ذروة الفحم

ذروة استهلاك الفحم هي اللحظة التي يصل فيها استهلاك الفحم إلى أقصى حد، وبعدها يُفترض أن ينخفض ​​استهلاكه. تاريخيًا، كان يُعتقد على نطاق واسع أن جانب العرض هو الذي سيقود في نهاية المطاف إلى ذروة استهلاك الفحم نتيجةً لنضوب احتياطيات الفحم . مع ذلك، ومنذ تزايد الجهود العالمية للحد من تغير المناخ ، أصبحت ذروة استهلاك الفحم مدفوعة بالطلب. ^{[ 1 ]} ويعود ذلك في جزء كبير منه إلى التوسع السريع في استخدام الغاز الطبيعي والطاقة المتجددة. ^{[ 1 ]} اعتبارًا من عام 2024، كان أكثر من 40% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في قطاع الطاقة ناتجًا عن الفحم، وقد تعهدت العديد من الدول بالتخلص التدريجي من الفحم . ^{[ 2 ]}

بلغت حصة الفحم ذروتها في مزيج الطاقة العالمي عام 2008، حين شكّلت 30% من إنتاج الطاقة العالمي. ^{[ 1 ]} ويتراجع استهلاك الفحم في الولايات المتحدة وأوروبا، وكذلك في الاقتصادات المتقدمة في آسيا. [ ^{1 ] إلا} أن الإنتاج ازداد في الهند وإندونيسيا والصين ، مما عوّض الانخفاضات في المناطق الأخرى. ^{[ 3 ]}

في عام 2024، صرّحت وكالة الطاقة الدولية قائلةً: "بينما يستمر الطلب على الفحم في الاقتصادات المتقدمة بالانكماش، يُتوقع أن يُعوّض هذا الانخفاض نموٌّ في عددٍ قليلٍ من الاقتصادات الناشئة والنامية، مثل الهند وإندونيسيا وفيتنام، حيث من المُقرر تلبية الطلب الإضافي على الطاقة المرتبط بالنمو الاقتصادي من مصادر متنوعة، بما في ذلك الفحم. وعلى الرغم من زيادة توليد الكهرباء من مصادر متجددة، يُتوقع أن تشهد الهند أكبر زيادة في استخدام الفحم في السنوات القادمة، ^{[ 4 ]} مدفوعةً بالاستهلاك من قطاع الطاقة والصناعة. ومع ذلك، وكما كان الحال على مدى 25 عامًا، ستستمر الصين، التي تستهلك فحمًا أكثر بنسبة 30% من بقية دول العالم مجتمعة، في تحديد الاتجاهات العالمية." ^{[ 5 ]}

على الرغم من وفرة احتياطيات الفحم، فقد انخفض استهلاكه في العديد من البلدان. ​​في عام 2016، أغلقت اسكتلندا آخر محطة لتوليد الطاقة تعمل بالفحم، ^{[ 6 ]} وعوض ذلك زيادة في توليد الطاقة النووية (إلى 42.8% من إنتاج عام 2016). وشكّلت الطاقة المتجددة الاسكتلندية 42.9% من إنتاج عام 2016. ^{[ 7 ]} يُستخدم مصطلح "ذروة استهلاك الفحم" حاليًا للإشارة إلى ذروة استهلاك الفحم عالميًا ومحليًا، وما يتبعها من انخفاض. في عام 2016، قدّر الخبراء أن الصين، أكبر مستهلك للفحم في العالم، قد بلغت ذروة استهلاكها للفحم في عام 2013، وأن العالم ربما يكون قد تجاوز هذه الذروة. ^{[ 8 ]} مع ذلك، في عام 2017، ولأول مرة منذ أربع سنوات، ارتفع الطلب على الفحم. ^{[ 9 ]}

بحسب تقرير "الفحم 2024 " الصادر عن وكالة الطاقة الدولية، وهو التقرير السنوي لسوق الفحم، فقد انتعش استخدام الفحم عالميًا بقوة بعد انخفاضه الحاد في ذروة الجائحة. ومن المتوقع أن يرتفع إلى 8.77 مليار طن في عام 2024، وهو رقم قياسي. ووفقًا للتقرير، من المتوقع أن يبقى الطلب قريبًا من هذا المستوى حتى عام 2027. ^{[ 10 ]}

في عام 2015، استحوذت الصين على 50% من استهلاك الفحم العالمي. وقد انخفض استهلاك الفحم الصيني في عامي 2014 و2015. وكان آخر انخفاض سابق في استهلاك الفحم الصيني في عامي 1997 و1998. وبينما انخفض الاستهلاك في الصين والولايات المتحدة في عام 2015، استمر استهلاك الهند في الارتفاع، وفي عام 2015، تجاوزت الهند الولايات المتحدة لتصبح ثاني أكبر مستهلك للفحم في العالم. ^{[ 11 ]}

اعتبارًا من عام 2018، كانت الدول الرائدة في استخراج الفحم هي الصين (46.0%)، والهند (9.5%)، والولايات المتحدة (8.6%)، وإندونيسيا (6.8%)، وأستراليا (6.1%).

الولايات المتحدة

على الرغم من أن تحليل هوبيرت في عام 1956 توقع أن يصل إجمالي الاستخراج إلى ذروته في حوالي عام 2150، ^{[ 20 ]} فإن السجلات تُظهر أن الاستخراج وصل إلى ذروة الطاقة في عام 1998 وذروة الحمولة في عام 2008. ^{[ 21 ]}

كتلة الفحم

بلغ استخراج الفحم في الولايات المتحدة ذروته خلال الحرب العالمية الأولى ، ثم انخفض بشكل حاد خلال سنوات الكساد في ثلاثينيات القرن العشرين. وبلغ استخراج الفحم ذروته مرة أخرى في أربعينيات القرن العشرين، ثم انخفض خلال خمسينيات القرن العشرين. ^{[ 20 ]} بعد ذلك، انتعش استخراج الفحم، وشهد اتجاهًا تصاعديًا شبه مستمر من عام 1962 إلى عام 2008، متجاوزًا الذروات السابقة. وبلغ الاستخراج في عام 2008 رقمًا قياسيًا قدره 1.17 مليار طن قصير. ^{[ 22 ]} وبلغ إنتاج فحم الأنثراسيت عالي القيمة الحرارية ذروته في عام 1914؛ ^{[ 20 ]} ثم انخفض من 44 مليون طن في عام 1950 إلى 1.6 مليون طن في عام 2007. كما انخفض استخراج الفحم البيتوميني منذ عام 1990. وقد تم تعويض هذا النقص بزيادات كبيرة في استخراج الفحم شبه البيتوميني. ^{[ 22 ]} تم نشر تحليل شامل للاتجاهات التاريخية في استخراج الفحم وتقديرات الاحتياطيات في الولايات المتحدة، إلى جانب توقعات مستقبلية محتملة، في المجلات العلمية المتخصصة في جيولوجيا الفحم في عام 2009. ^{[ 23 ]}

في عام 1956، قدّر هوبيرت أن استخراج الفحم في الولايات المتحدة سيبلغ ذروته في حوالي عام 2150. ^{[ 20 ]} وفي عام 2004، استخدم جريجسون فوكس نموذج هوبيرت للتنبؤ بذروة استخراج الفحم في الولايات المتحدة في عام 2032. ^{[ 24 ]} وفي عام 2014، توقع نموذج نُشر في المجلة الدولية لجيولوجيا الفحم ذروة في إنتاج الفحم الخام في الولايات المتحدة بين عامي 2009 و2023، مع ترجيح أن تكون ذروة الإنتاج في عام 2010. ^{[ 25 ]}

ذروة الطاقة

على مر السنين، انخفض متوسط ​​محتوى الطاقة لكل طن من الفحم المستخرج في الولايات المتحدة مع تحول التعدين إلى أنواع الفحم الأقل جودة. ورغم أن كمية الفحم المستخرج في الولايات المتحدة بلغت ذروتها الأخيرة في عام 2008، إلا أن ذروة محتوى الطاقة في الفحم كانت في عام 1998، حيث بلغت 598 مليون طن متري من مكافئ النفط (Mtoe)؛ وبحلول عام 2005 انخفض هذا الرقم إلى 576 مليون طن متري من مكافئ النفط، أي بانخفاض قدره 4% تقريبًا. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

وفقًا لنظرية ذروة هوبيرت التي وضعها إم. كينغ هوبيرت ، فإن ذروة إنتاج الفحم هي النقطة التي يصل عندها معدل الإنتاج العالمي للفحم إلى أقصى حد، وبعدها، وفقًا للنظرية، سيبدأ معدل الإنتاج في الانخفاض التدريجي. الفحم وقود أحفوري يتكون من مواد نباتية على مدى ملايين السنين. وهو مورد محدود، وبالتالي يُعتبر مصدرًا غير متجدد للطاقة .

هناك ذروتان محتملتان مختلفتان: إحداهما تُقاس بالكتلة (أي الأطنان المترية) والأخرى تُقاس بالطاقة الناتجة (أي البيتاجول). ارتفع متوسط ​​المحتوى الحراري العالمي لكل وحدة كتلة من الفحم المستخرج من 8020 وحدة حرارية بريطانية/رطل في عام 1989 إلى 9060 وحدة حرارية بريطانية/رطل في عام 1999. ومنذ عام 1999، ظل متوسط ​​المحتوى الحراري العالمي للفحم المستخرج مستقرًا نسبيًا، وبلغ 9030 وحدة حرارية بريطانية/رطل في عام 2011. ^{[ 44 ]}

وخلص هوبيرت إلى أن لكل منطقة نفطية ولكل دولة منحنى استنزاف على شكل جرس . ^{[ 20 ]} ومع ذلك، فقد طرح هذا السؤال في الأصل ويليام ستانلي جيفونز في كتابه "مسألة الفحم" عام 1865.

لاحظ هوبيرت أن استخراج الفحم في الولايات المتحدة نما نموًا متسارعًا بمعدل ثابت قدره 6.6% سنويًا من عام 1850 إلى عام 1910، ثم استقر النمو بعد ذلك. وخلص إلى أنه لا يمكن لأي مورد محدود أن يدعم هذا النمو المتسارع. ففي مرحلة ما، سيبلغ معدل الاستخراج ذروته ثم ينخفض ​​حتى ينضب المورد. وافترض أن معدل الاستخراج، عند رسمه بيانيًا مع مرور الوقت، سيُظهر منحنى على شكل جرس، ينخفض ​​بنفس سرعة ارتفاعه. ^{[ 45 ]} استخدم هوبيرت ملاحظاته حول استخراج الفحم في الولايات المتحدة للتنبؤ بسلوك ذروة إنتاج النفط .

يُعاني نموذج هوبيرت الخطي، الذي يعتمد على معدلات الإنتاج السنوية، من نقاط ضعف في حساب ذروة إنتاج الفحم، إذ تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء فيه أقل وضوحًا في بيانات تعدين الفحم مقارنةً باستخراج النفط. ونتيجةً لذلك، يستخدم روتليدج ^{[ 46 ]} الإنتاج التراكمي في هذا النموذج. وباستخدام هذه الطريقة، تُحقق نتائج الاستخلاص النهائي المُقدَّر استقرارًا في مناطق الفحم النشطة. ويُقدَّر الإنتاج النهائي للفحم في العالم بنحو 680 جيجا طن، منها 309 جيجا طن تم إنتاجها بالفعل. مع ذلك، أفادت الرابطة العالمية للفحم في عام 2015 بوجود تقديرين مختلفين لاحتياطيات الفحم المتبقية، وهما 968 جيجا طن (الوكالة الدولية للطاقة/مكتب البحوث الجيولوجية) و891 جيجا طن (شركة بريتيش بتروليوم/المجلس العالمي للفحم). ^{[ 47 ]}

• التخلص التدريجي من الفحم
• ذروة الغاز
• ذروة إنتاج النفط
• ذروة اليورانيوم
• ذروة المياه

• "المراجعة الإحصائية للطاقة العالمية 2008" . ما وراء البترول . مؤرشف من الأصل في 22 أغسطس 2009. تم الاطلاع عليه في 16 يونيو 2008 .
• "بيانات الفحم، التقارير، التحليلات" . إدارة معلومات الطاقة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يونيو 2008 .
• "متصفح بيانات تصدير الطاقة" . مازاما ساينس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 مارس 2010 .
• "العالم: التعدين - تعدين الفحم - نظرة عامة على الصناعة" . إم بيندي. مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 مايو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يونيو 2008 .
• ديفيد ستراهان (19 يناير 2008). "الفحم: نظرة قاتمة للمادة السوداء" . مجلة نيو ساينتست (2639) . تاريخ الاطلاع: 25 يونيو 2008 .
• غراهام ستيوارت (13 سبتمبر 2008). "أتذكرون عندما كان يُقال إن الفحم سينفد؟" . صنداي تايمز . لندن. مؤرشف من الأصل في 18 سبتمبر 2008.