئة في "شركة فورد" الأميركية على منحة مالية هي الأكبر التي قدمتها الشركة بتاريخها لمشروع بيئي، وهذا ما يعد إنجازا استثنائيا رغم قلة الامكانيات في مقارنة مع المملكة المتحدة.
فراس مكارم، بديع صالحة وإياد حريز، بإشراف المدرسة جنان كرامة شيا، ومساعدة المهندس الإختصاصي بالطاقة المتجددة مجد فياض، تمكنوا وبجهد جماعي من بلورة فكرة توليد الكهرباء من البول البشري، ويسعون الآن الى تطبيقها في مدرستهم "المنار" في بلدة رأس المتن.

خلاصة الدراسة... وتتقنياتها

بحسب ما خلصت إليه الدراسة، فإن "المكون الأساسي للبول هو اليوريا التي تتكون من 4 ذرات هيدروجين في كل جزيء منها، والأهم أن الروابط الكيميائية في مركب اليوريا أضعف وأقل ترابطا مما هي عليه في الماء، مما يسهل تفكيكها. وكانت البروفسورة في جامعة أوهايو جيراردين بوت Gerardine Botte في قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية قد استخدمت عملية التفكيك الكيميائي لتكسير جزيء اليوريا باستخدام قطب من النيكل غير مكلف، يحلل اليوريا بكفاءة عالية، وبفولتية قليلة تقدر بـــ 0.37 فولت مقابل 1.23 فولت يحتاجها الماء لتتفكك. والمادة الخام المستعملة هي البول وهو مادة موجودة بكثرة، ولا تحتاج الى حرارة او أي تكاليف كثيرة".
وتبعا للدراسة "تتحلل اليوريا الى غاز النيتروجين وغاز الهيدروجين وثاني اكسيد الكربون، أما باقي المواد فهي مواد غير ضارة يمكن استخدامها في التربة كنوع من السماد كونها تحتوي كربونات البوتاسيوم الناتج عن تفاعل المحفز والماء ومواد اخرى. ولا يحتاج غاز الهيدروجين الناتج عن هذه العملية الى أي تفاعل آخر حيث يكون نقيا، ويستخدم كوقود بدلا من البنزين في المولد المستعمل".
هي تجربة جديرة بالاهتمام وإن بدت لكثيرين مقززة ونافرة، لكن إذا ما رصدنا تحديات المستقبل فقد تغدو هذه الفكرة خيارا ضروريا في مواجهة شح الموارد والبحث عن مصادر الطاقة المتجددة.

مع التلامذة

"غدي نيوز" التقى التلامذة الثلاثة، فأشار صالحة إلى أنه "لا يمكن إغفال دور مدرسة العلوم الطبيعية في بلورة فكرة المشروع"، ولفت مكارم إلى أنه "بالنظر الى مستخرجات البول، وأهمها الهيدروجين وإمكانية استحصاله بسهولة من هذا المصدر، وبتقنية معينة أمكننا توليد الكهرباء".
أما حريز أن فأشار إلى أن "البول يعتبر أسهل في تفكيكه بطريقة التفكك الكهربائي Electrolysis من غيره من المواد مثل الماء مع إحتوائه على كمية اكبر من الوقود ولا سيما الهيدروجين، ولا نحتاج لإضافة أي مواد، فقط عملية التفكيك عن طريق الكهرباء باستخدام كمية قليلة من الكهرباء".
ويقول صالحة معلقا "اننا باستخدام كمية قليلة من الكهرباء حولنا الطاقة في البول الى 220 فولت من خلال مولد كهربائي".
وحول عدم توجههم نحو استخدام الماء في تقنيتهم، وليس البول، أشار مكارم إلى أن "الماء يحتاج لكمية أكبر من الكهرباء ليتفكك ووقتا اكثر وينتج كمية أقل من الكهرباء، فالجدوى بهذه الحالة لا تكون معادلة للبول".
ويضيف صالحة أن "(اليوريا)  كمكون للبول وليس الماء هو هدف هذه التقنية لان اليوريا، هي مصدر الهيدروجين الأهم وهو هدف عملية التفكك، وكمية اليوريا الموجودة في البول أكبر من أي مادة أخرى ومن هنا استخدام البول كمصدر لتوليد الطاقة الكهربائية".
ويضيف مكارم أنه "من ناحية ثانية، مشكلة المياه ونضوبها في العالم، هي التي وجهتنا نحو مصدر اكثر وفرة وهو البول، فهناك كمية اكبر من اليوريا التي تنتج وتلوث، فمثلا في السعودية هناك شح في المياه بينما اليوريا موجودة وبشكل كبير، وبذلك نحل مشكلة بيئية بالتخلص من الفضلات البشرية بشكل إنتاجي وغير ملوث".
وعن التكلفة، وكمية البول التي تستخدم لتوليد كهرباء كافية، أجاب صالحة "درسنا التكلفة، إنما ليس بشكل دقيق، وعلى نطاق صغير"، وأضاف "إنما بخصوص كمية البول تعتمد على حجم المولد المستعمل، فبكمية ثلاثين ليترا من البول، وبمولد مناسب نتمكن من إضاءة بناية". ويعلق حريز "هناك مولد خصوصي لحرق الهيدروجين، وهو أكثر كلفة من المولدات العادية"، ويضيف "هو حل لمشكلة الكهرباء في المناطق النائية في أفريقيا، حيث لا توجد مصادر لتوليد الكهرباء".
ويضيف صالحة "ليس لهذه المادة ارتدادات سلبية على الطبيعة، فلا غازات ضارة بالبيئة، على العكس نتخلص من مواد تلوث البيئة بطريقة سليمة، فهي طريقة أوفر وأسرع وبإنتاجية كبيرة".
وعن دور مدرستهم في هذا المجال أشار صالحة إلى أن "دور المدرسة هو التحفيز المعنوي، أما الناحية المادية فهي ليست من قدرات المدرسة التي لعبت دور المضيف، وسيتم تطبيق هذا المشروع داخل المدرسة".
ويقول مكارم "ستكون (المنار) أول مدرسة في الشرق الأوسط والعالم تضاء بكهرباء بوقود من البول". ويؤكد حريز أن "أول أهدافنا إضاءة مدرستنا".
وعن الخطوة القادمة بادر حريز للإجابة "ستكون في هذا المجال أي الطاقة البديلة". وأضاف صالحة "ربما بتوليد الكهرباء لبنايات". وعلق مكارم "للعلم فقد ربحنا من شركة فورد مبلغ 12 ألف دولار"، وتابع صالحة "هي مسابقة سنوية للمشاريع المستدامة، وهو واحد من خمسة مشاريع في الشرق الأوسط والأول في الجائزة المادية في منطقة الشرق الأوسط".
وأردف مكارم عن موضوع التصويت "كان موضوع التصويت على صفحات التواصل الإجتماعي على المستوى الشعبي وجائزته خمسة آلاف دولارا أميركيا وللأسف لم نحصل الا على الجائزة الثانية، بعد اليمن". ويفسر حريز "نحن واحد من خمسة مشاريع على مستوى الشرق الأوسط، ومن يربح بالتصويت ينال هذا المبلغ الإضافي، وكون الفائز هو من اليمن بعدده وعديده، وكون المشروع إعلاميا، فقد نال المجال الأكبر من التصويت". وقال صالحة "لا يمكن أن ننكر أن مشروعنا كمشروع بيئي رائد وباستدامة هامة اكبر، لكن مسألة التصويت تابعة لخيار الجمهور". ويقول مكارم "لم نعرف أن نسوق الفكرة بشكل إعلامي، وهذا ساهم في حصولنا على الدرجة الثانية من التصويت". وقال صالحة "اننا كمدرسة صغيرة وتلامذة مبتدئين واجهنا منافسة من مؤسسات كبيرة لها خبرة في هذا المجال، في البحرين واليمن، وعدد اكبر من السكان بالنسبة للبنان".
وعن براءة الإختراع، أكد التلاميذ أنهم فريق من أربعة أشخاص مع المدرسة شيا نالوا هذه البراءة بأسمائهم الأربعة. أما عن تطبيق الإختراع على المستوى العالمي، فقد أكد الشباب على الملكية الفكرية لمشروعهم، ولا يمكن تطبيقه دون الرجوع اليهم.
أما عن الخطوة التالية، فهي شركة خاصة، مع براءة الإختراع التي تعتبر شعارا لهذه الشراكة. وعن الأمور السلبية التي واجهوها، أكد صالحة أن "أهمها الصعوبات المادية، فمن أجل التطبيق نحتاج للمادة".
وقال مكارم "لا نفتقر للدعم المعنوي فالجميع يساهم به، أما الدعم المادي فلا أحد يبادر". وعن الرسالة التي يوجهونها للوزارات المعنية، من وزارة التربية والبيئة والإقتصاد والطاقة، قال صالحة "نتوجه برسالة لوزير الطاقة، بصفته مشروعا يؤمن الطاقة الكهربائية، ولوزير البيئة لانه مشروع مستدام، ولوزير الإقتصاد لأنه مشروع يساهم بالنهضة الإقتصادية وتقليل الدين العام في مجال الكهرباء".
عن الجدوى الإقتصادية اكد التلامذة أن حساباتهم تنقصها الدقة، ولكنهم يدرسونها وكمية الكهرباء المولدة هي تابعة لحجم المولد، وقدرته أي KVA والمولد الأفضل هو الذي يعمل على الهيدروجين وبهذه الحالة، تكون العملية أقل تلويثا للبيئة واكثر فعالية.
وأشاروا إلى انهم بصدد طلب مولد يعمل على الهيدروجين وينتظرون وصوله قريبا، ليتم استعماله في إضاءة قسم من مدرستهم.
وأكدوا "يهمنا الدعم لنتمكن من الإنتقال بهذا المشروع الى مرحلة يحقق فيها انتاجية أكبر وهو يهم لبنان ككل، ويحقق التنمية المستدامة والمحافظة على البيئة وفي حال نضوب البترول ومصادر الوقود، وخصوصا مع مديونية الكهرباء التي تشكل جزءا كبيرا من الدين العام، وتشكل هذه الطريقة وسيلة من الوسائل لحل هذه المشكلة".

شيا

أما المدرسة شيا (مجازة في العلوم الطبيعية) تدرس الفيزياء والكيمياء للمرحلة المتوسطة والأول ثانوي وحاصلة على درجة الماجستير من كلية التربية في تربية العلوم الطبيعية، وتحضر حاليا لدرجة الدكتوراة في التربية من فرع الجامعة اللبنانية في مجال العلوم الطبيعية - التنمية المستدامة، فنوهت بـ "طريقة تفكير التلامذة ومواقفهم البيئية حيث من الصعوبة على التلميذ أن يتعامل مع البول، وخلافه، بالمقابل فقد قام الطلاب بهذا المشروع على عاتقهم كونهم مقتنعين بأهمية ما يقومون به. وليس مجرد عمل او مشروع مدرسي".
وقالت: "الطريقة التي نتبعها في التربية هي من خلال تعلم جميع المعلومات والخبرات، كي يحاول الطالب تصحيح وبلورة مفاهيم جديدة في المجتمع. فمن بداية منهج العلوم، يوضع التلميذ بجو معين، ونقول لهم كل ما تتعلمونه خلال العام عليكم تطبيقه كحل لمشاكل اجتماعية. ففي المدرسة نعمل على تنمية التربية البيئية، وهذا العمل هو مشروع نهاية العام لكل الطلاب الذين نقسمهم الى مجموعات من ثلاثة تلامذة. فطريقة "القيادة" التي توفرها المدرسة للتلميذ هي أمر هام جدا، فليست المادة فقط التي لها الأهمية، بل الفرص بالطرق المتوفرة، ففي منهج المدرسة زيارات دورية للمعارض العلمية منها معرض الجامعة الأميركية في بيروتAUB science fair والجامعة اللبنانية الأميركية LAU ليثبت التلميذ نفسه ويستنبط الأفكار ويحاول تنفيذها، فبمجرد أن يختبر الطالب نفسه ومدى قدراته لتنفيذ فكرته تعتبر خبرة بحد ذاتها".
وأضافت: "نوجّه الطالب إلى أنه لن يخترع شيئا غير موجود بل سيكتشف امورا اكبر، ففي مفاهيم العلوم وفي أعمارهم الفتية نوعا ما، فلن يتعرفوا الى مفاهيم ومعلومات معقدة، فلدينا على موقع التواصل الإجتماعي الفيسبوك مجموعة نتبادل فيها كل الإختراعات والإكتشافات الحديثة، فكل فكرة جديدة أشاركهم بها على صفحات الفيسبوك، ويحاولون البحث بها وتطبيقها، بشكل ألا يقلدوها تماما، بل يستفيدون من مفهوم العلوم في اختراع ما لتنفيذ فكرة أخرى".
وعن فكرة المشروع، قالت شيا: "كان هناك طلاب من أفريقيا اخترعوا مولدا للكهرباء من البول، وواجه مشروعهم الكثير من الإنتقادات، وقد عرضت الفكرة على التلامذة وحاولنا تنفيذها، فلم تنجح، وقمنا بأبحاث شاملة وغّيرنا الطريقة كليا لهذا حصلنا على براءة إختراع، كون الطريقة مختلفة تماما كفكرة وتنفيذ".

فياض

وأشار فياض (اختصاصي في الهندسة الميكانيكية من الجامعة اللبنانية وحاصل على درجة الماجستير بشكل مشترك من الجامعة اللبنانية واليسوعية في الطاقة المتجددة Renewable energy، وخريج مدرسة المنار أيضا) إلى "انها فرصة اساسية توفرها المدرسة حيال مفاهيم الطاقة المتجددة".
أما من ناحية موضوع المشروع فيقول "مصدر الطاقة الأساسي هو الهيدروجين، الذي تعمل عليه الكثير من الدول في العالم منها الولايات المتحدة وأوروبا كمصدر للطاقة الأساسية بشكل لا ينضب، وكيفية تحويل كل اقتصادهم الى الهيدروجين مع حلول العام 2050. فالطاقة المتجددة الأخرى قد تقيدها الجدوى الإقتصادية بشكل عام والمساحات المستعملة، بينما دولة كلبنان، لا نستطيع تأمين كل حاجاتنا عن طريق الطاقة المتجددة، وتتجه الخطط الحكومية نحو أن تصل إعتمادات الدولة على الطاقة المتجددة بكافة اشكالها الى 12 بالمئة بحلول العام 2020".
وأكد أن "عمل المدرسة والمعلمة أساسي حيث وضعوا المواد وطلبوا من التلاميذ التجربة والإبتكار والتفكير خارج اطار المنهج الدراسي اللبناني التقليدي المحدود الذي يحجم الطالب".
وعن التقنية المستعملة فأشار إلى أن "أول خطوة هي عملية التأيين أو Electrolysis  للمياه أو البول أو الحليب، فالحليب مثلا يشكل مصدرا هاما للهيدروجين، إلا أننا لا نستطيع استعماله كونه جزءا هاما للأمن الغذائي العالمي، والمياه تحتاج كمية كهرباء اكثر لإنتاج كمية لا تعطي جدوى إقتصادية، أما البول فبقاؤه في الطبيعة يشكل تلوثا كبيرا كونه يتفكك متحولا الى الأمونيا الضارة، فإن قمنا باستعماله نخفف من أضراره على البيئة، حيث يتحول الى الهيدروجين والنيتروجين ومادة كربونات البوتاسيوم من التفاعل مع المحفز للعملية الكيميائية لتأين الأمونيا، وهذه المادة يمكن استعمالها كسماد هام للنباتات، أما الهيدروجين فيعتبر من أنظف مصادر الطاقة، كون نتائج التفاعل لا تحتوي على الكربون، فمصادر الطاقة الأخرى التي تحتوي الكربون هي التي تلوث البيئة".
ولفت إلى أن "عملنا لا زال تعليميا بيئيا، ودراسة الجدوى الإقتصادية لا زالت غير مكتملة، لتسوق بشكل تجاري". وقال: "نعمل بشكل يؤمن تحويل المشروع الى مشروع تجاري وملبيا لطموح ولحماس الشباب، في إضاءة مدرستهم وبذات الوقت المحافظة على البيئة، ولم لا؟ إنما المرحلة القادمة فهي مرحلة أبحاث أوسع وعمل أدق لتطوير المشروع، ولنصل الى فعالية المشروع بشكل علمي وبيئي واقتصادي، وبشكل يحقق الاستدامة".