Question

بحث حول مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة pdf أنواع مصادر الطاقة 

الطاقة الغير متجددة pdf

مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة pdf

أنواع الطاقة المتجددة

سلبيات وإيجابيات الطاقة غير المتجددة

سلبيات الطاقة غير المتجددة

الموارد المتجددة والغير متجددة

مصادر الطاقة المتجددة PDF

مصادر الطاقة غير المتجددة

مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة ppt

الطاقة المتجددة مصادرها واستخدامها PDF

بحث حول الطاقة المتجددة PDF

الطاقة المتجددة

اهلا ومرحباً بكم اعزائي الطلاب والطالبات في موقعنا التعليمي والثقافي موقع{{ النورس العربي }} موقع كل العرب الباحثين والباحثات على العلوم والمعارف العلمية والثقافية لجميع مراحل التعليم الابتدائي والمتوسط والثانوي والعلوم العليا يسرنا ان نطرح لكم اهم ملخصات، وشروح، وبحوث، وحلول يحتاج إليها الطالب المثالي لمراجعتها حيث نجد البعض منها بحاجة إلى الفهم والتركيز عند قرأتها وأخرى يجب حفظها شفهيا ومن هذة العلوم الذي يبحث عنها أغلبية الطلبة ما سنطرحه لكم في موضوعنا هذا وهي إجابة السؤال المطلوب القائل //بحث حول مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة pdf أنواع مصادر الطاقة  ؟ 

الإجابة الصحيحة وهي كالتالي

الطاقة وأنواعها 

1 - الطاقة المتجددة 

2 - الطاقة غير المتجددة 

تعريف الطاقة:

تعرف الطاقة بأنها هي عبارة عن كمية فيزيائية تظهر على شكل حرارة أو على شكل حركة ميكانيكية أو كطاقة ربط في أنوية الذرة بين البروتون والنيترون ، والطاقة هي المقدرة و القابلية على القيام بشغل (أى إحداث تغيير) و هي أحد المقومات الرئيسية للحياة ولا حضارة بدونها .

أشكال الطاقة:

طاقة حرارية - طاقة كهربائية - طاقة نووية - طاقة كهرمائية - طاقة الرياح - طاقة المد والجزر - طاقة كيميائية - طاقة ضوئية ، طاقة إشعاعية ، طاقة الحركة .

أنواع الطاقة :

الطاقة المتجددة :

هي تلك الطاقة التي يتم إنتاجها من مصادر طبيعية غير تقليدية، ومما يميزها عن بقية مصادر الطاقة، أنها تكون مستمرة ولا تنضب ، ويلزم لكي يستغلها الإنسان أن يتم تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة تتناسب مع احتياجات الإنسان اليومية من الطاقة، فطاقة الرياح يمكن تحويلها إلى طاقة كهربائية، وكذلك الطاقة الشمسية وغيرها من أشكال الطاقة المتجددة ، ويوجد مصادر طاقة أخري بديلة كالوقود الحيوي وايضا المفاعلات النووية ولكنها لا تعتبر صديقة للبيئة ، ومن المؤكدأن مصادر الطاقة المتجددة والبديلة يمكن ان يكتشف الإنسان مصادر أخري لها فى المستقبل مع التقدم العلمى المستمر.

الطاقة غير المتجددة :

يقصد بها تلك المصادر من الطاقة التي تكونت في باطن الأرض منذ ملايين السنين ولها مخزون محدد سينتهي باستهلاكه، ولا يمكن تجديدها في فترة زمنيه قصيرة .

حساب وقياس الطاقة :

يمكن حساب الطاقة الناتجة من تحويل الكتلة إلى طاقة وذلك حسب علاقة انشتاين النسبية كالتالي:

                          الطاقة = الكتلة × مربع السرعة                                                 

حيث أن:

E هي الطاقة

m كتلة المادة التي يمكن تحويلها إلى طاقة

c سرعة الضوء

القياس

تقاس الطاقة بوحدات متعددة ففي الوحدات الدولية SI تقاس بالجول، حيث أن الطاقة لا تستحدث ولا تفنى وإنما تتحول إلى شكل آخر سواء كلياً أو جزئياً، أي بمعنى آخر إذا تغيرت الطاقة الداخلية لمجموعة معزولة فإن الطاقة الداخلية الكلية تظل ثابتة، فعند تشغيل جهاز كهربي مثل المضخة فإن الطاقة الكهربية تتحول إلى طاقة ميكانيكية بالإضافة إلى طاقة حرارية وهو عبارة عن جزء ضئيل يعمل على تسخين تلك المضخة.

وحدة قياس طاقة:

1 جول = 1 كيلوجرام . متر2 . ثانية −2

1 إرج = 1 جرام . سم2 . ثانية −2

1 جول = 107 إرج

1 كيلوواط ساعة = 3,6 . 106 جول

1 حصان = 2,68 . 106 جول

كما توجد وحدة صغيرة تناسب التعامل مع الجسيمات الأولية و الذرة وتستخدم في الفيزياء النووية ، ذلك لأن الجول وكيلوواط ساعة وحدات كبيرة لهذا المجال. والوحدة التي يستخدمها الفيزيائيون للجسيمات الأولية هي الإلكترون فولت ومقدارها :

1 إلكترون فولت = 1.6023×10−19 جول

كتلة البروتون = 931 مليون إلكترون فولت

وهذه الأخيرة يمكن حسابها أيضا بالجول أو بالكيلوجرام . متر2 . ثانية −2.

مصادر الطاقة المتجددة

الطاقة الشمسية :

الطاقة البديلة والمتجددة والطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي المصدر الرئيسي للطاقة علي سطح كوكبنا وهي مصدر كل الطاقات التي نعرفها والتي لم نعرفها بعد , فحرارة الشمس هي السبب الرئيسي لتكوين الوقود الحفري كالفحم والبترول والغاز الطبيعي , والشمس هي المسبب الرئيسي لحركة الرياح علي سطح كوكب الأرض , وهي السبب في تبخر مياه البحار والمحيطات لتسقط لنا الأمطار بعد ذلك وهي السبب في الحفاظ علي حرارة الأرض مناسبة لنعيش فيها.

لذلك نستطيع القول أن الطاقة الشمسية هي المصدر الأساسي للطاقة علي سطح كوكبنا وهي طاقة نظيفة ومتجددة ومجانية ( فلا أحد يستطيع ان يشتري الشمس ويحجبها عن الباقين ) والطاقة الشمسية تصل لنا في صورتين فقط الصورة الأولي هي طاقة حرارية بالأشعاع والصورة الثانية هي طاقة ضوئية وقد استطاع الانسان استنباط بعض التطبيقات لتحقيق الاستفادة المباشرة من الطاقة الشمسية لتلبية احتياجاته المختلفة للتماشي مع متطلبات عصره.ويمكنك ان تقرأ المزيد عن استخدامات الطاقة الشمسية في موضوع ” استخدامات الطاقة الشمسية “

الطاقة الهيدروكهربائية (Hydroelectric power )

الطاقة البديلة والمتجددة الطاقة الهيدروكهربائية

تنتج الطاقة الهيدروكهربائية من الماء المتساقط لتحريك توربينات وتوليد الكهرباء. الطاقة المتولدة بهذه الطريقة تعتمد على التحكم بتدفق الماء-مثل النهر-من خلال سد في الغالب. و للطاقة الكهربائية المائية ميزات عديدة. فمن المعروف أنها طاقة متجددة. كما أن المولدات التي تعمل بالماء لا تنتج أي انبعاثات. ويحدد تدفق الماء -الذي يتحكم به المعمل- كمية الكهرباء المنتجة, و لذا يمكن توفير الطاقة حسب الطلب. وحوالي 20% من كهرباء العالم تأتي من هذا المصدر. إن الريادة في استخدام هذا النوع من الطاقة هي لدول النرويج, روسيا ,الصين, الولايات المتحدة, كندا, والبرازيل. وأكبر مثال علي هذا السد العالي في مصر.

طاقة الرياح (wind power ) :

الطاقة البديلة والمتجددة طاقة الرياح

طاقة الرياح هي أحد أهم مصادر الطاقة البديلة والمتجددة والتطور فيها في تزايد مستمر.وفي الحقيقة هي أحد ابناء الطاقة الشمسية حيث ان حركة الرياح بالأساس تحدث نتيجة سخونة جزء من طبقات الهواء عند تعرضه للشمس فيبدأ الهواء الساخن في التصاعد لأعلي نتيجة انخفاض كثافته تاركا ورائه ضغط منخفض فيبدأ الهواء الأقل سخونة المحيط به بالتحرك باتجاه منطقة الضغط المنخفض وهكذا تحدث تيارات الهواء.وطاقة الرياح هي استخدام الطاقة الناتجة عن حركة الرياح بأي صورة من الصور فقديما استخدمت طاقة الرياح في تسيير المراكب الشراعية كما انه تم استغلالها لتدوير الطواحين وايضا يمكن استخدامها لرفع المياه ولكن الصورة المعروفة لنا الآن حينما نسمع كلمة طاقة الرياح هي صورة توربينات الرياح ذات الريش الثلاثية والمثبتة علي أعمدة طويلة كالموجودة في الصورة في الأعلي وهي التي تستخدم في توليد الطاقة الكهربائية.

تتم العملية بأن تدير الرياح أذرع المحرك التي تدير بدورها أسطوانة العمود المتصلة بواسطة مجموعة تروس تشكل ناقل حركة لإدارة مولد كهربائي. وتستطيع التربينات الكبيرة الحجم المصممة لمؤسسات إنتاج الكهرباء للاستعمال العام، توليد ما بين 650 كيلو واط. وتستخدم المنازل ومحطات الاتصالات عن بعد ومضخات الماء تربيناً واحداً صغيراً لا يزيد إنتاجه عن 100 كيلو واط كمصدر لطاقتها، خاصة في المناطق النائية التي لا توجد فيها شركات توليد وتوزيع طاقة للاستعمال العام.

يتبع في الأسفل 

Answer 1

بحث حول مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة pdf أنواع مصادر الطاقة

يتبع .

طاقة الحرارة الجوفية (geothermal energy )

الطاقة البديلة والمتجددة حرارة باطن الأرض الجوفية

طاقة الحرارة الجوفية هي أحد مصادر الطاقة البديلة والمتجددة والتي لا يعرف عنها الكثير من الناس.

من المعروف انه درجة الحرارة تتزايد كلما تعمقنا اكثر في باطن الأرض ونحن نستطيع استفلال هذه الظاهرة فيما يعرف بطاقة الحرارة الجوفية.

فالطاقة الجوفية للأرض تستعمل الظواهر الطبيعية مثل الينابيع الحارة والفوهات البخارية لإنتاج الكهرباء أو لتزويد منطقة ما بالماء الساخن. فالبخار الصاعد إلى سطح الأرض يمر علي طوربينات فتدور الطوربينات والتي بدورها تقوم بتوليد الكهرباء. وقد تم انشاء أول محطة للطاقة الجوفية في لارديريلو, في إيطاليا, عام 1904. و لا تزال تعمل حتى اليوم.

ولمدي اهمية هذا النوع من المحطات فإن 24 دولة تقوم باستخدام هذه المحطات ليكون مجموع انتاجها سنويا 11224 ميجا واات من الطاقة الكهربية.

طاقة المد والجذر ( Tidal power او Ocean power )

الطاقة البديلة والمتجددة طاقة المد والجذر

محطة توليد طاقة المد والجزر هي أحد مصادر الطاقة البديلة والمتجددة ويقوم مبدأ عملها عن طريق استغلال الطاقة الناتجة من تدفق الأمواج من وإلى خليج ما أو من مصب نهر.

وتحتاج الي انشاء نوع خاص من السدود (barrage) يفصل منطقة الأمواج إلى حوضين علوي وسفلي. تتحرك طوربينات الخزان عندما تتدفق المياه من حوض لأخر, حسب اتجاه الموجة. وهذا الطوربين يحرك المولد لإنتاج الكهرباء.

أنشاء محطة من هذا النوع أمر باهظ لذا يجب أن تكون المحطة على إنتاج طاقة تكفي لتعويض قيمة للاستثمار.

ويمكن انشاءها في المناطق التي يحدث فيها فرق بمعدل 5 أمتارعلى الأقل في منسوب المياه بين الجذر. وهناك 40 موقعا فقط في العالم تتوفر فيها هذه المعايير. و أشهر محطة لطاقة المد والجذر هو محطة لارانس في بريتاني في فرنسا. ومحطة أنابوليس الملكي في نوفا سكوتيا بكندا ويوجد ايضا محطات أخري في روسيا, والصين, والهند, وويلز.

خلايا الوقود الهيدروجينية (Hydrogen fuel cells)

الطاقة البديلة والمتجددة خلايا الوقود الهديروجينية

خلايا الوقود الهيدروجينية هو أحد أحدث الطرق للحصول علي الطاقة الكهربائية ويعتبر من مصادر الطاقة المتجددة والبديلة ومازل تحت التطير حتي الآن وتطبيقاته واسعة جدا حيث انه يمكن أن يكون علي مستوي كبير كمحطات لتوليد الطاقة الكهربائية ويمكن يكون علي مستوي صغير لتدوير محركات سيارات أو ما شابه والعديد من التطبيقات الأخري.

ومزايا خلايا الوقود الهيدروجينية عديدة جدا حيث أن تفاعل الهيدرجين مع الأكسجين ينتج حرارة, وكهرباء, وماء لكن دون تلوث. كما أن غاز الهيردجين متوفر جدا ويمكن انتاجه من مصادر عدة من ضمنها الوقود الحفري ومصادر أخري متجددة ولذلك فأن غازالهيدرجين رخيص الثمن.

كما ان خلايا الوقود الهيدروجينية اكثر فاعلية من أي تكنولوجيا تتضمن طوربينات وأكثر فاعلية أيضا من الاحتراق الداخلي. ولكن حتي الآن تكنولوجيا خلايا الوقود الهيدروجينية تكلف أكثر من أي مصادر أخرى للطاقة. كما ان عملية التركيب الفعلي للأنظمة لضبط درجات الحرارة غير معروفة حتى الآن حيث ان غاز الهيدروجين غاز قابل للأنفجار فسيحتاج الي معاملات امان خاصة ويجب ايضا ان نجعل خلايا الوقود بحجم يمكن استعماله.

الوقود الحيوي ومصادره

الفضلات والمخلّفات مصدر لطاقة مستدامة ، إزداد في السنوات الأخيرة اهتمام العالم بالوقود الحيوي كأحد مصادر الطاقة البديلة وذلك بعد اعتماد البشرية لعدة عقود على الوقود الأحفوري الذي تسبّب بتغيرات مناخية حادة على كوكب الأرض.

الوقود الحيوي هو الطاقة المستمدة من الكائنات الحية النباتية أو الحيوانية على السواء. وهو أحد أهم مصادر الطاقة المتجددة

الجيل الأول والجيل الثان

بدأت بعض المناطق بزراعة أنواع معينة من النباتات لاستخدامها في إنتاج الوقود الحيوي. من هذه النباتات الذرة وفول الصويا في الولايات المتحدة الأميركية واللفت في أوروبا، وقصب السكر في البرازيل، والنخيل في جنوب شرق آسيا. كذلك يتم الحصول على الوقود الحيوي من التحليل الصناعي للمزروعات والفضلات وبقايا الحيوانات التي يمكن إعادة استخدامها، مثل القش والخشب والسماد، وقشر الأرز، أمّا نفايات المنازل، والورش والمصانع، ومخلفات الأغذية فيمكن تحويلها إلى غاز حيوي.

يتميّز الوقود الحيوي الذي نحصل عليه من النباتات كالذرة وقصب السكر وفول الصويا عن النفط بأنه أكثر استدامة، أي أنه متجدّد وتأثيره على البيئة أقل، وهذا ما يعرف باسم الجيل الأول من مفاعلات الوقود الحيوي. غير أن هذه الميزات الإيجابية كانت على حساب غذاء الإنسان وطعامه حيث أن إنتاج الوقود الحيوي من المحاصيل الزراعية يتطلب مساحات شاسعة من الأراضي الزراعية، في الوقت الذي يعاني الملايين في العالم من الجوع بسبب نقص المواد الغذائية الضرورية. وقد تمّ تطوير تقنيات جديدة لتحويل المخلفات العضوية والزراعية، كسيقان الذرة وقمامة المدن، لإنتاج الوقود الحيوي بدلًا من المحاصيل الزراعية، وبذلك أصبحنا أمام ما يعرف باسم الجيل الثاني من مفاعلات الوقود الحيوي.

مصادر الوقود الحيوي

دفع ارتفاع أسعار الوقود وتغيّر المناخ العالمي بعض الباحثين إلى العمل على استكشاف مصادر أخرى غير النفط للحصول على الوقود، وتعتبر المواد العضوية واحدة من هذه المصادر. تحتوي النباتات كالذرة وفول الصويا على خلاصات الوقود التي يمكن تحويلها إلى الإيتانول أو وقود الديزل الحيوي. ويحدد تروي رونج مدير مبادرة الطاقة الحيوية في ولاية ويسكونسن الأميركية عشرة مصادر للوقود الحيوي، هي وفق الآتي:

1- السليلوز:

يشير السيد رونج إلى أن الولايات المتحدة الأميركية وحدها يمكن أن تحصد نحو 1,3 مليار طن من مادة السليلوز لاستخدامها كوقود حيوي، والسليلوز هو من الألياف الموجودة في الأشجار مثل شجر الحور والصفصاف، وحتى سيقان الذرة بعد الحصاد يمكن أن تستخدم للحصول على الوقود البيولوجي السليلوزي. وبما أن السليلوز موجود بوفرة يمكن إعادة إنتاجه واستخلاصه باستمرار، وهو يعد واحدًا من أنظف المحروقات، وقد صنفه رونج بأنّه الوقود رقم 1.

2- الطحالب:

يمكن للطحالب تخزين ما يصل إلى 50% من وزن أجسامها من الدهون التي يتمّ تحويلها إلى غاز لإنتاج الإيتانول. وهي تنمو بسرعة كبيرة، لذلك تعتبر من المحاصيل القادرة على تلبية المطالب العالية للطاقة على المدى الطويل، أما سلبيات هذا المصدر فتكمن في حقيقة تشابك الطحالب مع بعضها البعض بسبب نموها السريع ما يحجب الضوء ويعيق عملية التمثيل الضوئي ويتسبب في نفوق كميات هائلة منها. هذه المشكلة تجعل الطحالب في المرتبة الثانية.

3- الذرة:

تعتبر الذرة من أكبر مصادر الوقود الحيوي في الوقت الراهن، ويعتبر الإيتانول المستخرج منها أكثر استدامة من البترول، ولكنها تشكل محورًا للمناقشات حول استخدام المحاصيل الزراعية للحصول على الوقود. وباختصار فإن الذرة كما قصب السكر من أفضل الخيارات المتوافرة حاليًا، ولكن استخدامها قد يتلاشى بمرور الزمن.

4- فول الصويا:

ظلّ فول الصويا وقودًا حيويًا شائعًا لعدة سنوات إذ يتم تقطير الزيت المستخرج من البذور ليتحوّل إلى وقود للطائرات. ولكن المشكلة تكمن في الجدل القائم حول كونه يشكّل طعامًا لكثير من الناس. لذلك يتردّد الباحثون في الاعتماد عليه وعلى سواه من المحاصيل الغذائية التقليدية كمصادر للوقود.

5- قصب السكر:

يعتبر قصب السكر المصدر الثاني الأكثر استخدامًا على نطاق واسع بعد الذرة، غير أنّ هذا الترتيب قد يتغيّر في العقد القادم. وينمو قصب السكر بوفرة في الأجزاء الحارة من العالم وقد ساعد بلدانًا مثل البرازيل بأن تصبح ذات مصادر طاقة مستقلة. والإيتانول المستخرج من قصب السكر ليس مناسبًا كوقود للسيارات لأنّه يمكن أن يلتصق بالمحركات القديمة، ولكن مزج البنزين بنحو 20% من الإيتانول يحسّن كفاءة الوقود بنسبة 100%. إنّما المشكلة في قصب السكر أنّه لا يزرع إلّا في المناطق الإستوائية.

6- الكاملينا والجانروفا:

الكاملينا والجانروفا هما من مصادر الوقود التي يمكن العثور عليها في جميع أنحاء العالم، ويعتبر الوقود المنتج من هاتين النبتتين أعلى أنواع الوقود الحيوي جودةً، ويمكن زراعتهما في المناطق الجافة للغاية. وتوفّر نباتات الكاملينا والجانروفا الكثير من الخيارات التي لا توفّرها المواد الأولية الأخرى.

7- بذور اللفت:

يُعرف زيت بذور اللفت باسم زيت الكانولا، واللفت ينتشر بشكل واسع في جميع أنحاء كندا والولايات المتحدة، وبذور اللفت رخيصة الثمن وتنتج منها محروقات أنظف بكثير من البترول. غير أنّ السؤال المطروح: هل من الممكن إنتاج ما يكفي لتلبية احتياجاتنا؟ فإنتاج كمية كبيرة من هذا الوقود يحتاج إلى مساحات شاسعة من الأراضي الزراعية على الرغم من أنّ اللفت نبات مناسب للمنتجات الخاصة مثل وقود الديزل الحيوي ووقود الطائرات.

8- غاز الميتان:

هناك أسطول كامل من الحافلات في ستوكهولم (السويد) يعمل بغاز الميتان، ويتم الحصول على هذا الغاز من المواد العضوية المتحللة، كالمواد الغذائية والسماد وغيرها من المخلّفات. يعتبر هذا الغاز من أنظف أنواع الوقود المستخدمة حاليًا. وفي حين يجري إنتاجه كوقود للسيارات في أوروبا وبعض المدن الأميركية، إلّا أنّ المشكلة هي في التعديلات التي يجب أن تخضع لها معظم تصاميم السيارات لتصبح قابلة لاستخدام هذا الوقود.

9- الدهون الحيوانية:

من الممكن تحويل بقايا الدهون من المنتجات الغذائية الحيوانية إلى زيت واستخدامه كوقود للسيارات والشاحنات، غير أنّ عملية جمع الدهون من مكبات المخلفات أو مطاعم الوجبات السريعة ليست سهلة، وهذا يجعل ترتيب الدهون الحيوانية في أسفل قائمة أنواع الوقود الحيوي.

10- المخلّفات الورقية:

يمكن اعتبار الورق المعاد تدويره ونشارة الخشب، من المصادر المحتملة للوقود الحيوي، ويعتقد الباحثون أنّ مخلّفات صناعة الورق يمكن تحويلها لإنتاج الوقود الحيوي. مع ذلك فتحويل العديد من هذه المواد إلى وقود يواجه مشاكل ممّا يجعل الكلفة عالية. وبالتالي فإنّ فرصة استخدام مخلّفات الورق كوقود حيوي محدودة.

مراحل صناعة الوقود الحيوي

شهدت صناعة الوقود الحيوي تطورات كبيرة منذ مطلع القرن الحالي، حيث استخدمت سابقًا بعض المنتجات الزراعية، كالذرة وقصب السكر وغيرها لإنتاج الوقود الذي استخدم لتشغيل محركات بعض وسائل النقل. وقد لاقى هذا النوع من الوقود دعمًا قويًا نظرًا لكونه وقودًا متجددًا ويمكن أن يكون بديلًا عن الوقود الأحفوري، كما أنّه نظيف وأقل تلويثًا للبيئة. غير أنّ هذه المميزات الإيجابية كانت على حساب غذاء الإنسان وطعامه، ما أدى إلى تطوير الجيل الثاني من مفاعلات الوقود الحيوي التي ستعمل على إنتاج وقود يمكن استعماله بشكل مباشر في المحركات أو خلطه مع الوقود الأحفوري. وقد لقيت هذه التقنية دعمًا كبيرًا من عدد من الشركات العالمية والجهات المهتمة بالطاقة.
يتبع

Answer 2

مصادر الطاقة المتجددة والغير متجددة

يتبع

مصادر الطاقة غير متجددة:

الوقود الأحفوري:

ان الوقود الأحفوري الواسع الانتشار والاستخدام يعد مثالا على مصادر الطاقة غير المتجددة.

الوقود الأحفوري هو وقود يتم استعماله لإنتاج الطاقة الأحفورية. ويستخرج الوقود الأحفوري من المواد الأحفورية كالفحم الحجري ، الغاز الطبيعي، ومن النفط.

و تستخرج هذه المواد بدورها من باطن الأرض وتحترق في الهواء مع الأكسجين لإنتاج حرارة تستخدم في كافة الميادين.

يعتمد تركيب الوقود الأحفوري على دورة الكربون في الطبيعة، وبهذا يتم تخزين الطاقة(الشمسية) عبر العصور القديمة ليتم اليوم استخدام هذه الطاقة. حسب التقديرات العالمية ستغطي المصادر الأحفورية في عام 2030 حوالي 90% من الحاجة العالمية للطاقة. في عام 2005 بلغت هذه النسبة 81%.

 ثلاث أنواع رئيسيه للوقود الأحفورى هى :

1-الفحم.

2- النفط الخام.

3- الغاز الطبيعي.

كيف يتكون الوقود الأحفورى :

تكون هذا النوع من الوقود في العصور الجيولوجيةالقديمة وخاصة في العصر الكربوني(Carboniferous era ) منذ مايزيد على200 مليون سنة. ويعتقد أنها تكونت من بقايا الكائنات الحية،النباتية والحيوانية الكبير منها والمجهرية، التي دفنت تحت طبقات القشرة الأرضية وتأحفرت. وساعد عاملا الضغط والحرارة عبر ملايين السنين على تحولها إلى الفحم والنفط والغاز الطبيعي.

وبشكل عام يتكون الوقود الأحفورى :

1- نباتات أوكائنات حية مجهرية ماتت وسقطت فى قيعان البحار والمحيطات أو المستنقعات .

2- مواد مترسبة غطت البقايا من هذه المواد فى الصخور الرسوبية .

3- تحللت المواد ونتيجة الحرارة العالية والضغط المرتفع تحولت إلى وقود أحفورى .

ما حاجتنا إلى الوقود الأحفوري بأنواعه المختلفة؟

أن أهم استخدامات الوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم هي:

- توليد الكهرباء، حيث تستخدم الحرارة الناتجة عن حرق الفحم أو بعض مشتقات النفط أوالغاز الطبيعي في تسخين

الماء لإنتاج البخار الذي يستخدم في إدارة التوربينات الموصلة بمولدات الكهرباء.

- تشغيل وسائل المواصلات المختلفة، حيث تعد مشتقات النفط كالجازولين والديزل والكيروسين الوقود الأكثر استخداما لذلك.

* تركيب الوقود الأحفوري وخواصة:

تتركب جميع أنواع هذه الوقود من مركبات مكونة بشكل أساسي من عنصري الكربون والهيدروجين بنسب مختلفة .

وقد توجد أيضاً بعض من العناصر الأخرى , ولكن بنسب أقل بكثير مثل الأكسجين والكبريت والنيتروجين .

مميزات : الوقود الأحفورى :

1- يطلق بسهولة كميات كبيرة من الطاقة عند احتراقه .

2- الفحم الحجرى يصنع منه الفولاذ .

3- النفط يستخدم فى صنع البتروكيميائيات : وهذه المواد يصنع منها الكثير من السلع : كالأدوية ومواد التجميل والدهانات والبلاستيك.

الفحم الحجري:

الفحم الحجري صخر أسود أو بني اللون قابل للاشتعال والاحتراق. وعند احتراق الفحم الحجري فإنه يعطي طاقة على شكل حرارة. ويمكن استعمال الحرارة الصادرة عن احتراق الفحم الحجري في تدفئة المنازل، وكوقود للقاطرات في بداية عهد اختراع الآلة البخارية. والاستخدام الأساسي اليوم لهذه الطاقة هو في إنتاج الكهرباء. وتعطي محطات إنتاج الكهرباء باحتراق الفحم الحجري ثلثي الكهرباء المستهلكة في العالم. ويستعمل الفحم الحجري كذلك في إنتاج فحم الكوك وهو مادة خام أساسية في صناعة الحديد والفولاذ. وتنتج مواد أخرى عن عملية إنتاج فحم الكوك، يمكن استعمالها في صناعة الأدوية والأصباغ والأسمدة.

وكان الفحم الحجري في فترة ماضية المصدر الرئيسي للطاقة في جميع البلدان الصناعية. وقد أنتجت المحركات البخارية التي تعمل بالفحم الحجري، معظم القدرة اللازمة لهذه البلدان منذ بداية القرن التاسع عشر وحتى القرن العشرين. ومنذ بداية القرن العشرين، أصبح النفط والغاز الطبيعي المصدرين الرائدين للطاقة في معظم أرجاء العالم. وعلى نقيض الفحم الحجري ؛ فإن النفط يمكن تحويله إلى بنزين وديزل ومواد أخرى لازمة لتشغيل وسائل المواصلات الحديثة. وقد حل استعمال الغاز الطبيعي محل الفحم الحجري لتوليد الطاقة الحرارية، ولكن الاستهلاك الحالي لموارد العالم من النفط والغاز الطبيعي يجري بسرعة. وإذا استمر الاستهلاك العالي على المستوى الحالي فإن موارد النفط ستستهلك وتنضب خلال النصف الأول من القرن الحادي والعشرين. كما أن موارد الغاز الطبيعي ستنضب بدورها في أواسط القرن الحادي والعشرين. أما مصادر العالم من الفحم الحجري فهي باقية وتكفي لحوالي 220 سنة مقبلة، وذلك وفق معدلات الاستهلاك الحالية.

وقد يسدُّ الاستعمال المتنامي للفحم الحجري في إنتاج الكهرباء النقص المتزايد لكل من الغاز والنفط ، ومع ذلك فإن استعمال الفحم الحجري يحمل في طياته مشاكل من نوع آخر إذ إن احتراقه سببًا رئيسيًا لتلوث الهواء وزيادة تسبة ثاني أكسيد الكربون. وقد طُوِّرت وسائل عديدة للتقليل من التلوث ولكنها مكلفة ولم تثبت جدواها حتى الآن. ولابد من تحسين هذه الطرق والأساليب قبل التوسع الكبير في استعمال الفحم الحجري. وبالإضافة لهذا فإن بعض الفحم الحجري يوجد في طبقات عميقة تحت سطح الأرض، حيث يصعب استخراجه.

تولّد الفحم من بقايا النباتات التي انقطع عنها الهواء - مثلا في المستنفعات - والتي لم تتمكن من التحلل وتعرضت لاحقا لضغط كبير وحرارة خارجية. أما الماء والشوائب، فقد تطايرت مع الوقت ليكون الخث والفحم بدرجات مختلفة من حيث الخليط والنقاوة والكثافة.

- يتكون الفحم من خليط من المركبات بنسب مختلفة . أما العنصر الأساسي في هذه المركبات فهو الكربون ,كما يحتوي على نسب متفاوتة من الهيدروجين والنيتروجين والكبريت والأكسجين . وهناك ثلاثة أنواع رئيسية من الفحم

هي فحم الانثراسيت"Anthracite" وهو أكثر أنواع الفحم صلابة وأعلاها في نسبة الكربون حيث تبلغ 95%

وفحم الليجنيت "Lignite" أو الفحم البني ويحتوي 65-70% كربون

والفحم الحجري( فحم حجري بتيوميني) ويحتوي 75-90% من الكربون وهو أكثر أنواع الفحم الطبيعي استعمالاً.

يعتبر الانثراسايت أكثر أنواع الفحم قيمة وذلك لنقاوته العالية وكثافته الكبيرة، مما يعني أنه يتكون من عنصر الكربون بشكل أساسي. وبهذه المواصفات يمتلك الفحم الحجري على قدرة احتراق و(سعرات حرارية) عالية القيمة.

أما اللّيجنيت وهو من أنواع الفحم الحجري، فهو بني اللون، ويعتبر أقل جودة نظرا لكثافته الأقل ولوجود شوائب من الكبريت فيه. وتكون قدرته الحرارية أقل منها للفحم الحجري الصافي.

- أما النفط والغاز الطبيعي فهما خليط من مركبات كثيرة يطلق عليها الهيدروكربونات , وتتركب غالباً من عنصري الهيدروجين والكربون .والنفط خليك كثيف داكن اللون غالباً لا يمكن استخدامه بشكل مناسب إلا بعد أن يفصل إلى مكوناته العديدة في

عملية تسمىالتقطير التجزيئي ويتم هذا في أبراج التجزئة .

ومن أهم مشتقات النفط الجازولين والكيروسين والديزل وزيوت التشحيم وغيرها .

مكامن (مصائد) النفط:

يوجد بين حبيبات الصخور فراغات تسمى المسامات، وقد تكون هذه المسامات غزيرة وكثيرة، في بعض الصخور مثل الصخر الرملي والطيني ومثل هذه الصخور يقال أنها ذات مسامية عالية أما الصخور التي تحتوي على مسامات قليلة فانها تعتبر ذات مسامية منخفضة ومثال ذلك صخور الغرانيت وقد تكون المسامات في الصخور متصلة تشكل فنوات لذلك تعتبر هذه الصخور منفذة أي تسمح للموائع مثل (النفط والماء، والغاز) بالحركة خلالها بسبب اتصال مساماتها ومثال ذلك الحجر الرملي والحصى حيث تعتبر هذه الصخور ذات نفاذية عالية . أما الصخور التي لا تسمح للسوائل بالمرور خلالها لأن مساماتها صغيرة وغير متصلة فتوصف بأنها صخور كتيمة أي غير منفذة ، وقد يكون الصخر ذات مسامية عالية ونفاذيته قليلة بسبب صغر حجم الفراغات والمسامات بين الحبيبات وعدم اتصالها ومثال ذلك الحجر الطيني إذ يعتبر من الصخور الكتيمة (غير المنفذة) على الرغم من مساميته العالية .

مصاقد النفط : هي طبقة صخرية ذات مسامية ونفاذية عالية تكون محصورة بين طبقتين من الصخور الكتيمة في الأعلى والأسفل وتخزن النفط بداخلها .

شروط تكون النفط:

1- أن لا يكون الماء عميقاً لأن الأكسجين الذائب في الماء يتفاعل مع المادة العضوية المكونة لأجسام العوالق البحرية ويحولها إلى( H2O,CO2 ) .

2- أن تكون نسبة المادة العضوية مرتفعة نسبياً في الصخر الرسوبي الذي اختلطت به وأقل ذلك أن تكون في حدود 1% من الصخر الرسوبي .

3- أن يكون صخر لمصدر عميقاً في جوف الأرض على الأقل بعمق (3000م) .

مراحل تكون النفط:

بعد موت العوالق البحرية -- تترسب في القاع -- تدفن مع الرسوبيات -- تتكون صخور المصدر -- وباستمرار الترسبيب -- تتراكم الطبقات الرسوبية -- يتولد ضغط وحرارة -- تنضج المادة العضوية -- فيتكون النفط -- غالباً ما يهاجر النفط -- يتجمع في صخور أخرى تسمى (مصائد النفط) -- تحفر آبار لاستخراجه من المكان -- يرسل إلى محطات التكرير .

- أما الغاز الطبيعي فيتكون غالبه من غاز الميثان CH4 وغازات أخرى كالإيثان والبروبان .

عند احتراق جميع أنواع الوقود الأحفوري في وجود الأكسجين يتكون غاز ثاني أكسيد الكربون وتنبعث حرارة عالية وقد يتكون الماء أيضاً.

وتوضح المعادلتان التاليتان احتراق كل من الفحم وغاز الميثان :

2C(s) + 2O2 (g) ==>2CO2(g) + Energy

CH4(g) + 2O2 (g) ==>CO2 (g) + 2H2O(1) + Energy

وللوقود الأحفوري بأنواعه المختلفة عدة مميزات أهمها :

- متوافر حالياً بكميات كبيرة.

- يحترق بسهولة منتجاً كمية كبيرة من الطاقة الحرارية

التي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء وأغراض مهمة أخرى

كالطهي والتدفئة .

- سهل النقل

وعلى الرغم من كثرة مزاياه إلا أن لاستخدامه سلبيات عديدة منها

- ينطلق عن احتراقه كثير من الغازات مثل ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكربون التي تؤدي إلى ارتفاع

حرارة الأرض (Global Warming) وتكون المطر الحمضي والتسبب في كثير من أمراض الرئة.

- أسعاره وتوافره يرتبط بالظروف السياسية لمناطق إنتاجة.

 يستكمل .......................