العلوممصادر الطاقة

تغويز الفحم – Coal gasification

اقرأ في هذا المقال
  • ما هو تغويز الفحم؟
  • تاريخ تغويز الفحم.
  • مزايا تغويز الفحم.

بشكل عام عندما بدأ العالم والمجتمع ككل في تبني الفحم كمصدر للوقود والطاقة، فإنه قد جلب فوائد كثيرة للصناعة والتصنيع جنباً إلى جنب مع مشاكل الآثار البيئية ومخاوف السلامة، ومع تقدم العلم والتكنولوجيا فإنه قد تم تحسين هذه الأساليب لمعالجة المخاوف البيئية والسلامة، وتعد تقنية تغويز الفحم على حد سواء هي تقنية يمكن من خلالها إنتاج الكهرباء بآثار بيئية ومخاوف صحية اقل.

 

ما هو تغويز الفحم؟

 

بكلمات بسيطة يشير مصطلح تغويز الفحم إلى أي عملية قد يتم من خلالها تحويل الفحم إلى شكل غازي يمكن بعد ذلك حرقه كوقود، حيث كانت تقنية تغويز الفحم معروفة نسبياً قبل الحرب العالمية الثانية، ولكنها فقدت شعبيتها بعد الحرب بسبب انخفاض تكلفة كل من النفط والغاز الطبيعي، وبدءاً من السبعينيات أظهرت المرافق اهتماماً متجدداً بتقنيات تغويز الفحم كطريقة لتلبية المتطلبات البيئية الأكثر صرامة.

 

تاريخ تغويز الفحم:

 

على الرغم من أن العلماء درسوا عملية انبعاث الغاز من حرق الفحم منذ عام 1780 إلا أن الأمر قد استغرق حتى أوائل القرن العشرين عندما أصبحت العمليات التجارية تستخدمها في الصناعات في المدن في جميع أنحاء العالم، وقد يعود تحويل الفحم إلى غاز في عملية تغويز الفحم إلى القرن التاسع عشر في إنجلترا.

 

وخلال هذه العقود قد استخدم عمال مناجم الفحم عمليات سحق الفحم في وجود الأكسجين والبخار عند درجات حرارة عالية لإنتاج الغاز، وبحلول منتصف القرن التاسع عشر صعدت الولايات المتحدة كعملاق صناعي بفضل عمليات تعدين الفحم على نطاق واسع عبر جبال الأبلاش ومروج الغرب الأوسط وجبال كاسكيدز وروكي.

 

كما طورت بعض الدول المنتجة للفحم برامج شاملة قد تتضمن مجموعة متنوعة من الدراسات لحقول الفحم المناسبة لتقييم جدوى لبعض المشاريع التجريبية والتجارية لتغويز الفحم تحت الأرض، حيث تتيح أحدث تقنيات عمليات الحفر في صناعة النفط الخام والغاز الآن سهولة أبسط وأكثر جدوى من الناحية الاقتصادية من تغويز الفحم تحت الأرض، وسيستمر اتجاه زيادة البحث في هذا المجال إلى الأمام حتى تنفيذ المشاريع التجارية بشكل واسع في مختلف دول العالم التي تمتلك الفحم.

 

مزايا تغويز الفحم:

 

انبعاثات اقل:

 

تؤدي العمليات القائمة على التغويز لإنتاج الطاقة بشكل مميز إلى انبعاثات أقل بكثير من الملوثات مقارنة باحتراق الفحم التقليدي، حيث يمكن إرجاع ذلك إلى الاختلاف الأساسي بين التغويز والاحتراق، ففي الاحتراق يتم خلط الهواء والوقود ثم حرقهما ثم استنفادهما عند الضغط الجوي القريب، بينما في التحويل إلى غاز قد يتم إمداد الأكسجين عادةً إلى أجهزة التحويل إلى غاز ويتم حرق وقود كافٍ لتوفير التسخين لتغويز الفحم الباقي.

 

وأيضاً نظراً لأن الهواء قد يحتوي على كمية كبيرة من النيتروجين جنباً إلى جنب مع كميات ضئيلة من الغازات الأخرى، فإن غازات الاحتراق تكون أقل كثافة بكثير من غاز التخليق المنتج من نفس الوقود، وبالتالي فإن الملوثات في عادم الاحتراق قد تكون بتركيزات أقل بكثير من الغاز التخليقي، مما قد يجعل إزالتها صعبة.

 

استخدامه في الأغراض الصناعية:

 

أظهر القطاع الصناعي الذي استفاد من طريقة تغويز الفحم الفعالة لتسخير الطاقة من الأرض بعض مزايا صناعة الفحم، حيث قد توصل بعض العلماء والمهندسون إلى طرق لإنتاج غاز الفحم للأغراض الصناعية والاقتصادية، كما إن هذا سيقدم تقنيات أكثر فاعلية لإنتاج كل من النفط والغاز الطبيعي الاصطناعي، وهذا بدوره قد يعزز القطاع الصناعي ويساعد على تنمية وتطور الدول التي تستخدم هذه التقنية.

 

كفاءة طاقة أعلى:

 

سعى العديد من العلماء في اكتشاف بعض الطرق لإزالة الشوائب من الفحم مثل: الكبريت والزئبق لجعله مصدراً أكثر كفاءة للطاقة، حيث تؤدي طرق استخدام الطاقة هذه بكفاءة أكبر إلى إعادة تدوير الرماد الناتج عن تغويز الفحم إلى ركام خرساني بدلاً من إرساله إلى مكبات النفايات.

 

فعلى سبيل المثال تستخدم محطات الدورات المركبة البخار المتولد من تغويز الفحم لتشغيل مولد ثانٍ لتعمل بكفاءة 45 إلى 50٪، وهو معدل أعلى بنسبة 10-15٪ من مصانع التصنيع التقليدية، كما ستقلل الدورة المركبة أيضاً من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وتؤدي إلى المزيد من التطورات الاقتصادية مثل فصل ثاني أكسيد الكربون عن الغازات الأخرى المنتجة.

 

وأخيراً يمكننا القول إن التقدم في تغويز الفحم عبر التاريخ سيضمن للدول استخدام الطاقة من الفحم في العديد من المجالات بشكل آمن، لهذا قد تؤدي الإصلاحات من خلال المجالات السياسية والاجتماعية وغيرها من المجالات إلى أن يأخذ المصنعون في عين الاعتبار العمل البشري كمورد رأسمالي في الاقتصاد لمنع تكاليف الحياة البشرية إلى جانب الحفاظ على البيئة والتقدم في العلوم والتكنولوجيا.

المصدر
كتاب الطاقة المتجددة للدكتور علي محمد عبد اللهكتاب الطاقة البديلة للدكتور سمير سعدون مصطفىكتاب ترشيد الطاقة للدكتور محمود سرى طهكتاب الطاقة للدكتور عبد الباسط الجمل

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى