حسونة الطيب (أبوظبي)
الفحم هو صخور رسوبية قابلة للاشتعال، عادة ما تتكون من الكربون والهيدروكربون. وهو أكثر أنواع الوقود الأحفوري وفرة في أميركا، لكنه ليس من موارد الطاقة المتجددة. وتجيء طاقة الفحم من الطاقة المخزنة عن طريق النباتات التي عاشت مئات ملايين السنين في الغابات المطرية. وبمرور السنوات، يتم تغطية طبقات النباتات الميتة عند قاع المستنقعات، بطبقات من الماء والمخلفات التي تعمل على حبس طاقة النباتات الميتة. ومن ثم يحول ضغط وحرارة الطبقات العليا، بقايا النباتات إلى فحم.
يختلف الفحم في مكوناته حتى داخل نفس الطبقات الرسوبية، لتظهر 4 أنواع منه يختلف كل واحد منها في إنتاج الطاقة، وفقاً للزيادة في معدل الضغط والحرارة والزمن.
من أنواعه، الليجنيت، يميل لونه للبني الأسود ويتميز بدرجة عالية من الرطوبة وتركيز الرماد، ما يجعله أقل درجة في الحرارة بين الأنواع الأربعة الأخرى. ويعتبر غير كامل النضوج، حيث يستخدم في الأساس لتوليد الكهرباء.
والفحم السوبتيوميني أو دون القيري، أسود في لونه غير نشط ويتميز بقيمة حرارية عالية، حيث يستخدم لتوليد الكهرباء والتدفئة. أما الفحم الحجري، فهو النوع الأكثر انتشاراً في أميركا ويشكل 50% من احتياطيها والأكثر استخداماً في توليد الكهرباء. ويمل لونه للأسود الداكن ويتميز بصلابته وبقيمة حرارية عالية.
وفحم الإنتراسيت، يعرف أيضاً بالفحم الصلب الذي يتكون من الحجري تحت ضغط صخري عالي خلال عملية تكوين السلاسل الجبلية. ومن مميزاته، احتوائه على أعلى نسبة من الطاقة من بين الأنواع الأخرى ويستخدم للتدفئة وتوليد الكهرباء.
ولا يوجد للأسف مصدر من مصادر الوقود التي تنافس الفحم كوقود للمستقبل، لرخص أسعاره ووفرته المقدرة بنحو 990 مليار طن تكفي لنحو 150 سنة قادمة بمستوى الاستهلاك الحالي، وكذلك لسهولة استخراجه ونقله وحرقه، بحسب شركة «بي بي» للطاقة البريطانية العملاقة.
بجانب استخدامه لتوليد الكهرباء وأغراض التدفئة، كان الفحم يستهلك بشدة في الماضي لتدوير محركات القطارات وتشغيل المصانع. كما يُستغل الفحم الحجري لإنتاج فحم الكوك، المستخدم في صناعة الحديد الصلب وأغراض صناعية أخرى. ومن بين الاستخدامات الأخرى، تحويل الفحم لسائل لإنتاج الوقود الصناعي. وتصدر أميركا 4% من فحم مناجمها، الذي يستغل معظمه في صناعة الحديد الصلب، وفقاً لموقع ناشونال جيوغرافيك.
ويلعب الفحم دوراً أساسياً في مزيج الطاقة العالمية، خاصة فيما يتعلق بتوليد الكهرباء، إلا أنه يتطلب كفاءة عالية في استخدامه وتقليص بصمته الكربونية. وتوفر محطات الكهرباء العاملة بالفحم، نحو 40% من إمدادات الكهرباء في العالم، لكنها تسهم في ذات الوقت بما يزيد على 28% من الانبعاثات الكربونية العالمية، حسب تقرير اللجنة الاستشارية لقطاع الفحم التابعة للوكالة الدولية للطاقة.
وفيما يتعلق بعملية تحويل الفحم لكهرباء، يتم استخدام الفحم البخاري أو ما يعرف بالحراري في محطات الكهرباء لأغراض التوليد. أولاً يُطحن الفحم لمسحوق ناعم، ما يزيد من حجم مساحته وسرعة احتراقه. وفي أنظمة حرق الفحم المسحوق هذه، يُلفظ المسحوق في غرفة احتراق المرجل تحت درجة حرارة عالية. تقوم الغازات والطاقة الحرارية المنتجة، بتحويل المياه إلى بخار.
ينتقل البخار ذو الضغط الغالي، إلى توربينات تحتوي على الآلاف من المراوح، التي تندفع بفعل هذا البخار، ما يجعل عمود التوربين يدور بسرعة عالية. ويتم تركيب مولد عند أحد طرفي عمود التوربين يتكون من لفائف أسلاك موصلة بعناية. وعند دوران هذه المراوح في مجال مغناطيسي قوي، تبدأ مرحلة توليد الكهرباء. وبعد مرور البخار في التوربين، يتم تكثيفه وإعادته للمرجل لتسخينه مرة أخرى.
وتتوقع الوكالة، تراجعاً كبيراً في حرق الوقود الأحفوري، بفضل تقليص استخداماته في دول الاتحاد الأوروبي والصين وأميركا. وربما تكون المملكة المتحدة، أسرع دولة في التخلي عن الفحم، حيث انخفضت نسبته في مزيج الطاقة لدون 40% في 2012، إلا أن النسبة تراجعت لأقل من 10% في 2016 وما لا يزيد على 2% فقط في النصف الأول من 2017.
وتشير تقديرات الوكالة، إلى أنه يترتب على العالم للإيفاء بطلب الطاقة للعقدين من 2015 إلى 2035، استثمار نحو 48 تريليون دولار، بجانب توفر إطار لسياسة تتسم بالحكمة والثقة. ومن المتوقع، بلوغ قيمة سوق الفحم العالمية، 1,037 مليار دولار هذا العام.
تراجع الاستهلاك العالمي للفحم بنحو 53 مليون طن من مكافئ النفط أو ما نسبته 1,9%، من إجمالي استهلاك بلغ 5,3 مليار طن في 2016، حيث كان نصيب أميركا الأكبر تليها الصين. ومن المتوقع، أن تشكل أميركا والصين والهند، 70% من الاستهلاك العالمي للفحم في الفترة بين 2015 إلى 2040. وتستهلك الصين وحدها في الوقت الحاضر، ما يزيد على نصف الاستهلاك العالمي، لكن وبفعل بطء نمو اقتصادها وتبني سياسات الحد من التلوث وقضية التغير المناخي، من المرجح انخفاض استهلاكها خلال فترة التوقعات.
وتراجع استهلاك الفحم في قطاع الطاقة العالمي إلى 28,2%، في أقل نسبة منذ 2004.
وبالمقارنة مع النمو القوي لاستخدامات الفحم بداية الألفية الثانية، ظل ذلك الاستخدام باهتاً خلال السنة الماضية، حيث بدأت موارد أخرى من غاز طبيعي وطاقة متجددة ونووية، تحل محله بشدة لأغراض توليد الكهرباء، في الوقت الذي ضعف طلبه في قطاع الصناعة أيضاً.
ومع أن الصين أكبر مستهلك للفحم في العالم، لكن من المتوقع تراجع طلبها بنحو 0,6% سنوياً في الفترة بين 2015 إلى 2040. وفي ظل نمو طلب الفحم في الهند ودول أخرى غير تابعة لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية على مدى نفس الفترة، فإن الاستهلاك العالمي ليس منخفضاً بالمعدلات التي ينبغي أن يكون عليها في 2040. وانخفضت حصة الفحم من إجمالي الاستهلاك العالمي للطاقة خلال فترة التوقعات تلك من، 27% في 2015، إلى 22% بحلول 2040، وفقاً للوكالة الدولية للطاقة.
وعلى صعيد الإنتاج، يعتبر الفحم أبطأ مصادر الطاقة نمواً، بمتوسط ارتفاع قدره 0,6% سنوياً من 153 كوادريليون وحدة حرارية بريطانية في 2012، إلى 180 كوادريليون بحلول 2040، بحسب كلية بنستيت لعلوم الأرض والمعادن.
ومن المتوقع أن يستمر إنتاج الفحم، على انخفاضه بنحو 9 مليارات طن خلال فترة التوقعات. ورغم عدم تغير إجمالي حجم الإنتاج العالمي، ألا أن محافظ المنتجين ستخضع للتغيير. وفي حين تزيد وتيرة الإنتاج في الهند، تتضاءل في كل من الولايات المتحدة الأميركية والصين.
ومن المرجح، تفوق الهند على أميركا في إنتاج الفحم بحلول 2025، ويزيد إنتاجها بنحو ضعف إنتاج أميركا في العام 2040.
بالإضافة للهند، تشير التوقعات لارتفاع الإنتاج في كل من أستراليا ودول آسيوية أخرى غير الصين والهند وفي أفريقيا. وفي حين تستحوذ الصين على القدر الأكبر من الإنتاج العالمي للفحم في الوقت الراهن، تتراجع تلك الحصة من 50% في 2015، إلى 42% في 2040، لترتفع في المقابل حصة الهند من 8% في 2015، إلى 14% في 2040.
تراجع الطلب على الفحم
تراجع طلب الفحم للسنة الثانية على التوالي في 2016، ليناهز أرقاماً قياسية سُجلت في العقد الأخير من تسعينيات القرن الماضي. وانخفض الطلب العالمي للفحم بنحو 1.9% في 2016 إلى 5357 مليون طن متري من مكافئ الكربون، حيث نتج عن انخفاض أسعار الغاز وانتعاش سوق الطاقة المتجددة وتحسن كفاءة استهلاك الطاقة، تراجعاً في استهلاك الفحم.
وانخفض طلب الفحم في الوقت الحالي، بنحو 4.2% منذ 2014. وفي السنة الماضية، لم يعوض ارتفاع طلب الفحم في الهند، تراجعه الكبير في أميركا والصين والمملكة المتحدة. وتقلصت هيمنة الفحم في قطاع توليد الكهرباء في أميركا، بسبب انخفاض أسعار الغاز، وفي الصين نسبة لتراجع استخدامه في قطاع الصناعة والإسكان، وفي بريطانيا قضى طرح سعر الكربون على استهلاك الفحم في توليد الكهرباء.
وتشير تقديرات الوكالة الدولية للطاقة، لارتفاع طلب الفحم بنسبة لا تتعدى سوى 0.5% فقط سنوياً حتى حلول 2040، بالمقارنة مع 2.5% سنوياً خلال الثلاثة عقود الماضية.
وبخصوص أسعار الفحم، أسهم شح السوق في الصين وبعض أحداث الإمدادات، في ارتفاع الأسعار في السنة الماضية، بينما تراجعت أسعار الفحم الحراري إلى 70 دولاراً للطن خلال الربع الأول من 2017، من ارتفاع كبير كان عليه في نهاية 2016. ومن المتوقع، نمو السوق العالمي للفحم الحراري، بنحو 48 مليون طن هذه السنة، بما يزيد على 5% عن السنة الماضية. ومنذ ذلك الوقت، أدت زيادة الطلب في الصين لقطاع توليد الكهرباء وقضايا توريد في بعض الدول المصدرة الكبيرة، لارتفاع أسعاره إلى 95 دولاراً للطن في سبتمبر 2017.
وكادت أسعار فحم الكوك، أن تتضاعف إلى 290 دولاراً للطن في أبريل 2017 في أعقاب إعصار ديبي في كوينزلاند بأستراليا. وبعد تراجعها إلى 140 دولاراً في يونيو، عاودت الارتفاع مجدداً في سبتمبر إلى 200 دولار للطن، وفقاً للوكالة الدولية للطاقة.
وعلى صعيد مستقبل الفحم، ينعقد الأمل الأكبر لكافة الشركات العاملة في القطاع، على تطور التقنيات. ومن المعروف أن حرق الفحم وترحيله، ينتج عنه الكثير من الأوساخ والمخلفات، لكن يمكن التغلب على ذلك من خلال عمليات الحرق النظيفة والرخيصة. وتشير التقنيات الواعدة، إلى إمكانية تكسير الفحم واستخلاص الغاز منه والحد من انبعاثاته وحجز الكربون. لكن لا يبدو أن أياً من هذه العمليات قابلة للتطوير بالمستوى المطلوب، الذي يساعد على الحد من الأضرار الهائلة التي يخلفها الفحم. كما تتطلب كل هذه العمليات، دعماً سخياً من المستهلك وحاملي الأسهم ودافعي الضرائب.
ورغم وعد الرئيس الأميركي دونالد ترامب، بإعادة الفحم لسيرته الأولى، لكن تشير توجهات في سوقه، سواء داخل أميركا أو على الصعيد العالمي، لصعوبة تحقيق ذلك.
وفي الصين، أمرت الحكومة، 28 مدينة بخفض معدلات الإنتاج حتى النصف في الفترة بين نوفمبر إلى مارس 2018، ضمن حملة تشنها للحد من التلوث، وفقاً لوكالة رويترز.
عدد اليوم
