V današnjem času izraz "fosilna goriva" pomeni veliko. Pogosteje se pojavlja v okoljskih vprašanjih, podnebnih spremembah ali tako imenovani „energetski krizi“. Poleg tega, da je človekov odvisnost od fosilnih goriv v zadnjih desetletjih poleg velikega onesnaževanja povzročil tudi precej skrbi, je spodbudilo zahteve po alternativah.
Toda le kaj so fosilna goriva? Medtem ko večina ljudi navadno razmišlja o bencinu in olju, ko sliši te besede, se to dejansko nanaša na veliko različnih vrst energije, ki izhajajo iz razpadajočega organskega materiala. Kako je človeštvo postalo tako odvisno od njih in na kaj lahko gledamo, da bi jih nadomestili, so nekatere največje skrbi, s katerimi se soočamo danes.
Opredelitev:
Fosilna goriva se nanašajo na vire energije, ki nastanejo kot rezultat anaerobne razgradnje žive snovi, ki vsebuje energijo kot rezultat starodavne fotosinteze. Običajno so ti organizmi mrtvi že več milijonov let, nekateri pa segajo v obdobje kriogena (približno 650 milijonov let nazaj).
Fosilna goriva vsebujejo visoke odstotke ogljika in shranjene energije v svojih kemijskih vezjih. Lahko so v obliki nafte, premoga, zemeljskega plina in drugih gorljivih ogljikovodikovih spojin. Medtem ko se nafta in zemeljski plin tvorita z razpadom organizmov, premog in metan sta rezultat razkroja kopenskih rastlin.
V primeru prvega se verjame, da so se na dnu morij ali jezer pred milijoni let naselile velike količine fitoplanktona in zooplanktona. Te organske snovi so se skozi več milijonov let mešale z blatom in so bile pokopane pod težkimi plastmi usedlin. Posledično toplota in tlak sta povzročila, da so se organske snovi kemično spremenile in sčasoma tvorile ogljikove spojine.
V primeru slednjega je bil vir mrtva rastlinska snov, ki je bila v obdobju ogljika zajeta v sedimentu - to je konec devonskega obdobja do začetka permijskega obdobja (približno 300 in 350 milijonov let nazaj). Sčasoma so se ta nahajališča strdila ali postala plinasta, kar je ustvarilo premogovna polja, metan in naravne pline.
Sodobne uporabe:
Premog se že od antičnih časov uporablja kot gorivo, pogosto v pečeh za taljenje kovinskih rud. Tudi nepredelano in nerafinirano olje se že stoletja kuri v svetilkah zaradi razsvetljave, poltrdni ogljikovodiki (kot katran) pa so bili uporabljeni za hidroizolacijo (večinoma na dnih čolnov in na dokih) in za balzamiranje.
Široka uporaba fosilnih goriv kot virov energije se je začela med industrijsko revolucijo (18. - 19. stoletje), kjer so premog in nafta začeli nadomeščati živalske vire (t.i. kitovo olje) za pogonske parne stroje. S časom druge industrijske revolucije (približno 1870 - 1914) sta se nafta in premog uporabljali za napajanje električnih generatorjev.
Izum motorja z notranjim zgorevanjem (t.j. avtomobilov) je povečal zahteve po olju eksponentno, kot tudi razvoj letal. Hkrati se je pojavila petrokemična industrija, pri čemer se je nafta uporabljala za proizvodnjo izdelkov od plastike do surovin. Poleg tega se je katran (ostanek izdelka pri pridobivanju nafte) začel široko uporabljati pri gradnji cest in avtocest.
Fosilna goriva so postala osrednja v sodobni proizvodnji, industriji in prometu zaradi tega, kako proizvajajo velike količine energije na enoto mase. Po podatkih Mednarodne agencije za energijo (IEA) od leta 2015 svetovne energetske potrebe še vedno zagotavljajo viri, kot sta premog (41,3%) in zemeljski plin (21,7%), čeprav je nafta padla na le 4,4%.
Industrija fosilnih goriv predstavlja tudi velik delež v svetovnem gospodarstvu. Leta 2014 je svetovna poraba premoga presegla 3,8 milijarde ton in je samo v ZDA pomenila 46 milijard ameriških dolarjev prihodka. Leta 2012 je svetovna proizvodnja nafte in plina dosegla več kot 75 milijonov sodčkov na dan, medtem ko je svetovni prihodek, ki ga je ustvarila industrija, približno 1,224 bilijona ameriških dolarjev.
Tudi industrija fosilnih goriv po vsem svetu uživa veliko vladno zaščito in spodbude. Poročilo agencije IEA za leto 2014 je pokazalo, da industrija fosilnih goriv letno zbira 550 milijard dolarjev globalnih državnih subvencij. Vendar je študija Mednarodnega denarnega sklada (IMF) iz leta 2015 pokazala, da dejanski stroški teh subvencij vladam po vsem svetu znašajo približno 5,3 bilijona ameriških dolarjev (ali 6,5% svetovnega BDP).
Okoljski učinki:
Povezava med fosilnimi gorivi in onesnaževanjem zraka v industrializiranih državah in večjih mestih je očitna že od industrijske revolucije. Onesnaževala, ki nastanejo pri zgorevanju premoga in nafte, vključujejo ogljikov dioksid, ogljikov monoksid, dušikove okside, žveplov dioksid, hlapne organske spojine in težke kovine, ki so vsa povezana z dihalnimi boleznimi in povečanimi tveganji za bolezni.
Izgorevanje fosilnih goriv pri ljudeh je tudi največji vir emisij ogljikovega dioksida (približno 90%) po vsem svetu, ki je eden glavnih toplogrednih plinov, ki omogoča sevalno silo (aka. Toplogredni učinek) in prispeva k globalno segrevanje.
Leta 2013 je Nacionalna uprava za oceano in ozračje objavila, da raven CO² v zgornji atmosferi doseže 400 delov na milijon (ppm), prvič odkar so se začele meritve v 19. stoletju. Glede na trenutno stopnjo naraščanja emisij NASA ocenjuje, da bi ravni ogljika v naslednjem stoletju lahko dosegle med 550 in 800 ppm.
V primeru prejšnjega scenarija NASA predvideva porast povprečnih svetovnih temperatur za 2,5 ° C (4,5 ° F), kar bi bilo trajnostno. Če pa se izkaže, da se bo slednji scenarij zgodil, se bodo svetovne temperature dvignile v povprečju za 4,5 ° C, kar bi omogočilo življenje v mnogih delih planeta. Zaradi tega se iščejo druge možnosti za razvoj in širše komercialno sprejemanje.
Nadomestne možnosti:
Znanstveniki in raziskovalci zaradi dolgoročnih učinkov uporabe fosilnih goriv že več kot stoletje razvijajo druge možnosti. Sem spadajo koncepti, kot je hidroelektrarna - ki obstaja od poznega 19. stoletja - kjer padajoča voda se uporablja za vrtanje turbin in za proizvodnjo električne energije.
Od druge polovice 20. stoletja se jedrska energija obravnava tudi kot alternativa premogu in nafti. Tukaj se za ogrevanje vode uporabljajo reaktorji s počasnim cepljenjem (ki se zanašajo na uran ali radioaktivno razpadanje drugih težkih elementov), kar pa ustvarja paro za vrtanje turbin.
Od sredine drugega stoletja so predlagali več metod, ki segajo od preprostih do zelo izpopolnjenih. Sem sodijo tudi vetrna energija, kjer spremembe v pretoku zraka potiskajo turbine; sončna energija, pri kateri fotovoltaične celice pretvorijo Sončevo energijo (in včasih toploto) v električno energijo; geotermalna moč, ki se za vrtenje turbin opira na paro, ki jo iz Zemljine skorje odteče; in moč plimovanja, kadar spremembe plimovanja potiskajo turbine.
Alternativna goriva se pridobivajo tudi iz bioloških virov, kjer se rastlinski in biološki viri uporabljajo za nadomestitev bencina. Vodik se razvija tudi kot vir energije, od vodikovih gorivnih celic do vode, ki se uporablja za napajanje z notranjim zgorevanjem in električnih motorjev. Razvija se tudi fuzijska moč, kjer se atomi vodika zlivajo v reaktorjih, da nastane čista, obilna energija.
Do srede 21. stoletja naj bi fosilna goriva zastarela ali vsaj znatno zmanjšala glede na njihovo uporabo. Toda z zgodovinskega stališča so bile povezane z največjimi in najdaljše eksplozije v človeški rasti. Ali bo človeštvo preživelo dolgoročne učinke te rasti - ki vključuje intenzivno količino izgorevanja fosilnih goriv in emisij toplogrednih plinov - še ni videti.
Za Space Magazine smo napisali veliko člankov o fosilnih gorivih. Tukaj je tisto, kar je povečan učinek toplogrednih plinov ?, plini v atmosferi, kaj povzroča onesnaževanje zraka ?, kaj če izgorevamo vse ?, kaj je alternativna energija ?, in „Podnebne spremembe so zdaj bolj določene kot kdaj koli prej“, navaja novo poročilo
Če želite več informacij o fosilnih gorivih, si oglejte NASA-jev observatorij za zemljo. In tukaj je povezava do Nasinega članka o varovanju naše atmosfere.
Astronomy Cast ima tudi nekaj epizod, ki so pomembne za zadevo. Tu je epizoda 51: Zemlja in epizoda 308: Podnebne spremembe.
Viri:
- Wikipedia -Fossil Fuel
- Sciencedaily - fossil_fuel
- Ministrstvo za energijo - fosilna goriva
