ما هو الوقود الأحفوري؟ وكيف تشكل؟

تعريف الوقود الأحفوري

يمثّل الوقود الأحفوري (بالإنجليزية: fossil fuel) الموادّ التي تحتوي على مركبات الهيدروكربون والتي وُجدت لأسباب بيولوجية تكوّنت في باطن الأرض، والتي تُشكّل مصدرًا من مصادر الطاقة.

ويعرّف الوقود الأحفوري على أنه بقايا عضوية أصلها نباتات وحيوانات متحللة دُفِنت تحت طبقات الصخور والرسوبيات لآلاف السنين وتحولت فيما بعد لمواد غنيّة بعنصر الكربون، و يُصنّف الوقود الأحفوري على أنه أحد مصادر الطاقة غير المتجددة ، والتي تشتمل عدّة أنواع هي؛ الفحم، والنفط، والغاز الطبيعي، حيثُ تشكّل حوالي 80٪ من الطاقة حول العالم، وينتج عن عمليات حرقه غاز ثاني أكسيد الكربون وغازات ظاهرة الدفيئة التي لها الدور كبير في حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري وتغيّر المناخ.

يعرف الوقود الأحفوري بأنه عبارة عن مجموعة من المواد المكونة من مركبات الهيدروكربون، والتي تكونت في باطن الأرض، ويعد الوقود الأحفوري من مصادر الطاقة غير المتجددة، ويشمل عدة أنواع وهي؛ الفحم، والنفط، والغاز الطبيعي، والتي تشكل 80% من الطاقة حول العالم.

تَشكل الوقود الأحفوري

يمر الوقود الأحفوري بعدّة مراحل يتكوّن من خلالها الفحم الحجري والنفط والغاز الطبيعي اعتمادًا على عاملي الحرارة والضغط، ويُدرج فيما يأتي تلك المراحل:

• تعرض المواد العضوية للضغط والحرارة: تتعرّض المواد الأحفوريّة المدفونة في أعماق باطن الأرض للزيادة في الحرارة والضغط مع استمرار الزيادة في العمق، ومع هذه الزيادة تبدأ جزيئات المواد بالتحلل، لينتج عنه مواد انتقاليّة تُخزّن الطاقة ولها خواص جديدة.
• تحول المركبات إلى وقود: تتعرّض الموادّ الأحفورية بعد بقائها ملايين السنين في باطن الأرض إلى عمليّة تحوّل المُركبات التي تتشكّل منها العوالق والنباتات إلى الوقود الأحفوري، حيثُ تتغيّر العوالق إلى نفط وغاز طبيعي، بينما تتغيّر النباتات إلى فحم حجري.

وفيما يأتي طريقة تشكل كل نوع من أنواع الوقود الأحفوري واستخداماته:

الفحم الحجري

يُعرّف الفحم الحجري (بالإنجليزية: Coal) بأنّه صخور رسوبيّة ذات لون أسود أو بني مائل للأسود قابلة للاحتراق وغنية بالكربون والهيدروكربون، والفحم الحجري مورد غير متجدد لأنّ تكوينه يحدث على مدى ملايين السنين، وفيما يأتي طريقة تشكّل الفحم الحجري وأبرز استخداماته:

طريقة التشكل

يُدرج فيما يأتي مراحل تشكل الفحم الحجري:

• يتكوّن الفحم الحجري من نباتات عاشت في غابات المستنقعات قبل مئات ملايين السنين.
• يُشار إلى أنّ هذه النباتات دُفنت تحت طبقات الصخور والتراب طوال تلك المدّة.
• تعرضت النباتات المدفونة إلى ضغط وحرارة كافيين لتحويلها إلى الفحم الحجري.

الاستخدامات

يدرج فيما يأتي أبرز استخدامات الفحم الحجري:

• توليد الطاقة الكهربائيّة: وذلك من خلال محطات الطاقة التي تستهلك الفحم وتحرقه بهدف توليد البخار الذي يُستخدم لتشغيل المولدات التوربينية التي تُنتِج الكهرباء، وعادًة ما تتواجد هذه المحطات في المصانع والشركات.
• في القطاعات الصناعية: فعلى سبيل المثال؛ تستهلك الصناعات الخرسانية والورقية كميات ضخمة من الفحم الحجري من أجل توليد الطاقة الحرارية، وتستخدم المصانع بعض أنواع الفحم مثل فحم الكوك من أجل صهر الحديد الخام وتحويله إلى فولاذ.

الغاز الطبيعي

يُعرّف الغاز الطبيعي (بالإنجليزية: Natural gas) على أنّه خليط من غازات؛ الميثان، والإيثان، والبيوتان، والبروبان، وتتصف هذه الغازات بتركيباتها الجزيئية المُختلفة والتي تحدث على نحو طبيعي، وتتكون هذه الغازات نتيجة تعرض الحيوانات المدفونة في باطن الأرض للحرارة والضغط بمعدل كبير وعلى مدى ملايين السنين، ويُعد الغاز الطبيعي من أنواع الوقود الأحفوري بالغة الأهمية ، ويُدرج فيما يأتي طريقة تشكل الغاز الطبيعي وأبرز استخداماته:

طريقة التشكل

وفيما يأتي مراحل تشكّل الغاز الطبيعي:

• تُدفن النباتات والحيوانات البحرية بعد موتها في قاع المحيط وباطن الأرض وتُغطى بطبقات الرمل والطمي.
• تبقى هذه الكائنات مدفونة في الأعماق وبزيادة عمقها ويزداد تعرّضها للحرارة والضغط ممّا يؤدي إلى تحولها إلى النفط والغاز الطبيعي.
• يحدث في وقتنا الحالي عمليات التنقيب والحفر في طبقات الرمل والطمي للبحث عن الرواسب الغنيّة بالنفط ومشتقات الغاز الطبيعي.

الاستخدامات

يُذكر فيما يأتي أبرز استخدامات الغاز الطبيعي:

• يُستخدم في مجال توليد الطاقة الكهربائية والطاقة الحرارية.
• يُستهلك الغاز الطبيعي في القطاعات الصناعيّة لتوليد الحرارة في عمليات التسخين، وفي أنظمة التدفئة ويُستخدم كمادة أوليّة في صناعة الكيماويات والأسمدة.
• يُستخدم في القطاعات السكنية بهدف توفير التدفئة للأبنية وللطهي وتنشيف الملابس.
• يُستخدم في قطاعات النقل وتزويد المركبات بالوقود.

النفط

يعرّف النفط (بالإنجليزية: Oil) على أنّه سائل لزج مكوّن من سلاسل الهيدروجين والكربون نتيجة تعرُّض بقايا النباتات والحيوانات المُتحللة للضغط في طبقات الأرض، ويعرُف أيضًا باسم البترول، ومن الجدير بالذكر أنه يوجد عدة أنواع من مشتقات النفط التي تُكرر، وتشمل؛ البنزين، والديزل، والعديد من مواد البتروكيماويات المتنوعة، وفيما يأتي طريقة تشكّل النفط وأبرز استخداماته:

طريقة التشكل

يُدرج فيما يأتي مراحل تشكّل النفط:

• يبدأ تشكّل النفط بعد موت النباتات والحيوانات المجهرية ودفنها في قاع المحيطات على مدى ملايين السنين وطمرها بطبقات من الرواسب والرمل.
• تستمر هذه الكائنات المدفونة بالتعمق في طبقات الأرض فتزداد الحرارة والضغط مما يؤدي إلى تحولها إلى نفط أو غاز طبيعي، ويشار إلى أنه كلما تزداد الحرارة يصبح النفط أخف.
• يُشار إلى أنّه بعد تكوين النفط والغاز الطبيعي فإنهما يميلان للانتقال عبر المسامات الصغيرة بين طبقات الصخور والتجمع في أماكن معينة محصورة يُطلق عليها مصائد يُستخرج النفط منها.

الاستخدامات

يُذكر فيما يأتي أبرز استخدامات النفط:

• يُستخدم النفط في قطاعات النقل وتشغيل المركبات.
• يُستخدم في القطاعات السكنية بهدف توفير التدفئة للأبنية.
• يُستخدم في القطاعات الصناعيّة؛ حيثُ تستهلك صناعات البتروكيماويات النفط كمادة أولية في تصنيع بعض المنتجات مثل؛ البلاستيك، والبولي يورثين، ومواد المذيبات وغيرها العديد.

يتشكل الوقود الأحفوري نتيجة تعرّض النباتات والكائنات الحية المتحللة لعوامل بيولوجية وذلك بعد دفنها في داخل طبقات باطن الأرض، ويشار إلى أنّ الوقود الأحفوري يساهم على نحو كبير جدا في توفير الطاقة التي يحتاج إليها الإنسان في كافة نواحي حياته ومن استعمالات الوقود الأحفوري؛ الصناعة والتعدين والمواصلات، ورغم أهميّة الوقود الأحفوري إلّا أنّ له آثارًا سلبية وخيمة على النظام البيئي وخاصة المساهمة في حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير مناخ الكوكب وما يترتب عليهما من آثار ضارة نتيجة إنتاج ثاني أكسيد الكربون أثناء حرقه.