الخلافات حول شكل الأرض لا تنتقص من أهمية محتوياتها. لطالما كانت المياه الجوفية أهم مورد. أنها توفر الحاجة الأساسية لجسم الإنسان. ومع ذلك ، بدون الوقود الأحفوري ، الذي يعتبر المورد الرئيسي للطاقة للحضارة البشرية ، تبدو الحياة البشرية مختلفة تمامًا.
الوقود مصدر للطاقة
من بين جميع الحفريات المخبأة في أحشاء الأرض ، الوقود هو نوع قابل للاحتراق (أو رسوبي).
| أنواع الموارد الأحفورية للأرض | |||
| قابل للاحتراق (رسوبي) | المياه الجوفية | ركاز (ناري) | غير معدني (غير معدني) |
|
زيت فحم الصخر الزيتي الغاز الطبيعي هيدرات الغاز الخث |
طبقة مائية عالية المياه الجوفية طبقة ارتوازية الينابيع المعدنية |
خام الحديد خام النحاس خامات النيكل ذهب فضي |
الماس الاسبستوس جرافيت ملح صخري كوارتز فوسفوريت |
أساس المواد القابلة للاحتراق هو الهيدروكربون ، لذا فإن أحد تأثيرات تفاعل الاحتراق هو إطلاق الطاقة ، والتي يمكن استخدامها بسهولة لتحسين راحة حياة الإنسان. على مدى العقد الماضي ، تم إنتاج حوالي 90 ٪ من جميع الطاقة المستخدمة على الأرض باستخدام الوقود الأحفوري. هذه الحقيقة تجعلنا نفكر كثيرًا ، نظرًا لأن ثروات باطن الكوكب هي مصادر غير متجددة للطاقة ويتم استنفادها بمرور الوقت.
أنواع الوقود
| الوقود الرئيسي | |||
| صعب | سائل | غازي | مشتت |
| الصخر الزيتي | زيت | البروبان | الهباء الجوي |
| الخث | زيوت | بوتان | تعليق |
| الفحم: بني ، أسود ، أنثراسايت ، جرافيت | كحول | الميثان | رغوة |
| سابروبيل | Ethers | الغاز الصخري | |
| تار ساندز | مستحلبات | خام الغاز | |
| وقود الصواريخ السائل | غاز الأهوار | ||
| الوقود الاصطناعي فيشر تروبش | الغاز الحيوي | ||
| هيدرات الميثان | |||
| الهيدروجين | |||
| غاز مضغوط | |||
| منتجات تغويز الوقود الصلب | |||
| مزيج | |||
يتم توفير جميع أنواع الوقود الأحفوري من النفط والفحم والغاز الطبيعي.
ملخص المعادن المستخدمة كوقود
المواد الخام لإنتاج الطاقة هي النفط ، والفحم ، والصخر الزيتي ، والغاز الطبيعي ، وهيدرات الغاز ، والجفت.
الزيت هو سائل مرتبط بالحفريات القابلة للاحتراق (الرسوبية). يتكون من هيدروكربونات وعناصر كيميائية أخرى. يختلف لون السائل ، حسب التركيب ، بين البني الفاتح والبني الداكن والأسود. نادرًا ما توجد تركيبات من اللون الأصفر والأخضر وعديم اللون. وجود العناصر المحتوية على النيتروجين والكبريت والأكسجين في الزيت يحدد لونه ورائحته.
الفحم هو اسم من أصل لاتيني. Carbō هو الاسم الدولي للكربون. يحتوي التكوين على كتل بيتومينية وبقايا نباتية. هذا مركب عضوي أصبح موضوع تحلل بطيء تحت تأثير العوامل الخارجية (الجيولوجية والبيولوجية).
الصخر الزيتي ، مثل الفحم ، هو ممثل لمجموعة من أنواع الوقود الأحفوري الصلب ، أو الكاوستوبيوليت (والتي فيتُرجم حرفياً من اليونانية ، ويبدو مثل "حجر حياة قابل للاحتراق"). أثناء التقطير الجاف (تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة) ، فإنه يشكل راتنجات مشابهة في التركيب الكيميائي للزيت. تهيمن المواد المعدنية (كالسيد ، الدولوميت ، الكوارتز ، البايريت ، إلخ) على تكوين الصخر الزيتي ، ولكن هناك أيضًا مواد عضوية (الكيروجين) ، والتي تصل فقط في الصخور عالية الجودة إلى 50٪ من التركيبة الإجمالية.
الغاز الطبيعي هو مادة غازية تتشكل أثناء تحلل المواد العضوية. في أحشاء الأرض ، هناك ثلاثة أنواع من تراكم مخاليط الغاز: تراكمات منفصلة ، أغطية غاز لحقول النفط وكجزء من النفط أو الماء. في ظل الظروف المناخية المثلى ، تكون المادة في الحالة الغازية فقط. من الممكن أن توجد في أحشاء الأرض على شكل بلورات (هيدرات الغاز الطبيعي).
هيدرات الغاز عبارة عن تكوينات بلورية تتكون من الماء والغاز في ظل ظروف معينة. ينتمون إلى مجموعة المركبات ذات التكوين المتغير.
الخث عبارة عن صخور سائبة تستخدم كوقود ، ومواد عازلة للحرارة ، وسماد. وهو من المعادن الحاملة للغاز ، ويستخدم كوقود في العديد من المناطق.
الأصل
كل ما يستخرجه الإنسان الحديث في أحشاء الأرض يشير إلى موارد طبيعية غير متجددة. استغرق ظهورها ملايين السنين وظروف جيولوجية خاصة. تم تشكيل كمية كبيرة من الوقود الأحفوري في حقبة الحياة الوسطى.
النفط - وفقًا لنظرية المنشأ الحيوي لأصله ، استمر التكوينمئات الملايين من السنين من المواد العضوية للصخور الرسوبية.
الفحم - يتشكل عندما تتحلل مادة النبات المتحللة بشكل أسرع من تحللها. تعتبر المستنقعات مكانًا مناسبًا لمثل هذه العملية. تحمي المياه الراكدة طبقة الكتلة النباتية من التلف الكامل بواسطة البكتيريا بسبب قلة نسبة الأكسجين فيها. ينقسم الفحم إلى دبال (يأتي من بقايا الخشب والأوراق والسيقان) والسابروبيليت (يتكون أساسًا من الطحالب).
يمكن أن يسمى الخث مادة خام لتشكيل الفحم. إذا تم غمرها تحت طبقات الرواسب ، يتم فقد الماء والغازات تحت تأثير الضغط ويتكون الفحم.
الصخر الزيتي - يتكون المكون العضوي بمساعدة التحولات الكيميائية الحيوية لأبسط الطحالب. وهي مقسمة إلى نوعين: ثالوموالجينيت (يحتوي على طحالب ذات بنية خلوية محفوظة) و كولولجينيت (طحالب مع فقدان البنية الخلوية).
الغاز الطبيعي - وفقًا لنفس النظرية الخاصة بالأصل الحيوي للأحافير ، يتشكل الغاز الطبيعي عند ضغط ودرجة حرارة أعلى من قراءات النفط ، والتي يتم إثباتها من خلال ترسبات أعمق. تتكون من نفس المادة الطبيعية (بقايا الكائنات الحية).
هيدرات الغاز عبارة عن تكوينات تتطلب ظهور ظروف حرارية خاصة. لذلك ، تتشكل بشكل أساسي على رواسب قاع البحر والصخور المجمدة. يمكن أن تتشكل أيضًا على جدران الأنابيب عندمااستخراج الغاز ، فيما يتعلق بتسخين الحفرية إلى درجة حرارة أعلى من تكوين الهيدرات.
الخث - يتكون في ظروف المستنقعات من بقايا النباتات العضوية غير المتحللة تمامًا. ترسب على سطح التربة.
الإنتاج
يختلف الفحم والغاز الطبيعي ليس فقط في طريقة صعودهما إلى السطح. أعمق من البقية هي حقول الغاز - من عمق كيلومتر واحد إلى عدة كيلومترات. توجد مادة في مسام المجمعات (خزان يحتوي على غاز طبيعي). القوة التي تتسبب في ارتفاع المادة هي فرق الضغط في طبقات تحت الأرض ونظام التجميع. يتم الإنتاج بمساعدة الآبار التي تحاول التوزيع بالتساوي في جميع أنحاء الحقل. وبالتالي ، فإن استخراج الوقود يمنع تدفق الغاز بين المناطق والفيضان المبكر للرواسب.
تقنيات إنتاج النفط والغاز بها بعض أوجه التشابه. تتميز أنواع إنتاج الزيت بطرق رفع المادة إلى السطح:
- نافورة (تقنية شبيهة بالغاز ، تعتمد على الاختلاف في الضغط تحت الأرض وفي نظام توصيل السوائل) ؛
- بنزين ؛
- باستخدام مضخة كهربائية غاطسة ؛
- مع تركيب مضخة لولبية كهربائية ؛
- مضخات قضيب (متصلة أحيانًا بوحدة ضخ أرضية).
تعتمد طريقة الاستخلاص على عمق المادة. هناك الكثير من الخيارات لرفع الزيت إلى السطح.
تعتمد طريقة تطوير رواسب الفحم أيضًا على خصائص تواجد الفحمفي الأرض. بطريقة مفتوحة ، يتم التطوير عندما يتم العثور على أحفورة على مستوى مائة متر من السطح. غالبًا ما يتم إجراء نوع مختلط من التعدين: أولاً عن طريق التعدين المكشوف ، ثم عن طريق التعدين تحت الأرض (بمساعدة الوجوه). رواسب الفحم غنية بالموارد الأخرى ذات الأهمية الاستهلاكية: هذه المعادن القيمة والميثان والمعادن النادرة والمياه الجوفية.
يتم تطوير رواسب الصخر الزيتي إما عن طريق التعدين (يعتبر غير فعال) أو التعدين في الموقع عن طريق تسخين الصخور تحت الأرض. بسبب تعقيد التكنولوجيا ، يتم التعدين بكميات محدودة للغاية.
يتم استخراج الخث عن طريق تجفيف المستنقعات. بسبب ظهور الأكسجين ، يتم تنشيط الكائنات الحية الدقيقة الهوائية ، مما يؤدي إلى تحلل مادتها العضوية ، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون بمعدل هائل. الخث هو أرخص أنواع الوقود ، ويتم استخراجه باستمرار وفقًا لقواعد معينة.
الاحتياطيات القابلة للاسترداد
يتم إجراء أحد تقييمات رفاهية المجتمع من خلال استهلاك الوقود للفرد: كلما زاد الاستهلاك ، زاد شعور الناس بالراحة. هذه الحقيقة (وليس فقط) تجبر البشرية على زيادة حجم إنتاج الوقود ، مما يؤثر على الأسعار. يتم تحديد تكلفة النفط اليوم من خلال مصطلح اقتصادي مثل "صافي العائد". يشير هذا المصطلح إلى سعر المصفاة ، والذي يتضمن متوسط التكلفة المرجح للمنتجات البترولية (المنتجة من المادة المشتراة) وتسليم المواد الخام إلى المؤسسة.
التبادل التجارييبيعون النفط بأسعار CIF ، والتي تُترجم حرفيًا إلى "التكلفة والتأمين والشحن". ومن هذا المنطلق نستنتج أن تكلفة النفط اليوم بحسب عروض أسعار المعاملات تشمل سعر المواد الخام وتكاليف النقل لتسليمها.
معدلات الاستهلاك
بالنظر إلى المعدل المتزايد لاستهلاك الموارد الطبيعية ، من الصعب إعطاء تقييم لا لبس فيه لإمدادات الوقود لفترة طويلة. في ظل الديناميكيات الحالية ، سيصل إنتاج النفط في عام 2018 إلى 3 مليارات طن ، مما سيؤدي إلى استنفاد الاحتياطيات العالمية بنسبة 80٪ بحلول عام 2030. من المتوقع توفير الذهب الأسود في غضون 55-50 سنة. يمكن استنفاد الغاز الطبيعي خلال 60 عاما بمعدلات الاستهلاك الحالية
هناك احتياطيات من الفحم على الأرض أكثر بكثير من احتياطيات النفط والغاز. ومع ذلك ، على مدى العقد الماضي ، زاد إنتاجها ، وإذا لم تتباطأ وتيرة ، ثم من أصل 420 سنة مخططة (التوقعات الحالية) ، سيتم استنفاد الاحتياطيات في 200.
التأثير البيئي
الاستخدام النشط للوقود الأحفوري يؤدي إلى زيادة انبعاث ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي ، وقد أكدت المنظمات البيئية الدولية التأثير الضار على مناخ الكوكب. إذا لم يتم تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، فلا مفر من حدوث كارثة بيئية ، ويمكن ملاحظة بدايتها من قبل المعاصرين. وفقًا للتقديرات الأولية ، يجب أن يظل 60٪ إلى 80٪ من جميع أنواع الوقود الأحفوري سليمة لتحقيق الاستقرار في الوضع على الأرض. ومع ذلك ، ليس هذا هو التأثير الجانبي الوحيد لاستخدام الوقود الأحفوري. الإنتاج نفسه ، النقل ، المعالجة في المصافيتساهم في تلوث البيئة بمواد أكثر سمية. مثال على ذلك الحادث الذي وقع في خليج المكسيك والذي أدى إلى تعليق تيار الخليج.
القيود والبدائل
تعدين الوقود هو عمل مربح للشركات التي يتمثل عائقها الرئيسي في استنفاد الموارد الطبيعية. ننسى عادة أن الفراغات التي تكونت بفعل النشاط البشري في أحشاء الأرض تساهم في اختفاء المياه العذبة على السطح وهروبها إلى طبقات أعمق. لا يمكن تبرير اختفاء المياه الصالحة للشرب على الأرض بأي من مزايا تعدين الوقود الأحفوري. وسيحدث إذا لم ترشد البشرية بقائها على هذا الكوكب.
دراجات نارية وسيارات بمحركات الجيل الجديد (وقود) ظهرت في الصين قبل خمس سنوات. لكن تم إطلاقها بكميات محدودة للغاية (لدائرة معينة من الناس) ، وأصبحت التكنولوجيا سرية. هذا يتحدث فقط عن قصر نظر الجشع البشري ، لأنه إذا كان بإمكانك "كسب المال" من النفط والغاز ، فلن يمنع أحد أقطاب النفط من فعل ذلك.
الخلاصة
إلى جانب مصادر الطاقة البديلة (المتجددة) المعروفة ، هناك تقنيات أقل تكلفة ، لكنها سرية. ومع ذلك ، يجب أن يدخل تطبيقهم حتمًا في حياة الشخص ، وإلا فلن يكون المستقبل طويلًا وخاليًا من السحاب كما يتخيله "رجال الأعمال".
