الغاز الطبيعي: أهميته، استخداماته، وخصائصه

فهرس المحتويات

نظرة عامة على الغاز الطبيعي

عرف الإنسان البترول والغاز الطبيعي منذ حوالي 5000 عام. يتشكل الغاز الطبيعي من بقايا كائنات دقيقة تراكمت عبر ملايين السنين في طبقات الأرض والمحيطات. تحت ضغط وحرارة هائلين، تحولت هذه المواد العضوية إلى غاز طبيعي. يشترك الغاز الطبيعي والبترول في أصولهما، حيث يُوجدان غالباً في حقول تحت الأرض أو تحت الماء، مع ميل الغاز الطبيعي، كونه أخف، إلى التوضع فوق البترول.

يتم استخراج الغاز الطبيعي من آبار مماثلة لآبار النفط، غالباً في مواقع بحرية. بعد استخراجه، ينقل عبر أنابيب إلى معامل التكرير، حيث يُنقّى من الماء والشوائب الأخرى. يتم هذا التنقية باستخدام تقنيات الفصل الفيزيائية، مثل التبريد والضغط، لفصل المكونات المختلفة. يستخدم جزء من الغاز الطبيعي المُنقّى مباشرةً كوقود، بينما يُسيّل الجزء الآخر عبر التبريد الشديد والضغط العالي، ليُسوّق كغاز طبيعي مسال.

الغاز الطبيعي: مصدر طاقة هام

يمتاز الغاز الطبيعي بأهمية بالغة في العديد من المجالات. فهو عنصر أساسي في العديد من الصناعات، خاصةً الصناعات البلاستيكية، والألياف الصناعية، والبتروكيماويات، التي تعتمد بشكل كبير على غاز الميثان كمادة أولية.

كما يُستخدم الغاز الطبيعي على نطاق واسع في التدفئة، خاصةً في المناطق الشمالية من العالم. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم كوقود صديق للبيئة نسبياً في وسائل النقل، حيث ينتج كميات أقل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مقارنةً بالوقود الأحفوري التقليدي، مما يساهم في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري.

استخدامات الغاز الطبيعي في المنازل

يُعدّ الغاز الطبيعي من مصادر الطاقة المنزلية الاقتصادية، حيث تبلغ تكلفته أقل من الكهرباء بنسبة 68%. يستخدم على نطاق واسع في الطهي والتدفئة، ويُفضّله العديد من الطهاة لسرعة تسخينه وكفاءته. كما يُستخدم أيضاً في أنظمة تكييف الهواء، مما يوفر حلاً متكاملاً لراحة المنزل.

الغاز الطبيعي في القطاع التجاري والصناعي

في القطاع التجاري، بما في ذلك المدارس، والفنادق، والمطاعم، والمؤسسات، يُستخدم الغاز الطبيعي في التدفئة المركزية، وتسخين وتبريد المياه، مماثل لاستخداماته المنزلية. ومع التقدم التكنولوجي، يُستخدم أيضاً في توليد الطاقة الكهربائية عالية الجودة في المنشآت التجارية والصناعية الكبيرة، من خلال محركات ترددية، توربينات غازية، وخلايا وقود.

توليد الكهرباء من الغاز الطبيعي

يُعتبر الغاز الطبيعي وقوداً مفضلاً لمحطات الطاقة الكهربائية الحديثة، نظراً لاحتراقه النظيف وسلامته. تُستخدم طريقتان رئيسيتان لتوليد الكهرباء: أولاً، وحدات توليد البخار، حيث يُحرق الغاز لتسخين الماء وإنتاج بخار يدير التوربينات. ثانياً، التوربينات الغازية المركبة، حيث يُستخدم الغاز الساخن مباشرةً لتحريك التوربينات، رغم أن هذه الطريقة أقل كفاءة من وحدات توليد البخار.

خصائص الغاز الطبيعي المميزة

الغاز الطبيعي، رغم تصنيفه ضمن مصادر الطاقة غير المتجددة، يمتاز بخصائص تُميّزه عن غيره من أنواع الوقود: احتراقه الكامل ينتج ثاني أكسيد الكربون بدلاً من أول أكسيد الكربون السام. كما يحتوي على نسبة ضئيلة من الشوائب التي تُزال بسهولة. ينتج كميات ضئيلة من أكاسيد النيتروجين عند حرقه لتوليد الطاقة. أخيراً، لا يحتاج إلى عمليات تحويل معقدة قبل استخدامه، وهو سريع الاشتعال، نظيف، عالي الكفاءة، و صديق للبيئة نسبياً.

مكونات الغاز الطبيعي

يتكون الغاز الطبيعي المعالج بشكل أساسي من غاز الميثان، ويُستخدم في الاستهلاك السكني، التجاري، والصناعي. أما الغاز الطبيعي الخام، فيحتوي على مكونات أخرى، مثل: الهيدروكربونات الغازية (الإيثان، البروبان، البنتان… إلخ)، الغازات الحامضية (ثاني أكسيد الكربون، كبريتيد الهيدروجين)، غازات أخرى (الهيليوم، النيتروجين)، الماء، الهيدروكربونات السائلة (البنزين الطبيعي)، والزئبق بكميات ضئيلة.