ما هي عواقب حرق الوقود الأحفوري؟

يعتمد العالم على حرق الوقود الأحفوري لتوليد غالبية طاقته . بينما يوفر الوقود الأحفوري طريقة غير مكلفة وفعالة لإنتاج الطاقة ، يتم إنتاج كميات كبيرة من غازات الدفيئة أثناء احتراق الوقود الأحفوري. 

سوف نستكشف عملية حرق الوقود الأحفوري وننظر في سبب حرقه وما هي القطاعات التي تستخدم الطاقة التي توفرها. بعد ذلك ، سنغطي نوع المنتجات وغازات الدفيئة التي يتم إطلاقها عند حرق الوقود الأحفوري. أخيرًا ، سنعرض حلول الطاقة البديلة المتوفرة لإنتاج الطاقة. 

ما المقصود بالوقود الأحفوري؟ 

معظم أنواع الوقود الأحفوري التي نستغلها اليوم هي نتاج نباتات وحيوانات ماتت منذ 540 مليون إلى 65 مليون سنة ودُفنت في طبقات من الرواسب. بمرور الوقت ، تعرضت الحفريات لضغط وحرارة متزايدين حيث استمرت الطبقات الصخرية الرسوبية لقشرة الأرض في التطور فوقها.  

في النهاية ، تحولت هذه الحفريات إلى مادة الكيروجين ، والمعروفة أيضًا باسم الصخر الزيتي. بعد مزيد من الوقت ، تعرض الصخر الزيتي لدرجات حرارة أعلى وتحول في النهاية إلى فحم أو نفط أو غاز طبيعي. يتكون الوقود الأحفوري من مخازن للطاقة تسمى الهيدروكربونات التي تتشكل أثناء التعرض للحرارة والضغط الهائلين. 

ما هو احتراق الوقود الاحفوري؟ 

احتراق الوقود الأحفوري هو عملية حرق الفحم أو النفط أو الغازات الطبيعية أو أنواع الوقود الأحفوري الأخرى لتوليد الطاقة. ينتج استخدام الوقود الأحفوري حوالي 80٪ من طاقة العالم . في حين أن هذه الأنواع من الوقود وسيلة غير مكلفة لإنتاج الطاقة ، فإنها تطلق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى عند الاحتراق. 

يستخدم توليد الكهرباء من خلال حرق الوقود الأحفوري مولد البخار لتوليد الطاقة . يتم حرق الوقود الأحفوري لتسخين المياه في الغلايات التي تنتج كميات كبيرة من البخار. يقوم الضغط العالي من البخار بتدوير التوربينات في مولد البخار وتوليد الطاقة. ثم يتم نقل هذه الطاقة إلى مصدر الطاقة. 

تأتي الأشكال الأخرى من احتراق الوقود الأحفوري من قطاع النقل. يعد حرق الوقود لتشغيل السيارات والشاحنات والطائرات جميعًا أشكال احتراق الوقود الأحفوري

ماذا يحدث عند حرق الوقود الأحفوري؟  

بسبب وجود الهيدروكربونات ، ينتج الوقود الأحفوري كمية كبيرة من الطاقة لكل رطل عند الاحتراق. يحتوي الوقود الأحفوري الغني بالهيدروكربونات على قدر كبير من الطاقة الكامنة التي يتم إطلاقها في شكل حرارة عند الاحتراق في وجود الأكسجين. 

ومع ذلك ، فإن هذه الهيدروكربونات تنتج أيضًا كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون ، مما يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري ، وبالتالي يتسبب في الاحتباس الحراري. عندما تتحلل مركبات الهيدروكربون أثناء الاحتراق ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون جنبًا إلى جنب مع الطاقة الحرارية. 

لماذا يتم حرق الوقود الأحفوري؟ 

يخلق حرق الوقود الأحفوري الطاقة بعدة طرق مختلفة للناس في جميع أنحاء العالم. الوقود الأحفوري مسؤول عن تشغيل قطاع الطاقة وقطاع النقل والقطاع الصناعي. 

في قطاع الطاقة ، يعتمد الناس على توليد الكهرباء للإضاءة والتدفئة والتبريد في منازلهم وأماكن عملهم. في عام 2020 ، تم توليد 60.6٪ من إجمالي الكهرباء في الولايات المتحدة من حرق الوقود الأحفوري. يستخدم الغاز الطبيعي أيضًا بشكل شائع في المنازل والمباني التجارية للتدفئة والطبخ والاحتياجات الأخرى. 

يستخدم الوقود الأحفوري أيضًا لتشغيل قطاع النقل. في عام 2020 ، حصل قطاع النقل الأمريكي على 89٪ من طاقته من مصادر الوقود البترولي. يعتمد الناس على المركبات الشخصية ووسائل النقل العام والسفر الجوي للوصول إلى ما يحتاجون إليه. تعتمد العديد من وسائل النقل هذه على حرق الوقود الأحفوري. يعمل الوقود الأحفوري أيضًا على تشغيل نقل البضائع حول العالم. غالبًا ما يتم تشغيل سفن الشحن والشاحنات والطائرات بالوقود البترولي.  

أخيرًا ، يعتمد القطاع الصناعي على الوقود الأحفوري لتوليد الحرارة لممارساتهم الصناعية وتوليد الطاقة لتصنيع المنتجات. يستخدم القطاع الصناعي الطاقة الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري لتشغيل المعدات الكهربائية مثل المحركات والأضواء وأجهزة الكمبيوتر والمزيد. الصناعة التحويلية هي المسؤولة عن استخدام أكبر قدر من الطاقة داخل القطاع الصناعي.  

ماذا يطلق الوقود الأحفوري عند الاحتراق؟ 

يتم إطلاق ستة منتجات بسبب احتراق الوقود الأحفوري. يؤثر كل منتج من هذه المنتجات على البيئة بطرق مختلفة. 

ثاني أكسيد الكربون 

من بين جميع غازات الدفيئة ، يعتبر ثاني أكسيد الكربون هو الأكثر وفرة عندما يتعلق الأمر بالانبعاثات المرتبطة بالبشر. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون بكميات كبيرة من حرق الفحم والغاز والنفط لأن هذه الأنواع من الوقود تتكون أساسًا من الهيدروكربونات التي يتم إطلاقها في شكل ثاني أكسيد الكربون بمجرد الاحتراق. يعتبر حرق الفحم هو المصدر الرئيسي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، يليه حرق النفط ، ثم الغاز الطبيعي. 

أول أكسيد الكربون 

يتم إطلاق أول أكسيد الكربون عندما لا يتم حرق الوقود المعتمد على الكربون بالكامل . المصدر الأساسي لانبعاثات أول أكسيد الكربون يأتي من المركبات على الطرق. المركبات غير المخصصة للطرق ، مثل القوارب أو معدات البناء ، تساهم أيضًا في انبعاثات أول أكسيد الكربون.  

ثاني أكسيد الكبريت 

يوجد ثاني أكسيد الكبريت في الفحم والنفط. يمكن أن ينبعث عند حرق هذا الوقود الأحفوري ومن خلال عملية استخراج البنزين من النفط الخام. عندما يذوب ثاني أكسيد الكبريت في بخار الماء ويشكل حمض الكبريتيك ، فإنه يتفاعل مع الغازات الأخرى في الهواء ، وتتشكل الكبريتات. هذا يمكن أن يؤدي إلى هطول أمطار حمضية. 

أكاسيد النيتروجين 

يتم إطلاق أكاسيد النيتروجين عندما يتم حرق الوقود الأحفوري في درجات حرارة عالية في السيارات أو من مصادر أخرى لحرق الوقود في البيئات الصناعية أو المنزلية. يتسبب ثاني أكسيد النيتروجين ، وهو أحد الأشكال الشائعة لأكسيد النيتروجين ، في حدوث الضباب الدخاني فوق مراكز المدن. 

قيادة 

كان الرصاص من الانبعاثات الأكثر شيوعًا عند استخدام البنزين المحتوي على الرصاص في المركبات. اليوم ، يمكن العثور على معظم ملوثات الرصاص في الهواء حول المصانع التي تفصل المعدن عن الخام. 

الجسيمات الدقيقه 

الجسيمات هي أي جسيم صلب أو قطيرة سائلة موجودة في الهواء. يتم إطلاق الجسيمات عند حرق الوقود الأحفوري ويمكن العثور عليها بتركيزات أعلى في المناطق التي تحرق المزيد من الوقود ، مثل مراكز المدن أو مرافق الطاقة. 

لماذا يعتبر حرق الوقود الأحفوري مشكلة؟ 

القضية الأساسية المرتبطة بحرق الوقود الأحفوري هي أن الممارسة تطلق كميات كبيرة من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي. التركيزات العالية من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي تزيد من درجة حرارة العالم وتسبب تغير المناخ.  

ثاني أكسيد الكربون هو أكثر غازات الاحتباس الحراري انبعاثًا ، حيث يمثل 65٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية . حرق الوقود الأحفوري هو النشاط المسؤول عن انبعاث معظم ثاني أكسيد الكربون حول العالم. 

مع استمرار العالم في الاعتماد على الوقود الأحفوري لإنتاج الطاقة والنقل ، ستستمر انبعاثات الكربون في الارتفاع. إذا لم يخفف العالم من كميات ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من حرق الوقود الأحفوري ، فسنستمر في رؤية ارتفاع درجات الحرارة العالمية وتغير المناخ. 

ما هي الآثار الثلاثة لحرق الوقود الأحفوري؟ 

هناك ثلاثة آثار سلبية لحرق الوقود الأحفوري: تلوث الهواء ، وتلوث المياه ، وتغير المناخ. تحدث هذه التأثيرات بسبب المنتجات التي يتم إطلاقها عند حرق الوقود الأحفوري. 

تلوث الهواء 

يحدث تلوث الهواء عندما يتم إطلاق منتجات مثل ثاني أكسيد الكبريت وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين والجسيمات من حرق الوقود الأحفوري. وجد أن تلوث الهواء يسبب أمراض الجهاز التنفسي وأمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان . الأطفال والحوامل وكبار السن جميعهم أكثر عرضة للتأثيرات الصحية السلبية التي يسببها تلوث الهواء. 

تلوث المياه 

يحدث تلوث المياه عندما يذوب ثاني أكسيد الكبريت في الماء وينتج حمض الكبريتيك . ينتج عن ذلك أمطار حمضية ويمكن أن يؤدي إلى تحمض مصادر المياه العذبة مثل البحيرات والجداول. عندما تصبح هذه المسطحات المائية حمضية للغاية ، لا يمكن للحياة أن تعيش فيها. يمكن أن يؤثر المطر الحمضي أيضًا على المحاصيل المحلية ومستويات حموضة التربة. 

تغير المناخ 

يمثل تغير المناخ تهديدًا كبيرًا للنظم البيئية والسكان في جميع أنحاء العالم. يلعب ثاني أكسيد الكربون المنبعث من خلال حرق الوقود الأحفوري دورًا كبيرًا في ظاهرة الاحتباس الحراري. مع إطلاق المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، يتم احتجاز المزيد من الحرارة على الأرض من خلال تأثير الاحتباس الحراري. يمكن أن تؤدي زيادة درجات الحرارة العالمية إلى ارتفاع مستويات سطح البحر ، وإزالة الغابات ، وتغير المناخ ، وندرة مصادر الغذاء.  

ما هو الوقود الأحفوري هو أنظف حرق؟ 

من بين أنواع الوقود الأحفوري الرئيسية الثلاثة ، يعتبر الغاز الطبيعي أنظف وقود محترق. يؤدي استخدام الغاز الطبيعي لتوليد الطاقة إلى انبعاثات أقل من جميع أنواع ملوثات الهواء وثاني أكسيد الكربون مقارنةً بالنفط والفحم. 

في حين أن الغاز الطبيعي أنظف للاحتراق للحصول على الطاقة ، إلا أنه يتكون أساسًا من الميثان ، وهو أحد غازات الدفيئة الضارة. تسرب الغاز الطبيعي سبب رئيسي لانبعاثات غاز الميثان كل عام في الولايات المتحدة. علاوة على ذلك ، فإن عملية تحديد مواقع آبار الغاز الطبيعي والحفر بحثًا عن الغاز الطبيعي يمكن أن يكون لها آثار بيئية سلبية. 

ما هي بدائل حرق الوقود الأحفوري؟ 

تشمل بدائل حرق الوقود الأحفوري مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية. الطاقة النظيفة من محطات الطاقة النووية هي بديل آخر لحرق الوقود الأحفوري. 

تتمثل فائدة التحول إلى الطاقة النظيفة في حدوث انخفاض كبير في الانبعاثات. الطاقة النووية ومصادر الطاقة المتجددة ليس لها انبعاثات ، والتي يمكن أن تبطئ من تأثير تغير المناخ في جميع أنحاء العالم. 

سيوفر التحول إلى أنظمة الطاقة المتجددة بالكامل أفضل بديل للوقود الأحفوري. الوقود الأحفوري غير متجدد ، مما يعني أنه بمجرد أن يتضاءل الموارد الطبيعية ، لن نتمكن من الاستمرار في استخدامه. من ناحية أخرى ، تزودنا مصادر الطاقة المستدامة بإمدادات لا يمكن أن تنفد منها ، مما يعني زيادة أمن الطاقة للأجيال القادمة. 

حرق الوقود الأحفوري؟ فقط في الوقت الحاضر 

يوفر حرق الوقود الأحفوري غالبية الطاقة العالمية. ومع ذلك ، فإن هذا المورد الطبيعي غير مستدام ويطلق العديد من الانبعاثات الضارة عند حرقه. في حين أن الوقود الأحفوري رخيص وفعال ، يجب على العالم المضي قدمًا لإيجاد حلول أفضل حول كيفية توليد الطاقة. بهذه الطريقة ، يمكننا تجنب الآثار السلبية التي تأتي مع حرق الوقود الأحفوري مع الاستمرار في توفير الطاقة التي يعتمد عليها كوكبنا. 

في غضون ذلك ، بينما لا يزال نظام الطاقة العالمي يعتمد على الوقود الأحفوري ، يمكنك إحداث فرق من خلال المشاركة في برامج تعويض الكربون. تم تصميم هذه البرامج للتخفيف من انبعاثات الكربون من الأنشطة التي تحرق الوقود الأحفوري.