الغاز الطبيعي
تعود معرفة البشرية بالغاز الطبيعي والنفط إلى حوالي 5000 سنة. يتكون الغاز الطبيعي من كائنات دقيقة غير مرئية مثل الطحالب والجراثيم التي تراكمت عبر العصور في طبقات الأرض والمحيطات. احتفظت هذه البقايا تحت ضغط وحرارة مرتفعين، مما أدى مع مرور الزمن إلى تحولها إلى غاز طبيعي. وعند مقارنته بالنفط، نجد أن الغاز الطبيعي يتكون تحت ظروف مشابهة وغالبًا ما يكون موجودًا معًا في حقول تحت الأرض أو تحت البحر.
يعتبر الغاز الطبيعي أخف من النفط، مما يجعله يتواجد في الطبقات العليا فوق النفط، ولذلك يُطلق عليه اسم الغاز المصاحب. يتم استخراج الغاز الطبيعي عبر آبار شبيهة بآبار النفط، حيث تتواجد تجمعات الغاز على مسافات بعيدة من السواحل. تُنقل كميات الغاز عبر أنابيب من منصات الإنتاج إلى نقاط التجميع على الساحل، ومن ثم يتم معالجته في مصافي التكرير لتنقيته من المياه والسوائل الأخرى بفعل الجاذبية. بعد المعالجة، يُمرر الغاز عبر مبرد لتحويله إلى شكل سائل، ويتم تعبئته في قوارير لاستخدامه كوقود للطبخ والتسخين المنزلي. يتم ضخ الغاز المتبقي عبر شبكة الإمدادات أو يتم تحويله إلى غاز طبيعي مسال عن طريق التبريد والضغط.
أهمية الغاز الطبيعي
تتعدد الفوائد الناتجة عن استخدام الغاز الطبيعي، ومن أبرزها:
- توفير الوقود للعديد من الصناعات، حيث يعتمد الكثير منها، بما في ذلك الصناعات البلاستيكية والألياف الصناعية، على غاز الميثان كمكون أساسي.
- توفير مصدرٍ فعال للطاقة في عمليات التدفئة، حيث يُستخدم الغاز الطبيعي في تدفئة سكان نصف الكرة الشمالي.
- كوقود للنقل، حيث يساعد استخدام الغاز الطبيعي في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وبالتالي يساهم في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري.
استخدامات الغاز الطبيعي
الاستخدامات السكنية
يُعد الغاز الطبيعي مصدرًا موفرًا للطاقة، حيث تبيّن الدراسات أن تكلفته أقل بـ68% من الكهرباء. يُستخدم في مختلف الأنشطة المنزلية، بما في ذلك التدفئة والطهي، حيث يُفضل من قبل الطهاة المحترفين لسرعته وكفاءته. إضافة إلى ذلك، يلعب دورًا في نظام تكييف المنازل الذي يعمل بالغاز الطبيعي.
الاستخدامات التجارية
يتم استخدام الغاز الطبيعي في القطاع التجاري، بما في ذلك المؤسسات التعليمية والفندقية والمطاعم. يستخدم في التدفئة المركزية، وتقديم المياه الساخنة، والتبريد، وهي استخدامات مشابهة لتلك المستخدمة في البيئات السكنية. مع تقدم التكنولوجيا، أصبح الغاز الطبيعي يُستخدم بشكل متزايد لتحسين جودة الطاقة في البيئات التجارية، مما يلبي احتياجاتها الكبيرة للكهرباء، حيث تُستخدم فيه المحركات الترددية والتوربينات وخلايا الوقود لتوليد الطاقة.
الاستخدامات الكهربائية
يُعتبر الغاز الطبيعي وقودًا آمنًا وصديقًا للبيئة، وقد أصبح الخيار المفضل لتوليد الكهرباء نتيجة تطورات اقتصادية وتكنولوجية في التسعينيات. يتم إنتاج الكهرباء من الغاز عن طريق عدة طرق، بما في ذلك وحدات توليد البخار التي تستخدم المرجل لتحويل الوقود الأحفوري إلى بخار لتوليد الطاقة. وهناك أيضًا طريقة استخدام توربينات الغاز المركزية لتحويل الغاز الطبيعي المحروق إلى طاقة كهربائية، إلا أن هذه الطريقة قد تكون أقل كفاءة مقارنة بوحدات توليد البخار.
خصائص الغاز الطبيعي
يُعتبر الغاز الطبيعي واحدًا من أفضل أنواع الوقود غير المتجددة، التي تتناقص مع مرور الوقت نتيجة الاستخدام الكبير. يتميز الغاز الطبيعي بعدد من الصفات التي تميزه عن أنواع الوقود الأخرى، منها:
- احتراق الغاز الطبيعي بشكل كامل، مما يؤدي إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون بدلاً من أول أكسيد الكربون السام.
- نسبة ضئيلة من الشوائب، مما يسهل إزالتها بتكلفة منخفضة.
- كميات منخفضة من أكاسيد النيتروجين الناتجة عند احتراقه في درجات حرارة مرتفعة، مما يقلل من التلوث الحراري.
- لا يتطلب الغاز الطبيعي عمليات تحويلية معقدة مثل أنواع الوقود الأخرى.
- يتميز بسرعة اشتعاله ونظافته، مما يقلل من تلويث البيئة.
- جودة وكفاءة عالية في الاستخدام.
مكونات الغاز الطبيعي
المكون الرئيسي للغاز الطبيعي بعد المعالجة هو غاز الميثان، الذي يُستخدم في الأغراض التجارية والصناعية والسكنية. بينما يحتوي الغاز الطبيعي الخام على مجموعة متنوعة من المركبات، منها:
- هيدروكربونات غازية مثل الإيثان والبنتان، التي تُجمع بعد معالجة الغاز الخام وتسمى الغاز الطبيعي المسال.
- غازات حامضية مثل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، ومركبات أخرى مثل الميثان ثيول والإيثان ثيول.
- غازات إضافية مثل الهيليوم والنيتروجين.
- المياه التي توجد في الغاز الطبيعي على شكل بخار وقطرات.
- هيدروكربونات مسالة، مثل البنزين الطبيعي.
- الزئبق، الذي يتواجد بكميات صغيرة، إما في صورته الخام أو متحدًا مع مركبات أخرى كالكلور.
