الفحم
إن الفحم الذي تستخدمه لكثير من الأغراض هو مادة صلبة تتشكّل تحت سطح الأرض، وهو عبارة عن صخور رسوبية سوداء أو بنية اللون يستخدمها الإنسان لتوليد الطاقة عن طريق الحرق، ويتكون الفحم في الغالب من الكربون والهيدروكربونات، ويعدّ الفحم أكبر مصدر لتوليد الكهرباء في العالم وهو من الوقود الأحفوري الذي يتكوّن من بقايا الكائنات القديمة ولأن الفحم يستغرق ملايين السنين ليتشكّل فلا توجد منه إلى كميات محدودة وبهذا يعدّ الفحم من الموارد غير المتجددة.[١]
يحتوي الفحم على أكثر من 50% من وزنه و70% من حجمه على المواد الكربونية الناتجة عن ضغط وتصلّب بقايا النباتات المتغيرّة وتنشأ أنواع مختلة من الفحم بناءً على أنواع المواد النباتية المتحللة وبناءً على درجة الحرارة في باطن الأرض، وتلعب الشوائب دورًا في تعدد أنواعه واختلاف درجة نقائه، وعلى الرغم من أن تركيز الكربون في القشرة الأرضية لا يتجاوز 0.1% من حيث الوزن إلا أنه لا غنى عنه للإنسان وللحياة على سطح الأرض بشكل عام فهو مصدر أساسي للطاقة البشرية.[٢]
أفضل نوع فحم
إن أفضل أنواع الفحم تلك التي تحتوي على أعلى نسبة من الكربون ويكون النوع الأنظف للاستخدام، وإليك هنا أفضل أنواع الفحم مرتبة تنازليًا من الأفضل إلى الأقل:[٣]
- أنثراسايت الفحم: هو أفضل أنواع الفحم على الإطلاق ويُشار إليه عادةً بالفحم الصلب فهو أسود اللون ولامع وفيه كمية عالية جدًا من الكربون وهو من أعلى مراتب الفحم يحتوي على رطوبة قليلة لا تتجاوز 15%، كما يحتوي على قيم حرارية تبلغ حوالي 9 كيلوواط لكل كيلوغرام أو أعلى.
- الفحم الحجري: ويسمى أيضًا بالفحم البتيوميني وهو فحم أسود كثيف وناعم ويأتي بالجودة بعد فحم أنثراسايت، ويحتوي على شرائط من المواد الساطعة والباهتة وهو الأكثر شيوعًا ويحتوي على رطوبة قليلة نسبيًا أي حوالي 20% ويستخدم في توليد الكهرباء ولصنع فحم "الكوك" والتدفئة، ويحتوي على قيم حرارية تتراوح من 6.8 إلى 9 كيلو واط/ كجم.
- الفحم الدهني: يسمى الفحم الدهني بالفحم الشحمي أيضًا أو باللجنيت الأسود وهو فحم دهني فاتح اللون ويحتوي على نسبة رطوبة تتراوح من 20 إلى 30%، ويستخدم الفحم الدهني لتوليد الكهرباء والتدفئة ويحتوي على قيم حرارية تتراوح من 5 إلى 6.8 كيلوواط/ كجم.
- فحم اللجنيت: يستخدم هذا النوع من الفحم لتوليد الطاقة الكهربائية وهو فحم بني اللون يحتوي على نسبة عالية من الرطوبة تصل إلى 45% وفيه كبريت بنسب عالية أيضًا، ويشبه فحم اللجنيت في شكله التربة أكثر من الصخور ويتفكك عند تعرضه للطقس ويسمى بالفحم البني، كما يحتوي على قيمة حرارية تصل إلى 5 كيلوواط/ كجم.
أنواع الفحم
تتعدد أنواع الفحم بسبب عدة عوامل وتختلف أنواعه من حيث الجودة والنقاء فكلما اقترب الفحم من باطن الأرض كلما كان أفضل وأكثر جودة ونقاءً، وإليك هنا أنواع الفحم المختلفة الموجودة تحت سطح الأرض:[١]
- الجفت: الجفت ليس فحمًا ولكنه يتحوّل في النهاية إلى فحم تحت ظروف مناسبة وهو تراكم النباتات المتحللة جزئيًا التي مرّت بكمية صغيرة من الكربنة، ولهذا ينتمي الجفت إلى عائلة الفحم بالإضافة إلا أنه يحتوي على الطاقة التي تحتويها النباتات التي تكوّن منها، ويعدّ الجفت مصدرًا للطاقة في العديد من الدول مثل إيرلندا واسكتلندا وفنلندا.
- اللجنيت: فحم اللجنيت من أدنى مراتب الفحم لأنه يحتوي على كمية قليلة من الطاقة ومحتواه من الكربون حوالي 25-35% فقط ويأتي اللجنيت من رواسب الفحم الصغيرة نسبيًا والتي يبلغ عمرها 250 مليون سنة تقريبًا، يحتفظ اللجنيت بالرطوبة أكثر من الأنواع الأخرى ما يجعله مكلفًا وخطيرًا للتعدين والتخزين والنقل ويطلق انبعاثات كربون عالية عند حرقه ويستخدم لتوليد الكهرباء في ألمانيا واليونان.
- الفحم تحت البيتومين (شبه القاري): يبلغ عمر هذا النوع من الفحم 100 مليون سنة ويحتوي على الكربون بنسبة 35-45% وهو فحم بني اللون يستخدم بشكل أساسي لتوليد الكهرباء ويستخرج معظمه من الولايات المتحدة.
- الفحم البيتوميني (الفحم الحجري): يحتاج هذا النوع من الفحم لمزيد من الحرارة والضغط ليتشكّل ويبلغ عمره من 100 إلى 300 مليون سنة ويحتوي على 45-86% من الكربون وينقسم هذا الفحم إلى ثلاثة أنواع، الفحم الحجري وفحم القناة وفحم الكوك.
- فحم أنثراسايت: أعلى رتبة من الفحم يحتوي على أكبر نسبة من الكربون تصل إلى 97% وبالتالي يحتوي على أكبر قدر من الطاقة وهو أكثر كثافة ولمعانًا من الأنواع الأخرى ويتميز هذا الفحم بأنه يحترق بشكل نظيف ولا يسبب الكثير من الملوثات كأنواع الفحم الأخرى، ويُعثر على هذا النوع من الفحم في المناطق الجغرافية التي تعرّضت لنشاط جيولوجي عنيف ومرهق.
- الجرافيت: الجرافيت هو آخر مرحلة من عملية الكربنة ويعدّ من المُنتجات الكربونيّة مثله مثل الألماس، فالألماس أيضًا يتكوّن بشكل أساسي من ذرّات الكربون، ويعدّ فحم الجرافيت ناقلًا جيدًا للكهرباء ويشيع استخدامه في بطاريات أيونات الليثيوم كما أنه مقاوم لدرجات الحرارة التي تصل إلى 3000 درجة مئوية والاستخدام الأكثر سيوعًا له في صناعة الرصاص.
مَعْلومَة
من المهم أن تعرف أكثر الدول إنتاجًا للفحم في العالم وبناءً على بيانات الكتاب السنوي لإحصائيات الطاقة العالمية لعام 2019 ميلاديًا فإن الدول التالية أكبر الدول المنتجة للفحم على مستوى العالم:[٤]
- الصين: الصين أكبر منتج للفحم في العالم إذ أنتجت 3474 طنًا متريًا في عام 2018 ميلاديًا وارتفع إنتاجها بنسبة 2.9% في السنة الثانية على التوالي ولكن يعدّ هذا الارتفاع انخفاضًا عن الذروة التي وصلت لها عام 2013 ميلاديًا إذ أنتجت 3749 مليون طن، وتشير التقديرات إلى أن الصين ستضيف ما لا يقل عن 200 جيجا واط من الفحم إلى إنتاجها من الطاقة.
- الهند: تأتي الهند في المركز الثاني بين الدول المنتجة للفحم فبلغ إنتاجها 764 مليون طن عام 2018 ميلاديًا بزيادة بحوالي 5.3% عما كانت عليه في عام 2017 ميلاديًا، وتعدّ الهند أيضًا ثاني أكبر الدول المصدرة للفحم وثاني أكبر مستهلك له، كما أن الهند موطن لأكبر شركات الفحم في العالم إذ تسيطر شركة فحم الهند المحدودة على 85% من إنتاح الفحم في البلاد.
- الولايات المتحدة: هبطت البلاد إلى المركز الثالث في إنتاج الفحم بعد عام 2014 ميلاديًا إذ كانت في تلك الفترة أكبر منتج له، ومن المحتمل أن يستمر إنتاج الفحم في الانخفاض فتشير التقديرات إلى أنه سيصل إلى 20% أو 24% بين عامي 2019 و2020 ميلاديًا.
- أستراليا: حافظت أستراليا على المركز الرابع إذ تنتج كميات متقاربة كل سنة تقدر بحوالي 500 مليون طن من الفحم منذ عام 2014 ميلاديًا وتعد أستراليا تاسع أكبر مستهلك للفحم في العالم.
- إندونيسيا: ارتفع إنتاج الفحم في إندونيسيا في الثلاثين سنة الماضية بشكل ملحوظ ففي عام 1990 ميلاديًا أنتجت البلاد 10 مليون طن من الفحم فقط وفي عام 2018 ميلاديًا أنتجت 474 طنًا متريًا بعد أن بلغت ذروتها 492 مليون طن في عام 2013 ميلاديًا، وتعدّ إندونيسيا من الدول القوية في تصدير الفحم مثل الصين.
المراجع
- ^ أ ب "Coal", nationalgeographic, Retrieved 10-7-2020. Edited.
- ↑ "Coal", britannica, Retrieved 10-7-2020. Edited.
- ↑ "Types (Ranks) of Coal", stovesonline, Retrieved 10-7-2020. Edited.
- ↑ "The top five coal producing countries in the world", power-technology, Retrieved 10-7-2020. Edited.
