بشكل عام يُستخدم الفحم في العديد من العمليات الصناعية ومحطات توليد الطاقة الكهربائية، حيث كان الاستخدام الرئيسي للفحم هو توليد الكهرباء، كما يعد الفحم أيضاً عنصراً رئيسياً في تصنيع الفولاذ والأسمنت، ويمثل الفحم ما يقرب من 30 في المائة من استخدامات الطاقة في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك فإنه يشكل حوالي 44 في المائة من ثاني أكسيد الكربون المنبعث في الهواء حول العالم.
ما هو الفحم الحجري؟
هو عبارة عن مادة مشتقة عضوياً، حيث أنه يتكون من بقايا المواد النباتية المتحللة التي تم ضغطها عادةً في الصخور عبر ملايين السنين من التغيرات الكيميائية تحت الضغط والحرارة العالية، ويمنح محتوى الكربون الغني الفحم معظم محتوى طاقته، وعندما يتم حرق الفحم في وجود الهواء أو الأكسجين يتم إطلاق الطاقة الحرارية، وبعد ذلك يتم تحويل هذه الطاقة إلى أشكال أخرى من الطاقة المفيدة، وإن التطبيقات الأولية للفحم هي التطبيقات الحرارية مثل: توليد الكهرباء.
أشهر الحقائق حول الفحم الحجري
- يتكون الفحم بشكل أساسي من الكربون وكميات مختلفة من العديد من العناصر الأخرى مثل: الهيدروجين والكبريت والأكسجين والنيتروجين، ويعد الفحم هو الأقل تكلفة من بين جميع مصادر الوقود الأحفوري لمحتواه من الطاقة.
- يعد الفحم هو أكبر مساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري، حيث يأتي ثلث انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية من حرق الفحم، وبالإضافة إلى ذلك يتضح للعلماء بشكل متزايد أنه من أجل تجنب أسوأ آثار تغير المناخ فإننا نحتاج إلى ترك حوالي 80 في المائة من رواسب الكربون العالمية مثل الفحم في باطن الأرض.
- لا توجد طريقة لاستخراج الفحم أو حتى حرقه من دون تلويث الهواء والماء وتهديد صحة الإنسان، حيث قد تساهم محطات توليد الطاقة التي تعمل بحرق الفحم في تلوث الهواء والماء وتخلق أطناناً من رماد الفحم السام الذي ينتهي به المطاف في مياه الشرب لدينا، وفي الوقت نفسه يؤدي تعدين الفحم أيضاً إلى تعطيل المجتمعات من خلال إزالة قمم الجبال والمناجم الشريطية.
- تعتبر الصين هي أكبر منتج للفحم في العالم، وإن كبار المنتجين الآخرين هم: الولايات المتحدة والهند وأوروبا وأستراليا.
- يمكن أن يكون لتعدين الفحم وحرقه آثار سيئة على البيئة، ومن الأمثلة على ذلك المطر الحمضي والضباب الدخاني، وهذه السموم المتسربة إلى الهواء تؤدي بعد ذلك إلى العديد من الآثار التنفسية وزيادة مخاطر الإصابة بسرطان الرئة لعمال مصانع الفحم.
- يمكن توليد الكهرباء من الفحم بمجموعة من الخطوات، حيث يتم سحق الفحم الحراري ثم حرقه، وإن الحرارة الناتجة تحول الماء إلى بخار، ويقوم هذا البخار شديد الضغط بتدوير التوربينات، والتوربين يكون متصل بمولد كهربائي ينتج الكهرباء للشبكة.
- يتم الحصول على الفحم عادةً من خلال طبقات تكون موجودة تحت سطح الأرض، حيث يوجد هناك طريقتان يمكن من خلالهما القيام بالتعدين وهما التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض، ويعتمد تحديد نوع التعدين على عمق الفحم داخل الأرض.
- توجد احتياطيات الفحم في 100 دولة، ومن المتوقع أن تستمر لمدة 300 عام، بينما من المتوقع أن تستمر احتياطيات النفط والغاز 60 عاماً فقط، حيث أن إجمالي احتياطيات الفحم حوالي 998 مليار طن.
- يستهلك مصنع الفحم عادةً ما بين حوالي 70 و180 مليار جالون من الماء من البحيرات والأنهار والمحيطات، ويوجد حول العالم حالياً أكثر من 8000 محطة طاقة تعمل بالفحم، ولكن أن كمية المياه التي يستخدمونها قد تكفي لخدمة حوالي مليار شخص.
- عندما يتم تسخين الفحم في ظل ظروف خاضعة للرقابة في غياب الهواء يتم إنتاج فحم الكوك، وتعمل هذه العملية على التخلص من بعض المواد المتطايرة والتركيز على محتوى الكربون، ويستخدم فحم الكوك هذا في معالجة المعادن وللاستخدامات الأخرى عند الحاجة إلى لهب حارق.
- بشكل عام يمكن تحويل الفحم إلى وقود سائل ووقود غازي، ومع ذلك فإن استخدامات الفحم هذه هي تجريبية وليست شائعة، ولكن مع التطورات والتقنيات الجديدة للفحم فيمكن أن يصبح هذا الوقود مستعمل بشكل كبير في مختلف أنحاء العالم.
- افتتحت بريطانيا أول محطة للطاقة التي تعمل بالفحم في عام 1882 وظل الفحم جزءاً مهيمناً في عالم الطاقة حتى التسعينيات.
- كانت محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم مصدراً موثوقاً للطاقة لعقود عديدة؛ لأنها ميسورة التكلفة ويمكن الوصول إليها بشكل جيد، ومع ذلك لقد انخفض استخدام محطات توليد الطاقة بالفحم مؤخراً، حيث أغلقت المحطات أو تحولت إلى الكتلة الحيوية وكانت تمثل حوالي 9٪ فقط من الكهرباء المولدة في عام 2016.
