1. كيف تجعل حياتنا أكثر سهولة
الطاقة:
كيف تجعل حياتنا أكثر سهولة
يجب على المتحدث كتابة الاسم والتاريخ.

2. ماذا سيكون مصيرنا من دون الطاقة؟
ماذا سيكون مصيرنا من دون الطاقة؟
تعمل على تدفئة منازلنا
تولد الكهرباء
تزود السيارات والشاحنات والحافلات والطائرات بالوقود
من المنتجات المصنوعة من النفط والغاز
حقائب الظهر
الدمى
النظارات
الملابس
الأدوية
المنتجات البلاستيكية
مستحضرات التجميل
يمكن للمتحدث البدء بهذه العناصر كمقدمة. ثم يطلب من الطلاب ذكر المزيد من الأشياء المصنوعة من المنتجات البترولية التي يستخدمونها يوميًا.

3. الوقود الأحفوري – هو بطاريات الطبيعة
يتم الحصول على 80% من الطاقة في العالم من الوقود الأحفوري
النفط
الغاز الطبيعي
الفحم
ملاحظات للمتحدث: أنواع الوقود الأحفوري هي "بطاريات الطبيعة". فقد قامت بتخزين طاقة الشمس منذ آلاف السنين ونحن الآن نستمدها منها.
- يتم استخدام النفط في وسائل النقل.
- يتم استخدام الفحم والغاز الطبيعي لتشغيل محطات توليد الطاقة.

4. تكوّنت أنواع الوقود الأحفوري قبل وجود الديناصورات
ملاحظات للمتحدث: تكوّن النفط من بقايا الحيوانات والنباتات البحرية التي عاشت منذ ملايين السنين – حتى قبل عصر الديناصورات! حيث دُفنت النباتات والحيوانات البحرية الميتة في قاع المحيط وعلتها طبقات وطبقات من الطمي (الرمال). ومع مرور ملايين السنين، دُفنت بقايا هذه الكائنات على أعماق أكبر وأكبر. وساعدت عوامل الحرارة والضغط الهائلة الناتجة من هذه الطبقات على تحول النباتات والحيوانات البحرية الميتة إلى نفط وغاز. ولهذا أُطلق على النفط والغاز الوقود "الأحفوري“!
ملاحظات للمتحدث: بالرغم من استخدام الوقود الأحفوري منذ آلاف السنين، لم يبدأ الاستهلاك الضخم للنفط والغاز سوى "مؤخرًا“.
المخطط الزمني للطاقة
3000 قبل الميلاد >> استخدم سكان بلاد ما وراء النهرين "الزيت الصخري" في مواد اللصق في مجال المعمار وجلفطة السفن وصناعة الأدوية والطرق
2000 قبل الميلاد >> قام الصينيون بتكرير النفط الخام لاستخدامه في المصابيح وتدفئة المنازل
1701 >> تم اكتشاف الفحم بالقرب من مدينة ريتشموند بولاية فرجينيا
منتصف القرن التاسع عشر >> حل الكيروسين محل زيت الحوت كوقود للمصابيح.
1859 >> قام "الكولونيل" إدوين دريك بحفر أول بئر تجاري كما اكتشف النفط والغاز الطبيعي بالقرب من مدينة تيتوسفيل بولاية بنسلفانيا، على عمق 69 قدمًا تحت سطح الأرض.
1882 >> بدأ تشغيل أول محطة لتوليد الكهرباء تعمل بالفحم في مدينة نيويورك لتزويد مصابيح المنازل بالكهرباء.
قبل 1885 >> كان الخشب المصدر الرئيسي للاستخدام في الطهي والتدفئة والإضاءة وتشغيل القطارات والسفن البخارية.
1890 >> تم إنتاج السيارات بأعداد ضخمة مما أوجد طلبًا على البنزين.
1910 >> كانت غالبية المنازل الريفية لا تزال تستخدم الخشب في التدفئة. بينما أخذ الفحم يحل محل الخشب في استخدامه بالمنازل في المدن.
الأربعينيات -الستينيات من القرن العشرين >> بدأ توسع ضخم في شبكة الأنابيب في الولايات المتحدة مما أسفر عن نمو سريع في أسواق الغاز الطبيعي. والآن يصل طول شبكة الأنابيب المقامة بين الولايات والموصلة ببعضها البعض إلى ما يقرب من 12 ضعفًا لمحيط الأرض تقريبًا.
1950 – إلى الآن >> أصبح النفط مصدر الطاقة الأكثر استخدامًا نظرًا لاستخدامه في السيارات.
1957 >> بدء تشغيل أول محطة تجارية للطاقة النووية.
إلى الآن >> فاقت الكمية التي تستوردها الولايات المتحدة من النفط ومنتجاته المكررة من الدول الأخرى ما تنتجه. حيث كانت هناك حاجة للمزيد والمزيد من الواردات نظرًا لتنامي الطلب على البترول وانخفاض الإنتاج الأمريكي.‏‎
2001 >> من بين كل عشرة براميل من البترول تستهلكها الولايات المتحدة، تم استهلاك ما يزيد عن أربعة براميل في صورة بنزين. ومثلت احتياجات وسائل النقل ثلثي إجمالي البترول المستهلك في الولايات المتحدة.
2007 >> يستهلك العالم ما يقرب من 86 مليون برميل نفط يوميًا – أي حوالي جالون كل ثانية.

5. كيف ينتقل النفط والغاز من الأرض إلى المنتجات التي نستعملها؟1 2 3 4 5
1. الاستكشاف
2. الحفر والإنتاج
3. الاستخراج
4. التكرير
5. النقل

6. الاستكشاف: تصيد الكنوز بحثًا عن النفط والغاز
يدرس الجيولوجيون الصخور الموجودة على سطح الأرض وتحتها
يرسم الجيولوجيون خريطة للصخور التي يعتقدون باحتمال وجود النفط والغاز فيها
الصورة من تصوير جون سيمونز، قناة OnTV © The Geological Society of London

7. الحفر والإنتاج
يستخدم المهندسون الخريطة الجيولوجية لحفر بئر تحت سطح الأرض باستخدام "حفار"
إذا تكللت عملية الحفر بالنجاح، فيخرج البئر تدفقًا مطردًا من النفط والغاز إلى السطح

8. قطرات النفط في حبات الرمال
ما مصدر النفط والغاز؟
قطرات النفط في حبات الرمال
غاز
نفط
ماء
صخور المصدر (الأحفوريات(
ملاحظات للمتحدث: لا يوجد النفط والغاز في بحيرة كبيرة تحت الأرض! بل يقوم المهندسون بالحفر خلال طبقات الرمال والصخور حتى يصلوا إلى تكوينات الصخور التي تحتوي على النفط والغاز.
تمرين: ضع حبيبات زجاجية أو كرات رخامية في كوب نظيف. اسأل الطلاب إذا كان البرميل ممتلئًا أم لا. ضع الماء في الكوب حتى يغطي الحبيبات أو الكرات. وضح لهم أن الحيز بين الحبيبات/الكرات (أو الصخور) هو الموضع الذي يوجد به النفط والغاز.
منظر مجهري

9. يوجد النفط والغاز في الأرض وتحت الماء
يوجد النفط والغاز في الأرض وتحت الماء

10. كثيرًا ما يتم العثور على النفط والغاز معًا
كثيرًا ما يتم العثور على النفط والغاز معًا
النفط سائل
الغاز سائل في حالة غازية (غير مرئية) - مثل الهواء
يتحرك النفط والغاز بين الرمال معًا

11. الاستخراج عقب إخراج الحفار، يتم وضع مضخة على رأس البئر.
يدفع المحرك الكهربائي صندوق التروس الذي يعمل على تحريك الرافعة.
تقوم الرافعة بالدفع والسحب من خلال دفع المضخة لأعلى ولأسفل مما يوجد ما يشبه الماصة التي تسحب النفط لأعلى.

12. التكرير تستخدم المواد الكيميائية والحرارة لإزالة الماء والمواد الصلبة
يتم فصل الغاز الطبيعي
يعمل تكسير الجزئيات وإعادة ترتيبها على تحضير المنتجات النهائية
يتم بعد ذلك تخزين النفط في الخزانات.
الصورة منشورة بموافقة شركة بي بي العامة ذات المسؤولية المحدودة

13. النقل
يتم نقل النفط الخام والمنتجات المكررة عبر المياه في البارجات والناقلات.
يتم نقل النفط الخام والمنتجات في البر باستخدام خطوط الأنابيب والشاحنات والقطارات.
الصورة منشورة بموافقة شركة بي بي

14. تساعد شركات الطاقة في حماية البيئة
تساعد شركات الطاقة في حماية البيئة
تقوم بتنظيف المنطقة عقب الحفر
تُعنى بالنباتات والحيوانات والأرض في مناطق العمل
تتبع القواعد البيئية

15. صناعة النفط أنقذت الحيتان
صناعة النفط أنقذت الحيتان
تعرضت الحيتان في العصور الماضية للاصطياد حتى أوشكت على الانقراض
ثم اكتشف العلماء طريقة لصناعة الكيروسين من البترول
بدأ استخدام الكيروسين للإضاءة بدلاً من زيت الحوت
ساعد استخدام البترول في إنقاذ الحيتان
ملاحظات للمتحدث: فيما يلي إحدى النوادر التي يمكن للمتحدث مشاركتها مع الفصل لإثراء المعلومات التي تقدمها الشريحة.
المتحدث:
دعوني أخبركم بنبأ تاريخي سار عرفته مؤخرًا عن فضل صناعة النفط في إنقاذ الحيتان. استمر في الحديث، واطرح على أحد الطلاب هذا السؤال "من أنقذ الحيتان؟" والإجابة هي صناعة النفط حيث حل الكيروسين محل زيت الحيتان كوقود للمصابيح.
إليك خلفية النبأ: في منتصف القرن التاسع عشر تعرضت الحيتان في سواحل الولايات المتحدة للاصطياد لدرجة أنها قاربت على الانقراض. وبالرغم من تعدد المنتجات التي تصنع من جسم الحوت، إلا أن زيت الحوت كان أهم منتج وذلك لاستخدامه كوقود للمصابيح. حيث يتسم زيت الحوت عند احتراقه بانبعاث رائحة ودخان أقل من غيره من شحوم الحيوانات الأخرى. وفي العام 1849، توصل الكندي إبراهام جيسنر لطريقة تقطير الكيروسين من البترول. وفي وقت لاحق من العام 1859، حصل روبرت وميشيل ديتز على براءة اختراع أمريكية لأول مصباح عملي ذي احتراق نظيف يعمل بالكيروسين. وبالتالي استحوذ الكيروسين الذي يعد أقل تكلفة من زيت الحوت على سوق الإضاءة.
وهكذا نجد أنه في عام 1846 كان أسطول سفن صيد الحيتان الأمريكي يتكون من 735 سفينة، بينما وصل إلى 39 سفينة بحلول عام 1876.

16. منصات الحفر البحرية "محطات استراحة" لملكات الفراش
منصات الحفر البحرية "محطات استراحة" لملكات الفراش
تهاجر 300 مليون فراشة من ملكات الفراش من كندا والولايات المتحدة لقضاء فصول الشتاء في وسط المكسيك الذي يتميز بالدفء
توفر معدات البترول البحرية الواقعة في خليج المكسيك محطة استراحة مثالية لها
تنجذب الفراشات إلى هذه الأبنية ذات الطلاء الأصفر الزاهي
يمنحهم الوقوف عليها الراحة
ملاحظات المتحدث: بالإضافة إلى المعلومات الواردة في الشريحة، إليك بعض البيانات الإضافية المثيرة عن الهجرة السنوية لملكات الفراش:*
تستفيد الفراشات من عمليات النفط البحرية.
تهبط الفراشات على الأبنية البحرية المتعددة في شهري أكتوبر ومارس.
يبلغ عرض طريق الطيران الذي تقطعه فوق خليج المكسيك ميل تقريبًا وطوله 400 ميل وهي المسافة بين الساحل الجنوبي الغربي لولاية لويزيانا والساحل الشمالي الشرقي لولاية تاماوليباس المكسيكية.
كان يعتقد العلماء في الماضي أن ملكات الفراش تتجنب الطيران فوق المسطحات المائية الضخمة أثناء هجرتها إلى المكسيك. على الرغم من أن الطيران فوق خليج المكسيك يقلل الوقت والمسافة التي تقطعها أثناء رحلتها بدرجة كبيرة.
إن اللون والمغناطيسية هما على الأرجح الأسباب وراء انجذاب الفراشات إلى المعدات البحرية. حيث توضح الأبحاث حساسية ملكات الفراش للألوان لاسيما اللون الأصفر، هذا ونجد أن كثيرًا من الأبنية البحرية بها معدات ذات طلاء أصفر زاهٍ. ناهيك عن احتوائها على مادة الماجنيتيت مما يجعل الفراشات تتوجه نحو المغناطيسية الطبيعية للأرض. ونظرًا لتوليد الأبنية البحرية لمجالات كهرومغناطيسية، تعطي البوصلة الداخلية للفراشات قراءة خاطئة تسفر عن هبوطها على هذه المرافق.
وتعتقد الفراشات أن المعدات الملونة أرض بها زهور – وغذاء!
لكنها بمجرد أن تنال قسطًا من الراحة بعد الهبوط على المعدات البحرية، تعاود الطيران لمدة عشر ساعات أخرى حتى تصل إلى اليابسة حيث يمكنها أخيرًا الحصول على الغذاء والماء.
*المصدر: جاري نول روس، حاصل على الدكتوراه وأستاذ شرفي في علم الأحياء بجامعة الجنوب، منشورة بمجلة لويزيانا انفيرومنتلست، سبتمبر-أكتوبر 1994. .
المصدر: جاري نول روس، حاصل على الدكتوراه وأستاذ شرفي في علم الأحياء بجامعة الجنوب، منشورة بمجلة لويزيانا انفيرومنتلست.

17. هدوء! لا تزعج الدببة
عندما قامت إحدى شركات الطاقة بالحفر في منطقة كانت موطنًا للدب الأشهب، أولت العناية اللازمة لحماية هذه الحيوانات.
استخدمت أدوات خاصة لمتابعة الحفر
استخدمت الطرق للقيادة في أوقات معينة من اليوم
قصرت وقت حفر الآبار على الشتاء فحسب
حرصت على خفض أصوات المعدات قدر الإمكان
لم تزعج الدببة الراقدة
ملاحظات للمتحدث: المعلومات التالية مأخوذة من موقع الويب الخاص بـ (SPE).
أصدرت وزارة الطاقة الأمريكية في عام 1999 تقريرًا بعنوان الفوائد البيئية للتقنيات المتقدمة لاستكشاف وإنتاج النفط والغاز. وخرجت الوزارة بعد مراجعة مطولة لتقنيات الاستكشاف والإنتاج التي ظهرت في العقد أو العقدين المنصرمين بعدة فوائد عادت على البيئة من هذه التقنيات.
وبالإضافة إلى مثال الدب الأشهب الوارد في الشريحة، إليك بعض الأمثلة الأخرى التي ذكرها تقرير وزارة الطاقة الأمريكية:
توفر تقنية الحفر الاتجاهي وصولاً لموارد النفط والغاز الواقعة تحت المناطق الحساسة مثل الأراضي الرطبة، من منطقة قريبة يمكن إنشاء موقع الحفر فيها، مما يكون له أدنى تأثير على البيئة.
ولتجنب وقوع ضرر محتمل أثناء عملية تركيب المنصة وفك المعدات، يجري القائمون على الصناعة عمليات مسح للمنطقة قبل العمل وخلاله بهدف ضمان عدم وجود أنواع مهددة بالانقراض أو ثدييات بحرية ضخمة في المنطقة.
في منطقة القطب الشمالي، تقوم الشركات بإقامة طرق ثلجية ومنصات حفر ثلجية للقيام بعملياتها. وتذوب هذه الأبنية في الربيع وبالتالي لا تترك أثرًا من بعدها.
لقد قللت الشركات كثيرًا من مقدار الاضطراب الذي تتعرض له الأرض أثناء عملية حفر البئر فضلاً عن إمكانية حفر عدة آبار من موقع واحد (من خلال تقنية الحفر الاتجاهي والحفر متعدد الاتجاهات) مما حد من عدد المواقع اللازمة لتحقيق نفس معدل الإنتاج.
في حال لم تكلل العمليات بالنجاح، تقوم الشركات بسد البئر بالأسمنت في الجزء الواقع أسفل السطح ثم تتولى إعادة ترتيب السطح وإعادة قدرته على دعم الحياة النباتية بحيث يعود إلى الأوضاع التي كان عليها قبل الحفر قدر الإمكان (ووفقًا لما يطلبه أصحاب الأراضي أو الولاية أو الوكالات الفيدرالية وهى الجهات التي يتعين في العادة موافقتها على إتمام الشركة لأعمال الترميم). وبالفعل في حالات كثيرة تمت إعادة الوضع بالمناطق إلى ما كان عليه في وقت قصير للغاية ولدرجة يتعذر معها اكتشاف أنه سبق حفر بئر في المنطقة.
ملاحظة: قد يحتاج المتحدث إلى تبسيط هذه الأمثلة للمستمعين من صغار السن.

18. تعمل صناعة النفط والغاز بالتعاون مع مصادر الطاقة الأخرى
للتوفير في تصميم وإنشاء المعدات البحرية المتخصصة لطاقة الرياح، يتم تركيب طواحين الهواء التقليدية على منصات النفط القديمة.
يستخدم كثير من شركات النفط الطاقة المتولدة من توربينات الرياح لتشغيل مركز التحكم لأجهزة الحفر النفطية.
قامت بعض شركات النفط التقليدية بتوسيع أعمالها لتشمل مصادر الطاقة مثل الطاقة الشمسية والطاقة المائية.
ملاحظات للمتحدث: استشهد بهذا المثال الذي ورد في إحدى المقالات بمجلة "وايرد"* عن الدور الذي اضطلعت به صناعة النفط لتطوير هذا المصدر المبتكر للطاقة المتجددة – طاقة الرياح:
"امتلك الرياح
تشوه إنشاءات معدات النفط غير المستخدمة ساحل الخليج. ويجري في الوقت الحاضر الاستفادة من هذه الإنشاءات في غرض آخر وهو إنشاء أول مزرعة بحرية لإنتاج طاقة الرياح في الولايات المتحدة. بقلم جون جيوغيجان
لم يشهد ميناء أيبيريا زيادة في النشاط كهذه قط. تنبض الأرصفة هنا في الميناء الواقع على قناة ضيقة مؤدية إلى ساحل لويزيانا بأصوات زوارق القطر التي تسحب منصات النفط من وإلى مرساها في خليج المكسيك. وعند نفاد موقع الحفر، تعود المنصات إلى الميناء، فتجد السفن العتيقة المصنوعة من الصلب وقد أصابها الصدأ مبعثرة على الأرصفة في انتظار دورة التشغيل التالية.
ومع هذا عادت إحدى هذه المنصات في ديسمبر إلى البحر في مهمة جديدة بعد أن قامت إحدى الشركات المحلية الجديدة بإزالة طلائها وتجديدها. وحملت السفينة التي كانت الأولى ضمن أسطول صغير من المنتظر وصوله معدات مراقبة الرياح فضلاً عن جهاز رادار لتعقب الطيور المهاجرة. وستكون السفن التالية محملة بطواحين هوائية وليس بأجهزة حفر. وستتجه التوربينات إلى منطقة مساحتها 18 ميلاً مربعًا تبعد 10 أميال تقريبًا عن ساحل جزيرة غالفستون بولاية تكساس حيث تجد أول مزرعة بحرية لإنتاج طاقة الرياح في الولايات المتحدة قيد الإنشاء. هذا صحيح: إن زهرة الطاقة المستديمة تتفتح في وطن النفط. استعد لفورة النشاط العظيمة للرياح في تكساس.
إن تقنية أنظمة طاقة الرياح (WEST) التي تكونت في العام 2004 في طريقها لاستغلال طاقة الرياح البحرية بشكل تجاري متقدمة عن منافسين أرسخ مكانة وأفضل تمويلاً نظرًا لطابعها الأكثر حفاظًا على البيئة. ويعد هذا المشروع الذي تقدر ذروة إنتاجه بقدرة 150 ميجاوات تكفي لتزويد منزل بالطاقة وبتكلفة 240 مليون دولار أمريكي، مشروعًا متواضعًا. إلا أنه محط أنظار العالم الذي يسعى لإيجاد الطاقة البديلة. ويعلق والت موشيل في حديث له في المركز الوطني لتقنية الرياح بولاية كولورادو قائلاً: "ربما لا تسير تقنية أنظمة طاقة الرياح في الاتجاه السائد لكنها بالطبع جادة في عملها". "وقد تنجح في عملها فعلاً.“
تعد طاقة الرياح البديل الواعد غير النووي والخالي من الكربون للطاقة المولدة من الشبكات التي تعمل بالوقود الأحفوري....
...وقد حددت دراسة أجرتها جامعة ستانفورد الساحل الواصل بين ولاتي لويزيانا وتكساس ليكون واحدًا من أفضل البقاع في الولايات المتحدة لإنتاج طاقة الرياح. حيث يسجل متوسط سرعة الرياح ارتفاعًا استثنائيًا كما تكون أشد هبوبًا أثناء ساعات النهار التي تشهد أعلى درجات الحرارة وهو الوقت الذي يبلغ فيه الطلب على الطاقة ذروته وتكون أسعار الكهرباء فيه الأعلى...
...وضع [شريكان] خطة لإيصال طاقة الرياح البحرية إلى أرض النفط. وكان مدخلهما إلى ذلك هو استغلال البنية التحتية القائمة لصناعة النفط. وبهدف توفير نفقات تصميم وإنشاء معدات بحرية متخصصة لطاقة الرياح، قاموا بتركيب طواحين الهواء التقليدية على منصات النفط التي خرجت من الخدمة. ونظرًا لاحتمال أن تمثل الأعاصير مشكلة، قرروا تزويد الطواحين برافعات هيدروليكية من مخلفات معدات صناعة النفط؛ فيعمل النظام على خفض التوربينات في حال هبوب عاصفة مطيرة. وبأخذ كافة النقاط في الاعتبار، ستساعد الاقتصاديات التقنية على منافسة طاقة الرياح البرية---والتي تتصدر فيها ولاية تكساس المقدمة في البلاد---بالإضافة إلى الطاقة المتولدة من الغاز الطبيعي الذي يزداد سعره ومن محطات الفحم الأحدث والتي لا تزال تسدد تكاليف الإنشاء..."
*المصدر: مجلة "وايرد"، العدد –فبراير لقراءة المزيد من المقال، يُرجى زيارة

19. ماذا تفعل لتوفير الطاقة؟
خفض درجة ناظم الحرارة في الشتاء ورفعها في الصيف
إطفاء المصابيح عند مغادرة الغرفة
استخدام الإضاءة الطبيعية متى أمكن
استخدام سيارة مشتركة أو استخدام النقل العام
مطالبة الآباء بقيادة المركبات التي تحقق أفضل نسبة لعدد الأميال المقطوعة إلى عدد جالونات البنزين المستهلكة

20. هل تعلم أن مهدري الطاقة قد يكونون متوارين في منزلك؟
أجهزة التلفاز
مشغلات أقراص الفيديو الرقمية (DVD)
أجهزة الكمبيوتر
الطابعات
أجهزة الاستريو
أجهزة المايكرويف
"الطاقة المهدرة" هي الطاقة التي تستخدمها الأجهزة التي تستهلك الكهرباء لمدة 24 ساعة يوميًا حتى ولو كانت قيد الإيقاف.
انزع قابس الأجهزة مباشرة من الحائط عند عدم استخدامها
أوقف تشغيل جهاز الكمبيوتر عند عدم استخدامه