هل آن لنا إستخدام الفحم كمصدر للطاقة؟

يمكن أن يصنف الفحم علي أنه أحد الخامات المعدنية الطبيعية و والتي تنتج من حفظ البقايا النباتية القارية، مثل بقايا الأشجار، وهو يتواجد علي صورة طبقات أو عروق بين الصخور الرسوبية. ومن الممكن أن يتعرض الفحم إلى ضغط وحرارة فيتحول إلي الجرافيت، والدرجة الأعلي تعرف باسم الأنثراثيت. وبالطبع فإن الفحم أو الجرافيت يتكون أساسا من الكربون، والذي إذا تعرض لظغوط شديدة الإرتفاع كما في صخور الكمبرليت، فإنه يتحول إلي الماس، والذي يصنف علي أنه الحجر الكريم الأرقي بين الجميع. من السهل أن يحترق الماس فيتحول إلي فحم في ثواني معدودة، ولكن أن يتحول من الفحم إلي الماس مرة أخري، فذلك من الأمور الصعبة، حيث أننا يمكن أن نحاكي الطبيعة في شدة الضغط ودرجة الحرارة العالية، ولكن من المستحيل أن نحاكي الطبيعة في الزمن، والذي يقاس بملايين السنين. حتي عندما نجح اليابانيون في تخليق الماس الصناعي من الفحم، كان المنتج دقيق الحجم ولا يصلح لآغراض الزينة وإن كان يحمل الصفات الأخري وأهما الصلابة العالية جدا، حيث يصنف الماس علي أنة الأصلب بين جميع المعادن، بينما الفحم هو أحد أضعف المعادن من حيث الصلابة، وكليهما يتكون من نفس العنصر وهو الكربون.
يتواجد الفحم في مصر في صخور العصر الجوراسي في جبل المغارة في سيناء. غير أن فحم المغارة قد صادفة الكثير من سوء الطالع، نظراً لجودتة المنخفضة وأيضا لصعوبة الإستخراج. وبين الحين والأخر، تظهر بوادر في الأفق تشير إلي أحتمال إعادة تشغيل مناجم الفحم من جديد. لقد عرف الفحم كوقود للطهي والتدفئة منذ أكثر من ثلاثة عشر قرناً، ولكنه لم يكتشف في مصر إلا في بداية النصف الثاني من القرن العشرين، حيث أكتشفة الجولوجي درويش الفار وهو من أهل العريش في سيناء.
لايوجد إتفاق حول تقدير إحتياطات الفحم في كوكب الأرض، ولكن التقدير الأكثر قبولاً يبلغ حوالي الف بليون طن. ويتهم المهتمين بالبيئة الفحم بأنة الجاني الأول للتغير المناخي، حيث يصنف علي أنه الأعلي في إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون المسبب الأساسي للأحتباس الحراري. تشير التقديرات أن حرق الفحم قد أنتج حوالي 9 بليون طن من غاز ثاني أكسيد الكربون في عام 1999، زادت إلي حوالي 14 بليون طن في عام 2011. ويدل ذلك، بغير شك، علي زيادة الطلب لإستخدام الفحم مؤخراً. كما تدلل الدراسات علي أن إنتاج كل ميجاوات/ساعة من الكهرباء بإستخدام الفحم يؤدي إلي إنتاج الفين رطل من غاز ثاني أكسيد الكربون، وهو أقل قليلا من نصف ما ينتج عند إستخدام الغاز الطبيغي في توليد نفس القدر من الكهرباء. دفع ذلك، وبضغط متواصل من المدافعين عن البيئة إلي زيادة نسبية في إستخدام الغازات الطبيعية لإنتاج الكهرباء وزيادة إستخدام الغاز الطبيعي في المقابل، إعتباراً من عام 2013.
يتم إستخراج الفحم من مناجم تحت الأرض، ولكن في بعض الأحيان يستخرج من مكاشف سطحية، وتعتبر الصين المنتج الأول في العالم، حيث تنتج نصف الإنتاج العالمي، تليها الولايات المتحدة، وتشارك دول مثل الهند والإتحاد الأوروبي وأستراليا وغيرها في إنتاج حوالي 20% من الإنتاج العالمي. وتعتبر اليابان والصين وكوريا الجنوبية من أكبر المستورين للفحم. ما سبق يشير، وبوضوح أن الصين وعلي الرغم من إنها المنتج الأول عالميا، غير إنها ثاني مستورد أيضا. وهذا يشير إلي الدور الأكبر الذي تلعبة الصين في مجال أستخدام الفحم، وبالتبعية في إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون. ويبدو أن للصينين تاريخ طويل مع الفحم وإستخدامه للتدفئة والأغراض المنزلية منذ حوالي الف عام قبل الميلاد.
الأستخدام الأول للفحم حاليا يتوجه إلي توليد الطاقة الكهربية. ويقدر ما تم استهلاكة من الفحم في عام 2010 بحوالي سبعة بليون طن، ومن المتوقع أن تزيد إلي حوالي 10 بليون طن في عام 2030، ويذهب حوالي 93% من الفحم المستهلك في توليد الكهرباء. والجدير بالذكر أن 46% من الطاقة الكهربية في الولايات المتحدة الأمريكية تنتج من حرق الفحم. وهذا يثير عدد من الخواطر، علي رأسها إذا كانت أغني دولة في العالم تنتج نصف الكهرباء لديها عن طريق حرق الفحم وهم الأكثر صراخا لحماية البيئة، فما بالنا نحن الأفقر والأقل إنتاجا لغاز ثاني أكسيد الكربون، نتقدم خطوة للأمام ونتراجع عشرة خطوات للخلف عندما نناقش إستخدام الفحم في توليد الطاقة.
لدينا قدوة في دول نعدها بين الأغني والأكثر تطورا والأكثر اهتماما بالبيئة مثل الصين وأمريكا والمانيا واليابان وكوريا الجنوبية تنتج جل طاقتها الكهربية من حرق الفحم. نحن نعاني من عجز غير مسبوق في الميزانية، ولدينا فجوة كبيرة في سد إحتياجات الطاقة. لقد نضب ما لدينا من نفط، وما لدينا من غازات طبيعية لا يستطيع سد الإحتياجات ولا دفع فاتورة الدعم المتزايدة. هل في ظل هذه المعطيات نناقش الأهمية البيئية لتوليد الكهرباء من الفحم. بينما الأغنياء لا يشغل هذا الموضوع جانب ضئيل من تفكيرهم؟علينا أن نتذكر دائما أن 40% من الطاقة الكهربية المنتجة علي سطح كوكب الأرض، تأتي من حرق الفحم، ولم تستخدم مصر حتي الأن الفحم ولكن لا ينبغي أن نتأخر أكثر من ذلك.
الجدير بالذكر أن إستخدام الفحم في توليد الكهرباء يتم عن طريق تحويل الماء الى بخار يدير تربينات لتولد الكهربا. حدث في الثلاث عقود الأخيرة تطورا كبيرا صب في مصلحة إنتاج أكبر قدر من الطاقة عند الحرق المثالي كما تطورت التوربيانت بنظام التيربو وهذا أدي إلي تعظيم الإستخدام وإنتاج قدر أقل من غاز ثاني أكسيد الكربون.
وبالنسبة لمصر فإننا سوف نستورد الفحم، طالما عجزنا عن إستخرجه محليا. ولكننا نملك في مصر الصخور التي تعرف بإسم الطفلة السوداء ومن الممكن أن توظف كبديل للفحم. لدينا أحتياطيات كبيرة جدا من الطفلة السوداء في القصير وجنوب وادي النيل. إذا كنا نحترم العلم كوسيلة لحل مشاكلنا، فعلينا توجيه بحوث الدكتوراة والماجستير في الجامعات والمراكز البجثية نحو توظيف الطفلة السوداء في توليد الطاقة. ولمن لا يعلم فإن الكيلوجرام من الطفلة الزيتية في منطقة النخيل ينتج 2500 كيلوكالوري، وهذا نصف ما ينتجه الفحم. لذلك يقول البعض أن الطفلة الزيتية هي نصف فحم والمؤكد أنها قادرة علي الإشتعال بذاتها بدون إضافات خارجية. هل آن لنا أن نعمل عقولنا من أجل الإستفادة من الثروات التي نملكها، حتي ولو كانت أقل جودة . إن دور العلم ينبغي أن يوظف لتعظيم الإستفادة من ثرواتنا التي نملكها، بما لها وما عليها.
*الأستاذ المتفرغ بكلية العلوم بجامعة القاهرة