ما هي أهم أنواع الوقود في العصر الحديث؟
عادة ما يتم طرح السؤال حول ما هي أهم أنواع الوقود للعصر الحديث مرارًا وتكرارًا في العلوم للصف الثاني من المدرسة الابتدائية. أدناه سنقدم لك الإجابة:
- ومن أهم أنواع الوقود الغاز والفحم بالإضافة إلى المشتقات البترولية.
- هذا لأنها تولد الحرارة عند الاحتراق، والتي يمكن استخدامها لتشغيل السيارات والطائرات، وفي المصانع، وللتدفئة.
الوقود الحيوي السائل
أقدم نوع من أنواع الوقود من حيث الاستخدام هو الوقود الحيوي. سنذكر أدناه بعض المعلومات حول هذا الموضوع لك:
- إنه وقود لا يأتي من الزيت ولا حتى من الفحم، بل يستخرج من الكائنات الحية، أي من بعض النباتات، وكذلك الحيوانات.
- كان يستخدمه البشر في العصور القديمة للتدفئة، وكذلك للطهي.
- يمكن استخدامه في محركات الاحتراق الداخلي حيث أنه بديل جيد لكل من البنزين والديزل وكذلك يستخدم في توليد الكهرباء.
- ينقسم الوقود الحيوي إلى 3 أنواع:
- الوقود الحيوي الصلب: يقصد بها جميع بقايا النباتات بالإضافة إلى الأخشاب حيث يتم حرقها بغرض التمتع بالكهرباء ناهيك عن تسخين المياه.
- الوقود الحيوي السائليتم تمثيله في وقود الديزل الحيوي، والإيثانول، وكذلك الزيوت النباتية، حيث يتم خلط هذه المكونات مع بعض المنتجات البترولية واستخدامها في محركات السيارات.
- الوقود الحيوي الغازي: ناتج عن تحلل النباتات وروث الحيوانات وبعض المخلفات. هو غاز الميثان ويستخدم في توليد الكهرباء بالإضافة إلى عمليات التسخين.
- جدير بالذكر أن الوقود الحيوي السائل ينتج من نباتات غنية بالسكر، مثل قصب السكر، وأخرى غنية بالنشا مثل الذرة، وكذلك غنية بالزيوت، مثل عباد الشمس وفول الصويا والنخيل.
وقود كحول جل
في النقاط التالية سوف نشير إلى مفهوم وقود هلام الكحول بالتفصيل:
- استخدم الكحول على نطاق واسع كوقود، عندما ظهر وقود هلام الكحول.
- يتكون هذا الوقود من أربعة كحول وهي كالتالي:
- الميثان: ينتج من الغاز الطبيعي بالإضافة إلى الكتلة الحيوية ولكن بواسطة عمليات كيميائية مماثلة.
- إيثانون: يتم استخراجه من مواد بيولوجية عن طريق خضوعه لعمليات التخمير، والجدير بالذكر أن هناك نوعًا منه مشتق من قطرات غير آمنة للاستخدام لأنه قد يتسبب في الوفاة لاحتوائه على 5٪ ميثانول.
- بيتانولوتتميز بكثافة طاقتها حيث أنها تشبه البنزين لذا فهي تستخدم في محركات الاحتراق.
- البيوتانولوتتميز بسلسلة الهيدروكربونات الخاصة بها مما يجعلها مماثلة للبنزيل وتستخدم في محركات الاحتراق الداخلي، ويتم إنتاجها من الوقود الأحفوري والكتلة الحيوية.
النوع الأكثر شيوعًا من الوقود المستخدم
هناك مجموعة من أنواع الوقود التي يتم استخدامها بشكل شائع في حياتنا اليومية، لذلك سنشرحها لك هنا:
وقود الايثانول
يُسمى أيضًا الكحول الإيثيلي بالإضافة إلى كحول الحبوب، وهو:
- سائل صاف ينتج عن تخمير السكريات التي توجد في بعض النباتات وخاصة سيقان وأوراق الذرة وأنواع مختلفة من الصبار.
- إنه قابل للاشتعال.
- يتم استخدامه في المناديل الطبية، كما يستخدم في مضادات الجراثيم كمهر، وتحديداً في تلك التي توجد بها مواد هلامية معقمة.
- والجدير بالذكر أن البنزين يحتوي على 10٪ إيثانول. عند إضافة الإيثانول إليه، يتم تزويده بالأوكتان لتحسين أداء محرك السيارة.
وقود الميثانول
لا يختلف وقود الميثانول كثيرًا في خصائصه عن وقود الإيثانول لأنه:
- إنه سائل عديم اللون وقابل للاشتعال.
- يتم إنتاجه من المواد الخام مثل الفحم ومخلفات المزارع، وكذلك الغاز الطبيعي، وعملية إنتاجه أبسط من عملية إنتاج الإيثانول.
- يمكن أيضًا إنتاجه من نفايات مدافن النفايات التي تنبعث منها غاز الميثان، حيث يتم تحويل الميثان بمرور الوقت إلى ميثانول.
- وتجدر الإشارة إلى أن هناك نوعًا سامًا من الميثانون غير صالح للاستهلاك الآدمي ولكن يمكن استخدامه في صناعة المنظفات وكذلك مضادات التجمد.
ديزل
يعتبر الديزل من أبرز أنواع الوقود، حيث أنه أكثر كفاءة وفعالية مقارنة بالبنزين، وذلك للأسباب التالية:
- يخضع لعملية تكرير أكثر من مرة قبل استخدامه.
- ينبعث منه القليل من الغازات المسببة للاحتباس الحراري، وهو أمر مفيد كوقود للمركبات.
وقود الديزل الحيوي
يختلف وقود الديزل الحيوي عن وقود الديزل بالطرق التالية:
- وقود الديزل الحيوي هو زيت نباتي يتم استخراجه بعدة عمليات من الجلسرين.
- يتم إنتاج هذا الوقود أيضًا من نفايات زيوت الطعام ومن الدهون والزيوت الحيوانية من خلال عملية تعرف باسم الأسترة التبادلية.
- يتم استخدامه في المركبات القياسية، في توليد الطاقة وكمواد تشحيم.
غاز طبيعي
وقود الغاز الطبيعي نظيف، ولهذا السبب تستخدمه العديد من الدول حول العالم بشكل شائع، ويتميز بما يلي:
- عديم الرائحة وعديم اللون والمذاق.
- لا ينتج عنه أي انبعاثات، وهو صديق للبيئة وأقل ضررًا من البنزين والديزل.
- يمكن استخدامه لتوليد حرارة المواقد.
خصائص الوقود
كما ذكرنا أن الوقود عبارة عن مواد تولد الطاقة والحرارة عند حرقها. في ما يلي سوف نشرح لك خصائصها:
- القيمة الحرارية: هي الطاقة المنبعثة عند اشتعال وحدة من كتلة الوقود.
- كفاءة الوقوديتم تعريف الكفاءة على أنها عملية تحويل الطاقة الكامنة للوقود إلى شكل يمكن استخدامه في أمور مختلفة. من الجدير بالذكر أنه لا يوجد وقود له كفاءة بنسبة 100٪.
تصنيف الوقود
يصنف الوقود إلى مصادر الطاقة المتجددة، والتي يتم إنتاجها من الطاقة الشمسية والتي لا تنضب، ومصادر الطاقة غير المتجددة مثل الفحم، والتي هي قابلة للاختراق. من وجهة النظر هذه تم تقسيمها إلى 5 أنواع:
وقود صلب
الوقود الصلب هو الوقود الذي يتم إنتاجه من احتراق المواد الصلبة، حيث كان النوع الأول المستخدم في البشرية لغرض إنتاج الطاقة، وسيوفر لك ما يلي المزيد من المعلومات عنه:
- يتم إنتاجه من الفحم والفحم والخشب.
- يسبب الكثير من انبعاثات المواد السامة، وعلى الرغم من هذا العيب فقد تم استخدامه في اكتشاف أنواع جديدة من الوقود غير المستخدمة للتدخين مثل الرفاهية.
الوقود السائل
هو الذي يستخدم تجاريًا لإنتاج الطاقة الميكانيكية لقيادة المركبات بالإضافة إلى:
- يتم الحصول عليها عن طريق تعريض بعض المواد العضوية لضغط وحرارة شديدين.
- يسهل نقله ولا ينتج عنه رماد عند الاحتراق.
وقود غازي
يقصد بالوقود الموجود في الحالة الغازية عند درجة حرارة الغرفة العادية، مثل:
- الغاز البترولي.
- يتم توفير الغاز الطبيعي بعد ضغطه في الأنابيب المنزلية.
الوقود الحيوي
يشمل الوقود الحيوي جميع أنواع الوقود السابقة. وهي غازية وسائلة وصلبة، ويتم الحصول عليها من الكتلة الحيوية الطبيعية، مثل:
- مادة عضوية غنية بالكربون وخاصة النباتات.
- الإيثانول الحيوي.
- تجدر الإشارة إلى أنه تتم تجربتها على نطاق واسع في صناعة السيارات.
الوقود الحفري
يعمل الوقود الأحفوري كمصدر جيد جدًا للطاقة لأسباب عديدة، أبرزها ما يلي:
- ينتج من مواد عضوية مدفونة.
- إنه خليط من هذه المواد يمكن تحويله إلى فحم ونفط خام وكذلك غاز طبيعي.
اختيار الوقود المثالي
يجب مراعاة الأمور التالية قبل اختيار الوقود:
- التأكد من احتوائه على قيمة حرارية عالية بالإضافة إلى معدل كفاءة مناسب.
- يجب أن يكون منخفض الرطوبة والرماد.
- يجب أن تحتوي أيضًا على درجة حرارة اشتعال متوسطة.
- يفضل سهولة التخزين والنقل لتقليل التكاليف.
- تحقق من أنه لا يتم إنتاجه من المنتجات الثانوية التي قد تكون ضارة بالبيئة.