تخزين الغاز الطبيعي

الغاز الطبيعي سلعة يمكن تخزينها لفترة غير محددة من الزمن في مرافق تخزين الغاز الطبيعي لاستهلاكها لاحقاً.
الاستخدام

يُستخدم تخزين الغاز بشكل أساسي لتلبية تقلبات الطلب. يُضخ الغاز إلى الخزانات خلال فترات انخفاض الطلب ، ويُسحب منها خلال فترات ذروة الطلب . كما يُستخدم لأغراض ثانوية متنوعة، منها:
- موازنة التدفق في أنظمة خطوط الأنابيب . تقوم شركات خطوط أنابيب النقل الرئيسية بذلك للحفاظ على سلامة تشغيل خطوط الأنابيب، من خلال ضمان بقاء ضغوط خطوط الأنابيب ضمن معايير التصميم.
- الحفاظ على التوازن التعاقدي. يستخدم الشاحنون الغاز المخزن للحفاظ على حجم الغاز الذي يوردونه إلى شبكة الأنابيب وحجم الغاز الذي يسحبونه. وبدون الوصول إلى مرافق التخزين هذه، فإن أي خلل في التوازن سيؤدي إلى غرامة باهظة.
- يتم تحقيق استقرار الإنتاج خلال فترات تقلب الطلب. يستخدم المنتجون التخزين لتخزين أي غاز غير قابل للتسويق الفوري، عادةً خلال فصل الصيف عندما يكون الطلب منخفضًا، ويقومون بتسليمه في أشهر الشتاء عندما يكون الطلب مرتفعًا.
- المضاربة في السوق . يستخدم المنتجون والمسوقون تخزين الغاز كأداة للمضاربة، حيث يقومون بتخزين الغاز عندما يعتقدون أن الأسعار سترتفع في المستقبل ثم يبيعونه عندما يصل إلى تلك المستويات.
- يُعدّ تخزين الغاز بمثابة تأمين ضد الحوادث غير المتوقعة، إذ يُمكن استخدامه كضمان ضد أي حوادث قد تؤثر على إنتاج أو توزيع الغاز الطبيعي. وقد تشمل هذه الحوادث عوامل طبيعية كالأعاصير ، أو أعطال في أنظمة الإنتاج أو التوزيع.
- الوفاء بالالتزامات التنظيمية. يضمن تخزين الغاز، إلى حد ما، موثوقية إمدادات الغاز للمستهلك بأقل تكلفة، وفقًا لما تقتضيه الهيئة التنظيمية. ولهذا السبب، تراقب الهيئة التنظيمية مستويات مخزون الغاز.
- يساهم تخزين الغاز في الحد من تقلبات الأسعار، إذ يضمن سيولة السلع في مراكز السوق، مما يساعد على احتواء تقلبات أسعار الغاز الطبيعي والحد من عدم اليقين بشأنها.
- موازنة التغيرات في الطلب على الغاز الطبيعي. تكتسب مرافق تخزين الغاز أهمية متزايدة نتيجةً للتغيرات في الطلب على الغاز الطبيعي. أولاً، لم تعد الإمدادات التقليدية التي كانت تلبي ذروة الطلب في فصل الشتاء قادرة على مواكبة الطلب. ثانياً، هناك تزايد في ذروة الطلب على الغاز الطبيعي خلال فصل الصيف، بسبب توليد الكهرباء عبر محطات الطاقة التي تعمل بالغاز .
المقاييس والتعريفات
تُستخدم مجموعة من المقاييس لتحديد وقياس حجم منشأة التخزين تحت الأرض:
- إجمالي سعة تخزين الغاز: هي أقصى حجم من الغاز الطبيعي يمكن تخزينه في منشأة التخزين. وتتحدد هذه السعة بعدة عوامل فيزيائية، مثل حجم الخزان، بالإضافة إلى إجراءات التشغيل والأساليب الهندسية المستخدمة.
- إجمالي الغاز المخزن: هو إجمالي حجم الغاز المخزن في المنشأة في وقت معين.
- الغاز الأساسي (يشار إليه أيضًا باسم غاز الوسادة): هو حجم الغاز الذي يُقصد به أن يكون مخزونًا دائمًا في خزان التخزين للحفاظ على الضغط الكافي ومعدلات التسليم طوال موسم السحب.
- سعة الغاز العاملة: هي إجمالي سعة تخزين الغاز مطروحًا منها الغاز الأساسي.
- الغاز العامل: هو إجمالي الغاز المخزن مطروحًا منه الغاز الأساسي. وهو حجم الغاز المتاح للسوق في وقت محدد.
- الغاز غير القابل للاسترداد مادياً: كمية الغاز التي تصبح مضمنة بشكل دائم في تكوين منشأة التخزين والتي لا يمكن استخراجها أبداً.
- معدل التدوير: هو متوسط عدد مرات تدوير حجم الغاز العامل في الخزان خلال فترة زمنية محددة. عادةً ما تكون الفترة الزمنية المستخدمة سنة واحدة.
- القدرة على التوصيل: هي مقياس لكمية الغاز التي يمكن توصيلها (سحبها) من منشأة تخزين يوميًا. ويُشار إليها أيضًا بمعدل التوصيل، أو معدل السحب، أو سعة السحب، وعادةً ما تُقاس بملايين الأقدام المكعبة من الغاز يوميًا.
- سعة الحقن (أو معدل الحقن): هي كمية الغاز التي يمكن حقنها في منشأة تخزين يوميًا. ويمكن اعتبارها مكملاً لقدرة التوريد. ويُقاس معدل الحقن عادةً بملايين الأقدام المكعبة من الغاز التي يمكن توريدها يوميًا.
القياسات المذكورة أعلاه ليست ثابتة لأي منشأة تخزين محددة. فعلى سبيل المثال، تعتمد إمكانية التزويد على عدة عوامل، منها كمية الغاز في المكمن والضغط، وغيرها. وبشكل عام، يتناسب معدل التزويد في منشأة التخزين طرديًا مع إجمالي كمية الغاز في المكمن، حيث يكون في أعلى مستوياته عندما يكون المكمن ممتلئًا، ثم ينخفض مع سحب الغاز. كما أن سعة الحقن في منشأة التخزين متغيرة أيضًا، وتعتمد على عوامل مشابهة لتلك التي تؤثر على إمكانية التزويد. ويتناسب معدل الحقن عكسيًا مع إجمالي كمية الغاز المخزنة، حيث يكون في أعلى مستوياته عندما يكون المكمن شبه فارغ، ثم ينخفض مع زيادة كمية الغاز المحقون. ويمكن لمشغل منشأة التخزين أيضًا تغيير معايير التشغيل، مما يسمح، على سبيل المثال، بزيادة الحد الأقصى لسعة التخزين، أو سحب الغاز الأساسي خلال فترات ذروة الطلب، أو إعادة تصنيف الغاز الأساسي إلى غاز عامل إذا سمحت بذلك التطورات التكنولوجية أو الإجراءات الهندسية.
الأنواع

يُعدّ تخزين الغاز في الخزانات الجوفية أهم أنواع التخزين. وهناك ثلاثة أنواع رئيسية : خزانات الغاز المستنفدة، وخزانات المياه الجوفية ، وخزانات الكهوف الملحية. ولكل نوع من هذه الأنواع خصائص فيزيائية واقتصادية مميزة تحدد مدى ملاءمة نوع معين من التخزين لتطبيق محدد.

خزان غاز مستنفد
تُعدّ هذه التكوينات الخزانية الشكلَ الأكثر شيوعًا وتميزًا لتخزين الغاز الطبيعي تحت الأرض. وهي عبارة عن خزانات لحقول الغاز الطبيعي التي أنتجت كل أو جزء من الغاز القابل للاستخراج اقتصاديًا. يجب أن يكون الخزان المستنفد قادرًا على استيعاب كميات كافية من الغاز الطبيعي المحقون في المسامات بين الحبيبات (بفضل المسامية العالية )، وعلى تخزين الغاز الطبيعي وتوزيعه بمعدلات اقتصادية كافية (بفضل النفاذية العالية )، وأن يكون محصورًا بحيث لا يتسرب الغاز الطبيعي إلى تكوينات أخرى ويفقد. إضافةً إلى ذلك، يجب أن تكون الصخور (الخزان والطبقة العازلة) قادرة على تحمّل الدورة المتكررة لزيادة الضغط عند حقن الغاز الطبيعي في الخزان، والعكس صحيح، أي انخفاض الضغط عند إنتاج الغاز الطبيعي.
يُعدّ استخدام منشأة كهذه، تستوفي المعايير المذكورة أعلاه، خيارًا اقتصاديًا جذابًا، إذ يسمح بإعادة استخدام البنية التحتية المتبقية من عمر حقل الغاز الإنتاجي، مع إجراء التعديلات اللازمة، مما يقلل تكاليف بدء التشغيل. كما تُعدّ المكامن المستنفدة جذابة أيضًا، لأن خصائصها الجيولوجية والفيزيائية قد دُرست مسبقًا من قِبل الجيولوجيين ومهندسي البترول ، وهي معروفة جيدًا في الغالب. ونتيجةً لذلك، تُعتبر المكامن المستنفدة عمومًا الأرخص والأسهل تطويرًا وتشغيلًا وصيانةً من بين أنواع التخزين الجوفي الثلاثة.
للحفاظ على ضغوط التشغيل في المكامن المستنفدة، يجب الاحتفاظ بنحو 50% من الغاز الطبيعي الموجود في التكوين كغاز احتياطي. ونظرًا لأن هذه المكامن كانت مملوءة سابقًا بالغاز الطبيعي والهيدروكربونات ، فإنها لا تتطلب حقن غاز سيصبح استخراجه مستحيلاً، إذ إنه موجود بالفعل في التكوين. وهذا يوفر دفعة اقتصادية إضافية لهذا النوع من المنشآت، لا سيما عندما تكون تكلفة الغاز مرتفعة. وعادةً ما تُشغَّل هذه المنشآت وفق دورة سنوية واحدة؛ حيث يُحقن الغاز خلال أشهر الصيف التي تشهد انخفاضًا في الطلب، ويُسحب خلال أشهر الشتاء التي تشهد ذروة الطلب.
هناك عدد من العوامل التي تحدد ما إذا كان حقل الغاز المستنفد سيشكل منشأة تخزين مجدية اقتصادياً أم لا:
- يجب أن يكون الخزان ذا جودة كافية من حيث المسامية والنفاذية للسماح بالتخزين والإنتاج لتلبية الطلب حسب الحاجة؛
- يجب احتواء الغاز الطبيعي بواسطة أغطية فعالة وإلا ستكون هناك كميات مفقودة لا يمكن استعادتها؛
- يجب أن تكون البنية التحتية للخزان والحقل المستنزفة قريبة من أسواق الغاز؛
- يجب أن تكون البنية التحتية الحالية مناسبة لتحديث المعدات لحقن وإنتاج الغاز بالضغوط والمعدلات اللازمة؛
خزان المياه الجوفية
تُعدّ الخزانات الجوفية تكوينات صخرية مسامية ونفاذة تحت الأرض، تعمل كمستودعات مياه طبيعية. وفي بعض الحالات، يمكن استخدامها لتخزين الغاز الطبيعي. وعادةً ما تُشغّل هذه المنشآت وفق دورة سنوية واحدة، كما هو الحال مع الخزانات المستنفدة. ولا تُعرف الخصائص الجيولوجية والفيزيائية لتكوين الخزانات الجوفية مسبقًا، ويتطلب الأمر استثمارًا كبيرًا لدراسة هذه الخصائص وتقييم مدى ملاءمة الخزان لتخزين الغاز الطبيعي.
إذا كان الخزان الجوفي مناسبًا، يجب إنشاء جميع البنية التحتية المرتبطة به من الصفر، مما يزيد من تكاليف التطوير مقارنةً بالخزانات المستنفدة. يشمل ذلك تركيب الآبار، ومعدات الاستخراج، وخطوط الأنابيب، ومرافق التجفيف، وربما معدات الضغط. نظرًا لاحتواء الخزان الجوفي في البداية على الماء، فإنه يحتوي على كمية قليلة أو معدومة من الغاز الطبيعي، ومن الغاز المحقون، سيكون جزء منه غير قابل للاستخراج. ونتيجةً لذلك، يتطلب تخزين الغاز في الخزانات الجوفية عادةً كمية أكبر بكثير من الغاز الاحتياطي مقارنةً بالخزانات المستنفدة؛ تصل إلى 80% من إجمالي حجم الغاز. تم تطوير معظم مرافق تخزين الغاز في الخزانات الجوفية عندما كان سعر الغاز الطبيعي منخفضًا، مما يعني أن التضحية بهذا الغاز الاحتياطي كانت غير مكلفة. مع ارتفاع أسعار الغاز، أصبح تطوير تخزين الغاز في الخزانات الجوفية أكثر تكلفة.
نتيجةً للعوامل المذكورة أعلاه، فإن إنشاء منشأة لتخزين الغاز في طبقات المياه الجوفية عادةً ما يكون مكلفاً ويستغرق وقتاً طويلاً. وتُعدّ طبقات المياه الجوفية عموماً أقل أنواع منشآت تخزين الغاز الطبيعي تفضيلاً وأكثرها تكلفة.
تكوين الملح
تُعدّ التكوينات الملحية تحت الأرض مثالية لتخزين الغاز الطبيعي. تسمح الكهوف الملحية بتسرب كمية ضئيلة جدًا من الغاز الطبيعي المحقون من المخزن، إلا في حال استخراجه بشكل خاص. تتميز جدران الكهوف الملحية بقوتها ومقاومتها للغاز طوال فترة تشغيل منشأة التخزين.
بمجرد اكتشاف تكوين ملحي والتأكد من ملاءمته لإنشاء منشأة لتخزين الغاز، يتم إنشاء كهف داخل هذا التكوين الملحي. ويتم ذلك من خلال عملية التعدين بالذوبان . حيث يُضخ الماء العذب عبر بئر محفورة إلى داخل الملح، فيذوب جزء منه تاركًا فراغًا، ثم يُضخ الماء المالح إلى السطح. وتستمر هذه العملية حتى يصل الكهف إلى الحجم المطلوب، إذ يصل ارتفاع بعضها إلى 800 متر وقطرها إلى 50 مترًا، بحجم يقارب نصف مليون متر مكعب . [ 4 ] يوفر الكهف الملحي، بعد إنشائه، خزانًا تحت الأرض لتخزين الغاز الطبيعي بكفاءة عالية. وتكون متطلبات الغاز الاحتياطي أقل، حيث تبلغ عادةً حوالي 33% من إجمالي سعة الغاز.
عادةً ما تكون الكهوف الملحية أصغر بكثير من خزانات الغاز المستنفدة ومرافق تخزين المياه الجوفية . قد تشغل منشأة الكهف الملحي جزءًا من مئة من المساحة التي تشغلها منشأة خزان الغاز المستنفد. ونتيجةً لذلك، لا تستطيع الكهوف الملحية استيعاب الكميات الكبيرة من الغاز اللازمة لتلبية متطلبات تخزين الطاقة الأساسية . مع ذلك، فإن قدرة الكهوف الملحية على التزويد بالغاز أعلى بكثير من قدرة خزانات المياه الجوفية أو الخزانات المستنفدة. وهذا يسمح بسحب الغاز المخزن في الكهف الملحي وإعادة تعبئته بسهولة وسرعة أكبر. يُعدّ هذا الوقت الأسرع مفيدًا في حالات الطوارئ أو خلال فترات قصيرة من الارتفاعات المفاجئة في الطلب.
على الرغم من أن تكلفة الإنشاءات أعلى من تكلفة تحويل الحقول المستنفدة عند قياسها على أساس الدولارات لكل ألف قدم مكعب من الغاز العامل، إلا أن القدرة على إجراء عدة دورات سحب وحقن كل عام تقلل من التكلفة الفعلية.
| يكتب | غاز الوسادة | مدة الحقن (بالأيام) | فترة الانسحاب (بالأيام) |
|---|---|---|---|
| خزان مستنفد | 50% | 200-250 | 100-150 |
| خزان المياه الجوفية | 50%-80% | 200-250 | 100-150 |
| تكوين الملح | 20%-30% | 20-40 | 10-20 |
آخر
وهناك أنواع أخرى من التخزين مثل:
الغاز الطبيعي المسال

توفر مرافق الغاز الطبيعي المسال (LNG) طاقة إمداد خلال فترات الذروة عندما يتجاوز طلب السوق قدرة خطوط الأنابيب على التوصيل. تتميز خزانات تخزين الغاز الطبيعي المسال بعدة مزايا مقارنةً بالتخزين تحت الأرض. فباعتباره سائلاً عند درجة حرارة تقارب -163 درجة مئوية (-260 درجة فهرنهايت)، فإنه يشغل مساحة أقل بنحو 600 مرة من الغاز المخزن تحت الأرض، كما يوفر قدرة عالية على التوصيل في وقت قصير جدًا نظرًا لأن مرافق تخزين الغاز الطبيعي المسال تقع عادةً بالقرب من السوق ويمكن نقلها بالشاحنات إلى بعض العملاء، مما يجنبهم رسوم خطوط الأنابيب . ولا يتطلب الأمر غازًا وسيطًا، كما يتيح الوصول إلى إمدادات عالمية. مع ذلك، فإن مرافق الغاز الطبيعي المسال أكثر تكلفة في البناء والصيانة من إنشاء مرافق تخزين جديدة تحت الأرض.
سعة خط الأنابيب
يمكن تخزين الغاز مؤقتًا في شبكة الأنابيب، من خلال عملية تُسمى تعبئة الأنابيب. وتتم هذه العملية بزيادة كمية الغاز في الأنبوب عن طريق رفع الضغط. خلال فترات ذروة الطلب، يمكن سحب كميات أكبر من الغاز من الأنبوب في منطقة السوق مقارنةً بالكمية التي تُضخ في منطقة الإنتاج. تُجرى هذه العملية عادةً خلال أوقات انخفاض الطلب لتلبية ذروة الطلب في اليوم التالي. توفر هذه الطريقة بديلاً مؤقتًا قصير الأجل للتخزين التقليدي تحت الأرض.
خزانات الغاز


يمكن تخزين الغاز فوق سطح الأرض في خزانات الغاز (أو خزانات الغاز)، وذلك لأغراض موازنة الضغط، وليس للتخزين طويل الأمد، وقد استُخدم هذا الأسلوب منذ العصر الفيكتوري. تُخزّن هذه الخزانات الغاز بضغط الشبكة، مما يُمكّنها من توفير كميات إضافية من الغاز بسرعة كبيرة في أوقات الذروة. ولعلّ أكثر استخدامات خزانات الغاز شيوعًا في المملكة المتحدة وألمانيا . يوجد نوعان من خزانات الغاز : الخزانات العمودية، التي تُوجّه لأعلى بواسطة إطار كبير مرئي دائمًا، بغض النظر عن موقع الخزان؛ والخزانات الحلزونية، التي لا تحتوي على إطار وتُوجّه لأعلى بواسطة قنوات متحدة المركز في الطبقة السابقة.
لعلّ أشهر خزانات الغاز البريطانية هي خزانات "أوفال " الضخمة ذات الأعمدة الموجهة، والتي تُطلّ على ملعب "ذا أوفال" للكريكيت في لندن . بُنيت خزانات الغاز في المملكة المتحدة منذ أوائل العصر الفيكتوري؛ والعديد منها، مثل خزان كينغز كروس في لندن وخزان شارع سانت ماركس في كينغستون أبون هال، قديمٌ جدًا لدرجة أنه مُثبّتٌ بالكامل بالمسامير ، إذ يعود تاريخ بنائها إلى ما قبل استخدام اللحام في البناء. وكان آخر خزان تم بناؤه في المملكة المتحدة عام 1983.
الملاك
شركات خطوط الأنابيب بين الولايات
تعتمد شركات خطوط الأنابيب العابرة للولايات بشكل كبير على التخزين تحت الأرض لتحقيق توازن الأحمال وإدارة إمدادات الشبكة على خطوط النقل لمسافات طويلة. ومع ذلك، تشترط لوائح لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC) على هذه الشركات فتح ما تبقى من طاقتها غير المستخدمة لهذا الغرض أمام أطراف ثالثة. وتشغل حاليًا خمس وعشرون شركة عابرة للولايات 172 منشأة لتخزين الغاز الطبيعي تحت الأرض. في عام 2005، شكلت منشآتها حوالي 43% من إجمالي قدرة التخزين و55% من سعة الغاز العاملة في الولايات المتحدة. [ 3 ] وتشمل هذه الشركات المشغلة: شركة كولومبيا لنقل الغاز ، وشركة دومينيون لنقل الغاز، والشركة الوطنية لإمدادات غاز الوقود، وشركة خط أنابيب الغاز الطبيعي الأمريكي، وشركة تكساس لنقل الغاز، وشركة ساوثرن ستار سنترال لخطوط الأنابيب، وشركة ترانس كندا .
شركات خطوط الأنابيب داخل الولاية وشركات التوزيع المحلية
تستخدم شركات خطوط الأنابيب داخل الولايات مرافق التخزين لتحقيق التوازن التشغيلي وإمداد الشبكة، فضلاً عن تلبية الطلب على الطاقة من المستهلكين النهائيين. وتستخدم شركات توزيع الغاز المحلية عادةً الغاز المخزن لتزويد عملائها مباشرةً. وتدير هذه المجموعة 148 موقع تخزين تحت الأرض، وتمثل 40% من إجمالي قدرة التخزين المتاحة و32% من سعة الغاز العاملة في الولايات المتحدة. [ 3 ] وتشمل هذه الشركات المشغلة شركة كونسيومرز إنرجي وشركة نورثرن إلينوي غاز ( نيكور ) في الولايات المتحدة، وشركتي إنبريدج ويونيون غاز في كندا.
مقدمو خدمات التخزين المستقلون
أدى تحرير قطاع تخزين الغاز تحت الأرض إلى جذب مزودي خدمات التخزين المستقلين لتطوير مرافق تخزين. وسيتم تأجير السعة المتاحة لعملاء من جهات خارجية، مثل شركات التسويق وتوليد الكهرباء. ومن المتوقع أن تستحوذ هذه المجموعة على حصة أكبر من السوق في المستقبل مع استمرار تحرير القطاع. وتمثل هذه المجموعة حاليًا في الولايات المتحدة 18% من إجمالي سعة التخزين المتاحة و13% من سعة الغاز العاملة. [ 3 ]
| نوع المالك | عدد المواقع | سعة الغاز العاملة (10 9 قدم 3 ) | إمكانية التسليم اليومي (10 6 قدم 3 ) |
|---|---|---|---|
| خط أنابيب بين الولايات | 172 | 2197 | 35830 |
| داخل الولاية والشركات الصغيرة والمتوسطة | 148 | 1292 | 33121 |
| مستقل | 74 | 521 | 14,681 |
الموقع والتوزيع
أوروبا
اعتبارًا من يناير 2011، كان هناك 124 منشأة تخزين تحت الأرض في أوروبا. [ 6 ] وتشير بيانات البنية التحتية للغاز في أوروبا (GIE) إلى وجود 254 منشأة قائمة أو توسعات مُخطط لها في قاعدة بيانات تخزين الغاز الخاصة بها. [ 7 ] وتفرض معظم الدول الأعضاء حدًا أدنى من متطلبات التخزين يغطي 15% على الأقل من استهلاكها السنوي من الغاز. [ 8 ] وفي عام 2022، بلغت النسبة المطلوبة 80% اعتبارًا من 1 نوفمبر، وارتفعت إلى 90% في عامي 2023 و2024، ثم انخفضت إلى 83% في عام 2025. [ 9 ]
روسيا
تستخدم شركة غازبروم مخازن موسمية ضخمة، تقع معظمها في غرب روسيا، لإدارة التباين الكبير في الطلب المحلي والتصديري، حيث تسد النقص خلال موسم الصيف وتلبي الطلب المرتفع في الشتاء. وبين عامي 2005 و2021، بلغ متوسط سعة التخزين المستخدمة بهذه الطريقة حوالي 40 مليار متر مكعب (1.4 تريليون قدم مكعب) ، ووصلت إلى ذروتها عند حوالي 60 مليار متر مكعب (2.1 تريليون قدم مكعب) في عامي 2020/2021. [ 10 ]
الولايات المتحدة
عادةً ما تُقسّم الولايات المتحدة إلى ثلاث مناطق رئيسية فيما يتعلق باستهلاك وإنتاج الغاز. وهذه المناطق هي الشرق المستهلك، والغرب المستهلك، والجنوب المنتج.

استهلاك الشرق
تعتمد المنطقة الشرقية المستهلكة، ولا سيما الولايات الشمالية، اعتمادًا كبيرًا على الغاز المخزن لتلبية ذروة الطلب خلال أشهر الشتاء الباردة. ونظرًا لبرودة الشتاء السائدة، وكثافة التجمعات السكانية، وتطور البنية التحتية، فليس من المستغرب أن تمتلك هذه المنطقة أعلى مستوى من سعة تخزين الغاز العاملة مقارنةً بالمناطق الأخرى، وأكبر عدد من مواقع التخزين، لا سيما في الخزانات المستنفدة. وإلى جانب التخزين تحت الأرض، يلعب الغاز الطبيعي المسال دورًا متزايد الأهمية في توفير إمدادات احتياطية إضافية أو لتلبية ذروة الطلب في الدول الأقل نموًا على المدى القصير. ورغم أن السعة الإجمالية لهذه المنشآت لا تضاهي سعة التخزين تحت الأرض من حيث الحجم، إلا أن قدرتها العالية على التوريد على المدى القصير تعوض ذلك.
استهلاك الغرب
تمتلك المنطقة الغربية المستهلكة للغاز أقل حصة من سعة تخزين الغاز، سواءً من حيث عدد المواقع أو سعة الغاز/إمكانية التوصيل. ويُستخدم التخزين في هذه المنطقة في الغالب لضمان تدفق الغاز المحلي وغاز ألبرتا القادم من كندا بمعدل ثابت نسبيًا. في شمال كاليفورنيا، تمتلك شركة باسيفيك غاز آند إلكتريك (PG&E) سعة تخزين تحت الأرض تبلغ حوالي 100 مليار قدم مكعب (2.8 × 10⁹ متر مكعب) من الغاز موزعة على ثلاثة مرافق تخزين. وتستخدم PG&E هذه السعة لتخزين الغاز عندما يكون سعره منخفضًا في الصيف، لاستخدامه في الشتاء عندما يكون الغاز المُشترى باهظ الثمن. [ 12 ]
إنتاج الجنوب
ترتبط مرافق التخزين في الجنوب المنتج بالمراكز التجارية، وتلعب دورًا محوريًا في تصدير ونقل وتوزيع الغاز الطبيعي المنتج بكفاءة إلى المناطق المستهلكة. وتتيح هذه المرافق تخزين الغاز غير القابل للتسويق الفوري لاستخدامه لاحقًا.
| منطقة | عدد المواقع | سعة الغاز العاملة (10 9 قدم 3 ) | إمكانية التسليم اليومي (10 6 قدم 3 ) |
|---|---|---|---|
| شرق | 280 | 2045 | 39,643 |
| غرب | 37 | 628 | 9795 |
| جنوب | 98 | 1226 | 28296 |
كندا
في كندا، بلغ الحد الأقصى لتخزين الغاز العامل 456 مليار قدم مكعب (1.29 × 10^ 10 متر مكعب) في عام 2006. [ 14 ] وتمثل سعة تخزين ألبرتا 47.5% من إجمالي حجم الغاز العامل. تليها أونتاريو بنسبة 39.1%، ثم كولومبيا البريطانية بنسبة 7.6%، وساسكاتشوان بنسبة 5.1%، وأخيراً كيبيك بنسبة 0.9%. [ 15 ]
التنظيم وإلغاء التنظيم
الولايات المتحدة
تخضع شركات خطوط الأنابيب العابرة للولايات في الولايات المتحدة الأمريكية لسلطة لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC). قبل عام ١٩٩٢، كانت هذه الشركات تمتلك جميع الغاز المتدفق عبر أنظمتها، بما في ذلك الغاز الموجود في مرافق التخزين التابعة لها، والتي كانت تسيطر عليها سيطرة كاملة. ثم تم تطبيق الأمر رقم ٦٣٦ الصادر عن لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية، والذي ألزم الشركات بتشغيل مرافقها، بما في ذلك تخزين الغاز، على أساس الوصول المفتوح. بالنسبة لتخزين الغاز، كان هذا يعني أنه لا يُسمح لهذه الشركات إلا بحجز السعة اللازمة للحفاظ على سلامة النظام، بينما تُتاح باقي السعة للتأجير لأطراف ثالثة دون تمييز. وقد أتاح الوصول المفتوح مجموعة واسعة من تطبيقات تخزين الغاز، لا سيما للمسوقين الذين يمكنهم الآن استغلال فرص المراجحة السعرية . تُسعّر أي سعة تخزين وفقًا لتكلفة الإنتاج ، ما لم يُثبت المورّد للجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية أنه يفتقر إلى القدرة التنافسية في السوق، وفي هذه الحالة قد يُسمح له بالتسعير وفقًا لأسعار السوق لزيادة حصته السوقية. وتُعرّف لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية القدرة التنافسية في السوق بأنها "قدرة البائع على الحفاظ على أسعار أعلى من مستويات المنافسة لفترة زمنية طويلة، مع تحقيق الربح".
أدى هيكل التسعير الأساسي للتخزين إلى تثبيط التنمية في قطاع تخزين الغاز، الذي لم يشهد إنشاء العديد من مرافق التخزين الجديدة، باستثناء توسيع المرافق القائمة. في عام 2005، أصدرت لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC) الأمر 678 الجديد الذي يستهدف تخزين الغاز بشكل خاص. ويهدف هذا الأمر إلى تحفيز إنشاء مرافق تخزين غاز جديدة بهدف نهائي يتمثل في الحد من تقلبات أسعار الغاز الطبيعي . وقد لاحظ رئيس اللجنة ، جوزيف تي. كيليهر، قائلاً: "منذ عام 1988، ارتفع الطلب على الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة بنسبة 24%. وخلال الفترة نفسها، لم تزد سعة تخزين الغاز إلا بنسبة 1.4%. وبينما تأخر بناء سعة التخزين عن الطلب على الغاز الطبيعي، فقد شهدنا مستويات قياسية من تقلبات الأسعار. وهذا يشير إلى أن سعة التخزين الحالية غير كافية. علاوة على ذلك، قد تمتلئ سعة التخزين المتاحة هذا العام في وقت أبكر بكثير من أي عام سابق. ووفقًا لبعض المحللين، فإن ذلك يزيد من احتمالية إيقاف بعض إنتاج الغاز المحلي. ومن شأن قرارنا النهائي أن يساعد في الحد من تقلبات الأسعار وتوسيع سعة التخزين."
يهدف هذا القرار إلى فتح آفاق جديدة أمام مطوري مرافق تخزين الغاز الطبيعي، لتمكينهم من فرض أسعار السوق. يتمثل النهج الأول في إعادة تعريف سوق المنتجات ذات الصلة بالتخزين، ليشمل بدائل التخزين مثل سعة خطوط الأنابيب المتاحة، وإنتاج الغاز المحلي، ومحطات الغاز الطبيعي المسال. أما النهج الثاني، فيهدف إلى تطبيق المادة 312 من قانون سياسة الطاقة، والتي تسمح لمقدم الطلب بطلب ترخيص لفرض "أسعار السوق حتى في حال عدم إثبات نقص القدرة السوقية، وذلك في الحالات التي تكون فيها أسعار السوق في المصلحة العامة وضرورية لتشجيع إنشاء مرافق تخزين في المنطقة التي تحتاج إلى خدمات التخزين، مع ضمان حماية المستهلكين بشكل كافٍ"، وفقًا لما ذكرته الهيئة. ومن المتوقع أن يشجع هذا القرار الجديد المطورين، ولا سيما مشغلي مرافق التخزين المستقلين، على إنشاء مرافق جديدة في المستقبل القريب.
كندا
في ألبرتا ، لا تخضع أسعار تخزين الغاز للتنظيم، ويتفاوض الموردون على الأسعار مع عملائهم على أساس كل عقد على حدة. مع ذلك، يخضع مرفق كاربون، المملوك لشركة ATCO للغاز، للتنظيم، لأن ATCO شركة مرافق. لذا، يتعين على ATCO للغاز فرض أسعار التكلفة على عملائها، ويمكنها تسويق أي سعات إضافية بأسعار السوق. في أونتاريو ، يخضع تخزين الغاز للتنظيم من قبل مجلس طاقة أونتاريو. حاليًا، جميع سعة التخزين المتاحة مملوكة لشركات مرافق متكاملة رأسيًا. يتعين على شركات المرافق تسعير سعة التخزين المباعة لعملائها بأسعار التكلفة، ولكن يمكنها تسويق أي سعة متبقية بأسعار السوق. يمكن لمطوري التخزين المستقلين فرض أسعار السوق. في كولومبيا البريطانية ، لا يخضع تخزين الغاز للتنظيم. يتم تسويق جميع سعة التخزين المتاحة بأسعار السوق.
المملكة المتحدة
تتولى هيئة تنظيم الغاز والكهرباء ( Ofgem )، وهي هيئة حكومية، الإشراف على تنظيم تخزين الغاز ونقله وبيعه. وقد كان هذا هو الحال منذ خصخصة قطاع الغاز عام 1986. كانت معظم مرافق تخزين الغاز مملوكة لشركة ترانسكو (التي أصبحت الآن جزءًا من شركة ناشونال جريد بي إل سي )، إلا أن الشبكة الوطنية قد تم تقسيمها إلى حد كبير إلى شبكات إقليمية مملوكة لشركات مختلفة، ولكنها جميعًا لا تزال خاضعة لهيئة تنظيم الغاز والكهرباء.
اقتصاديات التخزين
تكلفة تطوير التخزين
كما هو الحال مع جميع الاستثمارات في البنية التحتية لقطاع الطاقة، يُعدّ تطوير مرافق التخزين عملية كثيفة رأس المال. وعادةً ما يستخدم المستثمرون العائد على الاستثمار كمقياس مالي لجدوى هذه المشاريع. وتشير التقديرات إلى أن المستثمرين يطلبون معدل عائد يتراوح بين 12% و15% للمشاريع الخاضعة للتنظيم، وما يقارب 20% للمشاريع غير الخاضعة للتنظيم. [ 5 ] ويعود ارتفاع العائد المتوقع من المشاريع غير الخاضعة للتنظيم إلى ارتفاع مستوى المخاطر السوقية المتوقعة . إضافةً إلى ذلك، تتراكم نفقات كبيرة خلال مراحل التخطيط واختيار مواقع التخزين المحتملة لتحديد مدى ملاءمتها، مما يزيد من المخاطر.
تعتمد النفقات الرأسمالية لبناء المنشأة بشكل أساسي على الخصائص الفيزيائية للمكمن. أولاً، تعتمد تكلفة تطوير منشأة التخزين بشكل كبير على نوع حقل التخزين. وكقاعدة عامة ، تُعد الكهوف الملحية هي الأغلى تكلفةً من حيث التطوير بناءً على حجم سعة الغاز العامل. ومع ذلك، ينبغي الأخذ في الاعتبار أنه نظرًا لإمكانية إعادة تدوير الغاز في هذه المنشآت بشكل متكرر، فقد تكون أقل تكلفةً بناءً على قابلية التسليم. قد تتراوح تكلفة منشأة الكهف الملحي بين 10 ملايين دولار و25 مليون دولار لكل مليار قدم مكعب. تبلغ سعة الغاز العامل 10.9 قدم مكعب . [ 5 ] ويعود التفاوت الكبير في الأسعار إلى اختلاف المناطق، والذي يحدد المتطلبات الجيولوجية. وتشمل هذه العوامل ، على سبيل المثال لا الحصر ، مقدار الطاقة اللازمة للضغط، ونوع السطح، وجودة البنية الجيولوجية. تتراوح تكلفة الخزان المستنفد بين 5 ملايين و6 ملايين دولار لكل مليار قدم مكعب من سعة الغاز العامل. [ 5 ] وأخيرًا، تُعد تكلفة الغاز الأساسي من التكاليف الرئيسية الأخرى المتكبدة عند بناء مرافق تخزين جديدة. قد تصل كمية الغاز الأساسي في الخزان إلى 80% بالنسبة للخزانات الجوفية، مما يجعلها غير جذابة للتطوير عندما تكون أسعار الغاز مرتفعة. من ناحية أخرى، تتطلب الكهوف الملحية أقل كمية من الغاز الأساسي. وتُعد التكلفة المرتفعة للغاز الأساسي هي الدافع وراء توسيع المواقع الحالية بدلاً من تطوير مواقع جديدة، وذلك لأن التوسعات لا تتطلب سوى كميات قليلة من الغاز الأساسي.
تعتمد التدفقات النقدية المتوقعة من هذه المشاريع على عدد من العوامل، بما في ذلك الخدمات التي يقدمها المرفق والنظام الرقابي الذي يخضع له. ومن المتوقع أن تحقق المرافق التي تعمل أساسًا للاستفادة من فرص المراجحة في أسعار السلع الأساسية فوائد تدفق نقدي مختلفة عن تلك المستخدمة أساسًا لضمان موثوقية الإمدادات الموسمية. ويمكن للقواعد التي تضعها الجهات الرقابية أن تحد من أرباح مالكي مرافق التخزين، أو تضمنها ، وذلك بحسب نموذج السوق.
تقييم التخزين
لفهم اقتصاديات تخزين الغاز، من الضروري تقييم قيمته. وقد تم اقتراح عدة مناهج، منها: [ 5 ]
- تقييم تكلفة الخدمة
- التخطيط بأقل تكلفة
- التقييم الموسمي
- التقييم القائم على الخيارات
تتعايش أساليب التقييم المختلفة في الواقع العملي، ولا يتعارض بعضها مع بعض. عادةً ما يستخدم المشترون والبائعون مزيجًا من الأسعار المختلفة لتحديد القيمة الحقيقية للتخزين. يمكن الاطلاع على مثال للتقييمات المختلفة والسعر الناتج عنها في الجدول أدناه.
| يكتب | دولارات/مليون قدم مكعب من الغاز العامل |
|---|---|
| متوسط تكلفة الخدمة | 0.64 دولار |
| القيمة الجوهرية لفصل الشتاء 05/06 اعتبارًا من أغسطس 2004 | 0.47-0.62 دولار |
| التخطيط بأقل تكلفة (خزان مستنفد) | 0.70-1.10 دولار |
| التكلفة الافتراضية لخدمة كهف الملح | 2.93 دولار |
| القيمة الجوهرية والخارجية لكهف الملح (الخزان المستنفد) | 1.60-1.90 دولار |
تقييم تكلفة الخدمة
يُستخدم أسلوب التقييم هذا عادةً لتقييم مرافق التخزين الخاضعة للتنظيم، [ 5 ] مثل مرافق التخزين التي تديرها شركات خطوط الأنابيب العابرة للولايات. وتخضع هذه الشركات لتنظيم لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC). تُمكّن طريقة التسعير هذه المطورين من استرداد تكاليفهم وتحقيق عائد متفق عليه على استثماراتهم. وتُلزم الهيئة التنظيمية بالحفاظ على الأسعار والتعريفات ونشرها علنًا. تشمل الخدمات التي تقدمها هذه الشركات التخزين الثابت والتخزين القابل للانقطاع، بالإضافة إلى خدمات التخزين الفوري. عادةً ما يُستخدم تسعير تكلفة الخدمة لمرافق الخزانات المستنفدة. أما إذا استُخدم لتسعير تكوينات الكهوف الملحية، على سبيل المثال، فستكون التكلفة مرتفعة للغاية نظرًا لارتفاع تكلفة تطوير هذه المرافق.
التخطيط بأقل تكلفة
يُستخدم هذا النمط من التقييم عادةً من قِبل شركات التوزيع المحلية. [ 5 ] وهو يعتمد على تسعير التخزين وفقًا للوفورات الناتجة عن عدم اللجوء إلى خيارات أخرى أكثر تكلفة. ويختلف هذا النمط من التسعير باختلاف المستهلك ونمط استهلاكه.
التقييم الموسمي
يُشار إلى التقييم الموسمي للتخزين أيضًا بالقيمة الجوهرية . ويتم تقييمها على أنها الفرق بين سعرين في زوج من أسعار العقود الآجلة. والفكرة هي إمكانية تثبيت فرق السعر الآجل، سواءً فعليًا أو ماليًا. أما بالنسبة للمطورين الذين يسعون لدراسة جدوى إنشاء منشأة تخزين، فإنهم عادةً ما ينظرون إلى فروق الأسعار طويلة الأجل.
التقييم القائم على الخيارات
إضافةً إلى قيمتها الجوهرية، قد تمتلك مرافق التخزين قيمة خارجية . ولا تأخذ القيمة الجوهرية للتخزين في الحسبان إمكانية إعادة استخدام مرافق التخزين عالية التوافر. أما القيمة الخارجية فتعكس حقيقة أنه في مثل هذه المرافق، ككهوف الملح على سبيل المثال، يمكن استخدام جزء من المساحة أكثر من مرة، مما يزيد من قيمتها. وتتيح مرافق التخزين عالية التوافر لمستخدمها الاستجابة لتقلبات الطلب/السعر خلال الموسم أو خلال يوم معين، بدلاً من الاقتصار على التقلبات الموسمية كما هو الحال في مرافق التخزين أحادية الدورة.
تأثير أسعار الغاز الطبيعي على التخزين
بشكل عام، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه، ترتبط أسعار الغاز المرتفعة عادةً بفترات انخفاض المخزون. فعندما تكون الأسعار مرتفعة خلال الأشهر الأولى من موسم إعادة التعبئة (أبريل - أكتوبر)، يتبنى العديد من مستخدمي خزانات الغاز نهج الترقب والانتظار. فهم يقللون من استهلاكهم للغاز تحسبًا لانخفاض الأسعار قبل بدء موسم التدفئة (نوفمبر - مارس). ولكن عندما لا يحدث هذا الانخفاض، يضطرون لشراء الغاز الطبيعي بأسعار مرتفعة. وينطبق هذا بشكل خاص على شركات التوزيع المحلية وغيرها من الشركات التي تعتمد على التخزين لتلبية الطلب الموسمي لعملائها. من جهة أخرى، يمتنع مستخدمو خزانات الغاز الآخرون، الذين يستخدمون التخزين كأداة تسويقية (للتحوط أو المضاربة)، عن تخزين كميات كبيرة من الغاز عندما تكون الأسعار مرتفعة.
مستقبل تكنولوجيا التخزين
تُجرى أبحاثٌ على جبهاتٍ عديدة في مجال تخزين الغاز بهدف تحديد طرقٍ جديدة مُحسّنة وأكثر اقتصادية لتخزينه. تُشير الأبحاث التي تُجريها وزارة الطاقة الأمريكية إلى إمكانية تبريد التكوينات الملحية، مما يسمح بتخزين كمياتٍ أكبر من الغاز. [ 2 ] سيُقلل هذا من حجم التكوين المطلوب معالجته واستخراج الملح منه، مما سيؤدي إلى خفض تكاليف تطوير مرافق تخزين الغاز في التكوينات الملحية.
من الجوانب الأخرى التي يجري دراستها، التكوينات الأخرى التي قد تحتوي على الغاز. وتشمل هذه التكوينات الصخور الصلبة كالجرانيت، في المناطق التي تتواجد فيها هذه التكوينات ولا تتواجد فيها الأنواع الأخرى المستخدمة حاليًا لتخزين الغاز. [ 2 ] في السويد، تم بناء نوع جديد من مرافق التخزين يُسمى "الكهف الصخري المُبطّن". [ 2 ] يتكون هذا المرفق من تركيب خزان فولاذي في كهف داخل صخرة تل، وإحاطته بالخرسانة. على الرغم من أن تكلفة إنشاء هذا المرفق باهظة، إلا أن قدرته على إعادة تدوير الغاز عدة مرات تُعوّض هذه التكلفة، على غرار مرافق تكوينات الملح. أخيرًا، هناك مشروع بحثي آخر ترعاه وزارة الطاقة، وهو مشروع الهيدرات. الهيدرات هي مركبات تتكون عندما يتجمد الغاز الطبيعي في وجود الماء. وتكمن ميزتها في إمكانية تخزين ما يصل إلى 181 قدمًا مكعبًا قياسيًا من الغاز الطبيعي في قدم مكعب واحد من الهيدرات. [ 2 ]
انظر أيضاً
روابط خارجية
- قاعدة بيانات Cedigaz - UGS العالمية
- إدارة معلومات الطاقة (EIA) - مواضيع تخزين الغاز الطبيعي (مؤرشفة بتاريخ 28 أبريل 2007 في أرشيف الإنترنت )
- لجنة تنظيم الطاقة الفيدرالية (FERC) - تخزين الغاز الطبيعي (مؤرشف بتاريخ 3 أبريل 2007 في أرشيف الإنترنت)
- وسائل الإعلام المتخصصة في الغاز الطبيعي - أخبار وتحليلات الغاز الطبيعي للاستثمار والتداول
مراجع
- 1 2 أساسيات تخزين الغاز الطبيعي تحت الأرض
- 1 2 3 4 5 " وزارة الطاقة الأمريكية - قسم النقل والتوزيع والتخزين " . Fossil.energy.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 أغسطس 2017 .
- 1 2 3 4 5 6 gas/natural gas/feature articles/2006/ngstorage/ngstorage.pdf تطورات تخزين الغاز الطبيعي تحت الأرض في الولايات المتحدة: 1998-2005
- ↑ سيران، كاتارزينا (يونيو 2020). "نظرة معمقة على شكل كهوف تخزين الملح". أرشيف علوم التعدين . 65(2):363-398. جامعة AGH للعلوم والتكنولوجيا في كراكوف: 384. doi : 10.24425/ams.2020.133198 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 "gs contents.pmd" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 25 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 أغسطس 2017 .
- ↑ التقرير الإحصائي لشركة يوروغاز لعام 2011
- ↑ "قاعدة بيانات تخزين الغاز التابعة لمؤسسة البنية التحتية للغاز في أوروبا " . تم الاطلاع عليها بتاريخ 12 يوليو 2022 .
- ↑ "صحيفة حقائق حول مقترح تخزين الغاز - المفوضية الأوروبية" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 16 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أبريل 2022 .
- ↑ «إمدادات الغاز: أعضاء البرلمان الأوروبي يدعون إلى مرونة إعادة تعبئة الخزانات لخفض الأسعار | أخبار | البرلمان الأوروبي» . www.europarl.europa.eu . 24 أبريل 2025.
- ↑ يرماكوف، فيتالي (سبتمبر 2021). انتعاش كبير: الغاز الروسي وسط شحّ السوق (ملف PDF) (تقرير). معهد أكسفورد لدراسات الطاقة. الصفحات 14، 21-23 . تاريخ الاطلاع: 1 نوفمبر 2021 .
- ↑ غاز/غاز طبيعي/منشورات التحليل/أساسيات التخزين/أساسيات التخزين. html إدارة معلومات الطاقة الأمريكية - أساسيات تخزين الغاز الطبيعي تحت الأرض
- ↑ "تخزين الغاز الطبيعي" . شركة PG&E .
- ↑ تخزين الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة عام 2001: تقييم حالي وتوقعات قصيرة المدى ( مؤرشف بتاريخ 10 فبراير 2007 في أرشيف الإنترنت)
- ↑ بيانات شهرية من جمعية الغاز الكندية - تخزين الغاز الطبيعي. مؤرشفة بتاريخ 3 مارس 2007 على موقع Wayback Machine.
- ↑ التنظيم الاقتصادي لتخزين الغاز الطبيعي في أونتاريو (مؤرشف بتاريخ 28 مايو 2008 في أرشيف الإنترنت)
- تخزين الغاز الطبيعي
