گازها در زندگی روزمره و صنایع، نقش حیاتی ایفا میکنند و انواع مختلفی دارند؛ از گازهای سادهای مانند اکسیژن که برای تنفس ضروری است، تا گازهای پیچیدهتر مانند گاز طبیعی که ترکیبی از چندین ترکیب گازی مختلف است. گاز LPG نیز، که از پروپان و بوتان تشکیل شدهاند، کاربردهای گستردهای در گرمایش، پختوپز، و حملونقل دارند. هر یک از این گازها با توجه به ویژگیها و تاریخچه خود، تأثیرات شگرفی بر توسعه فناوری و بهبود زندگی بشر داشتهاند. در این مقاله، تمرکز اصلی بر روی تاریخچه گاز طبیعی و گاز مایع خواهد بود.
گاز در تمدن های باستانی
تاریخچه گاز نشان میدهد، اولین استفاده انسان از گاز طبیعی به دوران باستان بازمیگردد. شواهد نشان میدهد که در حدود۱۰۰۰ سال پیش از میلاد، شعلههای طبیعی گاز که از شکافهای زمین بیرون میآمدند، توسط تمدنهای باستانی مانند چین، ایران و یونان مشاهده و مورد استفاده قرار میگرفتند. در آن زمان، این شعلهها اغلب بهعنوان پدیدهای مقدس تلقی میشدند و در معابد یا مکانهای مذهبی بهکار میرفتند.
اولین استفاده عملی از گاز طبیعی توسط مردم چین صورت گرفت آن ها از لوله های توخالی بامبو برای هدایت گاز از محل نشت به مکان های مورد نظر خود استفاده کردند و یکی از استفاده های آن ها سوزاندن گاز برای تبخیر آب دریا بود تا بتوانند نمک استخراج کنند.علاوه برآن چینیها با استفاده از ابزار های ابتدایی، چاه های کمعمق نیز حفر کردند.
قرن هفدهم
اصطلاح “گاز” برای اولین بار توسط شیمیدان و پزشک بلژیکی، یان باپتیست فان هلمونت در اوایل قرن هفدهم میلادی به کار برده شد.این واژه از یک کلمه یونانی به معنای آشفتگی و بی نظمی گرفته شده است.او زمانی که در حال مطالعه بر روی فرآیند تخمیر بود متوجه مواد نامرئی (گاز کربن دی اکسید) شد که طی فرآیند تبخیر بدست میآمد.او این ماده نامرئی که نه جامد بود و نه مایع را گاز نامید.
رابرت بویل نیز بر روی خواص گازها مطالعه میکرد که منجر به کشف قانون بویل برای گازها شد. این قانون بیان میکند که در دمای ثابت، حجم یک گاز با فشار آن رابطه معکوس دارد، به این معنا که اگر فشار گاز افزایش یابد، حجم آن کاهش مییابد و بالعکس، به شرطی که دما ثابت باقی بماند. بویل با استفاده از ابزارهای دقیقی مانند لولههای جیوهای خمیده این قانون را از طریق آزمایشهای دقیق کشف کرد این قانون یکی از پایههای شیمی و فیزیک مدرن به شمار میرود.
قرن هجدهم
کشف علمی گازهای مختلف
در قرن هجدهم، شیمیدانان برجستهای مانند جوزف پریستلی و هنری کاوندیش کشفیات مهمی درباره گازها انجام دادند که درک ما از ترکیب هوا و گازهای مختلف را متحول کرد. جوزف پریستلی در سال ۱۷۷۴ موفق به کشف اکسیژن شد؛ او از تجزیه دیاکسید جیوه تحت گرما گازی آزاد کرد که آن را «هوای خالص» نامید و دریافت که این گاز برای تنفس و احتراق ضروری است. هنری کاوندیش نیز در سال ۱۷۶۶ هیدروژن را کشف کرد؛ او با واکنش فلزات مانند روی با اسیدها، گازی تولید کرد که آن را «هوای آتشین» نامید و بعداً مشخص شد که این گاز یکی از عناصر اصلی آب است. این کشفیات، پایههای شیمی مدرن را بنا نهاد و شناخت جدیدی از عناصر و گازهای طبیعی به جهان علم افزود.
استفاده از گاز برای روشنایی شهری (گاز زغالسنگ)
استفاده از گاز برای روشنایی شهری با گاز زغالسنگ در اواخر قرن هجدهم آغاز شد. ویلیام مرداک، مهندس اسکاتلندی، در سال ۱۷۹۲ نخستین کسی بود که از گاز زغالسنگ برای روشنایی استفاده کرد. او با تقطیر زغالسنگ و استخراج گاز آن، این ایده را در خانه خود آزمایش کرد. در سال ۱۸۰۷، اولین سیستم روشنایی عمومی با گاز در خیابانهای لندن توسط شرکت Gas Light and Coke Company نصب شد و خیابانها را بهطور کارآمد روشن کرد. این فناوری به سرعت در دیگر شهرهای اروپا و آمریکا گسترش یافت و تا میانه قرن نوزدهم به استانداردی برای روشنایی خیابانها، خانهها و اماکن عمومی تبدیل شد.
قرن نوزدهم
اولین حفاریهای صنعتی برای استخراج گاز طبیعی
اولین تلاشهای صنعتی برای استخراج گاز طبیعی به اوایل قرن نوزدهم بازمیگردد. در سال ۱۸۲۱، ویلیام هارت در شهر فردونیا، ایالت نیویورک، نخستین چاه گاز طبیعی را حفاری کرد. او با مشاهده نشت گاز از زمین، یک چاه ساده حفر کرد که گاز طبیعی را به سطح میآورد. هارت این گاز را برای روشنایی چراغهای خیابانی و منازل در فردونیا استفاده کرد، که به اولین کاربرد صنعتی گاز طبیعی در جهان تبدیل شد. این اقدام ویلیام هارت آغازگر دورهای جدید در بهرهبرداری از منابع گاز طبیعی بود و جرقهای برای توسعه فناوریهای مدرن در این صنعت به شمار میرفت.
اختراع خطوط لوله گاز
در همان سالها، برای انتقال گاز طبیعی از محل چاهها به مناطق مصرف، فناوری خطوط لوله توسعه یافت. در دهه ۱۸۲۰، اولین خطوط لوله چوبی برای انتقال گاز در فردونیا ساخته شدند. این فناوری ساده اما کارآمد، ایده استفاده از خطوط لوله برای انتقال گاز به مقیاس بزرگتر را فراهم کرد. در ادامه، افرادی مانند ساموئل کیر(Samuel Kier)، که از پیشگامان صنعت نفت و گاز در آمریکا بود، با استفاده از لولههای فلزی، سیستمهای انتقال پیشرفتهتری را معرفی کردند. در دهههای بعد، پیشرفت در متریالهای صنعتی مانند فولاد و جوشکاری، شبکههای لولهکشی مدرن را به وجود آورد. این اقدامات، مسیر را برای استفاده گسترده و پایدار از گاز طبیعی در صنایع و زندگی روزمره هموار کرد و بنیان صنعت گاز را در سطح جهانی بنا نهاد.
قرن بیستم
قرن بیستم دورهای بسیار مهم برای توسعه و استفاده گسترده از انواع گازها بود. در این دوره، گازهای مختلفی از جمله گاز طبیعی، پروپان ، بوتان، گازهای مایعشده نفتی (LPG)، و گازهای صنعتی مانند فریون و هلیوم در صنایع، حملونقل، و زندگی روزمره انسان نقش اساسی پیدا کردند. این قرن شاهد پیشرفتهای قابلتوجه در اکتشاف، استخراج، پالایش، و کاربردهای علمی و صنعتی گازها بود که تأثیرات گستردهای بر زندگی بشر و پیشرفت علم داشت.
گاز طبیعی و توسعه شبکههای انتقال
در اوایل قرن بیستم، گاز طبیعی بهعنوان یک منبع انرژی اصلی شناخته شد. توسعه خطوط لوله انتقال گاز در آمریکا، اروپا، و اتحاد جماهیر شوروی، امکان انتقال گاز به مسافتهای طولانیتر را فراهم کرد. گاز طبیعی برای تولید برق، گرمایش خانهها، و در صنایع پتروشیمی بهعنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار گرفت. همچنین، در دهه ۱۹۶۰، فناوری مایعسازی گاز طبیعی (LNG) معرفی شد که تجارت بینالمللی گاز را ممکن ساخت. این تحول به کشورهایی مانند ژاپن و کره جنوبی اجازه داد تا گاز طبیعی را به صورت مایع وارد کنند.
تاریخچه گاز مایع
گاز مایع (LPG)، متشکل از پروپان و بوتان، در اوایل قرن بیستم توسط والتر اسنلینگ کشف شد. او در سال ۱۹۱۰ دریافت که برخی از گازهای نفتی میتوانند تحت فشار به مایع تبدیل شوند و در مخازن ذخیره شوند. این کشف منجر به توسعه فناوریهای ذخیرهسازی و حمل ونقل گاز مایع شد. در دهه ۱۹۲۰، LPG بهصورت تجاری برای گرمایش و روشنایی در مناطقی که به گاز طبیعی دسترسی نداشتند معرفی شد. تا دهه ۱۹۳۰، فرآیندهای صنعتی جداسازی پروپان و بوتان از نفت خام و گاز طبیعی در پالایشگاهها توسعه یافت و LPG بهعنوان یک سوخت تمیز و چندمنظوره به مصارف خانگی، صنعتی، و کشاورزی راه یافت.
در طول قرن بیستم، گازLPG بهسرعت به یکی از سوختهای اصلی قابلحمل تبدیل شد. در دهه ۱۹۴۰، این گاز برای سوخت خودروها و کاربردهای نظامی در جنگ جهانی دوم استفاده شد. دهههای ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ شاهد گسترش شبکه توزیع LPG و ورود آن به بازارهای جهانی بود. مخازن بزرگتر، تانکرهای حملونقل، و زیرساختهای پیشرفته به افزایش تولید و مصرف LPG کمک کردند. در دهههای پایانی قرن بیستم،LPG بهعنوان یک سوخت پاکتر برای حملونقل شهری و کاهش آلودگی هوا محبوبیت یافت.
سخن آخر
تاریخچه گاز نشان میدهد که این ماده نامرئی، همچون بسیاری از منابع طبیعی دیگر، فراز و نشیبهای بسیاری را تجربه کرده است. از شعلههای مقدس طبیعی در تمدنهای باستانی تا نخستین استفاده عملی از گاز طبیعی توسط چینیها برای استخراج نمک، بشر همواره در تلاش بوده است تا از منابع پیرامون خود به بهترین شکل بهرهبرداری کند.
مطالعه تاریخچه گاز نشان میدهد، این مسیر هرچند پر از مخاطرات و چالشها بود، اما با پشتکار و خلاقیت انسان همراه شد. حفاریهای اولیه، توسعه خطوط لوله، و فناوریهای پیشرفته استخراج و مایعسازی گاز، همگی نماد اراده بشر برای بهرهگیری از گاز طبیعی و گاز مایع در بهبود کیفیت زندگی و پیشرفت فناوری است.گاز طبیعی و گاز مایع، بهعنوان دو منبع حیاتی، همچنان بخشی از مسیر تحول و نوآوری خواهند بود.