Fosilia brulaĵo

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Nafto-pumpilo elterigas nafton.
Antracita karbo.

Fosilia brulaĵo, fosilia bruligaĵominerala brulaĵo estas hidrokarbonoj, kiuj troviĝis en la supraj tavoloj de la tera krusto. Tiuj varias de ege rapide elvaporiĝemaj materialoj kun malgranda rilatumo karbono:hidrogeno, kiel metano tra likvaj naftaĵoj ĝis tute nevaporiĝemaj mineraloj konsistantaj preskaŭ nur el karbono, kiel antracita karbo. Ili originas per la senoksigena dismetado de mortintaj enterigitaj organismoj, koncentrante organikajn kunmetaĵojn kreitajn de prahistoria fotosintezo.[1] La evoluo el biologiaj materialoj al karbonriĉa fosilia brulaĵo ĝenerale postulas plurmilionjaran geologian procezon.[2]

Laŭ pritaksoj en 2018, 85% de la hom-produktita energio venis pro brulado de fosiliaj brulaĵoj.[3]

Fosilia brulaĵo estas nerenovigebla energio, ĉar rezervoj, kiuj bezonis jarmilionojn por ekesti, estas elĉerpataj en nur jardekoj. Zorgoj pri liverado de fosilia brulaĵo estas unu el la plej oftaj kialoj de lokaj kaj globalaj konfliktoj. La globala movado direkte al la produktado de plene renovigebla energio povas anstataŭigi la kreskintajn bezonojn de fosilia brulaĵo.

Bruligo de fosilia brulaĵo produktas ĉirkaŭ 35 gigatunojn (miliardojn da metrikaj tunoj) da karbondioksido ĉiujare,[4] kaj laŭ pritaksoj naturaj procezoj povas elsorbi nur ĉirkaŭ dekonon de la produktata karbondioksido (3.2 miliardojn da tunoj) jare.[5] Karbondioksido estas la ĉefa forceja gaso, kiu kontribuas al tuttera plivarmiĝo, tio estas, ke la suna varmo estis kaptita ĉe la tera surfaco kaj la averaĝa ĉetera temperaturo konsekvence plialtiĝas.

Unuaj aktualaj fontoj de energio[redakti | redakti fonton]

Elfosejo de natura gaso en Teksaso, Usono.

BP taksis en 2018, ke la ĉefaj primaraj fontoj de energio en la mondo estis: la nafto en 34%, la karbo en 27% kaj la natura gaso en 24%. Tial, kun 85%, la fosiliaj brulaĵoj estas la ĉefa energifonto en la tuta mondo. Tiaj energifontoj estas uzeblaj ĉu rekte aŭ en termoelektraj centraloj, por produkti elektron. Kelkaj nefosiliaj fontoj uzitaj en la mondo por primara energio en 2018 estas la hidroelektro (6,8%), konsiderata renoviĝanta energio, la nuklea energio (4,4%) kaj sundevena, ventodevena, geoterma energioj, ktp., kiuj entute totalis 4,0% de la tutmonda konsumado.[6]

La aktuala tendenco bedaŭrinde iras al la uzado de pli kaj pli da ĉiuj energifontoj, inklude fosiliajn, almenaŭ dum tio eblas. Ekzemple, en la dek jaroj inter 2009 kaj 2019 la tutmonda produktado de fosiliaj brulaĵoj pliiĝis je 21%, pli ol la atomenergio (4%), sed malpli ol la hidroelektro (30%).[7]

Damaĝoj al la medio[redakti | redakti fonton]

La Tutmonda Karbona Projekto montras kiel pliiĝoj de karbondioksido post 1880 rezultis de la sinsekva aktiviĝo de pluraj fontoj.

Bruligi fosiliajn brulaĵojn havas plurajn negativajn eksterajn efikojn (efikojn al la medio preter la bruligantoj). La efektivaj efikoj estas malsamaj laŭ la speco de bruligaĵo. Ĉiuj fosiliaj brulaĵoj ellasas karbondioksidon kiam ili brulas, kio plirapidigas klimatan ŝanĝiĝon. Bruli karbon, kaj laŭ malplia grado nafton kaj ĝiajn derivaĵojn, kontribuas al atmosfera partikla materialo, fumnebulo, kaj acida pluvo.[8][9][10]

Tutmonda surfaca temperaturo dum la lastaj 2000 jaroj laŭ indikaj datumoj el arbaj ringoj, koraloj, kaj glaciaj elboraĵoj, blue.[11] Moviĝanta 5-jara averaĝo de rektobservaj datumoj estas markita ruĝe.[12]
En 2020, renoviĝaĵoj superis unuafoje fosiliaĵojn kiel la ĉefa elektrofonto de la Eŭropa Unio.[13]

Klimata ŝanĝiĝo estas rezultigita ĉefe de la ellasado de forcejaj gasoj kiel karbondioksido, kies ĉefa fonto estas la bruligado de fosiliaj brulaĵoj. En la plejparto de la mondo klimata ŝanĝo estas damaĝanta ekosistemojn.[14] Tio inkludas kontribuon al la formortado de specioj kaj malpliebligon de homa manĝaĵa produktado, kio pligravigas la tutmondan problemecon de malsato. Daŭranta pliiĝo de tutmonda temperaturo estigos pliajn damaĝojn al ekosistemoj kaj homoj. La Monda Organizaĵo pri Sano asertis, ke klimata ŝanĝiĝo estas la plej granda minaco al homa sano en la 21-a jarcento.[15][16]

Krom la efikoj de bruligado, la elterigado, prilaborado, kaj disportado de fosiliaj brulaĵoj damaĝas la naturan medion. Karbominado, precipe montopintoforigo kaj stria minado, estas damaĝa, kaj maraj naftaj putoj estas danĝeraj por akvaj organismoj.

Origino[redakti | redakti fonton]

Artefarita modelo de Karbonia arbaro.

La fosiliaj brulaĵoj formiĝas per la anaeroba malkomponiĝo de la restaĵoj de organismoj kiuj estis stokitaj sur la fundo de la maro aŭ de lago, kie ili restis ekster la atingeblo de la aerobaj mikroorganismoj kiuj malkomponigas la organikan materialon, en grandaj kvantoj antaŭ milionoj de jaroj. Pro la tempopaso, tiu organika materio, miksita kun koto, estis enterigita sub pezegaj tavoloj de sedimentoj. La sedimentoj okazigis altajn nivelojn kaj de premo (je ĉirkaŭ cent milionoj de paskaloj) kaj de temperaturo (de centoj de gradoj celsiaj)[17] kaj ŝanĝis la organikan materion kemie: unue al vakseca materialo nomata keroseno, kiam la temperaturo estas de ĉirkaŭ 50 °C; poste, je ĉirkaŭ 100 °C, en nafto; kaj finfine, je 120 °C - 150 °C, formiĝas la natura gaso.[18]

La karbo formiĝas el surteraj plantoj (majoritate arboj), kiuj vivis en marĉaj zonoj aŭ apud la maro kaj restis enterigitaj sub tavoloj de sedimentoj. Poste, la organika materio, kiu jam estis riĉa je oksigeno, hidrogeno kaj karbono, iĝis pli riĉa je karbono kaj malriĉa je hidrogeno kaj oksigeno.[19] La majoritato de la kuŝejoj de karbo datas de la Karbonio.

Tiu ĝenerale akceptita modelo estas konata kiel biogena teorio kaj estis proponita unue de Miĥail Lomonosov en la jaro 1757. Ekzistas ankaŭ kelkaj ĝenerale malakceptataj teorioj, laŭ kiuj plejmulto de vaporiĝemaj hidrogenokarbonoj, precipe la natura gaso, aperis pro abiogenaj procezoj sen kontribuo de eksviva materialo.

La fosiliaj brulaĵoj bezonas enorman kvanton da organika materio kaj da tempo por produktiĝi. Ekzemple:

  • Unu litro da normala benzino estas la rezulto akumulita de ĉirkaŭ 23,5 tunoj da iama organika materialo stokita sur la profundo de oceano.[20]
  • La totala fosilia brulaĵo konsumita en la jaro 1997 estis egala al la tuta vegetala materio kreskinta sur la surfaco de la Tero kaj en ĉiuj oceanoj laŭlonge de 422 jaroj.[20]

La fosiliaj brulaĵoj estas nerenoviĝantaj energiresursoj ĉar male de aliaj resursoj de biologia deveno, kiel la ligno, la vegetala karbo, la biodizelo, povas esti anstataŭataj de novaj liveraĵoj nek je mallongaj nek je mezlongaj limdatoj. La troa konsumo de tiuj fosiliaj brulaĵoj fare de homoj ekde la industria revolucio, tio estas, dum la lastaj kvar homaj generacioj,[21] ĝis preskaŭ totala elĉerpiĝo, estigas gravan problemon de daŭripovo kaj eltena kapacito. Oni ĉirkaŭkalkulas, ke tiuj elĉerpiĝos en la venonta jarcento, se oni ne ĉesos uzi ilin pli frue.

Tipoj de fosiliaj brulaĵoj[redakti | redakti fonton]

La fosiliaj brulaĵoj estas ĉefe jenaj kvar: nafto, karbo, natura gaso kaj likva naftogaso. Ili formiĝis el la akumulado de grandaj kvantoj de organikaj restaĵoj devenaj el plantoj kaj animaloj. Ties restaĵoj akumuliĝis en depresioj kiel la profundaĵoj de maroj kaj lagoj, kie ili restis ekster la atingeblo de la aerobaj mikroorganismoj kiuj malkomponigas la organikan materialon. Tie ili estis kovritaj per tavoloj de sedimentoj. La kreskantaj premo kaj temperaturo transformis iom post iom tiujn organikajn restaĵojn en nafto, karbo kaj gaso, kiuj povas resti surloke aŭ migri tra rokoj, disiĝi, akumuliĝi aŭ eĉ fuĝi al la atmosfero. La bruligado de grandaj kvantoj de rezervaĵoj de fosiliaj brulaĵoj ne estas kongrua kun urĝaj politikoj kiel la limigo de la tutmonda varmiĝo je nur du gradoj centigradoj.

Nafto[redakti | redakti fonton]

Botelo de nafto.
Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en artikoloj Nafto kaj Petrolkemio.

La nafto estas oleeca likvo komponita el karbono kaj hidrogeno en diferencaj proporcioj. Ĝi troviĝas en profundaĵoj kiuj varias inter 600 kaj 5000 metroj. Tiu resurso estis uzata de homoj ekde la Antikveco: la egiptanoj uzis nafton en la konservado de la mumioj, kaj la romianoj kiel brulaĵon por la lumigo.

La nafto kaj ĝiaj derivaĵoj havas multajn kaj variajn aplikaĵojn. Krom esti unuaranga brulaĵo, ĝi ankaŭ konstituas unuarangan krudmaterialon fundamentan en industrio, ĉar el nafto oni povas fabriki fibrojn, artefaritan kaŭĉukon, plastojn, sapon, asfalton, inkojn por presindustrio, kaŭĉukon por siavica fabrikado de pneŭoj, petrolon, benzinon kaj multnombrajn produktojn kiuj gamas en preskaŭ ĉiuj kampoj de la industrio.

Nafto estas tipo de fosilia brulaĵo kaj likva kaj viskoza kiu devenas de organika materio akumulita dun jarmiloj.[22] Oni kredas, ke nafto formiĝis post kiam planktono restis kovrita per diversaj sedimentaj materialoj pro la agado de mikroorganismoj kaj la efiko de precizaj premo kaj temperaturo. La substanco akirita rekte el la kuŝejo nomiĝas nafto. Por povi uzi la energion kiun ĝi enhavas, nafto devas trapasi procezon de rafinado, post kiam ĝi nomiĝas petrolo.

La naftorafinado estas okazigata en naftorafinejoj, nomataj ankaŭ simple rafinejoj. Antaŭ ĉio oni devas purigi la krudan petrolon antaŭ ties konduko al la unuoj de frakciigo. Post la purigo por forigi la restaĵojn de akvo kaj sablo startas la procezo de frakcia distilado per du kolonoj de frakciigo, el kiuj unu je atmosfera premo kaj alia je vakuo, kiuj povas esti ĝis kvindek metrojn altaj. La kruda petrolo estas varmigata je ĉirkaŭ 320 °C ĝis 340 °C kaj tiel ĝi iĝas gaso, kiu supreniras laŭ la kolono dum la diversaj komponantoj venas al sia bolpunkto kaj dum ili supreniras ili malvarmiĝas kaj kondensiĝas je diversaj niveloj (platetoj).

Post kondensigo oni kolektas sinsekve la jenajn produktojn: butanon kaj aliajn likvajn petrolgasojn (LPG), benzinon, kerosenon, dizeloleon kaj kromproduktojn uzatajn por fabriki mazuton, oleojn por lubrikado kaj gudron. Aliaj tipaj procezoj de la naftoproduktado estas la krakigo, por tranĉi la ĉenojn de hidrokarbidoj en aliaj pli malgrandaj kaj per kiu oni produktas la karbogason aŭ urbogason, por ekzemplo; la polimerigo, kiu male transformas la mallongajn ĉenojn en longajn, kunigante ilin; la kataliza reformado, por modifi la karakterojn de la benzinojn ktp.

Karbo[redakti | redakti fonton]

La karbo estas uzata kiel brulaĵo en la termoelektraj centraloj.
Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Karbo.

La karbo estas mineralo kiu formiĝis el vegetalaj restaĵoj, de diversa deveno laŭ la geologia epoko en kiu ili kreskis. Tiuj restaĵoj, enterigitaj per sedimentoj kaj submetitaj sinsekve al kondiĉoj de anoksio (senoksigeneco), kaj al kreskantaj premo kaj temperaturo, transformiĝis en la diversajn mineralojn, kiuj formas la karbojn. Kvankam la majoritato de karboj ekspluateblaj devenas de la restaĵoj de arbofilikoj kiuj kreskis dum la Karbonio aŭ de la gimnospermoj kiuj kreskis dum la Kretaceo — kiuj estas la du geologiaj periodoj kun plej granda kvanto de kuŝejoj —, estas karbo ankaŭ en formacioj kreitaj dum ĉiuj geologiaj periodoj.

La gravo de la karbo baziĝas sur ĝia varmiga kapablo, kiu permesas ties uzadon kiel brulaĵo, kaj sur la eblo akiri el ĝi krudmaterialojn por la karbokemia industrio, kiuj poste povas esti uzataj en la fabrikado de aliaj varoj. La unuaj vapormaŝinoj uzitaj en ŝipoj, trajnoj kaj industria maŝinaro estis movitaj per la energio havigita el tiu materialo. Poste ĝi estis anstataŭigita per nafto, sed plu estas krudmaterialo por la fabrikado de plasto, kolorigiloj, parfumoj kaj oleoj.

Natura gaso[redakti | redakti fonton]

Loupe.svg Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Natura gaso.
A young woman holding a flame in her hands
Metanaj bobeloj povas esti bruligitaj sur malsekaj manoj senvunde.

La natura gaso konsistas ĉefe el metano, kemia komponaĵo formata de atomoj de karbono kaj hidrogeno. Tiu gaso troviĝas subtere, kutime en la samaj kuŝejoj en kiuj estas stokita la nafto. Ĝi estas elfosata pere de tuboj, kaj oni stokas ĝin rekte en grandaj ujoj de aluminio. Poste oni distribuas ĝin al la uzantoj pere de gasoduktoj. Ĝi estas senodora kaj senkolora, pro kio antaŭ la distribuado oni miksas ĝin kun metilmerkaptano aŭ alia substanco kiu havigas fortan kaj malagrablan odoron. Tiel, estas facile detektebla ajna gasfuĝo.

La natura gaso estas uzebla por generi elektron kaj speciale en teknologioj de alta nivelo, kiel ekzemple la kombinitaj cikloj, en la sektoro de fridigo, kaj kiel brulaĵo de urbaj busoj, aŭtoj, ŝipoj, ktp.; kiel brulaĵo de gas-aparatoj: laviloj, vazarlaviloj ktp.; por akiri hejman varmon: fornoj, hejtiloj, varmigo de sanitara akvo, ktp.; aŭ kiel krudmaterialoj por la industria fabrikado.

Oni povas akiri naturan gason farante traktadon de la organikaj restaĵoj separeblaj el la rubo, kiel oni faras ekzemple en la ecoparc de Barcelono. La tiel akirita gaso estas precize la sama kiel ĉe la natura gaso, ambaŭ estas metano, sed nur kiel indikilo de ties deveno, kaj kiel strategio por merkatado kaj komerco, oni nomas ĝin ofte biogaso. Aliaj fosiliaj brulaĵoj gasaj estas la butano kaj la karbogaso aŭ urbogaso, produktebla el petrolo.

Referencoj[redakti | redakti fonton]

  1. thermochemistry of fossil fuel formation.
  2. Paul Mann, Lisa Gahagan, and Mark B. Gordon, "Tectonic setting of the world's giant oil and gas fields", en Michel T. Halbouty (ed.) Giant Oil and Gas Fields of the Decade, 1990–1999, Tulsa, Okla.: American Association of Petroleum Geologists, p. 50, alirita 22-an de junio, 2009.
  3. Renewable energy consumption (% of total final energy consumption) | Data. World Bank. Alirita 12-an de februaro 2019.
  4. Ambrose, Jillian, "Carbon emissions from fossil fuels could fall by 2.5bn tonnes in 2020", The Guardian, 12-an de aprilo 2020. (en-GB)
  5. Usona departamento pri Energio. Alirita 2007-09-09.
  6. "Primary energy: consumption by fuel", BP Statistical Review of World Energy 2019, BP, 2019, paĝo 9.
  7. [1]
  8. Oswald Spengler. (1932) Man and Technics. Alfred A. Knopf. ISBN 0-8371-8875-X. Arkivigite je 2020-11-12 per la retarkivo Wayback Machine
  9. (10 July 1992) “Alternative Energy” 2 (2), p. 573–596. 
  10. Michael Stephenson. (2018) Energy and Climate Change: An Introduction to Geological Controls, Interventions and Mitigations. Elsevier. ISBN 978-0128120217.
  11. (2019) “Consistent multidecadal variability in global temperature reconstructions and simulations over the Common Era”, Nature Geoscience 12 (8), p. 643–649. doi:10.1038/s41561-019-0400-0. 
  12. Global Annual Mean Surface Air Temperature Change. NASA. Alirita 23-an de februaro 2020.
  13. The European Power Sector in 2020 / Up-to-Date Analysis on the Electricity Transition. Ember and Agora Energiewende (25-an de januaro 2021). Arkivita el la originalo je 25-an de januaro 2021.
  14. EPA (19-an de januaro 2017) Climate Impacts on Ecosystems. Alirita 7-an de decembro 2020.
  15. WHO calls for urgent action to protect health from climate change (November 2015). Arkivita el la originalo je 8-an de oktobro 2015. Alirita 7-an de decembro 2020.
  16. World Meteorological Organization. (2020) WMO Statement on the State of the Global Climate in 2019, WMO-No. 1248. ISBN 978-92-63-11248-4.
  17. "Fossil Fuels". Arkivigite je 2009-07-13 per la retarkivo Wayback Machine (el Retarkivo 20090713044541) MSN Encarta. [Alirita la 3an de Junio 2009]
  18. Oil formation. Sciencelearn Hub. [Alirita la 3an de Junio 2009]
  19. Coal Formation. Arkivigite je 2009-07-13 per la retarkivo Wayback Machine (el Retarkivo 20090713044541) MSN Encarta. [Alirita la 3an de Junio 2009]
  20. 20,0 20,1 Quirks & Quarks November 1, 2003 En «science show». Arkivita el la originalo la 7an de decembro 2003. Konsultita la 18an de Junio 2021.
  21. Sostenibilitat, globalització i medi ambient, de Josep Xercavins Valls kaj Enric Carrera Gallissà. Capítulo 1 de la Guía ambiental de la Universitat Politècnica de Catalunya UPC, zorgita de Ivan Capdevila kaj Antonio Torres. Ediciones de la Universitat Politècnica de Catalunya, Capellades, 1998. (ISBN 84-8301-278-2) katalune
  22. L'energia[rompita ligilo] Generalitato de Katalunio, departamento de Enseñanza kaj ICAEN. Edicions i Serveis Escolars Domènech SA, decembro 1999 katalune

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Bibliografio[redakti | redakti fonton]

  • Ross Barrett and Daniel Worden (eds.), Oil Culture. Minneapolis, MN: University of Minnesota Press, 2014.
  • Bob Johnson, Carbon Nation: Fossil Fuels in the Making of American Culture. Lawrence, KS: University Press of Kansas, 2014.

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]