معلومة

5.1: الوقود الأحفوري - علم الأحياء


الفصل الخطاف

يعود استخدام الإنسان للفحم إلى آلاف السنين ، وقد وجد علماء الآثار أدلة على استخدامه والتنقيب في جميع أنحاء العالم. على هذا النحو ، من المستحيل معرفة كيفية اكتشاف فائدة الفحم. في الأمريكتين ، استخدم الأزتيك الفحم للوقود والديكور. في أوروبا ، لوحظ أن الرومان في وقت مبكر من القرن الثاني الميلادي كانوا يستخرجون الفحم ويستخدمونه لصهر خام الحديد وتسخين حماماتهم العامة الشهيرة. كان أول مرجع للفحم في الكتابات من قبل العالم اليوناني ثيوفراستوس (حوالي 371-267 قبل الميلاد) حول استخدامه في صناعة المعادن. في آسيا ، من المعروف أن الصينيين كانوا يقومون بالتعدين واستخدام الفحم منذ زمن بعيد يعود إلى 3490 قبل الميلاد. بشكل عام ، هناك تاريخ عميق لاستخدام الإنسان للفحم. نظرًا لوجود عرض محدود ، فإنه للأسف لن يستمر إلى الأبد.

الصورة المصغرة - مزرعة الرياح بالقرب من كوبنهاغن ، الدنمارك. في عام 2014 ، لبت طاقة الرياح 39٪ من الطلب على الكهرباء في الدنمارك.

  • 5.1.1: أنواع الوقود الأحفوري والتكوين
    الوقود الأحفوري قابل للاستخراج ، ومصادر غير متجددة للطاقة المخزنة التي أنشأتها النظم البيئية القديمة. الموارد الطبيعية التي تندرج عادة تحت هذه الفئة هي الفحم والنفط (البترول) والغاز الطبيعي. تشكل الفحم من نباتات المستنقعات ، بينما تشكل النفط والغاز الطبيعي من الميكروبات البحرية. في كلتا الحالتين ، تحولت الكائنات الحية القديمة تحت درجات حرارة عالية وضغوط على مدى ملايين السنين.
  • 5.1.2: التعدين والمعالجة وتوليد الكهرباء
    يتم استخراج الفحم من خلال التعدين السطحي أو التعدين تحت السطحي. تولد محطات توليد الطاقة بالفحم الكهرباء عن طريق احتراق الفحم وإنتاج بخار عالي الضغط ، والذي يدير التوربينات. يعمل هذا على توليد الطاقة. يتم استخراج النفط والغاز الطبيعي التقليدي من خلال الحفر لقطع الصخور غير المنفوخة التي تحبسهم. التكسير الهيدروليكي هو نهج شائع لاستخراج النفط والغاز الطبيعي غير التقليدي. يجب تكرير النفط الخام وتحويله إلى بتروكيماويات ، ولكل منها وظيفة مختلفة.
  • 5.1.3: استهلاك الوقود الأحفوري
    نحن نعتمد بشكل كبير على الوقود الأحفوري ، الذي يشكل 62.6٪ من توليد الكهرباء في الولايات المتحدة و 84.3٪ من استهلاك الطاقة العالمي. احتياطيات الفحم وفيرة في الولايات المتحدة ، ولكن على الصعيد العالمي ، من المتوقع أن تستمر احتياطيات النفط والغاز الطبيعي المؤكدة لمدة 50 عامًا أخرى.
  • 5.1.4: عواقب الوقود الأحفوري
    لقد لبى الوقود الأحفوري احتياجات الطاقة العالمية والوطنية لسنوات عديدة ، لكن استخدامه يسبب مجموعة من القضايا البشرية والبيئية. يمكن للتقنيات والممارسات أن تقلل من هذه الآثار السلبية ولكنها لا تقضي عليها.
  • 5.1.5: الغوص في البيانات - الاستهلاك العالمي للوقود الأحفوري
  • 5.1.6: المراجعة

الطلب على الكهرباء وإمداداتها في الولايات المتحدة

تستهلك الولايات المتحدة أقل قليلاً من أربعة تريليونات كيلوواط / ساعة من الكهرباء كل عام ، ويمثل قطاع الكهرباء ككل أكثر من 350 مليار دولار من مبيعات التجزئة (أي بضع نقاط مئوية من إجمالي الناتج المحلي للولايات المتحدة). أكبر محركات الطلب على الكهرباء هي السكان والنشاط الاقتصادي والطقس والأنماط اليومية للنشاط البشري. يؤثر العاملان الأولان على الطلب على الكهرباء على مدى سنوات أو أكثر (انظر الشكل 5.1 ، الذي يوضح أن الطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة قد نما بشكل أساسي كل عام باستثناء فترات الركود الكبرى). يؤثر الطقس وأنماط النشاط البشري (على سبيل المثال ، يكون الجو أكثر دفئًا في الصيف منه في الشتاء ، ويميل الناس إلى التنقل أثناء النهار والنوم ليلًا) على الطلب على الكهرباء من ساعة إلى أخرى ومن يوم لآخر.

يهيمن الوقود الأحفوري على إمدادات الكهرباء في الولايات المتحدة ، على الرغم من وجود بعض الاختلافات الإقليمية (على سبيل المثال ، يتم توفير معظم الكهرباء في شمال غرب المحيط الهادئ من خلال الطاقة الكهرومائية ، وهذا ينطبق أيضًا على عدد من البلدان الأخرى ، مثل النرويج). حتى وقت قريب جدًا ، كان الفحم يوفر أكثر من 50 ٪ من إجمالي الكهرباء المولدة في الولايات المتحدة ، لكن القيود البيئية المتزايدة على استخدام الفحم وانخفاض أسعار الغاز الطبيعي أدت إلى حدوث تحول سريع منذ عام 2010 ، مع الفحم والغاز الطبيعي على قدم المساواة تقريبًا من حيث الشروط من إجمالي إمدادات الكهرباء.

تعد الاختلافات الإقليمية في استخدام الوقود جزءًا من سبب اختلاف أسعار الكهرباء على نطاق واسع في جميع أنحاء الولايات المتحدة ، كما هو موضح في الشكل 5.2.

تختلف محطات التوليد بشكل كبير في الحجم ، بما يتوافق مع الاستخدام المقصود منها. تبلغ قدرة معظم المولدات النووية أكثر من 1000 ميغاواط ، وهناك العديد من محطات توليد الطاقة العاملة بالفحم والغاز الطبيعي بهذا الحجم. تم تصميم هذه المرافق الأكبر حجمًا بحيث يتم تشغيلها بشكل مستمر لفترات طويلة من الوقت وتستخدم لتلبية طلب "الحمل الأساسي" - وهو الطلب الذي يجب تلبيته كل ساعة تقريبًا من اليوم. عادةً ما يتم توفير ارتفاعات الطلب أو "القمم" باستخدام مولدات أصغر ، تتراوح في الحجم من أقل من 1 ميجاوات إلى حوالي 200 ميجاوات ، والتي يمكن تشغيلها وإيقافها بسهولة وسرعة نسبيين. العديد منها عبارة عن توربينات احتراق ذات دورة بسيطة تعمل بالغاز أو النفط أو الفحم ، ولكن غالبًا ما تستخدم منشآت الطاقة الكهرومائية كـ "ذروة". يتم تلبية مستويات الطلب المتوسطة بين الحمل الأساسي والذروة (تسمى "طلب التأرجح" أو "الطلب على الكتف") بمولدات يبلغ حجمها عدة مئات من الميجاوات ، وتكون هذه الوحدات دائمًا تقريبًا توربينات تعمل بالوقود الأحفوري.

يشرح الفيديوان التاليان بمزيد من التفصيل أنماط العرض والطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة:

فيديو: الطلب على الكهرباء (2:11)

لذلك ، هذا هو الطلب الموسمي على الكهرباء بالساعة لنظام PJM. لذلك ، نحن جزء من منتصف المحيط الأطلسي ونوع من الشبكة الغربية. وهكذا ، في الأساس ، ما يمكنك رؤيته هو أنه في الخريف والربيع يكون نوعًا من الملل بالنسبة لصناعة الكهرباء. يمكن للجميع الذهاب للنوم نوعًا ما. ويميل الطلب إلى الارتفاع في الصيف والشتاء.

بالنسبة لنظام PJM ككل ، فإنه يرى أعلى مستوى للطلب على الكهرباء في الصيف. هناك بعض المناطق في الولايات المتحدة التي نسميها ذروة الشتاء. يرون أعلى مستوى للطلب على الكهرباء في الشتاء. وهكذا ، مثل ولاية بنسلفانيا ، كانت ذروة الشتاء لعقود ، حتى ما يقرب من آخر 10 أو 15 عامًا. في الواقع ، لا تزال الزاوية الشمالية الغربية من ولاية بنسلفانيا في ذروة فصل الشتاء. لكنك تعلم ، أماكن مثل مينيسوتا هي ولايات ذروة الشتاء.

يختلف الطلب على الكهرباء وتكلفة توفير الكهرباء أيضًا حسب الوقت من اليوم. وهكذا ، يميل نظام PJM في الصيف إلى رؤية ذروة في منتصف بعد الظهر إلى أواخره. في الشتاء ، يتغير النمط اليومي لاستخدام الكهرباء قليلاً. حيث يكون لديك نوع من الذروة المزدوجة ، حيث توجد ذروة في الصباح ثم هناك ذروة أخرى في فترة ما بعد الظهر.

فيديو: أنواع الوقود المختلفة لتوليد الكهرباء (5:23)

نعم. لذلك ، لدينا مزيج من قدرة توليد الكهرباء التي هي في الأساس وقود أحفوري. إذن ، الرسم البياني على اليسار هو قدرتنا على توليد الكهرباء. وبالتالي ، فهو عبارة عن حوالي 70٪ من الفحم والغاز الطبيعي. لذلك ، هذه هي محطات الطاقة لدينا. ولكن إذا نظرت إلى الكهرباء الفعلية التي يتم توليدها ، فإن محطات الفحم لدينا ومحطاتنا النووية تُستخدم بشكل مكثف أكثر بكثير من محطات الغاز الطبيعي ، على سبيل المثال ، أو محطاتنا التي تعمل بالنفط بشكل خاص. لدينا بعض الطاقة التي تعمل بالنفط في الولايات المتحدة ، لكنها لا تُستخدم أبدًا. وهناك فرصة جيدة أن يتم إحالة الكثير منها إلى التقاعد خلال الخمسة عشر عامًا القادمة أو نحو ذلك لأسباب بيئية في المقام الأول. ولكن لا يزال ، حوالي 70٪ من الكهرباء التي يتم توليدها تأتي من الوقود الأحفوري ، وخاصة الفحم والغاز الطبيعي. 20٪ أخرى نووية. ثم هناك أشياء مثل البترول ، والطاقة المائية ، والكتلة الحيوية ، وطاقة الرياح ، والطاقة الشمسية ، وكل هذه الأشياء. هؤلاء يمثلون نسبة أقل بكثير من توليد الكهرباء لدينا.

[طالب] هل لديك مقبض - لذلك ، من الواضح ، أن سعة توليد الكهرباء لا تُستخدم بالكامل ولديها هذه المرونة لتغيير الجزء الذي يتكون منه كل مصدر جيل معين مما يتم إنشاؤه. هل لديك فكرة عن ماهية عامل السعة للشبكة الكلية ، وكم من السعة التي نستخدمها فعليًا بشكل عام؟

لذا ، فإن عامل السعة السنوية هو - أود أن أقول إن عامل السعة السنوي ربما يكون في مكان ما قريبًا من الثلثين.

[طالب] أوه ، هذا منخفض؟ حقا؟

حسنًا ، هذا متوسط. حق. نعم ، ولكن ما يقود ذلك حقًا هو أن هناك قدرًا كبيرًا من السعة التي نستخدمها فقط عندما يكون الطلب على الكهرباء مرتفعًا حقًا. لذلك ، لدينا الكثير مما نسميه نباتات الذروة. لذلك ، في PJM ، على سبيل المثال ، يتم استخدام 15٪ من إجمالي سعة التوليد في أقل من 100 ساعة في السنة. وبالتالي ، فإن مقدار السعة التي لدينا في متناول اليد لاستيعاب ذروة الطلب على الكهرباء خلال فصل الصيف كبيرة إلى حد ما.

لذلك ، داخل أنواع الوقود ، تميل محطات الفحم والمحطات النووية إلى امتلاك عوامل قدرة أعلى. تميل محطات الغاز الطبيعي إلى أن تكون ذات قدرة منخفضة جدًا ، لأن الكثير منها يستخدم لتحقيق الذروة.

[طالب] لماذا تنخفض الطاقة الكهرومائية؟ لأنني أعرف الفحم والنووي ، فهما ثابتان إلى حد كبير ولذا لا يمكن أن يختلفوا. لكن ألن تكون الطاقة الكهرومائية هي نفسها؟

ليس بالضرورة لسببين. أحدهما هو أن كمية كبيرة من توليد الطاقة المائية في شمال غرب المحيط الهادئ ما نسميه جريان النهر ، مما يعني أنه لا يوجد تخزين. لذلك ، هناك قدرة محدودة للغاية للتحكم في كمية المياه التي تمر عبر السدود ، وبالتالي ، كمية الكهرباء التي يتم توليدها.

السبب الثاني هو أن الكثير من السعة المائية حيث يوجد تخزين يتم استخدامها لشيء يسمى الحمل التالي. هذا نوع من مثل ذروة الطلب. لذا فهي لا تنتج الكهرباء بمعدل ثابت طوال الوقت. لكن بدلاً من ذلك ، فإن الكهرباء التي يتم إنتاجها ترتفع وتنخفض استجابة لتقلبات الطلب. لذلك ، هذا هو السبب.

[طالب] هل يتم ضخ الكثير من محطات توليد الطاقة الكهرومائية ، أم أنها لا تعمل فقط وتتركها تمتلئ ببطء عند توقفها؟

لذلك ، هناك الكثير من محطات ضخ المياه. لا يتم ضخ أكبر السدود الهجينة بشكل عام ، لأنك ستحتاج إلى مضخة كبيرة حقًا لشيء من هذا القبيل.

لذلك ، فإن أكبر السدود المائية ، والتي يقع معظمها في شمال غرب المحيط الهادئ ، إما أن يكون لها قدر هامشي من التخزين خلفها أو يتم تشغيلها من النهر.

إذا ذهبت إلى كندا ، من ناحية أخرى ، فإن السدود المائية الكبيرة لديها ما يكفي لسنوات من المياه المخزنة خلفها. لذلك ، هناك فرق كبير في الطريقة التي تدير بها كندا والولايات المتحدة سدودهما المائية الكبيرة.

[طالب] ومجرد وجود سد لا يعني التخزين.

[طالب] علينا ضخها في الاتجاه الآخر أيضًا.

سيكون عليك إما ضخها بالطريقة الأخرى أو سيكون لديك خزان كبير خلف السد.


1.5 درجة مئوية = صفر حفرية الوقود.

& # 8217s بسيط - للحفاظ على الاحتباس الحراري أقل من 1.5 درجة مئوية ، يحتاج الفحم والنفط + الغاز إلى البقاء في الأرض.

في 8 أكتوبر 2018 ، أصدرت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) تقريرًا خاصًا حول الحفاظ على الاحترار أقل من 1.5 درجة مئوية. لقد كانت جرس إنذار للعالم بأن نافذة تجنب تغير المناخ الجامح تنغلق بسرعة.

للحصول على أي فرصة للبقاء تحت 1.5 درجة مئوية من الاحترار ، لا يمكن السماح لأي مشروع جديد للوقود الأحفوري بالمضي قدمًا.

تتسبب صناعة الوقود الأحفوري عن قصد في أزمة المناخ. لكل مؤسسة وكل مستوى حكومي دور تلعبه في إيقاف هذه الصناعة المتهورة قبل فوات الأوان.

يجب أن نطالب جميع المؤسسات بسحب دعمها من صناعة الوقود الأحفوري - سواء كانت استثمارات أو رعاية أو إعانات أو تصاريح - والوقوف في وجه الصناعة قبل فوات الأوان.

تأكد من سماع رسالة 1.5 درجة مئوية.

تقدم المجموعات في جميع أنحاء العالم تقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ مباشرة إلى صانعي القرار الذين يدعمون صناعة الوقود الأحفوري.

إن كيفية تسليم التقرير متروك لك: من مجرد طباعة نسخة وتسليمها باليد إلى الهدف ، إلى الإشارات البشرية وقطرات اللافتات - كل ما تنقله الرسالة.

دليل العمل: جميع الموارد التي تحتاجها لتبدأ عملك قم بتنزيل هنا


وحدة CKSci 5: استخدام الموارد الطبيعية للطاقة

ركز: هذه وحدة تعليمية قائمة على حل المشكلات حيث يقوم الطلاب ببناء درس تتويجا وعرض تقديمي للجمهور.

في هذه الوحدة ، يركز الطلاب على الموارد المتجددة وغير المتجددة. يدرسون كيفية استخدام الناس للموارد من أجل الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، يقومون بفحص التصميم الهندسي وراء التقنيات الجديدة التي تحمي البيئة.

تُستمد الطاقة التي نستخدمها في النهاية من الموارد الطبيعية للأرض ، والتي يمكن تصنيفها على أنها إما غير متجددة أو متجددة.

تشمل مصادر الطاقة المتجددة:

تشمل مصادر الطاقة غير المتجددة:

يتعلم الطلاب أمثلة عن كيف يمكن أن يؤدي الاستخدام غير الحكيم للموارد إلى إتلاف الهواء والأرض والمياه من حولنا. ثم يفحصون كيف يمكنهم ، على المستوى الفردي ، القيام بالعديد من الأشياء لحماية البيئة أثناء استخدام احتياجات مجتمع الطاقة.

عدد الدروس: 17

وقت الدرس: 3045 دقيقة يوميا. يمكن تقسيم كل درس إلى مقاطع أقصر.

يرجى ملاحظة أن بعض الدروس في هذه الوحدة مصممة لعدة أيام ، مما يؤدي إلى ما يقرب من 21 يومًا من التدريس. لمزيد من المعلومات ، يرجى الرجوع إلى دليل السرعة الموصى به داخل دليل المعلم.

مصطلحات بحث إضافية:
تحليل التكلفة والفوائد • موارد الطاقة المتجددة • موارد الطاقة غير المتجددة • الوقود الأحفوري • النفط • البترول • الغازات الدفيئة • الطاقة النووية • النفايات النووية • مزرعة الرياح • الطاقة الكهرومائية • الطاقة الشمسية • الخلايا الشمسية • الطاقة الحرارية الأرضية • خلية الوقود • غير خيالية • معلوماتية نص

مستويات الصف CKSci: ترتبط وحدات CKSci بالموضوعات الموجودة في مستويات الصف المحددة في ملف تسلسل علوم المعرفة الأساسية K-5.


الانتقال من الوقود الأحفوري سيقتل الوظائف. لكن يمكننا خلق المزيد من الوظائف الخضراء التي تدفع أفضل. | رأي

تقول كاثلين بيجينز ، رئيسة C-Change Conversations ، في المرة القادمة التي تسمع فيها شخصًا ما يقول إن الانتقال بعيدًا عن الوقود الأحفوري مكلف للغاية ، عليك أن تدرك أنهم ينتقون حقائقهم ويقدمون وجهة نظر قصيرة النظر. توظف التكنولوجيا النظيفة في الواقع عددًا أكبر من الأشخاص وتدفع أجورًا أفضل من وظائف الوقود الأحفوري ، وهي من بين فئات الوظائف الأسرع نموًا.

يخشى الكثير منا الانتقال بعيدًا عن الوقود الأحفوري. نحن قلقون من أن يقتل الوظائف ويضر باقتصادنا ولكن العكس هو الصحيح. إذا فشلنا في التحول ، فسيتم فقدان المزيد من الوظائف في العديد من القطاعات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، قد يخسر الاقتصاد الأمريكي ما يصل إلى 10٪ بحلول عام 2050 وفقًا لتقرير جديد صادر عن شركة التأمين السويسرية العملاقة Swiss Re. ومع ذلك ، إذا اتخذنا إجراءات الآن ، يمكننا بالفعل خلق المزيد من فرص العمل وحماية الاقتصاد الأوسع. دعونا نلقي نظرة فاحصة.

ضع في اعتبارك هذه الحقائق الأساسية حول تغير المناخ والوظائف والاقتصاد:

1. بعض الوظائف ستختفي ولكن ليس كلها. سيظل العديد من العاملين في صناعة الوقود الأحفوري يعملون ، على سبيل المثال ، وضع سقف لملايين الآبار المهجورة التي تسرب غاز الميثان واستعادة الأراضي المحيطة بمناجم الفحم. معظم وظائف قطاع الطاقة هي تخصصات مطلوبة أيضًا لإنتاج الطاقة غير الأحفورية. يمكن أن تمكننا التقنيات النظيفة مثل احتجاز الكربون والهيدروجين الأخضر من الاستمرار في استخدام بعض البنى التحتية للوقود الأحفوري بأمان ، وحماية الوظائف في المستقبل. في الواقع ، تعتبر ولايتان تكساس ولويزيانا - وهما من أكثر الولايات عرضة لانتقال الطاقة - مناسبتين جيولوجياً لمستويات عالية من عزل الكربون (دفن ثاني أكسيد الكربون الملتقط من الوقود الأحفوري بأمان تحت الأرض).

2. توظف التكنولوجيا النظيفة عددًا أكبر من الأشخاص وتدفع أجورًا أفضل من وظائف الوقود الأحفوري. توفر التقنيات الجديدة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية وتخزين الطاقة وقطاع كفاءة الطاقة الآن وظائف (3.4 مليون) في بلدنا أكثر من إنتاج الوقود الأحفوري (1.2 مليون). هذه من بين الفئات الوظيفية الأسرع نموًا ، وتدفع حوالي 25 ٪ أكثر من متوسط ​​الأجر الوطني وفي المتوسط ​​أيضًا أجور أفضل قليلاً من وظائف الوقود الأحفوري. وظائف الطاقة النظيفة تنمو في جميع أنحاء الأمة بأكملها. لا تتركز هذه فقط في عدد قليل من المجتمعات أو الدول.

3. لخلق فرص العمل ، من الأفضل الانتقال إلى اقتصاد منخفض الكربون بدلاً من زيادة الاستثمار في الوقود الأحفوري. هذا لأن صناعة الوقود الأحفوري أصبحت آلية بشكل متزايد. على سبيل المثال ، في عام 1980 ، كانت هناك حاجة إلى 52 عامل منجم لإنتاج 100 طن من الفحم. بحلول عام 2015 ، كان العدد 15 عامًا فقط. علاوة على ذلك ، يتوقع العلماء أنه يمكننا الانتقال إلى اقتصاد خالٍ من الانبعاثات بحلول عام 2050 دون إنفاق المزيد من الناتج المحلي الإجمالي لدينا أكثر مما نخصصه حاليًا للطاقة ، وتنمية الوظائف في كل ولاية باستثناء ولايتين: لويزيانا وفيرجينيا الغربية. تتوقع الوكالة الدولية للطاقة المتجددة أن انتقال الطاقة المنخفضة الكربون سيخلق أكثر من 40 مليون وظيفة في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2050 ، أي ما يقرب من ضعف عدد الوظائف في قطاع الطاقة اليوم.

4. يضر استخدام الوقود الأحفوري بالوظائف في العديد من القطاعات الأخرى ، مثل الزراعة والغابات ومصايد الأسماك والسياحة ، ومن المتوقع أن يزداد الأمر سوءًا. تتوقع الأمم المتحدة أننا سنفقد 80 مليون وظيفة في جميع أنحاء العالم هذا العقد بسبب تغير المناخ. المناخ المتغير له عواقب بعيدة المدى على الإنتاجية البشرية وقدرتنا على البقاء في أمان ، وزراعة الغذاء وحتى مكافحة الآفات والأمراض. يمكن أن تؤثر الكوارث الطبيعية المتزايدة ، والفيضانات الشديدة والمتكررة ، والجفاف ، والحرارة الزائدة ، وحرائق الغابات الأكثر شمولاً وخطورة ، سلبًا على الوصول إلى المواد الخام ، وقنوات النقل لجلب البضائع إلى السوق ، وقاعدة عملاء آمنة ، وسلامة الموظفين ، وحتى تكاليف التأمين.

لقد لعب عمال وشركات الوقود الأحفوري دورًا حاسمًا في بناء اقتصادنا. نحن مدينون لهم باحترام كبير ونساعدهم في الانتقال. لكن توفير هذه الوظائف على حساب العديد من الوظائف الأخرى - وإلحاق ضرر كبير باقتصادنا - لا معنى له.

لذا في المرة القادمة التي تسمع فيها شخصًا يقول إن الانتقال بعيدًا عن الوقود الأحفوري يقتل الوظائف وهو مكلف للغاية ، عليك أن تدرك أنه ينتقي الحقائق ويقدم نظرة قصيرة النظر. تغير المناخ هو الوظائف الحقيقية والقاتل الاقتصادي. يجب أن تكون معالجة ذلك هي الوظيفة رقم 1.

كاثلين بيجينز هي مؤسسة ورئيسة ج- تغيير المحادثات، وهي منظمة غير ربحية مكرسة لتحسين فهم العلم وآثار تغير المناخ.


5.1: الوقود الأحفوري - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يجوز إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة والتي يعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


استخدامات الوقود الأحفوري

  • فحم يستخدم في المقام الأول لتوليد الكهرباء. يتم حرق الفحم لإنتاج البخار ، والذي يعمل على تشغيل التوربينات لتوليد الكهرباء. في عام 2015 ، شكل الفحم 33 في المائة من إجمالي توليد الكهرباء في الولايات المتحدة. تستخدم الصناعات الأخرى الفحم والفحم المنتجات الثانوية. يخبز صانعو الصلب الفحم في أفران لإنتاج فحم الكوك ، والذي يستخدم لإنتاج الحديد وبالتالي الصلب. يحرق منتجو الخرسانة والورق الفحم لتوليد الحرارة. يتم تحويل الفحم أيضًا إلى غازات أو سوائل لاستخدامها كوقود أو في المعالجة الكيميائية. & # 9114 & # 93
  • غاز طبيعي يستخدم لتوليد الكهرباء وإنتاج الحرارة وتصنيع المنتجات. تحرق محطات توليد الكهرباء الغاز الطبيعي لتوليد الكهرباء ، وتستخدم المنشآت الصناعية الأكبر الغاز الطبيعي للتدفئة وكذلك لإنتاج الكيماويات والأسمدة. تستخدم المنازل الغاز الطبيعي لتدفئة المباني والمياه وطهي الطعام وتجفيف الملابس. تحرق الشركات والمباني التجارية الغاز الطبيعي لأغراض التبريد والتبريد والإنارة الخارجية. يمكن أيضًا استخدام الغاز الطبيعي كوقود للمركبة إذا تم ضغطه أو تسييله. & # 9115 & # 93 & # 9116 & # 93
  • البترول يتم تكريره إلى وقود ، مثل البنزين والمنتجات البترولية الأخرى. اعتبارًا من عام 2015 ، كان البنزين هو المنتج البترولي الرئيسي المستخدم في الولايات المتحدة وشكل ما يقرب من 47 في المائة من إجمالي استهلاك النفط في الولايات المتحدة. يتم تكرير برميل نفط خام سعة 42 جالونًا لإنتاج ما يقرب من 19 جالونًا من البنزين لاستخدامه كوقود للمحركات في السيارات. تشمل المنتجات البترولية الأخرى وقود نواتج التقطير ، مثل وقود الديزل وزيت التدفئة ، وسوائل غاز الهيدروكربون (HGLs) ، والتي تشمل البروبان والإيثان والبيوتان. تعمل محركات الديزل في القطارات والقوارب والشاحنات والحافلات ومعدات البناء ومولدات الكهرباء على حرق وقود الديزل للحصول على الطاقة. يتم حرق زيت التدفئة في الغلايات والأفران لإنتاج الحرارة للمنازل والشركات والمنشآت الصناعية. يمكن استخدام HGLs في مصانع معالجة الغاز الطبيعي ومصافي النفط وفي صناعة البتروكيماويات. نوع واحد من HGL ، البروبان ، يتم حرقه للمساحة وتسخين المياه والطهي وتجفيف المحاصيل وتجفيف الملابس. & # 9117 & # 93 & # 9118 & # 93

5.1 التحلل الحراري للكتلة الحيوية

يوضح الشكل 5.1 رسمًا بيانيًا للطرق الأربع للتحويل الكيميائي الحراري للكتلة الحيوية ، مع إبراز الانحلال الحراري. لقد انتهينا للتو من الاحتراق والتغويز ، وسنغطي الإسالة المباشرة لاحقًا في الفصل الدراسي.

هناك اختلافات في كل من العمليات الحرارية. بالنسبة للاحتراق ، تكون المادة في جو غني بالأكسجين ، عند درجة حرارة تشغيل عالية جدًا ، مع الحرارة كناتج مستهدف. يحدث التغويز في جو خالٍ من الأكسجين ، مع درجة حرارة تشغيل عالية ، وتكون المنتجات الغازية هي الهدف الرئيسي (إنتاج الغاز التخليقي في معظم الحالات). يحدث التميع المباشر (خاصة المعالجة الحرارية المائية) في جو غير مؤكسد ، حيث يتم تغذية الكتلة الحيوية في وحدة كملاط مائي عند درجات حرارة منخفضة ، ويكون الخام الحيوي في صورة سائلة هو المنتج.

إذن ، ما هو الانحلال الحراري؟ هناك العديد من التعريفات اعتمادًا على المصدر ، ولكنها في الأساس عملية كيميائية حرارية ، يتم إجراؤها في درجة حرارة 400-600 درجة مئوية في غياب الأكسجين. تنتج هذه العملية الغازات والزيوت الحيوية والفحم ، وكما هو مذكور في الدرس 4 ، فهي إحدى الخطوات الأولى في التغويز أو الاحتراق. يعتمد تكوين المنتجات الأولية المصنوعة على درجة الحرارة والضغط ومعدل التسخين للعملية.

هناك مزايا ، اقتصادية وبيئية ، للقيام بالتحلل الحراري. هم انهم:

  • استخدام الموارد المتجددة من خلال مسار محايد للكربون - الإمكانات البيئية
  • استخدام مواد النفايات مثل نفايات معالجة الأخشاب (اللحاء ، نشارة الخشب ، رقيق الغابات ، إلخ) ، المخلفات الزراعية (القش ، السماد ، إلخ) - الإمكانات الاقتصادية
  • طاقة مكتفية ذاتيا - الإمكانات الاقتصادية
  • تحويل الطاقة المنخفضة في الكتلة الحيوية إلى وقود سائل عالي الكثافة للطاقة - الإمكانات البيئية والاقتصادية
  • القدرة على إنتاج مواد كيميائية من الموارد القائمة على أساس بيولوجي - الإمكانات البيئية والاقتصادية.

تم استخدام الانحلال الحراري في البداية لإنتاج الفحم. في ثقافات السكان الأصليين في أمريكا الجنوبية ، تم إشعال المادة ثم تغطيتها بالتربة لتقليل الأكسجين المتاح للمادة - تركت مادة عالية الكربون يمكنها تثبيت التربة وإثرائها لإضافة العناصر الغذائية ([مناقشة تطبيقات الانحلال الحراري] ، (الثانية) ، تم الاسترجاع من MagnumGroup.org). كما تم استخدامه كمصدر أخف وأقل تقلبًا للحرارة للطهي (أي ، مشاوي "الفحم") في البلدان التي لا تتوفر فيها الكهرباء على نطاق واسع ويستخدم الناس مثل هذا الوقود للطهي في منازلهم أو لتدفئة منازلهم (Schobert، HH و الطاقة والمجتمع: مقدمة، 2002 ، تايلور وفرانسيس: نيويورك). لا يقتصر الأمر على وجود منتج صلب ، مثل الفحم النباتي ، بل يمكن أيضًا إنتاج المنتجات السائلة اعتمادًا على مادة البداية والظروف المستخدمة. تاريخيا ، كان الميثانول ينتج من الانحلال الحراري للخشب.

يمكن أيضًا تسمية عملية الانحلال الحراري هذه باسم الانكسار الحراري. عادةً ما يتم إجراء Torrefaction في درجات حرارة منخفضة نسبيًا للانحلال الحراري (200-300 درجة مئوية) في غياب الأكسجين. يتم تسخين مادة التغذية ببطء ، عند أقل من 50 درجة مئوية / دقيقة ، ويتم ذلك على مدار ساعات إلى أيام - وبهذه الطريقة يتم إطلاق المواد المتطايرة ويحافظ الكربون على هيكل صلب. في المرحلة الأولى ، يُفقد الماء ، وهو مكون يمكن أن يثبط القيمة الحرارية للوقود. ويتبع ذلك فقدان أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون2، ح2، و CH4بكميات قليلة. من خلال القيام بذلك ، يتم الاحتفاظ بحوالي 70٪ من الكتلة مع 90٪ من محتوى الطاقة. المادة الصلبة كارهة للماء (القليل من الانجذاب للماء) ويمكن تخزينها لفترة طويلة من الزمن.

تصنيف طرق الانحلال الحراري

هناك ثلاثة أنواع من الانحلال الحراري: 1) الانحلال الحراري التقليدي / البطيء ، 2) الانحلال الحراري السريع ، و 3) الانحلال الحراري الفائق السرعة / الفلاش. يلخص الجدول 5.1 والشكل 5.2 كيف تختلف كل طريقة في درجة الحرارة ووقت الإقامة ومعدل التسخين والمنتجات المصنوعة.

كما ذكرنا سابقًا ، عادةً ما يستخدم الانحلال الحراري البطيء لتعديل المادة الصلبة ، وتقليل الزيت المنتج. يعمل الانحلال الحراري السريع والانحلال الحراري الفائق السرعة (الفلاش) على زيادة الغازات والنفط المنتج.

الانحلال الحراري السريع هو تحلل حراري سريع للمواد الكربونية في غياب الأكسجين في معدلات تسخين معتدلة إلى عالية. إنها أكثر الأساليب شيوعًا ، سواء في البحث أو في الاستخدام العملي. المنتج الرئيسي هو الزيت الحيوي. الانحلال الحراري هو عملية ماصة للحرارة. إلى جانب المعلومات المدرجة في الجدول 5.1 ، يجب أن تكون المادة الأولية جافة من جزيئات أصغر (& lt 3 مم) ويتم إجراؤها عادةً في درجة حرارة الغلاف الجوي مع التبريد السريع للمنتجات. حصيلة المنتجات هي: المكثفات السائلة - 30-60٪ غازات (CO، H2، CH4، CO2والهيدروكربونات الخفيفة) - 15-35٪ والفحم - 10-15٪.

التحلل الحراري الفائق السرعة أو الفلاش هو تحلل حراري سريع للغاية للتحلل الحراري ، مع معدل تسخين مرتفع. المنتجات الرئيسية هي الغازات والزيوت الحيوية. يمكن أن تختلف معدلات التدفئة من 100-10،000 درجة مئوية / ثانية وأوقات الإقامة قصيرة. حصيلة المنتجات هي: السائل المتكثف


المنشور الرئيسي:

توليد الكهرباء والانبعاثات والتكلفة الخارجية في دول الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين في عام 2007

كمية توليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري التي يمكن تجنبها / استبدالها بواسطة الرياح (وتقنيات توليد الكهرباء الأخرى المتجددة) في عام 2007

بشكل عام ، تتمثل فوائد طاقة الرياح في تجنب الانبعاثات والتكاليف الخارجية من توليد الكهرباء باستخدام الوقود الأحفوري. يشمل تقييم التكاليف الخارجية الضرر الناجم عن:

  • انبعاثات ملوثات الهواء
  • تأثير الاحتباس الحراري الناتج عن ثاني أكسيد الكربون2 والانبعاثات الأخرى و
  • وبالتالي2 و لاx

لتحليل الفوائد البيئية والصحية لاستخدام طاقة الرياح ، نحتاج إلى معرفة الانبعاثات المحددة لتوليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري التي تم استبدالها بذلك. يمكن اشتقاقها بقسمة الانبعاثات المطلقة الناتجة عن نوع من الوقود الأحفوري بالكيلوطن من ثاني أكسيد الكربون2 في السنة المستخدمة لتوليد الكهرباء في بلد ما ، من خلال كمية الكهرباء المولدة من هذا الوقود بالكيلوواط ساعة في السنة.

في نموذجنا ، تحل طاقة الرياح محل الحمل المتوسط ​​فقط لتوليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري التقليدي. بشكل عام ، تعتمد الانبعاثات التي يتم تجنبها بواسطة طاقة الرياح على ثلاثة عوامل:

  • الانبعاثات المحددة من كل نوع من مرافق توليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري
  • مزيج الوقود في كل بلد و
  • النسبة المئوية لكل وقود يتم استبداله بطاقة الرياح.

يعرض الشكل 5.1 المستويات المطلقة وحصص توليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري التي يمكن استبدالها / تجنبها عن طريق طاقة الرياح (وغيرها من تقنيات توليد الكهرباء المتجددة) في كل دولة من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي الـ 27 وفقًا للحصص الفردية القابلة للاستبدال من الوقود الأحفوري في المتوسط تمت مناقشة مقطع التحميل بشكل شامل في الفصل السابق (الجدول 4.2).

الشكل 5.1: توليد الكهرباء المعتمد على الوقود الأحفوري الذي يمكن استبداله / تجنبه بواسطة الرياح (وغيرها من تقنيات توليد الكهرباء المتجددة) في دول الاتحاد الأوروبي الـ 27 الأعضاء في عام 2007.

يوضح الشكل 5.2 المشتق من الشكل 5.1 إجمالي الانبعاثات (CO2، وبالتالي2، لاx) قابلة للاستبدال / يمكن تجنبها عن طريق الرياح (وغيرها من تقنيات توليد الكهرباء المتجددة) في دول الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين الأعضاء في عام 2007.

الشكل 5.2: إجمالي الانبعاثات (CO2، وبالتالي2، لاx) قابلة للاستبدال / تجنبها بواسطة الرياح (وغيرها من تقنيات توليد الكهرباء المتجددة) في دول الاتحاد الأوروبي الـ 27 الأعضاء في عام 2007.

مقدار توليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري الذي تم استبداله / تجنبه بواسطة الرياح في عام 2007

يعرض القسم السابق البيانات التجريبية حول المقدار القابل للاستبدال / الذي يمكن تجنبه لتوليد الكهرباء المعتمد على الوقود الأحفوري. يوضح القسم التالي مقدار توليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري التي تم استبدالها / تجنبها بالفعل بواسطة طاقة الرياح في الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين في عام 2007. يجب أولاً دراسة توليد الرياح السنوي في كل من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين في عام 2007 (انظر الشكل 5.3).

الشكل 5.3: توليد الرياح السنوي في دول الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين الأعضاء في عام 2007

يشير الشكل 5.3 بوضوح إلى أن حصة كبيرة من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي قد نفذت بالفعل قدرًا كبيرًا من طاقة الرياح في عام 2007. وتحتل ألمانيا وإسبانيا أعلى القائمة (حوالي 39 تيراواط ساعة سنويًا من توليد الرياح لكل منهما) الدنمارك (8 تيراواط ساعة لكل منهما) العام) والمملكة المتحدة (6.3 تيراواط ساعة في السنة) هي التالية والدول الأعضاء الأخرى في الاتحاد الأوروبي مثل البرتغال وإيطاليا وهولندا وفرنسا تهدف إلى تحقيق 5 تيراواط ساعة في السنة من توليد الرياح السنوي بسرعة كبيرة. ومع ذلك ، لا يزال هناك العديد من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين مع اختراق ضئيل للرياح في عام 2007.

إجمالي ثاني أكسيد الكربون2، وبالتالي2، و لاx الانبعاثات من توليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري التي تم تجنبها بالفعل بواسطة طاقة الرياح في مختلف الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي ال 27 في عام 2007 يعرض في الشكل 5.4.

تأخذ نتائج عام 2007 في الشكل 5.4 في الاعتبار الخصائص الفردية لتوليد الكهرباء التقليدية على المستوى القطري (على سبيل المثال الهيكل العمري وكفاءة محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري) من حيث المتوسط ​​المحدد للانبعاثات (ثاني أكسيد الكربون).2، وبالتالي2، لاx) من توليد الكهرباء المعتمد على الوقود من ناحية (انظر الشكل 4.5) ، وتوليد الرياح السنوي في عام 2007 من ناحية أخرى (انظر الشكل 5.3). ليس من المستغرب أن يرتبط إجمالي الانبعاثات التي تم تجنبها في عام 2007 تمامًا بتوليد الرياح السنوي في مختلف الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين.

الشكل 5.4: إجمالي الانبعاثات (CO2، وبالتالي2، لاx) من توليد الكهرباء المعتمد على الوقود الأحفوري الذي تم تجنبه بالفعل بواسطة طاقة الرياح في دول الاتحاد الأوروبي الـ27 الأعضاء في عام 2007

التكاليف الخارجية لتوليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري والتكاليف الخارجية التي تم تجنبها بواسطة WIND في عام 2007

حتى الآن ، تم تقديم نتائج تجريبية لكل دولة من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين بشأن توليد الكهرباء القائمة على الوقود الأحفوري والتي يمكن استبدالها / تجنبها بواسطة طاقة الرياح (وتقنيات توليد الطاقة المتجددة الأخرى) في كل دولة من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين في عام 2007. العوامل المعنية هي:

  • متوسط ​​الانبعاثات المحددة (CO2، وبالتالي2، لاx) من توليد الكهرباء باستخدام الوقود الأحفوري في كل دولة من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين في عام 2007 ،
  • إجمالي توليد الرياح في كل من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين في عام 2007 و
  • إجمالي الانبعاثات (CO2، وبالتالي2، لاx) تم تجنبها بالفعل من توليد الكهرباء باستخدام الوقود الأحفوري في كل من الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين في عام 2007.

توفر هذه التحليلات الأساس للخطوة النهائية لتحديد التكاليف الخارجية لتوليد الكهرباء باستخدام الوقود الأحفوري والتكاليف الخارجية التي تم تجنبها بالفعل لتوليد الرياح في الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي السبع والعشرين في عام 2007.

التكاليف الخارجية الناتجة عن ملوثات الهواء مثل SO2 و لاx (تم حسابه بواسطة EcoSense ، راجع منهجية حساب التكاليف الخارجية لتقنيات توليد الكهرباء المختلفة بناءً على نموذج EcoSense) يجب إضافتها إلى التكاليف الخارجية لتأثير الاحتباس الحراري البشري المنشأ الناتج عن ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات (لم يتم حسابها بواسطة EcoSense ، ولكنها تستند إلى تقديرات Azar and Sterner ، 1996 ، و Watkiss et al. ، 2005).

نظرًا لأن ملوثات الهواء يمكن أن تلحق الضرر بعدد كبير من المستقبلات المختلفة ، فإن حسابات التكاليف الخارجية ستتضمن عمومًا عددًا كبيرًا من أنواع الضرر ، والتي تميل إلى أن تكون مقتصرة على أهم التأثيرات للسماح بحساب التكاليف الخارجية بمدخلات محدودة من الموارد. في الوقت الحاضر ، تشتمل EcoSense على المستقبلات التالية: البشر (الصحة) ، والمحاصيل ، والمواد (في المباني وما إلى ذلك) ، والغابات والنظم البيئية ، مع القيمة النقدية المدرجة فقط لصحة الإنسان والمحاصيل والمواد. يتم تحديد عرض النطاق الترددي (قيم عالية ومتوسطة ومنخفضة) لكل منها. There are two approaches to evaluating effects on human health: value of statistical life (VSL) and years of life lost (YOLL).

  • The VSL approach measures a society's willingness to pay to avoid additional deaths.
  • The YOLL approach takes human age into account. For each year of life lost approximately one-twentieth of the VSL value is used.

Unfortunately, outputs from the EcoSense model used in this analysis do not provide a calculation based on the VSL approach. As pointed out above, VSL may lead to substantially larger external costs than the YOLL approach which is applied by the EcoSense model. Results of former ExternE studies estimate external costs based on both approaches. These resulted in VSL results of approximately three times more than with YOLL. As the present version of EcoSense does not calculate VSL values, the EcoSense results on human health effects based on the YOLL approach have been scaled. This has been done with a factor of one for low-damage cost estimates calculated for human health, a factor of two for medium cost estimates and a factor of three for high estimates.

Figure 5.5 finally presents the results on the external costs of conventional fossil fuel-based electricity generation in each of the EU-27 Member States in 2007 (high/average/low values). Similar to the specific emissions of fossil fuel-based electricity generation presented in Figure 4.5, there is a noticeable difference between external costs within different EU-27 Member States. Bulgaria, Romania and Slovenia are the Member States with the highest external costs of fossil fuel-based electricity generation (average values 20-25c&euro2007/kWh), but also Estonia and Greece reach nearly 20c&euro2007/kWh (average values for external costs). On the contrary, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Finland, Sweden and The Netherlands are characterised by external costs of fossil fuel-based electricity generation below 5c&euro2007/kWh (average values for external costs).

Figure 5.5. Bandwidth of Specific External Costs of Fossil Fuel-Based Electricity Generation in the EU-27 Member States in 2007.

By combining the avoidable external costs of fossil fuel-based electricity generation with the amount of electricity produced by wind energy, the total amount of already-avoided external costs can be calculated for 2007. Figure 5.6 presents the corresponding results of already avoided external costs by wind generation in each of the EU-27 Member States.

Figure 5.6: Bandwidth of Avoided External Costs of Fossil Fuel-Based Electricity Generation in the EU-27 Member States in 2007.

In 2007, in the EU-27 region around &euro200710.2 billion on external costs have been avoided by wind generation in total (summing up the average values in each of the EU-27 Member States shown in Figures 5.6 and 5.7). The following EU Member States are mainly responsible for the majority shares of this already impressive number:

  • Spain (&eurob20073.968)
  • Germany (&eurob20073.027)
  • Denmark (&eurob20070.518)
  • UK (&eurob20070.472)
  • Greece (&eurob20070.400)
  • Portugal (&eurob20070.388) and
  • Italy (&eurob20070.377).

Figure 5.7 finally presents the absolute values of already avoided external costs by wind generation in each of the EU-27 Member States in 2007.

Figure 5.7. Distribution of Avoided External Costs (Average Values) Through Wind Generation in the EU-27 Member States in 2007


Abstract

Shale oil and gas reserves are abundant enough to meet the growing demand for energy, but the exploitation of organic-rich shale with low maturity is still a challenging work due to its high kerogen content. As both a heat carrier and an organic solvent, supercritical water has been found to be an excellent working medium for hydrogen production by biomass or coal gasification. This study is an initial attempt to determine the candidacy of organic-rich shale as a feedstock for hydrogen-rich gas generation by supercritical water gasification. The effects of temperature (500–700 °C), pressure (22–28 MPa), time (0–12 h), water/shale mass ratio (1:1–10:1), and shale particle size (5–150 mesh) were investigated in a batch reactor. The results showed that the gas products were mainly consisted of hydrogen, carbon dioxide, and methane, which were produced by the reactions of steam reforming, water–gas shift, methanation, and carbonate hydrolysis. The abundant inorganic minerals in the shale, especially carbonate, could act as the catalyst for gasification reactions and contribute a lot to carbon dioxide formation. It was found that temperature and time were dominant factors to gas yield and selectivity. Increasing the temperature promoted the endothermic reactions of steam reforming and pyrolysis and accelerated the water–gas shift reaction. Pressure increase has a less negative but negligible effect on gasification. The carbon gasification efficiency and hydrogen selectivity all first increased and then stabilized when the reaction time was prolonged, and the water–shale mass ratio was increased and (or) the shale particle size was decreased. Overall, the suggested conditions were a temperature of 700 °C, a pressure of 22.1 MPa, a water/shale mass ratio of 5:1, a time of 4 h, and the particle size range of 10–20 mesh.


شاهد الفيديو: مصادر الطاقة ما الوقود الأحفوري وكي (كانون الثاني 2022).