Mitä tapahtuu, kun fossiiliset polttoaineet palavat?

Termi "fossiiliset polttoaineet" on kehittynyt röyhkeästä monikerroksesta tavallaan roistoksi julkisessa tajunnassa. Aikaisemmin riittävän hyvänlaatuinen nimi aineille, jotka kenties yksinään ajavat globaalia sivilisaatiota todella moderniin aikakauteen, monet ihmiset yhdistävät "fossiiliset polttoaineet" saastuminen - ei pelkästään ruma savu ja haitallinen ajoneuvon pakokaasu, vaan sellaiset materiaalit, jotka kykenevät todellakin pilata tai lopettaa sivilisaation, riippuen siitä, ketä kuuntelet .

Vuodesta 2018 lähtien Yhdysvallat hankki 81 prosenttia energiastaan ​​fossiilisista polttoaineista. Ne eivät ole uusiutuvia, ja kun maailman väestö kasvaa ja fossiilisten polttoaineiden tarjonta vähenee, fossiilisten polttoaineiden jäljellä olevien hyödyntäminen maanalaisista lähteistä on kalliimpaa. Lisäksi fossiilisten polttoaineiden polttaminen, ei pelkästään pilvi siluetteihin, luo tuotteita, jotka myötävaikuttavat maailmanlaajuisesti lämpeneminen, jonka tiedemiehet ympäri maapalloa ovat erittäin kiireellisiä, poliittiset yhteisöt olisivat huolimattomia jättää huomiotta.

Fossiilisia polttoaineita ovat öljy (ts. Öljy), hiili ja maakaasu. Yksi näistä on paksu neste, toinen kiinteä ja kolmas vähemmän tiheä neste, mutta niillä kaikilla on yhteinen alkuperä. Kuten nimestä voi päätellä, nämä polttoaineet ovat peräisin materiaalista, joka oli aikoinaan osa eläviä olentoja, sekä eläimiä että kasveja, hyvin kaukaisessa menneisyydessä. Kivet puristivat näitä esihistoriallisia organismeja miljoonien vuosien ajan, mutta vain, kun lämpötila- ja paineolosuhteet suosivat prosessia; toisin sanoen vain pieni osa muinaisesta elämästä muutettiin nykyään fossiilisiksi polttoaineiksi, aivan kuten vain pieni määrä esihistoriallisia eläimiä ja kasveja johti fossiilien muodostuminen, joka antoi nykypäivän ihmisen paleontologeille tarkkoja vihjeitä siitä, miltä nämä organismit dinosauruksista jättimäisiin saniaisiin näyttivät ja miltä ne asunut.

Öljy: Tätä fossiilista polttoainetta käytetään pääasiassa lämmitykseen ja kuljetukseen, ja se on bensiinin lähde sen eri muodoissa. Se on kiistatta arvokkain yksittäinen hyödyke maailmassa, ja se on muuttanut sivilisaatiota useilla ilmeisillä ja ratkaisevilla tavoilla.

Yhdysvallat luottaa voimakkaasti muihin maihin massiivisten öljyvaatimusten täyttämiseksi, ja joillekin näistä maista on jatkuva poliittinen mullistus. Yhdysvaltain energiaministeriön öljyvarastotoimisto (OPR) ylläpitää hätätilanteen öljyvarastusta siinä tapauksessa, että ulkomainen tarjonta yhtäkkiä katkeaa. Tämä jako kolmeen lähteeseen sisältää melkein kolme neljäsosaa miljardia barrelia öljyä.

Hiili: Tämä fossiilinen polttoaine on suurin kotimaassa tuotettu energialähde Yhdysvalloissa ja tuottaa merkittävän osan sähköntuotannosta. Vuonna 2015 Yhdysvallat tuotti yli 900 miljoonaa tonnia hiiltä, ​​ja noin 25 prosentin maailman hiilivarannoista uskotaan olevan Amerikan rajojen sisällä. Hiili on myös erittäin halpa energialähde, punta puntaa.

Valitettavasti hiili on erittäin ongelmallinen pilaantumisen kannalta. On myös jonkinlainen kysymys siitä, kuinka saatavilla olevat valtavat hiilivarannot Yhdysvalloissa todella ovat. Kun energiatalous etenee kohti uusiutuvia energialähteitä, kaikki fossiiliset polttoaineet korostuvat todennäköisesti vuosikymmeninä mutta hiiliteollisuus voi olla erityisen haavoittuva sekä julkisen painostuksen että perustaloudellisen painostuksen seurauksena todellisuus.

Maakaasu: Vuodesta 2018 lähtien Yhdysvallat oli maailman johtava maakaasun tuottaja. Suuri osa tästä johtuu liuskekivestä, eräänlaisesta sedimenttikivestä, uutetulle maakaasulle. Tällainen maakaasu, jota kutsutaan liuskekaasuksi ja joka koostuu pääasiassa metaanista (CH₄), on kehittynyt kovan kiinnostuksen kohteeksi ja siitä on tullut kiistoja äskettäin kehitettyjen tapojen ansiosta purkaa se maasta, jolloin voidaan hyödyntää huomattavia varantoja, jotka ovat lepäävät kivessä vuoteen nyt. Yksi näistä, hydraulinen murtaminen ("murtaminen"), on tullut ympäristöryhmien kohteeksi sen mahdollisten ja havaittujen vaikutusten kallio, josta se poistetaan, mukaan lukien lisääntynyt maanjäristysten mahdollisuus, kun murtumisesta peräisin olevaa jätevettä ruiskutetaan uudelleen maahan.

Yhdysvalloissa kulutettiin vuonna 2015 801 miljoonaa tonnia hiiltä, ​​melkein kaikki sähkön tuottamiseen. Nykyisten ennusteiden perusteella määrän odotetaan laskevan vähitellen noin 557 miljoonaan tonniin vuoteen 2040 mennessä, mikä on keskimäärin noin 1,4 prosentin lasku vuodessa. Tämä on huolimatta siitä, että Yhdysvaltojen väestö kasvaa (vaikkakaan ei niin nopeasti kuin kehitysmaat) ja tosiasia, että Yhdysvalloissa uskotaan olevan 257 miljardia tonnia hiiltä varata. Miljardi on 1 000 miljoonaa, joten Amerikassa maan alle jäävän hiilen määrä on noin 300-kertainen tällä hetkellä vuosittain poltettavaan määrään.

Vaikka Länsi-Virginia ja Pennsylvania saavat paljon huomiota aina, kun Yhdysvaltain hiilikaivostoiminta nousee esiin, vuodesta 2018 lähtien noin 57 prosenttia Yhdysvalloissa louhitusta kivihiilestä tuli maan länsipuoliskon osavaltioiden maasta - 42 prosenttia Wyomingin osavaltiosta yksin. Tämä johtuu siitä, että tämän hiilen "merkin" rikkipitoisuus on alhaisempi. Hiilen polttaminen vapauttaa kasvihuonekaasuja, ei vain hiilidioksidia (CO₂) mutta myös metaania (CH₄), ja sen louhinta häiritsee luonnonympäristöä huolimatta siitä, miten paikallisiin ympäristöihin kohdistuvat vahingot minimoidaan.

Fossiilisten polttoaineiden pilaantuminen on yksi kiistanalaisimmista ja tärkeimmistä kansallisista keskusteluista Yhdysvalloissa sekä poliittisten, taloudellisten ja teknologisten liikkeiden liikkeellepaneva voima kaikkialla maailman.

Kaikki fossiiliset polttoaineet sisältävät suuria määriä hiiltä; jos olet seurannut energia- ja ilmastonmuutoskeskustelua millä tahansa tasolla, olet todennäköisesti kuullut termin "hiili" - jalanjälki ", jota käytetään kuvaamaan tietyllä sektorilla, laitteella tai laitteella käytettyjen fossiilisten polttoaineiden suhteellista määrää Yhteisö. Fossiiliset polttoaineet sisältävät myös huomattavia määriä vetyä, happea, typpeä ja rikkiä. Kaikki nämä elementit ovat erittäin reaktiivisia sekä keskenään että eri elementtien kanssa ilmassa ja maassa.

Fossiilisten polttoaineiden poltosta vapautuvat pääasialliset epäpuhtaudet ovat hiilimonoksidi (CO), hiilidioksidi (CO₂), rikkidioksidi (SO₂), typpioksidit, kemiallisen muodon NO_x (pääasiassa typpidioksidi tai NO₂), typpioksidi (N₂O), erilaiset hiilivedyt (metaani, CH₄, on yksi tällainen esimerkki) ja aineista, joita kutsutaan yhteisesti haihtuviksi orgaanisiksi yhdisteiksi tai VOC: ksi. Jotkut näistä ovat vaarallisia alkuperäisessä muodossaan; toiset ovat erityisen vahingollisia vasta sen jälkeen, kun ne yhdistyvät ilmakehän muiden muuten hyvänlaatuisten reagenssien kanssa.

Ylivoimaisesti huolestuttavin ja puhutuin näistä yhdisteistä on CO₂. Koska hiili muodostaa 60-90 prosenttia poltettujen fossiilisten polttoaineiden massasta, CO₂ on tärkein fossiilisten polttoaineiden palamisen tuote maailmanlaajuisesti. Kiinasta on tullut suurin hiilidioksidipäästöjä₂ planeetalla, jonka kokonaismassa oli 8,32 miljardia tonnia vuonna 2010. (Metrinen tonni on 1000 kiloa eli noin 2200 puntaa, mikä tekee metrisen tonnin noin 10 prosenttia massiivisemmaksi kuin Yhdysvallat, sijoittui toiseksi tässä epäilyttävässä luokassa vuonna 2010, tuotos 5,61 miljardia metristä tonnia. (Kiinan väkiluku vuodesta 2018 oli yli neljä kertaa suurempi kuin Yhdysvalloissa)

Vaikka CO₂ saa suurimman osan huomiosta kasvihuonekaasuna - aine, joka voi vangita ei-toivotun lämmön maapallon ilmakehään ja myötävaikuttaa kasvavaan keskiarvoon pinta- ja merilämpötilat kärsivät nyt maapallosta ja niiden odotetaan jatkuvan hallitsematta ilman vakavia ponnisteluja rakentaa koko energian toimitustapa maailmassa yli - CH₄ on itse asiassa tehokkaampi kasvihuonekaasu, molekyyli molekyyliä kohti kuin CO₂ On. CO: n vaikutukset₂ metaanin ylivoimaiset yksinkertaisesti siksi, että sitä on niin paljon enemmän ilmakehässä, vaikka CO₂ muodostaa alle yhden prosentin ilmakehän kaasuista. Mikä tekee CH: sta₄ Erityisen huolestuttavaa on, että sen päästöt eivät johdu pelkästään maakaasun palamisesta vaan myös porausoperaatioiden aikana ja myös maakaasun kuljetuksen aikana putkistoissa.

Vaikutukset ilmastoon ovat pieni osa haittaa, jota fossiilisten polttoaineiden polttaminen voi tuottaa. Itse asiassa, vaikka minkäänlaisia ​​vaikutuksia planeetan CO-lämpötilaan ei olisi ollut₂ ja CH₄ fossiilisten polttoaineiden palaminen olisi edelleen ongelmallista. Esimerkiksi typpioksidit voivat yhdistää muiden ilmakehän elementtien kanssa savusta (maatason otsoni) ja happosateesta. Ammoniakki (NH₄) syntyy myös fossiilisten polttoaineiden palamisen aikana. Suurin osa typpioksidista pääsee ympäristöön ajoneuvojen päästöjen kautta. VOC myötävaikuttaa myös savusumun muodostumiseen. Fossiilisten polttoaineiden palamisen ansiosta ilmakehään muodostuvat hiukkaset (PM) voivat aiheuttaa tai pahentaa erilaisia ​​kroonisia keuhkosairauksia, kuten astmaa ja keuhkoputkentulehdusta.

Lyhyesti sanottuna kaikenlaisen fossiilisen polttoaineen polttaminen aiheuttaa melkein varmasti jotain lämpenemistä, vaarallisempia tai happamampia tai muuten omaksuvat ominaisuuksia, jotka eivät ole toivottuja koko ekosysteemille.

Kuten todettiin, pelkästään Yhdysvalloissa on paljon öljyä varastoituna ja miljardeja tonnia hiiltä maan alla. Mitä olet kuullut öljyn ja maakaasun kaivojen välittömästä kuivumisesta, on todennäköisesti liioittelua. Sen sijaan huoli fossiilisten polttoaineiden polttamisen vaaroista motivoi energian edelläkävijöitä ja ympäristöjohtajia jatkamaan monia tunnettuja vaihtoehtoja fossiilisille polttoaineille, jotka yhdessä tunnetaan nimellä "puhdas energia". Näitä ovat aurinko, tuuli, vesivoima, biopolttoaineet ja ydinvoima teho; Näistä kaikki paitsi ydinvoima katsotaan uusiutuviksi ja "puhtaiksi" (ydinvoima tulee uraanista, joka on rajallinen resurssi).

Näiden vaihtoehtoisten polttoaineiden käytön lisäksi ihmiset voivat työskennellä fossiilisten polttoaineiden käytön tehostamiseksi olemalla tunnollisia. Esimerkiksi yritykset voivat hallita ja vähentää päästöjä, lisätä energiatehokkuutta työpaikoilla tarkkailemalla tiukemmin sähkön tuhlausta ja harkita myös uusiutuvan energian ostamista. On kuitenkin myös tärkeää, että ihmiset osallistuvat aktiiviseen energiansäästöön. Valojen, tietokoneiden, televisioiden, videopelien ja muiden sähkölaitteiden sammuttaminen, kun niitä ei käytetä, saattaa kuulostaa vanhalta, väsynyt pidättäytyminen nalkuttavasta vanhemmasta, mutta nämä toimenpiteet tuottavat valtavan määrän kilowattituntia vuodessa, kun ihmisiä tarkkaavainen.

Lopuksi kävely tai pyöräily töihin aina kun mahdollista, tai julkisten liikennevälineiden, kuten bussien ja pikaraitiovaunujen käyttö (joista monet ovat nyt hybridipolttoaineiden käyttö) on paitsi ympäristöystävällinen myös lievittää stressiä, joka johtuu ruuhkaisilla teillä ajamisesta ja muiden hengittämisestä. pakokaasu.