تسرب الميثان الحد منه

من على متن السفن أو وسائل النقل؛ من خطوط الأنابيب الطويلة والقنوات؛ ومن مواقع خزانات التخزين، يمكن للميثان (CH₄) أن يتسرب من محبسه وينتشر في الغلاف الجوي. هذا يمثل مشكلة من الناحية البيئية: على الرغم من أن CH₄ أقل وفرة بكثير من ثاني أكسيد الكربون (CO₂) وغازات الدفيئة الأخرى التي تساهم في ارتفاع درجة حرارة الكوكب، إلا أن الميثان يحمل تأثيرًا بيئيًا ثبت أنه ضار. لذا، حتى الكميات المتواضعة من هذا الغاز لها تأثير سلبي على تغير المناخ، مما يجعل الحد من تسرب الميثان أمرًا حتميًا. بالمقارنة مع النفط أو الفحم، يعتبر الغاز الطبيعي أكثر قبولًا نظرًا لتأثيره الأقل على اضطراب درجات الحرارة العالمية. ومع ذلك، فإنه لا يزال يسبب ضررًا كافيًا في شكل ميثان ليحتل مكانة بين أكثر غازات الدفيئة الضارة المنبعثة من الصناعة، ومركبات النقل، والمزارع. في الواقع، تعلن الهيئة البيئية للأمم المتحدة أن انبعاثات الميثان أقوى بـ 80 مرة في إحداث الاحترار من ثاني أكسيد الكربون.

كيف يحدث تسرب الميثان؟

حددت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ في عام 2021 أن تسرب CH₄ ينتج عن ثلاثة عوامل: • تسرب المكنسة الهوائية (Scavenger leaking) — يحدث هذا عندما يتدفق خليط من الهواء والميثان مباشرة إلى العادم لأن صمام العادم يتأخر في الإغلاق أثناء حقن الغاز. وبالتالي، يتم طرد CH₄ قبل الاحتراق. • الاحتراق غير الكامل (Incomplete combustion) — أحيانًا، تؤدي ظروف مثالية من الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة إلى انطفاء لهب الاحتراق. الميثان المتبقي يكون عرضة للتسرب لأن الانطفاء يحدث في أبرد جزء من غرفة الوقود. • شقوق غرفة الاحتراق (Combustion chamber crevices) — يمكن أن يتكون الغاز الراكد في الشقوق الموجودة في غرفة الاحتراق. حجم هذا الميثان يحتبس ولا يتأثر باللهب. هذه الشقوق مسؤولة عن ما يصل إلى نصف حالات تسرب الميثان.

آثار الميثان المتسرب على البيئة

بينما غالبًا ما يكون CO₂ هو الشرير الأكثر انتقادًا فيما يتعلق باحتجاز الحرارة، جزيء بجزيء، يعتبر الميثان أكثر فعالية في احتجاز الحرارة داخل الغلاف الجوي. نعم، يعيش ثاني أكسيد الكربون لفترة أطول بكثير وهو أكثر وفرة، لكن CH₄ يبقى أكثر إزعاجًا للمناخ بغض النظر. وهذا يجعل الحد من تسرب الميثان أكثر ضرورة. تستطيع الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء الأمريكية (NASA) تتبع وجود الميثان بوسائل تقنيات مختلفة بما في ذلك مقياس الطيف التصويري المرئي بالأشعة تحت الحمراء المحمول جوًا - الجيل التالي (AVIRIS-NG)، ومسح مصادر غبار المعادن السطحية للأرض (EMIT) الملحق بالمحطة الفضائية الدولية، وتجربة القطب الشمالي والمناطق الشمالية الهشة (ABoVE) التي تتبع انبعاثات الميثان ذات المنشأ الطبيعي بشكل أساسي.

ما هي الإجراءات التي تساعد في الحد من تسرب الميثان؟

أحد هذه المشاريع هو تطوير نموذج احتراق جديد يزيد من "الاحتراق الخالي من الشوائب" (lean burn)، أي نسبة أعلى من الهواء إلى الوقود في محركات الغاز الطبيعي. كما هي المحركات الآن، يتم خلط الهواء الداخل والوقود مسبقًا لتحقيق احتراق فعال. في الوقت نفسه، مع ذلك، فإن هذا الخلط المسبق هو عامل في تسرب CH₄. النموذج الجديد سيعزل الغاز الطبيعي في غرفة منفصلة حتى نقطة الاحتراق. النتيجة المرجوة: خفض تسرب الميثان بنسبة 90 بالمائة. وهناك فكرة أخرى تسعى إلى تحسين حرق الميثان. باستخدام البلازما الكيميائية، سيهدف النظام المقترح إلى ضمان الاشتعال واللهب. تحصل البلازما على الطاقة من بطارية شمسية، مما يحافظ على تكاليف الطاقة منخفضة. النتيجة المتوقعة هي التخلص من ما يصل إلى 72 بالمائة من انبعاثات CH₄ من المشاعل.