أنباء وآراء

تغير المناخ: شَـرْخ في "جِسْـر" الغـاز الطبيعي

تظهر نماذج التقييم المتكاملة أنه بدون سياسات جديدة حول المناخ، لن تكون للكميات الوافرة من الغاز الطبيعي سوى تأثيرات قليلة في التخفيف من انبعاثات غازات الدفيئة وتغيُّر المناخ.

  • ستيفن ديفيز
  • كريستين شيرر
  • Published online:

ينتج حرق الوقود الأحفوري (مثل الفحم والغاز والنفط) أكثر من %80 من كميات الطاقة في العالم، وأكثر من %90 من مجمل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. يعتمد إبطاء، ومن ثم إيقاف، ظاهرة تغير المناخ العالمي على إزالة الكربون، أي تحويل منظومة الطاقة العالمية إلى منظومة لا تؤدي إلى ضخ ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. ولأن محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي لا تطلق إلا نصف الانبعاثات التي تطلقها المحطات العاملة بالفحم، وذلك لكل وحدة طاقة إنتاجية، فالتوسع المأمول في إنتاج الطاقة عن طريق الغاز وباستخدام تقنيات التكسير المائي أصبح بمثابة حل يحمل الكثير من الأمل، كوسيلة لتقليل الانبعاثات1. بهذه الطريقة، يمكن للاستبدال التدريجي للنفط والفحم بالغاز أن يساهم في إزالة الكربون من قطاع الطاقة2، ويعمل بمثابة "جسر" للمستقبل البعيد، حيث تصبح تقنيات الطاقة المتجددة وعديمة الكربون قابلة للاعتماد عليها، وأقل كلفة مما هي عليه الآن3. يكشف مكجيون وزملاؤه4 عن وجود خلل خطير في جسر الغاز هذا، ففي حال غياب أية سياسات جديدة للتصدي لتغير المناخ، فالتزويد الإضافي لكميات الغاز الطبيعي لن يحقق سوى تأثيرات محدودة على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ويمكن أن يؤدي ـ في واقع الأمر ـ إلى تأخير الوصول إلى مرحلة إزالة الكربون من منظومة الطاقة العالمية.

تكشف نتائج مكجيون وزملائه عن تأثيرين أساسيين، أولهما أن وجود كميات وفيرة من الغاز يجعل أسعار الطاقة أرخص، وبالتالي يسهم في تشجيع الزيادة في استهلاك الطاقة ويعطل من الاستثمارات في كفاءة الطاقة. ثانيهما، أن الغاز الطبيعي يتنافس في السوق، ليس فقط مع الفحم، بل أيضًا مع مصادر الطاقة قليلة الكربون، مثل الطاقة المتجددة والنووية.

طرحت دراسات سابقة أسئلة حول جدوى المكاسب المناخية للغاز الطبيعي مقارنة بالفحم، بسبب إمكانية تسلل الميثان (غاز دفيء)، وهو أحد نواتج عملية استخراج ونقل الغاز الطبيعي، إلى الغلاف الجوي5. بدأ الباحثون مؤخرًا بأخذ تأثيرات الغاز الطبيعي على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في إطار أسواق الطاقة الواسع بعين الاعتبار6-9. وتُعتبر دراسة مكجيون وزملائه هي الدراسة الأولى المحكَّمة التي تقوم بهذا التحليل على المستوى العالمي، إذ استخدمت الدراسة خمسة نماذج مستقلة لتحليل اقتصاد الطاقة، وذلك لمحاكاة تأثير تزويد الغاز الطبيعي على النظام العالمي للطاقة، وعلى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز والهباء الجوي مثل ثاني أكسيد الكبريت والكربون الأسود. تقارن هذه الدراسة ما بين تزويد الطاقة التقليدي مع حالة تكون فيها أسعار الغاز الطبيعي منخفضة بمقدار النصف، وتقيمّ التأثيرات النهائية للانبعاثات على النظام المناخي في اثنين من السيناريوهات.

في كافة النماذج الخمسة التي استخدمها الباحثون كانت هناك اختلافات طفيفة فقط في كميات انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتأثيرها على المناخ (الشدة المناخية) ما بين سيناريو الطاقة التقليدي وسيناريو زيادة كميات إسهام الغاز الطبيعي. في الحد الاقصى أسهم الغاز الطبيعي في تخفيف انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة %2 ما بين 2010 و2050، وقلل من الشدة المناخية بنسبة ضئيلة وهي %3 خلال الفترة نفسها. في عديد من هذه النماذج حدثت زيادة في كميات الانبعاثات والشدة المناخية ضمن سياق زيادة تزويد الغاز الطبيعي، لكن الأرقام الحقيقية ليست بالأهمية ذاتها، مقارنة بالرؤية الشاملة، التي تشير إلى أنه في حال كان الهدف هو تجنب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أو تسريع التحول نحو نظام طاقة عديم الكربون، فإن الطفرة العالمية في الغاز الطبيعي لا تُعتبر بديلًا عن السياسات السليمة في الطاقة والمناخ.

بالفعل، وبإعادة تشكيل بعض نتائج دراسة مكجيون وزملائه، من الممكن ملاحظة المدى الذي يسهم فيه توفر كميات كبيرة من الغاز في إبطاء التحول نحو مصادر الطاقة منخفضة الكربون والمتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية. يبين الشكل 1 نسبة الغاز الطبيعي إلى الطاقة المتجددة المستخدمة لإنتاج الكهرباء في النموذج المستخدم من قبل الباحثين ما بين عامي 2010 و2050. في السباق ما بين الوقود الأحفوري والطاقة منخفضة الكربون تشير الخطوط الواردة في الشكل (التي تمثل المعدل الحسابي للنماذج الخمسة المستخدمة) إلى نوع الطاقة الذي يحقق يزداد انتشارًا. في سيناريو الطاقة المتوفرة من الغاز الطبيعي لا تتراجع النسبة أبدًا، حيث تتقدم مصادر الطاقة المنتجة بالغاز الطبيعي بمراحل كبيرة على الطاقة المتجددة خلال فترة الأربعين سنة التي يغطيها النموذج. ولكن في سيناريو الطاقة التقليدية تبدأ النسبة بالتراجع بدايةً من عام 2020، بحيث تبدأ الطاقة المتجددة في التنافس مع مصادر الطاقة الأخرى.

<br><p>تعتبر نسبة الغاز الطبيعي إلى الطاقة المتجددة المستخدمة في إنتاج الكهرباء حساسة لمدى توافر الغاز الطبيعي غير المكلف. يشير الخطان الأحمر والأزرق إلى المعيار الحسابي لهذه النسبة أثناء استخدام خمسة نماذج لاقتصاد الطاقة بواسطة مكجيون وزملائه<sup><a href="#ref4">4</a></sup> لتطوير سيناريوهات ترتبط بتوافر الغاز الطبيعي وموارد الغاز التقليدية، بينما تشير المنطقة المظلَّلة إلى كامل المدى الزمني الذي تمر به النماذج المختلفة. في الحالات التي تكون فيها كميات الغاز المتوفرة أقل (في السيناريو التقليدي)، تبدأ مصادر الطاقة المتجددة المنتجة للكهرباء بالنمو أسرع من الغاز خلال عشر سنوات ضمن سياق السنوات الأربعين التي يظهرها النموذج. وفي حال توافر كميات كبيرة من الغاز، ينمو استخدام الغاز بطريقة أسرع من الطاقة المتجددة على امتداد الفترة المستخدمة في النموذج، وغالبًا بعدها أيضًا. </p>


تعتبر نسبة الغاز الطبيعي إلى الطاقة المتجددة المستخدمة في إنتاج الكهرباء حساسة لمدى توافر الغاز الطبيعي غير المكلف. يشير الخطان الأحمر والأزرق إلى المعيار الحسابي لهذه النسبة أثناء استخدام خمسة نماذج لاقتصاد الطاقة بواسطة مكجيون وزملائه4 لتطوير سيناريوهات ترتبط بتوافر الغاز الطبيعي وموارد الغاز التقليدية، بينما تشير المنطقة المظلَّلة إلى كامل المدى الزمني الذي تمر به النماذج المختلفة. في الحالات التي تكون فيها كميات الغاز المتوفرة أقل (في السيناريو التقليدي)، تبدأ مصادر الطاقة المتجددة المنتجة للكهرباء بالنمو أسرع من الغاز خلال عشر سنوات ضمن سياق السنوات الأربعين التي يظهرها النموذج. وفي حال توافر كميات كبيرة من الغاز، ينمو استخدام الغاز بطريقة أسرع من الطاقة المتجددة على امتداد الفترة المستخدمة في النموذج، وغالبًا بعدها أيضًا.


تفترض دراسة مكجيون وزملائه أنه لن تكون هناك سياسات محددة لتقليص انبعاثات غازات الدفيئة، أو لدعم الطاقة منخفضة الكربون أكثر مما هو موجود حاليًّا. ويجب أن يتم إجراء أبحاث أخرى لتقييم مدى كفاءة السياسات المختلفة في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وإزالة الكربون من نظام الطاقة العالمي. وبالمثل، ربما تكون نتائج الباحثين حساسة للافتراضات المتعلقة بكلفة التكنولوجيا منخفضة الكربون على امتداد الوقت، ويمكن للتحليل المنهجي لهذه الحساسية أن يسهم بتقديم معلومات مناسبة لمصادر التمويل والسياسات الخاصة بالطاقة. وأخيرًا، هناك حاجة إلى دراسات أخرى لتقييم المدى الذي يمكن استخدام الغاز الطبيعي بطريقة استراتيجية فيه؛ لتحقيق التكامل والمساندة للتقنيات المختلفة للطاقة المتجددة، عن طريق توفير مصادر طاقة مساندة ومرنة يمكن أن تتقدم بقوة في المستقبل10. يمكن لهذه التطبيقات أن تقدم نتائج مختلفة تمامًا بالنسبة لإزالة الكربون وتراكم كميات ثاني أكسيد الكربون. وبدلًا من القيام ببساطة ببناء أسطول كبير من محطات الطاقة التي تعمل بالغاز، وتقوم بدورها بحجز كميات من الانبعاثات المحددة11، إذا تَمَكَّنّا من تطوير التقنية والسياسات بطريقة سليمة؛ يمكن أن يساعدنا الغاز الطبيعي في كبح الانبعاثات بالعمل معًا مع مصادر الطاقة المتجددة، وليس ضدها.

يوضح التحليل المتكامل الذي قام به مكجيون وزملاؤه أن مقياس الانبعاثات لكل وحدة طاقة ضعيف وغير معبر عن مصادر الطاقة الخاضعة للتطوير حاليًّا. يمكن أن تكون الاختلافات ما بين الانبعاثات من مصادرها المختلفة في حال تم قياسها بشكل منعزل غير ذات صلة، إذا أخذنا بعين الاعتبار مدى تعقيد أسواق الكربون. وتُعتبر هذه الدراسة الدليل الأكثر قوة حتى الآن على أن التوسع في تزويد الطاقة عن طريق الغاز الطبيعي لن يساعدنا في تجنُّب تغيُّر المناخ، وإدارة التحول نحو مصادر الطاقة المتجددة في غياب سياسات مناخية فعالة.

  1. www.bbc.com/news/uk-politics-25705550

  2. Ausubel, J. H., Grübler, A. & Nakicenovic, N. Clim. Change 12, 245263 (1988).

  3. Podesta, J. D. & Wirth, T. E. Natural Gas: A Bridge Fuel for the 21st Century (Center for American Progress, 2009); http://cdn.americanprogress.org/wp-content/uploads/issues/2009/08/pdf/naturalgasmemo.pdf

  4. McJeon, H. et al. Nature 514, 482485 (2014).

  5. Brandt, A. R. et al. Science 343, 733735 (2014).

  6. Huntington, H. EMF26: Changing the Game? Emissions and Market Implications of New Natural Gas Supplies (Energy Modeling Forum, 2013).

  7. Newell, R. G. & Raimi, D. Environ. Sci. Technol. 48, 83608368 (2014).

  8. Shearer, C., Bistline, J., Inman, M. & Davis, S. J. Environ. Res. Lett. 9, 094008 (2014).

  9. International Energy Agency. Golden Rules for a Golden Age of Gas (IEA, 2012).

  10. Channell, J., Lam, T. & Pourreza, S. Shale & Renewables: A Symbiotic Relationship (Citi Res., 2012).

  11. Davis, S. J. & Socolow, R. H. Environ. Res. Lett. 9, 084018 (2014).