لقد اعتمدت البشرية على الوقود الأحفوري لعدة عقود طويلة، وقد برزت أنواعه المختلفة على مر السنين، حيث ساهمت هذه الموارد في تحسين جودة حياة الإنسان وفتح مجالات واسعة للاكتشافات والصناعات التي أثرت بشكل إيجابي على الحضارة الإنسانية.
أنواع الوقود الأحفوري
توجد ثلاثة أشكال رئيسية للوقود الأحفوري، تُستخدم عادة في إنتاج الطاقة، وهي:
الفحم الحجري
- الفحم الحجري يعد مصدرًا غير متجدد للطاقة، ويتكون من صخر رسوبي بلون أسود أو بني غامق.
- يمتاز الفحم الحجري بقدرته العالية على تخزين الطاقة، والتي يمكن الاستفادة منها عند حرقه.
- يتكون الفحم أساسًا من مركبات هيدروكربونية وكميات كبيرة من الكربون.
- تتكون الهيدروكربونات من كربون وهيدروجين.
- تنقسم أنواع الفحم الحجري إلى أربعة أصناف، وضعت حسب خصائصها ونسبة الكربون، وهي: الفحم الحجري شبه القاري، اللغنيت، البيتومين، والأنثراسايت.
طرق تشكيله
- ينتج الفحم عن دفن النباتات المتحللة في بيئات مستنقعية.
- تتعرض هذه المواد لحرارة وضغط عالٍ على مدى ملايين السنين.
- مع مرور الزمن، تتحول هذه المواد العضوية إلى فحم حجري كثيف الكربون.
استخداماته
- يستخدم في التدفئة للأغراض التجارية والمنزلية.
- توليد الكهرباء.
- مستخدم في العديد من الصناعات مثل: الإسمنت، الفولاذ، الوقود الصناعي، ألياف الكربون، الأدوية، والقطران.
الغاز الطبيعي
- يعتبر الغاز الطبيعي أحد مصادر الوقود الأحفوري، ويتميز بعدم انبعاث رائحة أو لون له.
- يتكون الغاز بشكل أساسي من غاز الميثان، الذي يتكون من ذرة كربون واحدة وأربعة ذرات هيدروجين.
- إلى جانب الميثان، يحتوي الغاز على سوائل وغازات هيدروكربونية أخرى مثل: بخار الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون.
طرق تشكيله
- يتشكل الغاز من تراكم بقايا الحيوانات والنباتات تحت طبقات سميكة من الصخور والرمال.
- بعد ملايين السنين، فإن تعرض هذه المواد لحرارة وضغط عالٍ، يؤدي إلى تحولها إلى مركبات غنية بالهيدروكربونات.
- تتم عملية التحول إلى الحالة الغازية بسبب زيادة درجة الحرارة والضغط.
استخداماته
- التدفئة داخل المنازل.
- إنتاج الأسمدة والمواد الكيميائية.
- تشغيل أنظمة التبريد.
- توليد الكهرباء باستخدام التوربينات المستندة إلى الغاز الطبيعي.
النفط
- يُعرف النفط أيضًا بالبترول أو الصخر الزيتي، وهو أحد الأشكال الأساسية للوقود الأحفوري.
- يُستخرج النفط كمادة سائلة من باطن الأرض، ويتكون من مواد عضوية تحتوي بشكل رئيسي على الهيدروجين والكربون.
- يختلف تركيب النفط بناءً على الظروف البيئية التي ساعدت في تكوينه، بالإضافة إلى عمق موقع استخراجه.
- يُعتبر النفط أحد أبرز مصادر الطاقة عالمياً.
طرق تشكيله
- تترسب العوالق البحرية الميتة في قيعان المحيطات.
- تتراكم كميات كبيرة من المواد العضوية في بيئة خالية من الأكسجين.
- بعد مرور ملايين السنين واشتداد الضغط وارتفاع الحرارة، تتحول المواد العضوية إلى سائل كثيف وغني بالهيدروكربونات يُعرف بالنفط الخام.
استخداماته
- إنتاج أنواع مختلفة من الوقود مثل: الديزل، السولار، والبنزين، والتي تستخدم في التدفئة وتوليد الكهرباء والمركبات.
- صناعة البلاستيك بمختلف أشكاله.
- صناعة الملابس، حيث تُستخدم غالباً ألياف النفط في ذلك.
- إنتاج مستحضرات التنظيف ومستحضرات التجميل مثل: الشامبو، الصابون، ومعجون الأسنان.
تعريف الوقود الأحفوري
يمثل الوقود الأحفوري المواد التي تحتوي على مركبات الهيدروكربون، والتي تشكلت لأسباب بيولوجية على عمق الأرض، ويتم تعريفه على النحو التالي:
- الوقود الأحفوري: هو بقايا عضوية من حيوانات ونباتات تحللت ودُفنت تحت طبقات الصخور لآلاف السنين، وتحولت بعدها إلى مواد غنية بالكربون.
- يصنف الوقود الأحفوري كأحد مصادر الطاقة غير المتجددة، ويشمل عدة أشكال مثل: النفط، الفحم، والغاز الطبيعي، والتي تمثل حوالي 80% من الطاقة المستهلكة عالمياً.
مشكلات استهلاك الوقود الأحفوري
بعد استعراض أنواع الوقود الأحفوري، من المهم التطرق إلى التحديات البيئية الناتجة عن استخدامه، ومن أبرز هذه التحديات:
- من النتائج السلبية لاستخدام الوقود الأحفوري، ثقب طبقة الأوزون.
- هطول الأمطار الحمضية.
- تلوث الهواء والماء.
- 97% من الانبعاثات الأخيرة لثاني أكسيد الكربون تأتي من احتراق النفط.
- يمثل الغاز الطبيعي 20% من إجمالي الانبعاثات العالمية لثاني أكسيد الكربون، كونه يتكون من الميثان.
- قد يؤدي حرق الفحم إلى نشوب حرائق تحت الأرض يصعب إخمادها.
- يمكن أن يكون غبار الفحم انفجاريًا، مما يجعل مهنة تعدين الفحم محفوفة بالمخاطر.
- يساهم استخدام الوقود الأحفوري في انتشار الأمراض والوفاة المبكرة.
- يؤدي استخراج الغاز الطبيعي إلى حدوث الزلازل وتلويث المياه الجوفية.
- يسبب النفط الدخان الكثيف، وهو مصدر رئيسي لتلوث الهواء.
- يساهم في ارتفاع درجة حرارة الأرض وزيادة ظاهرة الاحتباس الحراري، مما يقلل من التنوع البيولوجي ويؤدي إلى آثار سلبية على المناخ.
استفسارات حول الوقود الأحفوري
تُطرح عدة تساؤلات حول الوقود الأحفوري، ومنها:
هل يحتاج الوقود الأحفوري لوقت طويل لكي يتشكل؟
- يتشكل الوقود الأحفوري من خلال تحلل النباتات والحيوانات بشكل بطيء.
- يمكن أن يستغرق الأمر ملايين السنين، وأحيانًا مئات الملايين.
هل يعد الوقود الأحفوري مصدرًا رخيصًا للطاقة؟
- يعتبر الوقود الأحفوري مصدرًا رخيصًا للطاقة، ولم تتغير طرق استخراجه أو استخدامه في توليد الطاقة على مدى الخمسين سنة الماضية.
