محطات طاقة الوقود الاحفوري

بشكل عام توفر بعض محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري معظم الطاقة الكهربائية المستخدمة في العالم، حيث تم تصميم بعض محطات الطاقة التي قد تعمل بالوقود الأحفوري للتشغيل المستمر كمحطات طاقة أساسية، كما يتم استخدام محطات أخرى كمحطات ذروة (عند الحاجة إليها)، ومع ذلك يجب مراعاة المنتجات الثانوية لتشغيل محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري هذه عند تصميمها وتشغيلها.

ما هي محطات طاقة الوقود الاحفوري؟

هي عبارة عن محطات الطاقة الحرارية التي تحرق الوقود الأحفوري مثل الفحم أو الغاز الطبيعي لإنتاج الكهرباء، حيث تحتوي محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري هذه على آلات تعمل على تحويل الطاقة الحرارية الناتجة عن الاحتراق إلى طاقة ميكانيكية، والتي تقوم بعد ذلك بتشغيل مولد كهربائي، وتستخدم جميع المصانع الطاقة المستخرجة عادة من خلال الغاز المتوسع أو غازات الاحتراق، وعلى الرغم من وجود طرق مختلفة لتحويل الطاقة إلا أن جميع طرق تحويل محطات الطاقة الحرارية لها كفاءة محدودة، وبالتالي قد تنتج حرارة مهدرة في بعض الأحيان.

ما هي أنواع محطات طاقة الوقود الاحفوري؟

محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم:

شكلت محطات الطاقة التي تعمل بالفحم حوالي 37٪ من الكهرباء العالمية في عام 2018، وتستخدم محطات الطاقة التي تعمل بالفحم الفحم البخاري كمصدر لتوليد الكهرباء، وبالتالي قد تنبعث كمية كبيرة من الغازات الضارة في الغلاف الجوي.

وفي محاولة للحد من انبعاثات الاحتباس الحراري أعلنت العديد من الدول المتقدمة بالفعل عن خطط للتخلص التدريجي من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، فعلى سبيل المثال تخطط كندا للتخلص التدريجي من محطات الفحم الخاصة بها بحلول عام 2030، بينما حددت المملكة المتحدة موعداً نهائياً لعام 2025، وتهدف ألمانيا إلى إزالة التكنولوجيا من شبكة الكهرباء الخاصة بها بحلول عام 2038.

محطات توليد الطاقة التي تعمل بالديزل:

عادةً يتم استخدام هذا النوع من محطات الطاقة لإنتاج الطاقة الكهربائية على نطاق صغير، حيث يتم تثبيتها في بعض الأماكن التي لا يتوفر فيها بسهولة مصادر الطاقة البديلة، وهي تستخدم بشكل أساسي كنسخة احتياطية لإمدادات الطاقة غير المنقطعة عند حدوث انقطاع.

وتتطلب محطات طاقة الديزل هذه مساحة صغيرة للتركيب وتوفر كفاءة حرارية أعلى مقارنة بمحطات الطاقة التي تعمل بالفحم، ولكن نظراً لارتفاع تكاليف الصيانة وأسعار الديزل لم تكتسب محطات الطاقة هذه شعبية بنفس معدل الأنواع الأخرى من تلك المحطات لتوليد الطاقة مثل البخار والطاقة المائية.

محطات توليد الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي:

تعمل محطات الطاقة التي تعمل بالغاز على حرق الغاز الطبيعي، وهو مصدر طاقة سريع النمو في جميع أنحاء العالم لتوليد الكهرباء، وعلى الرغم من أن الغاز الطبيعي هو وقود أحفوري إلا أن الانبعاثات الناتجة عن احتراقه أقل بكثير من تلك الناتجة عن الفحم أو النفط، كما تُظهر البيانات الصادرة عن وكالة الطاقة الدولية (IEA) أن توليد الطاقة التي تعمل بالغاز توسع بنسبة 3٪ في عام 2019، مما رفع توليد الطاقة في المزيج العالمي إلى 23٪.

وأيضاً نوع آخر من المحطات التي تستخدم الغاز الطبيعي هي محطة توليد الطاقة ذات الدورة المركبة، حيث أنها تعمل باستخدام كل من توربينات الغاز والبخار، وبذلك تنتج كميات أكبر من الكهرباء من مصدر وقود واحد مقارنة بمحطة الطاقة التقليدية، كما إنها تلتقط الحرارة من التوربينات الغازية لزيادة إنتاج الطاقة، وهي تطلق كميات منخفضة من الغازات الضارة في الغلاف الجوي، ولذلك يستخدم العديد من دول العالم هذا النوع من المحطات.

مستقبل محطات طاقة الوقود الأحفوري:

تبذل الحكومة ومجتمعات الطاقة في بعض دول العالم جهوداً كبيرة للابتعاد عن توليد طاقة الوقود الأحفوري نحو استخدام تقنيات فعالة ومنخفضة الكربون ومتجددة، وذلك من أجل تحقيق أهداف البيئة وتغير المناخ، حيث بدأت الحكومات حقاً بخطط لوقف استخدام الوقود الأحفوري في السنوات القادمة في مختلف دول العالم.

وبالتالي يجب إعادة التوازن باستمرار الطلب على بعض مصادر الطاقة التقليدية وغير التقليدية فيما يتعلق بالتقدم في التقنيات المتجددة منخفضة الكربون، ولضمان توفر طاقة الشبكة بسهولة كبيرة للمستهلك فإنه يجب أن يستمر البحث في توليد طاقة الوقود الأحفوري من أجل توفير الطاقة إذا كان يوجد هناك فترات متقطعة من مصادر متجددة.

كما يجب الحفاظ على المهارات والقدرات في هذا المجال البحثي لمواجهة تحديات الكفاءة ودمج توليد الطاقة من الوقود الأحفوري في تقنيات منخفضة الكربون، وأيضاً يرتبط مجال أبحاث توليد الطاقة من الوقود الأحفوري بمجالات التقاط الكربون وتخزينه وأنظمة الطاقة الكاملة وبرنامج التعايش مع التغيير البيئي.