الفحم الحجري
يعد الفحم الحجري Coal أحد مصادر الطاقة غير المتجددة، وهو صخر رسوبي ذو لون أسود أو بني قاتم، يحتوي على طاقة مختزنة يمكن الاستفادة منها عند حرقه، يتكون الفحم الحجري أساسًا من نسبة عالية جداً من عنصر الكربون ومركب الهيدروكربونات، والهيدروكربونات هي مركب يتكون بالكامل من اتحاد عنصري الهيدروجين والكربون، و يشمل 4 أنواع مختلفة وفقًا لاختلاف خصائصه ونسبة الكربون التي يحتويها، وهي:
- اللغنيت.
- الفحم الحجري الشبه قاري.
- البيتومين.
- الأنثراسايت.
طريقة التشكل
يتشكل الفحم الحجري وفقًا للآلية الموضحة أدناه:
- دفن نباتات ميتة داخل بيئة من المستنقعات.
- تعرض تلك النباتات لدرجات عالية من الضغط والحرارة.
- مرور ملايين السنين لتتحول تلك المواد العضوية المدفونة إلى فحم حجري يمتاز بكثافته الكربونية العالية.
الاستخدامات
تتعدد استخدامات الفحم الحجري، ونذكر فيما يلي أبرزها:
- توليد التيار الكهربائي.
- الصناعات المختلفة كصناعة الفولاذ والأسمنت وألياف الكربون والأدوية والقطران والوقود الصناعي.
- التدفئة سواء كانت منزلية أو تجارية.
الغاز الطبيعي
يصنّف الغاز الطبيعي Natural Gas على أنه إحدى مصادر الوقود الأحفوري، والذي يمتاز بأنه غاز عديم اللون والرائحة، يتكون الغاز الطبيعي في الأساس من غاز الميثان وهو مركب يتكون بناءه الذري من ذرة كربون واحدة وأربعة ذرات هيدروجين CH4، وإلى جانب غاز الميثان يحتوي الغاز الطبيعي على بعض السوائل والغازات الهيدروكربونية، مثل غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.
طريقة التشكل
يتشكل الغاز الطبيعي وفقًا للآلية الموضحة أدناه:
- تراكم بقايا النباتات والحيوانات الميتة تحت طبقات سمكية من سطح الأرض أو قيعان المحيطات.
- مرور ملايين السنين مع تعرضها لدرجات عالية جدًا من الضغط والحرارة، بالإضافة إلى امتزاج المواد العضوية مع الرمل والطين لتتحول إلى مواد غنية بالهيدروكربونات.
- تحول المواد الغنية بالهيدروكربونات نتيجة زيادة معدل الضغط ودرجة الحرارة إلى الحالة غازية بين طبقات الأرض.
الاستخدامات
تتعدد استخدامات الغاز الطبيعي، ونذكر فيما يلي أبرزها:
- توليد التيار الكهربائي باستخدام التوربينات التي تعمل بالاعتماد على مشتقات الغاز الطبيعي.
- التدفئة المنزلية.
- إنتاج المواد الكيمائية والأسمدة.
- تشغيل معدات وأجهزة التبريد.
النفط
يُعرف النفط Oil أيضًا باسم البترول، والذي يعني الصخر الزيتي أحد أشكال الوقود الأحفوري الهامة، وهو مادة سائلة تُستخرج من باطن الأرض وتتكون من مواد عضوية أبرزها الكربون والهيدروجين، وقد يختلف تركيب النفط الخام بناءً على عمق الأرض الذي استخرج منه وطبيعة الظروف التي ساهمت في تشكيله، وهو يعد أهم مصادر التزود بالطاقة على مستوى العالم. s,
طريقة التشكل
يتشكل النفط وفقًا للآلية الموضحة أدناه:
- ترسب العوالق البحرية المجهرية الميتة في قيعان المحيطات.
- تراكم المواد العضوية بكميات كبيرة في بيئة خالية من الأكسجين.
- مرور ملايين السنين وزيادة معدل دفنها، مصحوبة مع ارتفاع درجتي الحرارة والضغط.
- تحول المخلفات العضوية إلى سائل أسود كثيف غني بالهيدروكربونات، يطلق عليه اسم النفط الخام.
الاستخدامات
تتعدد استخدامات النفط، ونذكر فيما يلي أبرزها:
- إنتاج الوقود بمختلف أنواعه كالبنزين والسولار والديزل، للمركبات والتدفئة وتوليد الكهرباء.
- صناعة البلاستيك بشتى أنواعه.
- صناعة الملابس، فغالبية الألياف التي تصنع منها الملابس في الوقت الحاضر أساسها النفط.
- صناعة مستحضرات التجميل وأدوات التنظيف، مثل الصابون ومعجون الأسنان والشامبو.
الصخر الزيتي
يصنّف الصخر الزيتي Shale Oil بأنه أحد أنواع الصخور الرسوبية الغنية بالكيروجين، والكيروجين هو ذلك الجزء الصخري الذي يتكسر عند تسخينه ويطلق مركب الهيدروكربونات، بحيث يكون قوامه أشبه ما يكون بالمادة شمعية، يمكن استخدام الصخر الزيتي كبديل فعّال لكل من الغاز الطبيعي والنفط الخام، كما يعد الصخر الزيتي احد أنواع الوقود الأحفوري بالغة الأهمية.
طريقة التشكل
يتشكل الصخر الزيتي وفقًا للآلية الموضحة أدناه:
- تعرض كل من بقايا الطحالب والنباتات الميتة وحبوب اللقاح للطمر في بيئات بحرية أو مناطق رطبة.
- زيادة معدل الدفن مع ارتفاع درجتي الحرارة والضغط المؤثران على هذه المواد العضوية.
- تحول المواد العضوية إلى مادة الكيروجين المكونة للصخر الزيتي.
الاستخدامات
تتعدد استخدامات الصخر الزيتي، ونذكر فيما يلي أبرزها:
- إنتاج الوقود بمختلف أنواعه بعد تكريره لاستخدامه للتدفئة والمركبات.
- صناعة الأسمنت.
- الصناعات الكيميائية، كصناعة الأمونيا والكبريت وبعض المنتجات الأخرى.
الرمال النفطية
تسمى الرمال النفطية Oil Sand أيضًا بالرمال الزيتية والنفط الثقيل، وهي مزيج من الماء والطين والرمل ومادة ذات قوام سميك يشبه قوام الدبس يطلق عليها اسم البيتومين، وهو مركب هيدروكربوني واسع الانتشار على سطح الأرض، وتحديدًا في كل من كندا وألبرتا.
طريقة التشكل
تتشكل الرمال النفطية وفقًا للآلية الموضحة أدناه:
- دفن الكائنات البحرية الميتة في قيعان المحيطات.
- تعرض تلك المواد العضوية لدرجات مرتفعة جدًا من الحرارة والضغط.
- تحول المواد العضوية إلى مادة زيتية.
- تبخر مركب الهيدروكربونات الموجود في المادة الزيتية مخلفةً ورائها مادة البيتومين والرمل داخل الطبقات الرملية، ليتشكل بعد مرور ملايين السنين الرمال النفطية.
الاستخدامات
تتعدد استخدامات الرمال النفطية، ونذكر فيما يلي أبرزها:
- إنتاج الوقود بمختلف أشكاله.
- يستخدم كأداة ربط في مادة أسفلت الطرق.
- يسسنخدم في مواد العزل المائي المستخدمة في المباني.
القطران
يعرف القطران Coal Tar بأنه مادة سوداء اللون سمكية القوام تنتج بعد عملية تقطير الفحم الحجري، ويعد بذلك مادة ثانوية المصدر، فهو من أشكال الوقود الصلب، في حين أنه يتكون من الكربون والغاز، وهو أحد أنواع الوقود الأحفوري المهمة.
طريقة التشكل
يتشكل القطران وفقًا للآلية الموضحة أدناه:
- تسرب النفط الخام إلى سطح الأرض عبر شقوق القشرة الأرضية.
- تبخر الجزء الخفيف مخلفًا ورائه مادة القطران الثقيلة.
الاستخدامات
تتعدد استخدامات القطران، ونذكر فيما يلي أبرزها:
- مادة رابطة في صناعة منتجات الأسفلت وطلاء الأرصفة والأسقف.
- صناعة المواد الكيميائية ومنتجات قطران الفحم.
- صناعة بعض المستحضرات العلاجية الخاصة بالأمراض الجلدية، مثل الصدفية والأكزيما.
- صناعة الحديد والمبيدات الحشرية والدهانات والأصباغ.
الخلاصة
كثيرة هي أنواع الوقود الأحفوري والمنتشرة بكثرة في جميع أنحاء العالم، حيث يعد الفحم الحجري مورد غير متجدد، حاله حال كل من النفط والغاز الطبيعي والقطران والرمال النفطية، وجميعها كما سبق وذكرنا يحتاج تشكلها مرور ملايين السنين، مما يجعلها قابلة للنفاذ خاصةً في ظل دخولها في العديد من الصناعات الهامة والضرورية.
