استراتيجيات خفض انبعاثات الميثان في محطات توليد الطاقة الغازية الطبيعية

تحسين المعدات واستردادها

وكثيراً ما تكون المعدات القديمة مصدراً رئيسياً لانبعاثات الميثان الهاربة، إذ يمكن أن تؤدي إزالة الصمامات الدودية ذات الصبغة المنخفضة الانبعاثات، وتحسين نظم التعبئة المضغوطة للقضبان، وتركيب الختم الجاف بدلاً من الختم الرطبة إلى الحد من التسرب بنسبة تصل إلى 90 في المائة، كما أن العديد من النباتات تعيد أيضاً تحديد مستويات الادخار النووي [30 في المائة].

تكنولوجيات التقاط واستخدام الغاز

وعندما لا يمكن تجنب الميثان من خلال الوقاية من التسرب أو تحسين المعدات، تصبح تكنولوجيات التقاط واستخدامه أساسية، وتحصل وحدات استعادة البخار على الميثان من خزانات التخزين وفتحات فتحات التفريغ، وتعيده إلى نظام الوقود للحرق، أما بالنسبة للإطلاقات الأكبر، فإن المناشير المغلقة )التي تحقق كفاءة التدمير بنسبة ٩٩ في المائة( تفض َّل على المنافذ المفتوحة، بل إن بعض المرافق تُسر َّب إلى نظم لتحديث الغازات الحيوية.

أفضل الممارسات العملية والتعظيم

وهناك العديد من انبعاثات الميثان تحدث أثناء العمليات الروتينية مثل التهوية لأغراض الصيانة، وخنازير الأنابيب، وتفجيرات الضغط، كما أن تنفيذ فلسفة " خفض واسترداد " يمكن أن يقلل بدرجة كبيرة من هذه الإطلاقات، وتشمل الاستراتيجيات تحديد مواعيد أنشطة الصيانة المتزامنة للتقليل إلى أدنى حد من التهوية، واستخدام الشاحنات المحمولة لنقل الغاز بدلاً من التهوية، وتركيب الصمامات الآلية التي ينبغي أن تخفف من الاختراق الأجزاء.

الرصد المستمر وتحليل البيانات

كما أن فترة التفتيش الدوري تفسح المجال أمام الرصد المستمر للميثان، كما أن أجهزة الاستشعار ذات النقاط الثابتة حول خطوط السياج النباتي، إلى جانب أساطيل التفتيش غير المصفورة التي تستخدم الطائرات بدون طيار، تقدم بيانات تركيز الميثان في الوقت الحقيقي التي يمكن تصورها على لوحة مصممة، كما أن خوارزميات التعلم الماكنة تُدرب على التمييز بين أحداث الانبعاث العادية وشبهات المنتج، مما يتيح الإنذار المبكر وخفض عوامل الإيجابية المزيف.

سائقو الأجهزة التنظيمية ومعايير الصناعة

وتتسارع الضغوط التنظيمية باعتماد استراتيجيات خفض الميثان في الولايات المتحدة، وتقتضي قاعدة الميثان لعام 2024 في إطار الشراكة الدولية مرافق النفط والغاز - بما في ذلك محطات توليد الطاقة الغازية الطبيعية التي تجهز برامج الحد من انبعاثات الغاز الخام وتخفض من المغازلة وترصد أحداث المسببة للجراثيم.

المنافع الاقتصادية والبيئية

:: يؤدي خفض انبعاثات الميثان إلى تحقيق فوائد اقتصادية متعددة: أولاً، أن الميثان المسرّب الذي كان يهدّد سابقاً يمثل تدفقاً مباشراً للإيرادات أو وفورات في الوقود لـ 500 ميغاواط من مصانع الدورة المشتركة، حتى ولو كان هناك تخفيض في تسرب الأنابيب يمكن أن يُسفر عن ملايين الدولارات في تجنب تكاليف الوقود سنوياً؛ ثانياً، إن الامتثال للأنظمة يتجنب فرض عقوبات باهظة ويقلل من مخاطر التقاضي.

التنفيذ الحقيقي على الصعيد العالمي: دراسات الحالات الإفرادية

وقد أثبتت عدة محطات رئيسية لتوليد الطاقة الغازية الطبيعية بالفعل جدوى هذه الاستراتيجيات، فعلى سبيل المثال، قامت منشأة كبيرة في منطقة مارسيلوس شيال بتنفيذ برنامج شامل للتغيرات الطويلة الأجل باستخدام أجهزة استشعار الليزر المجهزة بالطائرات بدون طيار وخفض الانبعاثات الهاربة بنسبة 40 في المائة خلال السنة الأولى، كما أن مرفقاً آخر من مرافق الدورة المشتركة في تكساس قد أنشأ وحدات خفض الانبعاثات على جميع الصهاريج المكثفة وأنقذ 2 في المائة من مجموع مدخلات الغاز، مما دفع استثمار رأس المال في أقل من 18 شهراً.

الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة

وتتسارع وتيرة الابتكار في الكشف عن الميثان والحد منه، إذ أن الرصد بواسطة السواتل (مثلاً، MethaneSAT، TROPOMI) يمكن أن يوفر الآن تغطية عالمية لحدثات الانبعاثات الكبيرة، ويساعد المشغلين على تحديد مناطق المشاكل في سلسلة الإمداد بهم، ويجري تطوير المواد الجيل المقبل لأساطيل الغازات الختمية والغازية التي تزيد على الخيارات الحالية بخمس مرات، كما أن نظم احتجاز الكربون واستخدامه التي تحول من المواد الميثانية إلى مواد كيميائية أخرى قابلة للتطورة.

خاتمة

إن محطات توليد الطاقة الغازية الطبيعية لها دور حاسم في الانتقال العالمي إلى الطاقة الأنظف، وفي حين أن انبعاثات الميثان تشكل شاغلا خطيرا، فإن اتباع نهج شامل يجمع بين برامج الحد من الكوارث، وتحسين المعدات، وتكنولوجيات التقاطها، والرصد المستمر يمكن أن يقلل بدرجة كبيرة من هذه الإطلاقات، والفوائد الاقتصادية - من وفورات الوقود إلى تحسين ثقة المستثمرين - هي عوامل تتطلب بصورة متزايدة اتخاذ إجراءات.