إنقاذ البيرة: كيف يؤثر نقص ثاني أكسيد الكربون على صناعة البيرة

في أغلب الليالي التي تستضيف فيها الساحة حفلة موسيقية، ستشاهد مشهدًا مألوفًا، حشود من عشاق الموسيقى يتجمعون للاستماع إلى فنانيهم المفضلين. وسيحمل البعض أكوابًا بلاستيكية من البيرة الرغوية في أيديهم. ومن المرجح ألا يفكر أحد في كيفية ارتباط تلك البيرة بما هو موجود أسفل أقدامهم. أسفل أرضية الكولوسيوم، أسفل الأساس، عبر طبقات التربة السطحية والصخور، أسفل 2900 قدم تقريبًا، تقع بقايا بركان قديم ضخم منقرض الآن. تُعرف الأرض فوق البركان اليوم باسم قبة جاكسون بفضل ارتفاعها الملحوظ، والتي بدورها بقايا البركان الذي كان ذات يوم جبلًا يرتفع عالياً فوق البحار القديمة.

لقد ثار البركان آخر مرة منذ حوالي 66 مليون سنة في دمار من الحمم البركانية والرماد، والآن أصبح البركان مدمرًا، ولكن في باطن الأرض ترك وراءه بعضًا من أكبر آبار غاز ثاني أكسيد الكربون في البلاد، والتي تم اكتشافها في السبعينيات. لعقود من الزمان، اعتمدت صناعة البيرة، من بين أمور أخرى، على ثاني أكسيد الكربون لتنظيف الخراطيم، ونقل البيرة من خزان إلى آخر، ونعم، لتشبع براميلها وزجاجاتها وعلبها بالغاز. ليس من المستحيل أن تكون بعض البيرة التي يتم احتساؤها في الكولوسيوم مليئة في بعض الأحيان بالغاز المستخرج من أسفل دون أن يدرك الشارب ذلك. حتى وقت سابق من هذا العام، عندما تلوث ثاني أكسيد الكربون في جاكسون دوم، مما يهدد إمدادات ثاني أكسيد الكربون وسط نقص أكبر على مستوى البلاد.

إن ثاني أكسيد الكربون هو أحد المكونات الأساسية للبيرة. تخيل الهسيس اللطيف الذي يأتي مع فتح علبة جديدة من البيرة الشاحبة ومشاهدة الرغوة تتشكل أثناء صب السائل في الكوب. وبينما تحرك السائل، يندفع ثاني أكسيد الكربون إلى الأعلى، ويصبح السائل العكر شفافًا ببطء. تمتلئ كل رشفة بفقاعات صغيرة. باستثناء البيرة المصنوعة من البراميل، لا يمكن أن تكون هناك بيرة بدون كربونات.

ثاني أكسيد الكربون هو نتاج ثانوي للعديد من العمليات الطبيعية: فهو ينشأ عندما تتحلل المادة العضوية أو تحترق، وأثناء التخمير عندما تتغذى الخميرة على السكريات لإنتاج الكحول. ترتبط كمية ثاني أكسيد الكربون التي ينتجها البيرة ارتباطًا مباشرًا بالكحول من حيث الحجم (ABV): فكلما زاد استهلاك الخميرة للسكر، زادت مستويات ABV وثاني أكسيد الكربون. لكن ثاني أكسيد الكربون الموجود في مشروباتك الغازية المفضلة عادة ما يكون نسخة صالحة للأكل يتم جمعها كمنتج ثانوي لإنتاج الإيثانول والأمونيا.

بدأت أزمة نقص ثاني أكسيد الكربون مع عمليات الإغلاق المرتبطة بالجائحة في عام 2020، عندما توقف إنتاج الإيثانول. وبعد عامين، لم تعد مستويات الإنتاج إلى طبيعتها بعد. ومع تعرض إمدادات ثاني أكسيد الكربون من قبة جاكسون للخطر، يبحث مصنعو البيرة عن مصادر بديلة للغاز - بل ويحاولون حتى احتجازه بأنفسهم.

وتقول ماندي ماكاي، مديرة الاستدامة والمسؤولية الاجتماعية في شركة سييرا نيفادا للبيرة: "معظم مصانع البيرة الحرفية صغيرة جدًا بحيث لا يمكنها الاستثمار في النظام، وهذا لا يحقق الكثير من المعنى المالي بالنسبة لهم". "ولكن بمجرد الوصول إلى حجم معين من النمو أو الحجم، يصبح من المنطقي تمامًا الاستثمار في نظام الاسترداد".

قامت شركة Sierra Nevada Brewing Company بربط ما يبدو وكأنه منطاد ضخم بسقفها. يجمع البالون ثاني أكسيد الكربون الذي يتم إطلاقه عادةً أثناء التخمير الطبيعي للبيرة. بمجرد دخول ثاني أكسيد الكربون إلى البالون، تتم إزالة أي ملوثات قابلة للذوبان في الماء مثل الإيثانول ويدخل الغاز إلى خزان تخزين للاستخدام في جميع أنحاء مصنع الجعة، بما في ذلك عملية كربنة البيرة بالقوة. قامت الشركة بتثبيت النظام في عام 2003 كجزء من التزامها بالاستدامة، ومنذ ذلك الحين أصبحت مكتفية ذاتيًا من خلال الاعتماد عليه لتلبية احتياجات التعبئة والتغليف ونقل البيرة من خزان إلى خزان، وحتى استخدامه في بيرة الصنبور الخاصة بهم.

بالنسبة لبعض الشركات، مثل شركة Alaskan Brewing Company وشركة Maui Brewing Company، كانت أنظمة استعادة ثاني أكسيد الكربون استثمارًا ضروريًا. افتتح مارسي وجيف لارسون، مؤسسا شركة Alaskan Brewing Company، مصنعهما للجعة في عام 1986، ولكن بسبب موقعهما البعيد في جونو، كان جلب ثاني أكسيد الكربون يشكل تحديًا. قرر آل لارسون تثبيت نظام الاستعادة الخاص بهم في عام 1998. يقول جيف: "كان أصغر نظام تم تركيبه في الولايات المتحدة، لذا كان هناك القليل من التعلم من جميع الأجزاء والأطراف، لكننا تمكنا من استكشاف الأخطاء وإصلاحها وضبط النظام".

وكما هو الحال مع سييرا نيفادا، لم يضطر آل لارسون إلى جلب ثاني أكسيد الكربون منذ تركيب نظامهم الخاص. ويقول جيف: "نحن نعلم الآن على وجه التحديد من أين يأتي ثاني أكسيد الكربون؟ من الشعير والتخمير. ولهذا السبب نطلق عليه اسم بيرة مدعمة بالبيرة!".

وقد أعرب جاريت ماريرو، مؤسس شركة ماوي بروينغ، عن نفس المشاعر. فقد أشار ماريرو، الذي يقع في كيهاي في هاواي، إلى أن تكلفة شحن ثاني أكسيد الكربون إلى الجزيرة كانت عشرة أمثال المبلغ الذي كان يدفعه مصنعو البيرة في البر الرئيسي. ومثل شركة سييرا نيفادا بروينغ وشركة ألاسكان بروينغ، تستخدم شركة ماريرو نظام إعادة التقاط لتقليل اعتمادها على ثاني أكسيد الكربون المستورد.

في حين سمحت أنظمة استعادة ثاني أكسيد الكربون لمصانع الجعة الحرفية بالحفاظ على استقلالها عن المصادر الخارجية، فإن هذا لا يعني أنها خالية من التحديات. غالبًا ما يكون التثبيت الأولي استثمارًا ضخمًا - خاصة مع ارتفاع تكاليف ثاني أكسيد الكربون. تقدم بعض الشركات، مثل Earthly Labs، التأجير للمساعدة في تعويض التكاليف. يقدرون أن مصانع الجعة يمكن أن ترى عائدًا على استثمارها في غضون عامين إلى ثلاثة أعوام أو أقل، اعتمادًا على تكلفة ثاني أكسيد الكربون في منطقتهم. قامت شركة Maui Brewing بتثبيت نظام الاستعادة الخاص بها - ليس منتجًا من Earthly Labs - ورأت عائدًا على استثمارها في غضون عام.

ولكن مع قيام مصانع الجعة بتنويع خطوط إنتاجها بإضافة عناصر مثل الكومبوتشا والمياه الغازية القوية، فإن ذلك يحد من كمية ثاني أكسيد الكربون التي يمكن لمصنع الجعة إنتاجها بشكل عام. عادةً، لا يتم تخمير المياه الغازية القوية، ولكنها عبارة عن مزيج من الكحول الحبوب والماء والنكهات؛ وعلى الرغم من أنها لا تُخمر في مصنع الجعة، إلا أن المشروبات لا تزال تتطلب ثاني أكسيد الكربون. يقول ماكاي: "ما حدث في السنوات الخمس الماضية، مع تحول [سييرا نيفادا] في المنتجات التي نصنعها، أثر على كمية ثاني أكسيد الكربون المتاحة أو المتولدة في التخمير".

لم تضطر شركة سييرا نيفادا إلى الاستعانة بمصادر خارجية لثاني أكسيد الكربون سوى مرة أو مرتين خلال العامين الماضيين، ولكن هذا قد يصبح مصدر قلق أكبر مع تغير تشكيلة منتجاتها ــ وهو الأمر الذي بدأت شركة ماوي بروينغ في التفكير فيه. ويقول ماريرو: "في مرحلة ما، نجحنا في خفض اعتمادنا على ثاني أكسيد الكربون الخارجي بنسبة 80%. ولكن مع استمرارنا في النمو، ربما يقترب هذا الاعتماد من 30% إلى 35%".

ويتوقع بعض مصنعي البيرة أن تصبح أنظمة استعادة ثاني أكسيد الكربون شائعة مثل أجهزة الطرد المركزي التي يستخدمونها، وهي قطعة من المعدات التي تستخدم لتنقية البيرة. كانت أجهزة الطرد المركزي في الماضي من الأشياء الجديدة، ولكن الآن أصبحت تستخدمها أغلب مصانع البيرة الحرفية. ويقول جورج: "نحن بالتأكيد في بداية الطريق. لقد ساعدنا العديد من المستخدمين الأوائل في تحسين هذه التكنولوجيا، وسنواصل الابتكار لجعلها أكثر تكلفة وفي متناول المزيد من مصانع البيرة".

عندما اكتشفت شركة Dorchester Brewing Company أن مزود ثاني أكسيد الكربون الخاص بها لا يمكنه توفير سوى 25% من حصتها الأصلية، سارعت الشركة إلى اتخاذ إجراءات لتقليل استخدامها في جميع عملياتها. يقول مات مالوي، الرئيس التنفيذي لشركة Dorchester Brewing Company: "في كثير من الحالات، تعزز الأزمات الاختراع والتغيير". "إنها تجبرنا على التفكير بشكل مختلف، والحقيقة هي أنها تدفعنا بالفعل إلى أن نكون أفضل".

بدأ فريق مالوي باستخدام تقنية ألمانية لتكرير البيرة بطريقة طبيعية تتضمن ربط صمام بالخزان في مرحلة التخمير المتأخرة عندما يتم إخراج كل الغاز الطبيعي. يسمح الصمام لصانعي البيرة بالتحكم في إطلاق ثاني أكسيد الكربون، مما يسمح لهم بتكرير البيرة بطريقة طبيعية. يقول مالوي إنك بهذه الطريقة تحصل على نكهة ورائحة أفضل واستخدام أفضل للقفزات، كما أنك تقوم بتكرير البيرة بنفسك.

وفي مجالات أخرى من عملياتها، مثل التعليب والتخزين في براميل ونقل البيرة من جهاز التخمير إلى خزان برايت، الذي يساعد في تنقية المشروب، استبدلت دورشيستر ثاني أكسيد الكربون بغاز النيتروجين. تقليديا، يكلف ثاني أكسيد الكربون أقل من النيتروجين، لكن شركات تخمير البيرة مثل مالوي لجأت إلى الغاز لأن تكلفة ثاني أكسيد الكربون الحالية مرتفعة وتوافره منخفض.

يوضح مالوي أن مصانع الجعة لا يمكنها القضاء على الحاجة إلى ثاني أكسيد الكربون تمامًا من عملية التخمير، لكنها تستطيع تقليله. حتى الآن، نجحت شركة دورشيستر في تقليل حاجتها إلى الغاز بنسبة 30-35%. وبدلاً من توصيل ثاني أكسيد الكربون مرة واحدة في الأسبوع، يمكنها الآن تمديد إمداداتها إلى أسبوعين. لكن شركة دورشيستر للتخمير لا تتوقف عند هذا الحد. فهي تواصل جعل عملياتها أقل اعتمادًا على ثاني أكسيد الكربون ومشاركة النتائج مع مصانع الجعة الأخرى التي تتطلع إلى القيام بنفس الشيء - وهو ما تفعله ماريرو أيضًا.

"نحن نستمتع بكوننا رقم واحد"، كما يقول. "لا أقصد أن نكون رقم واحد مثل القمة، بل خنزير غينيا رقم واحد. نحن دائمًا نفكر في المستقبل بهذه الطريقة". النظام الجديد الذي تتطلع شركة ماوي بروينغ إلى تنفيذه هو التقاط الهواء المباشر (DAC)، والذي يلتقط ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ثم يحقنه في الأرض. يعمل ماريريو حاليًا مع شركة Air Capture لتثبيت نظام يسمح لشركة ماوي بروينغ باستخدام ثاني أكسيد الكربون الملتقط في عمليات التخمير الخاصة بها.

الهدف من النظام هو القضاء على الطلب على ثاني أكسيد الكربون في مصنع الجعة وفي جزيرة ماوي بأكملها. يقول ماريرور: "في الأساس، سنقوم بتنظيف الهواء هنا ثم استخدام ثاني أكسيد الكربون في عمليتنا. نحن نتطلع إلى بدء العمل في هذا المشروع هنا في الشهرين المقبلين". ويقدر أن الأمر سيستغرق عامًا قبل أن يبدأ التشغيل، لكن مصنع ماوي للجعة سيكون أول مصنع جعة في العالم يستخدم DAC في عمليات التخمير الخاصة به.

وفي المستقبل، يأمل ماريرور أن يتمكن من تزويد الشركات في جزيرة ماوي بثاني أكسيد الكربون المستدام. ويقول: "نريد أن نتأكد من أننا قادرون على المساعدة في التأثير على التغيير الإيجابي في البيئة وفي مجتمعنا من خلال الجهود التي نستثمر فيها".

ومن المتوقع أن يصبح نقص ثاني أكسيد الكربون حدثًا منتظمًا، لكن مصنعي البيرة الحرفيين يستخدمون براعتهم لمواجهة المشكلة بحل؟ وهي خطوة ضرورية لضمان مستقبل طويل من أكواب البيرة الطويلة مع ذلك الرأس الرقيق والمليء بالفقاعات.