الغالبية من انبعاثات الميثان من سلاسل إمداد محطات الغاز الحيوي الأوروبية يمكن القضاء عليها دون تكلفة صافية

لماذا يهم تسرب الغاز من الطاقة الخضراء

يُروَّج لتحويل بقايا الطعام ونفايات المزارع والروث إلى غاز حيوي باعتباره ربحاً مزدوجاً: يوفر طاقة متجددة ويقلل تلوث المناخ الناتج عن تعفن النفايات. لكن هذا الوعد يتحقق فقط إذا لم يهرب قدر كبير من الغاز الحيوي، الذي يحتوي على نسبة عالية من الميثان، إلى الهواء. تفحص هذه الدراسة محطات الغاز الحيوي الحقيقية في أوروبا عن كثب لمعرفة كمية الميثان التي تتسرب فعلياً، وما يعنيه ذلك للمناخ، وما مقدار هذا التلوث الذي يمكن إيقافه دون أن يكبد المشغلين تكاليف إضافية.

كيف خضعت محطات الغاز الحيوي للاختبار

استقصى الباحثون 31 محطة غاز حيوي في ألمانيا وبولندا والمملكة المتحدة، شاملة مزيجاً من المنشآت القائمة على المزارع وتلك القائمة على النفايات. استخدموا نوعين من القياسات. أحدهما بحث عن التسربات عند قطع المعدات الفردية مثل خزانات التخزين والأنابيب والمحركات والبرك. أما النوع الآخر فقام بقياس أعمدة الميثان إلى أسفل الريح من المواقع بأكملها واستخدم نماذج جوية لتقدير إجمالي الانبعاثات. من خلال الجمع بين هذين النهجين ومقارنة نتائجهما، بنى الفريق صورة مفصَّلة لمقدار الميثان الذي أطلقته كل محطة ومن أين نشأ.

ما وجده الباحثون في مواقع الغاز الحيوي الأوروبية

في المتوسط، أرسلت المحطة في الدراسة 14.4 كيلوجراماً من الميثان كل ساعة، ما يعادل نحو 5.4 بالمئة من الميثان الذي أنتجته. تفاوتت المواقع الفردية اختلافاً كبيراً، من نحو 2 بالمئة إلى ما يقرب من 22 بالمئة فقدان ميثان. ميول المحطات في ألمانيا إلى تسرب أقل من تلك في بولندا والمملكة المتحدة يعود جزئياً إلى استخدامها الأكثر تواتراً لتخزين محكم الغاز للمخلفات الهاضمة. عدد قليل من المصادر تسبب في معظم الضرر: 2 بالمئة فقط من جميع المصادر المحددة كانت مسؤولة عن 20 بالمئة من الانبعاثات. من المذنبين الرئيسيين: برك الهضم المكشوفة، وعوادم المحركات من وحدات توليد الحرارة والكهرباء المشتركة، وتسريبات أسطح الخزانات، وخزانات الخلط وصمامات الأمان. كما تسببت الأعطال قصيرة الأمد والظروف التشغيلية الشاذة، مثل فشل المعدات أو رفض تسليم الغاز، في قفزات حادة ومؤقتة في الانبعاثات قد يكون من السهل تفويتها مع الفحوص النادرة.

الأثر المناخي للغاز المزعوم أنه أخضر

باستخدام قياساتهم، احتسب المؤلفون البصمة المناخية الكلية لسلاسل إمداد الغاز الحيوي، من المواد الأولية إلى استخدام الطاقة. وجدوا أن الميثان يهيمن على تأثير غازات الدفيئة لهذه الأنظمة. عندما يُحرق الغاز الحيوي في الموقع لتوليد الكهرباء، شكّل الميثان قرابة نصف الاحترار الكلي على مدى مئة عام، وحوالي ثلاثة أخماس على مدى 20 عاماً، نظراً إلى التأثير الأقوى للميثان على المدى القريب. وإذا رُقّي الغاز إلى بيوميثان وحقن في الشبكة بدلاً من ذلك، ظل الميثان يمثل حصة كبيرة من إجمالي الانبعاثات، وإن كانت أقل إلى حد ما لأن عوادم المحركات تُجنَّب. وأظهرت الدراسة أيضاً أن المحطات التي تستخدم النفايات كمواد تغذية لها آثار مناخية إجمالية أقل بكثير من تلك التي تستخدم محاصيل زُرعت خصيصاً للطاقة، لأن استخدام النفايات يتجنب انبعاثات كانت ستحدث في أماكن أخرى.

إصلاح التسريبات دون إفلاس المشغلين

فحص الفريق بعد ذلك مقدار الميثان الذي يمكن خفضه باستخدام التكنولوجيا الحالية وما ستكون تكلفته. خلصوا إلى أن نحو 83 بالمئة من الانبعاثات يمكن تقليصها من حيث المبدأ، وأن 59 بالمئة يمكن إزالتها دون تكلفة صافية على المشغلين بمجرد احتساب قيمة الغاز الموفر. تم تحديد خطوات بسيطة مثل سد خزانات الخلط المكشوفة، وتغطية تخزين الهاضمات، وتحسين إدارة تخزين الغاز للحد من فتح صمامات الأمان، وإجراء فحوص منتظمة للكشف عن التسرب وإصلاحه كإجراءات فعّالة من حيث التكلفة في معظم الحالات. ومع ذلك، فإن تقليل الميثان الذي يتسرب عبر عوادم المحركات ومحسنات الغاز أصعب وأكثر تكلفة، لا سيما عندما تُشغّل المحطات بمرونة لمتابعة أسعار الكهرباء. تشير هذه النتائج إلى أن تصميم محطات أفضل منذ البداية غالباً ما يكون أرخص من تعديلها لاحقاً.

لماذا هناك حاجة إلى قواعد ومراقبة أذكى

رغم أهمية الميثان، لم تكن معظم المحطات التي شملتها الدراسة مُطالَبة بمراقبة أو الإبلاغ عن انبعاثات الميثان بتفصيل. تركز القواعد الأوروبية الحالية للغاز المتجدد على مجموعة محدودة من المصادر وغالباً ما تعتمد على عوامل انبعاث عامة بدلاً من القياسات. يجادل المؤلفون بضرورة تحديث السياسات الوطنية والأوروبية لتعكس الدور الحقيقي للميثان في أداء الغاز الحيوي من حيث المناخ. ويوصون بوضع قواعد معيارية لمسوح كشف التسرب، ومتطلبات لتتبع الحرق والتهوية باستخدام مقاييس تدفق الغاز، ومحاسبة أوسع لغازات الدفيئة تشمل المزيد من أنواع المحطات ومصادر الانبعاثات. وهذا، على حد قولهم، سيوجه الاستثمار نحو تصميمات وممارسات توفّر طاقة منخفضة الكربون بالفعل.

ما معنى هذا لوعد الغاز الحيوي

بالنسبة للقارئ غير المتخصص، الرسالة الأساسية هي أن الغاز الحيوي والبيوميثان ما يزالان قادرين على لعب دور مفيد في خفض تلوث المناخ، خصوصاً عندما يحولان النفايات الحتمية إلى طاقة مفيدة. ومع ذلك، تظهر الدراسة أن عدم السيطرة الصارمة على تسربات الميثان قد ينتقص كثيراً من الفائدة المناخية لهذه المصادر الطاقية. يستنتج المؤلفون أن معظم الانبعاثات الضارة من سلاسل إمداد الغاز الحيوي الأوروبية يمكن إزالتها بتكلفة ضئيلة أو دون تكلفة إضافية، لكن ذلك يتطلب تحرك المشغلين وموردي التكنولوجيا وصانعي السياسات معاً لتشديد المراقبة، وإصلاح نقاط التسرب الرئيسية، وتصميم المحطات المستقبلية مع وضع انخفاض الانبعاثات في الاعتبار.

الاستشهاد: Olczak, M., Dubey, L., Lowry, D. et al. Majority of methane emissions from European biogas plant supply chains could be eliminated at no net cost. Commun. Sustain. 1, 88 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00065-3

الكلمات المفتاحية: الغاز الحيوي, انبعاثات الميثان, البيوميثان, الطاقة المتجددة, سياسة المناخ