تغويز الفحم تحت الأرض

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

التغويز الجوفي للفحم (UCG) عملية صناعية تحول الفحم إلى غاز منتج. وتُجرى هذه العملية في الموقع ، داخل طبقات الفحم غير المستخرجة، باستخدام حقن المؤكسدات والبخار. ويُستخرج الغاز المنتج إلى السطح عبر آبار إنتاج تُحفر من السطح. [ 1 ]

الغازات المنتجة الرئيسية هي الميثان والهيدروجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون . وتختلف نسبها تبعًا لضغط التكوين وعمق الفحم وتوازن المؤكسدات. يمكن حرق الغاز الناتج لتوليد الكهرباء. أو يمكن استخدامه لإنتاج الغاز الطبيعي الاصطناعي، أو يمكن استخدام الهيدروجين وأول أكسيد الكربون كمواد خام كيميائية لإنتاج أنواع الوقود (مثل الديزل) والأسمدة والمتفجرات وغيرها من المنتجات.

يمكن تطبيق هذه التقنية على موارد الفحم التي يصعب استخراجها أو تكون معقدة تقنيًا باستخدام طرق التعدين التقليدية . يوفر استخراج الفحم تحت الأرض بديلاً لطرق تعدين الفحم التقليدية لبعض الموارد. وقد ارتبطت هذه التقنية بعدد من المخاوف من جانب الناشطين البيئيين. [ 2 ]

تاريخ

أول ذكر موثق لفكرة تغويز الفحم تحت الأرض يعود إلى عام 1868، عندما اقترح السير ويليام سيمنز، في خطابه أمام الجمعية الكيميائية في لندن ، تغويز الفحم الخام والفائض في المنجم تحت الأرض. [ 3 ] [ 4 ] وقد طور الكيميائي الروسي ديمتري مندليف فكرة سيمنز على مدى العقدين التاليين. [ 4 ] [ 5 ]

في الفترة ما بين عامي 1909 و1910، مُنحت براءات اختراع أمريكية وكندية وبريطانية للمهندس الأمريكي أنسون جي. بيتس عن "طريقة لاستخدام الفحم غير المستخرج". [ 4 ] [ 5 ] كان من المقرر أن تبدأ أولى التجارب على استخراج الفحم من باطن الأرض في عام 1912 في مدينة دورهام بالمملكة المتحدة ، تحت إشراف السير ويليام رامزي، الحائز على جائزة نوبل . إلا أن رامزي لم يتمكن من بدء العمل الميداني لاستخراج الفحم من باطن الأرض قبل اندلاع الحرب العالمية الأولى ، فتم التخلي عن المشروع. [ 4 ] [ 5 ]

الاختبارات الأولية

في عام 1913، لفت عمل رامزي انتباه المنفي الروسي فلاديمير لينين ، الذي كتب في صحيفة برافدا مقالاً بعنوان "انتصار عظيم للتكنولوجيا" وعد فيه بتحرير العمال من العمل الخطير في مناجم الفحم عن طريق تغويز الفحم تحت الأرض. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

بين عامي 1928 و1939، أجرت مؤسسة بودزيمغاز الحكومية اختبارات تحت الأرض في الاتحاد السوفيتي . [ 6 ] بدأ أول اختبار باستخدام طريقة الغرفة في 3 مارس 1933 في حوض فحم موسكو بمنجم كروتوفا. فشل هذا الاختبار والعديد من الاختبارات اللاحقة. أُجري أول اختبار ناجح في 24 أبريل 1934 في ليسيتشانسك ، حوض دونيتسك ، من قِبل معهد دونيتسك لكيمياء الفحم. [ 5 ]

بدأت أول عملية تجريبية على نطاق صغير في 8 فبراير 1935 في هورليفكا، حوض دونيتسك. ازداد الإنتاج تدريجيًا، وفي عامي 1937-1938، بدأ مصنع الكيماويات المحلي باستخدام الغاز المُنتَج. في عام 1940، بُنيت مصانع تجريبية في ليسيتشانسك وتولا. [ 5 ] بعد الحرب العالمية الثانية ، بلغت الأنشطة السوفيتية ذروتها بتشغيل خمسة مصانع صناعية لاستخلاص الغاز من باطن الأرض في أوائل الستينيات. ومع ذلك، تراجعت الأنشطة السوفيتية لاحقًا بسبب اكتشاف موارد واسعة من الغاز الطبيعي . في عام 1964، تم تخفيض مستوى البرنامج السوفيتي. [ 5 ] اعتبارًا من عام 2004استمر موقع أنغرين في أوزبكستان وموقع يوجنو-أبينسك في روسيا فقط في العمل. [ 7 ]

تجارب ما بعد الحرب

بعد الحرب العالمية الثانية، أدى نقص الطاقة وانتشار نتائج التجارب السوفيتية إلى تجدد الاهتمام في أوروبا الغربية والولايات المتحدة. في الولايات المتحدة، أُجريت تجارب في جورجاس، ألاباما، بين عامي 1947 و1958 . نُفذت هذه التجارب في إطار شراكة بين شركة ألاباما للطاقة ومكتب المناجم الأمريكي . استمرت التجارب في جورجاس لمدة سبع سنوات حتى عام 1953، حين سحب مكتب المناجم الأمريكي دعمه لها بعد أن سحب الكونغرس الأمريكي تمويله. وبحلول عام 1953، تم حرق 6000 طن من الفحم في هذه التجارب. نجحت التجارب في إنتاج غاز صناعي قابل للاحتراق. [ 8 ] أُعيد تنشيط التجارب بعد عام 1954، هذه المرة باستخدام التكسير الهيدروليكي بمزيج من النفط والرمل، لكنها توقفت نهائيًا عام 1958 لعدم جدواها الاقتصادية. [ 9 ] بين عامي 1973 و1989، أُجريت اختبارات مكثفة. أجرت وزارة الطاقة الأمريكية وعدد من شركات النفط والغاز الكبرى عدة اختبارات. كما أجرى مختبر لورانس ليفرمور الوطني ثلاثة اختبارات في الفترة من 1976 إلى 1979 في موقع اختبار هو كريك في مقاطعة كامبل بولاية وايومنغ . [ 4 ] [ 5 ]

بالتعاون مع مختبرات سانديا الوطنية وشركة راديان، أجرى مختبر ليفرمور تجارب في الفترة 1981-1982 في منجم ويدكو بالقرب من سنتراليا، واشنطن . [ 4 ] وفي الفترة 1979-1981، تم إثبات إمكانية التغويز تحت الأرض لطبقات شديدة الانحدار بالقرب من راولينز، وايومنغ . وتُوِّج البرنامج بتجربة روكي ماونتن في الفترة 1986-1988 بالقرب من هانا، وايومنغ . [ 5 ] [ 7 ]

في أوروبا، جُرِّبت طريقة التدفق المباشر في بويس لا دام، بلجيكا ، عام 1948، وفي جرادة ، المغرب ، عام 1949. [ 7 ] وجُرِّبت طريقة الحفر في نيومان سبيني وبايتون ، المملكة المتحدة، في الفترة 1949-1950. وبعد بضع سنوات، بُذلت أول محاولة لتطوير مشروع تجريبي تجاري، وهو مشروع P5 التجريبي، في نيومان سبيني، ديربيشاير، في الفترة 1958-1959. [ 5 ] [ 7 ] وتمت الموافقة على مشروع نيومان سبيني عام 1957، والذي تضمن غلاية بخارية ومولدًا توربينيًا بقدرة 3.75 ميغاواط لتوليد الكهرباء. [ 10 ] وتخلى المجلس الوطني للفحم عن مشروع التغويز في صيف عام 1959. [ 10 ] وخلال ستينيات القرن العشرين، توقف العمل في أوروبا بسبب وفرة الطاقة وانخفاض أسعار النفط، ولكنه استؤنف في ثمانينيات القرن العشرين. أُجريت اختبارات ميدانية في عام 1981 في برواي-أون-أرتوا، وفي الفترة 1983-1984 في لا هوت دول، فرنسا، وفي الفترة 1982-1985 في ثولين، بلجيكا، وفي الفترة 1992-1999 في موقع إل تريميدال، مقاطعة تيرويل ، إسبانيا . [ 4 ] وفي عام 1988، شكلت المفوضية الأوروبية وست دول أوروبية فريق عمل أوروبي. [ 7 ]

في نيوزيلندا، أُجريت تجربة صغيرة النطاق عام 1994 في حوض هانتلي للفحم. وفي أستراليا، بدأت الاختبارات عام 1999. [ 7 ] أما الصين، فقد شغّلت أكبر برنامج منذ أواخر ثمانينيات القرن الماضي، وشمل 16 تجربة. [ 4 ] [ 11 ]

عملية

عملية تغويز الفحم تحت الأرض.

تحوّل عملية تغويز الفحم تحت الأرض الفحم إلى غاز وهو لا يزال داخل طبقة الفحم ( في الموقع ). يُنتج الغاز ويُستخرج عبر آبار محفورة في طبقة الفحم غير المستخرجة. تُستخدم آبار الحقن لتزويد المؤكسدات (الهواء، الأكسجين ) والبخار اللازمين لإشعال عملية الاحتراق تحت الأرض وتغذيتها. تُستخدم آبار إنتاج منفصلة لنقل الغاز الناتج إلى السطح. [ 7 ] [ 12 ] يُجرى الاحتراق عالي الضغط عند درجة حرارة تتراوح بين 700 و900  درجة مئوية (1290-1650  درجة فهرنهايت) ، ولكن قد تصل درجة الحرارة إلى 1500 درجة مئوية (2730 درجة فهرنهايت) . [ 4 ] [ 7 ]  

تؤدي هذه العملية إلى تحلل الفحم وتوليد ثاني أكسيد الكربون ( CO2).2 )،الهيدروجين(H2 )،وأول أكسيد الكربون(CO)والميثان(CH4).4 ). بالإضافة إلى ذلك، توجد كميات صغيرة من ملوثات مختلفة بما في ذلكأكاسيد الكبريت(SO).x )، أكاسيد النيتروجين الأحادية (NOx )،وكبريتيد الهيدروجين(Hيتم إنتاج 2S ). [ 7 ] مع احتراق واجهة الفحم ونضوب المنطقة المجاورة مباشرة، يتحكم المشغل في كميات المؤكسدات المحقونة. [ 4 ]

تتنوع تصاميم تغويز الفحم تحت الأرض، وتوفر جميعها وسيلة لحقن المؤكسد ، وربما البخار، في منطقة التفاعل، كما توفر مسارًا لتدفق غازات الإنتاج بشكل مُتحكم فيه إلى السطح. ونظرًا لاختلاف مقاومة الفحم للتدفق اختلافًا كبيرًا تبعًا لعمره وتركيبه وتاريخه الجيولوجي، فإن نفاذية الفحم الطبيعية لنقل الغاز لا تكون كافية عمومًا. ولتفتيت الفحم تحت ضغط عالٍ، يمكن استخدام التكسير الهيدروليكي ، والربط الكهربائي، والاحتراق العكسي بدرجات متفاوتة. [ 4 ] [ 12 ]

يعتمد التصميم الأبسط على بئرين رأسيين: أحدهما للحقن والآخر للإنتاج. أحيانًا، يكون من الضروري إنشاء اتصال بين البئرين، ومن الطرق الشائعة استخدام الاحتراق العكسي لفتح مسارات داخلية في الفحم. وثمة بديل آخر يتمثل في حفر بئر جانبي يربط بين البئرين الرأسيين. [ 13 ] استُخدمت تقنية التغويز تحت الأرض (UCG) باستخدام آبار رأسية بسيطة، وآبار مائلة، وآبار طويلة ذات انحرافات في الاتحاد السوفيتي. وقد طورت شركة إرغو إكسيرجي تقنية التغويز تحت الأرض السوفيتية، وجُرِّبت في موقع تشينشيلا التابع لشركة لينك في الفترة من 1999 إلى 2003، وفي محطة ماجوبا للتغويز تحت الأرض (2007)، وفي مشروع كوجر إنرجي التجريبي الفاشل للتغويز تحت الأرض في أستراليا (2010).

في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، طُوِّرت طريقة تُعرف باسم CRIP (السحب المُتحكَّم به ونقطة الحقن) (لكنها لم تُسجَّل كبراءة اختراع) من قِبَل مختبر لورانس ليفرمور الوطني، وجُرِّبت في الولايات المتحدة وإسبانيا . تعتمد هذه الطريقة على بئر إنتاج رأسي وبئر جانبي مُمتد يُحفر باتجاه مُحدَّد في طبقة الفحم. يُستخدم البئر الجانبي لحقن المؤكسدات والبخار، ويمكن تغيير نقطة الحقن عن طريق سحب جهاز الحقن. [ 13 ]

كانت شركة كاربون إنرجي أول من اعتمد نظامًا يستخدم زوجًا من الآبار الجانبية المتوازية. يتيح هذا النظام مسافة فصل ثابتة بين آبار الحقن والإنتاج، مع استخراج الفحم تدريجيًا بين البئرين. يهدف هذا النهج إلى توفير أكبر كمية من الفحم لكل مجموعة آبار، كما يتيح اتساقًا أكبر في جودة غاز الإنتاج. [ 14 ]

أعلنت شركة بورتمان إنرجي، المتخصصة في تطوير تقنية جديدة، في مايو 2012، عن تقنية تُعرف باسم SWIFT (نظام الأنابيب المتكاملة أحادية البئر)، حيث تستخدم بئرًا رأسيًا واحدًا لتوصيل المؤكسد واستخلاص الغاز التخليقي. يتميز التصميم بغلاف واحد من أنابيب مغلفة ومملوءة بغاز خامل، مما يسمح بمراقبة التسرب ومنع التآكل ونقل الحرارة. وتتيح سلسلة من خطوط توصيل المؤكسد الجانبية المحفورة أفقيًا في الفحم، بالإضافة إلى خط أنابيب واحد أو أكثر لاستخلاص الغاز التخليقي، حرق مساحة أكبر من الفحم في وقت واحد. ويدّعي المطورون أن هذه الطريقة ستزيد إنتاج الغاز التخليقي بما يصل إلى عشرة أضعاف مقارنةً بالتصاميم السابقة. ويساهم تصميم البئر الواحد في خفض تكاليف التطوير بشكل ملحوظ، كما أن المرافق ورؤوس الآبار تتركز في نقطة واحدة، مما يقلل من الحاجة إلى طرق الوصول السطحية وخطوط الأنابيب ومساحة المرافق.[9] وقد أوصى مكتب براءات الاختراع البريطاني بنشر طلب براءة الاختراع الكامل GB2501074 المقدم من شركة بورتمان إنرجي في 16 أكتوبر 2013.

تُناسب عملية التغويز تحت الأرض (UCG) أنواعًا عديدة من الفحم، ويمكن تحويل درجات الفحم من الليغنيت إلى الفحم البيتوميني بنجاح إلى غاز. وتُؤخذ عوامل كثيرة في الاعتبار عند اختيار المواقع المناسبة لعملية التغويز تحت الأرض، بما في ذلك ظروف السطح، والهيدروجيولوجيا، والتركيب الصخري، وكمية الفحم وجودته. ووفقًا لأندرو بيث من قسم الاستكشاف والتعدين في منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO)، تشمل المعايير المهمة الأخرى ما يلي:

  • عمق يتراوح بين 100 و600 متر (330-1970 قدم) 
  • سمك يزيد عن 5 أمتار (16 قدمًا) 
  • نسبة الرماد أقل من 60%
  • انقطاعات طفيفة
  • العزل عن طبقات المياه الجوفية ذات القيمة . [ 15 ]

بحسب بيتر سالانس من شركة ليبرتي ريسورسز المحدودة، فإن المعايير الرئيسية هي:

  • عمق يتراوح بين 100 و1400 متر (330-4590 قدم) 
  • سمك يزيد عن 3 أمتار (9.8 قدم) 
  • نسبة الرماد أقل من 60%
  • انقطاعات طفيفة
  • العزل عن طبقات المياه الجوفية القيّمة. [ 16 ]

الاقتصاد

تتيح عملية التغويز الجوفي للفحم الوصول إلى موارد الفحم التي لا يمكن استخراجها اقتصاديًا باستخدام التقنيات الأخرى، مثل الطبقات العميقة جدًا، أو ذات الجودة المنخفضة، أو ذات الطبقات الرقيقة. [ 4 ] تشير بعض التقديرات إلى أن التغويز الجوفي للفحم سيزيد الاحتياطيات القابلة للاستخراج اقتصاديًا بمقدار 600  مليار طن. [ 17 ] ويُقدّر مختبر لورانس ليفرمور الوطني أن التغويز الجوفي للفحم قد يزيد احتياطيات الفحم القابلة للاستخراج في الولايات المتحدة بنسبة 300%. [ 18 ] وتزعم كل من ليفرمور وشركة لينك إنرجي أن تكاليف رأس المال والتشغيل للتغويز الجوفي للفحم أقل من تكاليف التعدين التقليدي. [ 4 ] [ 19 ]

يُستخدم غاز منتج التغويز تحت الأرض (UCG) لتشغيل محطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة (CCGT)، وتشير بعض الدراسات إلى كفاءة تصل إلى 55% في محطات الطاقة المستقلة، وكفاءة تصل إلى 43% في عملية التغويز تحت الأرض/التوربينات الغازية المركبة مجتمعة. ويمكن لمحطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة التي تستخدم غاز منتج التغويز تحت الأرض بدلاً من الغاز الطبيعي أن تحقق إنتاجية أعلى من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم المسحوق (وما يرتبط بها من عمليات سابقة)، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري .

يمكن أيضًا استخدام غاز منتج التغويز تحت الأرض (UCG) للأغراض التالية:

  • تصنيع الوقود السائل؛
  • تصنيع المواد الكيميائية، مثل الأمونيا والأسمدة؛
  • إنتاج الغاز الطبيعي الاصطناعي؛
  • إنتاج الهيدروجين .

بالإضافة إلى ذلك، يمكن إعادة توجيه ثاني أكسيد الكربون الناتج كمنتج ثانوي لتغويز الفحم تحت الأرض واستخدامه لتعزيز استخراج النفط .

يُعدّ الغاز المُستخرج من باطن الأرض بديلاً للغاز الطبيعي، ويُمكن أن يُوفّر تكاليف إضافية من خلال الاستغناء عن التعدين والنقل والنفايات الصلبة. ومن المُتوقع أن تزداد هذه الوفورات مع ارتفاع أسعار الفحم نتيجةً لتجارة الانبعاثات والضرائب وسياسات خفض الانبعاثات الأخرى، مثل برنامج خفض تلوث الكربون الذي اقترحته الحكومة الأسترالية .

المشاريع

أجرت شركتا كوجر إنرجي ولينك إنرجي مشاريع تجريبية في كوينزلاند، أستراليا، بالاعتماد على تقنية التغويز تحت الأرض (UCG) التي وفرتها شركة إرغو إكسرجي، إلى أن تم حظر أنشطتهما في عام 2016. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] وتنتج شركة يروستيغاز، التابعة لشركة لينك إنرجي، حوالي مليون متر مكعب (35 مليون قدم مكعب) من الغاز التخليقي يوميًا في أنغرين، أوزبكستان . ويُستخدم الغاز التخليقي المُنتَج كوقود في محطة أنغرين لتوليد الطاقة. [ 26 ]  

في جنوب أفريقيا ، تُشغّل شركة إيسكوم (بالتعاون مع شركة إرغو إكسرجي كمزود للتكنولوجيا) محطة تجريبية استعدادًا لتوفير كميات تجارية من الغاز التخليقي لإنتاج الكهرباء تجاريًا. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] وقد حصلت شركة أفريكان كاربون إنرجي [ 30 ] على موافقة بيئية لإنشاء محطة طاقة بقدرة 50 ميغاواط بالقرب من ثيونيسن في مقاطعة فري ستيت، وهي جاهزة للمشاركة في برنامج منتجي الطاقة المستقلين التابع لوزارة الطاقة [ 31 ] حيث تم تخصيص غاز التغويز تحت الأرض كخيار لإمدادات الغاز المحلية.

نفذت شبكة ENN مشروعاً تجريبياً ناجحاً في الصين.

إضافةً إلى ذلك، توجد شركات تُطوّر مشاريع في أستراليا، والمملكة المتحدة، والمجر، وباكستان، وبولندا، وبلغاريا، وكندا، والولايات المتحدة، وتشيلي، والصين، وإندونيسيا، والهند، وجنوب أفريقيا، وبوتسوانا، وغيرها من الدول. [ 27 ] ووفقًا لشركة زيوس للتطوير، يجري العمل على أكثر من 60 مشروعًا حول العالم.

الآثار البيئية والاجتماعية

يؤدي إلغاء التعدين إلى القضاء على مشاكل السلامة في المناجم. [ 32 ] بالمقارنة مع تعدين الفحم ومعالجته بالطرق التقليدية، فإن تغويز الفحم تحت الأرض يقلل من الأضرار السطحية وتصريف النفايات الصلبة، ويخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت ( SO2).2 )وأكسيد النيتروجين(NOx ) الانبعاثات. [ 4 ] [ 33 ] للمقارنة، يُقدّر محتوى الرماد في غاز التخليق الناتج عن التغويز تحت الأرض بحوالي 10 ملغم/م³،مقارنةً بالدخان الناتج عن حرق الفحم التقليدي حيث قد يصل محتوى الرماد إلى 70 ملغم/م³.[ 18 ] مع ذلك، لا يمكن التحكم في عمليات التغويز تحت الأرض بدقةٍ مماثلةٍ لعمليات التغويز السطحية. تشمل المتغيرات معدل تدفق الماء، وتوزيع المواد المتفاعلة في منطقة التغويز، ومعدل نمو التجويف. لا يمكن تقدير هذه المتغيرات إلا من خلال قياسات درجة الحرارة، وتحليل جودة وكمية غاز المنتج. [ 4 ]

يُعدّ الهبوط مشكلة شائعة في جميع أشكال الصناعات الاستخراجية. ورغم أن تقنية التغويز تحت الأرض (UCG) تُخلّف الرماد في التجويف، إلا أن عمق الفراغ الناتج عنها يكون عادةً أكبر من عمقه في طرق استخراج الفحم الأخرى. [ 4 ]

ينتج عن الاحتراق تحت الأرض أكسيد النيتروجينx وSO2 ويقلل الانبعاثات، بما في ذلكالأمطار الحمضية.

فيما يتعلق بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي[ 2 ] جادل مؤيدو تقنية التغويز تحت الأرض (UCG) بأن هذه العملية لها مزايا فيتخزين الكربون جيولوجيًا. [ 4 ] يسمح الجمع بين تقنية التغويز تحت الأرض وتقنية احتجاز الكربون وتخزينه(CCS) بإعادة حقن جزء منثاني أكسيد الكربون٢- في الموقع داخل الصخور عالية النفاذية المتكونة أثناء عملية الاحتراق، أي التجويف الذي كان يوجد فيه الفحم. [ ٣٤ ] يمكن إزالة الملوثات، مثلالأمونياوكبريتيدالهيدروجين، من غاز المنتج بتكلفة منخفضة نسبيًا.

مع ذلك، وحتى أواخر عام ٢٠١٣، لم تُطبَّق تقنية احتجاز الكربون وتخزينه بنجاح على نطاق تجاري، إذ لم تكن ضمن نطاق مشاريع التغويز تحت الأرض للفحم، كما أن بعضها أثار مخاوف بيئية. في أستراليا، عام ٢٠١٤، رفعت الحكومة دعاوى قضائية بشأن أضرار بيئية جسيمة مزعومة ناجمة عن محطة تجريبية للتغويز تحت الأرض للفحم تابعة لشركة "لينك إنرجي" بالقرب من تشينشيلا في منطقة دارلينج داونز، وهي منطقة زراعية رئيسية في كوينزلاند. [ ٣٥ ] وعندما حُظر التغويز تحت الأرض للفحم في أبريل ٢٠١٦، صرّح وزير المناجم في كوينزلاند، الدكتور أنتوني لينام، قائلاً: "إن المخاطر المحتملة على بيئة كوينزلاند وقطاعاتنا الزراعية القيّمة تفوق بكثير أي فوائد اقتصادية محتملة. ببساطة، لا يُمكن الاستمرار في استخدام التغويز تحت الأرض للفحم في كوينزلاند." [ ٢٥ ]

في غضون ذلك، أشارت مقالة في مجلة "نشرة العلوم الذرية" في مارس 2010 إلى أن استخراج الفحم تحت الأرض قد يؤدي إلى انبعاثات كربونية هائلة. وذكرت المقالة: "إذا تم استخراج 4 تريليونات طن إضافية من الفحم دون استخدام تقنيات احتجاز الكربون أو غيرها من تقنيات التخفيف، فقد تتضاعف مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أربع مرات، مما يؤدي إلى ارتفاع متوسط ​​درجة الحرارة العالمية بما يتراوح بين 5 و10 درجات مئوية". [ 36 ] [ 37 ]

يُعد تلوث طبقات المياه الجوفية مصدر قلق بيئي محتمل. [ 4 ] [ 38 ] قد تبقى مواد عضوية، وغالبًا ما تكون سامة (مثل الفينول )، في الحجرة الجوفية بعد عملية التغويز إذا لم يتم إيقاف تشغيلها. يُعد إيقاف تشغيل الموقع وإعادة تأهيله من المتطلبات الأساسية في الموافقات على تطوير الموارد، سواءً كان ذلك للتغويز تحت الأرض، أو النفط والغاز، أو التعدين، ويُعد إيقاف تشغيل حجرات التغويز تحت الأرض إجراءً بسيطًا نسبيًا. يُعدّ سائل الفينول المتسرب أخطر المخاطر البيئية نظرًا لذوبانه العالي في الماء وتفاعله الشديد مع عملية التغويز. أجرى معهد لورانس ليفرمور التابع لوزارة الطاقة الأمريكية تجربة مبكرة للتغويز تحت الأرض على عمق ضحل جدًا وبدون ضغط هيدروستاتيكي في هو كريك، وايومنغ . لم يتم إيقاف تشغيل ذلك الموقع، وأظهرت الاختبارات وجود ملوثات (بما في ذلك مادة البنزين المسرطنة ) في الحجرة. تم تنظيف الحجرة لاحقًا، وأُعيد تأهيل الموقع بنجاح. أظهرت بعض الأبحاث أن بقاء كميات ضئيلة من هذه الملوثات في المياه الجوفية قصير الأجل، وأن المياه الجوفية تتعافى في غضون عامين. [ 33 ] ومع ذلك، ينبغي أن تكون الممارسة السليمة، المدعومة بالمتطلبات التنظيمية، هي تنظيف كل حجرة وإيقاف تشغيلها وإعادة تأهيل مواقع UCG.

تزعم التقنيات والممارسات الحديثة لاستخراج الغاز من باطن الأرض معالجة المخاوف البيئية، مثل مشاكل تلوث المياه الجوفية، من خلال تطبيق مفهوم "الكهف النظيف". [ 39 ] وتتمثل هذه العملية في التنظيف الذاتي للمُغَيِّر الغازي باستخدام البخار الناتج أثناء التشغيل وبعد إيقاف التشغيل. ومن الممارسات المهمة الأخرى الحفاظ على ضغط المُغَيِّر الغازي تحت الأرض أقل من ضغط المياه الجوفية المحيطة. ويجبر فرق الضغط المياه الجوفية على التدفق باستمرار إلى المُغَيِّر الغازي، فلا تتسرب أي مواد كيميائية منه إلى الطبقات المحيطة. ويتحكم المشغل بالضغط باستخدام صمامات الضغط الموجودة على السطح. [ 39 ]

في الخيال

يستخدم مؤلف الخيال العلمي سيكسين ليو عملية التغويز تحت الأرض كنقطة محورية في قصته القصيرة "نار في الأرض"، حيث يقود مهندس خيالي محطة تجريبية لتغويز الفحم في الصين.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ غاز الفحم ، www.clarke-energy.com، تم الاطلاع عليه بتاريخ 12/12/2013
  2. ↑ بي بي سي - تغويز الفحم: الطاقة النظيفة للمستقبل؟، تم الاطلاع عليه بتاريخ 12/07/2014
  3. ↑ سيمنز، سي دبليو (1868). "حول فرن الغاز التجديدي وتطبيقاته في صناعة الفولاذ المصبوب" . مجلة الجمعية الكيميائية 21 (21). الجمعية الكيميائية في لندن : 279-310 . doi : 10.1039/JS8682100279 .
  4. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ ١٧ ١٨ ١٩ بيرتون، إليزابيث؛ فريدمان، خوليو؛ أوبادهاي، رافي (٢٠٠٧). أفضل الممارسات في تغويز الفحم تحت الأرض (ملف PDF) (تقرير). مختبر لورانس ليفرمور الوطني . W-7405-Eng-48. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في ٦ يونيو ٢٠١٠. تم الاطلاع عليه في ٣ يناير ٢٠١٣ .
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 كليمنكو، ألكسندر ي. (2009). "الأفكار المبكرة في تغويز الفحم تحت الأرض وتطورها" . مجلة Energies . 2 (2). دار نشر MDPI : 456-476 . doi : 10.3390/en20200456 . ISSN 1996-1073 . 
  6. 1 2 لامب، جورج هـ. (1977). تغويز الفحم تحت الأرض . مراجعة تكنولوجيا الطاقة رقم 14. شركة نويز داتا . ص 5. ISBN  978-0-8155-0670-6.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 سوري، مارتن؛ وآخرون . (نوفمبر 2004). "مراجعة القضايا البيئية لتغويز الفحم تحت الأرض" (ملف PDF) . شركة دبليو إس أتكينز للاستشارات المحدودة . وزارة التجارة والصناعة . COAL R272 DTI/Pub URN 04/1880. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 11 يونيو 2007. تم الاطلاع عليه في 18 يوليو 2010 . 
  8. ↑ «اكتملت اختبارات التغويز على الفحم» . صحيفة تير هوت تريبيون . 6 يوليو 1953. ص 5. تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2020 . 
  9. ↑ مكتب المناجم الأمريكي - تقرير للجنة الشؤون الداخلية والجزرية . مكتب الطباعة الحكومي الأمريكي. سبتمبر 1976. الصفحات 61-62 . تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2020 . 
  10. 1 2 غاريت، فريدريك سي. (1959). دليل غاركي لإمدادات الكهرباء . لندن: دار النشر الكهربائية. ص. أ-79. 
  11. ↑ "تغويز الفحم تحت الأرض: التطورات الحالية (من عام 1990 حتى الآن)" . شركة يو سي جي للهندسة المحدودة. مؤرشف من الأصل في 19 نوفمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 24 نوفمبر 2007 .
  12. 1 2 "كيف تعمل جمعية UCG" . جمعية UCG. مؤرشف من الأصل في 12 سبتمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 11 نوفمبر 2007 .
  13. 1 2 بورتمان للطاقة (3 مايو 2012). التغويز تحت الأرض - الطريق الثالث . المؤتمر السابع لجمعية التغويز تحت الأرض للفحم (UCGA). لندن . تم الاطلاع عليه في 1 أكتوبر 2012 .
  14. ↑ مورني إنجلبرخت (2015). "طاقة الكربون تُحقق ابتكارات في مجال تغويز الفحم تحت الأرض" . المجلد 3، العدد 2. كورنرستون، المجلة الرسمية لصناعة الفحم العالمية. الصفحات 61-64 .   
  15. ↑ بيث، أندرو (18 أغسطس 2006). "كفاءة استخدام موارد تغويز الفحم تحت الأرض" (ملف PDF) . قسم الاستكشاف والتعدين، منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 31 أغسطس 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2007 .
  16. ↑ سالانس، بيتر (23 يونيو 2010). اختيار أفضل أنواع الفحم في أفضل المواقع لتقنية التغويز تحت الأرض للفحم . مؤتمر تقنيات الفحم المتقدمة. لارامي: جامعة وايومنغ .
  17. ↑ كوبلي، كريستين (2007). "الفحم" (ملف PDF) . في: كلارك، أ. و.؛ ترينامان، ج. أ. (محرران). مسح موارد الطاقة ( الطبعة 21). مجلس الطاقة العالمي . ص 7. ISBN   978-0-946121-26-7تمت أرشفة هذا الملف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 9 أبريل 2011.
  18. 1 2 والتر، كاتي (2007). "نار في الحفرة" . مختبر لورانس ليفرمور الوطني . تم الاسترجاع في 6 أكتوبر 2008 .
  19. ↑ "تغويز الفحم تحت الأرض" . شركة لينك للطاقة . مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 18 يوليو 2010 .
  20. ↑ "تحديث من شركة كوجر إنرجي حول مشروع تجريبي لاستخراج الغاز من تحت الأرض في كينجاروي بولاية كوينزلاند" . أويل فويس . 27 أبريل 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يوليو 2010 .
  21. ↑ "شركة كوجر تُكثّف عمليات التغويز تحت الأرض في أستراليا" . كوجر للطاقة . داونستريم توداي. 16 مارس 2010. تاريخ الاطلاع: 31 يوليو 2010 .
  22. ↑ "مشروع تجريبي لشركة لينك يضخ أول وقود GTL" . موقع Upstream Online . مجموعة NHST الإعلامية. 14 أكتوبر 2008. تاريخ الاطلاع: 6 أغسطس 2009 .
  23. ↑ "لينك إنرجي تفتتح محطة تجريبية لتحويل الفحم إلى سوائل" . داونستريم توداي. 24 أبريل 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أغسطس 2009 .
  24. ↑ "لينك تستعد لمشروع شينشيلا لتحويل الغاز إلى سوائل" . أبستريم أونلاين . مجموعة إن إتش إس تي الإعلامية. 28 نوفمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أغسطس 2009 .
  25. 1 2 "حظر فوري لتقنية UCG في كوينزلاند" . ABC Online . هيئة الإذاعة الأسترالية. 18 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أبريل 2016 .
  26. ↑ "تحديث تقني من شركة لينك إنرجي المحدودة (ASX:LNC) بشأن عمليات تحويل الفحم إلى غاز تحت الأرض في تشينشيلا" . ABN Newswire . Asia Business News Ltd. 10 مارس 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أغسطس 2009 .
  27. 1 2 "مشروع شركة إيسكوم لتغويز الفحم تحت الأرض" (ملف PDF) . المفوضية الأوروبية . 5 مايو 2008. تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2011 .
  28. ↑ فينتر، إيرما (12 فبراير 2007). "خبراء الفحم يبحثون عن طرق لخفض الانبعاثات" . مجلة التعدين الأسبوعية . كريمر ميديا . تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2011 .
  29. ↑ هانا، جيسيكا (12 أغسطس 2011). "دراسة تصميم محطة تجريبية لتغويز الفحم قيد التنفيذ" . مجلة التعدين الأسبوعية . كريمر ميديا . تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2011 .
  30. ^ "مشروع ثيونيسن | الأفريقي" . www.africary.com . تم الاسترجاع في 12 ديسمبر 2016 .
  31. ↑ "برنامج الغاز لمنتجي الطاقة المستقلين في جنوب إفريقيا" .
  32. ↑ لازارينكو، سيرجي ن.؛ كوتشيتكوف، فاليري ن. (1997). "تغويز الفحم تحت الأرض هو التقنية التي تلبي شروط التنمية المستدامة لمناطق الفحم" . في: ستراكوس، فلاديمير؛ فارانا، ر. (محرران). تخطيط المناجم واختيار المعدات 1997. تايلور وفرانسيس . ص 167-168 . ISBN  978-90-5410-915-0.
  33. 1 2 شو-كين، ل.، جون-هوا، ي. (2002). الفوائد البيئية لتغويز الفحم تحت الأرض. مجلة العلوم البيئية (الصين)، المجلد 12، العدد 2، الصفحات 284-288
  34. ↑ كروب، فريد؛ هورن، ميريام (2009). الأرض: الجزء الثاني: السباق لإعادة ابتكار الطاقة ووقف الاحتباس الحراري . نيويورك: نورتون وشركاه. ISBN 978-0-393-33419-7.
  35. ↑ "حكومة كوينزلاند توجه اتهامات لشركة Linc Energy العاملة في مجال تحويل الفحم إلى غاز تحت الأرض بتهم تتعلق بالأضرار البيئية" . 15 أبريل 2014.
  36. ↑ «القصة غير المروية للتجربة الجديدة الخطيرة التي ترغب شركات الفحم في تطبيقها في أمريكا | ثينك بروجرس» . ثينك بروجرس . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 نوفمبر 2013.
  37. ↑ "هل يُعدّ تغويز الفحم تحت الأرض خيارًا معقولًا؟" . 29 مارس 2010. مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر 2013 .
  38. ↑ المجلس الوطني للبحوث (الولايات المتحدة). لجنة موارد المياه الجوفية وعلاقتها بتعدين الفحم (1981). تعدين الفحم وموارد المياه الجوفية في الولايات المتحدة: تقرير . الأكاديميات الوطنية الأمريكية . ص 113. ISBN  9780309031868.
  39. 1 2 بيرتون، إليزابيث أ. (2019). "أفضل الممارسات في تغويز الفحم تحت الأرض" . osti.gov. OSTI 1580018 . 

للمزيد من القراءة

"ما وراء التكسير الهيدروليكي"، مقال رئيسي في مجلة نيو ساينتست (فريد بيرس)، 15 فبراير 2014