Израз „фосилна горива“ се данас прилично баца. Чешће него не, јавља се у контексту питања заштите животне средине, климатских промена или такозване „енергетске кризе“. Поред тога што је главни извор загађења, човекова зависност од фосилних горива последњих деценија довела је до прилично забринутости и подстакла захтеве за алтернативама.
Али шта су фосилна горива? Док већина људи има тенденцију размишљања о бензину и нафти када чују ове речи, то се заправо односи на разне врсте извора енергије који потичу из распаданог органског материјала. Како је човечанство толико зависило од њих и на шта можемо гледати да их заменимо, неке су од највећих брига са којима смо данас суочени.
Дефиниција:
Фосилна горива односе се на изворе енергије који настају као резултат анаеробног распадања живе материје која садржи енергију као резултат древне фотосинтезе. Ти су организми обично мртви милионима година, а неки датирају још од криогенијског периода (пре око 650 милиона година).
Фосилна горива садрже високе проценте угљеника и складиштене енергије у својим хемијским везама. Они могу бити у облику нафте, угља, природног гаса и других запаљивих, угљоводоничних једињења. Док су нафта и природни гас настали распадом организама, угаљ и метан су резултат распадања земаљских биљака.
У случају првог, верује се да су се велике количине фитопланктона и зоопланктона населиле на днима мора или језера пре више милиона година. Током више милиона година, ова органска материја се помешала са блатом и сахрањена је под тешким слојевима седимента. Настала топлота и притисак довели су до тога да се органска материја хемијски промени, на крају формирајући једињења угљеника.
У случају потоњег, извор је била мртва биљна материја која је била покривена седиментом током карбонског периода - тј. Од краја девонског периода до почетка пермског периода (пре око 300 и 350 милиона година). Временом се та лежишта или учвршћују или постају гасовита, стварајући поља угља, метан и природне гасове.
Савремене употребе:
Угаљ се користи од давнина као гориво, често у пећима за топљење металних руда. Необрађено и нерафинирано уље се такође вековима спаљује у лампама ради осветљења, а получврсти угљоводоници (попут катрана) коришћени су за хидроизолацију (углавном на днима чамаца и на доковима) и за балзамирање.
Широка употреба фосилних горива као извора енергије почела је током индустријске револуције (18. - 19. век), где су угљен и нафта почели да замењују животињске изворе (тј. Китово уље) за покретање парних мотора. У време друге индустријске револуције (око 1870. - 1914.), нафта и угљен су почели да се користе за напајање електричних генератора.
Проналазак мотора са унутрашњим сагоревањем (тј. Аутомобила) повећао је захтеве за нафтом експоненцијално, као и развој авиона. Истовремено се појавила петрохемијска индустрија, при чему се нафта користи за производњу производа у распону од пластике до сировина. Поред тога, катран (остатак производа од вађења нафте) постао је широко коришћен у изградњи путева и аутопута.
Фосилна горива постала су средишња мјеста у савременој производњи, индустрији и транспорту због начина на који производе значајне количине енергије по јединици масе. Од 2015. године, према подацима Међународне агенције за енергију (ИЕА), светске енергетске потребе и даље се углавном обезбеђују из извора попут угља (41,3%) и природног гаса (21,7%), иако је нафта пала на само 4,4%.
Индустрија фосилних горива такође чини главни део глобалне економије. У 2014. години потрошња угља на глобалном нивоу премашила је 3,8 милијарди метричких тона и само у САД-у остварила приход од 46 милијарди УСД. У 2012. години глобална производња нафте и гаса достигла је преко 75 милиона барела дневно, док је глобални приход који је остварила индустрија достигао око 1,224 билиона УСД.
Индустрија фосилних горива такође ужива велику заштиту владе и подстицаје широм света. Извештај ИЕА за 2014. годину показао је да индустрија фосилних горива годишње прикупља 550 милијарди долара глобалних субвенција владе. Међутим, студија Међународног монетарног фонда (ММФ) из 2015. године показала је да стварни трошак ових субвенција владама широм света износи око 5,3 билиона УСД (или 6,5% глобалног БДП-а).
Еколошки утицаји:
Повезаност фосилних горива и загађења ваздуха у индустријализованим земљама и већим градовима евидентна је још од индустријске револуције. Загађивачи настали сагоревањем угља и нафте укључују угљен диоксид, угљен моноксид, азот оксиде, сумпор диоксид, испарљива органска једињења и тешке метале, а сви су повезани са респираторним болестима и повећаним ризиком од болести.
Сагоревање фосилних горива од стране људи је такође највећи извор емисије угљен-диоксида (око 90%) широм света, што је један од главних гасова са ефектом стаклене баште који омогућава зрачење (нпр. Ефекат стаклене баште) и доприноси глобално загревање.
У 2013. години Национална управа за океане и атмосферу објавила је да ниво ЦО² у горњој атмосфери достиже 400 делова на милион (ппм), први пут од када су мерења почела у 19. веку. На основу тренутне стопе којом емисије расту, НАСА процењује да би ниво угљен могао достићи између 550 и 800 ппм у наредном веку.
Ако је случај претходни, НАСА предвиђа пораст просечних глобалних температура од 2,5 ° Ц (4,5 ° Ф), што би било одрживо. Међутим, ако се покаже да је последњи сценарио случај, глобалне температуре ће порасти за просечно 4,5 ° Ц, што би учинило живот неиздрживим за многе делове планете. Из тог разлога се траже алтернативе за развој и широко распрострањено комерцијално усвајање.
Алтернатива:
Због дугорочних ефеката употребе фосилних горива, научници и истраживачи више од једног века развијају алтернативе. Ту се убрајају појмови попут хидроелектране - која постоји од краја 19. века - где се падајућа вода користи за вртање турбина и производњу електричне енергије.
Од друге половине 20. века, нуклеарна енергија се такође сматра алтернативом угљу и нафти. Овде се за загревање воде користе реактори спорог цепљења (који се ослањају на уранијум или радиоактивно распадање других тешких елемената), што заузврат ствара паре за центрифугу турбина.
Од средине другог века предложено је још неколико метода које се крећу од једноставних до врло софистицираних. Они укључују снагу ветра, где промене ваздушног тока потискују турбине; соларна енергија, где фотонапонске ћелије претварају Сунчеву енергију (а понекад и топлоту) у електричну енергију; геотермална снага, која се ослања на пару извучену из Земљине коре како би се ротирале турбине; и плимна снага, где се промене на плима крећу турбинама.
Алтернативна горива се такође добијају из биолошких извора, где се биљни и биолошки извори користе за замену бензина. Водоник се такође развија као извор енергије, у распону од водоничних горивних ћелија до воде која се користи до напајања унутрашњим сагоревањем и електричних мотора. Такође се развија фузијска моћ, где се атоми водоника спајају унутар реактора како би се створила чиста, обилна енергија.
До средине 21. века очекује се да ће фосилна горива застаријевати или ће се барем значајно смањити у погледу њихове употребе. Али са историјског становишта, оне су повезане са највећим и најдужим експлозијама у људском расту. Да ли ће човечанство преживети дугорочне ефекте овог раста - који укључује интензивну количину сагоревања фосилних горива и емисију гасова стаклене баште - остаје да се види.
Написали смо много чланака о фосилним горивима за Спаце Магазине. Ево шта је појачани ефекат стаклене баште? Плинови у атмосфери, шта изазива загађење ваздуха ?, шта ако сагоревамо све ?, шта је алтернативна енергија ?, и „Климатске промене су сада веће него икада“, каже се у новом извештају
Ако желите више информација о фосилним горивима, погледајте НАСА-ин опсерваториј за земљу. А ево линка до НАСА-иног чланка о заштити наше атмосфере.
Астрономи Цаст такође има неке епизоде које су релевантне за тему. Ево епизоде 51: Земља и епизода 308: Климатске промене.
Извори:
- Википедиа -Фоссил Фуел
- Сциенцедаили - фоссил_фуел
- Министарство енергетике - фосилна горива
