غاز الميثان

الميثان هو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي ولغاز الانحباس الحراري، بمعنى أن وجوده في الجو يؤثر في درجة حرارة الأرض والنظام المناخي. تحاول شراكة دولية جديدة تدعمها الولايات المتحدة تطوير عملية استعادة واستعمال الميثان كمصدر نظيف للطاقة. شراكة تسويق غاز الميثان مشروع مشترك للقطاعين العام والخاص، يشمل 15 حكومة قومية وأكثر من 90 منظمة ملتزمة تحقيق فوائد في الاقتصاد، والبيئة، والطاقة.

بول غانينغ هو رئيس فرع البرامج غير المتعلقة بثاني اوكسيد الكربون في وكالة حماية البيئة (epa) في الولايات المتحدة، في قسم التغيرات المناخية.

أُطلقت شراكة تسويق غاز الميثان في تشرين الأول/أكتوبر 2004، وهي مبادرة متعددة الأطراف تجمع ما بين المصالح العامة والخاصة، بهدف الدفع قُدماً لعملية استعادة واستعمال الميثان كمصدر نظيف للطاقة.

تتعاون اليوم 15 حكومة قومية وأكثر من 90 منظمة أهلية لتطوير مشاريع في ثلاث مناطق رئيسية حيث يجري انبعاث الميثان: موقع ردم النفايات الصلبة (أو المطامر)، ومناجم الفحم تحت الأرض، وشبكات الزيت والغاز الطبيعي.

من المتوقع ان تنتج أنشطة هذه الشراكة فوائد ذات شأن: فهي ستخفض الانبعاثات العالمية للميثان، وتزيد النمو الاقتصادي، وتعزّز آمن الطاقة، وتحسّن نوعية الهواء، وترفع مستوى السلامة الصناعية.

أهمية الميثان

الميثان يتكوّن من الهيدروكربون كما أنه عنصر رئيسي في الغاز الطبيعي، وعنصر فاعل في غاز الانحباس الحراري. عالمياً، تنبعث كمية كبيرة من غاز الميثان إلى الجو بدلاً من استعادتها واستعمالها كوقود.تصدر حوالي 60 بالمئة من انبعاثات الميثان عن مصادر بشرية (ناتجة عن الإنسان) محددة أدناه، وهي مناطق ردم أو طمر النفايات، والمناجم، والعمليات التي تعتمد الغاز والزيت، علاوة على المصادر الزراعية. ويأتي ما تبقى من موارد طبيعية، وبشكل رئيسي من المستنقعات، وهيدرات الغاز (مواد صلبة بلورية مكوّنَة من جزئيات الميثان كل منها مطوق بجزئيات من المياه)، والأراضي الدائمة التجمّد، والنمل الأبيض.



تعتبر الصين، والهند، والولايات المتحدة الأميركية، والبرازيل، وروسيا، والدول الآسيوية الأخرى مسؤولة عن حوالي نصف انبعاثات الميثان التي يُسببها البشر. وتختلف مصادر انبعاث الميثان بدرجة كبيرة بين دولة وأخرى. فمثلاً، المصدرين الرئيسيين لانبعاثات الميثان في الصين هي مناجم الفحم وإنتاج الأرز، بينما تبعث روسيا معظم الميثان لديها من الغاز الطبيعي وأنظمة الزيت، ويتكوّن المصدر الرئيسي في الهند من الأرز ومنتجات الماشية، أما ردميات النفايات الصلبة فتشكل أكبر مصدر لانبعاثات الميثان في الولايات المتحدة الأميركية.

الميثان مكون رئيسي للغاز الطبيعي وهو مصدر طاقة نظيف وهام، يساوي 16% من كافة انبعاثات غاز الانحباس الحراري العالمية الناتجة عن النشاطات البشرية. ويعتبر الميثان غاز انحباس حراريا فاعلا، حيث أنه بمقارنة كل كيلو غرام واحد مع كل كيلو غرام آخر، يكون 23 مرة أكثر فعالية من ثاني اوكسيد الكربون في احتجاز الحرارة في الجو ضمن فترة زمنية قدرها 100 سنة.

الميثان هو غاز انحباس حراري قصير الأجل مدة استمراره في الجو حوالي السنة. وبسبب هذه الخصائص الفريدة، قد يؤدي تخفيض انبعاثات الميثان العالمية إلى أثر إيجابي سريع وهام على الحرارة الجوية، وينتج فوائد للاقتصاد والطاقة ذات شأن.

غاز الميثان واستعماله

إن المصادر الممكن استعادة واستعمال غاز الميثان منها كطاقة مجدية اقتصادياً تتضمن مناجم الفحم الحجري، وأنظمة الزيت والغاز، ومواقع ردم النفايات، وسماد الحيوانات. نورد أدناه بعض الخيارات المتاحة لاستعادة واستعمال الميثان من هذه المصادر:
مناجم الفحم. من أجل خفض مخاطر الانفجارات، تتم إزالة غاز الميثان من المناجم الموجودة تحت الأرض، قبل، وخلال، أو بعد التعدين. أما الاستعمالات الممكنة والمربحة للميثان من مناجم الفحم فهي: حقن الغاز المناجم في شبكات أنابيب توزيع الغاز الطبيعي، أو استعماله لتوليد الطاقة الكهربائية، أو كوقود للمركبات/السيارات.

مناطق ردميات النفايات. الطريقة الرئيسية لخفض انبعاثات الميثان من مواقع طمر النفايات تتضمن جمع وحرق أو إعادة استعمال الغاز الناتج عن مواقع ردميات النفايات. تتركز تكنولوجيا استعمال غاز مناطق الردميات على توليد الطاقة الكهربائية والاستعمال المباشر للغاز. يتم توليد الطاقة الكهربائية من خلال توزيع الميثان المجمع بواسطة شبكات الأنابيب كوقود للمحركات أو التوربينات. كما تستعمل تكنولوجيا الاستعمال المباشر غاز مواقع الردميات مباشرة كوقود. بينما تتطلب التكنولوجيات الأخرى تحسين الغاز وتوزيعه على شبكات أنابيب توزيع الغاز الطبيعي.

أنظمة الزيوت والغاز الطبيعي. تقع نشاطات تخفيض الانبعاثات هنا في ثلاث فئات: التكنولوجيات أو تحسين المعدات التي تخفض أو تزيل تهوية المعدات والانبعاثات الأخرى، ورفع مستوى الأساليب الإدارية والإجراءات التشغيلية، إضافةً إلى تعزيز الوسائل الإدارية بالاستفادة من التحسينات التكنولوجية. في جميع هذه الحالات، فان خفض انبعاثات الميثان يوفر غازا أكثر للبيع والاستعمال.

إدارة الأسمدة. ينتج الميثان والغازات الأخرى من إدارة سماد الحيوانات في ظل ظروف لا هوائية (خالية من الأوكسجين). يمكن خفض الميثان وتحقيق فوائد بيئية أخرى باستعمال أنظمة هضم لا هوائية تجمع وتنقل الغازات الناتجة عن السماد إلى أجهزة الإحراق لاستعمالها كوقود لتوليد الطاقة، مثل مولدّات المحركات أو الغلاّيات.

حتى باستخدام التكنولوجيا الحالية وفوائد إنقاص وتخفيف الميثان، فان استعادة واستعمال الميثان لم ينتشر لعدة أسباب. أولاً، يُشكّل الميثان مسألة ثانوية في العمليات الصناعية التي تنبعث منها الغازات. فمثلاً، مناجم الفحم ترغب في تصريف الميثان إلى الخارج من مواقع العمل في المناجم لانه قابل للانفجار، لكن شركات المناجم تاريخياً لم تعتبر الميثان كمصدر طاقة فعلي. ثانياً، قد لا يكون المسؤولون عن هذه الانبعاثات على معرفة بالتكنولوجيا المتوفرة لاستعادة الميثان أو إمكانية استخدامه في مشاريع مربحة. وهذا صحيح في البلدان النامية حيث ستساعد الزيادة في المعلومات والتدريب المهني في خلق الدعم لمشاريع استعادة الميثان.

أخيراً، فان أسواق الطاقة التي لا تؤدي وظيفتها بشكل سليم، إضافةً إلى أن شركات الطاقة العامة والبلديات العاجزة مالياً، في العديد من الدول، أخفقت في اجتذاب الاستثمارات من القطاع الخاص لمشاريع استعادة واستعمال الميثان.