إدارة الميثان قد تكون المفتاح لتحقيق أهداف المناخ – من أين يأتي وما الذي يُجرى حيال ذلك؟

تزيد وفرة ثاني أكسيد الكربون (CO₂) من تأثير الاحتباس الحراري بإبطاء خروج الطاقة إلى الفضاء. ويسهم الاحترار في ذوبان الجليد وارتفاع مستوى البحر. وللميثان (CH₄) أيضًا أثر قوي لكل وحدة كتلة على المدى القصير. وقد أعادت دراسة نُشرت في ديسمبر 2023 بناء كيفية تحرير احترار قديم للميثان (CH₄) من الهيدرات البحرية. وتفيد النتائج في فهم التغذية الراجعة للميثان (CH₄) والمناخ، لكنها لا تثبت أزمة مفاجئة وشيكة أو انبعاثًا هائلًا حاليًا إلى الغلاف الجوي.

«جليد النار»: هيدرات الميثان

تناولت دراسة نُشرت في Nature Geoscience في 6 ديسمبر 2023 هيدرات الميثان البحرية وصلتها بالمناخ. وهي مواد صلبة شبيهة بالجليد تحتجز الميثان داخل بنية من جزيئات الماء، وليست مجرد ميثان نقي متجمد.

يمكن أن تستقر الهيدرات في رواسب الهوامش القارية عند أعماق مائية تزيد على نحو 450–700 متر، بحسب الحرارة والضغط. وقد يؤدي تغير هذه الظروف إلى تفككها وتحرير الميثان. وتُدرس مساهمتها في التغيرات القديمة لدورة الكربون وفي التغذية الراجعة للمناخ؛ ولا يعني ذلك أن أي احترار يذيب جميع المخزونات فورًا.

استخدم الباحثون تصويرًا زلزاليًا ثلاثي الأبعاد للهامش البحري الموريتاني لإعادة بناء تحرير الميثان خلال فترات دافئة من العصر الرباعي. وانتقل الميثان مسافة لا تقل عن 40 كيلومترًا وخرج عبر 23 حفرة كبيرة في قاع البحر، تقع على مسافة نحو 10–15 كيلومترًا باتجاه اليابسة من الحد الحالي لاستقرار الهيدرات. وتشير نسبة 3.5% إلى حصة المخزون العالمي في المنطقة المكشوفة التي ركزت عليها دراسات سابقة؛ وقد تسهم أيضًا بعض الهيدرات الأعمق.

تدعم النتائج إعادة تقييم دور الهيدرات العميقة في النماذج المناخية، بما في ذلك تحرير الميثان إلى المحيط وما يتبعه من تحمض. فالكمية التي تدخل الماء ليست بالضرورة الكمية التي تصل إلى الجو؛ إذ قد يحد الذوبان والأكسدة من ذلك. ولا تقيس الدراسة انبعاثًا جويًا هائلًا يحدث حاليًا.

ما الذي يجعل الميثان سيئًا للغاية؟

للميثان (CH₄) تأثير احتباس حراري أقوى لكل وحدة كتلة من ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، خصوصًا على المدى القصير. وتعتمد المقارنة على امتصاص الإشعاع ومدة البقاء في الغلاف الجوي.

إمكانية الاحترار العالمي (GWP): تقارن الطاقة التي تمتصها انبعاثات طن من غاز ما بتلك المرتبطة بطن من CO₂ خلال فترة محددة، عادة مئة سنة. والنطاقات التاريخية الواردة في المقال تعادل 28–36 ضعف CO₂ خلال مئة سنة و84–87 ضعف CO₂ خلال عشرين سنة. وتعكس افتراضات مختلفة في تقييمات سابقة، منها التغذية الراجعة للكربون والأكسدة، وليست ثابتًا واحدًا لكل طرق الحساب.

البقاء في الغلاف الجوي: يبقى الميثان نحو اثني عشر عامًا، وهي مدة أقصر كثيرًا من الاضطراب المناخي المرتبط بثاني أكسيد الكربون CO₂. ولا توجد مدة عمر جوي واحدة لغاز CO₂؛ إذ يستمر جزء من تأثيره قرونًا أو آلاف السنين. ويجعل امتصاص الميثان القوي أثناء بقائه خفضه مفيدًا للحد من الاحترار قصير الأجل.

التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي: تنتج أكسدة الميثان CO₂ والماء، وترتبط بتأثيرات غير مباشرة مثل تكوّن الأوزون. ولا ينبغي احتساب التأثيرات المدرجة أصلًا في تعريف GWP مرة أخرى.

ثاني أكسيد الكربون CO₂ أكثر وفرة وتأثيره أطول بقاءً، بينما يحتجز الميثان طاقة أكبر لكل وحدة كتلة من CO₂ على المدى القصير. ويجب خفض كليهما مع مراعاة اختلاف الأزمنة التي يعملان خلالها.

من أين يأتي؟

يأتي الميثان من مصادر طبيعية، منها الأراضي الرطبة، ومن الأنشطة البشرية. وتتمثل القطاعات البشرية الكبرى في الزراعة والوقود الأحفوري والنفايات؛ وهذه ليست قائمة ترتيب لكل المصادر الطبيعية والبشرية. وناقشت KPMG في 2023 استخدام الغاز الذي كان سيُحرق في المشاعل لتعدين بيتكوين. ولم يكن ذلك اعتمادًا بيئيًا واجتماعيًا وحوكميًا للقطاع كله. ويتوقف الأثر على الطاقة والتسرب والانبعاثات التي جرى تفاديها فعليًا؛ فالغاز يُحرق أيضًا عند توليد الكهرباء.

1. الزراعة

تمثل الزراعة نحو 40% من انبعاثات الميثان البشرية وفق التقييم العالمي لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة. ويشمل ذلك التخمر المعوي لدى الأبقار والأغنام والماعز وتحلل المواد العضوية في حقول الأرز المغمورة. ولا يعني ذلك أنها المصدر الأكبر عند احتساب جميع الانبعاثات الطبيعية أيضًا.

2. إنتاج واستخدام الوقود الأحفوري

قد يتسرب الميثان أثناء إنتاج النفط والغاز ومعالجتهما وتخزينهما ونقلهما وتوزيعهما، من خلال التنفيس المتعمد أو التسربات. ويسهم استخراج الفحم أيضًا في الانبعاثات.

3. إدارة النفايات

تولد مدافن النفايات الميثان عندما تتحلل المواد العضوية دون أكسجين. وقد تنتجه معالجة مياه الصرف أيضًا، خصوصًا عندما تحتوي المياه على كميات كبيرة من المواد العضوية.

ميثان البحيرات والتربة الصقيعية

قد يؤدي الاحترار إلى ذوبان التربة الصقيعية وتكوّن بحيرات حرارية كارستية تسرّع تحرير الكربون. وتمثل تسربات عمليات النفط والغاز، بما فيها العمليات التي تستخدم التكسير الهيدروليكي، مسارًا آخر للانبعاثات؛ وليست سببًا مطابقًا لعملية ذوبان التربة تحت البحيرات.

عند ذوبان التربة الصقيعية، يمكن للميكروبات تفكيك الكربون العضوي الذي كان متجمدًا في الرواسب والتربة تحت البحيرات. ويتكون الميثان في ظروف قليلة الأكسجين. ولا تقتصر العملية على دخول مواد عضوية زائدة إلى إمدادات المياه. وفي ألاسكا ومناطق باردة أخرى، يُرى بعض الميثان على هيئة فقاعات محبوسة في الجليد يمكن أن تشتعل عند تحررها.

شركات تعمل على خفض انبعاثات الميثان

تحاول شركات مختلفة خفض الانبعاثات من خلال التقاط الغاز وتحسين استخدام الطاقة وتغيير إنتاج الغذاء. وتوضح الأمثلة التالية مسارات نوقشت في 2023؛ ولا تثبت أن بضع شركات تستطيع وحدها تجنب كل التغذية الراجعة المناخية.

أرقام السوق أدناه تاريخية نقلها مقال 2023، وليست بيانات مباشرة. ولم يُحدَّد تاريخ الرصد أو أساس التوقعات. ولا يصلح مضاعف الربحية السالب بوصفه مضاعفًا لأرباح موجبة، ولا تمثل هذه الأرقام تقييمًا حاليًا.

1.  Crusoe Energy

في النموذج الذي تناوله المقال عام 2023، استخدمت Crusoe الغاز المصاحب لإنتاج النفط، الذي كان عادة سيُحرق في المشاعل، لتشغيل مراكز بيانات وتعدين العملات المشفرة. وكان الهدف الاستفادة من غاز مهدَر وتقليل الانبعاثات مقارنة بظروف معينة في غياب المشروع.

يلتقط نظام Digital Flare Mitigation أو DFM الغاز المخصص للمشاعل ويحرقه في مولدات محلية. وتغذي الكهرباء مراكز بيانات متنقلة لأعمال حوسبة كثيفة، منها التعدين. فلا يختفي الاحتراق؛ بل تتغير كيفية الاستفادة منه والتحكم فيه.

يجمع النهج بين الاستفادة من طاقة مهدرة وإمكان خفض الميثان. وتظل المولدات تطلق ثاني أكسيد الكربون. ويتوقف الأثر المناخي على كفاءة تدمير الميثان مقارنة بالمشاعل والتسربات وظروف التشغيل؛ ولا يحوّل إنتاج النفط تلقائيًا إلى نشاط عديم الانبعاثات.

قد يتيح استخدام غاز المشاعل للحوسبة قيمة لتدفق يصعب تسويقه. ويجب تقييم الادعاءات البيئية لكل مشروع مقارنة بما كان سيحدث دونه، دون مساواة ذلك بطاقة عديمة الانبعاثات.

أعلنت Crusoe في 21 أبريل 2022 جمع 350 مليون دولار تحديدًا من رأس المال في جولة من الفئة C، وتسهيلات ائتمانية قابلة للتوسع إلى 155 مليون دولار. والائتمان ليس رأس مال إضافيًا، ولا يعني أن المبلغ كله قد سُحب بالفعل.

2. Vespene Energy

تركز Vespene Energy على ميثان مدافن النفايات. وفي إعلانها عام 2022، استخدم نموذجها الغاز لتوليد كهرباء محلية مخصصة في البداية لتعدين بيتكوين. ولم يكن النموذج تنقية الغاز إلى غاز طبيعي متجدد للشبكة أو وقود المركبات.

تركب Vespene توربينات دقيقة في مدافن النفايات لحرق الميثان المتولد من المخلفات كوقود. وتغذي الكهرباء مراكز تعدين بيتكوين في الموقع نفسه. ووفق الشركة، لا يحتاج النهج إلى ربط بالشبكة الكهربائية أو مد خطوط أنابيب غاز جديدة.

يتمثل الهدف المزدوج في خفض تسرب الميثان وتحقيق دخل من غاز لم يكن مستغلًا. ويظل الاحتراق ينتج ثاني أكسيد الكربون. وتعتمد ادعاءات خفض الانبعاثات أو سلبية الكربون على السيناريو المرجعي والالتقاط والتسربات؛ فلا يكون الأثر متطابقًا تلقائيًا في كل المدافن.

أعلنت Vespene في 9 أغسطس 2022 جولة تمويل بقيمة 4.3 مليون دولار بقيادة Polychain Capital لدعم مشروع تجريبي في كاليفورنيا ومشروعات لاحقة وتوسيع الفريق.

3.  Beyond Meat

BYND مخطط السعر

تنتج Beyond Meat (BYND ) بدائل نباتية للحوم. وقارنت دراسة لتقييم دورة الحياة أجرتها جامعة ميشيغان عام 2018 بتكليف من الشركة بين منتج Beyond Burger الأصلي بوزن ربع رطل وبرغر لحم بقري أمريكي بالوزن نفسه. وقدّرت انخفاض غازات الاحتباس الحراري بنسبة 90% واستهلاك الطاقة 46% واستخدام الأراضي 93%. وهذه ليست نتيجة عامة لكل المنتجات النباتية وكل أنواع اللحوم.

يقدم المقال الأغذية النباتية بوصفها أحد مسارات خفض الأثر البيئي للغذاء. ولا تضمن الفائدة البيئية لمنتج ما في حد ذاتها نتائج مالية أو عوائد استثمارية.

الأفكار النهائية

يستحق الميثان (CH₄) الاهتمام لأثره القوي لكل وحدة كتلة على المدى القصير. ويظل ثاني أكسيد الكربون أساسيًا لطول مدة تأثيره؛ لذا فإن خفض الميثان يكمل خفض ثاني أكسيد الكربون ولا يحل محله.

يتطلب التخفيف تدابير في قطاعات متعددة، منها إصلاح تسربات النفط والغاز وإدارة النفايات وخفض الانبعاثات الزراعية. وتوضح الشركات المذكورة بعض المناهج التقنية والتجارية. ويجب قياس النجاح بخفض فعلي للانبعاثات، إلى جانب السياسات وغيرها من إجراءات الحد من الاحترار.