أكد الدكتور أحمد جابر شديد استاذ الجيولوجيا ورئيس جامعة الفيوم السابق، أن الحديث تزايد فى الفترة الأخيرة عن مصطلح الغاز الصخرى من حيث مفهومه ونشأته وأهميته خاصة فى ظل الظروف الحاليه التى يشهدها العالم من ازمة طاحنة فى امدادات الطاقة العالمية وخاصًة بعد وقوع الحرب الروسية الأوكرانية وما خلفته من أزمات حادة في أسواق الغاز الطبيعي وما تسببت فيه من ارتفاعات رهيبة فى أسعار الكهرباء والطاقة عالميًا. 

ولفت إلى أن هناك  بعض المفاهيم والتحديات الخاصة بالغاز الصخرى من حيث المفهوم، النشأة، كمية الاحتياطي المؤكدة، محددات الاستخراج، الجدوى الاقتصاديه لانتاجه وايجابيات وسلبيات الاستخراج والاستخدام .

وأشار إلى أن الاحصائيات الحديثة توضح أن نسبة إمدادات الطاقة من المصادر التقليدية كالفحم والبترول والغاز الطبيعي تراجعت لنحو 79% من جملة إمدادات الطاقة العالمية في عام 2022 مقابل 80 % في عام 2010، ومن المتوقع تراجع  هذه النسبة لنحو 73 % عام 2030، فى نفس الوقت الذى تراجعت فيه نسبة إمدادات الغاز الطبيعي من جملة إمدادات الطاقة العالمية لنحو 22.9% في عام 2022 مقابل 23.6% في عام 2021 مع توقعات بتراجعها لنحو 22.3% في العام  2030  ( الوكالة الدولية للطاقة ) .

وأضاف أن أول اكتشاف للغاز الصخري يرجع إلى القرن الثامن عشر في أمريكا، أما أول بئر حفرت لاستخراجه فقد كانت في عام 1821 في أمريكا أيضا، حيث تم استخراج هذا الغاز لإنارة بعض الشوارع، وبالرغم من بعض المحاولات التي تمت للاستفادة من هذا المصدر غير التقليدي من الغاز، فإن ذلك كان على نطاق محدود وبطرق بدائية بسبب قلة الإمكانيات المادية والمعرفية وصعوبة استخراجه وتوفر بدائل أخرى أقل كلفة وأسهل

ولفت استاذ الجيولوجيا ورئيس جامعة الفيوم السابق، إلى أن  الاحصائيات  توضح أن الغاز الصخري أصبح يقود وبقوة إمدادات الغاز الطبيعي عالميا ، فبعد أن كان يشكل أقل من 5% من إنتاج الغاز الطبيعي عالميًا في عام 2010 ارتفع نصيبه ليصل الى 21.1% في عام 2022 مع توقعات بأن يصل إلى نحو 24% في العام 2030، وهو ما يعني مزيدًا من التحرك قدمًا باتجاه استخراج الغاز الصخري رغم مخاطره البيئية المتوقعة . كل هذا أعاد النقاش مرة أخرى حول أهمية الغاز الصخري وامكانية  الاعتماد عليه كمصدر اساسى من مصادر الطاقة . 

 وتتوفر احتياطيات الغاز الصخري في نحو 46 دولة حول العالم وتقدر الاحتياطات المؤكدة بنحو 7576.6 تريليون قدم مكعبة ( إدارة معلومات الطاقة الأمريكية , 2017)  ويتركز أكثر من نصف هذه الاحتياطات 50.5% في كل من الصين والأرجنتين والجزائر والولايات المتحدة ألأمريكية وكندا . وتأتي أمريكا الشمالية في مقدمة قارات العالم من حيث احتياطيات الغاز الصخري المؤكدة حيث تستحوذ على حوالى 23%  ( تستحوذ الولايات المتحدة الأمريكية على نحو 8.2% ثم كندا بنسبة 7.6% من احتياطات الغاز الصخري عالميًا  )  تليها آسيا بنسبة 22% ( تستحوذ الصين على نحو 14.7% من احتياطات الغاز الصخري عالميًا  ) ثم أمريكا الجنوبية بنسبة 18.9% ( تستحوذ الأرجنتين على 10.6% من احتياطيات الغاز الصخري عالميًا  ) بينما تستحوذ إفريقيا على بنسبة 18.6% ثم أوروبا بنسبة 12% وأستراليا بنسبة 5.7% . وتستحوذ منطقة شمال إفريقيا على نحو 12.8% من جملة احتياطات الغاز الصخري عالميًا، وتقع أغلب احتياطات الغاز الصخري في منطقة شمال إفريقيا في دولة الجزائر 72.7%.

هذا ويقدر الاحتياطى المؤكد القابل للاستخراج من الغاز الصخرى فى مصر بحوالى 100 تريليون قدم مكعب بينما يبلغ الاحتياطى الاجمالى 535 تريليون قدم مكعب .

واشار "شديد " الى انه في عام 2022 بلغ الإنتاج العالمي من الغاز الطبيعي بجميع أنواعه نحو 4138 مليار متر مكعب وهو نفس مستواه تقريبًا في عام 2021 البالغ نحو 4149 مليار متر مكعب، وتتوقع الوكالة الدولية للطاقة أن يشهد نموًا متباطئًا بنسبة 3.9% في عام 2030 ، وبعد أن كان الغاز الصخري يشكل أقل من 5% من جملة إنتاج الغاز الطبيعي في عام 2010 أصبح يستحوذ على نحو 21.1% في عام 2022، ومن المتوقع ارتفاع هذه النسبة لتصل الى 24% في عام 2030، وهو ما يعني مزيدًا من التحرك باتجاه الغاز الصخري على حساب الغاز التقليدي الذي تراجع نصيبه في عام 2022 ومن المتوقع  أن يشهد مزيدًا من التراجع في عام 2030.

ماهو الغاز الصحرى وكيف يتكون 

وحول ماهية الغاز الصخرى يشير رئيس جامعة الفيوم السابق ان مصطلح الغاز الصخرى يشير الى  الغاز المتولد بفعل الحرارة والضغط داخل التكوينات الصخرية والتى تشبه في تركيبها الصفائح التكتونيّة الصخريّة التي تحتوي على النفط على أعماق تتجاوز 1500م ويبقى محبوسًا داخل تجويفات تلك الصخور، ويتكون بشكلٍ أساسيّ من الميثان، والهيدروكربونات ومجموعة من مواد تحتوي على كربون وهيدروجين مثل الإيثان، والبروبان، والبيوتان، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون، والنّيتروجين .ويتطلب استخراجه  تكسيرًا تلك الصخور هيدروليكيًا بواسطة الرمال والمياه تحت ضغط مرتفع لإحداث شقوق داخل المسام التي تحتوي على الغاز ومن ثم إطلاق الغاز الكائن بها مع استخدام محفزات كيميائية لتحرير الغاز من مكامنه العميقة.

وينشأ الغاز الصخرى داخل الصّخور الزيتية، وهى عبارة عن صخور رسوبيّة صفائحية تتكوَّن من مواد طينيّة غنيه بالمواد العضوية دفنت منذ ملايين السنين في أعماق البحار والمسطحات المائية ، ثمّ تراكمت فوقها الرسوبيات وبفعل الضّغط والحرارة تحوّل الطّين إلى صخر زيتي، وتحولت المواد العضويّة بداخله إلى غاز صخري، وبعد مرور فترات زمنيّة طويلة خلال الزمن الجيولوجي بدأ هذا الغاز بالهجرة من أماكن تكوّنه إلى طبقات صخريّة أكثر نفاذيّة، مما يسهل فى عملية الحصول عليه عن طريق الحفر .

ويتواجد الغاز الصخري في طبقات الطين الزيتية على شكل غاز حر في المسامات الصخرية، أو على شكل غاز طبيعي حر في تشققات الصخور الطبيعية، أو على هيئة غاز طبيعي مذاب وممتزج في الترسبات العضوية المعدنية الطبيعية على سطوح الصخور.

ويمكن استخراج الغاز الصخرى من خلال مجموعة من الخطوات  تاتى فى مقدمتها  الدراسات الجيولوجية والجيوفيزيائية لتحديد أماكن تواجد الصخور الزيتية باستخدام مجموعة من أجهزة الاستكشاف الجيوفيزيائى .

ويتم حفر بئر بعمقٍ مناسبٍ بالقرب من مكان تواجد الصخر الزيتى ، و ذلك بحفر حفرةٍ بشكلٍ عمودي بعمقٍ يصل عادة إلى (2 - 3) كيلومتر، وخلال عملية الحفر يتم التركيز على تدعيم جدار البئر بغلافٍ صلبٍ بهدف منع محتويات البئر من التسرّب إلى الخارج، وبالتالي منع تلويث باقي أجزاء التكوينات الجيولوجيّة التي يتم حفرها، بالإضافة إلى منع تلويث طبقات الصخور الجوفيّة الضحلة التي قد تحتوي على المياه الجوفيّة بمحتويات البئر لمنع تلوثها .  بعد ذلك يتم تغيير اتجاه الحفر بشكل تدريجي عند وصول عمق البئر إلى مسافة قريبة من عمق الصخر الزيتي المحتوى على الغاز بحيث يصبح الحفر في هذا الجزء ممتداً بشكل أفقى على طول طبقة الصخر الزيتي التي يتواجد الغاز الصخرى بداخلها. بعد الانتهاء من حفر الجزء الأفقي من البئر يتم تغطيتة وتدعيمه بشكل كامل .

ويتم تجميع الغاز الصخري واستخراجه عن طريق عملية تسمى التكسير الهيدروليكي (Hydraulic Fracturing ) ، وذلك بتمرير أو ضخ خليط من المياه والرمال والمواد الكيميائية بضغط هائل عبر البئر، ثم إحداث تفجير على طول المستوى الأفقي للبئر، ثم يتم ضخ سائل التكسير بالبئر بهدف دعم الكسور المفتوحة وتمديد الكسور التي تمتد لمئات وآلاف الأمتار، لتبدأ هجرة الغاز من البئر عن طريق انبعاثه على طول الكسور الناتجة.

وفى مرحلة الانتاج يتم استخدام نسبة من سائل التكسير كعاملٍ مساعد من أجل فتح الكسور الهيدروليكيّة، وعادةً تصل هذه النسبة إلى 99% من المياه والرمال، كما يتكوّن 1% من سائل التكسير من حامض ومزيل اللزوجة العضوية، بالإضافة لمواد كيميائية أخرى تساعد على منع نمو الكائنات الحية الدقيقة  كما تقلّل من عملية الاحتكاك وتحدّ من عملية تآكل محيط البئر.

 واشار الى ان هناك بعض المحددات التي تحد من استخراج الغاز الصّخري، ومنها بيئة الترسيب حيث تختلف صفات الصخور ومكوناتها باختلاف البيئة التي تتواجد بها، فيما إذا كانت بيئة بحريّة أو بيئة غير بحريّة. فالصخور الموجودة ضمن بيئة بحرية تتميز بأنّها صخور هشة بسبب احتوائها على مجموعة معادنٍ هشة مثل الكربونات، والفلسبار، كما تحتوي على نسبة منخفضة من الطين، وهذه الصخور تستجيب للتحفيز الهيدروليكي بصورة سريعة، أما الصخور المترسبة ضمن بيئة غير بحرية فتتميز باحتوائها على نسبة أعلى من الطين مما يجعلها لدنة أكثر وأقل استجابة للتحفيز الهيدروليكي .

وعن ايجابيات استخراج الغاز الصخرى قال انه يوجد العديد من إيجابيات استخدام الغاز الصخري، ومنها خفض نسبة ثانى اكسيد الكربون واكاسيد النتروجين وثانى اكسيد النيتروجين وضمان الغاز الطبيعى كمصدر طاقة افضل من الوقود الاحفورى وتوفير الوظائف لاعداد كبيرة من الاشخاص فى الانتاج والصناعة والتأثير الايجابى على الاقتصاد  وامكانية انتاج كميات كبيرة وسريعة بتكلفة منخفضة نسبيا ورغم الايجابيات المتعددة الا ان هناك سلبيات لاستخراج الغاز الصخرى من بينها وجود تأثيرات ضارة على البيئة  وهناك سلبيات اخرى على المياه وسلبيات على الصحة العامة 

واختتم رئيس الجامعة السابق أن الغاز الصخري يمثل مصدرًا واعدًا للطاقة في المستقبل القريب إذا ما تبينت الجدوى الاقتصادية واستدامة إنتاجه على المدى الطويل وبما يسهم في تلبية متطلبات الطاقة المستقبلية عالميًا بالرغم من ارتفاع تكاليف إنتاجه مقارنًة بالغاز التقليدي بشرط توافر التكنولوجيا والمعدات الحديثة لاستخراجه وبطرق وآليات تكنولوجية تقلل من المخاطر المحتملة على البيئة والصحة العامة، كما يحتاج إلى دراسات متعمقة فيما يتعلق بتسببه في إحداث بعض الأنشطة الزلزالية .