منوعات
ما هي أهمية الوقود
يُطلق على كل ما يتم استخراجه من باطن الأرض أو استخلاصه من البترول ويسبب توليد الطاقة اسم الوقود، وتختلف مصادر الوقود بحسب نوعها، وتتنوع الطرق التي يتم بها الحصول عليه، فما هي مصادر الوقود وما هي أهميتها؟
أهم مصادر الوقود
يتم استخراج الوقود باستخدام عمليات الحفر والتعدين في مناجم الفحم والمعادن، بالإضافة إلى عمليات التفاعل الكيميائي التي تحدث في البترول لاستخلاص أنواع أخرى من الوقود.
الإيثانول
- يُعرف أيضًا باسم الكحول الإيثيلي، وهو سائل قابل للاشتعال، ويتم إنتاجه عن طريق تخمير السكريات في بعض النباتات مثل الذرة وقصب السكر.
- تحتوي كمية البنزين المباعة على نسبة من الأثانول أو الكحول الإيثيلي تصل إلى 10%، وهذا هو السبب الرئيسي وراء استخدام الجميع لهذا النوع من البنزين.
- هناك أنواع أخرى من وقود السيارات، والذي يحتوي على نسبة 51% وقود و83% إثانول، وكذلك الوقود المتوفر في العديد من محطات البنزين والذي يحتوي على 15% إثانول.
- هناك نباتات أخرى يتم استخراج الإيثانول منها، مثل سيقان الذرة وأوراق الأشجار وبعض أنواع الصبار، والإيثانول المستخرج من هذه الأنواع يسمى الإيثانول السليلوزي.
- يمكن الحصول على الإيثانول أيضا من بعض معالجات الغاز الطبيعي.
- يحتوي الإيثانول على معدل طاقة أعلى من محتوى الوقود ذاته، وبالتالي فإن تكلفة محرك يعتمد على الإيثانول كوقود أقل بالنسبة لكل ميل يتم قطعه بالمقارنة مع استخدام الوقود العادي.
الميثانول
- يُعرف الكحول الميثيل أيضًا باسم الميثانول، وهو نوع من الكحولات القابلة للاشتعال، والتحول من المولد الخام إلى هذا النوع أسهل بكثير من التحول إلى الإيثانول.
- من الأمور المعروفة علميًا أن أي شيء يحتوي على طاقة حيوية في يومٍ ما، يُمكن تحويله إلى ميثانول واستخدامه في الاستهلاك في وقت لاحق.
- تتضمن المواد الخام المستخدمة لإنتاج الفحم مخلفات المزارع والغاز الطبيعي وما يمكن استخراجه من غاز الميثان الناتج عن مخازن النفايات، ويمكن استخدام هذا الغاز لإنتاج الميثانول.
- يتميز الميثانول بأنه وقود سام وغير صالح للشرب، وأنه يستخدم كوقود للسيارات بنسبة أعلى من الإيثانول.
الجازولين
- يتم الحصول على البنزين، وهو مشتق من الوقود الخام، بنسبة تقدر بحوالي 19 جالونًا من أصل 42 جالونًا، عن طريق تسخين الوقود الخام في مصفاة النفط عند درجة حرارة تصل إلى 350 مئوية داخل غرفة مضغط، ثم تقطيرها للحصول على البنزين.
- يتم إضافة بعض المكونات إلى البنزين قبل بيعه، وذلك لتعزيز نسبة الأوكتان به وجعله وقودا فعالا للمحركات، ولتجنب إلحاق الضرر بأي مركبات.
- تم خلط البنزين بالرصاص لأن استنشاقه يسبب تلفًا في الدماغ، ولذلك يتم الآن خلطه مع العطريات أو الإيثانول أو مزيج منهما لزيادة الأوكتان.
الديزل
- يشبه الديزل البنزين في التعرض لعمليات التكرير في البداية حتى يصبح صالحًا للاستخدام، ويتم تصنيع 12 جالونًا من الديزل من كل 42 جالونًا من النفط الخام.
- في محطة تكرير النفط في الغرفة المضغوطة، يتم تسخين الخام إلى درجة حرارة تتراوح بين 200 و350 درجة مئوية، وذلك لاستخراج الديزل بالتقطير.
- يتم اعتبار الديزل كفعالية أفضل من البنزين، وينتج عنه انبعاثات أقل من الغازات الدفيئة. ومع ذلك، يواجه الديزل صعوبات في العمل كوقود في الطقس البارد، مما يؤدي إلى زيادة انتاج أكاسيد النيتروجين التي تساهم في تشكيل الضباب الدخاني.
الغاز الطبيعي
- يتم اكتشاف الغاز الطبيعي (أو غاز الميثان) في نفس الآبار التي يتم استخراج النفط منها.
- يعتبر عمال التنقيب أن التقاط هذا الغاز غير مربح، لذلك يتم حرقه في الغلاف الجوي.
- يتم استخدامه كوقود في صورته الغازية، ويستخدم في الغالب كوقود للمركبات الثقيلة أو التجارية.
- يتم إنتاج الغاز الطبيعي لبعض شاحنات التوصيل، حيث يتم تبريده إلى درجة حرارة 162 درجة مئوية، ويمكن تحويل بعض أنظمة وقود السيارات لتعمل بالغاز الطبيعي، ولكن يعتبر هذا الأمر مكلفًا إلى حد ما .
الهيدروجين
- يعتبر واحدا من أشهر أنواع الوقود على سطح الأرض، ويتم تخزينه داخل خلايا كهروكيميائية، ويتم استخدامه في العديد من السيارات وعلى رأسها مرسيدس وتويوتا.
- يتم ضخ الهيدروجين كغاز داخل خلية الوقود، ثم يتحد مع الأوكسجين عند الاشتعال لإنتاج الماء والحرارة فقط، ولاتنتج أي انبعاثات سامة.
- يتفاعل الهيدروجين نادراً بشكل منفرد، بل يتحد مع جزيء الماء، ويتم تحرير الطاقة بعد تفكيك رابطة الماء، ويحتاج لخلطه فقط بنسبة 4% من الهواء للحرق، مما يجعله سهل الاشتعال والاحتراق.
الديزل الحيوي
- هو وقود زيتي يتم إزالة الجليسيرين منه وإضافة الميثانول والغسول، مما يجعل الزيت أقل لزوجة وأكثر توليداً للطاقة.
- يُعتبر الديزل الحيوي وقودًا بديلاً جيدًا للديزل، وليس للبنزين، ويُعَدُّ واحدًا من أنواع الوقود غير الأحفوريَّة الأكثر شيوعًا، والمُفضَّلة في جميع الأوقات خلال العام.
اليورانيوم
- هذا النوع من الوقود لا يمكن تجديده، ولذلك فإن استهلاك جزء كبير منه يمكن أن يؤدي إلى نفاده.
- يولد اليورانيوم الحرارة من خلال الاضمحلال الإشعاعي، وهي عملية تنتج وزنًا يصل إلى مليون مرة قدر الطاقة.
- يمكن لليورانيوم أنيؤثر سلبًا ويتسبب في حدوث النشاط الإشعاعي والانبعاثات الخطرة التي تستمر لمدة طويلة وتصل إلى مئات السنين.
ما هي أهمية الوقود
تتجلى أهمية الوقود في شكله السائل أو الغازي أو الصلب، كما هو الحال مع الفحم، في استخداماته اليومية المرتبطة بما يلي:
- الجازولين: تظهر أهمية الجازولين في تشغيل السيارات وحافلات المدارس والشاحنات، كما أن الجازولين يلعب دورمهمًا في تشغيل جزازات الأعشاب ومعدات الصيانة والحفارات وشاحنات التفريغ والرافعات.
- الغاز الطبيعي: يستخدم الغاز الطبيعي كوقود لتشغيل أنظمة التدفئة وأسطح الموقد وسخانات المياه ومجففات الملابس في المنزل.
- الفحم : تستخدم الكثير من المصانع الكهربائية الفحم كوقود لتوليد الكهرباء التي تمد المنازل، حيث يتم حرق الفحم لتسخين الماء وتحويله إلى بخار لتشغيل توربينات توليد الطاقة الميكانيكية التي تتحول بعد ذلك إلى طاقة كهربائية.
- الكحول : تعمل العديد من الشاحنات والسيارات بالبنزين المخلوط بالكحول الإيثيلي.
- اليورانيوم أو الكربون: إنه الوقود الأساسي لمحطات الطاقة النووية.
- المياه: هل يمكن أن تكون المياه وقودا؟! في الحقيقة، يشار عادة إلى الماء بأنه وقود الحياة، فالجسم البشري يتألف من نسبة تتراوح بين 60 إلى 75٪ من الماء، ونحن نستخدم الماء لغسل الطعام وأجسامنا وتنظيف منازلنا. ويتولد الماء من خلال اندفاعه بالطاقة إلى المناطق القريبة خاصة الجداول والأنهار. وعندما يتدفق الماء مع فتح السدود التي تتحكم بتدفق الماء وتتسبب في تجمعه، فإن لقاء الماء بالتوربين الكبير يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، ومن خلال محول آخر يتم تعزيز الطاقة الكهربائية.
- توفر المياه كمصدر متجدد للطاقة حوالي 7% من إجمالي الطاقة الكهربائية، وتساهم في تقليل تلوث الهواء.
- الوقود أو الطاقة الشمسية: تعد أيضا مصدرا للطاقة المتجددة، حيث تسخن الشمس الأرض وتوفر الحرارة، مما يؤدي إلى تنوع الطقس وتنوع إنتاج الأرض من المحاصيل والنباتات والغذاء بشكل عام. وتستفيد أجسامنا من الشمس من خلال إنتاج فيتامين د الذي يقوي العضلات بمساعدته في إنتاج الكالسيوم. وتستخدم الطاقة الشمسية في محطات توليد الطاقة التي تشغل المصانع أو توليد الكهرباء أيضا.
من بين مهام الدول المتقدمة هي توفير مصادر بديلة للوقود غير المتجددة والحفاظ على مصادر الوقود البديلة واستخدامها بحكمة لأنها تتميز بالتجديد والاستدامة، مما يساهم في ازدهار واستقرار اقتصاد البلاد بشكل عام.