ماهو مصدر الطاقة في الوقود الأحفوري ؟.. وأنواعة
ما هو مصدر الطاقة في الوقود الأحفوري
يتساءل العديد منا عن سبب تسمية الوقود الأحفوري بهذا الاسم، وهو أحد أنواع الوقود غير المتجددة التي تستنفد ولا تعود إلا بعد آلاف السنين، وذلك بسبب العوامل التي تساعد في تكوينه والتي تشمل كائنات حية مدفونة في باطن الأرض مثل النباتات والحيوانات .
بفعل عوامل الحرارة والضغط الموجودة في باطن الأرض منذ آلاف السنين، تحللت وتحولت هذه الرواسب والبقايا الموجودة مع مرور الزمن لتصبح مصادر الطاقة مثل الغاز الطبيعي والفحم والنفط.
ولكن هل الوقود الحفري من الحفريات؟
نعم، فالوقود الحفري يأتي من الحفريات ويحتوي على الكربون الذي يتشكل بسبب العوامل نفسها من ضغط وحرارة، وتأتي جميع طحالب والبكتيريا والنباتات التي تم دفنها وتعرضت للعوامل البيولوجية منذ ملايين السنين.
لا يتم استخدام جميع أجزاء الحيوانات أو الهياكل العظمية كوقود، بل يتم الاحتفاظ ببعض الأجزاء الصلبة منها، والتي تتألف من كربونات الكالسيوم. وتتألف العظام من فوسفاتالكالسيوم، ويتم الاحتفاظ بها في علب زجاجية مصنوعة من الدياتومات وثاني أكسيد السيليكون السيليكا.
من المعروف أنه إذا تم دفن هذه البقايا التي تحيط بها الأنسجة العضوية بعد وفاة أصحابها، يتم الحفاظ عليها، ولكن الأجزاء الصلبة تتحجر بمرور الوقت، وبالتالي فهي ليست مصدرًا للطاقة لأنها تستطيع مقاومة الحرائق.
أنواع الوقود الأحفوري الثلاثة
يتميز الوقود الأحفوري، وهو عبارة عن الفحم والبترول والغاز الطبيعي، بأنه يختلف عن أنواع الطاقة البديلة
-الفحم
يتمثل التحول المشار إليه في تحويل بعض الأشجار والنباتات الموجودة في باطن الأرض إلى مادة صلبة سوداء اللون وهي الفحم، وتتكون هذه المادة من عناصر الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والكبريت.
هناك عدة أنواع من الفحم مثل “الأنثراسايت والبيتومين والليجنايتو”، وهذه الأنواع تختلف بعضها بسبب تركيز العناصر، فمثلاً يمتلك الأنثراسايت تركيزًا أعلى من الكربون.
يحتوي “اللجنيت” على تركيز عالٍ من العنصرين الأكسجين والهيدروجين بينما يحتوي تركيز عنصر الكربون على نسبة منخفضة. ومن ناحية أخرى، يحتوي “ليجنايتو” على العناصر بتوازن.
تتم معالجة الفحم لاستخراج مشتقاته، مثل الكوك والقطران الفحم وغاز الفحم، بالطريقة الصناعية .
- كيف يتشكل الفحم؟
تتم عملية تحويل الأشجار إلى فحم بعد دفن الغابات الكثيفة وتراكم التربة عليها، وبعد تأثير عوامل الطبيعة الأخرى، مثل الحرارة العالية والضغط، تحترق الأشجار وتتحول إلى الشكل الذي نعرفه كفحم .
- استخدامات الفحم
يتم استخدام الفحم كوقود في تشغيل محركات القطارات وفي طهي الطعام في بعض المناطق، كما يتم استخدامه في توليد الكهرباء في المحطات الحرارية بسبب خصائصه كوقود حراري .
-البترول
يطلق على البترول اسم الذهب الأسود، وهو يعد مصدر طاقة مهم لاستخدامه في العديد من الصناعات، حيث يتكون من خليط من غاز البترول والديزل وشمع البرافين وبعض زيوت التشحيم، ويتواجد بلونين مختلفين هما الأخضر والأسود، ورائحته تكون غريبة ونفاذة .
- تشكيل البترول
يتسبب تراكم جثث الحيوانات والنباتات البحرية على قاع البحر وتغطيتها بالرمال والطين في تعرضها للضغط والحرارة في باطن الأرض، مما يحولها إلى البترول، ويتم فصل البترول عن طريق عملية التقطير لفصل النفط الخام والزيوت الأخرى عنه.
- استخدامات البترول
يتم استخدام البترول في صورة البنزين لتشغيل محركات الاحتراق الداخلي مثل محركات السيارات والمصانع وصناعة الأسقف والأرصفة الموجودة بالطرق، كما يستخدم كمادة طاردة للماء ويُستخدم في صناعة المنظفات المختلفة، ويدخل في صناعة البلاستيك والألياف والبولي إيثيلين.
-غاز طبيعي
يعد الغاز الطبيعي وقودًا حفريًا، ولكن على عكس أنواع الوقود الأخرى، فهو وقود نظيف وغير سام ولا يمتلك لونًا أو رائحة، ويسهل تعبئته في الأنابيب ويتم تخزينه تحت ضغط عالٍ، ويطلق عليه اسم CNG، وهو أقل تكلفة من البترول، ويعتبر غاز الميثان من أهم الغازات الموجودة فيه .
- تشكيل الغاز الطبيعي
يتكون الطين المشبع بالمواد العضوية، الذي يحول إلى صخور عضوية، بسبب غرق النباتات والكائنات الحيوانية في البحار والمحيطات واختلاطها بالمواد العضوية الأخرى، مما يمنع دخول الأكسجين إليه.
يتحول هذا الصخر بسبب الضغط والحرارة إلى مادة شمعية تسمى الكيروجين، مما يساعد على حمايته من التحلل، وعندما تصل درجة الحرارة إلى 90-160 درجة مئوية، يتحول هذا الكيروجين إلى الغاز الطبيعي.
- استخدامات الغاز الطبيعي
يُعَدُّ الغاز الطبيعي مصدرًا نظيفًا للطاقة يُستخدَمُ في توليد الكهرباء وكوقود للسيارات وفي الطهي، كما يستخدم الغاز الطبيعي كمادة أولية في صناعة المنتجات الكيميائية والأسمدة .
عيوب ومميزات الوقود الأحفوري
مزايا الوقود الأحفوري
- مصدر رخيص للطاقة
بسبب استخراج الوقود الأحفوري منذ مئات السنين، فقد ساعد ذلك على انخفاض سعره نسبيًا، ولكن يتغير ذلك الآن بسبب ارتفاع مصاريف الإنتاج .
- الموثوقية
يعتمد بشكل كبير على الوقود الأحفوري نظرًا لتوافر حقول الفحم ورواسب النفط، ولكن في حالة انخفاض توفر هذه المنتجات، أصبح من السهل العثور عليها بواسطة الوسائل العلمية المتقدمة.
- الوفرة
قد ينفد الوقود في أي وقت ولا يكون كافيًا لتلبية احتياجات السكان المتزايدة، ولكن أكد العلماء أن كميات الوقود ووقت نفاذها بعيد جدًا عن الآن، لذلك لا يوجد ما يدعو للقلق .
- المنتجات الثانوية المفيدة
بسبب استخدام البترول في صناعة البلاستيك الذي يستخدم في جميع جوانب الحياة اليومية، سيختفي البلاستيك عندما ينفد الوقود الأحفوري، وهو مادة أساسية في العديد من الصناعات والحياة اليومية التي لا يمكن الاستغناء عنها.
عيوب الوقود الأحفوري
يتسائل البعض عن تأثير استخدام الوقود الأحفوري على البيئة، حيث يتسبب في بعض الأضرار مثل
- من أحد عيوب الوقود الأحفوري هو أنه لا يمكن تجديده إلا بعد ملايين السنين عندما يفنى، ولذلك يجب التركيز على أهمية مصادر الطاقة المتجددة .
- يترتب على إنتاج المعادن خطرًا بسبب التكاليف الباهظة لعمليات التعدين والكوارث التي قد تحدث من حرائق وانفجارات وانهيارات أثناء التعدين، مما يؤدي إلى مقتل عدد كبير من الأشخاص .
- – “تحدث الانفجارات في المصانع بسبب قابلية المواد المستخدمة للاشتعال، وتتطاير المواد الخطرة والغازات التي تؤثر سلبًا على صحة الإنسان .
- يمكن حدوث تسرب للنفط في المياه مما يؤدي إلى تلوث المياه، والذي يسبب بدوره مقتل المئات من البشر .
- يمكن أن يحدث تسمم المياه الجوفية بسبب عملية التكسير التي يتم استخدامها في عملية الاستخراج، وهذا يؤدي إلى ترسب بعض المواد الضارة في المياه الجوفية مما يؤدي إلى حدوث الكوارث.
- الضباب الدخاني الكيميائي هو ضباب ضوئي يشكل خطرًا على صحة الإنسان، وخاصةً على المتواجدين في المناطق الصناعية الحديثة، ويمكن أن يسبب أمراض الجهاز التنفسي .
- يؤدي احتراق الوقود إلى تعريض المناخ لعملية الاحتباس الحراري بسبب الغازات الدفيئة، مما يسبب وجود كميات هائلة وكبيرة من ثاني أكسيد الكربون .