จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงฟอสซิลถูกเผาไหม้?

คำว่า "เชื้อเพลิงฟอสซิล" ได้พัฒนาจากชื่อเล่นหน้าด้านไปเป็นตัวร้ายในจิตสำนึกสาธารณะ เดิมชื่อที่อ่อนโยนเพียงพอสำหรับสารที่อาจขับเคลื่อนอารยธรรมโลกเพียงลำพังให้เข้าสู่ยุคสมัยใหม่อย่างแท้จริง ปัจจุบันหลายคนเชื่อมโยง "เชื้อเพลิงฟอสซิล" เข้ากับ มลพิษ - ไม่ใช่แค่ควันน่าเกลียดและไอเสียรถยนต์ที่เป็นพิษเท่านั้น แต่ยังเป็นวัสดุที่สามารถทำลายหรือทำลายอารยธรรมได้อย่างแท้จริงขึ้นอยู่กับว่าใครฟัง ถึง.

ในปี 2018 สหรัฐฯ ได้รับพลังงาน 81% จากเชื้อเพลิงฟอสซิล สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถหมุนเวียนได้ และเมื่อประชากรโลกเพิ่มขึ้นและอุปทานของเชื้อเพลิงฟอสซิลลดน้อยลง การสกัดเชื้อเพลิงฟอสซิลที่เหลืออยู่จากแหล่งใต้ดินก็มีราคาแพงกว่า ยิ่งกว่านั้น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ที่มากกว่าแค่การทำลายเส้นขอบฟ้า ยังสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนทำให้เกิดโลก ภาวะโลกร้อนซึ่งนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกเห็นพ้องต้องกันว่าเป็นปัญหาเร่งด่วนอย่างยิ่งที่หน่วยงานทางการเมืองจะประมาทเลินเล่อ ละเลย

เชื้อเพลิงฟอสซิล ได้แก่ น้ำมัน (เช่น ปิโตรเลียม) ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ หนึ่งในนั้นคือของเหลวหนา อีกอันเป็นของแข็ง และตัวที่สามเป็นของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า แต่พวกมันทั้งหมดมีต้นกำเนิดร่วมกัน ตามชื่อที่บ่งบอก เชื้อเพลิงเหล่านี้เกิดขึ้นจากวัสดุที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิต ทั้งสัตว์และพืช ในอดีตอันไกลโพ้น สิ่งมีชีวิตยุคก่อนประวัติศาสตร์เหล่านี้ถูกหินบีบอัดมาเป็นเวลาหลายล้านปี แต่เมื่อสภาวะอุณหภูมิและความดันเอื้ออำนวยต่อกระบวนการนี้เท่านั้น กล่าวคือ มีเพียงเศษเสี้ยวของสิ่งมีชีวิตในสมัยโบราณที่ถูกดัดแปลงเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลในปัจจุบัน เช่นเดียวกับสัตว์และพืชยุคก่อนประวัติศาสตร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ส่งผลให้ การก่อตัวของซากดึกดำบรรพ์ที่ให้เบาะแสเฉพาะแก่นักบรรพชีวินวิทยาของมนุษย์ในปัจจุบันเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ตั้งแต่ไดโนเสาร์ไปจนถึงเฟิร์นยักษ์ มีลักษณะอย่างไรและพวกมันเป็นอย่างไร อาศัยอยู่

น้ำมัน: เชื้อเพลิงฟอสซิลนี้ใช้เป็นหลักในการให้ความร้อนและการขนส่ง และเป็นแหล่งน้ำมันในรูปแบบต่างๆ ถือได้ว่าเป็นสินค้าที่มีค่าที่สุดชิ้นเดียวในโลก และได้เปลี่ยนแปลงอารยธรรมด้วยวิธีที่ชัดเจนและสำคัญหลายประการ

สหรัฐฯ พึ่งพาประเทศอื่นๆ อย่างหนักเพื่อตอบสนองความต้องการน้ำมันจำนวนมหาศาล และบางประเทศเหล่านี้อยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงทางการเมืองอย่างต่อเนื่อง สำนักงานสำรองปิโตรเลียมของกระทรวงพลังงานสหรัฐ (OPR) ยังคงกักเก็บน้ำมันฉุกเฉินในกรณีที่อุปทานจากต่างประเทศถูกตัดอย่างกะทันหัน อุปทานนี้แบ่งออกเป็นสามแหล่ง โดยรวมถึงน้ำมันเกือบสามในสี่ของหนึ่งพันล้านบาร์เรล

ถ่านหิน: เชื้อเพลิงฟอสซิลนี้เป็นแหล่งพลังงานที่ผลิตในประเทศที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกาและให้พลังงานไฟฟ้าในปริมาณที่มาก ในปี 2015 สหรัฐฯ ผลิตถ่านหินได้กว่า 900 ล้านตัน และประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ของถ่านหินสำรองทั้งหมดในโลกเชื่อว่าอยู่ภายในพรมแดนของอเมริกา ถ่านหินยังเป็นแหล่งพลังงานราคาถูกมาก ต่อปอนด์ต่อปอนด์

น่าเสียดายที่ถ่านหินเป็นปัญหาอย่างมากจากมุมมองของมลพิษ นอกจากนี้ยังมีคำถามว่าปริมาณสำรองถ่านหินจำนวนมากในสหรัฐอเมริกาเข้าถึงได้จริงเพียงใด ด้วยการประหยัดพลังงานไปสู่แหล่งพลังงานหมุนเวียน เชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมดจึงมีแนวโน้มที่จะถูกละเลยในทศวรรษนี้ มาแต่อุตสาหกรรมถ่านหินอาจเปราะบางเป็นพิเศษจากแรงกดดันจากสาธารณะและเศรษฐกิจขั้นพื้นฐาน ความเป็นจริง

ก๊าซธรรมชาติ: ในปี 2018 สหรัฐอเมริกาเป็นผู้ผลิตก๊าซธรรมชาติชั้นนำของโลก สาเหตุส่วนใหญ่เกิดจากก๊าซธรรมชาติที่สกัดจากหินดินดาน ซึ่งเป็นหินตะกอนชนิดหนึ่ง ก๊าซธรรมชาติชนิดนี้เรียกว่า shale gas และประกอบด้วยก๊าซมีเทนเป็นส่วนใหญ่ (CH .)₄) ได้พัฒนาเป็นหัวข้อที่มีความสนใจอย่างเข้มข้นและการโต้เถียงของผู้ดูแลด้วยวิธีการที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้เพื่อ ดึงมันออกจากพื้นดิน ปล่อยให้กรีดเป็นกองสำรองจำนวนมากที่ซ่อนตัวอยู่ในหินจน ตอนนี้ หนึ่งในนั้นคือการแตกหักด้วยไฮดรอลิก ("fracking") ได้กลายเป็นเป้าหมายของกลุ่มสิ่งแวดล้อมด้วยศักยภาพและผลกระทบที่สังเกตได้ หินที่เอาออกไป รวมทั้งความเป็นไปได้ที่เพิ่มขึ้นของการเกิดแผ่นดินไหวเมื่อน้ำเสียจาก fracking ถูกฉีดกลับเข้าไปใน พื้น.

สหรัฐอเมริกาใช้ถ่านหิน 801 ล้านตันในปี 2558 ซึ่งเกือบทั้งหมดใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า จากการคาดการณ์ในปัจจุบัน ตัวเลขนี้คาดว่าจะค่อยๆ ลดลงเหลือประมาณ 557 ล้านตันภายในปี 2583 โดยเฉลี่ยลดลงประมาณ 1.4 เปอร์เซ็นต์ต่อปี แม้ว่าจำนวนประชากรในสหรัฐฯ จะเพิ่มขึ้นก็ตาม (แม้ว่าจะไม่เร็วเท่าของ ประเทศกำลังพัฒนา) และความจริงที่ว่าสหรัฐฯ คาดว่าจะมีถ่านหินถึง 257 พันล้านตันใน สำรอง สำหรับการอ้างอิง พันล้านคือ 1,000 ล้าน ดังนั้นปริมาณถ่านหินที่เหลืออยู่ใต้ดินในอเมริกาจึงอยู่ที่ประมาณ 300 เท่าของปริมาณการเผาไหม้ในปัจจุบันทุกปี

ในขณะที่เวสต์เวอร์จิเนียและเพนซิลเวเนียได้รับความสนใจอย่างมากเมื่อใดก็ตามที่เรื่องของการทำเหมืองถ่านหินของสหรัฐเกิดขึ้น ณ ปี 2018 ประมาณ 57 เปอร์เซ็นต์ ของเหมืองถ่านหินในสหรัฐฯ มาจากรัฐทางตะวันตกของประเทศ – 42 เปอร์เซ็นต์จากรัฐไวโอมิง คนเดียว นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่า "ยี่ห้อ" ของถ่านหินนี้มีปริมาณกำมะถันต่ำกว่า ไม่ว่าการเผาไหม้ถ่านหินจะปล่อยก๊าซเรือนกระจก ไม่เพียงแต่คาร์บอนไดออกไซด์ (CO .)₂) แต่มีเทนด้วย (CH₄) และการสกัดทำลายสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติไม่ว่าจะใช้ความระมัดระวังอย่างไรเพื่อลดความเสียหายต่อสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น

มลพิษจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นศูนย์กลางของการสนทนาระดับชาติที่ถกเถียงและสำคัญที่สุดเรื่องหนึ่ง ในสหรัฐอเมริกา เช่นเดียวกับแรงขับเคลื่อนของการเคลื่อนไหวทางการเมือง เศรษฐกิจ และเทคโนโลยีทั่ว all โลก.

เชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมดมีคาร์บอนในปริมาณมาก หากคุณติดตามการอภิปรายเรื่องพลังงานและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในทุกระดับ คุณคงเคยได้ยินคำว่า "คาร์บอน รอยเท้า" ใช้เพื่ออธิบายปริมาณสัมพัทธ์ของเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้โดยภาคส่วนที่กำหนด ชิ้นส่วนอุปกรณ์หรือ ชุมชน. เชื้อเพลิงฟอสซิลยังมีธาตุไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และกำมะถันอยู่เป็นจำนวนมาก ธาตุเหล่านี้ทั้งหมดมีปฏิกิริยาตอบสนองสูง ทั้งในอากาศและบนพื้นดิน

มลพิษหลักที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ได้แก่ คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO .)₂) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) ไนโตรเจนออกไซด์ของรูปแบบเคมีNO_x (โดยหลักคือไนโตรเจนไดออกไซด์หรือNO₂), ไนตริกออกไซด์ (N₂O) ไฮโดรคาร์บอนต่างๆ (มีเทน CH .)₄เป็นตัวอย่างหนึ่ง) และสารที่เรียกรวมกันว่าสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย หรือ VOC สิ่งเหล่านี้บางส่วนเป็นอันตรายในรูปแบบดั้งเดิม สารอื่นๆ จะสร้างความเสียหายโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากที่รวมกับรีเอเจนต์ที่ไม่เป็นพิษเป็นภัยอื่นๆ ในบรรยากาศแล้วเท่านั้น

สารประกอบเหล่านี้ที่เกี่ยวข้องและพูดถึงมากที่สุดคือCO₂. เนื่องจากคาร์บอนมีสัดส่วนระหว่าง 60 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของมวลเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ถูกเผา CO₂ เป็นผลผลิตหลักของการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลก ประเทศจีนได้กลายเป็นผู้ปล่อยCO .ที่ใหญ่ที่สุด₂ บนโลกด้วยมวลรวม 8.32 พันล้านเมตริกตันในปี 2010 (เมตริกตันคือ 1,000 กิโลกรัม หรือประมาณ 2,200 ปอนด์ ทำให้เมตริกตันหนักกว่าประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ตันมาตรฐาน) สหรัฐฯ เป็นอันดับสองในหมวดที่น่าสงสัยในปี 2553 โดยมีผลผลิต 5.61 พันล้านเมตริก ตัน (ประชากรของจีน ณ ปี 2018 มากกว่าสหรัฐอเมริกาสี่เท่า)

ในขณะที่CO₂ ได้รับความสนใจอย่างมากในฐานะก๊าซเรือนกระจก – หมายถึง สารที่สามารถดักจับความร้อนที่ไม่ต้องการในชั้นบรรยากาศของโลกและมีส่วนทำให้ค่าเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมิพื้นผิวและน้ำทะเลในขณะนี้ส่งผลกระทบต่อโลกและคาดว่าจะดำเนินต่อไปโดยไม่มีการตรวจสอบโดยไม่ต้องพยายามอย่างจริงจังในการปรับโครงสร้างวิธีการส่งพลังงานทั้งหมดให้กับโลก มากกว่า – CH₄ แท้จริงแล้วเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพต่อโมเลกุลต่อโมเลกุลมากกว่าCO₂ คือ. ผลกระทบของCO₂ มีอำนาจเหนือกว่าก๊าซมีเทนเพียงเพราะมีอยู่ในบรรยากาศมากกว่ามาก แม้ว่าCO₂ คิดเป็นสัดส่วนน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของก๊าซในชั้นบรรยากาศ อะไรทำให้CH₄ ปัญหาที่น่าเป็นห่วงอย่างยิ่งคือการปล่อยก๊าซดังกล่าวไม่เพียงแต่เกิดจากการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระหว่างการขุดเจาะและระหว่างการขนส่งก๊าซธรรมชาติในท่อด้วย

ผลกระทบต่อสภาพอากาศเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของอันตรายที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ที่จริงแล้ว แม้ว่าจะไม่มีผลกระทบต่ออุณหภูมิ CO. ของโลกก็ตาม₂ และ CH₄ การปล่อยมลพิษ การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลยังคงเป็นปัญหา ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนออกไซด์สามารถรวมกับองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศอื่นๆ ตั้งแต่หมอกควัน (โอโซนระดับพื้นดิน) และฝนกรด แอมโมเนีย (NH₄) ยังถูกผลิตขึ้นในระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ไนโตรเจนออกไซด์ส่วนใหญ่เข้าถึงสิ่งแวดล้อมผ่านการปล่อยมลพิษของรถยนต์ VOC ยังมีส่วนช่วยในการก่อตัวของหมอกควัน ฝุ่นละออง (PM) ที่ก่อตัวในชั้นบรรยากาศจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลสามารถก่อให้เกิดหรือทำให้โรคปอดเรื้อรังต่างๆ แย่ลงได้ เช่น โรคหอบหืดและโรคหลอดลมอักเสบ

โดยสรุปแล้ว การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลชนิดใดก็ตาม เกือบจะแน่นอนว่าจะทำให้บางสิ่งอุ่นขึ้น มีหมอกหรือมีสภาพเป็นกรดมากขึ้น หรือมีลักษณะที่ไม่พึงปรารถนาต่อระบบนิเวศโดยรวม

ดังที่กล่าวไว้ เฉพาะในสหรัฐฯ เท่านั้นที่มีน้ำมันสะสมไว้เป็นจำนวนมากและมีถ่านหินใต้ดินหลายพันล้านตัน สิ่งที่คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับบ่อน้ำมันและบ่อก๊าซธรรมชาติที่ใกล้จะแห้งก็มักจะเป็นเรื่องเกินจริง แต่เป็นความกังวลเกี่ยวกับอันตรายจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่กระตุ้นให้ผู้บุกเบิกด้านพลังงานและผู้นำด้านสิ่งแวดล้อมปฏิบัติตาม ทางเลือกที่เป็นที่รู้จักมากมายสำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิล เรียกรวมกันว่า "พลังงานสะอาด" ซึ่งรวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์ ลม ไฟฟ้าพลังน้ำ เชื้อเพลิงชีวภาพ และนิวเคลียร์ อำนาจ; สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดยกเว้นนิวเคลียร์ถือเป็นพลังงานหมุนเวียนเช่นเดียวกับ "สะอาด" (พลังงานนิวเคลียร์มาจากยูเรเนียมซึ่งเป็นทรัพยากรที่มีจำกัด)

นอกเหนือจากการใช้เชื้อเพลิงทางเลือกเหล่านี้ให้มากขึ้นแล้ว ผู้คนสามารถทำงานเพื่อใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงฟอสซิลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยมีสติสัมปชัญญะ ตัวอย่างเช่น ธุรกิจสามารถจัดการและลดการปล่อยมลพิษ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในที่ทำงาน โดยการตรวจสอบการใช้ไฟฟ้าอย่างสิ้นเปลืองอย่างเข้มงวดยิ่งขึ้น และพิจารณาซื้อพลังงานหมุนเวียนด้วย อย่างไรก็ตาม การให้บุคคลมีส่วนร่วมในการอนุรักษ์พลังงานเชิงรุกเป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน การปิดไฟ คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ วิดีโอเกม และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เมื่อไม่ได้ใช้งานอาจฟังดูเหมือนของเก่า เหนื่อยละเว้นจากพ่อแม่ที่จู้จี้ แต่มาตรการเหล่านี้รวมกันได้เป็นจำนวนมากกิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ประหยัดได้ต่อปีเมื่อมีคน เอาใจใส่

สุดท้ายให้เดินหรือปั่นจักรยานไปทำงานทุกเมื่อที่ทำได้ หรือใช้ระบบขนส่งสาธารณะ เช่น รถโดยสารประจำทางและรถไฟฟ้ารางเบา (ซึ่งตอนนี้หลายๆ การใช้เชื้อเพลิงไฮบริด) ไม่เพียงแต่ส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังช่วยลดความเครียดจากการที่ต้องขับรถบนถนนที่คับคั่งและสูดลมหายใจของผู้อื่น" ไอเสีย.