بشكل عام تستهلك جميع القطاعات الاقتصادية الغاز الطبيعي، ويعد الغاز الطبيعي هو أكبر مصدر لتوليد الطاقة الكهربائية في بعض بلدان العالم، ولكن عند عملية توليد الطاقة الكهربائية من الغاز الطبيعي فهذا الشي يعني أنه يجب حرق هذا الغاز، مما قد يؤدي إلى انبعاثات عديدة في الغلاف الجوي، ولتحقيق الفوائد المناخية المحتملة للغاز الطبيعي بالكامل يجب وضع التقنيات والسياسات لتقليل تسرب الميثان من إنتاج الغاز الطبيعي وتجميعه ومعالجته ونقله وتوزيعه وشحن الغاز الطبيعي.
ما هو الغاز الطبيعي؟
هو عبارة عن وقود أحفوري يتكون على مدى ملايين السنين من خلال تحلل المواد النباتية والحيوانية المدفونة في الصخور الرسوبية، وتحت تأثير كل من الحرارة العالية والضغط الكبير تتحول هذه المادة إلى هيدروكربونات غازية، والهيدروكربونات هي فئة من المركبات العضوية التي تتكون من الكربون والهيدروجين، ويعد الغاز الطبيعي هو المصدر الرئيسي للطاقة الكهربائية في أغلب دول العالم.
حرق الغاز الطبيعي
في الأيام الأولى للتنقيب عن النفط لم يكن الغاز الطبيعي يعتبر منتجاً مفيداً بسبب الصعوبات في نقله إلى الأسواق، ونتيجة لذلك تم حرق الغاز الطبيعي ببساطة في البئر أو حتى تنفيسه في الغلاف الجوي، وحتى اليوم تستمر عملية حرق الغاز في المواقع التي تفتقر إلى الأسواق المحلية والبنية التحتية لنقل الغاز الطبيعي.
فعلى سبيل المثال في عام 2011 قدر البنك الدولي أن 5.3 تريليون قدم مكعب من الغاز الطبيعي يتم حرقها سنوياً، ومعظمها قد تكون في البلدان النامية التي عادةً لا تمتلك بنية تحتية لمعالجة الغاز الطبيعي، ولقد زاد حرق الغاز الطبيعي في السنوات الأخيرة ببعض دول العالم مثل الولايات المتحدة.
وغالباً ما يوصف الغاز الطبيعي بأنه حرق نظيف لأنه قد ينتج عدداً أقل من المنتجات الثانوية غير المرغوب فيها لكل وحدة طاقة مقارنة بالفحم أو النفط، وإن حرق الغاز الطبيعي مثل جميع أنواع الوقود الأحفوري الأخرى ينتج عن احتراقه ثاني أكسيد الكربون، ولكن بمعدل نصف معدل الفحم تقريباً لكل كيلوواط / ساعة من الكهرباء المولدة.
كما أنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، فعلى سبيل المثال كانت كفاءة المحطة التي تعمل بالغاز حوالي 42٪ مقارنة بمحطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة التي تصل إلى حوالي 33٪.
معالجة الغاز الطبيعي
على الرغم من أن الغاز الطبيعي الذي نستخدمه في منازلنا ومحطات الطاقة لدينا يحتوي على أكثر من 90 في المائة من غاز الميثان ألا أنه قد يمكن خلط العديد من المواد الأخرى مع الغاز الخام المستخرج أولاً من البئر، حيث يمكن أن تشمل هذه المواد: الماء وثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين ومكثف الهيدروكربونات السائلة والهيدروكربونات الغازية الثقيلة مثل الإيثان والبروبان والبيوتان.
ويتم فصل معظم هذه المكونات عن الميثان في منشأة المعالجة مع استعادة بعض المنتجات الثانوية الهيدروكربونية لاستخدامات أخرى، كما يتم أيضاً التخلص من الماء وثاني أكسيد الكربون والمركبات الأخرى كنفايات.
ونظراً لأن تسرب الغاز الطبيعي يمكن أن يتسبب في حدوث انفجار، فقد تم حقاً وضع لوائح حكومية صارمة ومعايير صناعية لضمان النقل والتخزين والتوزيع واستخدام الغاز الطبيعي بشكل آمن، ونظراً لعدم وجود رائحة للغاز الطبيعي المعالج تضيف شركات الغاز الطبيعي مادة قوية تشبه رائحة البيض الفاسد تسمى (مركابتان) إلى الغاز الطبيعي حتى يتمكن الناس من شم الرائحة المتسربة.
نقل الغاز الطبيعي
الضخ عبر خطوط النقل
كما ذكر أعلاه في منشأة معالجة الغاز الطبيعي يتم فصل سوائل الغاز الطبيعي مثل الإيثان والبروبان والبيوتان عن الغاز الطبيعي، وتتم أيضا إزالة بعض الملوثات مثل الماء وثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين قبل نقلها عبر خطوط أنابيب السائل إلى مصافي النفط لمعالجتها.
وبمجرد معالجته يقوم مشغلو خطوط أنابيب الغاز الطبيعي بشحن الغاز الطبيعي عبر خطوط أنابيب نقل كبيرة للأشخاص الذين يحتاجون إليه، حيث تقع محطات الضاغط على طول مسار خط الأنابيب، وتعمل هذه الضواغط الكبيرة المشابهة للمحركات النفاثة (بقوة تصل إلى 36000 حصان) على نقل الغاز الطبيعي عبر خط الأنابيب بسرعة 40 كم في الساعة.
تخزين وشحن الغاز الطبيعي
إذا احتاج الغاز الطبيعي إلى عملية التخزين قبل تسليمه إلى المستخدم النهائي، فقد يستخدم المشغلون التخزين الطبيعي تحت الأرض، حيث يمكن أن تكون هذه عبارة عن خزانات مستنفدة كانت تحتوي في السابق على الغاز الطبيعي الذي تم استخراجه سابقاً، ومن ثم يتم تسليمه إلى المستخدمين من خلال خطوط أنابيب التوزيع، وحالياً يوفر الغاز الطبيعي هذا ما يقرب من حوالي 50% من احتياجات بعض دول العالم من الطاقة.
