كيف تنتج الغازات الدفيئة ؟..وخطورتها

تنتج غازات الدفيئه من

تعتبر معظم انبعاثات غازات الدفيئة التي يسببها الإنسان بشكل أساسي ناتجة عن حرق الوقود الأحفوري، مثل الفحم والغاز الطبيعي والبترول، لاستخدامها في الطاقة

من بين العوامل الرئيسية التي تدفع إلى استهلاك الطاقة هو النمو الاقتصادي، وخاصةً في ظل التقلبات القصيرة الأجل في معدل النمو، وأنماط الطقس التي تؤثر على الحاجة إلى التدفئة والتبريد. كما يمكن أن تؤثر أسعار الطاقة والسياسات الحكومية على مصادر وأنواع الطاقة التي يتم استهلاكها.

يتألف الوقود الأحفوري بشكل أساسي من الكربون والهيدروجين، وعند حرق الوقود الأحفوري يتفاعل الأكسجين مع الكربون لتكوين ثاني أكسيد الكربون، ومع الهيدروجين لتكوين الماء (H2O).

تطلق هذه التفاعلات الحرارة التي نستخدمها للطاقة، وتعتمد كمية ثاني أكسيد الكربون المنتجة أو المنبعثة على محتوى الكربون في الوقود، وتعتمد كمية الحرارة المنتجة على محتوى الكربون والهيدروجين.

نظرا لأن الغاز الطبيعي الذي يتكون في الغالب من الميثان يحتوي على نسبة عالية من الهيدروجين، فإن احتراق الغاز الطبيعي ينتج عنه كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بحرق أنواع الوقود الأخرى الأحفورية لنفس كمية الحرارة المتولدة. على سبيل المثال، فإن كمية ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن حرق الغاز الطبيعي تعادل حوالي نصف كمية ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن حرق الفح، عند إنتاج نفس كمية الطاقة.

مصادر انبعاث الغازات الدفيئة

أكبر مصدر لانبعاثات الغازات الدفيئة هو النشاط البشري والاحتراق الناتج عن استخدام الوقود الأحفوري في توليد الكهرباء والتدفئة ووسائل النقل، وهذا يزيد نسبة الغازات الدفيئة في الجو بشكل كبير على مدار الـ 150 عاما الماضية.

تختلف ترتيب الدول وفقا لانبعاثات الغازات الدفيئة. تتابع وكالة حماية البيئة انبعاثات الولايات المتحدة الكلية من خلال نشر قائمة جرد انبعاثات غازات الاحتباس الحراري والمصادر في الولايات المتحدة. يقدر هذا التقرير السنوي إجمالي انبعاثات الغازات الدفيئة وعمليات الإزالة المرتبطة بالأنشطة البشرية في جميع أنحاء الولايات المتحدة على النحو التالي:

• النقل

يشكل قطاع النقل نسبة 29% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في عام 2019، ويتسبب هذا القطاع في إنتاج الحصة الأكبر من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
تصدر انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من وسائل النقل بشكل أساسي من حرق الوقود الأحفوري للسيارات والشاحنات والسفن والقطارات والطائرات، وأكثر من 90% من الوقود المستخدم في وسائل النقل يعتمد على البترول، الذي يتكون بشكل أساسي من البنزين والديزل.

يشمل قطاع النقل حركة الأشخاص والبضائع بالسيارات والشاحنات والقطارات والسفن والطائرات وغيرها من المركبات، وغالبية انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من النقل هي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) الناتجة عن احتراق المنتجات القائمة على البترول، مثل البنزين في محركات الاحتراق الداخلي.

تشمل أكبر مصادر انبعاثات غازات الاحتباس الحراري المرتبطة بالنقل سيارات الركاب والشاحنات المتوسطة والثقيلة والمركبات الرياضية متعددة الأغراض والشاحنات الصغيرة، بما في ذلك الشاحنات الخفيفة.

تأتي انبعاثات غازات الدفيئة من قطاع النقل من وسائل النقل الأخرى، بما في ذلك الطائرات التجارية والسفن والقوارب والقطارات، بالإضافة إلى خطوط الأنابيب ومواد التشحيم.
تنبعث كميات صغيرة نسبيًا من غاز الميثان (CH4) وأكسيد النيتروز (N2O) أثناء احتراق الوقود، بالإضافة إلى ذلك، يتم إدراج كمية صغيرة من انبعاثات الهيدروفلوروكربون (HFC) في قطاع النقل، وتنتج هذه الانبعاثات من استخدام مكيفات الهواء المتنقلة ووسائل النقل المبرد.

• إنتاج الكهرباء

تنتج إنتاج الكهرباء ثاني أكبر حصة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتأتي ما يقرب من 62٪ من الكهرباء التي نستخدمها من حرق الوقود الأحفوري، ويأتي معظمها من الفحم والغاز الطبيعي.

يشمل قطاع الكهرباء عمليات توليد ونقل وتوزيع الكهرباء، ويساهم ثاني أكسيد الكربون (CO2) بشكل كبير في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في هذا القطاع، ولكن تنبعث كميات أقل من غاز الميثان (CH4) وأكسيد النيتروز (N2O) أيضًا.

تتم إطلاق هذه الغازات أثناء احتراق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي لإنتاج الكهرباء، وأقل من 1٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من القطاع تأتي من سادس فلوريد الكبريت (SF6)، وهي مادة كيميائية عازلة تستخدم في معدات نقل وتوزيع الكهرباء.

• الصناعة

تنبعث انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الصناعة بشكل أساسي من حرق الوقود الأحفوري للطاقة، وبالإضافة إلى ذلك، تحدث انبعاثات غازات الاحتباس الحراري نتيجة لتفاعلات كيميائية معينة ضرورية لإنتاج السلع من المواد الخام.

تنتج قطاعات الصناعة السلع والمواد الخام التي نستخدمها يوميًا، ويتم تقسيم غازات الدفيئة المنبعثة أثناء الإنتاج الصناعي إلى فئتين، هما:

1. الانبعاثات المباشرة التي يتم إنتاجها في المنشأة، وتنتج عن طريق حرق الوقود لتوليد الطاقة أو الحرارة، ومن خلال التفاعلات الكيميائية ومن التسربات من العمليات أو المعدات الصناعية، وتأتي معظمها من استهلاك الوقود الأحفوري للطاقة، وتأتي كمية أقل من التسريبات من أنظمة الغاز الطبيعي والبترول، واستخدام الوقود في الإنتاج
2. تشير الانبعاثات غير المباشرة إلى الانبعاثات التي تحدث خارج الموقع ولكنها مرتبطة باستخدام المنشأة للكهرباء، وتنتج عن حرق الوقود الأحفوري في محطة توليد الكهرباء لتوليد الكهرباء. وتستخدم هذه الكهرباء بعد ذلك في منشأة صناعية لتشغيل المباني والآلات الصناعية.

• التجارة والمنازل

تنبعث غازات الاحتباس الحراري بشكل رئيسي من الوقود الأحفوري الذي يستخدم في التدفئة ومن بعض المنتجات التي تحتوي على هذه الغازات ومن التعامل مع النفايات، وتحدث هذه الانبعاثات من الشركات والمنازل.

يشمل القطاع السكني والتجاري جميع المنازل والشركات التجارية، وتأتي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من هذا القطاع من الانبعاثات المباشرة بما في ذلك احتراق الوقود الأحفوري لاحتياجات التدفئة والطهي وإدارة النفايات ومياه الصرف الصحي والتسريبات من المبردات في المنازل والشركات وكذلك الانبعاثات غير المباشرة التي تحدث خارج الموقع ولكنها مرتبطة باستخدام الكهرباء المستهلكة عن طريق المنازل والشركات.

يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) وأكسيد النيتروز (N2O) نتيجة حرق الغاز الطبيعي والمنتجات البترولية لأغراض التدفئة والطهي.
تمثل انبعاثات استهلاك الغاز الطبيعي 80٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون للوقود الأحفوري المباشر في القطاعين السكني والتجاري، ويعد استهلاك الفحم عنصرًا ثانويًا في استخدام الطاقة في كلا القطاعين.

• الزراعة

تنبعث غازات الاحتباس الحراري من الزراعة من الماشية مثل الأبقار والتربة الزراعية وإنتاج الأرز، وتساهم الأنشطة الزراعية في إنتاج المحاصيل والثروة الحيوانية للأغذية في الانبعاثات، ويمكن أن تؤدي ممارسات الإدارة المختلفة في التربة الزراعية إلى زيادة توافر النيتروجين في التربة وتؤدي إلى انبعاثات غاز أكسيد النيتروز (N2O)
وتشمل الأنشطة المحددة التي تساهم في انبعاثات أكسيد النيتروز من الأراضي الزراعية استخدام الأسمدة الاصطناعية والعضوية ونمو المحاصيل المثبتة للنيتروجين وتصريف التربة العضوية، وممارسات الري، وتمثل إدارة التربة الزراعية ما يزيد قليلاً عن نصف انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من قطاع الاقتصاد الزراعي..

• استخدام الأراضي والحراجة

يمكن أن تعمل مناطق الأرض كبالوعة بحيث تمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، أو مصدرًا لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وفي الولايات المتحدة منذ عام 1990 تعتبر الغابات المدارة والأراضي الأخرى بالوعة صافية أي أنها امتصت من الغلاف الجوي المزيد من ثاني أكسيد الكربون أكثر مما تنبعث منه.

خطورة الغازات الدفيئة

المواد الدافئة هي مواد تساهم في ظاهرة احتباس الحرارة، وتتمثل آثارها على الغلاف الجوي للأرض في مجموعة من الغازات، ومن أهم هذه الغازات التي تؤثر على المناخ هي: الغازات الدفيئة

• بخار الماء (H2O)
• ثاني أكسيد الكربون (CO2)
• غاز الميثان (CH4)
• غاز الأوزون (O³)
• أكسيد ثنائي النيتروجين (N2O)

يوجد الكثير من الغازات الدفيئة التي ينتجها الإنسان وتوجد أيضا بشكل طبيعي في الطبيعة، بما في ذلك العديد من المواد الكيميائية القوية، مثل:

• مركبات كلوروفلوروكربون (CFSs و HCFS).
• يتضمن المركبات الهيدروفلوروكربونية (HFCs وPFCs وSF6).
• مركبات البروم (الهالونات ، مثل CF3Br).

تُقيَّم خطورة الغازات بناءً على دورة حياتها وقدرتها على زيادة الاحتباس الحراري، حيث تُساهم بعض الغازات في هذه الظاهرة بشكل مباشر، بينما يكون للبعض الآخر تأثير غير مباشر.

يُعتبر بخار الماء من الغازات المسببة للاحتباس الحراري وأهم سبب طبيعي لتأثير الاحتباس الحراري، حيث يزيد من درجة حرارة سطح الأرض بمقدار 21 درجة مئوية. وعند تركيزه الطبيعي، يكون لثاني أكسيد الكربون تأثير سبع درجات، بينما تمثل غازات الدفيئة الأخرى مجموعها خمس درجات.

تُستخدم إمكانية الاحترار العالمي (GWP) في مقارنة الغازات، وهي مقياس لتأثير كل غاز على الاحترار لكل وحدة كتلة على مدى ٢٠ أو ١٠٠ عام بالنسبة لثاني أكسيد الكربون.