اقرأ في هذا المقال
كيف يتم القيام بحقن الغاز الحيوي في شبكات الغاز؟
شهد إنتاج الغاز الحيوي نموًا قويًا في أوروبا حيث تم إنشاء قطاع دائم للتحليل الحيوي يعتمد على تثمين الغاز الحيوي، في حين أن أكثر طريقة تثمين شائعة هي إنتاج الحرارة أو الكهرباء، حيث يكون التثبيط على شكل وقود وحقن الغاز الحيوي في شبكة الغاز الطبيعي.
الغاز الحيوي: هو مصطلح عام يستخدم للإشارة إلى الغازات الناتجة عن التخمر اللاهوائي أو هضم المواد العضوية للحقن في شبكة الغاز يجب ترقيته وتنقيته.
شبكة الغاز(النقل): وهي عبارة عن نظام خطوط الأنابيب التي تنقل الغاز من نقطة الإنتاج أو التسليم الى نقطة الاستخدام.
مشغل شبكةالغاز: هو عبارة عن مشغل نظام نقل أوروبي.
حقن الغاز الحيوي في شبكة الغاز الطبيعي في أوروبا:
تم حقن الغاز الحيوي في شبكة الغاز الطبيعي الأوروبية في (هولندا، ألمانيا، النمسا، سويسرا، السويد) لعدة سنوات في هذه البلدان، حقن الغاز الحيوي في شبكة الغاز الطبيعي يشكل جزءًا من سياسة تطوير الميثان الحيوي للمركبات.
منذ عام 2003 يمنح التوجيه الأوروبي حقن الغازات من مصادر غير تقليدية في شبكة الغاز الطبيعي، عندما يكون ذلك ممكنًا من الناحية التقنية وعندما تكون السلامة صيانة التوجيه الأوروبي بشأن القواعد المشتركة للسوق الداخلية في توجيه الغاز الطبيعي وإلغاء قواعد تكميلية، حيث يطبق هذا التوجيه للغاز الطبيعي بما في ذلك الغاز الطبيعي المسال وينطبق أيضًا بطريقة غير تميُّزيه لطريقة الغاز الحيوي. ويُعد الغاز من الكتلة الحيوية أو أنواع أخرى من الغاز بقدر ما يمكن لهذه الغازات تقنياً وبأمان في نظام الغاز الطبيعي ونقله من خلاله.
يتطلب تطبيق التوجيهات أن تكون قضايا السلامة المحيطة بحقن الغاز الحيوي قد تم فحصها على أساس تقني وصحي:
- يقوم جميع مشغلي البنية التحتية للغاز أو السلطات القانونية بوضع المواصفات الفنية التي تهدف إلى ضمان جودة استخدام الغاز المسلم وحماية سلامة البنية التحتية العامة، كما يمكن إضافة مواصفات معينة لتلك التي وصفت أنواع الغاز الطبيعي المختلفة بحيث تكون خصوصية الغازات المنتجة، ويمكن أخذ أصله في عين الاعتبار.
- يتم تقييم المخاطر الصحية بشكل عام من قبل المنظمات أو الهيئات المختصة بموجب تفويض السلطات التنظيمية، حيث يجب أن تُحدد عملية التقييم أنواع الغاز الحيوي التي يمكن حقنها في الشبكات وإذا أمكن فحوصاتهم الصحية (البكتيريا والكائنات الدقيقة).
يوجد العديد من المخاطر الناتجة عن حقن الغاز، ومن هذه المخاطر:
- خطر على الصحة العامة: يجب ضمان الاحتراق الآمن لجميع أنواع الأجهزة إذا تم استبدال الغازات الحيوية المطورة والمُنقّية ببدائل الغاز الطبيعي جزئيًا أو كليًا.
- خطر على شبكة النقل: يجب أن يضمن إجراء التنقية عدم تأمين الغاز الحيوي، حيث تحتوي تلك الشبكات على مركبات مسببة للتآكل بمستويات أكبر من تلك المتوقعة للغاز الطبيعي.
- خطر على مرافق التخزين (من خلال التلوث بالبكتيريا على سبيل المثال) وبالتالي أمن التوريد.
- مخاطر قابلية التشغيل البيني: إذا كانت جودة الغاز الحيوي في أثناء عمليات الحقن فيجب إيقاف الحقن في الشبكة؛ وذلك بهدف تجنب تدفق الغازات عبر الحدود.
الشروط الفنية لحقن الغاز الحيوي في شبكة النقل:
هنالك مجموعة من الشروط لحقن الغاز الحيوي في شبكة نقل الغاز الطبيعي جزئياً، تغطيها المواصفات الفنية للمشغلين وهذه مجموعة من الأفكار الرئيسية يجب تحديدها قبل البدء بعملية حقن الغاز الحيوي:
شبكات نقل الغاز الأوروبية:
تختلف الخصائص الفيزيائية لشبكات غاز النقل لأسباب فنية أو أسباب تتعلق بالسلامة بأقطار الأنابيب في معظم الحالات من DN80 حتى DN 1400 وضغط غاز بين ما يقرب من 16 بار حتى أقصى ضغط تشغيل لغرض هذه الوثيقة وتشمل هذه الشبكات محطات الضغط المستخدمة لضغط الغاز الطبيعي ولكن ليس مخازن تحت الأرض.
تنقسم شبكة نقل الغازات في بعض البلدان بطريقة وظيفية إلى:
- الشبكة الرئيسية لتدفقات الحجم الكبير: التي تربط المشغلين المجاورين ومحطات LNG وفي بعض الحالات مخازن تحت الأرض والمنشآت الصناعية الكبيرة جداً.
- الشبكة الإقليمية لإرسال الغاز إلى التوزيعات العامة والعملاء الصناعيين.
خليط الحقن:
يمكن حقن الغازات الحيوية المنقاة والمطورة فقط في شبكات الغاز الطبيعي على أساس المواصفات الفنية، حيث لا يتم قبول الغاز الحيوي الذي لا يستوفي هذه المواصفات وغير هذه المواصفات (خارج المواصفات) ما لم تقبل TSO حقن الغاز الحيوي من المواصفات على أساس كل حالة على حدة.
شروط الحقن:
يجب دراسة الحقن في شبكة الغاز على أساس كل حالة على حدة، حيث أن ظروف الحقن تعتمد بشكلٍ كبير على العوامل التالية:
- المواصفات الفنية الواجب تطبيقها على الغاز الحيوي حيث يتم حقنه بما في ذلك مواصفات جودة الغاز (التعليمات الفنية للشركة إقليمية أو وطنية).
- الظروف الفيزيائية للغاز الطبيعي خلال العام (معدل التدفق والضغط درجة الحرارة والتكوين).
- احتمال وجود منشآت “حساسة” (شركات كيماوية ومحطات طاقة غازية وما إلى ذلك) من نقطة الحقن.
- تكوين شبكة الغاز وتطوراتها المستقبلية.
وبناءاً على الظروف الفيزيائية التي يمر بها الغز الحيوي فقد يتم تحديد:
- إمكانية إجراء الحقن – مخاليط أم لا.
- الكميات القصوى من الغاز الحيوي التي يمكن حقنها.
- الضغط وربما ظروف درجة الحرارة للقيام بالحقن.
الجوانب الصحية:
ترتبط المخاطر على الصحة ارتباطًا وثيقًا بالركائز المستخدمة لإنتاج الغاز الحيوي، ماركواز “4” يغطي استخدام المصادر غير التقليدية للغازات والأنابيب يعطي معلومات ذات صلة بالمخاطر المحتملة لهذه الغازات.
يجب أن تكون السلطة المختصة والشرعية في البلد الذي توجد فيه نقطة الحقن قادرة على أن تثبت للمنتج، حيث أن الغاز الحيوي المعني لا يمثل أي خطر (الكيميائية والبيولوجية الدقيقة) للصحة العامة أو البيئة أو أمن المنشآت، هذه النقطة يأتي من حقيقة أن معظم مشغلي الشبكات غير قادرين على تقييم المخاطر الصحية ولا يمكنهم ذلك يحكمون على ما إذا كان الغاز الحيوي يتوافق مع أنواع الغاز الحيوي المسموح بها أم لا.
يجب أن يكون من الممكن أيضًا التحقق من جودة العناصر التي تدخل مصانع الغاز الحيوي لأنها تؤثر بشكل مباشر على جودة الغاز الحيوي المنتج، علاوةً على ذلك يجب أن يكون إبلاغ الطرف المسؤول عن حقن الغاز الحيوي إذا كانت هناك تغييرات في الركائز لإنتاج الغاز الحيوي.
معالجة ومراقبة جودة الغاز:
إن الشاحنين الذين يقومون بحقن الغاز الحيوي في الشبكة مسؤوليين عن امتثال الغاز الحيوي للمواصفات الفنية أو مواصفات الإيجار، صاحب معدات ضبط جودة الغاز(كونها المنتج) يجب أن تتحقق من جودة الغاز من خلال النظر في المطهر والمطور للغاز الحيوي، حيث يتم طلب مزيج من غاز البترول المسال (غاز H) والهواء أو النيتروجين على حدٍ سواء مع الغاز الحيوي من قبل بعض وطنية السلطات؛ وذلك من أجل تعديل القيمة الحرارية أو مؤشر Wobbe للغاز الحيوي إلى الغاز الطبيعي بحيث يمكن حقن الغاز الحيوي.
يجب أن يتم تعديل مؤشر Wobbe أو القيمة الحرارية الإجمالية بما يتماشى مع اللوائح المعمول بها، إذا تم تحملها من قبل “TSOs” يجب أن تكون تكاليف التعديل ذات الصلة بشكلٍ صحيح معترف بها ومخصصة، يتم تحليل الغازات من قبل المختبرات المعتمدة أو مع المواد المعتمدة التي أثبتت موثوقيتها على مقياس مستويات تركيز عتبة وهي بحث يعتمد نوع المحللات على الكميات المقاسة إذا كانت ذات صلة بالفواتير (نوع المحللون المعتمدون) أو للمسائل التعاقدية.
بالنسبة للفحوصات المستمرة يجب أن يكون الوقت الذي يستغرقه التحليل قصيرًا قدر الإمكان دون تغيير جودة القياس للكشف عن أي عدم مطابقة للغاز الحيوي المحقون بالسرعة بقدر الإمكان، يجب على المنتج والشاحنين أن يحددوا بالاتفاق الثنائي أدوارهم فيما يتعلق باحترام جودة الغاز الحيوي والتوافق مع المواصفات الفنية المدرجة في الشبكة الشفرة.
الضغط ودرجة الحرارة:
بشكلٍ عام يتم تنفيذ مرحلتين للضغط: الضغط في عملية التنقية ولكن يعتمد على التطهير الإجراء المعتمد، إذن ضغط الغاز الحيوي المنقى (حتى ضغط التفريغ) لتنفيذ الحقن في شبكة الغاز، يمكن أيضًا طلب مواصفات تتعلق بدرجة الحرارة.
سعة امتصاص الشبكة:
الاستهلاك يختلف في المتوسط في الشتاء والصيف على شبكة الغاز التي مراكز توزيع الإمدادات، حيث يمكن حقن الغاز الحيوي فقط إذا تم ذلك بمعدل تدفق أقل من معدل التدفق الصيفي، وبخلاف ذلك يجب تخزين جزء من إنتاج الغاز الحيوي وإشعال النار فيه بهدف إيقاف أو حقن في الشبكات التي يمكن أن تمتص هذه الكميات (كما هو مطلوب من قبل بعض الوطني السلطات)، كقاعدة عامة يجب إجراء الحقن على شبكات الغاز بطاقة كافية.
محطة الحقن والقياس:
نظام تنظيم الضغط الذي يعمل كمنظم الضغط الخلفي (تنظيم منبع الضغط)، حيث يجب أن تكون قادرة على تعديل حقن الغاز الحيوي في شبكة الغاز الطبيعي، وفي المستقبل يمكن استبداله بمنظم معدل التدفق إذا كان هناك خطر من قدرة شبكة الغاز يمكن تجاوزه.
يتم ضمان سلامة وعزل محطة الحقن من خلال معدات شبكة الغاز في تطبيق المعايير الأوروبية ومتطلبات السلطة المختصة والمواصفات الفنية التي تنطبق على مشغل الشبكة، يجب تثبيت جهاز اغلاق على حافة الموقع حتى يتمكن مشغل شبكة الغاز من ذلك عزل وحدة إنتاج الغاز الحيوي، امتثالا لمشروع التوجيه الأوروبي بشأن مصادر الطاقة المتجددة والفنية حيث يتم تلبية متطلبات محطة الحقن والقياس من قبل مشغل شبكة الغاز.
