هل يحتاج الوقود الأحفوري فترة زمنية طويلة لحدوثه
هل يحتاج الوقود الأحفوري فترة زمنية طويلة لحدوثه
نعم، يتطلب تكوين الوقود الأحفوري وقتا طويلا، ويعتبر الوقود الأحفوري أحد أهم مصادر الطاقة غير المتجددة في العالم. يحصل الوقود الأحفوري على طاقته من الحرارة التي تنتجها أشعة الشمس على الكائنات الحية، مما يعزز عملية التمثيل الضوئي وتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء في النباتات إلى مواد تخزن الطاقة. بعد وفاة النبات أو الكائن الحي، تتحول ذرات الكربون والهيدروجين الموجودة في الكائنات الحية إلى مركبات هيدروكربونية.
- عند دفن الكائنات الحية بسبب التعرية داخل الأرض، تزداد الحرارة تحت سطح الأرض ويزداد الضغط الكبير، مما يؤدي إلى تفتت المركبات الأحفورية المكونة من الهيدروكربون التي كانت عالقة في بقايا الكائنات الحية بعد الموت.
- يؤدي كل ذلك في النهاية إلى إنتاج الوقود الأحفوري بأشكاله المختلفة، بدءا من الغاز الطبيعي والبترول وصولا إلى الكربون الخام. وتشمل الوقود الحيوي أيضا.
أنواع الوقود الأحفوري أو الكربوني
ذكرنا سابقا أن أنواع الوقود الأحفوري أو الكربونية تتكون من 4 أنواع، وهي كالتالي.
- خث الوقود.
- الغاز الطبيعي.
- الفحم.
- البترول.
ماذا تعرف عن النفط
فإن النفط الخام أو البترول هو نتيجة نهائية لتفتت الصخور، أو ما يسمى بـ “زيت الصخور” في اللغة اللاتينية. وهو وقود أحفوري سائل يتكون بشكل رئيسي من الهيدروكربونات، ويمكن العثور عليه في خزانات جوفية ضخمة، وفي الشقوق والمسام داخل الصخور الرسوبية، أو حتى في رمال القطران القريبة من سطح الأرض. ويتم الوصول إليه من خلال عمليات الحفر، سواء في البر أو في البحر.
- ويتم العثور عليه أيضا عن طريق عمليات التعدين الشريطي، والتي تتم لاستخراجه من رمال القطران.
- عند استخراج النفط لا يكون بمفرده، بل عادة الآبار التي تحتوي على كميات من النفط تحتوي أيضا على كميات من الغاز الطبيعي، ويتم نقل كل هذا الوقود من خلال أنابيب سحب ضخمة إلى محطات تنقية الوقود والنفط، لتحويله إلى وقود قابل للاستخدام في صوره المعتادة مثل البنزين والكيروسين والبروبان وحتى الجازولين – وقود الطائرات- وكذلك يتم استخراج العديد من المنتجات الأخرى مثل البلاستيك والطلاء.
ماذا تعرف عن الفحم
الفحم هو صخور صلبة ثقيلة، تحتوي في الغالب على الكربون، وهناك حوالي 3 أنواع رئيسية من الفحم، تختلف بناء على نسبة الكربون الموجودة في كل نوع، وتنقسم أنواع الفحم إلى ما يلي.
- الليغنيت: هو نوع من الفحم ذو لون بني، ويعتبر نوعا من الفحم الحجري، وهو أقل صلابة وجودة من الفحم الصلب. يقع في المتوسط بين الخص والفحم القاري، وعادة لا يستخدم كوقود، بل يتم استخدامه في التقطير لاستخلاص المواد الطيارة منه، وبعد ذلك يستخدم في صناعة الأصبغة. يتميز بقيمة حرارية منخفضة، ونسبة الكربون فيه تصل إلى حوالي 60 إلى 70٪. يتواجد في جميع أنحاء العالم.
- البيتومين: هي مادة طبيعية موجودة في البيئة، وقد تكون في الحالة السائلة أو الصلبة، وتتميز باللون الأسود الداكن، وتوجد بشكل أكبر في الحالة السائلة الحارة، والتي تشبه القطران أو الأسفلت.
- الأنثراسيت: أو المعروف بالفحم الصلب هو من أنواع الفحم المحولة بشكل كبير، ويحتوي على نسبة كربون تصل إلى حوالي 86% وقد تصل إلى 98%. وهو نوع من الفحم الذي لا ينبعث منه القطران أو البخار الهيدروكربوني عند الاحتراق.
بغض النظر عن التنوع بين أنواع الفحم المختلفة، إلا أن الفحم بأنواعه الأربعة يلوث البيئة بشكل أكبر من أي نوع آخر من الوقود. عند استخدامه، ينتج الفحم في أشكاله الأربعة كميات كبيرة من الكربون في الهواء. يتم استخراج الفحم بواسطة طريقتين مختلفتين، وهما كالتالي.
- التعديل تحت الأرض.
- التعديل فوق سطح الأرض، أو ما يعرف أيضا بالتعديل الشريطي.
في كلتا الحالتين، يتم إزالة طبقات كاملة من التربة والصخور حتى يتم الوصول إلى رواسب الفحم، وهذا يؤثر بشكل كبير على البيئة الطبيعية والنظام البيئي الذي يحيط بمناطق التعدين على الفحم
استخدامات الوقود الأحفوري
يتم استخدام الوقود الأحفوري في غرف حرق مخصصة، وهو متوفر في أشكال مختلفة، سواء كانت ضخمة في المولدات الكهربائية العملاقة أو حتى في محركات الصغيرة بأحجام أصغر. ومع ذلك، تعمل جميع هذه الأشكال المختلفة على فكرة واحدة، وهي أنه عند حرق الهيدروكربون الموجود في الوقود الأحفوري، يتم إنتاج طاقة حرارية تستخدم لتحريك مولدات المحركات والتوربينات لإنتاج الكهرباء أو الحصول على طاقة حركية. وتنتج عملية الاحتراق أيضا أكاسيد الكربون المختلفة التي تؤثر سلبا على البيئة.
المؤثرات الإيجابية للوقود الأحفوري
- يتميز الوقود الأحفوري بتوفره بشكل كبير وغير محدود، على الرغم من أنه يعتبر طاقة غير متجددة.
- يتم استخدام الوقود الأحفوري بشكل أكثر أمانا للبيئة مما كان عليه في السابق، ويعملون على تقليل تلوث الوقود الأحفوري إلى أدنى حد ممكن.
- يمكن نقل النفط والغاز الطبيعي بسهولة عن طريق أنابيب مخصصة لها، وقد تمتد فوق البحار.
- يتميز الوقود الأحفوري بتكلفته الزهيدة مقارنة بأشكال الوقود الأخرى.
- من السهل العثور عليه والاستفادة منه بشكل كبير.
- الوقود الأحفوري يتميز بتوليد كميات كبيرة من الطاقة الحرارية، ويتم تحويلها إلى أشكال طاقة مختلفة.
المؤثرات السلبية من حرق الوقود الأحفوري
تؤثر نتائج عملية احتراق الوقود الأحفوري في إصدار كميات كبيرة من أكاسيد الكربون إلى طبقات الجو العليا، وهذا يؤثر بشكل كبير على التوازن الطبيعي لنسب الكربون في الغلاف الجوي، ومن أبرز التأثيرات السلبية لحرق الوقود الأحفوري كل ما يلي.
- الاحتباس الحراري.
- تآكل الأوزون.
- تلوث الماء
الاحتباس الحراري
الاحتباس الحراري يحدث بسبب زيادة نسب ثاني أكسيد الكربون في الجو، وهذا يؤدي إلى زيادة في نسب الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي، بالإضافة إلى احتباس أشعة الشمس المنعكسة عن الأرض داخل الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى زيادة تدريجية في حرارة الكوكب.
تآكل الأوزون
تنتج عملية حرق الوقود الأحفوري إنتاجا لأكاسيد الكربون المختلفة التي ترتفع إلى الطبقات العليا من الغلاف الجوي، وتصل إلى طبقة الأوزون، وتؤدي إلى ضغط طبقة الأوزون بشكل كبير، وتتفاعل ذرات الكربون مع ذرات الأكسجين الثلاثة المكونة للأوزون، ويحدث ذلك بفعل الحرارة والأشعة فوق البنفسجية التي تتعرض لها تلك الجزيئات في هذه النقطة من الغلاف الجوي، وتسمح بدخول كميات أكبر من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأرض، مما يؤثر بشكل سلبي على الكائنات الحية.
من أسباب تلوث الماء
يعد استخدام الوقود الأحفوري أحد أسباب تلوث الماء، وذلك بسبب حدوث حوادث نقله عبر السطح المائي. فهذا النوع من الوقود يتميز بكثافته الأقل من كثافة الماء، وعند وقوع حوادث تسريب الوقود من المصدر البترولي ومشتقاته إلى المياه، يرتفع الوقود ويغطي سطح الماء ويشكل طبقة عازلة تفصل الماء عن الهواء. هذا يؤدي إلى انخفاض مستوى الأكسجين داخل الماء بشكل كبير ويتسبب في موت معظم الكائنات البحرية في منطقة الحادث.