ما هو الغاز الطبيعي؟
الغاز الطبيعي هو أحد مصادر الطاقة الأحفورية الهامة. يتم استخراجه من أعماق الأرض ويستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، بدءًا من إنتاج الوقود وصولًا إلى تصنيع العديد من المواد الكيميائية. يتكون الغاز الطبيعي بشكل أساسي من:
- غاز الميثان: وهو المكون الرئيسي، ويتكون من ذرة كربون وأربع ذرات هيدروجين (CH4).
- مكثفات الغاز الطبيعي: وهي عبارة عن خليط من السوائل الهيدروكربونية الخفيفة.
- غازات غير هيدروكربونية: مثل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.
كيف يتكون الغاز الطبيعي؟
تتشابه عملية تكون الغاز الطبيعي مع تكون مصادر الطاقة الأحفورية الأخرى كالنفط والفحم. يعود أصل الغاز الطبيعي إلى بقايا الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات التي عاشت على الأرض منذ ملايين السنين.
النظرية الأكثر انتشاراً لتفسير تكون الغاز الطبيعي تشير إلى أن البداية كانت مع موت هذه الكائنات وتراكمها على مر العصور. ثم غطت طبقات سميكة من التربة والرواسب هذه البقايا، مما أدى إلى تعرضها لضغط وحرارة شديدين. هذه الظروف القاسية تسببت في تحلل هذه المواد العضوية وتحويلها تدريجياً إلى وقود أحفوري.
أين نجد الغاز الطبيعي؟
عادة ما يوجد الغاز الطبيعي بالقرب من حقول النفط تحت سطح الأرض. وغالباً ما يتطلب التنقيب عن الغاز الطبيعي حفرًا أعمق من التنقيب عن النفط. وكلما زاد العمق، زادت احتمالية الحصول على غاز طبيعي أكثر نقاءً.
من الجدير بالذكر أن الأمعاء البشرية والحيوانية تحتوي على كميات ضئيلة من الغاز الطبيعي. كما يمكن العثور عليه في المناطق منخفضة الأكسجين القريبة من سطح الأرض.
يتوفر الغاز الطبيعي في جميع أنحاء العالم، ولكن بعض الدول تعتبر من بين أكبر المنتجين له، ومنها:
- قطر
- إيران
- العراق
- روسيا
- تركمانستان
- المملكة العربية السعودية
- الولايات المتحدة الأمريكية
عملية استخراج الغاز الطبيعي
يتم استخراج الغاز الطبيعي عن طريق حفر آبار في باطن الأرض، وتحديداً داخل الصخور التي تحتوي على خزانات جوفية. تتميز هذه الصخور بمساميتها المنخفضة، مما يسمح لها بحفظ كميات كبيرة من الغاز الطبيعي أو المياه أو الزيت.
توجد أنواع مختلفة من الغاز الطبيعي التي يمكن استخراجها، ومن أهمها:
- الغاز المصاحب للنفط: يوجد عادة في خزانات النفط. في الماضي، كان يتم التخلص منه عن طريق حرقه، ولكن اليوم يتم إعادة استخدامه.
- الغاز الصخري
- الغاز الحبيس
- الغاز الحمضي
- الغاز المُستخرج من الفحم
- هيدرات الغاز
لمحة عن تاريخ اكتشاف الغاز الطبيعي
تم اكتشاف الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1626م. لاحظ المستكشفون الفرنسيون أن السكان الأصليين يشعلون الغازات المتسربة من بحيرة إري وما حولها.
في عام 1821م، حفر ويليام هارت أول بئر لاستخراج الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة، في منطقة فريدونيا بولاية نيويورك. ثم تأسست أول شركة أمريكية لاستخراج وتوزيع الغاز الطبيعي باسم شركة فريدونيا غاز لايت.
أنواع الطاقة في الغاز الطبيعي
تتعدد أنواع الغاز الطبيعي، وكل نوع له استخداماته وخصائصه المميزة:
- غاز الميثان: يعتبر من أهم مكونات الغاز الطبيعي. يتميز باحتراقه الشديد ويستخدم في توليد الكهرباء والتدفئة والطهي.
- غاز الإيثان: ثاني أهم مكون للغاز الطبيعي. وهو مركب هيدروكربوني عديم اللون والرائحة. يستخدم في صناعة البتروكيماويات.
- غاز البيوتان (أو البوتان): يشكل حوالي 20% من الغاز الطبيعي. يستخدم كوقود للسيارات والولاعات، وفي أنظمة التبريد.
- غاز البروبان: مركب كيميائي وفير يستخدم بعد معالجته في العديد من الاحتياجات كغاز أو سائل.
الاستخدامات المتنوعة للغاز الطبيعي
الغاز الطبيعي له استخدامات عديدة ومتنوعة في حياتنا اليومية والصناعية، ومن أهمها:
- توليد الكهرباء: يعتبر الغاز الطبيعي مصدراً رئيسياً لتوليد الطاقة الكهربائية.
- التدفئة: توفر الحرارة الناتجة عن الغاز الطبيعي دفئاً أكبر مقارنة بالمدافئ الكهربائية.
- التوليد المشترك للطاقة: يمكن استخدام الغاز الطبيعي لتوليد الطاقة الكهربائية والحرارية معاً.
- النقل: يستخدم الغاز الطبيعي كوقود للسيارات منذ ثلاثينيات القرن الماضي.
- عمليات التصنيع: يستخدم في صناعة الحديد الصلب والورق والبتروكيماويات (مثل البلاستيك والأسمدة والأدوية).
التأثيرات البيئية للغاز الطبيعي
على الرغم من فوائده، فإن استخدام الغاز الطبيعي يسبب بعض المشاكل البيئية:
- تغير المناخ: يؤدي حرق الوقود الأحفوري إلى انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون، مما يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري.
- تلوث الهواء: يزيد استخدام الوقود الأحفوري من تلوث الهواء، مما يؤثر سلباً على صحة الإنسان.
- تلوث المياه: قد يؤدي التخلص من النفايات النفطية إلى تلوث مصادر المياه.
