Sąvoka „iškastinis kuras“ šiais laikais vartojama gana daug. Dažniausiai tai iškyla atsižvelgiant į aplinkos problemas, klimato pokyčius arba vadinamąją „energetikos krizę“. Žmonijos priklausomybė nuo iškastinio kuro - tai ne tik didelis taršos šaltinis, bet ir pastaraisiais dešimtmečiais sukėlė nemažą nerimą ir paskatino alternatyvas.
Bet kas yra iškastinis kuras? Nors dauguma žmonių, išgirdę šiuos žodžius, linkę galvoti apie benziną ir naftą, iš tikrųjų tai taikoma daugeliui skirtingų energijos šaltinių, gaunamų iš suyrančių organinių medžiagų. Tai, kaip žmonija tapo tokia priklausoma nuo jų, ir kaip galime jų pakeisti, yra keletas didžiausių problemų, su kuriomis šiandien susiduriame.
Apibrėžimas:
Iškastinis kuras reiškia energijos šaltinius, kurie susidaro dėl anaerobinio gyvųjų medžiagų skaidymo, kuriame yra energijos, kaip senovės fotosintezės metu. Paprastai šie organizmai yra mirę milijonus metų, kai kurie jų siekia dar Cryogenian laikotarpį (maždaug 650 mln. Metų).
Iškastinio kuro sudėtyje yra didelis procentas anglies ir kaupiama energija jų cheminiuose ryšiuose. Jie gali būti naftos, anglių, gamtinių dujų ir kitų degių angliavandenilių junginių pavidalu. Nafta ir gamtinės dujos susidaro suskaidžius organizmus, o anglys ir metanas yra sausumos augalų skilimo rezultatai.
Manoma, kad buvusiųjų atveju dideli fitoplanktono ir zooplanktono kiekiai įsikūrė jūrų ar ežerų dugnuose prieš milijonus metų. Per daugelį milijonų metų ši organinė medžiaga susimaišė su purvu ir buvo palaidota po sunkiais nuosėdų sluoksniais. Dėl karščio ir slėgio organinės medžiagos chemiškai pasikeitė, galiausiai susidaro anglies junginiai.
Pastarojo atveju šaltinis buvo negyvos augalinės medžiagos, kurios buvo padengtos nuosėdomis anglies dvideginio laikotarpiu - t.y. Devono laikotarpio pabaigoje iki Permio laikotarpio pradžios (maždaug prieš 300 ir 350 milijonų metų). Laikui bėgant šios nuosėdos sukietėjo arba tapo dujinės, sukurdamos anglių laukus, metaną ir natūralias dujas.
Šiuolaikinis naudojimas:
Anglis nuo senų senovės buvo naudojama kaip kuras, dažnai krosnyse metalo rūdai lydyti. Neapdorotas ir nerafinuotas aliejus taip pat per amžius degė lempose apšvietimui, o pusiau kieti angliavandeniliai (pavyzdžiui, degutas) buvo naudojami hidroizoliacijai (daugiausia valčių dugnuose ir dokuose) bei balzamuoti.
Iškastinis kuras kaip energijos šaltinis buvo plačiai naudojamas per pramoninę revoliuciją (XVIII – XIX a.), Kai anglis ir nafta pradėjo pakeisti gyvulinius šaltinius (t. Y. Banginių aliejų) garo varikliams. Iki Antrosios pramonės revoliucijos (apie 1870–1914 m.) Nafta ir anglis buvo pradėta naudoti elektros generatoriams maitinti.
Išradus vidaus degimo variklį (t. Y. Automobilius), padidėjo naftos poreikis, kaip ir kuriant orlaivius. Naftos chemijos pramonė atsirado tuo pat metu, kai nafta buvo naudojama gaminiams gaminti, pradedant nuo plastikų ir baigiant žaliavomis. Be to, degutas (likęs naftos gavybos produktas) buvo plačiai naudojamas kelių ir greitkelių tiesimui.
Iškastinis kuras tapo pagrindine šiuolaikinės gamybos, pramonės ir transporto srityse, nes iš jo pagaminama daug energijos masės vienetui. Tarptautinės energetikos agentūros (TEA) duomenimis, nuo 2015 m. Pasaulio energijos poreikį vis dar tenkina tokie šaltiniai kaip anglis (41,3%) ir gamtinės dujos (21,7%), nors naftos kiekis sumažėjo tik iki 4,4%.
Iškastinio kuro pramonė taip pat sudaro didžiąją pasaulio ekonomikos dalį. 2014 m. Pasaulinis anglies suvartojimas viršijo 3,8 milijardo tonų ir vien JAV sudarė 46 milijardų JAV dolerių pajamų. 2012 m. Pasaulinė naftos ir dujų gavyba siekė daugiau kaip 75 milijonus barelių per dieną, o pasaulinės pramonės pajamos sudarė apie 1,247 trilijonus JAV dolerių.
Iškastinio kuro pramonei taip pat taikoma didžiulė vyriausybės apsauga ir skatinimas visame pasaulyje. 2014 m. TEA pranešime nurodyta, kad iškastinio kuro pramonė per metus surenka 550 milijardų dolerių pasaulinėms vyriausybės subsidijoms. Tačiau 2015 m. Tarptautinio valiutos fondo (TVF) atliktas tyrimas parodė, kad realios šių subsidijų išlaidos vyriausybėms visame pasaulyje yra apie 5,3 trilijono JAV dolerių (arba 6,5% viso BVP).
Poveikis aplinkai:
Iškastinio kuro ir oro taršos ryšys pramoninėse šalyse ir didžiuosiuose miestuose buvo akivaizdus nuo pramonės revoliucijos. Teršalai, susidarantys deginant anglį ir naftą, yra anglies dioksidas, anglies monoksidas, azoto oksidai, sieros dioksidas, lakieji organiniai junginiai ir sunkieji metalai - visa tai susiję su kvėpavimo takų ligomis ir padidėjusia ligų rizika.
Žmonės, degindami iškastinį kurą, taip pat yra didžiausias anglies dvideginio išmetimo šaltinis (apie 90%) visame pasaulyje, kuris yra viena pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, leidžiančių radiaciją (dar žinomas kaip šiltnamio efektas) ir prisideda prie globalinis atšilimas.
2013 m. Nacionalinė vandenynų ir atmosferos administracija paskelbė, kad CO 2 lygis viršutinėje atmosferoje pirmą kartą nuo matavimų pradžios XIX amžiuje siekė 400 milijonų dalių (ppm). Remdamasi dabartiniu išmetamųjų teršalų augimo tempu, NASA apskaičiavo, kad ateinančiame šimtmetyje anglies kiekis gali siekti nuo 550 iki 800 ppm.
Jei tai yra ankstesnis scenarijus, NASA tikisi, kad vidutinė pasaulinė temperatūra pakils 2,5 ° C (4,5 ° F), ir tai būtų tvaru. Vis dėlto, jei pasitvirtins pastarasis scenarijus, temperatūra visame pasaulyje pakils vidutiniškai 4,5 ° C (8 ° F), todėl daugelyje planetos dalių gyvenimas nebus ilgalaikis. Dėl šios priežasties ieškoma alternatyvų plėtrai ir plačiam komerciniam pritaikymui.
Alternatyvos:
Dėl ilgalaikio iškastinio kuro naudojimo poveikio mokslininkai ir tyrėjai daugiau nei šimtmetį kūrė alternatyvas. Tai apima tokias sąvokas kaip hidroelektrinė, egzistavusi nuo XIX amžiaus pabaigos, kai krentantis vanduo naudojamas turbinoms sukti ir elektrai gaminti.
Nuo antrosios XX amžiaus pusės į branduolinę energiją taip pat žiūrima kaip į alternatyvą anglims ir naftai. Vandeniui pašildyti naudojami lėto dalijimosi reaktoriai (kurie priklauso nuo urano arba kitų sunkiųjų elementų radioaktyvaus skilimo), o tai savo ruožtu generuoja garus sukti turbinas.
Nuo 2-ojo amžiaus vidurio buvo pasiūlyti dar keli metodai, pradedant nuo paprasčiausio iki labai modernaus. Tai apima vėjo energiją, kai oro srauto pokyčiai stumia turbinas; saulės energija, kai fotovoltiniai elementai Saulės energiją (o kartais ir šilumą) paverčia elektra; geoterminė energija, kuri priklauso nuo garų, išleidžiamų iš žemės plutos, kad būtų galima sukti turbinas; potvynio galią, kai potvynių pokyčiai stumia turbinas.
Alternatyvus kuras taip pat gaunamas iš biologinių šaltinių, kai benzinas pakeičiamas augaliniais ir biologiniais šaltiniais. Vandenilis taip pat kuriamas kaip energijos šaltinis, pradedant vandenilio kuro elementais ir baigiant vandens naudojimu vidaus degimo ir elektriniams varikliams. Taip pat plėtojama sintezės energija, kai vandenilio atomai yra sulydomi reaktoriuose, kad būtų gaunama švari, gausi energija.
Manoma, kad iki XXI a. Vidurio iškastinis kuras pasens arba bent jau žymiai sumažės jo naudojimo atžvilgiu. Bet žvelgiant iš istorinės perspektyvos, jie buvo siejami su didžiausiu ir ilgiausiai trunkančiu sprogimu žmogaus augime. Ar žmonija išgyvens ilgalaikius šio augimo padarinius, apimančius intensyvų iškastinio kuro deginimą ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą, dar reikia išsiaiškinti.
„Space Magazine“ esame parašę daug straipsnių apie iškastinį kurą. Štai kas yra sustiprintas šiltnamio efektas ?, dujos atmosferoje; kas sukelia oro taršą; kas, jei mes viską sudeginame ?, kas yra alternatyvi energija? Ir „Klimato pokyčiai dabar yra labiau tikri, nei kada nors anksčiau“, sakoma naujoje ataskaitoje
Jei norite gauti daugiau informacijos apie iškastinį kurą, apsilankykite NASA Žemės observatorijoje. Čia yra nuoroda į NASA straipsnį apie mūsų atmosferos apsaugą.
Astronomijos aktoriai taip pat turi keletą epizodų, susijusių su šia tema. Štai 51 epizodas: Žemė ir 308 epizodai: Klimato pokyčiai.
Šaltiniai:
- Vikipedija - iškastinis kuras
- „Sciencedaily“ - iškastinis kuras
- Energetikos departamentas - iškastinis kuras
