يحوي باطن الأرض العربية على كميات ضخمة منه ويدر المليارات على جيوب العرب سنوياً.. تعرَّف على مواصفات و مخاطر غاز الميثان

غاز الميثان ( Methane ) هو العنصر الرئيسي لـ الغاز الطبيعي حيث يحتوي على 50 – 90% من الميثان ، و الوقود الأحفوري أيضاً ، و هو غاز غير مرئي ، عديم الرائحة ، قابل للاحتراق ، يتواجد بكميات ضئيلة في الغلاف الجوي ، يتكون الجزيء من ذرة كربون واحدة مرتبطة بأربع ذرات من الهيدروجين ( CH4 ) ، مما يجعل الميثان أبسط عضو في عائلة كيميائية تُعرَف باسم “ الهيدروكربونات ” و تشمل كلاً من : البوتان ( C4H10 ) و الإيثان ( C2H6 ) ، و البروبان ( C3H8 ) .

و الميثان أحد عناصر الغازات القابلة للاشتعال ، و ينتج في الطبيعة عن طريق التحلل البكتيري اللاهوائي للمادة النباتية تحت الماء ، لذا يُطلَق عليه أحياناً ( غاز المستنقعات ) ، و تُعتبر الأراضي الرطبة المصدر الرئيسي الطبيعي للميثان ، كما تشمل مصادره الطبيعية الأخرى على غازات البراكين ، و فتحات قاع المحيطات ، و رواسب هيدرات الميثان التي تحدث على طول الحواف القارية و تحت الجليد في القطب المتجمد الجنوبي و القطب الشمالي ، كما يُشار إلى أن العمليات الهضمية التي يقوم بها النمل الأبيض تعمل على إطلاق غاز الميثان أيضا .

الثروة الحيوانية تنتج 15% من غاز الميثان

تنتج الثروة الحيوانية ، كالأغنام ، و الماعز ، و الجمال ، و الماشية ، وغيرها حوالي 15 % من انبعاثات الميثان سنوياً ، و ذلك بسبب وجود البكتيريا في معدتها التي تساعد على تكسُّر المواد الغذائية و توليد الميثان كمنتج ثانوي .

ما هي مخاطر غاز الميثان ؟

يتم إنتاج الميثان من الأرض و من الممكن أن يأتي من جسم الإنسان ، و هو غير سام و يمكن تسخيره كمصدر للطاقة ، و مع ذلك توجد مخاطر ينبغي التعامل معها مثل :

– الانفجار حيث يُمكن أن يُصبح الميثان من المتفجرات عند خلطه مع مواد كيميائية أخرى ، و حينها يكون مميتاً إذا اشتعل عند وصوله إلى مستويات و تراكيز عالية ، و قد يتسبب الميثان الطبيعي خاصةً تحت الأرض في انفجارات حادة تسبب آثاراً مدمرة لأنشطة التعدين أو التنقيب عن النفط .

– التسمم بأول أكسيد الكربون ، عند حرق الغاز الطبيعي دون تهوية مناسبة يمكن أن ينتج أول أكسيد الكربون ، و هو غاز مميت يصعب اكتشافه ، علماً بأن المستويات المنخفضة نسبياً من أول أكسيد الكربون يمكن أن تسبب الدوخة و الغثيان في غضون 20 دقيقة ، مما يؤدي إلى الموت في غضون ساعتين ، و المستويات الأعلى منه تؤدي للموت في غضون ثلاث دقائق .

– الاختناق ، برغم أن غاز الميثان غير سام ، إلا أنه قد يؤدي إلى اختناق بسيط ، إذ يمكن أن يحل محل الأكسجين ، و هو ما يحتاجه الجسم للتنفس ، و لا توجد هناك معايير تحكم كمية الميثان المسموح بها في الهواء في المنزل أو في مكان العمل ، و لكن الحد الأدنى من محتوى الأكسجين في أي مكان يحتاج فيه الناس إلى التنفس هو 18% .

اقرأ أيضاً: كيفية انتاج غاز الميثان

يُرمز للميثان بالرمز الكيميائي ch4، ويتكوّن من أربع جزيئات من الهيدروجين وجزيء من الكربون، وهو مصدر مهم لتوليد الطاقة لأنه أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي، ويُستخدم لتشغيل المحرّكات والآلات، ويُستخدم أيضاً لأغراض التسخين مثل الطبخ، وله قُدرة عالية على تسخين الجو إذا تمّ تسريبه مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة بشكل كبير.

ويتمّ استخراج الميثان من الرواسب الجيولوجية، ويُمكن الحصول عليه أيضاً من قاع المستنقعات والبحار والمحيطات، كما يتم الحصول عليه أيضاً من تحلّل المواد العضوية، ويُستخرج من الفحم الحجري، وفي حالته الخام يكون الميثان عديم الرائحة ولكن تتمّ إضافة الكبريت إليه عند تصنيعه لتسهيل الكشف عن تسرب الغاز.

وقد تم استخدام هذا الغاز منذ القدم؛ ففي القرن الثالث عشر كان الصينيون يضعون صهاريج لتغطية المجاري، وتنشأ عنها مادة تعمل كمصدر لتوليد الطاقة.

كيفيّة إنتاج غاز الميثان

• يتم انتاج غاز الميثان على درجة حرارة ما بين 32-37 مئويّة.
• في مكان مُخصّص لردم النفايات تبدأ عملية إنتاج غاز الميثان.
• يتم استخدام المخلفات النباتية والحيوانية، ويتم ضغطها آلياً بحيث لا يُسمح للأكسجين بالدخول إليها، وإذا تسرّب الغاز من مكان الردم فإنه يُسبب انحباساً حراريّاً، وقد ينفجر عند تعرضه للأكسجين.
• تقوم البكتيريا الموجودة في هذه المخلفات بزيادة نشاطها بحيث تعمل على تعفُّن هذه المخلفات.
• يتم تحريك وتقليب المخلفات بواسطة آلات معينة من فترة إلى أخرى.
  بعد فترة أربعين يوماً يكون غاز الميثان قد تكوّن وتبدأ عمليّة تعبئته في أسطوانات خاصة.
• هذه أبسط أشكال إنتاج غاز الميثان؛ فالفكرة الأساسية من إنتاجه هي أن توضع المواد التي تحتوي على غاز الميثان في جو لا هوائي مما يسمح للبكتيريا بتحليلها وتعفُّنها، وكذلك الحماية من خطر اختلاط الغاز بالأكسجين الذي يُسبّب اشتعاله، وهذا الغاز يُستخدم بشكل شائع في المنازل لإشعال البوتوجاز.

فوائد استخدام غاز الميثان

• يُعالج النفايات العضوية ويُخلص البيئة منها بشكلٍ آمن.
• يُستخدم كمصدر لإنتاج الطاقة ومنها الطاقة الكهربائية.
• على الرغم من مخاطر استنشاقه وسرعة اشتعاله إلا أنّه آمن من حيث أنه لا
  يُنتج الدخان الذي يُلوّث البيئة.
• يُمكن استخدامه كبديل للبنزين لتشغيل السيارات.
• ينتج عن الميثان عند تعرّضه للشمس مادة الكلوروفورم.
• اقتصادي وتكلفته معقولة.
• يتم تحضير مادة النيتروميثان منه، وهذه المادة تُستخدم في الأدوية الطبية.
• يُستخدم في المبيدات الحشرية.
• يعتبر غاز الميثان من مصادر الطاقة المتجدّدة والتي يصعب نفاذها بسهولة؛
  حيث إنّ هناك ملايين الأطنان منه لا زالت في قيعان المحيط ممّا يعطي العالم كميّةً احتياطيّة للغاز للسنوات القادمة.

اقرأ أيضاً: دراسة تدعو لخفض انبعاثات “غاز الميثان” بهدف تجنب ارتفاع درجة الحرارة العالمية

وجدت دراسة تدعمها الأمم المتحدة نُشرت اليوم الخميس أنه يمكن تقليل انبعاثات الميثان الناتجة عن الأنشطة البشرية بنسبة تصل إلى 45 في المائة هذا العقد، وبالتالي المساعدة في الحفاظ على هدف 1.5 درجة مئوية بما يتماشى مع اتفاق باريس للمناخ.

ويحدد “التقييم العالمي للميثان” فوائد تخفيف انبعاثات غاز الميثان، وهو مكون رئيسي في الضباب، وتشمل الفوائد الحيلولة دون حدوث حوالي 260 ألف حالة وفاة مبكرة و775 ألف زيارة للمستشفيات مرتبطة بالربو سنويا، بالإضافة إلى 25 مليون طن من خسائر المحاصيل.

وأجرى الدراسة “تحالف المناخ والهواء النظيف (CCAC)” وهو شراكة عالمية تتألف من الحكومات والشركاء غير الحكوميين وبرنامج الأمم المتحدة للبيئة.

الميثان من أقوى الغازات الدفيئة

وقالت إنغر آندرسون، المديرة التنفيذية لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة: “إن خفض الميثان هو أقوى وسيلة لإبطاء تغيّر المناخ على مدى السنوات الخمس وعشرين المقبلة، ويكمل الجهود اللازمة لتقليل ثاني أكسيد الكربون. والفوائد التي تعود على المجتمع والاقتصادات والبيئة عديدة وتفوق التكلفة بكثير”.

والميثان هو من الغازات الدفيئة القوية للغاية، وهو مسؤول عن حوالي 30 في المائة من الاحترار منذ حقبة ما قبل العصر الصناعي.

وتأتي معظم انبعاثات الميثان التي يتسبب فيها الإنسان من ثلاثة قطاعات: الوقود الأحفوري، مثل معالجة النفط والغاز؛ المكبات والنفايات؛ والزراعة، وتتعلق بشكل رئيسي بالثروة الحيوانية.

الانبعاثات تتزايد باستمرار

تؤكد الدراسة سبب الحاجة الماسة لاتخاذ إجراءات دولية حيث إن انبعاثات الميثان التي يتسبب فيها الإنسان تتزايد بوتيرة أسرع من أي وقت مضى منذ بدء تسجيلها في الثمانينيات من القرن الماضي.

وحتى مع تسبب جائحة كـوفيد-19 في تباطؤ اقتصادي عام 2020- مما حال دو نتسجيل عام قياسي آخر من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون-، تُظهر بيانات من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي بالولايات المتحدة (NOAA) أن كمية الميثان في الغلاف الجوي وصلت إلى مستويات قياسية العام الماضي.

الأخبار الجيدة

مع ذلك، على عكس غاز ثاني أكسيد الكربون، الذي يبقى في الغلاف الجوي لعدة قرون، يتفكك الميثان بسرعة ويزول معظمه بعد عقد، مما يعني أنه يمكن للإجراءات أن تقلل بسرعة من معدل الاحتباس الحراري على المدى القريب.

ويمثل الميثان ما يقرب من خُمس انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية، وفقا للسيد ريك دوك، كبير مستشاري جون كيري، المبعوث الرئاسي الأميركي الخاص المعني بتغيّر المناخ.

وقال: “تلتزم الولايات المتحدة بتخفيض انبعاثات الميثان داخل البلد وعلى الصعيد العالمي – من خلال تدابير مثل البحث والتطوير ومعايير للتحكم في غاز الميثان الأحفوري وطمر النفايات والحوافز لمعالجة الميثان الزراعي”.

الحلول المتاحة بسهولة

يحدد التقييم الحلول المتاحة بسهولة والتي من شأنها تقليل انبعاثات الميثان بنسبة 30 في المائة بحلول عام 2030 خاصة في قطاع الوقود الأحفوري. معظمها، أو حوالي 60 في المائة، منخفضة التكلفة والنصف الآخر له “تكاليف سلبية” ويعني أن الشركات ستكسب المال من اتخاذ الإجراءات.

ووفقا للتقرير – فإن ما يسمى بـ “إمكانات التخفيف” يتباين باختلاف البلدان والمناطق. على سبيل المثال، في حين أن أكبر الإمكانات في أوروبا والهند هي في قطاع النفايات، في الصين تأتي من إنتاج الفحم والثروة الحيوانية، بينما في أفريقيا تأتي من الثروة الحيوانية يليها النفط والغاز.

لكن حذر الشركاء من أن “التدابير المستهدفة وحدها لا تكفي”، وأشاروا إلى أنه “يمكن للتدابير الإضافية التي لا تستهدف الميثان على وجه التحديد، مثل التحول إلى الطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة السكنية والتجارية، وتقليل فقد الأغذية وهدرها، أن تقلل من انبعاثات الميثان بنسبة 15 في المائة بحلول عام 2030”.

وقال درو شيندل، أستاذ علوم المناخ في جامعة دوك بالولايات المتحدة والتي ترأست التقييم في “تحالف المناخ والهواء النظيف” إنه يجب اتخاذ خطوات عاجلة للحد من انبعاثات الميثان هذا العقد.

وأضاف: “لتحقيق أهداف المناخ العالمية، يجب علينا تقليل انبعاثات الميثان مع تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل عاجل”.

لكنه أوضح أن الخبر الجيد هو أن “معظم الإجراءات المطلوبة لا تجلب منافع مناخية فحسب، بل تحقق أيضا فوائد صحية ومالية، وكل التكنولوجيا المطلوبة متوفرة بالفعل”.

المصدر: بترو نيوز – مواقع إلكترونية