ما هو الهيدروكربون؟
يشير مصطلح الهيدروكربون إلى مركب كيميائي عضوي يتكون حصريًا من ذرات الهيدروجين والكربون. الهيدروكربونات توجد بشكل طبيعي وتشكل أساس النفط الخام، الغاز الطبيعي، الفحم، وغيرها من مصادر الطاقة المهمة. إنها قابلة للاشتعال بشكل كبير وتنتج ثاني أكسيد الكربون والماء والحرارة عند احتراقها. وبالتالي، تعتبر الهيدروكربونات فعالة للغاية كمصدر للوقود.
النقاط الرئيسية
- تُعتبر الهيدروكربونات مركبات كيميائية تُستخدم كأساس لغالبية إنتاج الطاقة العالمي.
- تم تطوير مجموعة متنوعة من التقنيات والأساليب المعقدة لاستخراج الهيدروكربونات من أعماق الأرض.
- بعض أكبر الشركات في العالم هي شركات الهيدروكربونات، وخاصة شركات النفط والغاز.
- إن استخدام الهيدروكربونات كمصدر للطاقة قد أثر سلبًا على مناخ العالم بشكل كبير، مما أدى إلى تغير المناخ.
- نظرًا للتكلفة البيئية الجسيمة لاستخدام الهيدروكربونات كمصدر رئيسي للطاقة، فقد زادت المحاولات للابتعاد عنها نحو مصادر الطاقة البديلة، مثل الطاقة الشمسية والنووية والرياح والطاقة الحرارية الأرضية بشكل كبير.
فهم الهيدروكربونات
توجد الهيدروكربونات بشكل طبيعي. تنشأ من بقايا النباتات والحيوانات التي تشكلت بفعل قوى الحرارة والوزن على مدى آلاف السنين. توجد غالبًا في أعماق الأرض، في تكوينات صخرية مسامية مثل الحجر الرملي والحجر الجيري والصخر الزيتي.
توجد التكوينات الصخرية المسامية غالبًا في مساحات كبيرة من المياه، لذا يوجد كمية هائلة من الهيدروكربونات محبوسة في أعماق المحيطات. تستخدم شركات استكشاف النفط والغاز الطبيعي تقنيات هندسية متقدمة لتحديد هذه المكامن المحتملة وسحب مواردها إلى السطح لاستخدامها البشري. تشمل أمثلة هذه التقنيات منصات النفط البحرية، والحفر الاتجاهي، وتقنيات الاستخلاص المعزز للنفط (EOR).
الهيدروكربونات مهمة جدًا للاقتصاد الحديث. فهي مسؤولة عن أكثر من 80% من استهلاك الطاقة العالمي. قد يكون هذا الرقم في الواقع يقلل من دور الهيدروكربونات في الاقتصاد بفارق كبير لأنها تُستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات بخلاف استخدامها كمصدر للطاقة. على سبيل المثال، تم استخدام البترول المكرر لإنتاج العديد من المواد المشتقة التي تلعب أدوارًا حاسمة في الاقتصاد العالمي، مثل البلاستيك والمذيبات ومواد التشحيم.
تُستخدم تقنيات مختلفة لاستخراج الهيدروكربونات، وذلك اعتمادًا على نوع وموقع الاحتياطي. على سبيل المثال، يُستخدم التكسير الهيدروليكي (المعروف بشكل أفضل باسم التكسير) لاستخراج الغاز الطبيعي من صخور السجيل عن طريق استخدام سائل التكسير المضغوط لخلق شقوق يمكن من خلالها للغاز أن يهرب إلى السطح. يُستخدم التعدين للوصول إلى الرمال النفطية، وهي رواسب غير تقليدية من النفط الخام التي تكون مختلطة بشكل كبير مع الرمال والحجر الرملي.
شركات الهيدروكربون
نظرًا لأن الهيدروكربونات هي أكبر مصدر للطاقة في العالم، فإن بعض أكبر الشركات في العالم هي شركات هيدروكربونية. وتشمل هذه الشركات بشكل أساسي شركات النفط والغاز التي تقوم باستخراج الهيدروكربونات وتحويلها إلى مصادر الطاقة التي يستخدمها العالم لتشغيل كل شيء تقريبًا.
من بين أكبر 10 شركات في العالم، ست منها مملوكة للدولة. تُعتبر أرامكو السعودية أكبر شركة نفط وغاز في العالم، بينما تُعد شركة إكسون موبيل (XOM)، التي تتخذ من الولايات المتحدة مقرًا لها، أكبر شركة عامة في العالم. تشمل الأسماء الأخرى في هذا المجال:
- بتروتشاينا (PTR)
- شركة النفط الوطنية الإيرانية
نجاح هذه الشركات وقدرتها على توفير مصادر الطاقة بكفاءة وبتكلفة منخفضة يؤثر بشكل كبير على الأسواق المالية والاقتصادات العالمية.
التقلبات في سعر النفط لها تأثير كبير على تكلفة البنزين للسيارات، ووقود الطائرات لشركات الطيران، والغاز لتدفئة المنازل. تؤثر هذه التكاليف على كيفية إنفاق المستهلكين لأموالهم؛ وهي قرارات تتردد أصداؤها في جميع أنحاء الاقتصاد العالمي.
تأثير الهيدروكربونات
بيئي
هناك تكلفة بيئية خطيرة لاستخدام الهيدروكربونات كمصدر رئيسي للطاقة. تحتوي مصادر الوقود الأحفوري مثل النفط الخام والغاز الطبيعي والفحم على الهيدروجين والكربون. عند حرقها، تطلق غازات الدفيئة في الهواء، وخاصة ثاني أكسيد الكربون. إطلاقها في الهواء يساهم في تغير المناخ.
ولكن ليس الاستهلاك وحده هو الذي يساهم في تدهور البيئة. فعملية استخراج النفط والغاز تلحق أيضًا أضرارًا كبيرة بالبيئة السطحية والمياه الجوفية المحيطة بموقع الاستخراج من خلال إطلاق الملوثات. وهناك أيضًا تهديد كبير من الانسكابات غير المتوقعة، والتي تؤثر سلبًا على الحياة البحرية والمائية.
اقتصادي
لا يقتصر تأثير استخدام الهيدروكربونات على البيئة فحسب، بل له أيضًا تداعيات اقتصادية. يقول المؤيدون إن هذا القطاع هو محرك اقتصادي رئيسي بسبب أهميته الكبيرة من حيث عدد الوظائف التي يخلقها. ولا ننسى مدى فائدة الهيدروكربونات للمجتمع. في نهاية المطاف، يحتاج المستهلكون إلى مصادر الطاقة لتزويد سياراتهم بالوقود، وتدفئة منازلهم، وإضاءة غرفهم.
لكن هناك جانب سلبي واضح. يجادل العديد من الاقتصاديين بأن إنتاج الطاقة من الهيدروكربونات ينطوي على آثار جانبية سلبية كبيرة لا يتم تمثيلها بشكل كافٍ في السعر السوقي للنفط والغاز. في الواقع، بالنظر إلى التكاليف المتزايدة للظواهر المتعلقة بتغير المناخ، يجادل الكثيرون بأن هذه الآثار الجانبية تفوق بشكل كبير أي وفورات في التكاليف المرتبطة بالهيدروكربونات.
بدائل الهيدروكربونات
لمعالجة التأثير السلبي للطاقة الهيدروكربونية، هناك حركة متزايدة نحو استخدام مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية والرياح والطاقة الحرارية الأرضية. إلى جانب الابتكارات في تكنولوجيا البطاريات والبنية التحتية للشبكات الذكية، قد تلعب هذه البدائل الجديدة للطاقة دورًا أكبر بكثير في إنتاج الطاقة العالمي في السنوات والعقود القادمة.
Solar
تأتي الطاقة الشمسية من الشمس. تعمل العملية على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية أو كهربائية تُستخدم في تشغيل المنازل، وتسخين المياه للاستخدام التجاري والصناعي، وتوفير الكهرباء. تعتبر الطاقة الشمسية المصدر الأكثر وفرة ونظافة للطاقة في العالم.
اكتسبت الطاقة الشمسية شهرة في استخدام المنازل والمباني المكتبية. تعمل هذه الطاقة عبر الألواح الشمسية التي توضع على هذه الهياكل لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء واستخدامات أخرى. أصبحت شركات الألواح الشمسية أكثر شيوعًا وهي جزء جديد من صناعة الطاقة.
رياح
طاقة الرياح تستخدم الرياح لتوليد الطاقة أو الكهرباء. يتم تصميم توربينات الرياح لتحويل الطاقة الموجودة في الرياح إلى طاقة ميكانيكية، والتي تُستخدم بعد ذلك في مجموعة متنوعة من المهام الصناعية وكذلك في توليد الكهرباء من خلال استخدام مولد. يمكن العثور على توربينات الرياح على كل من اليابسة والماء.
الطاقة الحرارية الجوفية
تستفيد الطاقة الحرارية الجوفية من الحرارة الموجودة تحت سطح الأرض. مصادر الحرارة محبوسة داخل الصخور والسوائل تحت السطح وكذلك في أعماق الأرض باتجاه النواة. يتم إنتاج الطاقة الحرارية الجوفية عن طريق حفر آبار في سطح الأرض للوصول إلى البخار والمياه الساخنة، والتي تُستخدم لتشغيل المولدات التي تنتج الكهرباء.
ما هو الهيدروكربون واستخداماته؟
الهيدروكربون هو مركب عضوي يتكون من الهيدروجين والكربون ويوجد في النفط الخام والغاز الطبيعي والفحم. الهيدروكربونات قابلة للاشتعال بشكل كبير وهي المصدر الرئيسي للطاقة في العالم. تشمل استخداماتها البنزين ووقود الطائرات والبروبان والكيروسين والديزل، على سبيل المثال لا الحصر.
ما هي أنواع الهيدروكربونات؟
هناك نوعان من الهيدروكربونات: الأليفاتية والعطرية. الأنواع الثلاثة من الهيدروكربونات الأليفاتية هي الألكانات، الألكينات، والألكاينات. تشمل الهيدروكربونات العطرية البنزين. بشكل عام، أمثلة على الهيدروكربونات هي الميثان، الإيثان، البروبان، والبيوتان.
ما هو الوقود الهيدروكربوني؟
الوقود الهيدروكربوني هو الوقود المستخلص من الهيدروكربونات، والتي تشمل البنزين ووقود الطائرات، وكلاهما له استخدامات كبيرة في العالم الحديث، بدءًا من تشغيل السيارات والطائرات وصولاً إلى جزازات العشب.
كيف يمكنك تحديد الهيدروكربون؟
يتم تحديد الهيدروكربونات من خلال دراسة هيكلها الجزيئي. تتكون الهيدروكربونات فقط من الكربون والهيدروجين، في العديد من الأشكال المختلفة، ولكن هذه هي السمة المميزة لها.
هل الهيدروكربونات ضارة للبشر؟
نعم، الهيدروكربونات تشكل خطراً على البشر. لقد أظهرت الغازات المنبعثة من الهيدروكربونات أنها تلحق الضرر بالجهاز التنفسي وتؤذي البيئة من خلال التغير المناخي وتأثير الاحتباس الحراري. كما أن تسربات النفط تلحق الضرر بالنظم البيئية. وعلى الرغم من أن الهيدروكربونات تحدث بشكل طبيعي، إلا أن تحويلها إلى مصادر للطاقة هو ما يضر بالبشر.
الخلاصة
الهيدروكربونات هي مركبات كيميائية تحدث بشكل طبيعي وتتكون من الهيدروجين والكربون، وتوجد في النفط الخام والغاز الطبيعي والفحم. لقد تم التلاعب بها من قبل البشر لاستخدامها كمصدر للطاقة، مثل البنزين ووقود الطائرات. لقد كان لاستخدام الهيدروكربونات، وخاصة حرقها كما في الفحم، تأثير مدمر على البيئة. ونتيجة لذلك، تم تطوير العديد من مصادر الطاقة البديلة التي تعتبر أكثر أمانًا ونظافة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.