محطة توليد الطاقة بالوقود الأحفوري

محطة توليد الطاقة بيشاتوف بقدرة 5400 ميغاواط في بولندا - واحدة من أكبر محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم في العالم . 
حصة إنتاج الكهرباء من الوقود الأحفوري
إنتاج الكهرباء العالمي حسب المصدر في عام 2024 بوحدة تيراواط ساعة (TWh). بلغ إجمالي الإنتاج 30.85 بيتاواط ساعة . [ 1 ]
  1. الفحم 10,587 (34.4%)
  2. الغاز الطبيعي 6796 (22.1%)
  3. هيدرو 4,417 (14.4%)
  4. الطاقة النووية 2765 (8.99%)
  5. سرعة الرياح 2497 (8.12%)
  6. الطاقة الشمسية 2130 (6.92%)
  7. أخرى 1569 (5.10%)

محطة توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري هي محطة حرارية تحرق الوقود الأحفوري ، مثل الفحم أو النفط أو الغاز الطبيعي ، لإنتاج الكهرباء . تحتوي هذه المحطات على آلات تحول الطاقة الحرارية الناتجة عن الاحتراق إلى طاقة ميكانيكية ، والتي بدورها تُشغل مولدًا كهربائيًا . قد يكون المحرك الرئيسي توربينًا بخاريًا أو توربينًا غازيًا ، أو في المحطات الصغيرة، محركًا غازيًا تردديًا . تستخدم جميع المحطات الطاقة المستخرجة من تمدد الغاز الساخن، سواء كان بخارًا أو غازات احتراق. على الرغم من وجود طرق مختلفة لتحويل الطاقة، إلا أن كفاءة جميع طرق تحويل الطاقة في محطات الطاقة الحرارية محدودة بكفاءة كارنو ، وبالتالي تُنتج حرارة مهدرة .

تُوفّر محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري معظم الطاقة الكهربائية المُستخدمة في العالم. صُمّمت بعض هذه المحطات للعمل بشكل مستمر كمحطات توليد طاقة أساسية ، بينما تُستخدم محطات أخرى لتوليد الطاقة في أوقات الذروة . مع ذلك، ومنذ العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، بدأت العديد من الدول في تشغيل محطات مُصممة لتوفير الطاقة الأساسية كمحطات توليد طاقة قابلة للتوزيع لموازنة الزيادة في توليد الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة . [ 2 ]

يجب مراعاة نواتج تشغيل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري عند تصميمها وتشغيلها. يحتوي غاز الاحتراق الناتج عن احتراق الوقود الأحفوري على ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، بالإضافة إلى ملوثات مثل أكاسيد النيتروجين (NOx ) وأكاسيد الكبريت (SOx ) ، وبالنسبة لمحطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم، يحتوي أيضًا على الزئبق وآثار معادن أخرى والرماد المتطاير . عادةً ما يتم إطلاق كل ثاني أكسيد الكربون وبعض الملوثات الأخرى في الهواء. كما يجب إزالة رماد النفايات الصلبة الناتج عن غلايات الفحم.

تُعدّ محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري من المصادر الرئيسية لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) ، وهو غاز دفيئة يُساهم بشكل كبير في ظاهرة الاحتباس الحراري . تُشير نتائج دراسة أُجريت عام 2016 [ 3 ] إلى أن صافي الدخل المُتاح لمساهمي الشركات الكبرى قد يشهد انخفاضًا ملحوظًا نتيجةً لالتزامات انبعاثات غازات الدفيئة المُرتبطة بالكوارث الطبيعية فقط في الولايات المتحدة، والناجمة عن محطة توليد طاقة واحدة تعمل بالفحم. مع ذلك، وحتى عام 2015، لم تُصدر أي أحكام بتعويضات في الولايات المتحدة في مثل هذه القضايا. لكل وحدة طاقة كهربائية، يُصدر الفحم البني ما يقرب من ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون التي يُصدرها الغاز الطبيعي، بينما يُصدر الفحم الأسود كمية أقل من الفحم البني. (حتى عام 2019)إن احتجاز الكربون وتخزين الانبعاثات ليس مجدياً اقتصادياً لمحطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري، [ 4 ] ولا يزال من الممكن إبقاء الاحتباس الحراري العالمي دون 1.5  درجة مئوية، ولكن فقط إذا لم يتم بناء المزيد من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري، وتم إغلاق بعض محطات توليد الطاقة القائمة التي تعمل بالوقود الأحفوري مبكراً، إلى جانب تدابير أخرى مثل إعادة التشجير . [ 5 ] [ 6 ]

المفاهيم الأساسية: تحويل الحرارة إلى طاقة ميكانيكية

في محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري ، تُحوَّل الطاقة الكيميائية المخزنة في أنواع الوقود الأحفوري ، مثل الفحم وزيت الوقود والغاز الطبيعي والصخر الزيتي ، بالإضافة إلى أكسجين الهواء، تباعًا إلى طاقة حرارية ، ثم طاقة ميكانيكية ، وأخيرًا طاقة كهربائية . كل محطة من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري عبارة عن نظام معقد مصمم خصيصًا. ويمكن بناء وحدات توليد متعددة في موقع واحد لتحقيق استخدام أكثر كفاءة للأراضي والموارد الطبيعية والعمالة . تستخدم معظم محطات الطاقة الحرارية في العالم الوقود الأحفوري، متجاوزةً في عددها محطات الطاقة النووية أو الحرارية الأرضية أو التي تعمل بالكتلة الحيوية أو الطاقة الشمسية المركزة .

ينص القانون الثاني للديناميكا الحرارية على أن أي دورة مغلقة لا تستطيع تحويل سوى جزء من الحرارة الناتجة عن الاحتراق إلى طاقة ميكانيكية . أما باقي الحرارة، والتي تُسمى الحرارة المهدرة ، فيجب إطلاقها في بيئة أكثر برودة خلال مرحلة العودة من الدورة. يجب أن يكون جزء الحرارة المُطلقة في وسط أكثر برودة مساويًا أو أكبر من نسبة درجات الحرارة المطلقة لنظام التبريد (البيئة) ومصدر الحرارة (فرن الاحتراق). يؤدي رفع درجة حرارة الفرن إلى تحسين الكفاءة، ولكنه يُعقّد التصميم، لا سيما فيما يتعلق باختيار السبائك المستخدمة في بنائه، مما يزيد من تكلفة الفرن. لا يمكن تحويل الحرارة المهدرة إلى طاقة ميكانيكية دون نظام تبريد فعال. مع ذلك، يمكن استخدامها في محطات التوليد المشترك لتدفئة المباني، أو إنتاج الماء الساخن، أو لتسخين المواد على نطاق صناعي، كما هو الحال في بعض مصافي النفط ، والمصانع، ومصانع التخليق الكيميائي .

تبلغ الكفاءة الحرارية النموذجية لمولدات الكهرباء واسعة النطاق حوالي 37% لمحطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم والنفط، [ 7 ] و56-60% (LEV) لمحطات توليد الطاقة التي تعمل بالغاز ذات الدورة المركبة . وستكون المحطات المصممة لتحقيق ذروة الكفاءة عند التشغيل بكامل طاقتها أقل كفاءة عند التشغيل خارج نطاق التصميم (أي عند درجات حرارة منخفضة جدًا). ​​[ 8 ]

لا يمكن لمحطات الوقود الأحفوري العملية التي تعمل كمحركات حرارية أن تتجاوز حد دورة كارنو لتحويل الطاقة الحرارية إلى شغل مفيد. أما خلايا الوقود، فلا تخضع لنفس الحدود الديناميكية الحرارية لأنها ليست محركات حرارية.

يمكن التعبير عن كفاءة محطة الوقود الأحفوري بمعدل الحرارة الخاص بها ، والذي يتم التعبير عنه بوحدة حرارية بريطانية/كيلوواط ساعة أو ميغا جول/كيلوواط ساعة.

أنواع النباتات

بخار

في محطة توليد الطاقة التي تعمل بتوربينات البخار، يُحرق الوقود في فرن، وتتدفق الغازات الساخنة عبر غلاية. يتحول الماء إلى بخار داخل الغلاية؛ وقد تُضاف مراحل تسخين إضافية لزيادة درجة حرارة البخار. يُرسل البخار الساخن عبر صمامات تحكم إلى توربين. ومع تمدد البخار وتبريده، تنتقل طاقته إلى شفرات التوربين التي تُدير مولدًا كهربائيًا. يتميز البخار المُستنفد بانخفاض ضغطه ومحتواه من الطاقة؛ يُمرر بخار الماء هذا عبر مكثف، حيث يُزيل الحرارة من البخار. ثم يُضخ الماء المُكثف إلى الغلاية لتكرار الدورة.

تشمل الانبعاثات من المرجل ثاني أكسيد الكربون، وأكاسيد الكبريت، وفي حالة الفحم، الرماد المتطاير الناتج عن المواد غير القابلة للاحتراق في الوقود. تُنقل الحرارة المهدرة من المكثف إما إلى الهواء، أو أحيانًا إلى بركة تبريد أو بحيرة أو نهر.

التوربينات الغازية والغاز/البخار المدمج

توربينات غازية لتوليد الطاقة من سلسلة GE H بقدرة 480 ميغاواط
محطة توليد الكهرباء بايسيد في سانت جون، نيو برونزويك، هي محطة تعمل بالغاز الطبيعي .

يستخدم أحد أنواع محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري توربينًا غازيًا بالتزامن مع مولد بخار لاستعادة الحرارة (HRSG). ويُطلق عليها اسم محطة توليد الطاقة ذات الدورة المركبة لأنها تجمع بين دورة برايتون للتوربين الغازي ودورة رانكين لمولد البخار لاستعادة الحرارة. ويتم تزويد التوربينات بالوقود إما بالغاز الطبيعي أو بزيت الوقود.

المحركات الترددية

تُستخدم مولدات الديزل عادةً لتوفير الطاقة الأساسية في المجتمعات غير المتصلة بشبكة كهرباء واسعة النطاق. أما أنظمة الطاقة الاحتياطية، فقد تستخدم محركات احتراق داخلي ترددية تعمل بزيت الوقود أو الغاز الطبيعي. ويمكن أن تُستخدم المولدات الاحتياطية كمصدر طاقة طارئة لمصنع أو مركز بيانات، أو قد تعمل بالتوازي مع شبكة الكهرباء المحلية لتقليل تكلفة ذروة الطلب على الطاقة. تتميز محركات الديزل بقدرتها على توليد عزم دوران قوي عند سرعات دوران منخفضة نسبيًا، وهو أمر مرغوب فيه عمومًا عند تشغيل المولد الكهربائي ، إلا أن وقود الديزل المخزن لفترات طويلة قد يتعرض لمشاكل ناتجة عن تراكم الماء والتحلل الكيميائي . ولذلك، قد تُركّب المولدات التي نادرًا ما تُستخدم بالغاز الطبيعي أو غاز البترول المسال لتقليل متطلبات صيانة نظام الوقود.

تُستخدم محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالبنزين أو البروبان أو غاز البترول المسال بشكل شائع كمصادر طاقة مؤقتة محمولة لأعمال البناء أو الطاقة الطارئة أو الاستخدامات الترفيهية.

يمكن تشغيل محركات الاحتراق الخارجي الترددية، مثل محرك ستيرلينغ، باستخدام مجموعة متنوعة من أنواع الوقود الأحفوري، بالإضافة إلى أنواع الوقود المتجدد أو الحرارة المهدرة من الصناعات. وتُعدّ تركيبات محركات ستيرلينغ لإنتاج الطاقة نادرة نسبياً.

تاريخياً، استخدمت المحطات المركزية الأولى محركات بخارية ترددية لتشغيل المولدات. ومع ازدياد حجم الأحمال الكهربائية المطلوب تلبيتها، أصبحت الوحدات الترددية كبيرة الحجم ومعقدة التركيب، ما جعل تركيبها غير اقتصادي. وسرعان ما حلت التوربينات البخارية محل جميع المحركات الترددية في خدمة المحطات المركزية.

الوقود

الفحم

رسم تخطيطي لمحطة توليد طاقة تعمل بالفحم بنظام دورة البخار النموذجية (من اليسار إلى اليمين)

يُعدّ الفحم أكثر أنواع الوقود الأحفوري وفرةً على كوكب الأرض، ويُستخدم على نطاق واسع كمصدر للطاقة في محطات توليد الطاقة الحرارية ، كما أنه وقود رخيص نسبيًا. إلا أن الفحم وقود غير نقي، وينتج عنه كميات من غازات الاحتباس الحراري والتلوث تفوق ما ينتجه كمية مماثلة من البترول أو الغاز الطبيعي. فعلى سبيل المثال، ينتج عن تشغيل محطة توليد طاقة تعمل بالفحم بقدرة 1000 ميغاواط جرعة إشعاع نووي تبلغ 490 ريمًا للشخص سنويًا، مقارنةً بـ 136 ريمًا للشخص سنويًا لمحطة طاقة نووية مماثلة، بما في ذلك استخراج اليورانيوم وتشغيل المفاعل والتخلص من النفايات. [ 9 ]

يُنقل الفحم عبر الشاحنات البرية ، أو السكك الحديدية ، أو البارجات ، أو سفن نقل الفحم ، أو خطوط أنابيب نقل الفحم السائل . وقد تستقبل محطات توليد الطاقة المجاورة للمنجم الفحم عبر سيور ناقلة أو شاحنات ضخمة تعمل بالديزل والكهرباء . ويُجهز الفحم عادةً للاستخدام عن طريق تكسير الفحم الخام إلى قطع لا يزيد حجمها عن 5 سم . 

الغاز الطبيعي

يُعدّ الغاز وقودًا شائعًا جدًا، وقد حلّ محل الفحم في معظم الدول التي اكتُشف فيها الغاز في أواخر القرن العشرين أو أوائل القرن الحادي والعشرين، مثل الولايات المتحدة والمملكة المتحدة. وفي بعض الأحيان، تُعاد تهيئة محطات توليد البخار التي تعمل بالفحم لاستخدام الغاز الطبيعي بهدف خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. كما يُمكن تحويل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالنفط إلى الغاز الطبيعي لخفض تكاليف التشغيل.

زيت

كان زيت الوقود الثقيل مصدرًا هامًا للطاقة لتوليد الكهرباء. بعد ارتفاع أسعار النفط في سبعينيات القرن الماضي، حلّ الفحم محله، ثم الغاز الطبيعي لاحقًا. ولا يزال زيت التقطير مهمًا كوقود لمحطات توليد الطاقة التي تعمل بمحركات الديزل، وخاصة في المجتمعات المعزولة غير المتصلة بشبكة الكهرباء. كما يمكن استخدام الوقود السائل في محطات توليد الطاقة التي تعمل بتوربينات الغاز، لا سيما لتلبية ذروة الطلب أو في حالات الطوارئ. ومن بين مصادر الوقود الأحفوري الثلاثة، يتميز النفط بسهولة نقله وتداوله مقارنةً بالفحم الصلب، وسهولة تخزينه في الموقع مقارنةً بالغاز الطبيعي.

توليد مشترك للحرارة والطاقة

يُعرف نظام التوليد المشترك للحرارة والطاقة (CHP)، أو ما يُسمى أيضًا بالتوليد المشترك ، بأنه استخدام محطة توليد طاقة حرارية لتوفير كلٍ من الطاقة الكهربائية والحرارة (التي تُستخدم، على سبيل المثال، لأغراض التدفئة المركزية ). لا تقتصر هذه التقنية على التدفئة المنزلية (ذات درجات الحرارة المنخفضة) فحسب، بل تُستخدم أيضًا لتوفير الحرارة اللازمة للعمليات الصناعية، والتي غالبًا ما تكون ذات درجات حرارة عالية. تُشير الحسابات إلى أن التدفئة المركزية بنظام التوليد المشترك للحرارة والطاقة (CHPDH) هي الطريقة الأقل تكلفة لتقليل انبعاثات الكربون (ولكن ليس القضاء عليها تمامًا)، في حال استمرار حرق الوقود الأحفوري التقليدي. [ 10 ]

الآثار البيئية

محطة موهافي للطاقة ، وهي محطة طاقة تعمل بالفحم بقدرة 1580 ميجاوات بالقرب من لافلين، نيفادا ، خارج الخدمة منذ عام 2005 بسبب القيود البيئية [ 11 ] .

تُعدّ محطات الطاقة الحرارية من أهم المصادر الاصطناعية لإنتاج الغازات السامة والجسيمات الدقيقة . وتتسبب محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري في انبعاث ملوثات مثل أكاسيد النيتروجين (NOx ) ، وأكاسيد الكبريت (SOx ) ، وثاني أكسيد الكربون ( CO2 )، وأول أكسيد الكربون (CO)، والجسيمات الدقيقة (PM)، والغازات العضوية، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. [ 12 ] تُبدي المنظمات العالمية والوكالات الدولية، مثل وكالة الطاقة الدولية، قلقها إزاء الأثر البيئي لحرق الوقود الأحفوري ، والفحم على وجه الخصوص. يُساهم احتراق الفحم بشكل كبير في تكوين الأمطار الحمضية وتلوث الهواء ، ويرتبط بظاهرة الاحتباس الحراري . ونظرًا للتركيب الكيميائي للفحم، توجد صعوبات في إزالة الشوائب من الوقود الصلب قبل احتراقه. تُعدّ محطات الطاقة التي تعمل بالفحم الحديثة أقل تلويثًا من التصاميم القديمة بفضل تقنيات " التنقية " الجديدة التي تُصفّي هواء العادم في المداخن. ومع ذلك، لا تزال مستويات انبعاث الملوثات المختلفة أعلى بعدة مرات في المتوسط ​​من محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي، كما تنقل أجهزة التنقية الملوثات التي تم جمعها إلى مياه الصرف الصحي، والتي لا تزال تتطلب معالجة لتجنب تلوث المسطحات المائية. في هذه التصاميم الحديثة، ينجم التلوث الناتج عن محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم عن انبعاث غازات مثل ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت في الهواء، بالإضافة إلى كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي التي قد تحتوي على الرصاص والزئبق والكادميوم والكروم ، فضلاً عن الزرنيخ والسيلينيوم ومركبات النيتروجين ( النترات والنتريت ) . [ 13 ]

ينتج المطر الحمضي عن انبعاث أكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت . قد تكون هذه الغازات حمضية بشكل طفيف في حد ذاتها، ولكن عند تفاعلها مع الغلاف الجوي، تُنتج مركبات حمضية مثل حمض الكبريتوز وحمض النيتريك وحمض الكبريتيك ، والتي تتساقط على شكل أمطار، ومن هنا جاء مصطلح المطر الحمضي. في أوروبا والولايات المتحدة، ساهمت قوانين الانبعاثات الأكثر صرامة وتراجع الصناعات الثقيلة في الحد من المخاطر البيئية المرتبطة بهذه المشكلة، مما أدى إلى انخفاض الانبعاثات بعد ذروتها في ستينيات القرن الماضي.

في عام 2008، وثقت وكالة البيئة الأوروبية (EEA) عوامل الانبعاثات المعتمدة على الوقود بناءً على الانبعاثات الفعلية من محطات الطاقة في الاتحاد الأوروبي . [ 14 ]

ملوثالفحم الصلبالفحم البنيزيت الوقودزيوت أخرىالغاز
ثاني أكسيد الكربون (غ/جيجا جول)94,600101,00077,4007410056100
SO 2 (جم/جيجا جول)765136113502280.68
NO x (غ/جيجا جول)29218319512993.3
ثاني أكسيد الكربون (غ/جيجا جول)89.189.115.715.714.5
المركبات العضوية غير الميثانية (غ/جيجا جول)4.927.783.703.241.58
الجسيمات العالقة (غ/جيجا جول)12033254161.910.1
إجمالي حجم غازات الاحتراق (م³ / جيجا جول)360444279276272

ثاني أكسيد الكربون

محطة تايتشونغ لتوليد الطاقة بالفحم في تايوان ، وهي أكبر مصدر لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم [ 15 ]

يُعد توليد الكهرباء باستخدام الوقود الأحفوري مسؤولاً عن جزء كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) في جميع أنحاء العالم، وعن 34% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية في الولايات المتحدة في عام 2010. وفي الولايات المتحدة، يتم توليد 70% من الكهرباء عن طريق احتراق الوقود الأحفوري. [ 16 ]

يحتوي الفحم على نسبة كربون أعلى من النفط أو الغاز الطبيعي، مما ينتج عنه انبعاثات أكبر من ثاني أكسيد الكربون لكل وحدة كهرباء مُولّدة. في عام 2010، ساهم الفحم بنحو 81% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن توليد الكهرباء، ونحو 45% من إجمالي الكهرباء المُولّدة في الولايات المتحدة. [ 17 ] في عام 2000، بلغت كثافة الكربون ( انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ) الناتجة عن الاحتراق الحراري للفحم في الولايات المتحدة 2249  رطل/ميغاواط ساعة (1029  كجم/ميغاواط ساعة) [ 18 ] ، بينما بلغت كثافة الكربون الناتجة عن توليد الكهرباء الحراري بالنفط في الولايات المتحدة 1672  رطل/ميغاواط ساعة (758  كجم/ميغاواط ساعة أو 211  كجم/ جيجا جول ) [ 19 ] ، وبلغت كثافة الكربون الناتجة عن إنتاج الكهرباء الحراري بالغاز الطبيعي في الولايات المتحدة 1135  رطل/ميغاواط ساعة (515  كجم/ميغاواط ساعة أو 143  كجم/جيجا جول). [ 20 ]

أفادت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ( IPCC ) بأن زيادة كميات غاز ثاني أكسيد الكربون، أحد غازات الدفيئة، في الغلاف الجوي ستؤدي على الأرجح إلى ارتفاع متوسط ​​درجات الحرارة على مستوى العالم ( الاحتباس الحراري ). وقد دفعت المخاوف بشأن إمكانية تأثير هذا الاحتباس الحراري على المناخ العالمي الهيئة إلى إصدار توصيات تدعو إلى خفض كبير في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على مستوى العالم. [ 21 ]

يمكن تقليل الانبعاثات برفع درجات حرارة الاحتراق، مما يؤدي إلى إنتاج كهرباء أكثر كفاءة ضمن الدورة. اعتبارًا من عام 2019إن تكلفة انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أقل بكثير من تكلفة إضافة تقنية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) إلى محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري، لذلك لم يقم المالكون بذلك. [ 4 ]

تقدير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون

يمكن تقدير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطة توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري باستخدام الصيغة التالية: [ 22 ]

انبعاثات ثاني أكسيد الكربون = السعة × معامل السعة × معدل الحرارة × شدة الانبعاث × الزمن

حيث أن "السعة" هي " سعة اللوحة الاسمية " أو الحد الأقصى المسموح به لإنتاج المحطة، و" عامل السعة " أو "عامل الحمل" هو مقياس لكمية الطاقة التي تنتجها المحطة مقارنة بالكمية التي ستنتجها إذا تم تشغيلها بسعتها المقدرة دون توقف، ومعدل الحرارة هو الطاقة الحرارية الداخلة / الطاقة الكهربائية الخارجة، وكثافة الانبعاثات (تسمى أيضًا عامل الانبعاثات ) هي ثاني أكسيد الكربون المنبعث لكل وحدة حرارة متولدة لوقود معين.

على سبيل المثال، قد تُقدّر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية لمحطة توليد طاقة جديدة تعمل بالفحم الليغنيتي فوق الحرج بقدرة 1500 ميغاواط، وتعمل في المتوسط ​​بنصف طاقتها، على النحو التالي:

= 1500 ميجاواط × 0.5 × 100/40 × 101000  كجم/تيرا جول × سنة واحدة

= 1500 ميجا جول/ثانية × 0.5 × 2.5 × 0.101  كجم/ميجا جول × 365 × 24 × 60 × 60 ثانية

= 1.5 × 10³ × 5 × 10⁻¹ × 2.5 × 1.01⁻¹ × 3.1536 × 10⁷ كجم

= 59.7 × 10³⁻¹⁻¹ + 7 كجم

= 5.97 مليون طن

وبناءً على ذلك، يُقدّر أن محطة توليد الطاقة المذكورة تُصدر حوالي 6 ميغا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. وتُوثّق منظمات مثل " غلوبال إنرجي مونيتور" و" كاربون تراكر" و"إليكتريسيتي ماب" نتائج تقديرات مماثلة.

بدلاً من ذلك، قد يكون من الممكن قياس انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (ربما بشكل غير مباشر عبر غاز آخر) من خلال عمليات الرصد بالأقمار الصناعية. [ 23 ]

الجسيمات

من المشاكل الأخرى المرتبطة باحتراق الفحم انبعاث الجسيمات التي تُؤثر بشكل خطير على الصحة العامة. تعمل محطات توليد الطاقة على إزالة هذه الجسيمات من غازات المداخن باستخدام مرشحات الأكياس أو المرسبات الكهروستاتيكية . وتستخدم بعض المحطات الحديثة التي تحرق الفحم عملية مختلفة، وهي دورة التغويز المتكاملة المركبة ، حيث يُنتج غاز التخليق من تفاعل الفحم مع الماء. يُعالج غاز التخليق لإزالة معظم الملوثات، ثم يُستخدم مبدئيًا لتشغيل التوربينات الغازية. بعد ذلك، تُستخدم غازات العادم الساخنة من التوربينات الغازية لتوليد البخار اللازم لتشغيل التوربينات البخارية. وتُعد مستويات التلوث في هذه المحطات أقل بكثير من مستويات التلوث في محطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بالفحم. [ 24 ]

قد تكون الجسيمات المنبعثة من محطات توليد الطاقة بالفحم ضارة ولها آثار صحية سلبية. وقد أظهرت الدراسات أن التعرض لهذه الجسيمات يرتبط بزيادة الوفيات الناجمة عن أمراض الجهاز التنفسي والقلب. [ 25 ] كما يمكن أن تهيج هذه الجسيمات الممرات الهوائية الصغيرة في الرئتين، مما قد يؤدي إلى تفاقم مشاكل الربو والتهاب الشعب الهوائية المزمن وانسداد مجرى الهواء واضطرابات تبادل الغازات. [ 25 ]

توجد أنواع مختلفة من الجسيمات العالقة، تبعًا لتركيبها الكيميائي وحجمها. يُعدّ رماد الفحم المتطاير الشكل السائد للجسيمات العالقة المنبعثة من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم، إلا أن الكبريتات والنترات الثانوية تُشكّل أيضًا جزءًا كبيرًا منها. [ 26 ] رماد الفحم المتطاير هو ما يتبقى بعد احتراق الفحم، لذا فهو يتكون من المواد غير القابلة للاحتراق الموجودة فيه. [ 27 ]

يؤثر حجم هذه الجسيمات وتركيبها الكيميائي على آثارها على صحة الإنسان. [ 25 ] [ 26 ] تخضع الجسيمات الخشنة (قطرها أكبر من 2.5 ميكرومتر) والجسيمات الدقيقة (قطرها بين 0.1 ميكرومتر و2.5 ميكرومتر) حاليًا للتنظيم، بينما لا تخضع الجسيمات متناهية الصغر (قطرها أقل من 0.1 ميكرومتر) للتنظيم، على الرغم من أنها تشكل مخاطر جمة. [ 25 ] وللأسف، لا يزال الكثير مجهولًا حول أنواع الجسيمات الأكثر ضررًا، مما يجعل من الصعب وضع تشريعات مناسبة لتنظيمها. [ 26 ]

توجد عدة طرق للمساعدة في الحد من انبعاثات الجسيمات الدقيقة من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم. يسقط ما يقارب 80% من الرماد في قادوس الرماد، بينما ينتقل الباقي إلى الغلاف الجوي ليتحول إلى رماد متطاير من الفحم. [ 27 ] تشمل طرق الحد من هذه الانبعاثات من الجسيمات الدقيقة ما يلي:

  1. بيت الأكياس
  2. جهاز الترسيب الكهروستاتيكي (ESP)
  3. جامع الأعاصير

تحتوي وحدة تجميع الغبار على مرشح دقيق يجمع جزيئات الرماد، وتستخدم المرسبات الكهروستاتيكية مجالًا كهربائيًا لحجز جزيئات الرماد على ألواح عالية الجهد، بينما تستخدم جامعات الإعصار قوة الطرد المركزي لحجز الجزيئات على الجدران. [ 27 ] تشير دراسة حديثة إلى أن انبعاثات الكبريت من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري في الصين ربما تكون قد تسببت في تباطؤ ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي لمدة عشر سنوات (1998-2008). [ 28 ]

مياه الصرف الصحي

مخلفات محطة توليد الطاقة التي تعمل بالفحم

تُعدّ محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري، ولا سيما محطات الفحم، مصدراً رئيسياً لمياه الصرف الصناعي . وتشمل هذه المياه عمليات إزالة الكبريت من غازات المداخن، والرماد المتطاير، والرماد القاعي، والتحكم في الزئبق في غازات المداخن. وعادةً ما تقوم المحطات المزودة بأنظمة للتحكم في تلوث الهواء، مثل أجهزة التنقية الرطبة، بنقل الملوثات التي تم جمعها إلى مياه الصرف. [ 13 ]

تُعدّ أحواض الرماد ، وهي نوع من أحواض التجميع السطحية، تقنية معالجة شائعة الاستخدام في محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم. تستخدم هذه الأحواض الجاذبية لترسيب الجسيمات الكبيرة (المقاسة كإجمالي المواد الصلبة العالقة ) من مياه الصرف الصحي لمحطات توليد الطاقة. لا تعالج هذه التقنية الملوثات الذائبة. تستخدم محطات توليد الطاقة تقنيات إضافية للتحكم في الملوثات، وذلك بحسب نوع مياه الصرف الصحي في المحطة. تشمل هذه التقنيات معالجة الرماد الجاف، وإعادة تدوير الرماد في نظام مغلق، والترسيب الكيميائي، والمعالجة البيولوجية (مثل عملية الحمأة المنشطة)، وأنظمة الأغشية، وأنظمة التبخير والتبلور. في عام 2015، أصدرت وكالة حماية البيئة الأمريكية لائحةً بموجب قانون المياه النظيفة ، تلزم محطات توليد الطاقة الأمريكية باستخدام واحدة أو أكثر من هذه التقنيات. [ 13 ] وقد مكّنت التطورات التكنولوجية في أغشية التبادل الأيوني وأنظمة التحليل الكهربائي من معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن إزالة الكبريت من غازات المداخن بكفاءة عالية، وذلك لتلبية حدود التصريف المُحدَّثة لوكالة حماية البيئة. [ 29 ]

العناصر النزرة المشعة

الفحم صخر رسوبي يتكون أساسًا من تراكم المواد النباتية، ويحتوي على العديد من المعادن والعناصر غير العضوية التي ترسبت مع المواد العضوية أثناء تكوينه. وكما هو الحال في بقية قشرة الأرض ، يحتوي الفحم أيضًا على مستويات منخفضة من اليورانيوم والثوريوم ونظائر مشعة أخرى موجودة بشكل طبيعي، ويؤدي إطلاقها في البيئة إلى التلوث الإشعاعي . ورغم وجود هذه المواد على شكل شوائب ضئيلة جدًا، إلا أن حرق كميات كبيرة من الفحم يؤدي إلى إطلاق كميات كبيرة منها. فعلى سبيل المثال، قد ينتج عن محطة توليد طاقة تعمل بالفحم بقدرة 1000 ميغاواط إطلاق غير مُتحكم فيه لما يصل إلى 5.2 طن متري سنويًا من اليورانيوم (تحتوي على 34 كيلوغرامًا من اليورانيوم -235 ) و12.8 طن متري سنويًا من الثوريوم. [ 30 ] في المقابل، ستُنتج محطة نووية بقدرة 1000 ميغاواط حوالي 30 طنًا متريًا من النفايات الصلبة المعبأة عالية الإشعاع سنويًا. [ 31 ] تشير التقديرات إلى أن حرق الفحم في الولايات المتحدة الأمريكية خلال عام 1982 أطلق إشعاعًا غير مُتحكم به في الغلاف الجوي يفوق ما أطلقه حادث جزيرة ثري مايل بـ 155 ضعفًا . [ 32 ] ويُقدّر إجمالي الإشعاع الناتج عن حرق الفحم في جميع أنحاء العالم بين عامي 1937 و2040 بنحو 2,700,000 كوري أو 0.101 إكسبيكريل. [ 30 ] وفي ظل التشغيل العادي، تبلغ الجرعة المكافئة الفعالة من محطات الفحم 100 ضعف تلك الناتجة عن المحطات النووية. [ 30 ] إلا أن التشغيل العادي يُعدّ معيارًا مُضللًا للمقارنة: فقد أطلقت كارثة تشيرنوبيل النووية وحدها، من اليود-131، ما يُقدّر بنحو 1.76 إكسبيكريل. [ 33 ] من الإشعاع، وهي قيمة أعلى بعشرة أضعاف من إجمالي الانبعاثات من جميع أنواع الفحم المحروق خلال قرن، في حين أن اليود-131، وهو المادة المشعة الرئيسية التي تنبعث في حالات الحوادث، يبلغ عمر النصف له 8 أيام فقط. 

تلوث المياه والهواء برماد الفحم

كشفت دراسة نُشرت في أغسطس/آب 2010، أجرتها منظمات " مشروع النزاهة البيئية" و" نادي سييرا" و "إيرث جستس"، والتي فحصت بيانات التلوث في الولايات المتحدة، أن رماد الفحم الناتج عن محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم، والذي يُلقى في مواقع عبر 21 ولاية أمريكية ، قد لوّث المياه الجوفية بعناصر سامة، من بينها الزرنيخ والرصاص . وخلصت الدراسة إلى أن مشكلة تلوث المياه برماد الفحم في الولايات المتحدة أوسع نطاقًا مما كان يُعتقد سابقًا، حيث رفعت الدراسة عدد مواقع المياه الجوفية الملوثة برماد الفحم الناتج عن محطات توليد الطاقة في الولايات المتحدة إلى 137 موقعًا. [ 34 ]

ثبت أن الزرنيخ يسبب سرطان الجلد وسرطان المثانة وسرطان الرئة ، وأن الرصاص يُلحق الضرر بالجهاز العصبي . [ 35 ] كما ترتبط ملوثات رماد الفحم بأمراض الجهاز التنفسي ومشاكل صحية ونمائية أخرى، وقد أثرت سلبًا على الحياة المائية المحلية. [ 34 ] ويُطلق رماد الفحم أيضًا مجموعة متنوعة من الملوثات السامة في الهواء المحيط، مما يُشكل خطرًا صحيًا على من يستنشقون غبار الفحم المتطاير. [ 35 ]

تلوث الزئبق

أجرى علماء حكوميون أمريكيون اختبارات على الأسماك في 291 مجرى مائي في أنحاء البلاد للكشف عن تلوثها بالزئبق . ووجدوا الزئبق في جميع الأسماك التي تم اختبارها، وفقًا لدراسة أجرتها وزارة الداخلية الأمريكية . بل ووجدوا الزئبق حتى في أسماك المجاري المائية الريفية المعزولة. وتبين أن 25% من الأسماك المختبرة تحتوي على مستويات من الزئبق أعلى من مستويات الأمان التي حددتها وكالة حماية البيئة الأمريكية للأشخاص الذين يتناولون هذه الأسماك بانتظام. وتُعد انبعاثات محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم المصدر الأكبر لتلوث الزئبق في الولايات المتحدة. [ 36 ]

تحويل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري

توجد عدة طرق للحد من التلوث وتقليل انبعاثات الكربون من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري أو القضاء عليها تمامًا. ومن الطرق الشائعة والفعّالة من حيث التكلفة تحويل المحطة للعمل بوقود مختلف. يشمل ذلك تحويل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم إلى محاصيل الطاقة /الكتلة الحيوية أو النفايات [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] ، وتحويل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي إلى الغاز الحيوي أو الهيدروجين [ 40 ] . ويُعدّ تحويل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم إلى محطات تعمل بالنفايات ميزة إضافية تتمثل في تقليل كمية النفايات المدفونة . إضافةً إلى ذلك، يمكن تجهيز محطات توليد الطاقة التي تعمل بالنفايات بأنظمة استعادة المواد، وهو أمر مفيد للبيئة أيضًا. في بعض الحالات، قد يفيد تحميص الكتلة الحيوية محطة توليد الطاقة إذا كانت محاصيل الطاقة/الكتلة الحيوية هي المادة التي ستستخدمها محطة توليد الطاقة المحولة التي تعمل بالوقود الأحفوري [ 41 ] . كذلك، عند استخدام محاصيل الطاقة كوقود، وفي حال تطبيق إنتاج الفحم الحيوي ، يمكن أن تصبح محطة توليد الطاقة الحرارية سالبة الكربون بدلًا من كونها محايدة للكربون فقط. كما أن تحسين كفاءة الطاقة في محطة توليد الطاقة التي تعمل بالفحم يُسهم في خفض الانبعاثات.

إلى جانب مجرد التحويل للعمل على وقود مختلف، تقدم بعض الشركات أيضًا إمكانية تحويل محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري إلى أنظمة تخزين طاقة الشبكة التي تستخدم تخزين الطاقة الحرارية الكهربائية (ETES) [ 42 ].

الحد من تلوث الفحم

تُعدّ معالجة تلوث الفحم عملية يتم فيها غسل الفحم كيميائيًا لإزالة المعادن والشوائب، وأحيانًا تحويله إلى غاز ، ثم حرقه ومعالجة غازات المداخن الناتجة بالبخار بهدف إزالة ثاني أكسيد الكبريت، وإعادة حرقه لجعل ثاني أكسيد الكربون الموجود في غازات المداخن قابلاً للاسترداد اقتصاديًا، وقابلاً للتخزين تحت الأرض (وهي العملية التي تُسمى "احتجاز الكربون وتخزينه"). يستخدم قطاع الفحم مصطلح "الفحم النظيف" لوصف التقنيات المصممة لتعزيز كفاءة استخراج الفحم وإعداده واستخدامه، وملاءمتها البيئية [ 43 ] ، ولكنه لم يضع أي حدود كمية محددة لأي انبعاثات، وخاصة ثاني أكسيد الكربون. في حين أنه يمكن إزالة الملوثات مثل الكبريت أو الزئبق من الفحم، لا يمكن إزالة الكربون بشكل فعال مع الحفاظ على وقود قابل للاستخدام، كما أن محطات الفحم النظيف التي لا تستخدم احتجاز الكربون وتخزينه لا تُقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وقد دعا جيمس هانسن، في رسالة مفتوحة إلى الرئيس الأمريكي آنذاك باراك أوباما، إلى "وقف تشغيل محطات الفحم التي لا تقوم باحتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، والتخلص التدريجي منها " . في كتابه " عواصف أحفادي" ، يناقش هانسن بالمثل إعلانه عن الإشراف ، والذي ينص مبدأه الأول على "وقف تشغيل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم والتي لا تقوم باحتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون". [ 44 ]

تشغيل محطة الطاقة بالهيدروجين المحول من الغاز الطبيعي

يمكن أيضًا تعديل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالغاز لتشغيلها بالهيدروجين . [ 45 ] يمكن في البداية إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي من خلال إعادة تشكيل البخار ، كخطوة نحو اقتصاد الهيدروجين ، مما يقلل في نهاية المطاف من انبعاثات الكربون. [ 46 ] [ 47 ]

منذ عام 2013، قام علماء في مختبر كارلسروه للمعادن السائلة (KALLA) بتحسين عملية التحويل باستخدام عملية تُسمى التحلل الحراري للميثان . [ 48 ] وقد نجحوا في تسهيل إزالة السخام (وهو منتج ثانوي للعملية، وكان يُلحق الضرر بالأجزاء العاملة في السابق، ولا سيما محفز النيكل والحديد والكوبالت). [ 49 ] [ 50 ] ويمكن بعد ذلك تخزين السخام (الذي يحتوي على الكربون) تحت الأرض، فلا يُطلق في الغلاف الجوي.

التخلص التدريجي من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري

اعتبارًا من عام 2019لا تزال هناك فرصة لإبقاء الاحتباس الحراري العالمي دون 1.5  درجة مئوية إذا لم يتم بناء المزيد من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري، وتم إغلاق بعض المحطات القائمة مبكرًا، إلى جانب تدابير أخرى مثل إعادة التشجير . [ 5 ] تشمل بدائل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري الطاقة النووية ، والطاقة الشمسية ، والطاقة الحرارية الأرضية ، وطاقة الرياح ، والطاقة الكهرومائية ، ومحطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية، وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة (انظر الاقتصاد غير الكربوني ). معظم هذه التقنيات مُثبتة على نطاق صناعي، بينما لا يزال بعضها الآخر في مرحلة النماذج الأولية.

تكتفي بعض الدول باحتساب تكلفة إنتاج الطاقة الكهربائية فقط، ولا تأخذ في الحسبان التكلفة الاجتماعية للكربون أو التكاليف غير المباشرة المرتبطة بالعديد من الملوثات الناتجة عن حرق الفحم (مثل زيادة حالات دخول المستشفيات بسبب أمراض الجهاز التنفسي التي تسببها جزيئات الدخان الدقيقة). [ 51 ]

التكلفة النسبية حسب مصدر التوليد

عند مقارنة تكاليف محطات توليد الطاقة، جرت العادة على البدء بحساب تكلفة الطاقة عند أطراف المولدات مع مراعاة عدة عوامل رئيسية. وتُؤخذ التكاليف الخارجية، مثل تكاليف الربط، وتأثير كل محطة على شبكة التوزيع، في الاعتبار بشكل منفصل كتكلفة إضافية على تكلفة الطاقة المحسوبة عند الأطراف.

العوامل الأولية التي تم أخذها في الاعتبار هي:

  • التكاليف الرأسمالية، بما في ذلك تكاليف التخلص من النفايات وتكاليف إيقاف تشغيل الطاقة النووية.
  • تكاليف التشغيل والصيانة.
  • تكاليف الوقود لمصادر الوقود الأحفوري والكتلة الحيوية، والتي قد تكون سلبية بالنسبة للنفايات.
  • عدد الساعات السنوية المحتملة لكل سنة تشغيل أو عامل الحمل، والذي قد يكون منخفضًا بنسبة 30٪ لطاقة الرياح، أو مرتفعًا بنسبة 90٪ للطاقة النووية.
  • مبيعات تعويض الحرارة، على سبيل المثال في التدفئة المركزية المشتركة للحرارة والطاقة (CHP/DH).

تحدث هذه التكاليف على مدى عمر محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري الذي يتراوح بين 30 و 50 عامًا ، باستخدام التدفقات النقدية المخصومة .

انظر أيضاً

مراجع

  1. "بيانات الكهرباء السنوية" . ember-energy.org . 21 أبريل 2025. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أبريل 2025 .
  2. "ربط طاقة الرياح والطاقة الشمسية بالشبكة" (ملف PDF) . الوكالة الدولية للطاقة . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 16 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2019 .
  3. حيدري، ن.؛ بيرس، ج.م. (2016). "مراجعة لالتزامات انبعاثات غازات الاحتباس الحراري كقيمة للطاقة المتجددة في تخفيف الدعاوى القضائية المتعلقة بأضرار تغير المناخ" . مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 55 : 899-908 . doi : 10.1016/j.rser.2015.11.025 . S2CID 111165822 . 
  4. 1 2 "لماذا قد يكون احتجاز الكربون هو الحل الأمثل الذي يحتاجه العالم؟" . المنتدى الاقتصادي العالمي . مؤرشف من الأصل في 9 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 9 مايو 2019 .
  5. ١ ٢ "لدينا عدد كبير جدًا من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري لتحقيق أهداف المناخ" . البيئة . ١ يوليو ٢٠١٩. مؤرشف من الأصل في ٣ يوليو ٢٠١٩. تم الاسترجاع في ٨ يوليو ٢٠١٩ .
  6. "خطأ الغرب النووي" . MSN . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2021 .
  7. سونال باتيل (4 يناير 2017). "من يمتلك أسطول محطات توليد الطاقة بالفحم الأكثر كفاءة في العالم؟" . مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه في 5 سبتمبر 2018 .
  8. "كفاءة توليد الكهرباء: وثيقة عمل لدراسة النفط والغاز العالمية للمجلس الوطني للبترول" (ملف PDF) . المجلس الوطني للبترول. 18 يوليو 2007. ص 5. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 4 يوليو 2010. تم الاطلاع عليه في 18 يوليو 2007 . 
  9. تريفيلبيس، ألفين (1993). "مستقبل مراكز الأبحاث النووية" (ملف PDF) . مراجعة مختبر أوك ريدج الوطني . 26 (3 و4): 28. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 31 يناير 2017. تم الاطلاع عليه في 23 فبراير 2017 .
  10. "Claverton-energy.co.uk" . مؤرشف من الأصل في 5 أكتوبر 2011. تم الاطلاع عليه في 25 أغسطس 2009 .
  11. محطة توليد الطاقة SEC Mohave مؤرشفة في 14 سبتمبر 2008 في Wayback Machine ، تم استرجاعها في 24-07-2008
  12. فولادي فرد، رضا؛ ندافي، ك.؛ يونسيان، م.؛ نبي زاده نودهي، ر.؛ وآخرون . (2016). "تقييم الآثار الصحية والتكاليف الخارجية لمحطة توليد الطاقة بالغاز الطبيعي في قم". مجلة علوم البيئة وبحوث التلوث . 23 (20): 20922-20936 . Bibcode : 2016ESPR...2320922F . doi : 10.1007/ s11356-016-7258-0 . PMID 27488708. S2CID 25937869 .   
  13. 1 2 3 "إرشادات تصريف النفايات السائلة الناتجة عن توليد الطاقة الكهربائية بالبخار - القاعدة النهائية لعام 2015" . واشنطن العاصمة: وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). 4 سبتمبر 2020.
  14. تلوث الهواء الناتج عن محطات الاحتراق الكبيرة لتوليد الكهرباء ، كوبنهاغن: وكالة البيئة الأوروبية (EEA)، 2008، ISBN 978-92-9167-355-1تمت أرشفة هذا النص من النسخة الأصلية بتاريخ 16 يوليو 2011
  15. "صحيفة فينيكس صن | أرقام صادمة | أكثر 200 محطة طاقة تلويثاً للبيئة في العالم" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2013 .
  16. "مصادر تغير المناخ" . وكالة حماية البيئة. 2012. مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 26 أغسطس 2012 .
  17. "انبعاثات قطاع الكهرباء وتغير المناخ" . وكالة حماية البيئة. 2012. مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 26 أغسطس 2012 .
  18. "وكالة حماية البيئة الأمريكية - الطاقة النظيفة - الفحم" . مؤرشف من الأصل في 11 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 21 أكتوبر 2009 .
  19. "وكالة حماية البيئة الأمريكية - الطاقة النظيفة - النفط" . مؤرشف من الأصل في 11 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 21 أكتوبر 2009 .
  20. "وكالة حماية البيئة الأمريكية - الطاقة النظيفة - الغاز" . مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 2009. تم الاطلاع عليه في 21 أكتوبر 2009 .
  21. سولومون، س.؛ وآخرون (2007). "ملخص لصناع السياسات" (ملف PDF) . تقرير الفريق العامل الأول التابع للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ . الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 7 مايو 2017. تم الاطلاع عليه في 24 مارس 2010 . 
  22. "تقدير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطات الفحم" . مرصد الطاقة العالمي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 فبراير 2020 .
  23. "منهجية لتقييد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم باستخدام رصد الأقمار الصناعية لثاني أكسيد النيتروجين المنبعث معها" (ملف PDF) . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي .
  24. لجنة فوائد البحث والتطوير بوزارة الطاقة الأمريكية في مجال كفاءة الطاقة والطاقة الأحفورية، هيئة التنظيم النووي الأمريكية (2001). أبحاث الطاقة في وزارة الطاقة: هل كانت مجدية؟ أبحاث كفاءة الطاقة والطاقة الأحفورية من عام 1978 إلى عام 2000. مطبعة الأكاديميات الوطنية. ص 174. ISBN  978-0-309-07448-3.
  25. 1 2 3 4 نيل، أ. (6 مايو 2005). الأمراض المرتبطة بتلوث الهواء: آثار الجسيمات. مجلة ساينس ، 308(5723)، 804-806.
  26. 1 2 3 غراهام، ت.، وشليزنجر، ر. (15 أبريل 2007). الآثار الصحية للمواد الجسيمية المحمولة جواً: هل لدينا معلومات كافية للنظر في تنظيم أنواع أو مصادر محددة من الجسيمات؟ علم السموم الاستنشاقية، 19(6-7)، 457-481.
  27. 1 2 3 شوبيرت، إتش إتش (2002). الطاقة والمجتمع . نيويورك: تايلور وفرانسيس، 241-255.
  28. فريدمان، أندرو (5 يوليو 2011). "دراسة جديدة تُلقي باللوم على استخدام الصين للفحم وتلوث الهواء في تباطؤ الاحتباس الحراري العالمي لمدة عشر سنوات" . صحيفة واشنطن بوست . مؤرشف من الأصل في 16 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 29 أكتوبر 2018 .
  29. "خفض التكاليف والنفايات في معالجة مياه الصرف الناتجة عن إزالة الكبريت من غازات المداخن" . مجلة باور . الطاقة الكهربائية. مارس 2017. مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2017. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2017 .
  30. 1 2 3 احتراق الفحم: مورد نووي أم خطر؟ مؤرشف في 5 فبراير 2007 في Wayback Machine بواسطة أليكس جابارد، مراجعة ORNL ، صيف/خريف 1993، المجلد 26، العددان 3 و4.
  31. تومسون، ليندا. "تزجيج النفايات النووية" . PH240 - خريف 2010: مقدمة في فيزياء الطاقة . جامعة ستانفورد. مؤرشف من الأصل في 18 أكتوبر 2015. تم الاطلاع عليه في 10 أغسطس 2014 .
  32. Physics.ohio-state.edu مؤرشف بتاريخ 27 مارس 2009 في أرشيف الإنترنت
  33. "التساقط الإشعاعي في فوكوشيما يقترب من مستويات تشيرنوبيل" . مجلة نيو ساينتست . مؤرشف من الأصل في 26 مارس 2011. تم الاطلاع عليه في 24 أبريل 2011 .
  34. ١ ٢ "دراسة لمواقع رماد الفحم تكشف عن تلوث مائي واسع النطاق" مؤرشف بتاريخ ٢٩ أغسطس ٢٠١٠ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) - ماكلاتشي ؛ مؤرشف أيضًا على: commondreams.org مؤرشف بتاريخ ٢٨ أغسطس ٢٠١٠ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
  35. بيان صحفي صادر عن منظمة " إيرث جستس" بتاريخ 16 سبتمبر 2010، بعنوان " تقرير جديد - رماد الفحم مرتبط بالسرطان وأمراض أخرى؛ نفايات الفحم تسمم المجتمعات في 34 ولاية". مؤرشف بتاريخ 19 سبتمبر 2010 على موقع Wayback Machine. موقع Earthjustice.org ومنظمة " أطباء من أجل المسؤولية الاجتماعية " ، بعنوان "رماد الفحم: التهديد السام لمجتمعاتنا وبيئتنا". مؤرشف بتاريخ 6 أكتوبر 2010 على موقع Wayback Machine. 16 سبتمبر 2010، موقع earthjustice.org
  36. nytimes.com "العلماء: تم العثور على الزئبق في جميع الأسماك التي تم اختبارها" مؤرشف في 29 ديسمبر 2016 في Wayback Machine ، صحيفة نيويورك تايمز ، 19 أغسطس 2009
  37. "تحويل محطة توليد الطاقة من الفحم إلى الكتلة الحيوية" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 6 مارس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يوليو 2019 .
  38. "تحويل الفحم إلى كتلة حيوية بواسطة شركة جورجيا باور" . مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 26 أبريل 2009 .
  39. تحويل محطة توليد الطاقة بالفحم إلى محطة توليد طاقة تعمل بالنفايات. مؤرشف بتاريخ 21 يوليو 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  40. "شركة MHPS ستحوّل محطة توليد الطاقة بالغاز الطبيعي ذات الدورة المركبة الهولندية للعمل بالهيدروجين" . مايو 2018. مؤرشف من الأصل في 3 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 3 مايو 2019 .
  41. "يُعدّ تحميص الكتلة الحيوية ضروريًا أحيانًا عند استخدامها في أنظمة إنتاج الأغذية المُحوّلة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 نوفمبر 2014 .
  42. حل مفتاح ETES من سيمنز جاميسا
  43. AustralianCoal.com.au مؤرشف في 7 ديسمبر 2007 على موقع Wayback Machine — نظرة عامة على الفحم النظيف
  44. هانسن، جيمس (2009). عواصف أحفادي . لندن: دار بلومزبري للنشر. ص 242. ISBN  978-1-4088-0745-3.
  45. "خطة تحويل الشمال للعمل بالهيدروجين" . أسبوع المرافق . 30 نوفمبر 2018. مؤرشف من الأصل في 9 مايو 2019. تم الاسترجاع في 9 مايو 2019 .
  46. "رؤية الهيدروجين: الهيدروجين الأزرق لمستقبل أخضر" . عالم الغاز. مؤرشف من الأصل في 9 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 9 مايو 2019 .
  47. تحويل الغاز الطبيعي إلى هيدروجين: إعادة تشكيل الغاز الطبيعي
  48. KITT/IASS – إنتاج الهيدروجين الخالي من ثاني أكسيد الكربون من الغاز الطبيعي لاستخدامه في الطاقة
  49. التفاعل الذي سيمنحنا وقودًا أحفوريًا نظيفًا إلى الأبد
  50. الهيدروجين من الميثان بدون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
  51. التكلفة الكاملة للكهرباء (ملف PDF) . جامعة تكساس في أوستن. أبريل 2018. ص 11. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 10 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 10 مايو 2019 . 

فهرس

  • البخار: توليده واستخدامه (2005). الطبعة 41، شركة بابكوك آند ويلكوكس، رقم ISBN 0-9634570-0-4
  • تشغيل محطات البخار (2011). الطبعة التاسعة، إيفريت ب. وودروف، هربرت ب. لامرز، توماس ف. لامرز (مؤلفون مشاركون)، ماكجرو هيل بروفيشنال، رقم ISBN 978-0-07-166796-8
  • دليل توليد الطاقة: أساسيات تشغيل محطات الطاقة منخفضة الانبعاثات وعالية الكفاءة (2012). الطبعة الثانية. فيليب كياميه، ماكجرو هيل بروفيشنال، رقم ISBN 978-0-07-177227-3
  • الدليل القياسي لهندسة محطات توليد الطاقة (1997). الطبعة الثانية، توماس سي. إليوت، وكاو تشين، وروبرت سوانكامب (مؤلفون مشاركون)، ماكجرو هيل بروفيشنال، رقم ISBN 0-07-019435-1