تحقيق مسبار
تعتمد الكثير من محطات الطاقة حول العالم على الفحم الحجري لتوليد الكهرباء المستخدمة من قبل الأفراد والمصانع حول العالم، وذلك من خلال عملية احتراق الفحم. كما أن هناك الكثير من الصناعات الأخرى التي يستخدم فيها الفحم أيضًا؛ بما في ذلك صناعة الصلب، وصناعة الإسمنت، بالإضافة إلى الاستخدامات المنزلية للطبخ وغيره.
من أين نحصل على الفحم الحجري؟
يتم استخراج الفحم الحجري من المناجم الذي يتواجد فيها هذا النوع من الفحم، وربما تحتاج المناجم إلى الحفر تحت الأرض للوصول إليها بينما تتواجد على السطح في أحيانٍ أخرى، وتختلف طريقة استخراجها حسب نوع المنجم، وبهذا يتضح من أين نحصل على الفحم الحجري الذي يستخدم في الكثير من القطاعات المختلفة خلال الوقت الراهن.
ما هو الفحم الصخري؟
يُطلق على الفحم الحجري اسم الفحم الصخري أحيانًا، ويُعرف بأنه مجموعة من الرواسب الرسوبية التي تتكون من الكربون القابل للاشتعال بسهولة في العالم. يتمتع هذا الفحم باللون الأسود أو اللون البني المائل إلى الأسود، ويتكون من بقايا النباتات بعد ضغطها وتصلّبها وتعرضها إلى بعض العوامل الأخرى.
ما هي أنواع الفحم؟
عادةً ما يتم تصنيف الفحم ضمن 4 أنواع بناءً على نسبة الكربون التي يحتويها، وفيما يأتي قائمة بهذه الأنواع حسب إدارة معلومات الطاقة الأمريكية:
- الفحم الصلب: لا تقل نسبة الكربون في الفحم الصلب عن 86% من مجموع المكونات ولا تتجاوز 97% عادةً، وهو الفحم الذي يتمتع بالقيمة الحرارية الأعلى مقارنةً بالأنواع الأخرى ذات القيمة الحرارية الأقل بسبب تدني الكربون.
- الفحم القاري: يُعرف الفحم القاري باسم الفحم البيتوميني، ويحتوي هذا النوع على كربون لا يزيد عن 86% ولا يقل عن 45% من مجموع المكونات، ويتم إنتاجه بكميات كبيرة في الولايات المتحدة الأمريكية.
- الفحم شبه القاري: لا تقل نسبة الكربون في الفحم شبه القاري عن 35% ولا تزيد على 45% من مجموع المكونات، مما يعني أن قيمته الحرارية منخفضة إلى حد كبير، ويُطلق على هذا النوع اسم الفحم شبه البيتوميني أيضًا.
- فحم الليغنيت: يحتوي فحم الليغنيت على كربون لا يزيد عن 35% ولا يقل عن 25% من مجموع المكونات، وهو النوع الذي له أقل قيمة حرارية بين أنواع الفحم على الإطلاق بسبب كميات الكربون المتدنية.
في ماذا يستخدم الفحم الحجري؟
هناك العديد من الاستخدامات المختلفة للفحم الحجري بعد استخراجه من المناجم، وتتضمن القائمة الآتية بعضًا من أبرز استخداماته:
- الفحم الحجري في الطبخ: يمكن استخدام الفحم الحجري في أنشطة الطبخ وتحضير المأكولات والأطباق، وذلك بعد إحراقه لتوليد الحرارة التي تتطلبها عملية الطبخ.
- محطات الطاقة الكهربائية: تستهلك محطات الطاقة الكهربائية ما يزيد على 50% من مجموع الفحم الحجري الذي يتم إنتاجه حول العالم، وهذا يعني أن كثيرًا من هذه المحطات تعتمد عليه في التوليد.
- الحرق للتدفئة: يقوم البعض باستخدام الفحم الحجري لإحراقه في فصل الشتاء ثم الاستفادة منه في التدفئة والحصول على الحرارة بعدما تصبح درجات الحرارة منخفضة جدًا.
- إنتاج الوقود السائل: في بعض الأحيان يتم الاعتماد على الفحم الحجري لاستخراج الوقود السائل، وذلك من خلال عمليات التسييل المباشر أو التسييل غير المباشر، ويكتسب هذا الاستخدام أهمية متزايدة مع مرور الوقت.
- صناعة الصلب: يتم استخدام الفحم الحجري بشكل غير مباشر في عمليات إنتاج الصلب، وذلك من خلال خبزه لتشكيل فحم الكوك المُستخدم في صهر خامات الحديد لتحويلها إلى حديد يدخل في صناعات الصلب.
أضرار الفحم الحجري واستخدامه
إن أضرار الفحم الحجري واستخداماته عديدة للبيئة والإنسان، وتتضمن القائمة الآتية بعض هذه الأضرار والآثار السلبية:
- زيادة الانبعاثات الحرارية: يؤدي استخدام الفحم الحجري إلى زيادة الانبعاثات الحرارية التي تتسبب بها غازات الدفيئة الناتجة عن عمليات الاحتراق، ومنها ثاني أكسيد الكربون، كما أنها تنتج الكبريت وبعض العناصر الضارة الأخرى.
- تخريب البيئة: بما أن استخراج الفحم الحجري يكون من المناجم؛ فإن ذلك يعني تخريب الكثير من المعالم البيئية وتدمير الجبال والأشجار وغيرها خلال عمليات الاستخراج، وهو ما يتسبب بكثير من التخريب للبيئة المحيطة.
- تلوث الهواء: يؤدي احتراق الفحم الحجري إلى ابتعاث الكثير من السموم والمواد الملوثة المحمولة جوًا، وهو ما يؤثر على صحة الإنسان بشكل سلبي عند استنشاق الهواء، ومنها ما يأتي:
- أمراض الرئة: ربما تتسبب الغازات التي تنبعث من الفحم الحجري بالتهابات الشعب الهوائية، إضافة إلى الربو وانتفاخ الرئة والانسداد الرئوي المزمن وغيرها من أمراض الرئة الأخرى.
- أمراض القلب: تؤدي الغازات الناتجة عن عملية احتراق الفحم الحجري إلى العديد من أمراض القلب الخطيرة، وعلى رأسها النوبات القلبية، وقصور القلب الاحتقاني، وعدم انتظام ضربات القلب.
- أمراض الدماغ والجهاز العصبي: هناك العديد من أمراض الدماغ والجهاز العصبي الذي تتسبب بها الغازات الناتجة عن احتراق الفحم الحجري، ومنها اختلال الذكاء، وكذلك الإصابة بالسكتات الدماغية.
- زيادة تلوث المياه: تقوم الكثير من محطات التوليد والمصانع التي تستخدم الفحم برمي الرماد والنفايات الناتجة عن عمليات احتراق الفحم الحجري في البرك والبحيرات، مما يتسبب بتلويث المياه.
أسباب تراجع استهلاك الفحم الحجري بعد منتصف القرن العشرين
بعد منتصف القرن العشرين تراجع استهلاك الفحم الحجري بشكل كبير مقارنةً بمصادر الطاقة الأخرى، وكان ذلك للعديد من الأسباب المختلفة، وعلى رأسها ما يأتي:
- تكلفة الاستخراج: إن تكاليف استخراج الفحم الحجري من المنازل مرتفعة مقارنةً بتكاليف استخراج العديد من مصادر الطاقة الأخرى مثل النفط والغاز الطبيعي، مما تسبب بالتوجه إليها عوضًا عن الفحم.
- كمية الطاقة في الفحم: يمكن لوحدة الوزن من النفط أن تعطي طاقة أكبر مقارنةً بذات الوحدة من وزن الفحم الحجري، وهو ما أدى إلى استخدام النفط بشكل أكبر، والتوقف عن استهلاك الفحم.
- الأيدي العاملة المطلوبة: يحتاج الفحم الحجري إلى عدد أكبر من الأيدي العاملة في عمليات التنقيب والحفر والاستخراج مقارنةً بالعديد من مصادر الطاقة الأخرى التي تتطلب عددًا أقل من العاملين.
- نسبة الكبريت والرماد: يؤدي احتراق الفحم الحجري إلى انبعاث كميات مرتفعة من الرماد والكبريت مما يتسبب بتلوث البيئة، وهناك عدة من مصادر الطاقة الأخرى الأنظف بيئيًا.
الدول التي تنتج أكبر كميات من الفحم عالميًا
بالرغم من الأضرار التي يتسبب بها إلا أن فوائد الفحم الطبيعي الحجري لا تزال كثيرة في عدة مجالات، ولذلك تقوم بعض الدول بإنتاج كميات كبيرة منه حتى الوقت الراهن. تتضمن القائمة الآتية الدول التي يمكنها إنتاج الكميات الأكبر من الفحم الحجري على مستوى العالم حسب وورلدو ميتر:
- الصين: تقوم جمهورية الصين الشعبية بإنتاج 3,708,155,408,000 ألف كيلوجرام من الفحم سنويًا، وهو ما يجعلها في المرتبة الأولى ضمن قائمة الدول التي لديها أكبر كمية من الإنتاج السنوي للفحم.
- الهند: بكمية تبلغ 761,662,038,400 ألف كيلوجرام من الفحم تحتل الهند المرتبة الثانية ضمن قائمة الدول التي تنتج أكبر كميات من الفحم سنويًا، وذلك بفارق كبير بينها وبين جمهورية الصين الشعبية.
- الولايات المتحدة: تقوم الولايات المتحدة الأمريكية بإنتاج ما يصل إلى 728,364,498,000 ألف كيلوجرام من الفحم سنويًا، وهو ما يعني أنها الدولة التي تحتل المرتبة الثالثة على مستوى العالم.
- أستراليا: في المرتبة الرابعة ضمن القائمة تأتي أستراليا؛ فإنها تقوم بإنتاج ما يصل إلى 554,763,962,900 ألف كيلوجرام من الفحم سنويًا، وهي كمية كبيرة بالرغم من الفارق بينها وبين الكمية التي تنتجها الدول السابقة.
- إندونيسيا: تحتوي إندونيسيا على عدة من مناجم الفحم الحجري الكبيرة، وهي الدولة التي تحتل المرتبة الخامسة عالميًا في هذا المجال بكمية تبلغ 502,653,360,000 ألف كيلوجرام سنويًا.
اقرأ/ي أيضًا:
