الأكسجين و PSA
كم تبعث محطة الأكسجين في الموقع من ثاني أكسيد الكربون؟
كيف تُقدَّر البصمة الكربونية لمحطة أكسجين PSA انطلاقًا من استهلاكها للكهرباء؟
إجابة مختصرة
لتقدير البصمة الكربونية لمحطة أكسجين PSA انطلاقًا من استهلاكها للكهرباء، اضرب الكهرباء التي تستهلكها المحطة في معامل الانبعاث لمصدر الكهرباء الذي تتغذى منه، وهي الطريقة التي تحددها إرشادات النطاق 2 من بروتوكول غازات الدفيئة (GHG Protocol، 2015) للكهرباء المشتراة.
الخطوة 1: الكهرباء التي تستهلكها المحطة
أحالت الإرشادات المؤقتة لمنظمة الصحة العالمية لعام 2020 إلى المواصفات الفنية للشركة المصنّعة للحصول على تقدير مفصل لاستهلاك محطة PSA من الطاقة، وتقول Assist International (Open Critical Care) إنه ينبغي الرجوع دائمًا إلى مواصفات الشركة المصنّعة. ومن الأرقام المرجعية المنشورة لمحطات PSA:
| المصدر | الرقم | الظروف |
|---|---|---|
| PATH و CHAI (2021) | نحو 1.2 kWh لكل Nm³ منتَج | محطة PSA تقليدية عند 65 psig؛ ويزداد الاستهلاك مع ارتفاع ضغط الخدمة ومع تعبئة الأسطوانات |
| منظمة الصحة العالمية، «مصادر الأكسجين وتوزيعه في مراكز علاج كوفيد-19» (2020، مؤقتة) | 1.22 kWh ±5% لكل m³ من التدفق الكلي | قاعدة تقريبية في إرشادات خاصة بكوفيد-19 تذكر أنها ينتهي العمل بها بعد سنتين من نشرها |
| Assist International (Open Critical Care) | 1.5 kWh لكل m³ من الأكسجين | مثال لمحطة PSA من شركة مصنّعة واحدة |
والضغط والنقاء يغيّران الرقم: إذ تذكر النشرة الفنية لـ ULTRAOX (2022) أن كل bar إضافي في ضغط الضاغط يضيف 7% إلى إجمالي استهلاك الكهرباء، وتقول مذكرة النقاء الصادرة عن الصندوق العالمي (2024) إن المحطة بنقاء 95% (±1%) تحتاج، للتدفق نفسه، إلى معدات أكبر باستهلاك طاقة أعلى من المحطة بنقاء 93% (±3%). انظر كم تستهلك محطة PSA من الكهرباء.
الخطوة 2: معامل الانبعاث
تصف إرشادات النطاق 2 من بروتوكول غازات الدفيئة طريقتين. فالطريقة القائمة على الموقع تعكس متوسط كثافة الانبعاثات في الشبكات التي تُستهلك فيها الطاقة، مستخدمةً في الغالب معاملات انبعاث متوسطة للشبكة. أما الطريقة القائمة على السوق فتستمد معاملات الانبعاث من الأدوات التعاقدية، مثل ضمانات المنشأ في الاتحاد الأوروبي أو اتفاقيات شراء الطاقة. وتأتي معاملات الشبكة من مصادر رسمية، مثل:
- المملكة المتحدة: معاملات التحويل الحكومية لتقارير الشركات، التي تنشرها Department for Energy Security and Net Zero، وهي الوزارة البريطانية المعنية بأمن الطاقة والحياد الصفري (نُشرت معاملات 2026 في 11 يونيو 2026)، وتُطبَّق على بيانات النشاط مثل kWh من الكهرباء المشتراة.
- الولايات المتحدة: قاعدة بيانات eGRID التابعة لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، التي تعطي الانبعاثات ومعدلاتها لكل الكهرباء المولَّدة في البلاد تقريبًا.
- البلدان الأخرى: يُدرج بروتوكول غازات الدفيئة معاملات انبعاث الكهرباء الوطنية الصادرة عن الوكالة الدولية للطاقة (IEA) ضمن البيانات القائمة على الموقع.
- الاتحاد الأوروبي: تذكر الوكالة الأوروبية للبيئة أن كثافة غازات الدفيئة في إنتاج الكهرباء تختلف كثيرًا بين الدول الأعضاء، وأن توليد كيلوواط ساعة واحد في الاتحاد الأوروبي أطلق انبعاثات أقل بنسبة 11% في 2024 مقارنة بعام 2023.
الخطوة 3: الحساب
تقوم طريقة بروتوكول غازات الدفيئة على ضرب بيانات النشاط في معامل الانبعاث لكل غاز دفيء منطبق، ثم ضرب المجاميع في القدرة على إحداث الاحترار العالمي للحصول على مكافئ ثاني أكسيد الكربون (CO2)، والإبلاغ عن النتيجة بالأطنان المترية لكل طريقة مستخدمة. وتغطي معاملات التحويل البريطانية أيضًا بيانات نشاط مثل حجم الوقود المستخدم، إلى جانب kWh من الكهرباء المشتراة، مع الإبلاغ عن انبعاثات النطاقات 1 و 2 و 3 كلٍّ على حدة.
الكهرباء المتجددة و UltraGreen
تقترح إرشادات الاستدامة الصادرة عن الصندوق العالمي (2024) النظر في الطاقة المتجددة بدلًا من المولدات من أجل الاستدامة التشغيلية والمالية. ووفق خطة UltraGreen، تعمل محطة ULTRAOX المشتركة في الخطة بكهرباء متجددة بنسبة 100%، من الطاقة الشمسية في الموقع أو من عقود طاقة خضراء معتمدة، وتذكر Ultra Controlo أن كل وحدة ULTRAOX مشتركة تتجنب ما يصل إلى 130 طنًا من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. انظر ما هي UltraGreen.
أسئلة أخرى
هل هناك رقم واحد لثاني أكسيد الكربون لكل متر مكعب من أكسجين PSA؟
تتوقف النتيجة على كهرباء المحطة لكل متر مكعب وعلى معامل الانبعاث لمصدر إمدادها، وتذكر الوكالة الأوروبية للبيئة أن كثافة الشبكة تختلف كثيرًا بين الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي.
هل يغيّر عقد الكهرباء المتجددة النتيجة؟
في الطريقة القائمة على السوق في بروتوكول غازات الدفيئة، تأتي معاملات الانبعاث من أدوات تعاقدية مثل ضمانات المنشأ أو اتفاقيات شراء الطاقة؛ أما الطريقة القائمة على الموقع فتستخدم معاملات متوسطة للشبكة.
المصادر
- GHG Protocol Scope 2 Guidance (World Resources Institute، 2015)، الفصل 6
- حكومة المملكة المتحدة، Government conversion factors for company reporting of greenhouse gas emissions (Department for Energy Security and Net Zero)
- وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، Emissions & Generation Resource Integrated Database (eGRID)
- الوكالة الأوروبية للبيئة، Greenhouse gas emission intensity of electricity generation in Europe (10 يوليو 2026)
- PATH و CHAI، Oxygen Generation and Storage: Pressure/Vacuum Swing Adsorption Plant (يوليو 2021)
- منظمة الصحة العالمية، Oxygen sources and distribution for COVID-19 treatment centres، إرشادات مؤقتة (4 أبريل 2020)
- Open Critical Care، Oxygen FAQ: How do you calculate power consumption for a PSA plant? (أسئلة شائعة أعدتها Assist International)
- الصندوق العالمي / Build Health International، Briefing Note: PSA Plant Oxygen Purity (3 أبريل 2024)
- الصندوق العالمي / Build Health International، Overview: Sustainability Guidance for PSA Oxygen Plants (22 أغسطس 2024)
- النشرة الفنية لـ ULTRAOX 2022، ص. 5 و ص. 6
- Ultra Controlo، إجابات الغازات الطبية: ما هي UltraGreen؟ (العرض التقديمي للشركة 2026، ص. 24)
أرقام Ultra Controlo مأخوذة من نشراتها الفنية. وقد قُرئت معلومات الجهات الأخرى من مصدرها في التاريخ المذكور.