Om de fyra typerna av fossila bränslen

Med det 21: a århundradet i början av det tredje decenniet är få termer på det vardagliga engelska språket mer laddade eller omtvistade än fossilt bränsle.

Bara USA förbrukar cirka en miljon kilojoules (kJ) energi per person och dag. För att världen ska kunna möta de energibehov som finns i en global civilisation som är beroende av galaktiska mängder bränsle för transport, elproduktion, hem- och kommersiellt bruk och industriella applikationer, är en motsvarande rik energikälla nödvändig.

Från och med 2019 kommer fossila bränslen - petroleum, kol och naturgas, med produktion en fjärde typ som upphörde 2006 - gav majoriteten av denna energi. Trots kontroverserna om deras inverkan och den intensiva ansträngningen att utveckla alternativ till fossila bränslen (dvs. "ren" energi, mycket i form av "förnybara energikällor") förändrade dessa bränslen världen nästan över natten och är fortfarande oumbärliga idag, dock obekvämt.

Alla fossila bränslen som existerade producerades under en lång tidsperiod från resterna av växter och djur som levde för miljontals år sedan. Den långsamma omvandlingen av detta koltunga material till olika

Men att kalla dessa bränslen är fossilprodukter felaktigt. Fossiler - som representerar intryck av gamla livsformer, inte deras rester - är också utomordentligt gamla, men det handlar om allt de har gemensamt med fossila bränslen. Den underliggande konnotationen att dessa bränslen kan vara på något sätt värdefulla, är dock på målet.

De fyra typerna av fossila bränslen är petroleum, kol, naturgas och Orimulsion (kapitaliserat eftersom det är ett eget namn eller handelsnamn). De har ett antal viktiga fysikaliska, kemiska och andra egenskaper gemensamt, men det kanske mest kritiska faktumet om fossila bränslen är att de är inte förnybar. När de väl är förbrukade är det allt; många fler miljoner år måste gå innan även små mängder kan göras igen, förutsatt att samma processer någonsin kommer att ske i samma skala.

Dessutom lagrar fossila bränslen i sin naturliga form enorma mängder kol, vilket förhindrar att det läcker ut i atmosfären. Att bränna dem "låser upp" kolet och återför det till atmosfären i hastigheter som är mycket snabbare än vad som ens skulle inträffa utan mänsklig industri i blandningen. Förbränningen av fossila bränslen spelar en etablerad roll i antropogen global uppvärmning (AGW) som har pågått i årtionden och redan skadar ekosystem runt om i världen.

År 2017 stod petroleum - med andra ord råolja och ämnen som kallas "naturgasvätskevätskor" - för 28 procent av den amerikanska primärenergiproduktionen. USA, även om det kanske anses av många av sina egna medborgare som huvudsakligen en oljeimporterande nation, är faktiskt bland de bästa oljorna producenter i världen. Tack vare anseendet hos vissa länder i Mellanöstern som effektivt kontrollerar det mesta av världens oljeproduktion och den onekligen skyhöga oljekonsumtionen i USA är detta faktum ofta dolt.

Eftersom petroleumprodukten bensin är relativt portabelt jämfört med kol, mest petroleumproduktion och användning sker inom transportsektorn. Faktiskt, 71 procent av den energi som används i den amerikanska transportsektorn levereras av petroleum, som spelar praktiskt taget ingen roll i alstringen av elkraft.

• År 2018 kom över hälften av den amerikanska oljan som producerats från bara två stater: Texas och North Dakota.

Kol levererade cirka 18 procent av USA: s energibehov 2017. Den totala producerade mängden var 775 miljoner korta ton, och detta kol kom från totalt 24 amerikanska stater. Wyoming bidrog överlägset med den största andelen på 41 procent, med West Virginia en avlägsen sekund på 12 procent. Ett decennium tidigare var kolens bidrag till amerikansk energiproduktion bara något lägre än för naturgas, 23 till 22 procent.

Kolens solida karaktär gör det idealiskt för att hålla på ett ställe för elproduktion, och detta har varit dess överväldigande roll i energispelet genom åren. Kolproduktionen 2017 var ungefär densamma som 1979, men den amerikanska befolkningen växte också med cirka 100 miljoner människor under den tiden. Eftersom kolproduktionen för el har minskat till förmån för andra källor har kolens övergripande roll i bränsleekonomin minskat.

Kol är cirka 70 till 90 viktprocent kol. Fyra undertyper finns, alla med olika egenskaper vad gäller mängden energi som frigörs från att kolbindningarna bryts när kolet bränns.

Naturgas stod för 32 procent av den amerikanska energiandelen 2017, och den totala produktionen var den näst högsta någonsin. Faktum är att från och med 2005 började naturgas bli mer tillgänglig i stora delar av USA tack vare ökad användning av horisontell borrning och brunnstimuleringsteknik som kallas hydraulisk sprickbildning ("fracking").

Framväxten av fracking i början av 2000-talet - en kontroversiell praxis eftersom den konsumerar stora mängder vatten, stör alltid den lokala miljön och kan till och med ha potential att orsaka små jordbävningar - är knuten till beslutet från ett oljebolag i Texas att försöka utvinna naturgas från en slags sten som kallas skiffer, riklig i den delen av Land. Den kommersiella framgången med tekniken ledde till att den antogs av andra företag i andra områden där skiffer finns.

• Naturgas betraktas som renförbränning jämfört med andra fossila bränslen. det är att komma ur marken som är den mest problematiska aspekten av dess produktion.

Utanför Venezuelas kust sitter Orinoco Oil Belt, som är hem för ett unikt förvar av en särskilt tung typ av olja. Från och med 1991 gjordes detta till en egen produkt som heter Orimulsion, som bestod av 70 procent tung olja och 30 procent vatten. Man hoppades att detta skulle kunna minska marknadens andel av fossila bränslen men produktionen stoppades 2006.

Från och med 2016 troddes cirka 1,2 biljoner fat Orimulsion-färdig olja fortfarande sitta i Orinoco Oil Belt.

I början av 2000-talet har termen "förnybara energikällor" blivit lika mycket en vänskapsmässig term i miljökretsar som "fossila bränslen" hade blivit en oönskad gäst. Som ett resultat, förnybar energi och kärnkraft (betraktas som "ren" men en energikälla med många motståndare) stod för 23 procent av USA: s energi 2017.

Men fossila bränslen, trots enstaka svåra förutsägelser om flaggning av underjordiska butiker, riskerar inte att ta slut när som helst snart även vid nuvarande användningsnivåer. Såvida inte politiken förändras radikalt, fossila bränslen förväntas fortfarande stå för 78 procent av den energi som används världen över år 2040. Detta kan faktiskt vara en dålig sak för jorden som helhet, eftersom den inte tvingar mänskligheten att sammanfoga en fungerande och en hållbar energagenda som båda möter globala kraftbehov samtidigt som man undviker en global uppvärmning katastrof.