أمثلة على أنواع الوقود الأحفوري المختلفة

الفحم الحجري

يُصنَّف الفحم الحجري (Coal) كأحد مصادر الطاقة غير المتجددة، وهو عُبارة عن صخر رسوبي ذو لون أسود أو بني داكن، يحتوي على طاقة مختزنة يمكن استغلالها عند احتراقه. يتكون الفحم الحجري بشكل رئيسي من نسبة مرتفعة من عنصر الكربون ومركبات الهيدروكربونات. الهيدروكربونات هي مركبات تتكون بالكامل من اتحاد عناصر الهيدروجين والكربون. ينقسم الفحم الحجري إلى أربعة أنواع رئيسية بناءً على اختلاف خصائصه ونسبة الكربون، وهي:

• اللجنيت.
• الفحم شبه القاري.
• البيتومين.
• الأنثراسايت.

آلية التكوين

يتشكل الفحم الحجري وفقاً للخطوات التالية:

• دفن النباتات الميتة داخل بيئات المستنقعات.
• تعرض تلك النباتات لدرجات حرارة وضغط مرتفعين.
• مرور ملايين السنين لتحول المواد العضوية المدفونة إلى فحم حجري يتميز بكثافته الكربونية العالية.

الاستخدامات

تتعدد استخدامات الفحم الحجري، ومن أبرزها:

• توليد الطاقة الكهربائية.
• العديد من الصناعات مثل الفولاذ، الإسمنت، ألياف الكربون، الأدوية، القطران، والوقود الصناعي.
• التدفئة سواء في المنازل أو المنشآت التجارية.

الغاز الطبيعي

يُصنَّف الغاز الطبيعي (Natural Gas) كمصدر من مصادر الوقود الأحفوري، ويتميز بأنه غاز عديم اللون والرائحة. يتكون الغاز الطبيعي أساساً من غاز الميثان، الذي تُبنى تركيبته الذرية من ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين (CH4). بالإضافة إلى غاز الميثان، يحتوي الغاز الطبيعي على بعض السوائل والغازات الهيدروكربونية، مثل غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

آلية التكوين

يتشكل الغاز الطبيعي وفقاً للخطوات التالية:

• تراكم بقايا النباتات والحيوانات الميتة تحت طبقات سميكة من سطح الأرض أو قيعان المحيطات.
• مرور ملايين السنين مع تعرض المواد العضوية لدرجات حرارة وضغط مرتفعين، مما يؤدي إلى تحويلها إلى مواد غنية بالهيدروكربونات.
• تحول المواد الغنية بالهيدروكربونات إلى حالة غازية تحت ضغط وحرارة متزايدين.

الاستخدامات

تتعدد استخدامات الغاز الطبيعي، ومن أبرزها:

• توليد الطاقة الكهربائية باستخدام التوربينات المدعومة بالمشتقات الغازية.
• التدفئة المنزلية.
• إنتاج المواد الكيميائية والأسمدة.
• تشغيل معدات وأجهزة التبريد.

النفط

يُعرف النفط (Oil) أيضاً باسم البترول، ويعتبر إحدى أنواع الوقود الأحفوري الهامة. هو مادة سائلة تُستخرج من باطن الأرض وتتكون بصورة رئيسية من مواد عضوية، أبرزها الكربون والهيدروجين. يختلف تركيب النفط الخام بناءً على عمق الاستخراج وظروف تشكيله، ويُعتبر أهم مصادر الطاقة على مستوى العالم.

آلية التكوين

يتشكل النفط وفقاً للخطوات التالية:

• ترسب العوالق البحرية المجهرية الميتة في قيعان المحيطات.
• تراكم كميات كبيرة من المواد العضوية في بيئة خالية من الأكسجين.
• مرور ملايين السنين وزيادة معدلات دفن المواد العضوية، مع ارتفاع درجات الحرارة والضغط.
• تحول المخلفات العضوية إلى سائل أسود كثيف غني بالهيدروكربونات، يُعرف بالنفط الخام.

الاستخدامات

تتعدد استخدامات النفط، ومن أبرزها:

• إنتاج الوقود بأنواعه مثل البنزين، السولار، والديزل للمركبات والتدفئة وتوليد الكهرباء.
• صناعة البلاستيك بمختلف أنواعه.
• إنتاج الملابس، حيث تُعتبر معظم الألياف المستخدمة في صناعة الملابس مستخلصة من النفط.
• صناعة مستحضرات التجميل ومواد التنظيف مثل الصابون ومعجون الأسنان والشامبو.

الصخر الزيتي

يُعتبر الصخر الزيتي (Shale Oil) أحد أنواع الصخور الرسوبية الغنية بالكيروجين، وهو المادة التي تتكسر عند تسخينها لتطلق مركبات الهيدروكربونات. يمكن اعتبار الصخر الزيتي بديلاً فعّالاً للغاز الطبيعي والنفط الخام، ويُعد من أنواع الوقود الأحفوري المهمة.

آلية التكوين

يتشكل الصخر الزيتي وفقاً للخطوات التالية:

• تعرُّض بقايا الطحالب والنباتات الميتة وحبوب اللقاح للطمر في بيئات بحرية أو رطبة.
• زيادة معدلات الدفن مع ارتفاع درجات الحرارة والضغط المؤثرين على هذه المواد العضوية.
• تحول المواد العضوية إلى مادة الكيروجين المكونة للصخر الزيتي.

الاستخدامات

تتعدد استخدامات الصخر الزيتي، ومن أبرزها:

• إنتاج الوقود من خلال التكرير لاستخدامه في التدفئة والمركبات.
• صناعة الأسمنت.
• الصناعات الكيميائية، مثل صناعة الأمونيا والكبريت وبعض المنتجات الأخرى.

الرمال النفطية

تُعرف الرمال النفطية (Oil Sand) أيضاً بالرمال الزيتية والنفط الثقيل، وهي مزيج من الماء والطين والرمل ومادة سميكة تشبه الدبس تُسمى البيتومين، وهو مركب هيدروكربوني واسع الانتشار، خاصة في كندا وألبرتا.

آلية التكوين

تتكون الرمال النفطية وفقاً للخطوات التالية:

• دفن الكائنات البحرية الميتة في قيعان المحيطات.
• تعرُّض المواد العضوية لدرجات حرارة وضغط مرتفعة جداً.
• تحول المواد العضوية إلى مادة زيتية.
• تبخر المركبات الهيدروكربونية من المادة الزيتية، مما يؤدي إلى تشكيل قطران والرمال داخل الطبقات الرملية، ليتم تكوين الرمال النفطية بعد مرور ملايين السنين.

الاستخدامات

تتعدد استخدامات الرمال النفطية، ومن أبرزها:

• إنتاج الوقود بمختلف أشكاله.
• تستخدم كمواد ربط في تصنيع أسفلت الطرق.
• تستخدم في مواد العزل المائي المستخدمة في المباني.

القطران

يُعرف القطران (Coal Tar) بأنه مادة سوداء كثيفة تُنتج من عملية تقطير الفحم الحجري، ويعتبر بذلك مادة ثانوية. يتكون من الكربون والغاز ويُعتبر أحد أنواع الوقود الأحفوري الهامة.

آلية التكوين

يتشكل القطران وفقاً للخطوات التالية:

• تسرب النفط الخام إلى سطح الأرض عبر شقوق القشرة الأرضية.
• تبخر الجزء الخفيف، مما يؤدي إلى تكوين القطران الثقيل.

الاستخدامات

تتعدد استخدامات القطران، ومن أبرزها:

• مادة رابطة في صناعة منتجات الأسفلت وطلاء الأرصفة والأسقف.
• إنتاج المواد الكيميائية ومنتجات قطران الفحم.
• صناعة بعض المستحضرات العلاجية للأمراض الجلدية، مثل الصدفية والأكزيما.
• يستخدم في صناعة الحديد والمبيدات الحشرية والدهانات والأصباغ.

الخلاصة

تشمل مصادر الوقود الأحفوري العديد من الأنواع المنتشرة في جميع أنحاء العالم. يُعتبر الفحم الحجري، مثل النفط والغاز الطبيعي والقطران والرمال النفطية، مورداً غير متجدداً يتطلب تكوينه ملايين السنين مما يجعله عرضة للاستهلاك، خاصةً في ظل إدخاله في صناعات هامة وضرورية.