بشكل عام يعتبر الفحم الحجري هو جزء مهم من ميزانية الطاقة العالمية، حيث يتم تحديد مكانه واستخراجه بسهوله كبيرة، كما يمكن العثور عليه أيضاً في جميع أنحاء العالم، وهو على عكس العديد من الموارد المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح لأنه لا يعتمد على الطقس، كما إنه وقود أساسي مما يعني أنه يمكن إنتاجه على مدار 24 ساعة في اليوم.
ما هو الفحم الحجري؟
هو عبارة عن نوع من أنواع الوقود الأحفوري، حيث أنه نتج عن طريق البقايا المتغيرة لنباتات ما قبل التاريخ التي تراكمت وتشكلت في الأصل في المستنقعات، وقد تأتي الطاقة التي نحصل عليها من الفحم اليوم من خلال الطاقة التي تمتصها النباتات من الشمس منذ ملايين السنين، حيث تخزن النباتات الحية الطاقة الشمسية من خلال عملية تعرف باسم التمثيل الضوئي، وعندما تموت النباتات عادةً ما يتم إطلاق هذه الطاقة مع تحلل النباتات، ولكن في ظل الظروف المواتية لتكوين الفحم قد تتوقف عملية التحلل، مما يمنع إطلاق الطاقة الشمسية المخزنة.
أشياء يجب معرفتها حول الفحم الحجري:
- يتكون الفحم عادةً من مادة نباتية متحللة تراكمت منذ مئات الملايين من السنين، وهو مصدر غير متجدد للطاقة، كما أنه قد ينتج كمية كبيرة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عند الاحتراق.
- يمكن استخراج الفحم بطريقتين وهما: التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض، حيث يتم استخدام التعدين السطحي عندما يقع الفحم على بعد حوالي 200 ميل تحت سطح الأرض، ويتم استخدام التعدين تحت الأرض عندما يتم دفن الفحم على بعد مئات الأميال تحت السطح.
- عادةً يوجد هناك أربعة أنواع من الفحم الحجري وهما: أنثراسايت وبيتومين وفحم تحت القيري ولجنيت، وقد يتم تصنيف الفحم هذا داخل كل رتبة بناءً على أنواع ونسبة الكربون التي يحتويها الفحم، وكذلك على كمية الطاقة الحرارية التي يستطيع الفحم إنتاجها.
- تعد محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم من أكثر الطرق شيوعاً لإنتاج الكهرباء وتوزيعها، ففي محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالفحم يتم حرق الفحم وتسخين المياه في غلايات ضخمة، حيث ينتج الماء المغلي بخاراً يدير التوربينات، وتعمل هذه التوربينات على تنشيط مولداً لإنتاج الكهرباء.
- يتم توليد الكهرباء في مختلف دول العالم عن طريق الفحم، فعلى سبيل المثال يعمل الفحم في جنوب إفريقيا على توليد حوالي 93٪ من الكهرباء، وكل من بولندا والصين وأستراليا وكازاخستان هي دول أخرى تعتمد على الفحم لتوليد الكهرباء أيضاً، وفي الولايات المتحدة أيضاً يتم توليد حوالي 45٪ من الكهرباء عن طريق الفحم.
- تستخدم العديد من الصناعات الفحم الحجري لإنتاج الحرارة، حيث تحرق بعض الصناعات الخرسانية والورقية الفحم لهذا الغرض أثناء عملية الإنتاج، ويعتبر الفحم جزءاً رئيسياً من عملية إنتاج الصلب (الحديد)، كما يتم إنتاج فحم الكوك عن طريق خبز الفحم في الأفران، ويستخدم فحم الكوك هذا لصهر خام الحديد لإنتاج الحديد الذي يعد المدخل الرئيسي في عملية تصنيع الفولاذ.
- يحتوي الفحم بشكل عام على أعلى مستوى من الكربون بين جميع أنواع الوقود الأحفوري الأخرى، وهذا يعني أنه ينتج كمية أكبر من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عند عملية استخراج الطاقة منه، وهذا الشيء هو خبر سيء لكوكبنا، فعندما يتم حرق الفحم فإنه ينتج كميات كبيرة من التلوث وانبعاثات الغاز بما في ذلك: الكبريتات والنيتروجين والتي يمكن أن تقوم بتلويث بعض المجاري المائية وقد تسبب أيضاً الضباب الدخاني.
- يمكن تحويل الفحم الحجري إلى غازات أو حتى سوائل تستخدم كوقود أو معالجتها إلى مواد كيميائية لاستخدامها في إنتاج منتجات أخرى، وعادةً يشار لهذه الغازات والسوائل بالوقود التركيبي أو الوقود التخليقي، وينتج الوقود الاصطناعي هذا عند حرقه ملوثات هواء أقل من ذلك الفحم الذي يتم حرقه مباشرة.
- يعتبر نقل الفحم الحجري عملاً صعباً بعض الشيء، حيث أن تكلفة النقل غالباً ما تكون أكثر من تكلفة تعدين الفحم فعلياً، وإن العديد من الشركات التي تتطلب هذا الفحم للوقود مثل محطات الطاقة قد تجد نفسها بالقرب من مناجم الفحم لخفض تكلفة النقل، حيث يمكن نقل الفحم بعدة طرق مثل: نقل السفن الكبيرة للفحم فوق المحيطات والبحار، وخطوط أنابيب الطين وهي خطوط أنابيب مصممة خصيصاً لنقل الفحم الممزوج بالماء لمسافات كبيرة، وأيضاً يمكن استخدام القطارات لنقل الفحم.
- اكتسب الفحم سمعة سيئة في السنوات الأخيرة، وقد يرجع ذلك أساساً إلى تأثيره الكبير على البيئة، حيث ترتبط العديد من الآثار السلبية لتعدين الفحم إلى حد كبير بإمكانية الجريان السطحي الذي يمكن أن يلوث بعض البحيرات والأنهار القريبة من مصادر الفحم، وقضية أخرى مرتبطة بالتعدين هي غاز الميثان الذي يتركز في أنفاق المناجم، وفي بعض الأحيان يمكن أن يتسبب غاز الميثان هذا حقاً في حدوث انفجارات، بينما يمكن أن تلحق الانبعاثات الضرر بالغلاف الجوي.
