Termins “fosilā degviela” mūsdienās tiek izmantots diezgan daudz. Biežāk tas ir saistīts ar vides jautājumiem, klimata izmaiņām vai tā dēvēto “enerģijas krīzi”. Papildus cilvēces atkarībai no fosilā kurināmā kā būtiska piesārņojuma avota pēdējās desmitgadēs radījis diezgan lielu satraukumu un izraisījis pieprasījumu pēc alternatīvām.
Bet kas ir fosilais kurināmais? Lai gan lielākajai daļai cilvēku, dzirdot šos vārdus, ir tendence domāt par benzīnu un eļļu, tas faktiski attiecas uz daudziem dažādiem enerģijas avotiem, kas iegūti no sadalītiem organiskiem materiāliem. Kā cilvēce ir kļuvusi tik atkarīga no viņiem, un ko mēs varam meklēt, lai viņus aizstātu, ir dažas no lielākajām bažām, ar kurām mūsdienās saskaras.
Definīcija:
Fosilais kurināmais attiecas uz enerģijas avotiem, kas veidojas dzīvo vielu anaerobā sadalīšanās rezultātā, kas satur enerģiju senās fotosintēzes rezultātā. Parasti šie organismi ir miruši miljoniem gadu, daži no tiem meklējami jau Kriogēnijas periodā (apmēram 650 miljoni gadu atpakaļ).
Fosilā kurināmā ķīmiskās saites satur lielu oglekļa procentuālo daudzumu un uzkrāto enerģiju. Tie var būt naftas, ogļu, dabasgāzes un citu degošu ogļūdeņražu savienojumu veidā. Nafta un dabasgāze rodas, sadaloties organismiem, ogles un metāns ir sauszemes augu sadalīšanās rezultāti.
Pastāv uzskats, ka liela daudzuma fitoplanktona un zooplanktona daudzums ir nogulsnējies jūru vai ezeru dibenos pirms miljoniem gadu. Daudzu miljonu gadu laikā šī organiskā viela sajaucās ar dubļiem un tika apglabāta zem smagiem nogulumu slāņiem. Iegūtais karstums un spiediens lika organiskajām vielām ķīmiski mainīties, galu galā veidojot oglekļa savienojumus.
Pēdējā gadījumā avots bija atmirušās augu vielas, kuras ogļskābo periodu sedza nogulumos - t.i., devona perioda beigās līdz Perma perioda sākumam (apmēram pirms 300 un 350 miljoniem gadu). Laika gaitā šie nogulumi vai nu sacietēja, vai kļuva gāzveida, veidojot ogļu laukus, metānu un dabiskās gāzes.
Mūsdienu lietojumi:
Kopš seniem laikiem ogles ir izmantotas kā degviela, bieži krāsnīs, lai izkausētu metāla rūdas. Neapstrādāta un nerafinēta eļļa arī gadsimtiem ilgi ir degusi lampās apgaismojuma nolūkā, un puscietie ogļūdeņraži (piemēram, darva) tika izmantoti hidroizolācijai (galvenokārt uz laivu dibena un uz dokiem) un balzamēšanai.
Fosilā kurināmā kā enerģijas avotu plaša izmantošana sākās rūpnieciskās revolūcijas laikā (18. – 19. Gadsimts), kad ogles un eļļa sāka aizstāt dzīvnieku avotus (t.i., vaļu eļļu) tvaika dzinēju darbināšanai. Līdz Otrajai rūpnieciskajai revolūcijai (ap 1870. – 1914. Gadu) elektrisko ģeneratoru darbināšanai sāka izmantot naftu un ogles.
Iekšdedzes dzinēja (t.i., automašīnu) izgudrojums eksponenciāli palielināja naftas pieprasījumu, tāpat kā lidmašīnu izstrāde. Naftas ķīmijas rūpniecība parādījās vienlaikus, un naftu izmantoja tādu produktu ražošanā, sākot no plastmasas un beidzot ar izejvielām. Turklāt darva (atlikušais naftas ieguves produkts) tika plaši izmantota ceļu un šoseju būvniecībā.
Fosilais kurināmais kļuva par galveno mūsdienu ražošanas, rūpniecības un transporta nozarē, jo tas rada ievērojamu enerģijas daudzumu uz masas vienību. Sākot no 2015. gada, saskaņā ar Starptautiskās Enerģētikas aģentūras (IEA) sniegto informāciju pasaules enerģijas vajadzības joprojām galvenokārt nodrošina tādi avoti kā ogles (41,3%) un dabasgāze (21,7%), kaut arī naftas cenas ir samazinājušās tikai līdz 4,4%.
Fosilā kurināmā nozare veido arī lielāko daļu pasaules ekonomikas. 2014. gadā ogļu patēriņš pasaulē pārsniedza 3,8 miljardus tonnu, un ieņēmumi bija 46 miljardi ASV dolāru tikai ASV. Naftas un gāzes ražošana pasaulē 2012. gadā sasniedza vairāk nekā 75 miljonus barelu dienā, savukārt nozares ienākumi pasaulē sasniedza aptuveni 1,247 triljonus ASV dolāru.
Fosilā kurināmā nozare visā pasaulē bauda arī lielu valdības aizsardzību un stimulus. SEA 2014. gada ziņojumā tika norādīts, ka fosilā kurināmā nozare gadā vāc 550 miljardus USD globālo valdības subsīdiju veidā. Tomēr Starptautiskā valūtas fonda (SVF) 2015. gada pētījumā tika norādīts, ka šo subsīdiju reālās izmaksas valdībām visā pasaulē ir aptuveni 5,3 triljoni ASV dolāru (jeb 6,5% no pasaules IKP).
Ietekme uz vidi:
Saikne starp fosilo degvielu un gaisa piesārņojumu rūpnieciski attīstītās valstīs un lielākajās pilsētās ir acīmredzama kopš rūpniecības revolūcijas. Piesārņojošās vielas, ko rada ogļu un eļļas sadedzināšana, ietver oglekļa dioksīdu, oglekļa monoksīdu, slāpekļa oksīdus, sēra dioksīdu, gaistošos organiskos savienojumus un smagos metālus, kas visi ir saistīti ar elpceļu slimībām un palielinātu slimību risku.
Fosilā kurināmā sadedzināšana cilvēkiem ir arī lielākais oglekļa dioksīda izmešu avots (aptuveni 90%) visā pasaulē, kas ir viena no galvenajām siltumnīcefekta gāzēm, kas ļauj izstarot radiāciju (pazīstama arī kā siltumnīcas efekts), un veicina globālā sasilšana.
2013. gadā Nacionālā okeāna un atmosfēras pārvalde paziņoja, ka CO 2 līmenis atmosfēras augšējā daļā sasniedz 400 daļas uz miljonu (ppm), pirmo reizi kopš mērījumiem sākās 19. gadsimtā. Balstoties uz pašreizējo emisiju pieauguma tempu, NASA lēš, ka oglekļa līmenis nākamajā gadsimtā varētu sasniegt no 550 līdz 800 ppm.
Ja tas ir iepriekšējais scenārijs, NASA paredz vidējās globālās temperatūras paaugstināšanos par 2,5 ° C (4,5 ° F), kas būtu ilgtspējīga. Tomēr, ja izrādīsies, ka pēdējais scenārijs notiek, globālā temperatūra paaugstināsies vidēji par 4,5 ° C (8 ° F), kas daudzās planētas daļās padarītu dzīvi neizturamu. Šī iemesla dēļ tiek meklētas alternatīvas attīstībai un plaši izplatītai komerciālai ieviešanai.
Alternatīvas:
Fosilā kurināmā ilgtermiņa ietekmes dēļ zinātnieki un pētnieki vairāk nekā gadsimta garumā ir izstrādājuši alternatīvas. Tajos ietilpst tādi jēdzieni kā hidroelektrostacija - kas pastāv jau kopš 19. gadsimta beigām - kur krītošais ūdens tiek izmantots turbīnu griešanai un elektroenerģijas ražošanai.
Kopš 20. gadsimta otrās puses kodolenerģija tiek uzskatīta arī par alternatīvu akmeņoglēm un naftas ieguvei. Šeit ūdens sildīšanai izmanto lēnas dalīšanas reaktorus (kuri paļaujas uz urānu vai citu smago elementu radioaktīvo sabrukšanu), kas savukārt ģenerē tvaiku turbīnu centrifugēšanai.
Kopš 2. gadsimta vidus ir ierosinātas vēl vairākas metodes, sākot no vienkāršām līdz ļoti sarežģītām. Tajos ietilpst vēja enerģija, kur gaisa plūsmas izmaiņas virza turbīnas; saules enerģija, kurā fotoelektriskās šūnas pārveido Saules enerģiju (un dažreiz siltumu) elektrībā; ģeotermiskā enerģija, kas balstās uz tvaiku, kas tiek izsūknēts no Zemes garozas, lai pagrieztu turbīnas; un paisuma un bēguma spēks, kad plūdmaiņu izmaiņas virza turbīnas.
Alternatīvas degvielas tiek iegūtas arī no bioloģiskiem avotiem, kur benzīna aizstāšanai izmanto augu un bioloģiskos avotus. Ūdeņradis tiek attīstīts arī kā enerģijas avots, sākot no ūdeņraža kurināmā elementiem līdz ūdenim, ko izmanto iekšdedzes un elektromotoru darbināšanai. Tiek attīstīta arī kodolsintēzes jauda, kurā ūdeņraža atomi tiek sakausēti reaktoros, lai iegūtu tīru, bagātīgu enerģiju.
Paredzams, ka līdz 21. gadsimta vidum fosilā degviela būs novecojusi vai vismaz ievērojami samazinājusies tās izmantošanas ziņā. Bet no vēsturiskā viedokļa tie ir bijuši saistīti ar lielākajiem un ilgstošākajiem cilvēku izaugsmes sprādzieniem. Tas, vai cilvēce pārdzīvos šīs izaugsmes ilgtermiņa sekas, kas ietvēra intensīvu fosilā kurināmā sadedzināšanu un siltumnīcefekta gāzu emisijas, vēl ir jānovērtē.
Mēs esam rakstījuši daudzus rakstus par fosilo degvielu Space Magazine. Lūk, Kas ir pastiprināts siltumnīcas efekts ?, Gāzes atmosfērā, Kas izraisa gaisa piesārņojumu? Kas notiek, ja mēs visu sadedzinām ?, Kas ir alternatīvā enerģija? Un “Klimata izmaiņas tagad ir daudz skaidrākas nekā jebkad agrāk”, teikts jaunajā ziņojumā
Ja vēlaties iegūt vairāk informācijas par fosilo degvielu, apskatiet NASA Zemes novērošanas centru. Un šeit ir saite uz NASA rakstu par mūsu atmosfēras aizsardzību.
Astronomijas cast ir arī dažas epizodes, kas attiecas uz šo tēmu. Šeit ir 51. epizode: Zeme un 308. sērija: klimata izmaiņas.
Avoti:
- Wikipedia -fosilā degviela
- Zinātniski - fosilā degviela
- Enerģētikas departaments - fosilais kurināmais
