Какво се случва, когато изгарят изкопаемите горива?

Терминът "изкопаеми горива" се превърна от нахален псевдоним в нещо като злодей в общественото съзнание. По-рано достатъчно добро наименование на веществата, които може би еднолично задвижват глобалната цивилизация в една наистина модерна епоха, сега много хора свързват "изкопаемите горива" с замърсяване - не просто грозен дим и вредни отработени газове, а вид материали, способни истински да разрушат или да сложат край на цивилизацията, в зависимост от това кой слуша да се.

Към 2018 г. САЩ извлича 81% от енергията си от изкопаеми горива. Те не могат да бъдат възобновяеми и тъй като световното население се увеличава и предлагането на изкопаеми горива намалява, става по-скъпо да се извлича това, което е останало от изкопаемите горива от техните подземни източници. Нещо повече, изгарянето на изкопаеми горива, повече от обикновена болест по скилините, създава продукти, които допринасят за глобалното развитие затоплянето, за което учените по планетата са съгласни, е изключително спешен въпрос, към който политическите субекти биха били безразсъдни игнорирайте.

Изкопаемите горива включват нефт (т.е. нефт), въглища и природен газ. Едната от тях е гъста течност, друга твърда, а третата по-малко плътна течност, но всички те имат общ произход. Както подсказва името, тези горива произхождат от материал, който някога е бил част от живите същества, както животните, така и растенията, в много далечното минало. Тези праисторически организми са били компресирани в продължение на милиони години от скали, но само когато условията на температура и налягане благоприятстват процеса; тоест, само малка част от древния живот е била превърната във изкопаеми горива днес, точно както само малък брой праисторически животни и растения са довели до образуване на вкаменелости, което даде на днешните човешки палеонтолози конкретни улики за това как са изглеждали тези организми, от динозаври до гигантски папрати, и как са изглеждали живял.

Масло: Това изкопаемо гориво се използва главно за отопление и транспорт и е източник на бензин в различните му форми. Това е може би най-ценната стока по целия свят и е трансформирала цивилизацията по редица очевидни и решаващи начини.

САЩ разчитат силно на други страни, за да отговорят на огромните търсения на петрол и някои от тези нации са обект на продължаващо политическо сътресение. Службата за петролни резерви (OPR) на Министерството на енергетиката на САЩ поддържа аварийно запасяване с нефт, в случай че внезапно бъде прекратено чуждестранното снабдяване. Тази доставка, разделена на три източника, включва почти три четвърти от милиарда барела петрол.

Въглища: Това изкопаемо гориво е най-големият произведен в страната енергиен източник в САЩ и осигурява значителна част от доставката на електроенергия. През 2015 г. САЩ произвеждат над 900 милиона тона въглища и се смята, че около 25 процента от всички запаси от въглища в света се намират в границите на Америка. Въглищата също са много евтин източник на енергия, паунд за паунд.

За съжаление въглищата са изключително проблематични от гледна точка на замърсяването. Съществува и въпрос относно доколко в действителност са достъпни огромните запаси от въглища в САЩ. С напредването на енергийната икономика към възобновяеми източници, през изминалите десетилетия вероятно всички фосилни горива ще бъдат намалени дойде, но въгледобивната промишленост може да бъде особено уязвима в резултат на обществения натиск, както и на основните икономически реалности.

Природен газ: Към 2018 г. САЩ са водещият производител на природен газ в света. Голяма част от това се дължи на природния газ, добиван от шисти, вид седиментна скала. Този вид природен газ, наречен шистов газ и състоящ се главно от метан (CH₄), се превърна в обект на силен интерес и съпътстващи спорове благодарение на наскоро разработените начини за извлечете го от земята, позволявайки да се извлекат значителни резерви, които са останали в латентно състояние в скалата до сега. Едно от тях, хидравличното разбиване ("фракинг"), се е превърнало в обект на екологични групи благодарение на своя потенциал и наблюдаваните ефекти върху скалата, от която е премахната, включително повишената възможност за земетресения, когато отпадъчните води от фракинга се инжектират отново в земя.

През 2015 г. в САЩ са били консумирани 801 милиона тона въглища, почти всички за целите на производството на електроенергия. Въз основа на настоящите прогнози този брой се очаква постепенно да намалее до около 557 милиона тона до 2040 г., средно намаление от около 1,4 процента годишно. Това е независимо от факта, че населението на САЩ нараства (макар и не толкова бързо, колкото това на развиващите се страни) и факта, че се смята, че САЩ разполагат с 257 милиарда тона въглища резерв. За справка, милиард е 1000 милиона, така че количеството въглища, останало под земята в Америка, е около 300 пъти повече от изгаряното в момента количество годишно.

Докато Западна Вирджиния и Пенсилвания получават много внимание, когато възникне темата за добива на въглища в САЩ, към 2018 г. около 57% от въглищата, добивани в САЩ, са излезли от територията на щата в западната половина на страната - 42% от щата Уайоминг сам. Това се дължи на факта, че тази "марка" въглища е с по-ниско съдържание на сяра. Независимо от това, изгарянето на въглища отделя парникови газове, а не само въглероден диоксид (CO₂), но също и метан (СН₄), а нейното извличане нарушава естествената среда, независимо какви грижи се полагат, за да се сведе до минимум вредата за местната среда.

Замърсяването с изкопаеми горива е в центъра на един от най-спорните и важни национални разговори в САЩ, както и движеща сила на политическите, икономическите и технологичните движения в целия света.

Всички изкопаеми горива съдържат големи количества въглерод; ако сте проследили спора за енергията и изменението на климата на което и да е ниво, вероятно сте чували термина „въглерод отпечатък ", използван за описване на относителното количество изкопаеми горива, използвани от даден сектор, оборудване или общност. Изкопаемите горива също съдържат значителни количества от елементите водород, кислород, азот и сяра. Всички тези елементи са силно реактивни, както помежду си, така и с различни елементи във въздуха и на земята.

Основните замърсители, отделяни от изгарянето на изкопаеми горива, са въглероден окис (CO), въглероден диоксид (CO₂), серен диоксид (SO₂), азотни оксиди от химическата форма NO_х (предимно азотен диоксид или NO₂), азотен оксид (N₂O), различни въглеводороди (метан, СН₄, като един такъв пример) и вещества, наречени колективно летливи органични съединения или ЛОС. Някои от тях са опасни в родните си форми; други са особено вредни само след като се комбинират с други иначе доброкачествени реагенти в атмосферата.

Определено най-тревожното и обсъждано от тези съединения е CO₂. Тъй като въглеродът представлява между 60 и 90 процента от масата на изгорелите изкопаеми горива, CO₂ е основният продукт от изгарянето на изкопаеми горива в световен мащаб. Китай се превърна в най-големия емитер на CO₂ на планетата, с обща маса, достигаща 8,32 милиарда метрични тона през 2010 година. (Метричният тон е 1000 килограма или около 2200 паунда, което прави метричния тон с около 10 процента по-масивен от стандартен тон.) САЩ, класирани на второ място в тази съмнителна категория през 2010 г. с продукция от 5,61 милиарда метрични тона. (Населението на Китай към 2018 г. е над четири пъти повече от това на САЩ)

Докато CO₂ получава по-голямата част от вниманието като парников газ - означава вещество, което може да улови нежелана топлина в земната атмосфера и да допринесе за нарастващата средна стойност повърхностни и морски температури, които сега засягат планетата и се очаква да продължат без контрол, без сериозни усилия за преструктуриране на всички средства за доставка на енергия по света над - CH₄ всъщност е по-мощен парников газ, молекула на молекула, отколкото CO₂ е. Ефектите на CO₂ преобладават над тези на метана, просто защото има много повече от него в атмосферата, въпреки че CO₂ представлява по-малко от 1% от газовете в атмосферата. Какво прави СН₄ особено обезпокоително е, че неговите емисии възникват не само от изгарянето на природен газ, но по време на сондажни операции, а също и по време на транспортиране на природен газ по тръбопроводи.

Ефектите върху климата представляват малка част от вредата, която изгарянето на изкопаеми горива може да причини. Всъщност, дори да няма никакви ефекти върху температурата на CO на планетата₂ и СН₄ емисиите, изгарянето на изкопаеми горива все още ще бъде проблематично. Например азотните оксиди могат да се комбинират с други атмосферни елементи от смог (приземен озон) и киселинни дъждове. Амоняк (NH₄) се произвежда и по време на изгарянето на изкопаеми горива. Повечето азотни оксиди достигат до околната среда чрез емисии от превозните средства. ЛОС също допринасят за образуването на смог. Частиците (PM), образувани в атмосферата благодарение на изгарянето на изкопаеми горива, могат да причинят или влошат различни хронични белодробни състояния, като астма и бронхит.

Накратко, изгарянето на какъвто и да е вид изкопаеми горива е почти сигурно, че нещо ще стане по-топло, по-мътни или по-кисели, или приемат по друг начин характеристики, които са нежелани за екосистемата като цяло.

Както беше отбелязано, само в САЩ има много петрол, запасен в резерви и милиарди тонове въглища под земята. Каквото и да сте чували за предстоящото изсъхване на кладенците с нефт и природен газ, най-вероятно е преувеличено. Вместо това опасенията относно опасностите от изгарянето на изкопаеми горива мотивират енергийните пионери и екологичните лидери да преследват много известни алтернативи на изкопаемите горива, наричани общо „чиста енергия“. Те включват слънчева, вятърна, хидроенергия, биогорива и ядрена енергия мощност; от тях всички освен ядрената се считат за възобновяеми, както и за „чисти“ (ядрената енергия идва от уран, който е ограничен ресурс).

В допълнение към по-широкото използване на тези алтернативни горива, хората могат да работят за по-ефективно използване на изкопаемите горива, като бъдат съвестни. Бизнесът например може да управлява и намалява емисиите, да повишава енергийната ефективност на работното място чрез по-строг мониторинг на разточителното използване на електроенергия и също така да търси закупуване на възобновяема енергия. Също така е жизненоважно обаче хората да участват в активното енергоспестяване. Изключването на осветлението, компютрите, телевизорите, видеоигрите и други електрически съоръжения, когато не се използват, може да звучи като стар, уморен въздържам се от заядлив родител, но тези мерки допринасят за огромен брой спестени киловатчаса годишно, когато хората са внимателен.

И накрая, ходене пеша или колоездене на работа, когато е възможно, или използване на обществен транспорт като автобуси и лекотоварни автомобили (много от които сега използването на хибридни горива) е не само полезно за околната среда, но също така облекчава стреса от необходимостта да шофирате по задръстени пътища и да дишате в другите изпускателна тръба.