פחם
פחם פחם אבן הוא דלק מחצבי שנוצר על ידי דחיסה בת מאות מיליוני שנים של חומר צמחי במעבי האדמה. הפחם הוא מחצב שחור או חום-שחור שמוכן לבערה. הוא מורכב בעיקר מהיסודות פחמן ומימן, יחד עם כמויות קטנות של יסודות אחרים, בעיקר גופרית. פחם מופק מן הקרקע בכרייה, במכרות פתוחים או תת-קרקעיים.
כיום, הפחם תורם 25% למשק האנרגיה העולמי וכ-50% ממשק החשמל העולמי. עתודות הפחם נחשבות לגדולות ביותר מכל הדלקים המחצביים. שריפת פחם היא המקור האנושי העיקרי לפליטת גז החממה פחמן דו חמצני ומקור חשוב לסוגי זיהום אוויר נוספים כמו תחמוצות גופרית הגורמות לגשם חומצי.
תוכן |
מקור הפחם
מקורו של הפחם הוא בצמחים ומעצים שחיו מערכות אקולוגיות קדומות. שרידי הצמחים שקעו בקרקעית ביצות, והצבטברו בהן, ושכבות הבוץ והמים מנעו חמצון ופירוק ביולוגי שלהם, וחזרה של הפחמן חזרה לאטמוספירה. לאחר מכן שקעו הקרקעות עם שאריות הצמחים אל מתחת לשכבות סלע אחרות, ונדחסו בחום ובלחץ גבוהים של מעבי האדמה, דבר שגרם להתאבנות וליצירת הפחם.
תכולת הפחם וסוגיו
הפחם האיכותי מורכב מבין 92% ל-98% פחמן. שאר הפחם מורכב מחומרים אחרים, לרוב מימן, חנקן, חמצן, גופרית, מים ואפר. איכותו של הפחם נקבעת על פי תכולת הפחמן שבו. ככל ששכבת הפחם קדומה יותר, כך גבוהה יותר איכותה של השכבה ואחוז הפחמן שבה גבוה יותר.
סוגי הפחם מתחלקים לארבעה על פי דרגת איכותם:
- ליגניט - מכיל בין 46% ל-60% פחמן
- פחם תת-ביטומני – מכיל בין 60% ל-79% פחמן
- פחם ביטומני - מכיל בין 69% ל-86% פחמן
- אנתרציט - מכיל בין 86% ל-98% פחמן
שימושים
הפחם הוא מקור אנרגיה נפוץ במיוחד הניתן להצתה ולבעירה, ובני האדם למדו להשתמש בו להסקה ולתעשייה מזה זמן רב. היום, השימוש העיקרי בפחם הוא להפקת חשמל, וצריכת הפחם במאתיים השנים האחרונות גדלה פי 100.
הפחם הבוער מחמם מים ההופכים לקיטור, והלחץ הגבוה של הקיטור משמש לשם סיבוב טורבינה הקשורה לדינאמו המפיק חשמל. תחנת כח המופעלת על ידי פחם נחשבת למזהמת יותר מאשר תחנות נפט סולר או גז. בתהליך זיקוק פחם נוצר קוק.
נכון ל-2008, פחם הוא מקור האנרגיה הגדול ביותר לייצור חשמל בעולם, וחצי מהחשמל בעולם מופק מפחם. פחם הוא מקור האנרגיה השני בחשיבותו למשק האנרגיה העולמי, ותורם 25% מהאנרגיה העולמית, לעומת 37% שתורם הנפט.
הפחם יכול לעבור תהליכים כמו הנזלה וגזיפיקציה כדי להשתמש בו כמקור אנרגיה לשימושים אחרים שבהם משתמשים היום בנפט או בגז, אך הדבר כרוך באובדן אנרגיה.
השפעות סביבתיות
לפי הIPCC, פחם הוא המקור העיקרי לפליטות אנושיות של גז החממה פחמן דו חמצני, דבר שתורם להתחממות עולמית ולשינויי אקלים. מבחינת פליטות של פחמן דו חמצני, פחם גורם לפליטה גבוהה במעט מזו של הנפט וגבוהה פי 2 מאשר הפליטה של גז טבעי.
פחם גורם לזיהום אוויר בצורה של פליטת חלקיקים וכן בגלל פליטה של תחמוצות גופרית הגורמים לגשם חומצי.
שריפת הפחם יוצרת תוצרי לוואי שכוללים אורניום, ותוריום (מתכות רדיו אקטיביות), וכן מתכות כבדות. תחנות כוח ללא מלכודות אפר מתאימות הן אחד הגורמים העיקריים לחשיפת בני אדם לקרינה רדיו אקטיבית.
גם כריית הפחם יכולה לגרום לנזקים סביבתיים ניכרים.
עתודות הפחם
ערך מורחב - שיא תפוקת הפחם
לפי סקר האנרגיה של חברת BP, היחס בין עתודות מוכחת של פחם, ובין קצב ההפקה הנוכחי של פחם ירד מיחס של 1:200 בשנות 1980, ליחס של 1:118 בשנת 2010. במילים אחרות, אם בשנות 1980, היו עוברים לכלכלת מצב יציב עם ייצוב אוכלוסין וצמיחה כלכלית אפסית, ואם לא היו מוצאים עתודות נוספות של פחם, אזי ברמות הצריכה של -1980 כמות הפחם היתה מפסיקה עד לשנת 2180. היות ורמות הצריכה גדלו, ולמרות גילוי של מרבצי פחם חדשים, עתודות הפחם מספיקות, נכון לשנת 2010 ל-118 שנים בלבד, כלומד עד לשנת 2128.[1]
עיקר הירידה ביחס עתודות-הפקה התרחש בדרום ומרכז אמריקה, במזרח התיכון ובאפריקה, ובאסיה הפסיפית (המזרח הרחוק ואוסטרליה), כאשר צפון אמריקה ואירו-אסיה ואירופה שמרו על יחס דומה לאורך השנים.[1]
35% מעתודות הפחם נמצאות באירואסיה ואירופה (בעיקר ברוסיה ומדינות ברה"מ נוספות), 30% נמצאות באסיה הפסיפית (בעיקר סין ואוסטרליה), 28% נמצאים בצפון אמריקה, 4% בלבד במזרח התיכון ובאפריקה ו1.5% בדרום אמריקה ובמרכזה.[1]
עתודות הפחם גדולות בהרבה מעתודות הנפט והגז הטבעי. הצפי הוא כי שיא תפוקת הפחם צפוי להיות אחרי שיא תפוקת הנפט ושיא תפוקת הגז, אם כי יש מחלוקות בקשר לתאריך שבו דבר זה יתרחש.
עיקר עתודות הפחם המוכחות נמצאות בארצות הברית (27%), רוסיה (17%), סין (12%), הודו (10%), אוסטרליה (8%) , דרום אפריקה (5%), אוקראינה (3%) וקזחסטאן (3%).
בשנת 2000 מחיר הפחם היה כ-30$ לטונה, ומחיר זה עלה ל-123.5$ לטונה ב-25 ביוני 2008. עליה של פי 4 בתוך 8 שנים.
שימוש בפחם בישראל
במדינת ישראל מופעלות רוב תחנות הכח על ידי פחם, המיובא מארצות הברית, דרום אפריקה, פולין ומדינות ברית המועצות לשעבר.
הערות שוליים
- ^ 1.0 1.1 1.2 סקירה סטטיסטית של האנרגיה בעולם,2011,BP
קישורים חיצוניים
- פחם בויקיפדיה האנגלית
