تشكيل الوقود الأحفوري وعلاقته بالبيئة

ما هو الوقود الأحفوري؟

هو كلمة شائعة تستخدم للإشارة إلى الرواسب الجيولوجية المدفونة القابلة للاشتعال للمواد العضوية، حيث يتم إنشاؤها بواسطة النباتات والحيوانات المتحللة التي تم تحويلها إلى غاز طبيعي أو زيوت ثقيلة أو زيت خام بسبب تعرضها للكثير من الحرارة والضغط في قشرة الأرض على مدى ملايين السنين، يشار إلى الوقود الأحفوري بـ “الأحفوري” لأن الوقود يكون محفوظ من بقايا كربون أي هيدروجين من الحياة المبكرة.
اليوم يتم استخدام الوقود الأحفوري على نطاق واسع لتزويد المنازل بالطاقة وكمصدر للوقود للمركبات في التطبيقات الصناعية وفي المنزل للطبخ وأكثر من ذلك بكثير، احتياطيات هذه الموارد محدودة ويتم استهلاكها بمعدل مرتفع مما يجعلها تنضب في وقت أقرب مما هو متوقع، بجانب تغذية النمو الاقتصادي فإن هذه الأنواع من الوقود الأحفوري هي مصدر كبير للتلوث البيئي.

كيف يتم تشكيل الوقود الأحفوري؟

نشأ الوقود الأحفوري منذ قرون من خلال عمليات الحرارة والضغط في القشرة الأرضية، وفي الوقت الحاضر أنواع الوقود الرئيسية الثلاثة المتاحة هي الفحم والغاز الطبيعي والنفط، فيما يلي كيفية نشأة كل منهم:

• الفحم: تم إنشاء الفحم من بقايا النباتات التي كانت تعيش في المستنقعات منذ ملايين السنين، حيث تميزت هذه الفترة بالنباتات الكبيرة والأشجار الضخمة والسراخس والطحالب، ثم ماتت هذه النباتات والأشجار وترسبت في قاع البحر، وعلى مدار عدة سنوات اختلطوا بالطين والشق.
  ببطء خلال فترة زمنية بدأت عملية تراكم الرواسب أو ما تسمى بعملية الترسيب، أدت هذه العملية إلى تكوين الصخور الرسوبية مما زاد الضغط عليها، ومع ارتفاع مستوى سطح البحر ضغطت طبقات الرواسب على بقايا النباتات وأدى ارتفاع درجات الحرارة والضغط على قشرة الأرض إلى تكوين الفحم، أصبحت هذه الطبقات ليجنيت على مدى فترة زمنية ثم أصبحت قارية، تم إنشاء الجزء الأكبر من الفحم في الولايات المتحدة منذ حوالي 250 إلى 300 مليون سنة.
  
• النفط والغاز الطبيعي: منذ عدة قرون في قاع البحر تحللت بقايا كائنات بحرية صغيرة ودُفنت المواد المتبقية بواسطة المخلفات، ومن ثم تم تسخينها حتى تبين أنها جزيئات كربون مركبة غنية بالطاقة، مع مرور الوقت انجرفت هذه الجسيمات إلى التكوينات الصخرية الماصة التي تتحكم فيها الآن والتي تُستخدم في إنتاج النفط والغاز الطبيعي.
  

هل الوقود الأحفوري متجدد؟

المورد المتجدد هو الذي يملأ مرة أخرى بعد الاستخدام لتجنب استنفاد، لكي يكون مصدر الطاقة متجددًا يجب أن يتمتع بخاصية تجديده على النطاق الزمني البشري، وفيما يتعلق بكيفية تكوين الوقود الأحفوري يستغرق تكوينه من آلاف إلى ملايين السنين.
ومع ذلك فإن معدل استهلاك الوقود الأحفوري في العالم الحالي أكبر بكثير من المعدل الذي يتكون به، هذا يعني بشكل أساسي أن إمدادات الوقود الأحفوري من المحتمل أن تنضب في المستقبل القريب بمعدل الاستخدام الحالي مما يجعلها مصدرًا غير متجدد، إلى جانب ذلك قبل بضع سنوات أصيب الكوكب بمحنة وهي حقيقة مخيبة للآمال أن الوقود الأحفوري كان على وشك النفاد، لقد عفا عليهم الزمن تدريجياً واستمروا في أن يصبحوا أكثر ندرة.
مؤشر جيد آخر هو أن الوقود الأحفوري غير قابل للتجديد هو الأسعار المتصاعدة للوقود الأحفوري، وفقا للتقارير للأسف ستستمر هذه الأسعار في الارتفاع مع انخفاض العرض مع زيادة الطلب، على سبيل المثال من المتوقع أن يصبح كل من الغاز الطبيعي والفحم والنفط ناقصًا للغاية في الإمدادات خلال السنوات العشر القادمة ولا يمكن لأي نوع من التكنولوجيا أن يمنع حدوث ذلك، من المهم أن يحاول العالم تفادي ظاهرة الاحتباس الحراري من خلال استخدام كمية أقل من الطاقة الناتجة عن الوقود الأحفوري وإيجاد طريقة لاستغلال مصادر الطاقة المتجددة.
بصرف النظر عن استنفاد الوقود الأحفوري فإن لها أيضًا تأثيرات ضارة على النظام البيئي، كان لانسكابات النفط تأثير كبير على البيئة فقد تسبب تسرب المنتجات البترولية في الإضرار بالكثير من الكائنات المائية وقتلها، كان الدمار الذي لحق بالكائنات الأرضية واسع النطاق ومستمرًا.
وبعيداً عن الضرر الذي يسببه للحيوانات البرية فإن تكلفة جهود التنظيف والأذى للإنسان باهظة أيضًا، فالفحم هو الوقود الأحفوري الأكثر مسؤولية في إطلاق ثاني أكسيد الكربون متجاوزًا حتى البترول، ومع ذلك فهو الوقود الأحفوري الرئيسي لـ 40٪ من توليد الكهرباء على كوكب الأرض، في بلدان مثل الصين يتم بناء محطات توليد الطاقة بالفحم على أساس أسبوعي والحرارة التي يتم إنتاجها بالإضافة إلى الانبعاثات تعود إلى البيئة، حيث تساهم الطاقة المهدرة في الاحتباس الحراري.
الغاز الطبيعي هو أقل ما يفسد البيئة مقارنة بأنواع الوقود الأحفوري الأخرى فيما يتعلق بثاني أكسيد الكربون، ومع ذلك لأنه لا يزال يحتوي على ذرات كربون في جزيئاته فإن الغاز الطبيعي هو مدخلاً في زيادة تركيز غازات الدفيئة وبالتالي يساهم أيضًا في الاحتباس الحراري، من ناحية أخرى يمكن أن يؤدي احتراق الغاز الطبيعي إلى تفريغ حوالي 40٪ إلى 50٪ أقل من ثاني أكسيد الكربون ويمكن للفحم أن يطلق أقل من 25٪ إلى 30٪ من ثاني أكسيد الكربون من النفط.
بشرط أن الفحم هو المصدر الرئيسي للكهرباء في الكون فهو الوقود الأحفوري الأكثر استخدامًا، من الواضح أنه أيضًا هو الذي يسبب الكثير من الأضرار المدمرة للكوكب، نظرًا لتأثيراته البارزة على الكوكب فقد حدثت بعض التحسينات في استخدام الفحم للحصول على الطاقة، يتكون هذا من غسل المعادن من الملوثات من الفحم باستخدام مادة كيميائية تساعد في تقليل ثاني أكسيد الكبريت وكذلك لالتقاط وتخزين الأجهزة لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري.
في محاولات خفض الاعتماد على النفط من الواضح أن الكثير من البدائل متاحة للناس للعمل على أساسها، على سبيل المثال تُستخدم المصادر غير المتجددة في التدفئة والتبريد لذلك يمكن للناس أن يقرروا تقديم تضحيات صغيرة والاستفادة من الملابس الأكثر دفئًا أو حتى تقليل استخدام الحرارة فقط.
بالإضافة إلى ذلك هناك المزيد من البدائل التي ستساعد في تقليل اعتماد المجتمعات على النفط مثل ركوب الدراجة والبستنة العضوية واستهلاك الخضار والفواكه العضوية وشراء الملابس المصنوعة من الألياف الطبيعية والتحول إلى المنظفات الطبيعية وحتى استخدام مستحضرات التجميل الطبيعية.
على الرغم من كون الغاز الطبيعي أحد المساهمين في إنتاج الكهرباء إلا أنه أنظف مقارنة بالوقود الأحفوري، ومع ذلك فهو مصدر غير متجدد للطاقة ومن الضروري للدول أن تقلل من استخدامه، يمكن أن تشمل الإجراءات خطوة بخطوة إيقاف تشغيل المعدات الكهربائية عندما لا تكون قيد الاستخدام والاستثمار في مصادر الطاقة البديلة كما هو موضح أدناه.

أنواع رئيسية من مصادر الطاقة البديلة:

في محاولة لتخفيف الاحتباس الحراري وتقليص استخدام الوقود الأحفوري، حيث لا يمكن للعالم أن يعيش عمليًا بدون هذه المصادر غير المتجددة يمكن أن تكون المصادر البديلة للطاقة مثل الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية ووقود الكتلة الحيوية وطاقة الرياح في متناول اليد:

• الطاقة الشمسية: تعتبر الطاقة الشمسية هي أحد مصادر الطاقة المتجددة الرائعة التي يمكن أن تحل محل الوقود الأحفوري، حيث يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء من الخلايا الشمسية مما يسمح للناس بالوصول إلى الكهرباء دون التخلي عن الغازات المدمرة في البيئة، سيتحول الكوكب على الأرجح لكن الشمس ستبقى كما هي.
  لسوء الحظ لا يمكن الوصول إلى الطاقة الشمسية إلا عندما تشرق الشمس مما يعني أن الطاقة يجب أن تتراكم في النهار حتى يكون هناك ضوء في الليل، بالنسبة للبلدان التي لا تحصل على ما يكفي من ضوء الشمس لا يمكن أن تكون الطاقة الشمسية خيارًا، كما أن التكلفة الأولية لتركيب الطاقة الشمسية مرتفعة ولكنها مجزية في النهاية.
  
• طاقة الرياح: مصدر آخر للطاقة فعال للغاية هو طاقة الرياح وهي حاليًا مصدر الطاقة الأسرع تطورًا، يقارب الخبراء أن أكثر المناطق عاصفة على وجه الأرض يمكن أن تنتج عشرة أضعاف الطاقة التي يتم استهلاكها في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك ليست كل منطقة بها رياح وتلك التي نادرًا ما تحصل على أي منها، التكلفة ليست مشكلة حقيقية لأن طاقة الرياح هي الشكل الأكثر تكلفة لإنتاج الكهرباء التي يمكن الوصول إليها.
  
• الطاقة الكهرومائية: قد يكون بناء السدود الكهرومائية مكلفًا بعض الشي ولكن عندما يتم تشغيلها فإنها تصبح أرخص على المدى الطويل، حيث يبدو أنه المصدر الأكثر موثوقية للطاقة وربما يكون أفضل مصدر للطاقة على الأرض وأكثر ثباتًا ويمكن الاعتماد عليه.
  إلى جانب ذلك فإن سلبياتها ليست كثيرة والمشكلة الوحيدة التي قد تحدث هي نقص المياه، لكن بالنسبة للمناطق التي لديها وفرة من المياه يمكن أن تزدهر في نهاية المطاف.
  كان الوقود الأحفوري بمثابة مصدر للطاقة لجميع الأغراض العملية تقريبًا في الحياة اليوم ولا مفر منها في جميع الأغراض المنزلية مثل الطهي والنقل ولها العديد من المزايا الأخرى، ومع ذلك فهذه كلها مصادر غير متجددة للطاقة، هذا يعني أن هناك مخزونًا محدودًا من هذا الوقود الأحفوري، مع زيادة عدد السكان وبالتالي استهلاكهم يبدو أن مخزون الوقود الأحفوري يقترب من نهايته.