إنتاج الغاز الطبيعي وأنواعه واستخداماته وأهميته كثروة طبيعية

الغاز الطبيعي إحدى مصادر الطاقة البديلة عن النفط يكون من المحروقات عالية الكفاءة، قليلة الكلفة في الانبعاثات التي تلوث البيئة فيعد الغاز مهم للصناعة الكيماوية. ونلاحظ تكون الغاز الطبيعي من العوالق التي تعرف بالكائنات المجهرية مثل الطحالب والكائنات التي ماتت وتراكمت عند المحيطات والأرض، وعلى مر السنين وعامل الضغط والحرارة الناتجان عن الطبقات الرسوبية ينتج تحويلها لغاز طبيعي، وفيما يلي في موقع مفاهيم نتعرف على تعريف الغاز الطبيعي وفوائده واستخداماته.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• ما هو الغاز الطبيعي؟
• من اين يستخرج الغاز الطبيعي؟
• مكونات الغاز الطبيعي
• إنتاج الغاز الطبيعي ومعالجته
• خصائص الغاز الطبيعي
• فوائد الغاز الطبيعي
• أنواع الغاز الطبيعي واستخداماته
  • أنواع الغاز الطبيعي:
  • استخدامات الغاز الطبيعي:
• التأثير السلبي لوجود الغاز على الإنسان
• أهمية الغاز الطبيعي
  • استخدامات الغاز السكنية
  • استخدامات الغاز التجارية
  • استخدامات الغاز الكهربائية
• متى تم اكتشاف الغاز الطبيعي في العالم؟

ما هو الغاز الطبيعي؟

الغاز الطبيعي هو وقود أحفوري يتكون أساسًا من الميثان (CH₄)، بالإضافة إلى كميات متفاوتة من الإيثان، والبروبان، والبيوتان، والنيتروجين، وثاني أكسيد الكربون، والهيليوم. يتشكل الغاز الطبيعي على مر العصور نتيجة تحلل المواد العضوية تحت تأثير الحرارة والضغط في باطن الأرض.

من اين يستخرج الغاز الطبيعي؟

يُستخرج الغاز الطبيعي من باطن الأرض عبر آبار حفر خاصة، مشابهة لتلك المستخدمة لاستخراج النفط، وتختلف مواقع حقول الغاز الطبيعي حول العالم، حيث توجد احتياطيات كبيرة في مناطق مثل:

• الولايات المتحدة الأمريكية: خاصة في مناطق مثل تكساس وبنسلفانيا.
• روسيا: حيث تُعد من أكبر منتجي الغاز الطبيعي في العالم.
• قطر: تمتلك احتياطيات ضخمة من الغاز الطبيعي، خاصة في حقل الشمال.
• إيران: تمتلك احتياطيات كبيرة من الغاز الطبيعي، خاصة في حقل بارس الجنوبي.
• السعودية: تُعد من أكبر منتجي الغاز الطبيعي في العالم.
• الجزائر: تمتلك احتياطيات كبيرة من الغاز الطبيعي.
• النرويج: تُعتبر من كبار منتجي الغاز الطبيعي في أوروبا.
• أستراليا: تمتلك احتياطيات كبيرة من الغاز الطبيعي.
• كندا: تمتلك احتياطيات كبيرة من الغاز الطبيعي.
• الصين: تمتلك احتياطيات كبيرة من الغاز الطبيعي.

تختلف طرق استخراج الغاز الطبيعي بناءً على نوعه وموقعه الجغرافي، حيث قد يتم استخراجه من مكامن برية أو بحرية، وقد يتطلب تقنيات متقدمة مثل التكسير الهيدروليكي

مكونات الغاز الطبيعي

الغاز الطبيعي هو وقود أحفوري يتكون بشكل رئيسي من الميثان (CH₄)، بالإضافة إلى كميات متفاوتة من الهيدروكربونات الخفيفة الأخرى، المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي:

• الميثان (CH₄): يشكل الميثان النسبة الأكبر من الغاز الطبيعي، حيث يتراوح تركيزه بين 70% إلى 98% من تركيبته.
• الإيثان (C₂H₆): يُعد ثاني أكثر المكونات شيوعًا، ويشكل ما بين 2% إلى 10% من تركيب الغاز الطبيعي.
• البروبان (C₃H₈): يشكل البروبان نسبة ضئيلة من الغاز الطبيعي، وتختلف نسبته حسب المصدر.
• البيوتان (C₄H₁₀): قد يحتوي الغاز الطبيعي على كميات صغيرة من البيوتان، الذي يُستخدم في بعض التطبيقات الصناعية.
• النيتروجين (N₂): قد يحتوي الغاز الطبيعي على كميات متفاوتة من النيتروجين، الذي يُعتبر غازًا غير هيدروكربوني.
• ثاني أكسيد الكربون (CO₂): قد يحتوي الغاز الطبيعي على كميات متفاوتة من ثاني أكسيد الكربون، الذي يُعتبر غازًا غير هيدروكربوني.
• الهيدروجين (H₂): قد يحتوي الغاز الطبيعي على كميات ضئيلة من الهيدروجين.
• الهيليوم (He): قد يحتوي الغاز الطبيعي على كميات ضئيلة من الهيليوم.
• الأرجون (Ar): قد يحتوي الغاز الطبيعي على كميات ضئيلة من الأرجون.
• بخار الماء (H₂O): قد يحتوي الغاز الطبيعي على كميات ضئيلة من بخار الماء.

إنتاج الغاز الطبيعي ومعالجته

يتم استخراج الغاز من :

• الآبار التي تشبه آبار النفط كما يتم تصنيف الغاز إلى غاز مصاحب وغاز غير مصاحب.
• في حالة وجود الغاز مع النفط في حقل واحد صنف بالغاز المصاحب، وفي حالة وجود الغاز في حقل يحتويه لوحده صنف بالغاز الغير مصاحب.
• يتم نقل الغاز عبر أنابيب من منصات الإنتاج إلى نقطة تجميع على الشاطئ ثم إلى معمل تكرير الغاز لكي ينقى من جميع الشوائب، والمركبات الغير مرغوب فيها.
• توجد حقول غاز في اليابسة أو البحار حيث يتم معالجة الغاز من خلال عمليات كيميائية وفيزيائية مختلفة ويرجع ذلك إلى تركيبة الغاز.

ويتكون الغاز الطبيعي من الآتي:

• هيدروكربونية خفيفة كما تحتوي على مركبات غير مستحبة مثل مركبات الكبريت والماء والزئبق وهذه المركبات يفضل التخلص منها أو خفض تركيزها.
• تأتي مرحلة التنقية وهي عبارة عن إزالة الماء وأي سوائل أخرى ثم إزالة الغازات الحمضية ثم يتم تجفيف الغاز مرة أخرى وفي حالة احتوى على مركبات يتم استخدام وحدات الامتصاص والمذيبات الفيزيائية للتخلص منها.
• بعد المرور بتلك المراحل يتم إرسال غاز الميثان إلى السوق حتى يصل إلى محطات توليد الطاقة، كما يسوق غاز البترول المسيل لتصنيع البتروكيماويات أو في قوارير تستخدم في السخانات ومواقد الطبخ والمتبقي من الغاز يتم ضخه عبر شبكة إمداد أو تسيله بالتبريد والضغط وتسويقه كغاز طبيعي مسيل.

خصائص الغاز الطبيعي

يمكننا توضيح أنواع الغاز من خلال الآتي:

• الغاز لا رائحة له ولا لون ونلاحظ الرائحة المنبعثة منه تكون رائحة مواد مضافة له كي تميزه.
• كما أن هذا الغاز أخف من الهواء لذلك فهو قابل للتطاير والاشتعال في حالة تعرضه لمصدر حراري أو شرارة كهرباء.
• يوضع الغاز في أسطوانات جيدة الغلق حيث لا تتم تعبئتها بالكامل بل بنسبة 80% 85% حتى لا يحدث انفجار وما قد يخلفه من أضرار بشرية أو مادية.
• يعتبر الغاز بديل النفط حيث يكون أقل تكلفة وذات جودة عالية ونظافة للبيئة.
• الغاز له أنواع وهي كالآتي غاز الميثان والتي تتراوح نسبته من 100%-70%فقط.
• غاز الإيثان والتي تتراوح نسبة وجوده بين 1%-10%بينما غاز البرويان يشكل نسبة قليلة جداً.

فوائد الغاز الطبيعي

هناك مجموعة من الفوائد التي تنعكس بالإيجاب على الإنسان وحياته، ويمكننا توضيحها من خلال الآتي:

• يعتبر الغاز إحدى الثروات الاقتصادية حيث يوفر دخل مادي عالي للفرد.
• يعود على الدولة بتحسين اقتصادها، وتعزز قوتها حيث يحسن من الحلة المعيشية.
• كما يصنف الغاز بأنه أكثر مصادر الطاقة البديلة أماناً، كما يحد من التلوث السمعي حيث عملية نقل الغاز تتم من خلال معدات تتواجد في باطن الأرض.
• محافظ على نظافة البيئة يمنع التلوث البيئي لأنه من مصادر الطاقة النظيفة.
• اتخذت الولايات المتحدة الأمريكية الغاز بدلاً من الفحم الحجري لكونه أنظف في عام 1952وأصبح يشكل ربع الطاقة المستهلكة.
• لدولة قطر مركز مرموق حيث تنتج الغاز المسال والذي يقدر إنتاجه نحو ما يقارب 23مليار قدم مكعب بشكل يومي، بينما يتخذ الصينيون الغاز وسيلة لاستخراج الأملاح من البحار.
• عند احتراق الغاز بشكل تام يؤدي ذلك إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون عوضاً عن أول أكسيد الكربون السام، كما يحتوي الغاز على نسبة من العوالق والشوائب ويمكن إزالتها بكل سلاسة وبأقل تكلفة.

أنواع الغاز الطبيعي واستخداماته

الغاز الطبيعي هو مصدر طاقة أحفوري يتكون أساسًا من الميثان (CH₄)، وقد يحتوي أيضًا على هيدروكربونات أخرى مثل الإيثان، والبروبان، والبيوتان، بالإضافة إلى غازات غير هيدروكربونية مثل ثاني أكسيد الكربون، والنيتروجين، والكبريت.

أنواع الغاز الطبيعي:

1. الغاز المصاحب (Associated Gas): يتواجد مع النفط في المكامن النفطية، ويتم استخراجه مع النفط الخام.
2. الغاز غير المصاحب (Non-Associated Gas): يوجد في مكامن غازية مستقلة، ويتم استخراجه بشكل منفصل عن النفط.

استخدامات الغاز الطبيعي:

1. توليد الكهرباء: يُستخدم في محطات توليد الكهرباء كوقود لتشغيل التوربينات الغازية.
2. التدفئة والتبريد: يُستخدم في المنازل والمباني التجارية لتوفير التدفئة والتبريد عبر أنظمة التكييف والتدفئة المركزية.
3. الصناعات الكيميائية: يُستخدم كمواد خام لإنتاج الأسمدة، والميثانول، والبولي إيثيلين، والعديد من المنتجات الكيميائية الأخرى.
4. النقل: يُستخدم كوقود في المركبات، مثل السيارات والحافلات، عبر تقنيات تحويل المحركات للعمل بالغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو المسال (LNG)، حيث اتجهت كثير من الشركات لصنع السيارات التي تسير باستخدام الغاز من بين هذه الشركات مرسيدس، وسكانيا، ومان، وجنرال موتورز، وتويوتا وغيرها الكثير من الشركات.
5. الصناعات الثقيلة: يُستخدم في عمليات الصهر، والتجفيف، والتسخين في الصناعات المعدنية، والسيراميك، والزجاج.
6. الطهي: يُستخدم في المنازل والمطاعم كوقود للطهي عبر مواقد الغاز.
7. الزراعة: يُستخدم في تشغيل المعدات الزراعية، مثل مضخات الري، والمولدات الكهربائية.
8. صناعة المنظفات: كالصابون وغيرها وأيضاً يستعمل في الدهانات والمواد العازلة وأشرطة الكاست.
9. غيار المركبات: يتم فصل مكونات النفط عن بعضها من خلال الطاقة المتولدة من إحراق الغاز.
10. صناعات أخرى: يساهم في صناعة الصلب والبلاستيك، وصناعة المنسوجات والملابس، كما يمثل وقوداً أحفورياً، يصنع من الغاز الإسمنت، تحلية مياه البحار.

تتميز استخدامات الغاز الطبيعي بكونه وقودًا نظيفًا نسبيًا، حيث يُنتج انبعاثات أقل من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالوقود الأحفوري الآخر، مما يجعله خيارًا مفضلًا في العديد من التطبيقات.

التأثير السلبي لوجود الغاز على الإنسان

هناك بعض الأضرار التي قد تلحق بالإنسان عند استخدامه الغاز عن قرب ومن أهم تلك الأضرار الآتي:

• في حالة استنشاق الغاز يصاحب بعض الأعراض منها الغثيان والدوخة وأيضاً القيء.
• صعوبة في مستوى الرؤية وصعوبة في التنفس وربما يؤدي إلى الموت، لم يثبت أي آثار أو حساسية عند ملامسته العين أو الجلد

أهمية الغاز الطبيعي

من أبرز استخدامات الغاز الناجمة من فوائده نعرضها في النقط الآتية:

• يدخل في معظم الصناعات البلاستيكية والألياف الصناعية والمنتجات البتروكيماوية على غاز الميثين وهو احد مكونات الغاز.
• التدفئة يعتبر الغاز مصدرا للطاقة حيث يستخدم في تدفئة سكان النصف الشمالي من الكرة الأرضية.
• المواصلات نجد أن الغاز يستخدم كوقود للسيارات حيث تنتح كميات أقل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في حالة استخدام الغاز وبالتالي يساعد في التقليل من ظاهرة الدفيئة.

استخدامات الغاز السكنية

الاستخدامات السكنية:

• يعتبر الغاز مصدر للطاقة بجانب تكلفة الغاز أقل من تكلفة الكهرباء بنسبة 68بالمئة.
• يستخدم لأغراض عديدة في الأمور المنزلية سواء في مجال التدفئة أو مجال الطهي، ويفضله كبار الطباخين لسرعة في عملية التسخين.
• يستخدم في تبريد المنازل عن طريق تكييف الهواء الذي يعمل بالغاز الطبيعي كما أنه اقتصادي.

استخدامات الغاز التجارية

الاستخدامات التجارية:

• يشمل جميع المؤسسات التجارية من مدارس، وفنادق، ومطاعم حيث يتم استخدام الغاز في هذا القطاع في مجال التدفئة المركزية وتسخين المياه وتبريدها.
• لا يختلف استخداماته التجارية عن السكنية كثير فكلاهما يستخدم للطهي وللتدفئة.
• مع التقدم التكنولوجي أصبح الغاز يستخدم لزيادة جودة الطاقة في البيئات التجارية وذلك لاحتياجها الكبير إلى الكهرباء.
• تستخدم المحركات الترددية التي تعمل بالتوربينات والغاز وخلايا الوقود وذلك لتوليد الطاقة فتعتبر الطاقة المنتجة تتميز بفعاليتها الغالية.

استخدامات الغاز الكهربائية

الاستخدامات الكهربائية:

• الغاز وقود مفضل بشكل كبير نظراً لاحتراقه الآمن على البيئة ونظافته.
• في التسعينيات حدث تغيرات اقتصادية وتكنولوجيا أصبح الغاز الوقود المفضل لمحطات الطاقة الجديدة.
• تستطيع تولد الكهرباء عن طريق الغاز بعدة طرق منها وحدات توليد البخار حيث تتم هذه الطريقة من خلال حرق الوقود الأحفوري في المرجل.
• وذلك لتسخين المياه وإنتاج البخار الذي يعمل على تحويل التوربينات لتوليد الطاقة الكهربائية.

متى تم اكتشاف الغاز الطبيعي في العالم؟

الغاز الطبيعي هو وقود أحفوري يتكون أساسًا من الميثان (CH₄)، بالإضافة إلى كميات متفاوتة من الإيثان، والبروبان، والبيوتان، والنيتروجين، وثاني أكسيد الكربون، والهيليوم. ويتمثل تاريخ اكتشاف الغاز الطبيعي فيما يلي:

• العصور القديمة: كان الإنسان على دراية بوجود الغاز الطبيعي منذ العصور القديمة، حيث كان يتصاعد من شقوق الأرض بشكل طبيعي.
• الصين القديمة (حوالي 500 قبل الميلاد): استخدمت الحضارات الصينية القديمة خطوط أنابيب مصنوعة من براعم الخيزران لنقل الغاز الطبيعي، حيث كان يُستخدم كمصدر للوقود لتوليد مياه الشرب عن طريق غلي ماء البحر لفصل الملح.
• القرن التاسع عشر: في أغلب سنوات القرن التاسع عشر، تم استخدام الغاز الطبيعي بشكل حصري تقريبًا كمصدر للضوء.
• عام 1885: فتح اختراع روبرت بنسن استخدامات جديدة لاستهلاك الغاز الطبيعي.
• القرن العشرين: بدأ بناء خطوط أنابيب فعالة لنقل احتياطيات الغاز، مما ساهم في توسع استخدامه في مختلف المجالات.
• الولايات المتحدة الأمريكية: في القرن العشرين، بدأت الولايات المتحدة الأمريكية في استخدام الغاز الطبيعي بشكل واسع، وأصبحت واحدة من أكبر منتجي الغاز في العالم.
• مصر: اكتشفت مصر أول حقل بري للغاز في منطقة أبو ماضي في دلتا النيل عام 1967، مما كان بداية الاستكشافات الكبرى للغاز الطبيعي في البلاد.
• السعودية: تم اكتشاف الغاز الطبيعي في المملكة العربية السعودية في عام 1975، حيث اكتُشف حقل الغوار، الذي يُعد من أكبر حقول النفط والغاز في العالم. منذ ذلك الحين، واصلت المملكة استكشاف وتطوير حقول الغاز الطبيعي في مختلف مناطقها، مما ساهم في تعزيز مكانتها كمصدر رئيسي للطاقة في العالم.