Ископаемое топливо 101: все, что вам нужно знать

Oct 24, 2023

EcoWatch, основанная в 2005 году как экологическая газета из Огайо, представляет собой цифровую платформу, предназначенную для публикации качественного научно обоснованного контента по экологическим проблемам, причинам и решениям.

Краткие ключевые факты

Ископаемое топливо — это топливо, которое буквально происходит из ископаемых. Десятки миллионов лет назад растения брали энергию Солнца и использовали ее для превращения углекислого газа и воды в углерод и водород посредством фотосинтеза. Животные ели эти растения и сохраняли те же элементы в своих телах. Со временем древние формы жизни умерли и погрузились в землю, где тепло и давление превратили их сначала в торф или кероген, а затем в ископаемое топливо. Большинство существующих месторождений ископаемого топлива впервые образовались 540–65 миллионов лет назад.

Ископаемое топливо, добываемое из-под земли или под водой, при сжигании является чрезвычайно мощным источником энергии. Они используются в качестве топлива для промышленности и транспорта, а также для выработки электроэнергии. Кроме того, многие химические вещества, в том числе те, из которых состоят пластмассы и пестициды, производятся из ископаемого топлива. В настоящее время ископаемое топливо по-прежнему составляет более 80 процентов мирового энергобаланса, но на него также приходится около трех четвертей выбросов парниковых газов, вызывающих климатический кризис. Вот почему переход глобальной энергетической системы от ископаемого топлива является неотложной задачей.

Существует три основных типа ископаемого топлива: уголь, сырая нефть или нефтепродукты и природный газ.

Уголь получают из окаменелых растений, которые были нагреты и подвергнуты давлению в результате процесса, называемого карбонизацией. Уголь обычно начинает свою жизнь в виде торфа — вещества, состоящего из разлагающихся растений, которое во многих частях мира само сжигается в качестве топлива. При дальнейшем нагревании и повышении давления торф превращается в уголь. Один фут угля получается из десяти футов растительного вещества, и более 50 процентов веса каждого куска угля должно составлять спрессованное растительное вещество. Уголь обычно встречается в осадочных породах в «пластах» или «пластах», длина которых может достигать 920 миль, а толщина — 90 футов.

Существует четыре типа или класса угля, которые классифицируются по тому, как долго материал подвергался карбонизации и, следовательно, сколько энергии он содержит для горения. Чем больше времени он потратил на приготовление, так сказать, тем выше качество угля. Уголь более высокого качества также тверже и его можно найти глубже под землей. Четыре типа угля, от самого низкого до самого высокого: бурый, полубитуминозный, битуминозный и антрацит.

Уголь обычно добывается путем добычи полезных ископаемых — либо открытым, либо подземным способом. Открытая добыча означает сгребание всей земли и растительности с угольного месторождения глубиной менее 200 футов, чтобы его можно было собрать. Подземная добыча означает, что горнякам приходится перемещаться под землей в шахте, чтобы получить доступ к угольным месторождениям глубиной до 1000 футов, а затем использовать технику, чтобы доставить уголь на поверхность. Открытая добыча дешевле и более вредна для окружающей среды, чем подземная добыча, которая более опасна для рабочих.

Уголь можно либо сжигать непосредственно в качестве топлива, либо использовать для выработки электроэнергии на угольных электростанциях, что является основным способом его использования в США. Он также используется в различных промышленных процессах, включая производство стали. Уголь является самым дешевым ископаемым топливом и в настоящее время является ведущим источником производства электроэнергии в мире, обеспечивая около трети мировой электроэнергии. Однако это также самое загрязняющее ископаемое топливо как с точки зрения количества углекислого газа, которое оно выбрасывает в атмосферу (это также единственный крупнейший источник выбросов углекислого газа в мире), так и с точки зрения других загрязнителей воздуха, таких как ртуть. свинец, диоксид серы, оксиды азота и твердые частицы, которые он выделяет при сжигании.

Сырая нефть и нефть — это два названия жидкого ископаемого топлива, образовавшегося из отложений разлагающегося планктона, который под действием времени, тепла и давления превратился в углеводороды или соединения водорода и углерода. Обычно он имеет черный или темно-коричневый цвет, но может также иметь желтый, красный, коричневый или зеленый оттенок. Встречается в высохших котловинах древних морей, которые называются осадочными бассейнами. Именно здесь поселился древний планктон, образовавший сначала вещество, называемое керогеном, сланцевой породой или горючим сланцем. Если его нагреть и повысить давление в ходе процесса, называемого катагенезом, кероген превратится либо в сырую нефть, либо в природный газ. Со временем сырая нефть имеет тенденцию просачиваться вверх, туда, где давление меньше, пока она не блокируется непроницаемыми породами и не оседает в резервуарах. Сегодня его можно найти под морским дном или под землей, хотя иногда он выходит на поверхность в прудах или смоляных ямах.