باستخدام الطاقة الشمسية.. ابتكار مصري لحماية أنابيب النفط من التآكل

تُعدّ الطاقة الشمسية أحد الحلول التي لجأ إليها قطاع النفط في طريقه لتحقيق الحياد الكربوني خلال عمليات الإنتاج، وحماية أنابيب النفط من التآكل.

وضمن المساعي الرامية إلى استفادة أكبر من هذه الحلول، توصّل فريق بحثي بمعهد بحوث البترول المصري إلى تصميم بروتوتايب (نموذج) لاستخدام الطاقة الشمسية في حماية أنابيب وآبار النفط والغاز من التآكل والصدأ.

ويضمن هذا النموذج توفير حماية أتوماتيكية ومستمرة، بالإضافة إلى تركيب حساس للتنبيه عند حدوث تآكل في الأنابيب.

الحماية الكاثودية لأنابيب النفط

تُعدّ الحماية الكاثودية طريقة فاعلة لحماية الهياكل المعدنية الحديدية والأنابيب من التآكل؛ نتيجة لتفاعل أسطحها مع التربة أو الماء، بسبب حدوث تفاعلات كيميائية مصحوبة بسريان الإلكترونات (أي سريان للتيار الكهربائي).

وبالتالي، فإن عملية التآكل هي عملية كهروكيمياوية تؤدي إلى فقدان أجزاء من معدن الحديد؛ ما يؤدي إلى تآكل السطح المعرّض للتربة أو الماء أو الرطوبة نتيجة تكوّن خلية كهربائية.

وتعتمد تقنية الحماية الكاثودية -التي تستخدم للتحكم في تآكل سطح المعدن- على جعله هو الكاثود لخلية كهروكيميائية.

استخدام مصدر طاقة

من المعروف علميًا أن هناك طريقة بسيطة للحماية تربط بين المعدن المراد حمايته و"معدن مقاوم للصدأ" يكون أكثر سهولة للتأثير بصفته (أنود)، ثم يتآكل المعدن المقاوم للصدأ بدلًا من المعدن المحمي.

وبالنسبة للهياكل -مثل خطوط الأنابيب الطويلة- إذ تكون الحماية الكاثودية السلبية غير كافية، فيُستخدم مصدر طاقة خارجي لتوفير تيار كهربائي كافٍ.

وتُستخدم أنظمة الحماية الكاثودية في حماية مجموعة واسعة من الهياكل المعدنية في بيئات مختلفة.

وأهم التطبيقات الشائعة هي: أنابيب المياه الفولاذية أو أنابيب الوقود وخزانات تخزين الصلب، مثل سخانات المياه المنزلية، وهياكل السفن والقوارب، ومنصات النفط البحرية، وأغلفة آبار النفط البرية.

بالإضافة إلى أساسات مزارع الرياح البحرية والقضبان الحديدية في المباني والهياكل الخرسانية.

حماية أتوماتيكية

كشفت المتخصصة في تطبيقات مواد النانو في الطاقة المتجددة والمياه بمعهد بحوث البترول، مديرة المعهد الدولي للطاقة المتجددة وشؤون البيئة لفرع مصر، الدكتورة إيمان محمد مصطفى، في تصريحات خاصة إلى "الطاقة"، أنها توصلت بالتعاون مع فريقها البحثي إلى نموذج بروتوتايب لاستخدام الطاقة الشمسية في الحماية الكاثودية.

وقالت، إن الأنابيب وآبار النفط والغاز تتعرض للتآكل، ومن ثم كان لا بد من توفير حماية أتوماتيكية مستمرة للحفاظ عليها من التلف، بالإضافة إلى تركيب حساسات للتنبيه عند حدوث تآكل في الأنابيب المعدنية.

وأضافت أن قطاع النفط في حاجة شديدة لمثل هذه التقنية، كما تحتاج شركات الغاز إلى تأمين المواسير والأنابيب المدفونة، ومن هنا جاءت فكرة استخدام الطاقة الشمسية في عملية الحماية الكاثودية.

توفير التكلفة

أوضحت المتخصصة في تطبيقات مواد النانو في الطاقة المتجددة أن الحماية الكاثودية تتطلب في الأصل تحويل التيار الكهربائي المتناوب (أي سي) إلى تيار مستمر (دي سي).

وأوضحت أن الخلايا الشمسية تولّد التيار المستمر (دي سي) مباشرة؛ ما يمنحها أفضلية؛ لأنها بذلك توفر الجهد والطاقة.

وأضافت أن هذه التقنية -كذلك- تتيح لقطاع النفط استخدام مصدر من مصادر طاقة متجددة، ولا سيما في ظل الاتجاه العالمي الحالي إلى خفض الانبعاثات لمواجهة التغيرات المناخية.

كما سلّطت الضوء على تميّز هذه التقنية بتوفير الكثير من التكلفة، موضحةً أن معظم مواقع استخراج النفط -حاليًا- تكون في الصحراء التي تتوافر فيها إمكانات هائلة من أشعة الشمس.

ومن ثم توفر على الشركات الوقود الأحفوري اللازم لإجراء الحماية الكاثودية، بالإضافة إلى حرق الديزل، ما يترتب عليه من انبعاثات كربونية.

وبدلًا من ذلك توفّر المحطة الشمسية الكهرباء اللازمة لإجراء عملية الحماية الكاثودية، كما سيقوم جهاز الحسّاس -المُركَّب على الأنبوب- بالتنبيه عند حدوث أيّ تآكل في الأنابيب.

تقنيات أنظف

كانت المديرة التنفيذية في الاتحاد الدولي لمنتجي النفط والغاز، إيمان هيل، قد أكدت خلال لقاء أجرته معها "الطاقة"- استمرار مشاركة الهيدروكربونات في مزيج الطاقة لسنوات عديدة مقبلة، رغم زيادة الاستثمار في مصادر الطاقة المتجددة.

ورأت هيل أنه لا تعارُض بين استمرار النفط والغاز في مزيج الطاقة والالتزام بميثاق غلاسكو، لافتة إلى أن الهيدروكربونات يجب ألّا تتوقف، وهي تحتاج فقط إلى التطوير، والاستخدام بتقنيات أنظف.

وأضافت أن القضية لا تتعلق بالإبقاء على النفط والغاز في الأساس، بل تتمحور حول إنتاجهما بتقنيات أفضل وأنظف، موضحةً أن جهود الاتحاد الدولي لمنتجي النفط والغاز تقدّم جزءًا من الحل، من خلال التركيز على ملفَّي الحدّ من الانبعاثات واحتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه.

موضوعات متعلقة..

• بالأرقام.. مشروعات قطاع النفط المصري لدعم تحول الطاقة وخفض الانبعاثات
• إنتاج النفط بواسطة الطاقة الشمسية.. تقنية جديدة تتبناها مصر
• مديرة الاتحاد الدولي لمنتجي النفط والغاز: نحتاج تطوير الوقود الأحفوري.. و3 معوقات أمام تحول الطاقة (حوار - فيديو)

اقرأ أيضًا..

• تطورات مهمة تتعلق بالغاز الإسرائيلي تمهيدًا لزيادة التصدير إلى مصر
• إيرادات النفط والغاز في سلطنة عمان تحقق قفزة تاريخية خلال 3 أشهر
• المغرب والسعودية يتعاونان في الطاقة الذرية والطاقة المتجددة
• أنس الحجي: لا لأوبك مشروع "روتيني".. والأميركيون أول ضحاياه (فيديو)