2023 مؤلف: Jake Johnson | [email protected]. آخر تعديل: 2023-05-24 23:12
أحد أهم المعايير لتقييم الربحية المحتملة لوقود أحفوري هوقيمة الطاقة، والتي يتم تعريفها على أنها تنطلق الطاقة عند حرق جرام واحد من الوقود المذكور. هناك عوامل أخرى يجب مراعاتها مثل تكاليف الإنتاج والنقل والتخزين وسهولة الاستخدام المطلقة.
دعونا نتحدث عن 5 أنواع من الوقود الأحفوري وهي: خشب(18 كيلوجول / غرام) ، فحم(أنثراسايت) (31 كيلو جول / ز) ، و بنزين(49 كيلوجول / غرام) ، و غاز طبيعي(53 كيلوجول / غرام) والهيدروجين (142 كيلوجول / غرام). يتم عرض قيم الطاقة المختلفة لكل وقود بين قوسين ، ويتم ترتيبها من الأصغر إلى الأكبر ، بالتزامن بالترتيب المذكور ، مع التسلسل التاريخي لاستخدام الإنسان لها.
يستخدم البشر الخشب لعدة قرون ، باعتباره الوقود الأول والوحيد تقريبًا لتغطية احتياجاتهم من الطاقة ، والتي كانت أساسًا طهي الطعام والتدفئة. إنه من النصف الثاني من القرن الثامن عشر ، ومع بداية الثورة الصناعية ، نظرًا لارتفاع الطلب على الطاقة ، عندما تكون هناك زيادة ملحوظة في استخدام واستهلاك الفحم ، والذي يحتوي على قيمة طاقة أعلى بكثير من من الخشب. تم استخدام هذا الفحم لتشغيل المحركات البخارية الأولى التي تم إدخالها في قطاعاتالتعدين والحديد والصلب والمنسوجات ، حيث تم إنتاج تطورات تكنولوجية مهمة وسريعة مع ما يترتب على ذلك من زيادة في الطلب على الطاقة. تم استخدام المحركات البخارية لاحقًا لتوليد الكهرباء ، وكذلك لنقل البواخر والقطارات الأولى من منتصف القرن التاسع عشر ، والتي عملت على نقل المواد الخام ، بما في ذلك الفحم ، للصناعات الثقيلة التي كانت تتطور في المدن الكبرى. عانت هذه المدن ومحيطها من مشاكل التلوث بسبب الدخان والسخام والغازات الكبريتية بسبب الاحتراق السيئ والشوائب الكبريتية الموجودة في الفحم الذي تم استخدامه.
طوال القرن العشرين ، تم تكييف المنشآت الصناعية ، وكذلك أنظمة تدفئة المناطق ، مع استخدام النفط والغاز الطبيعي ؛ هذه الأنواع من الوقود لها قيمة طاقة أعلى من الفحم ، كما أنها أسهل في الاستخدام ولديها أيضًا مشاكل تلوث أقل. في هذا القرن ، بدأ إدخال وتطوير محركات الاحتراق الداخلي ، الأمر الذي ساهم في الزيادة المذهلة في استهلاك المشتقات البترولية ، مثل البنزين.
حاليًا ، هذا هو الوقود الأكثر استخدامًا ، ولكن منذ السبعينيات ، وبسبب النقص المتوقع في النفط ، فضلاً عن الزيادة المصاحبة في السعر ، يتم استخدام المزيد والمزيد من الفحم ، خاصة لانتاج الكهرباء في محطات التوليد الحرارية الكبيرة
احتياطيات العالم من الوقود الأحفوري ، وهيتشكلت على مدى ملايين السنين ، ويمكن تقليلها بشكل كبير إذا واصلت معدل الاستهلاك هذا ، لأن هذه الأنواع من الوقود هي مصادر طاقة غير متجددة.
يمكن أن يؤدي احتراق جميع المواد الأحفورية أيضًا إلى زيادة تحميل الغلاف الجوي بثاني أكسيد الكربون وتعديل المناخ ، مما يؤدي إلى تغيير درجة حرارة الأرض. سيتم إطلاق ملايين الأطنان من المواد مثل الكبريت وأكاسيد النيتروجين في الهواء ، مما يساعد على المطر الحمضي. على وجه الخصوص ، ستساهم أكاسيد النيتروجين في تدمير طبقة الأوزون لأنها ترتفع إلى الغلاف الجوي العلوي.
في البحث عن مصادر طاقة بديلة أخرى ، وإذا قمنا بتحليل قيم الطاقة الموضحة في بداية هذه المقالة ، فيمكننا التفكير في الهيدروجين كوقود ذي إمكانات كبيرة. يحتوي الهيدروجين على قيمة طاقة عالية ، حيث ينتج عن احتراقه الماء فقط ، ومن السهل نقله عبر خطوط الغاز أو تخزينه في صورة هيدروجين سائل ، على الرغم من أن هذا الأخير له عيوبه ، حيث أن درجة غليانه منخفضة جدًا (حوالي 20 كلفن) كما أنه يشكل خلائط قابلة للانفجار مع الهواء. إن الصعوبة الأكبر في الحصول على الهيدروجين اليوم هي تكلفة الإنتاج المرتفعة ، حيث يجب استثمار كمية كبيرة من الطاقة للحصول عليه ، من خلال التحليل الكهربائي للماء أو بمعالجة الميثان بالبخار عند درجة حرارة 1100 درجة مئوية.
حاليًا ، يُستخدم الهيدروجين السائل كوقود للصواريخ الفضائية ، وأصبح استخدام الهيدروجين كوقود بديل للسيارات حقيقة واقعة.
