ما هو الوقود الأحفوري؟
الوقود الأحفوري كما يوحي الإسم هو مشتقات من أحافير نباتية وحيوانية عمرها ملايين السنين، حيث تتشكل هذه بشكل أساسي من بقايا النباتات والحيوانات المتحللة في العصر الكربوني، تساعد مصادر الوقود الثلاثة أي الفحم والغاز الطبيعي والنفط والبترول على تلبية متطلبات الطاقة والكهرباء في عالم اليوم.
الوقود الأحفوري: هو موارد طاقة تشكلت على مدى ملايين السنين من بقايا نباتات وحيوانات ميتة مدفونة تحت الرواسب والصخور، التحلل اللاحق دون وجود الأكسجين إلى جانب الحرارة التي تحدث بشكل طبيعي تحت الأرض والضغط من الصخور والأوساخ حولت هذه النباتات الميتة والمواد الحيوانية إلى وقود أحفوري.
الوقود الأحفوري هو مصدر الطاقة الرئيسي الذي يتم استخدامه في العالم اليوم، ولكن يمكن أن يؤدي الاستهلاك المفرط إلى مشاكل بيئية خطيرة مثل تلوث الهواء، يطلق الوقود الأحفوري ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت وأول أكسيد الكربون وما إلى ذلك عند الاحتراق مما قد يكون له عواقب وخيمة على الموائل، حيث أنها مصادر غير متجددة للطاقة لأنها مشتقة من أحافير ما قبل التاريخ ولن تكون متاحة بمجرد استخدامها بالكامل أي أن مصادرها محدودة وهي تستنفد بمعدل أسرع.
يعتبر الوقود الأحفوري من مصادر الطاقة غير المتجددة لأنه يستغرق ملايين السنين حتى يتشكل ويؤثر على البيئة، هذا يعني أننا نستخدم حاليًا أنواع الوقود الأحفوري التي تشكلت منذ أكثر من 50 عامًا وبمجرد استنفادها لن يكون لدينا وقود لحرقه.
أنواع رئيسية من الوقود الأحفوري:
- النفط: يُعرف النفط أحيانًا باسم البترول وهو يتكون من النباتات والحيوانات الميتة، عندما تموت هذه الأنواع النباتية والحيوانية فإنها تغرق في قاع المحيط وتشكل انجرافًا رسوبيًا من المواد المتحللة، تبدأ الرواسب في التراكم على المواد النباتية والحيوانية المتحللة، مع تراكم المزيد والمزيد من الرواسب لتشكيل طبقات عديدة تصبح الطبقة السفلية مضغوطة بسبب الضغط المتزايد باستمرار من رواسب الركام.
هذا يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وبمرور الوقت تصبح درجة الحرارة شديدة لدرجة أنها تبدأ في تسريع العمليات الكيميائية التي تؤدي إلى تجمع جزيئات ثقيلة جدًا ومعقدة تُعرف باسم (kerogens) من المكونات المفككة للجزيئات العضوية، تشكل الكيروجينات جنبًا إلى جنب مع الدهون طويلة الأمد بالإضافة إلى قصاصات محدودة من بقايا جدار الخلية المواد الخام التي تتحول إلى نفط بعد الحرارة الشديدة وزيادة الضغط. - الغاز الطبيعي: الغاز الطبيعي أقل كثافة من الهواء وأكبر مكوناته هو غاز الميثان، الميثان مركب كيميائي يتكون من الكربون والهيدروجين، يتشابه تكوين الغاز الطبيعي مع النفط إلا أنه يتشكل بسبب الضغط المتزايد والقاسي المطبق على النفط مما يؤدي إلى تبخره إلى غاز، يحدث الغاز الطبيعي عادة بالقرب من رواسب النفط تحت الأرض ومن ثم تقوم تقنيات استخراج الغاز بضخه من تحت الأرض ونقله عبر خطوط أنابيب ضخمة.
- الفحم: لكي يتشكل الفحم يتطلب الأمر أكثر من الغطاء النباتي الثقيل، حيث يجب دفن الحطام من الغطاء النباتي وضغطه تحت ضغط عالٍ وعزله من التآكل، حتى مع وجود هذه الظروف المواتية لتكوين الفحم فإنه لن يتشكل ما لم يتم غمر حطام الغطاء النباتي ودفنه بواسطة الرواسب، يتم تكوين الفحم في 4 مراحل وهما كما يلي:
1. الخث: يبدأ تشكيل الفحم من هذه المرحلة ومن هنا تتأكسد مادة النبات أو الغطاء النباتي لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء، ومع ذلك فإن تراكم المواد النباتية تحت الماء يعني أن الأكسجين غائب مما يعني حدوث تحلل جزئي فقط، يؤدي هذا التدمير الجزئي للمواد النباتية إلى تكوين مادة تسمى الخث.
الخث مادة لينة إسفنجية وليفية ويمكنها التعرف بسهولة على المواد النباتية التي تؤدي إلى تكوين الخث في هذه المرحلة، يحتوي الخث على الكثير من الماء ويجب تجفيفه جيدًا قبل الاستخدام، نادرًا ما يتم استخدامه كمصدر للحرارة لأنه يحترق بالكثير من الدخان.
2. الليغنيت (Lignite): هذه هي المرحلة الثانية في تكوين الفحم، حيث يتشكل عندما يتعرض الفحم لضغط شديد من الرواسب المتراكمة، عادة ما يكون لونه بني غامق ويعرض آثارًا للنباتات، حيث أنه متاح على نطاق واسع ولكن يتم استخدامه فقط عندما لا يمكن الحصول على الوقود الفعال، من المستحيل شحن الليغنيت أو التعامل معه لأنه ينهار بسهولة.
3. الفحم الحجري: هذه هي المرحلة الثالثة من إنتاج الفحم، حيث تعرض الليغنيت لضغط متزايد مما يجعله مضغوطًا وهذا يسمى الفحم الحجري، يُعرف الفحم الحجري أحيانًا بالفحم اللين ويستخدم في معظم الصناعات كمصدر للطاقة.
4. أنثراسايت: هذه هي المرحلة الرابعة من تكوين الفحم ففي هذه المرحلة يُعرف بالفحم الصلب لأنه صلب نسبيًا ويتميز ببريق عالي، يتشكل بسبب ارتفاع درجة الحرارة والضغط غير العاديين ويحترق بلهب قصير ودخان قليل جدًا.
عيوب الوقود الأحفوري:
- غير متجدد: من المقرر أن تنضب مصادر الطاقة غير المتجددة في المستقبل القريب، الوقود الأحفوري غير مؤهل كمصادر طاقة متجددة لأن إمداداته محدودة ففي الواقع من المتوقع أن تنفد في الخمسين سنة القادمة، أيضًا يستغرق تكوين الوقود الأحفوري سنوات، مما يعني أنه عندما ينضب قد نضطر إلى الانتظار لمدة 60 عامًا أخرى أو نحو ذلك حتى يتم تكوين أنواع جديدة.
- خطر بيئي: يعد التلوث البيئي أحد العيوب الرئيسية للوقود الأحفوري، من المعروف أن ثاني أكسيد الكربون وهو الغاز المنبعث عند حرق الوقود الأحفوري هو أحد الغازات الأولية المسؤولة عن الاحتباس الحراري ، أدى ارتفاع درجة حرارة الأرض إلى ذوبان القمم الجليدية القطبية وفيضانات المناطق المنخفضة وارتفاع مستوى سطح البحر، إذا استمرت هذه الظروف فقد تواجه أرضنا النباتية بعض العواقب الوخيمة في المستقبل القريب.
- يمكن أن تكون الحوادث كارثية: على عكس موارد الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، فإن الحوادث التي تنطوي على الوقود الأحفوري خطيرة للغاية ويمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة، حدثت تسربات نفطية في الماضي خاصة في الولايات المتحدة، حيث تؤدي الانسكابات النفطية إلى تلوث المسطحات المائية وموت الحيوانات المائية بما في ذلك تلك التي تعيش في الخارج، كما تضررت البيئة المحيطة بالساحل بشدة.
- التأثير على صحة الإنسان: انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري والعناصر السامة الأخرى نتيجة لاحتراق الوقود الأحفوري، يمكن أن يسبب مضاعفات صحية خطيرة مثل الربو المزمن وانخفاض أداء الرئتين والتهاب الشعب الهوائية المزمن وأمراض القلب والأوعية الدموية.
- تقلبات الأسعار: يعتبر الوقود الأحفوري شديد التأثر بتقلبات الأسعار والتلاعب بالسوق وهذا الجانب تشعر به البلدان النامية التي تعتمد بشدة على استيراد الوقود الأحفوري، وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية فإن التقلبات الهائلة في الأسعار والتلاعب بالأسعار من قبل الدول المنتجة للنفط في الشرق الأوسط كلف الاقتصاد حوالي 1.9 تريليون دولار بين عامي 2004 و 2008 وحدهما، لقد أدى التقدم في تقنيات الطاقة المتجددة إلى تقليل تقلبات الأسعار والتلاعبات إلى حد كبير.
- بحاجة لكمية ضخمة من الاحتياطيات: تتطلب محطات توليد الطاقة بالفحم إمدادًا هائلاً ومنتظمًا من الفحم لإنتاج كمية كبيرة من الطاقة على أساس ثابت، وهذا يعني أن هذه المحطات تحتاج إلى قطارات من الوقود بالقرب من محطات الطاقة للقيام بعملية توليد الطاقة، هذا مطلوب لأن العديد من البلدان لا تزال تعتمد على الفحم كمصدر رئيسي لإنتاج الطاقة.
- تأثير التسرب النفطي على الحياة المائية: هناك حاجة إلى الوقود الأحفوري في احتياطيات ضخمة أينما تم إنشاء مصانعهم وهذا يتطلب نقلهم إلى الموقع المطلوب عبر شاحنة أو قطار أو سفينة أو طائرة، كثيرًا ما نسمع عن بعض التسريبات في ناقلات النفط أو السفن التي تغرق في أعماق البحر والتي كانت تحمل النفط الخام لتكريره، وتأثير ذلك هو أن النفط الخام يحتوي على بعض المواد السامة التي عند خلطها بالماء، حيث تؤثر بشكل خطير على الحياة المائية، يمكن أن يتسبب نقل النفط الخام عبر البحر في حدوث انسكاب نفطي ويمكن أن يشكل خطرًا على الحياة المائية عن طريق تقليل محتوى الأكسجين في الماء.
