الوقود الحفرى(للصف الثانى الاعدادى)

بسم الله الرحمن الرحيم
هذا الموضوع للصف الثانى الاعدادى
اسم الطالب/ كريم اشرف الفصل/2/2

الوقود الأحفوري هو وقود يتم استعماله لإنتاج الطاقة الأحفورية. و يستخرج الوقود الأحفوري من المواد الأحفورية كالفحم الحجري ،الفحم النفطي الأسود، الغاز الطبيعي، و من البترول.

و تستخرج هذه المواد بدورها من باطن الأرض و تحترق في الهواء مع الأكسجين لإنتاج حرارة تستخدم في كافة الميادين.

يعتمد تركيب الوقود الأحفوري على دورة الكربون في الطبيعة، و بهذا يتم تخزين الطاقة(الشمسية) عبر العصور القديمة ليتم اليوم استخدام هذه الطاقة. حسب التقديرات العالمية[1] ستغطي المصادر الأحفورية في عام 2030 حوالي 90% من الحاجة العالمية للطاقة. في عام 2005 بلغت هذه النسبة 81%

أما الكتلة الحيوية فهي تستخرج من الخشب و من فضلات عضوية مختلفة.

و قد قامت الثورة الصناعية في القرنين الثامن و التاسع عشر تزامنا مع استعمال الطاقة الأحفورية في المجال التقني، و خاصة الفحم الحجري في ذاك الوقت. أما في يومنا هذا، فيلعب النفط الخام الدور الأكبر في تلبية إحتياجات الطاقة نظرا لسهولة إستخراجه و معالجته و نقله، مما يجعله أزهد ثمنا.

و كما سبق، تعتمد مواد الإحتراق الأحفورية على مركبات عنصر الكربون. عند احتراق الكربون مع غاز الأكسجين تنبعث طاقة على شكل حرارة إضافة إلى انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون و مواد كيميائية أخرى كأكسيد النيتروجين و السُّخام و كميات من الجسيمات.


الإحتياطات
إستنادا إلى الأساليب الحالية المتبعة لتقدير إحتياطات الوقود الأحفوري التي يمكن إستخراجها بشكل ذو مردود مادّي، يبلغ أمد استخدام الفحم الحجري 150 عاما، و الغاز 60 عاما، و النفط الخام حوالي 40 عاما، مع إعتبارنا أن كمية الإستهلاك للطاقة بقيت ثابتة. (مدى ثابت لتقدير الإحتياط النفطي)

و بلغ المدى الثابت للإحتياطات النفطية في عام 1919 حوالي 20 سنة فقط. بينما يصل اليوم إلى 35-40 سنة، و ذلك نظرا إلى الإيجاد المستمر لإحتياطات جديدة، و بفضل طرق و أساليب جديدة و محسّنة تسهّل اليوم استخراج الوقود عما كانت عليه في أوائل القرن العشرين.

المتوقع في العقود القادمة وصول احتياج الطاقة لذروته، مما سيرفع ذروة إنتاج النفط (انظر ذروة إنتاج نفط) . و بهذا يتوقع أن ينخفض حجم الإنتاج النفطي, مما يعني أن هذه الثغرة في الإمداد يجب أن يتم سدها عبر إستهلاك أقل للطاقة، و باستخدام طاقات بديلة كالطاقة المتجددة مثلا، بحيث يتم الإستغناء شيئا فشيئا عن الوقود الأحفوري كمصدر رئيسي للطاقة.

النفط و الغاز الطبيعي
ماتت المخلوقات العضوية و إستقرّت في قاع المحيطات وسط طبقة من الرسوبيات دون أن يدخل الهواء إليها. و غطتها طبقات أرضية أخرى، حتى تكوّنت فوق هذه المواد العضوية و بفعل مر السنين (حوالي 500 مليون سنة) طبقة عازلة.

و مع عدم وجود الأكسجين فككت البكتيريا هذه المواد العضوية إلى مكونات كيميائية أبسط تركيبا. و بفعل الضغط و الحرارة، تكوّنت المركبات الهيدروكربونية.

أما الماء الذي بقى، فتبخّر أو ترسّب. فترتفع عندئذ هذه المواد الهيدروكربونية التي تكون أخف وزنا من الطبقات الأرضية أو الحجرية التي فوقها، لتستقر أخيرا تحت الطبقات الجيولوجية التي تمنع ارتفاعها المستمر هذا.

أما القسم الغازي من هذه المواد و هو الغاز الطبيعي، فيطفو بدوره على الجزء السائل منه (النفط السائل).

الخث و الفحم
تولّد الفحم من بقايا النباتات التي انقطع عنها الهواء - مثلا في المستنفعات - و التي لم تتمكن من التحلل و تعرضت لاحقا لضغط كبير و حرارة خارجية. أما الماء و الشوائب، فقد تطايرت مع الوقت ليكون الخث و الفحم بدرجات مختلفة من حيث الخليط و النقاوة و الكثافة.

يعتبر الفحم الحجري أكثر أنواع الفحم قيمة وذلك لنقاوته العالية و كثافته الكبيرة، مما يعني أنه يتكون من عنصر الكربون بشكل أساسي. و بهذه المواصفات يمتلك الفحم الحجري على قدرة احتراق و(سعرات حرارية) عالية القيمة.

أما اللّيجنيت و هو من أنواع الفحم الحجري، فهو بني اللون، و يعتبر أقل جودة نظرا لكثافته الأقل و لوجود شوائب من الكبريت فيه. و تكون قدرته الحرارية أقل منها للفحم الحجري الصافي.

عوامل توافر الطاقة الأحفورية
حجم الإحتياط
فعالية استخدام الطاقة
مجال الإستهلاك
بعدها عن الطاقات المتجددة
المصطلح المقابل للطاقة الأحفورية هو الطاقة المتجددة، حيث أن الطاقة المتجددة لا تنضب خلال فترة طويلة من الزمن عند استعمالها، كالطاقة الشمسية و الطاقة الريحية و الطاقة المائية، بل تتجدد باستمرار. بينما الطاقة الإحفورية تفقد قدرتها على توليد الطاقة حالما احترقت، و بهذا تكون غير متجددة. مؤنس الحنون

حسنات و سيئات الطاقة الأحفورية
يتميز الوقود الإحفوري بإمتلاكه كثافة طاقة عالية و بسهولة نقله و تخزينه. و بمعالجة الوقود الأحفوري بتروكيميائيا، يمكن الإستحصال على أنواع مختلفة منه، و خاصة من الوقود الأحفورية السائلة و الغازية، حيث يتم استخراج وقود منها و ذلك للاستعمالات النختلفة في المحركات و الطائرات و السفن بعد المعالجة البتروكيميائية اللازمة.

من سيئات استخدام الطاقة الأحفورية هو احتراق الوقود الأحفورية الذي يعدّ من العوامل الرئيسية لتلوث الهواء و التسبب في الإحتباس الحراري الناتج بدوره عن غازات تغلّف المجال الجوي و تمنع الإنعكاس الحراري الصادر من الأرض من انتقاله إلى خارج الكوكب، مما يسبب ارتفاعا في درجات حرارة الأرض، و يزيد التصحر و الجفاف