ما هو الغاز الطبيعي؟
الغاز الطبيعي هو أحد مصادر الطاقة الأحفورية التي يتم استخراجها من باطن الأرض. يستخدم الغاز الطبيعي في العديد من المجالات، بما في ذلك الوقود وإنتاج المواد الكيميائية المتعددة. يتكون الغاز الطبيعي من مجموعة من المكونات الكيميائية، وأبرزها:
- غاز الميثان: وهو مركب كيميائي يتكون من ذرة كربون واحدة و4 ذرات هيدروجين، وله الصيغة الكيميائية (CH4)، ويعتبر العنصر الرئيسي في الغاز الطبيعي.
- مكثف الغاز الطبيعي: هو خليط منخفض الكثافة يتكون من سوائل هيدروكربونية متعددة.
- الغازات غير الهيدروكربونية: ومنها غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.
طريقة تكوين الغاز الطبيعي
يشكل الغاز الطبيعي على غرار مصادر الطاقة الأحفورية الأخرى، مثل النفط والفحم، من بقايا الكائنات الحية والنباتات التي عاشت منذ ملايين السنين. تشير النظرية الأكثر شيوعًا إلى أن تشكل الغاز الطبيعي بدأ بعد موت الكائنات والنباتات، حيث تم تغطية بقاياها بطبقات من التربة والرواسب، مما أدى إلى تعرضها لضغوط ودرجات حرارة مرتفعة، مما أسفر عن تحللها إلى وقود أحفوري.
مصادر الغاز الطبيعي
عادة ما يتواجد الغاز الطبيعي بالقرب من حقول النفط، ويمكن العثور عليه عند التنقيب في أعماق أكبر من تلك المطلوبة لاستخراج النفط. كلما زاد العمق، زادت نسبة الغاز الطبيعي النقي. ومن الملاحظ أن الأمعاء البشرية والحيوانية تحتوي على كميات ضئيلة من الغاز الطبيعي، بالإضافة إلى وجوده في الأماكن المنخفضة الأكسجين القريبة من سطح الأرض. كذلك، ينتشر الغاز الطبيعي تحت سطح الأرض في جميع أنحاء العالم، ومن أبرز الدول المنتجة له:
- قطر
- إيران
- العراق
- روسيا
- تركمانستان
- المملكة العربية السعودية
- الولايات المتحدة الأمريكية
طرق استخراج الغاز الطبيعي
يتم استخراج الغاز الطبيعي من باطن الأرض عن طريق حفر الآبار للوصول إلى الخزانات الجوفية. تتميز صخور الخزانات الجوفية بخصائص المسامية المنخفضة، مما يساعدها على تخزين كميات كبيرة من الغاز الطبيعي أو المياه أو الزيت. تتنوع أشكال الغاز الطبيعي المستخرج، وأهمها:
- الغاز المصاحب للنفط: هو شكل من الغاز الطبيعي الموجود غالبًا في خزانات النفط، وكان يُحرق أو يُتخلص منه سابقًا، ولكن يتم إعادة استخدامه اليوم بعد استخراجه.
- الغاز الصخري
- الغاز الحبيس
- الغاز الحمضي
- الغاز المستخرج من الفحم
- هيدرات الغاز
تاريخ الغاز الطبيعي
تم اكتشاف الغاز الطبيعي لأول مرة في عام 1626م في الولايات المتحدة الأمريكية، حيث لاحظ المستكشفون الفرنسيون أن السكان الأصليين كانوا يشعلون الغاز الناتج عن تسربات في بحيرة إيري. وفي عام 1821م، حفر ويليام هارت أول بئر لاستخراج الغاز الطبيعي في فريدونيا بولاية نيويورك، ومن ثم أسست أول شركة أمريكية لاستخراج وتوزيع الغاز الطبيعي تحت اسم شركة فريدونيا غاز لايت.
أنواع الغاز الطبيعي
نستعرض فيما يلي أبرز أنواع الغاز الطبيعي:
- غاز الميثان: يعد الغاز الرئيسي في مكونات الغاز الطبيعي، ويستخدم على نطاق واسع نظرًا لقدرته العالية على الاحتراق، حيث يتم استخدامه في توليد الكهرباء وعمليات الطهي والتدفئة.
- غاز الإيثان: يُعتبر ثاني مكون مهم للغاز الطبيعي، وهو مركب هيدروكربوني يُستخدم بعد عمليات تكرير النفط.
- غاز البيوتان: يشكل حوالي 20% من مكونات الغاز الطبيعي ويستخدم في عدة تطبيقات منها وقود السيارات وغاز التبريد.
- غاز البروبان: يُعتبر أحد مكونات الغاز الطبيعي، ويستخدم في عدة مجالات بعد معالجته.
استخدامات الغاز الطبيعي
يستخدم الغاز الطبيعي في العديد من الاحتياجات، ومن أبرز استخداماته:
- توليد الكهرباء: يعد المصدر الأساسي لتوليد الكهرباء.
- التدفئة: ينتج عنه حرارة أكبر مقارنة بالمدافئ الكهربائية.
- التوليد المشترك للطاقة: يستخدم في توليد الطاقة الكهربائية والحرارية معًا.
- النقل: يستعمل كوقود للسيارات منذ ثلاثينيات القرن الماضي.
- عمليات التصنيع: يُستخدم في إنتاج الحديد الصلب والصناعات الكيميائية والبتروكيميائية.
العوامل الملوثة الناتجة عن الغاز الطبيعي
يساهم التلوث الناتج عن الوقود الأحفوري في عدة مشكلات بيئية، من أبرزها:
- تغير المناخ: ينجم عن حرق الوقود الأحفوري انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري.
- تلوث الهواء: يسهم استخدام الوقود الأحفوري في زيادة تلوث الهواء.
- تلوث المياه: أحيانًا يؤدي استخدام الوقود الأحفوري إلى تلوث المياه عند التخلص من النفايات.