ما هو غاز ch4؟ الميثان (CH4) هو هيدروكربون وهو مكون رئيسي للغاز الطبيعي وغازات الاحتباس الحراري (GHG) في أنظمة النفط والغاز الطبيعي. الميثان هو أيضًا أحد غازات الدفيئة (GHG). لذلك ، فإن وجوده في الغلاف الجوي يؤثر على درجة حرارة الأرض ونظام المناخ. يتم إطلاق الميثان من مجموعة متنوعة من المصادر البشرية (من صنع الإنسان) والطبيعية. تشمل مصادر الانبعاثات البشرية المنشأ مدافن النفايات وأنظمة النفط والغاز الطبيعي والأنشطة الزراعية وتعدين الفحم والاحتراق الثابت والمتحرك ومعالجة مياه الصرف الصحي وبعض العمليات الصناعية.
غاز ch4
عديم اللون والرائحة وغير مرئي للعين المجردة ، ch4 هو غاز دفيئة قوي. إنها مسؤولة عن أكثر من 25٪ من الاحتباس الحراري الذي نشهده اليوم. بسبب تركيبته ، يحبس غاز ch4 حرارة لكل جزيء في الغلاف الجوي أكثر من ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، مما يجعله أكثر ضررًا بـ 80 مرة من ثاني أكسيد الكربون لمدة 20 عامًا بعد إطلاقه. يمكن أن يساعدنا خفض انبعاثات الميثان بنسبة 45٪ بحلول عام 2030 على تحقيق هدف اتفاقية باريس المتمثل في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري إلى 1.5 درجة مئوية.
ما هو غاز ch4؟
الميثان مركب كيميائي له الصيغة الكيميائية CH4 (ذرة كربون واحدة مرتبطة بأربع ذرات هيدروجين). وهو عبارة عن مجموعة 14 هيدريد ، وهو أبسط ألكان والمركب الرئيسي للغاز الطبيعي. إن الوفرة النسبية للميثان على الأرض تجعله وقودًا اقتصاديًا جذابًا ، على الرغم من أن التقاطه وتخزينه يشكل تحديات تقنية بسبب حالته الغازية عند درجة الحرارة والضغط العاديين.
تم العثور على غاز الميثان الطبيعي تحت الأرض وتحت قاع البحر. يتكون من العمليات الجيولوجية والبيولوجية. يوجد أكبر خزان لغاز الميثان تحت قاع البحر على شكل كلورات الميثان. عندما يصل الميثان إلى السطح والغلاف الجوي ، يُعرف باسم الميثان الجوي.
استخدام الميثان (CH4)
الميثان (CH4) هو غاز عديم اللون والرائحة يستخدم عادة كوقود وهو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي. إنه هيدروكربون وبالتالي فهو عضوي بطبيعته. وهو أيضًا أحد الغازات ذات الأصل الكربوني ، والذي يلعب دورًا مهمًا في تأثير الاحتباس الحراري. كما تدعي وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) ، 10٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري تأتي من استخدام غاز الميثان. الغاز أخف من الهواء ويمكن أن يكون في شكل غازي فقط.
خصائص وقود CH4
إنه نوع من الوقود الأحفوري الذي يحدث بشكل طبيعي تحت الأرض كمنتج نهائي للتحلل اللاهوائي بواسطة الميثانوجينات ، حيث يوجد جنبًا إلى جنب مع أنواع الوقود الأحفوري الأخرى مثل الفحم والنفط. يمكن أيضًا إنتاج غاز الميثان في المختبر عن طريق تسخين خليط من إيثانوات الصوديوم وجير الصودا. نظرًا لجودة وكمية الهيدروكربون ، فهو غاز شديد الاشتعال. يتفاعل مع الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والحرارة العالية ويحترق بسهولة في الهواء مع لهب باهت غير مضيء.
الوقود الحفري
يعتبر الوقود الأحفوري إلى حد بعيد أكبر مصدر للطاقة في العالم ، ويستخدم لقيادة المحركات في السيارات والتوربينات والآلات الأخرى. يُستخرج الوقود الأحفوري من المواد العضوية المتحللة التي تحللت تحت حرارة شديدة على مدى ملايين السنين ، مما أدى إلى تحلل المادة إلى وقود.
نتيجة لذلك ، فهو يتكون أساسًا من الكربون ، المصدر الرئيسي لغاز الميثان. يتواجد غاز الميثان بشكل طبيعي تحت الأرض ، ولأنه في شكل غازي ، فليس من السهل احتجازه أو استخراجه. يتم إنتاجه من الهيدروكربونات الأخرى في الحالة السائلة والصلبة مثل النفط والفحم على التوالي.
غاز الميثان في الغلاف الجوي
يطلق قطاع الطاقة (النفط والغاز والفحم) كميات كبيرة من غاز الكربون في الغلاف الجوي. يعتبر القطاع الزراعي أيضًا أحد المنتجين الرئيسيين للغازات المسببة للاحتباس الحراري ، وخاصة من تربية الحيوانات مثل الماشية وزراعة بعض المواد الغذائية مثل الأرز. القمامة هي ثالث أكبر مصدر للميثان من صنع الإنسان ، حيث تقوم البكتيريا بتفكيك المواد العضوية في مدافن النفايات.
والخبر السار هو أنه نظرًا لأن معظم انبعاثات الميثان ناتجة عن الأنشطة البشرية ، فإن تقليله يعتبر ثمرة معلقة للتخفيف من حدة المناخ. يتصدر برنامج الأمم المتحدة للبيئة (UNEP) الجهود العالمية للحد من انبعاثات غاز الميثان.
إطلاق غاز الميثان في الهواء
تم إطلاق المرصد الدولي لانبعاثات الميثان في عام 2021 ، وسيقوم بتصنيف الانبعاثات من قطاع الوقود الأحفوري. كما ستبدأ قريبًا في مراقبة غاز الميثان من النفايات والانبعاثات من المنتجات الزراعية. يهدف IMEO إلى إنشاء قاعدة بيانات عامة لانبعاثات غاز الميثان التي تم التحقق منها تجريبياً لتوجيه عملية صنع السياسات السليمة.
تساعد بيانات IMEO أيضًا على تتبع التقدم المحرز في التعهد العالمي بشأن الميثان. إنها مبادرة تضم أكثر من 100 دولة ملتزمة بخفض انبعاثات الميثان بنسبة 30٪ بحلول عام 2030.
الإصدار العالمي ch4
الميثان هو ثاني أكثر غازات الدفيئة البشرية المنشأ وفرة بعد ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، وهو مسؤول عن حوالي 20٪ من الانبعاثات العالمية. الميثان أقوى بـ 25 مرة في حبس الحرارة في الغلاف الجوي من ثاني أكسيد الكربون. على مدى القرنين الماضيين ، تضاعف تركيز الميثان في الغلاف الجوي ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الأنشطة المتعلقة بالبشر. نظرًا لأن الميثان من الغازات الدفيئة القوية وقصيرة العمر مقارنةً بثاني أكسيد الكربون ، فإن تحقيق تخفيضات كبيرة سيكون له تأثير سريع وهام على احتمالية الاحترار في الغلاف الجوي.
الأراضي الرطبة وإنتاج الميثان
قد تؤثر الأراضي الرطبة الاصطناعية مثل السدود والبرك على وجود غاز الميثان. تنتج الأراضي الرطبة حوالي 30٪ من انبعاثات الميثان ، بما في ذلك البرك والبحيرات والأنهار. من الشائع أن نجد أن مثل هذه المناطق قد تم تطهيرها من الغطاء النباتي لاستعادتها للبناء. بعد ذلك ، تستمر المادة العضوية الميتة في قاعدة هذه الهياكل في التحلل ، مما يؤدي إلى إنتاج غاز الميثان في الماء.
يؤدي وجود الماء وقلة الهواء الطلق إلى تسريع عملية تحلل المواد العضوية الميتة. عملية التحلل هذه هي التي تؤدي إلى إنتاج غاز الميثان في قاع البحيرة. كما أن للأراضي الرطبة الطبيعية نفس التأثير.
تربية الحيوانات وإنتاج الميثان
تنتج تربية الحيوانات 90 مليون طن من الميثان سنويًا. نظرًا لأن البشر يربون الحيوانات المجترة مثل الماشية والأغنام والماعز للحصول على الطعام ، فإن التخمر المعوي في حيوانات المزرعة هذه يمثل 27 في المائة من انبعاثات غاز الميثان البشرية.
أثناء عملية الهضم الطبيعية ، ينتجون كميات كبيرة من الميثان. يحدث التخمر المعوي بسبب وجود الكائنات الحية الدقيقة في معدة هذه الحيوانات. ينتج عن هذا الميثان كمنتج ثانوي ، والذي إما أن يزفره الحيوان أو يُطلق منه الغاز. هذا هو السبب في أن اللحوم التي نأكلها كل يوم لها تأثير كبير على إجمالي انبعاثات الميثان.
التأثيرات السامة للميثان
تتوفر معلومات قليلة عن سمية الميثان. يبدو أن التأثيرات السامة للميثان ، والتي تعتبر خاملة بيولوجيًا ، مرتبطة بنقص الأكسجين الذي يحدث عندما يتواجد الألكان البسيط بتركيزات عالية في الهواء. ذكر هانتر (1978) أن عمال المناجم يفرغون حفر الفحم عندما يصل تركيز غاز الميثان في الهواء إلى 2.5٪ من حيث الحجم. من غير الواضح ما إذا كان الإخلاء ناتجًا عن تهديد خطر صحي أو خطر انفجار.
استشهد كومونز وستيرن (1973) بمراجعة الأدبيات التي أشارت إلى أن الميثان خامل بيولوجيًا وأن التعرض للميثان عند 10000 جزء في المليون ليس له أي آثار سامة. لم يتم تقديم ظروف التعرض وتحديد هوية الحيوانات ، ولكن تم الاستشهاد بتقرير وزارة الصحة والتعليم والرفاهية الأمريكية (1970).
تقليل انبعاثات غاز الميثان
كما يقود برنامج الأمم المتحدة للبيئة شراكة النفط والغاز والميثان 2.0 ، وهي التزام طوعي من قبل الشركات لقياس انبعاثات غاز الميثان والإبلاغ عنها من مصادر مثل خطوط الأنابيب وصهاريج التخزين ومنصات النفط البحرية.
كما يعزز برنامج الأمم المتحدة للبيئة الالتزامات عالية المستوى من خلال أعمال الدعوة ويدعم البلدان في تنفيذ التدابير التي تقلل انبعاثات الفصل الرابع من خلال تحالف المناخ والهواء النظيف (CCAC). CCAC هو أيضًا أحد المنفذين الرئيسيين للالتزام العالمي بشأن الميثان.
