على مدى عقود طويلة، اعتمدت البشرية على الوقود الأحفوري. وقد أسهمت هذه الموارد في تحسين جودة الحياة وفتحت آفاق جديدة أمام العديد من الاختراعات والصناعات التي ساعدت في الرقي بالمعيشة الإنسانية.
أمثلة على الوقود الأحفوري
يمكن تقسيم الوقود الأحفوري إلى ثلاثة أشكال رئيسية تُستخدم في إنتاج الطاقة، وهي:
الفحم الحجري
- يُعتبر الفحم الحجري من مصادر الطاقة غير المتجددة، وهو نوع من الصخور الرسوبية ذات اللون الأسود الداكن أو البني.
- يمتلك الفحم الحجري طاقة كبيرة يتم تحريرها عند حرقه.
- يحتوي الفحم على نسبة عالية من مكونات الهيدروكربونات وعناصر الكربون.
- تتكون الهيدروكربونات من ارتباط عناصر الكربون والهيدروجين.
- يوجد أربعة أنواع من الفحم الحجري، تختلف حسب خصائصها ونسبة الكربون بها: الفحم الحجري شبه القاري، اللغنيت، البيتومين، والأنثراسايت.
طريقة التشكيل
- يقوم بعملية الدفن للنباتات الميتة في بيئة المستنقعات.
- تتعرض هذه النباتات لدرجات حرارة وضغط مرتفعين.
- بعد مرور ملايين السنين، تتحول المواد العضوية المدفونة إلى فحم حجري يتميز بكثافة كربونية عالية.
استخداماته
- التدفئة في المنازل أو الاستخدامات التجارية.
- توليد الطاقة الكهربائية.
- تدخل في بعض الصناعات مثل: صناعة الإسمنت، والفولاذ، والوقود الصناعي، وألياف الكربون، والأدوية، والقطران.
الغاز الطبيعي
- يعد الغاز الطبيعي من أهم مصادر الوقود الأحفوري، ويتميز بعدم وجود لون أو رائحة.
- يتكون الغاز الطبيعي بصورة أساسية من غاز الميثان، الذي يتكون من ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين.
- بالإضافة إلى الميثان، يحتوي الغاز الطبيعي على بعض السوائل والغازات الهيدروكربونية مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون.
طريقة التشكيل
- تتجمع بقايا الحيوانات والنباتات الميتة تحت طبقات سميكة من قيعان المحيطات وأسطح الأراضي.
- بعد مرور ملايين السنين، وتعرض هذه البقايا لدرجات عالية من الحرارة والضغط، تتحول مع المواد العضوية إلى مواد غنية بالهيدروكربونات.
- تتحول هذه المواد الغنية إلى حالة غازية نتيجة لارتفاع درجات الحرارة والضغط.
استخداماته
- التدفئة في المنازل.
- إنتاج الأسمدة والمواد الكيميائية.
- تشغيل أجهزة التبريد والمعدات.
- توليد الطاقة الكهربائية باستخدام التوربينات الموفرة لمشتقات الغاز الطبيعي.
النفط
- يعرف النفط أيضًا باسم البترول أو الصخر الزيتي، وهو يعد من أهم أشكال الوقود الأحفوري.
- النفط عبارة عن مواد سائلة تُستخرج من باطن الأرض، وتتألف من مكونات عضوية مثل الهيدروجين والكربون.
- يتنوع تركيب النفط حسب الظروف المحيطة به وعمق مصدره.
- يعتبر النفط من المصادر الأساسية للطاقة عالميًا.
طريقة التشكيل
- تترسب العوالق البحرية الميتة في قيعان المحيطات.
- تتجمع كميات كبيرة من المواد العضوية في بيئة خالية من الأكسجين.
- بعد ملايين السنين وارتفاع معدل الدفن مع درجات الحرارة والضغط، تتحول المواد العضوية إلى سائل كثيف أسود غني بالهيدروكربونات، ويعرف باسم النفط الخام.
استخداماته
- إنتاج أنواع متعددة من الوقود مثل الديزل، والسولار، والبنزين لتلبية احتياجات التدفئة وتوليد الكهرباء والمركبات.
- صناعة البلاستيك بأنواعه المتعددة.
- الإسهام في صناعة الملابس، إذ تُصنع غالبية ألياف الملابس من النفط.
- تحضير مواد التنظيف ومستحضرات التجميل مثل الشامبو، والصابون، ومعجون الأسنان.
تعريف الوقود الأحفوري
يمثل الوقود الأحفوري المواد التي تحتوي على مركبات الهيدروكربون، والتي نشأت لأسباب بيولوجية وعُرفت بأنها تكونت في باطن الأرض، ويمكن تعريفه كما يلي:
- الوقود الأحفوري: هو نتاج بقايا عضوية من الحيوانات والنباتات المتحللة التي دفنت تحت طبقات الرسوبيات والصخور لمدد زمنية طويلة، مما جعلها تتحول إلى مواد غنية بعنصر الكربون.
- يُعتبر الوقود الأحفوري من المصادر غير المتجددة، ويشمل أمثله متنوعة كالنفت، الفحم، والغاز الطبيعي، التي تمثل 80% من الطاقة في العالم.
تحديات استهلاك الوقود الأحفوري
بعد استعراض أمثلة النقود الأحفورية، ينبغي الإشارة إلى المشاكل البيئية الناجمة عن استخدامها، ومنها:
- أحد أهم النتائج هو ثقب طبقة الأوزون.
- هطول الأمطار الحمضية بكثافة.
- تلوث الهواء والماء.
- 30% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون تتسبب بها عملية حرق النفط.
- الغاز الطبيعي يساهم في 1/5 من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عالميًا لاحتوائه على الميثان.
- حرق الفحم يؤدي إلى حرائق تحت الأرض يصعب إخمادها في بعض الأحيان.
- يمكن أن يتسبب غبار الفحم في حدوث انفجارات، مما يجعل تعدين الفحم مهنة محفوفة بالمخاطر.
- انتشار العديد من الأمراض والوفيات المبكرة.
- يمكن أن يؤدي استخراج الغاز الطبيعي إلى الزلازل وتلوث المياه الجوفية.
- يساهم النفط في تكوين الضباب الدخاني، ويعد من أكبر مصادر تلوث الهواء.
- ارتفاع درجة حرارة الكرة الأرضية بنسبة 1°، وزيادة الاحتباس الحراري الذي يؤدي لارتفاع مستويات البحار وفقدان التنوع البيولوجي وتغير المناخ وانقراض بعض الكائنات الحية.
ملاحظات حول الوقود الأحفوري
هناك بعض التساؤلات الشائعة حول الوقود الأحفوري، ومنها:
هل يحتاج الوقود الأحفوري إلى فترة طويلة للتشكل؟
- يُنتج الوقود الأحفوري نتيجة لتحلل الحيوانات والنباتات بشكل بطيء.
- تستغرق هذه العملية ملايين السنين، وأحيانًا تمتد لمئات الملايين.
هل يعد الوقود الأحفوري مصدرًا رخيصًا للطاقة؟
- يُعتبر الوقود الأحفوري مصدرًا اقتصاديًا للطاقة، ولم تتغير طرق استخراجه أو إنتاجه خلال السنوات الخمسين الماضية.