Hvad sker der, når fossile brændstoffer brænder?

Udtrykket "fossile brændstoffer" har udviklet sig fra en fræk moniker til noget skurk i den offentlige bevidsthed. Tidligere et godartet nok navn til de stoffer, der måske med egen hånd førte den globale civilisation ind i en virkelig moderne tidsalder, forbinder mange mennesker nu "fossile brændstoffer" med forurening - ikke kun grim røg og skadelig køretøjsudstødning, men den slags materialer med evne til at ødelægge eller afslutte civilisationen, afhængigt af hvem man lytter til.

Fra og med 2018 hentede USA 81 procent af sin energi fra fossile brændstoffer. Disse kan ikke fornyes, og når verdens befolkning øges, og udbuddet af fossile brændstoffer aftager, bliver det dyrere at udvinde det, der forbliver fossilt, fra deres underjordiske kilder. Desuden skaber afbrænding af fossile brændstoffer, mere end blot en skam på skylines, produkter, der bidrager til global opvarmning, som forskere overalt på planeten er enige om er et ekstremt presserende spørgsmål, politiske enheder ville være hensynsløse over for ignorere.

Fossile brændstoffer inkluderer olie (dvs. olie), kul og naturgas. En af disse er en tyk væske, en anden et fast stof og den tredje en mindre tæt væske, men de har alle en fælles oprindelse. Som navnet antyder, stammer disse brændstoffer fra materiale, der engang var en del af levende ting, både dyr og planter, i den meget fjerne fortid. Disse forhistoriske organismer blev komprimeret over en periode på millioner af år af klipper, men kun når temperatur- og trykforhold favoriserede processen; det vil sige, at kun en lille del af det gamle liv blev omdannet til fossile brændstoffer i dag, ligesom kun et lille antal forhistoriske dyr og planter resulterede i dannelse af fossiler, der gav nutidens menneskelige paleontologer specifikke spor om, hvordan disse organismer, fra dinosaurer til kæmpe bregner, så ud, og hvordan de levede.

Olie: Dette fossile brændstof bruges hovedsageligt til opvarmning og transport, og det er kilden til benzin i dets forskellige former. Det er uden tvivl den mest værdifulde vare verden over og har transformeret civilisationen på en række indlysende og afgørende måder.

USA er stærkt afhængig af andre lande for at imødekomme massive oliekrav, og nogle af disse nationer er underlagt løbende politisk omvæltning. US Department of Energy's Office of Petroleum Reserves (OPR) opretholder en nødstash af olie, hvis udenlandsk forsyning pludselig afbrydes. Denne levering, opdelt i tre kilder, inkluderer næsten tre fjerdedele af en milliard tønder olie.

Kul: Dette fossile brændstof er den største indenlandsk producerede energikilde i USA og leverer en betydelig del af elforsyningen. I 2015 producerede USA over 900 millioner tons kul, og ca. 25 procent af alle kulreserverne i verden menes at ligge inden for Amerikas grænser. Kul er også en meget billig energikilde, pund for pund.

Desværre er kul ekstremt problematisk set med hensyn til forurening. Der er også et spørgsmål om, hvor tilgængelige de store reserver af kul i USA virkelig er. Når energiøkonomien bevæger sig mod vedvarende kilder, vil sandsynligvis alle fossile brændstoffer blive understreget i årtierne til kom, men kulindustrien kan være særligt sårbar som et resultat af offentligt pres såvel som grundlæggende økonomisk virkeligheder.

Naturgas: Fra og med 2018 var USA verdens førende producent af naturgas. Meget af dette skyldes den naturgas, der ekstraheres fra skifer, en type sedimentær sten. Denne form for naturgas, kaldet skifergas og består hovedsageligt af metan (CH₄), har udviklet sig til et emne med intens interesse og ledsagende kontrovers takket være nyligt udviklede måder at ekstraher det fra jorden, så det er muligt at tappe i betydelige reserver, der har ligget i dvale i klippen indtil nu. En af disse, hydraulisk frakturering ("fracking"), er blevet et mål for miljøgrupper takket være dets potentielle og observerede virkninger på klippen, hvorfra den fjernes, herunder den øgede mulighed for jordskælv, når spildevand fra fracking injiceres i jord.

801 millioner tons kul blev forbrugt i USA i 2015, næsten det hele med det formål at producere elektricitet. Baseret på aktuelle fremskrivninger forventes dette antal gradvist at falde til ca. 557 millioner tons inden 2040, et gennemsnitligt fald på ca. 1,4 procent om året. Dette er på trods af det faktum, at den amerikanske befolkning vokser (omend ikke så hurtigt som den udviklingslande) og det faktum, at USA menes at have 257 milliarder ton kul i reservere. Til reference er en milliard 1.000 millioner, så mængden af ​​kul, der forbliver under jorden i Amerika, er omkring 300 gange den mængde, der for øjeblikket brændes årligt.

Mens West Virginia og Pennsylvania får stor opmærksomhed, når emnet for amerikansk kulminedrift opstår, fra og med 2018, omkring 57 procent af kul, der blev udvundet i USA, kom ud af jorden i staterne i den vestlige halvdel af landet - 42 procent fra staten Wyoming alene. Dette skyldes det faktum, at dette "mærke" af kul har et lavere svovlindhold. Uanset hvordan kulforbrænding frigiver drivhusgasser, ikke kun kuldioxid (CO₂) men også metan (CH₄), og dets udvinding forstyrrer det naturlige miljø, uanset hvilken pleje der tages for at minimere skader på lokale miljøer.

Forurening med fossilt brændstof er centrum for en af ​​de mest omstridte og vigtige nationale samtaler i USA såvel som en drivkraft for politiske, økonomiske og teknologiske bevægelser overalt i USA verden.

Alle fossile brændstoffer indeholder store mængder kulstof; hvis du har fulgt energi- og klimaændringsdebatten på ethvert niveau, har du sandsynligvis hørt udtrykket "kulstof fodaftryk ", der bruges til at beskrive den relative mængde fossile brændstoffer, der bruges af en given sektor, udstyr eller udstyr fællesskab. Fossile brændstoffer indeholder også betydelige mængder af grundstofferne brint, ilt, nitrogen og svovl. Alle disse elementer er meget reaktive, både med hinanden og med forskellige elementer i luften og på jorden.

De primære forurenende stoffer frigivet ved forbrænding af fossile brændstoffer er kulilte (CO), kuldioxid (CO₂svovldioxid (SO₂), nitrogenoxider af den kemiske form NO_x (primært nitrogendioxid eller NO₂nitrogenoxid (N₂O), forskellige carbonhydrider (methan, CH₄, som er et sådant eksempel) og stoffer, der kollektivt betegnes flygtige organiske forbindelser eller VOC. Nogle af disse er farlige i deres oprindelige former; andre er især skadelige, når de kombineres med andre ellers godartede reagenser i atmosfæren.

Langt den mest bekymrende og omtalte af disse forbindelser er CO₂. Fordi kulstof udgør mellem 60 og 90 procent af massen af ​​de brændte fossile brændstoffer, CO₂ er det vigtigste produkt af forbrænding af fossile brændstoffer verden over. Kina er blevet den største CO-emitter₂ på planeten, med en samlet masse på 8,32 milliarder ton i 2010. (Et ton er 1.000 kg eller ca. 2.200 pund, hvilket gør et metrisk ton ca. 10 procent mere massivt end et standard ton.) USA blev nummer to i denne tvivlsomme kategori i 2010 med en produktion på 5,61 mia. metrisk tons. (Kinas befolkning pr. 2018 var over fire gange USA's)

Mens CO₂ får størstedelen af ​​opmærksomheden som en drivhusgas - hvilket betyder et stof, der kan fange uønsket varme i Jordens atmosfære og bidrage til det stigende gennemsnit overflade- og havtemperaturer, der nu rammer planeten og forventes at fortsætte ukontrolleret uden en seriøs indsats for at omstrukturere hele energimængden i verden over - CH₄ er faktisk en mere potent drivhusgas, molekyle pr. molekyle, end CO₂ er. Virkningerne af CO₂ dominerer over metan, simpelthen fordi der er så meget mere af det i atmosfæren, selvom CO₂ tegner sig for mindre end 1 procent af gasserne i atmosfæren. Hvad gør CH₄ særligt bekymrende er, at dets emissioner ikke kun stammer fra forbrænding af naturgas, men under boreoperationer og også under transport af naturgas i rørledninger.

Effekter på klimaet udgør en lille brøkdel af den skade, som forbrænding af fossile brændstoffer kan forårsage. Faktisk, selvom der overhovedet ikke var nogen virkninger på planetens temperatur på CO₂ og CH₄ emissioner, forbrænding af fossile brændstoffer vil stadig være problematisk. For eksempel kan nitrogenoxider kombineres med andre atmosfæriske grundstoffer til fra smog (ozon på jorden) og sur regn. Ammoniak (NH₄) produceres også under forbrænding af fossile brændstoffer. De fleste nitrogenoxider når miljøet via køretøjsemissioner. VOC bidrager også til dannelsen af ​​smog. Partiklerne (PM) dannet i atmosfæren takket være forbrænding af fossilt brændstof kan forårsage eller forværre en række kroniske lungesygdomme, såsom astma og bronkitis.

I en nøddeskal er afbrænding af enhver form for fossilt brændsel næsten sikkert, at det får noget til at blive varmere, farligere eller surere eller på anden måde påtage sig egenskaber, der er uønskede for økosystemet som helhed.

Som bemærket har USA alene en stor mængde olie, der er gemt væk i reserver og milliarder tons kul under jorden. Uanset hvad du måske har hørt om den forestående tørring af olie- og naturgasbrønde, er det højst sandsynligt en overdrivelse. I stedet er det bekymringer over farerne ved forbrænding af fossile brændstoffer, der motiverer energipionerer og miljøledere til at forfølge mange kendte alternativer til fossile brændstoffer, samlet kendt som "ren energi." Disse inkluderer sol, vind, vandkraft, biobrændstoffer og nuklear energi strøm; af disse betragtes alle undtagen nukleare fornyelige såvel som "rene" (kernekraft kommer fra uran, som er en begrænset ressource).

Ud over at gøre større brug af disse alternative brændstoffer kan folk arbejde for at gøre mere effektiv brug af fossile brændstoffer ved at være samvittighedsfulde. Virksomheder kan for eksempel styre og reducere emissioner, øge energieffektiviteten på arbejdspladsen ved strengere overvågning af spildende brug af elektricitet og også undersøge køb af vedvarende energi. Det er dog også afgørende for enkeltpersoner at deltage i aktiv energibesparelse. At slukke for dine lys, computere, fjernsyn, videospil og andet elektrisk udstyr, når de ikke er i brug, lyder måske som et gammelt, træt afstå fra en nagende forælder, men disse foranstaltninger tilføjer et stort antal kilowatt-timer sparet om året, når folk er opmærksom.

Endelig gå eller cykle til arbejde, når det er muligt, eller gøre brug af offentlig transport såsom busser og letbane muligheder (hvoraf mange nu er brug af hybridbrændstoffer) er ikke kun gavnligt for miljøet, men letter også stresset ved at skulle køre på overbelastede veje og indånde andre udstødning.