Što se događa kad izgaraju fosilna goriva?

Izraz "fosilna goriva" evoluirao je od drskog nadimka u nešto negativno u javnoj svijesti. Nekada dovoljno dobroćudno ime za tvari koje su možda jednim potezom pokrenule globalnu civilizaciju u istinski moderno doba, mnogi ljudi danas povezuju "fosilna goriva" s onečišćenje - ne samo ružni dim i štetni ispušni plinovi vozila, već vrsta materijala koji uistinu mogu uništiti ili okončati civilizaciju, ovisno o tome koga netko sluša do.

Od 2018. godine SAD je 81 posto energije dobivao iz fosilnih goriva. Oni se ne mogu obnoviti, a kako se svjetska populacija povećava, a ponuda fosilnih goriva smanjuje, postaje skuplje vaditi ono što ostaje fosilnim gorivima iz njihovih podzemnih izvora. Štoviše, sagorijevanje fosilnih goriva, više od puke provale na kostima, stvara proizvode koji pridonose globalnom zagrijavanje, za koje se znanstvenici širom planete slažu da je izuzetno hitno pitanje prema kojem bi politički subjekti bili nepromišljeni zanemariti.

Fosilna goriva uključuju naftu (tj. Naftu), ugljen i prirodni plin. Jedna od njih je gusta tekućina, druga čvrsta, a treća manje gusta tekućina, ali svi imaju zajedničko podrijetlo. Kao što naziv govori, ta goriva proizlaze iz materijala koji je nekad bio dio živih bića, i životinja i biljaka, u vrlo dalekoj prošlosti. Te su pretpovijesne organizme tijekom razdoblja milijuna godina stiskale stijene, ali samo kad su temperaturi i tlaku pogodovali proces; to jest, samo je mali dio drevnog života danas pretvoren u fosilna goriva, baš kao što je samo mali broj prapovijesnih životinja i biljaka rezultirao formiranje fosila koji su današnjim ljudskim paleontolozima dali konkretne naznake o tome kako su ti organizmi, od dinosaura do divovskih paprati, izgledali i kako su izgledali živio.

Ulje: Ovo se fosilno gorivo uglavnom koristi za grijanje i transport, a izvor je benzina u različitim oblicima. To je vjerojatno najvrjednija roba u cijelom svijetu i transformirala je civilizaciju na brojne očite i ključne načine.

SAD se u velikoj mjeri oslanja na druge zemlje kako bi udovoljile masovnim zahtjevima za naftom, a neke od tih nacija podložne su stalnim političkim potresima. Ured za naftne rezerve američkog Ministarstva energetike (OPR) održava hitne zalihe nafte u slučaju da iznenada prestane inozemna opskrba. Ova opskrba, podijeljena u tri izvora, uključuje gotovo tri četvrtine milijarde barela nafte.

Ugljen: Ovo fosilno gorivo najveći je domaći izvor energije u SAD-u i osigurava značajan dio opskrbe električnom energijom. 2015. godine SAD je proizveo preko 900 milijuna tona ugljena, a vjeruje se da oko 25 posto svih rezervi ugljena u svijetu leži u američkim granicama. Ugalj je također vrlo jeftin izvor energije, kilogram za kilogram.

Na žalost, ugljen je izuzetno problematičan sa stajališta onečišćenja. Postoji i neko pitanje koliko su zaista dostupne goleme rezerve ugljena u SAD-u. Kako se energetsko gospodarstvo kreće prema obnovljivim izvorima, sva fosilna goriva vjerojatno će biti de-naglašena tijekom desetljeća doći, ali industrija ugljena može biti posebno osjetljiva kao rezultat pritiska javnosti, ali i osnovnih ekonomskih promjena stvarnosti.

Prirodni gas: Od 2018. godine SAD je bio vodeći svjetski proizvođač prirodnog plina. Velik dio toga duguje se prirodnom plinu koji se vadi iz škriljevca, vrste sedimentne stijene. Ova vrsta prirodnog plina, koja se naziva plin iz škriljevca i sastoji se uglavnom od metana (CH₄), razvio se u predmet velikog interesa i pratećih kontroverzi zahvaljujući nedavno razvijenim načinima na izvucite ga iz zemlje, omogućujući prisluškivanje u značajne rezerve koje su mirovale u stijeni do sada. Jedno od njih, hidrauličko lomljenje ("fracking"), postalo je meta ekoloških skupina zahvaljujući svojim potencijalnim i uočenim učincima na stijena s koje se uklanja, uključujući povećanu mogućnost potresa kada se otpadna voda iz frakinga ponovno ubrizga u tlo.

U SAD-u je 2015. godine potrošeno 801 milijun tona ugljena, gotovo sve u svrhu proizvodnje električne energije. Na temelju trenutnih projekcija, očekuje se da će se ovaj broj postupno smanjivati ​​na oko 557 milijuna tona do 2040., što je prosječni pad od oko 1,4 posto godišnje. To je usprkos činjenici da američko stanovništvo raste (iako ne tako brzo kao ono od zemlje u razvoju) i činjenica da se u SAD-u smatra 257 milijardi tona ugljena pričuva. Za referencu, milijarda je 1.000 milijuna, pa je količina ugljena koji ostaje pod zemljom u Americi oko 300 puta veća od količine koja se trenutno sagorijeva godišnje.

Iako Zapadna Virginia i Pennsylvania dobivaju puno pažnje kad god se pojavi tema američkog rudnika ugljena, od 2018. godine oko 57 posto ugljena iskopanog u SAD-u izašlo je iz zemlje država u zapadnoj polovici zemlje - 42 posto iz države Wyoming sama. To je zbog činjenice da je ova "marka" ugljena niža u sadržaju sumpora. Bez obzira na to što sagorijevanje ugljena oslobađa stakleničke plinove, ne samo ugljični dioksid (CO₂) ali i metan (CH₄), a njegovo vađenje narušava prirodni okoliš bez obzira na to kojom se pažnjom smanjuje šteta u lokalnom okruženju.

Zagađenje fosilnim gorivima u središtu je jednog od najspornijih i najvažnijih nacionalnih razgovora u SAD-u, kao i pokretačka snaga političkih, ekonomskih i tehnoloških kretanja širom svijet.

Sva fosilna goriva sadrže velike količine ugljika; ako ste pratili raspravu o energiji i klimatskim promjenama na bilo kojoj razini, vjerojatno ste čuli izraz "ugljik" otisak "koji se koristi za opisivanje relativne količine fosilnih goriva koje koristi određeni sektor, dio opreme ili zajednica. Fosilna goriva također sadrže značajne količine elemenata vodik, kisik, dušik i sumpor. Svi su ti elementi vrlo reaktivni, međusobno i s različitim elementima u zraku i na zemlji.

Primarne onečišćujuće tvari koje se oslobađaju izgaranjem fosilnih goriva su ugljični monoksid (CO), ugljični dioksid (CO₂), sumpor-dioksid (SO₂), dušikovi oksidi kemijskog oblika NO_x (prvenstveno dušikov dioksid ili NO₂), dušikov oksid (N₂O), razni ugljikovodici (metan, CH₄, jedan od takvih primjera) i tvari zajednički nazvane hlapljivi organski spojevi ili HOS. Neki od njih su opasni u svojim izvornim oblicima; drugi su posebno štetni tek nakon što se kombiniraju s drugim inače benignim reagensima u atmosferi.

Daleko najzabrinjavajući i najpričaniji od ovih spojeva je CO₂. Budući da na ugljik otpada između 60 i 90 posto mase sagorjelih fosilnih goriva, CO₂ je glavni proizvod izgaranja fosilnih goriva u svijetu. Kina je postala najveći emiter CO₂ na planetu, čija je ukupna masa 2010. dosegla 8,32 milijarde tona. (Metrička tona je 1.000 kilograma ili oko 2.200 kilograma, što čini metričku tonu oko 10 posto masivnijom od standardne tone.) SAD su 2010. u ovoj sumnjivoj kategoriji zauzele drugo mjesto s 5,61 milijarde metričkih rezultata tona. (Kinesko stanovništvo od 2018. bilo je preko četiri puta više od broja stanovnika u SAD-u)

Dok je CO₂ prima glavninu pažnje kao staklenički plin - što znači tvar koja može zarobiti neželjenu toplinu u Zemljinoj atmosferi i pridonijeti rastućem prosjeku površinske i morske temperature sada pogađaju planet i očekuje se da će se nastaviti bez provjere bez ozbiljnih napora da se restrukturira cjelokupni način isporuke energije u svijet preko - CH₄ je zapravo snažniji staklenički plin, molekula po molekuli, od CO₂ je. Učinci CO₂ prevladavaju nad metanima jednostavno zato što ga ima toliko više u atmosferi, iako CO₂ čini manje od 1 posto plinova u atmosferi. Što čini CH₄ posebno je zabrinjavajuće što njegove emisije nastaju ne samo izgaranjem prirodnog plina, već tijekom bušenja i tijekom transporta prirodnog plina u cjevovodima.

Učinci na klimu predstavljaju mali dio štete koju mogu proizvesti sagorijevanje fosilnih goriva. U stvari, čak i ako uopće nema utjecaja na planetarnu temperaturu CO₂ i CH₄ emisije, izgaranje fosilnih goriva i dalje bi bilo problematično. Na primjer, dušični oksidi mogu se kombinirati s ostalim atmosferskim elementima iz smoga (prizemni ozon) i kiselih kiša. Amonijak (NH₄) također se proizvodi tijekom izgaranja fosilnih goriva. Većina dušikovih oksida dolazi u okoliš emisijama iz vozila. HOS-ovi također pridonose stvaranju smoga. Čestice (PM) nastale u atmosferi zahvaljujući izgaranju fosilnih goriva mogu uzrokovati ili pogoršati različita kronična plućna stanja, poput astme i bronhitisa.

Ukratko, izgaranje bilo koje vrste fosilnog goriva gotovo je sigurno da će nešto zagrijati, mutnije ili kiselije ili na drugi način poprimaju svojstva koja su nepoželjna za ekosustav u cjelini.

Kao što je napomenuto, samo SAD ima puno nafte skrivene u rezervama i milijarde tona ugljena pod zemljom. Sve što ste možda čuli o skorom isušivanju naftnih i plinskih bušotina, najvjerojatnije je pretjerivanje. Umjesto toga, briga zbog opasnosti od sagorijevanja fosilnih goriva motivira energetske pionire i ekološke čelnike da nastave mnoge poznate alternative fosilnim gorivima, zajednički poznate kao "čista energija". To uključuje solarnu energiju, vjetar, hidroenergiju, biogoriva i nuklearnu energiju vlast; od njih se svi osim nuklearne smatraju obnovljivima, ali i "čistima" (nuklearna energija dolazi iz urana, koji je konačni resurs).

Uz veću upotrebu ovih alternativnih goriva, ljudi mogu raditi i na učinkovitijoj uporabi fosilnih goriva tako što će biti savjesni. Tvrtke, na primjer, mogu upravljati i smanjiti emisije, povećati energetsku učinkovitost na radnom mjestu strožim praćenjem rastrošnog korištenja električne energije, a također se bave i kupnjom obnovljive energije. Međutim, vitalno je i da pojedinci sudjeluju u aktivnom očuvanju energije. Isključivanje svjetla, računala, televizora, video igara i druge električne opreme kad se ne koriste može zvučati poput stare, umorni se suzdrže od nagajivog roditelja, ali ove mjere zbrajaju velik broj kilovat-sati uštede godišnje kad ljudi pažljiv.

Konačno, pješačenje ili vožnja biciklom na posao kad god je to moguće ili korištenje javnog prijevoza poput autobusa i lakih željeznica (od kojih su mnogi danas upotreba hibridnih goriva) nije samo korisna za okoliš već i ublažava stres zbog vožnje po zakrčenim cestama i udisanja drugih ispušni.