Ископаемое топливо

Последняя правка сделана 2021-05-20 12:29:34 Править
Топливо, образованное естественными процессами

Найдите ископаемое топливо в Wiktionary, бесплатный словарь.
Уголь, ископаемое топливо

A ископаемое топливо - это топливо, образованное естественными процессами, такими как анаэробное разложение захороненных мертвых организмов, содержащих органических молекул, возникших в результате древнего фотосинтеза, которые выделяют энергию при сгорании. Такие организмы и образующиеся в результате ископаемые виды топлива обычно имеют возраст в миллионы лет, а иногда и более 650 миллионов лет. Ископаемое топливо содержит высокий процент углерода и включает нефть, уголь и природный газ. Торф также иногда считается ископаемым топливом. Обычно используемые производные ископаемого топлива включают керосин и пропан. Ископаемое топливо варьируется от летучих материалов с низким соотношением углерода к водороду (например, метан ) до жидкостей (например, нефти), до нелетучих материалов, состоящих из почти чистого углерода, таких как антрацит уголь. Метан можно найти только в месторождениях углеводородов, связанных с нефтью, или в форме клатратов метана.

По состоянию на 2018 год основная первичная энергия в мире источники состояли из нефти (34%), угля (27%) и природного газа (24%), что составляло 85% доли ископаемого топлива в потреблении первичной энергии в мире. Неископаемые источники включали ядерную (4,4%), гидроэлектростанцию ​​ (6,8%) и другие возобновляемые источники (4,0%, включая геотермальные источники, солнечный, приливный, ветер, древесина и отходы ). Доля возобновляемых источников энергии (включая традиционную биомассу) в общем мировом конечном потреблении энергии составила 18% в 2018 году. По сравнению с 2017 годом мировое потребление энергии росло на 2,9%, что почти вдвое превышает средний показатель за 10 лет, составлявший 1,5% в год. и является самым быстрым с 2010 года.

Хотя ископаемое топливо постоянно образуется в результате естественных процессов, его обычно классифицируют как невозобновляемые ресурсы, поскольку на его формирование и известные жизнеспособные запасы уходят миллионы лет. истощаются намного быстрее, чем образуются новые.

Большинство загрязнений воздуха смертей происходит из-за продуктов сгорания ископаемого топлива, это оценивается более чем в 3% мирового ВВП и Поэтапный отказ от ископаемого топлива спасет 3,6 миллиона жизней каждый год.

Использование ископаемого топлива вызывает серьезные экологические проблемы. При сжигании ископаемого топлива образуется около 35 миллиардов тонн (35 гигатонн ) двуокиси углерода (CO 2) в год. Подсчитано, что естественные процессы могут поглотить лишь небольшую часть этого количества, поэтому чистый прирост атмосферного углекислого газа составляет многие миллиарды тонн в год. CO 2 - это парниковый газ, который увеличивает радиационное воздействие и способствует глобальному потеплению и закислению океана. Глобальное движение к производству низкоуглеродистой возобновляемой энергии идет полным ходом, чтобы помочь сократить глобальные выбросы парниковых газов.

Содержание

  • 1 Происхождение
  • 2 Важность
    • 2.1 Запасы
  • 3 Ограничения и альтернативы
  • 4 Воздействие на окружающую среду
  • 5 Заболевания и смертность
  • 6 Промышленность
    • 6.1 Экономические эффекты
    • 6.2 Субсидия
  • 7 См. Также
  • 8 Сноски
  • 9 Дополнительная литература
  • 10 Внешние ссылки

Источник

Поскольку месторождения нефти расположены только в определенных местах на Земле только некоторые страны независимы от нефти; другие страны зависят от нефтедобывающих мощностей этих стран

Теория о том, что ископаемое топливо образовалось из окаменелых останков мертвых растений в результате воздействия тепла и давления в земной коре на протяжении миллионов лет, была впервые введен Андреасом Либавиусом «в его« Алхимии [Alchymia] 1597 года », а затем Михаилом Ломоносовым « еще в 1757 году и, конечно, в 1763 году ». Первое использование термина «ископаемое топливо» встречается в работе немецкого химика Каспара Ноймана в английском переводе в 1759 году. В Oxford English Dictionary отмечается, что во фразе «ископаемое» fuel прилагательное «окаменелость» означает «[o] получено путем раскопок; найдено в земле», что датируется по крайней мере 1652 годом, до того, как английское существительное «окаменелость» стало относиться в первую очередь к давно умершим организмам в начале 18-го века. века.

Водный фитопланктон и зоопланктон, которые умерли и выпали в осадок в больших количествах в бескислородных условиях миллионы лет назад, начали образовывать нефть и природный газ в результате анаэробного разложения. За геологическое время это органическое вещество, смешанное с грязью, было погребено под более тяжелыми слоями неорганических отложений. Полученные в результате высокая температура и давление вызвали химическое изменение органического вещества, сначала в воскообразный материал, известный как кероген, который обнаружен в горючих сланцах, а затем с большим количеством тепла в жидкие и газообразные углеводороды в процессе, известном как катагенез. Несмотря на эти тепловые преобразования (которые увеличивают плотность энергии по сравнению с обычным органическим веществом за счет удаления атомов кислорода), энергия, выделяемая при сгорании, по-прежнему имеет фотосинтетическое происхождение.

Наземные растения, с другой стороны, имеют тенденцию к образуют уголь и метан. Многие угольные месторождения относятся к каменноугольному периоду истории Земли. Наземные растения также образуют кероген типа III, источник природного газа.

В любом данном топливе содержится широкий спектр органических соединений. Специальная смесь углеводородов придает топливу его характерные свойства, такие как плотность, вязкость, точка кипения, точка плавления и т. Д. Некоторые виды топлива, например, природный газ, содержат только газообразные компоненты с очень низкой температурой кипения. Другие, такие как бензин или дизельное топливо, содержат компоненты с более высокой температурой кипения.

Важность

Нефтехимический нефтеперерабатывающий завод в Grangemouth, Шотландия, UK

Ископаемое топливо имеет большое значение, поскольку его можно сжигать (окисляется до диоксид углерода и вода), производя значительные количества энергии на единицу массы. Использование угля в качестве топлива предшествует зарегистрированной истории. Уголь использовался для запуска печей плавки металлической руды. В то время как полутвердые углеводороды из просачиваний также сжигались в древние времена, они в основном использовались для гидроизоляции и бальзамирования.

Коммерческая эксплуатация нефти началась в 19 веке, в основном для замены масел животного происхождения. источники (в частности, китовый жир ) для использования в масляных лампах.

Природный газ, когда-то сжигаемый как ненужный побочный продукт добычи нефти, теперь считается очень ценным ресурсом. Залежи природного газа также являются основным источником гелия.

тяжелой сырой нефти, которая намного более вязкая, чем обычная сырая нефть, и нефтеносных песков, где битум обнаружен в смеси с песком и глиной, стал более важным источником ископаемого топлива в начале 2000-х. Горючий сланец и подобные материалы представляют собой осадочные породы, содержащие кероген, сложная смесь высокомолекулярных органических соединений, которая при нагревании дает синтетическую сырую нефть (пиролиз ). После дополнительной обработки их можно использовать вместо других известных ископаемых видов топлива. Совсем недавно было сокращение инвестиций из эксплуатации таких ресурсов из-за их высокой стоимости углерода по сравнению с более легко обрабатываемыми запасами.

До второй половины 2015 г. 18 век ветряные мельницы и водяные мельницы обеспечивали энергию, необходимую для промышленности, например, для размола муки, пиления древесины или перекачивания воды при сжигании древесины. или торф для бытового тепла. Широкомасштабное использование ископаемого топлива, сначала угля, а затем нефти, в паровых двигателях привело к промышленной революции. В то же время, газовые фонари, работающие на природном газе или угольном газе, получили широкое распространение. Изобретение двигателя внутреннего сгорания и его использование в автомобилях и грузовиках значительно увеличило спрос на бензин и дизельное топливо., оба сделаны из ископаемого топлива. Другие виды транспорта, железные дороги и самолеты, также требуют ископаемого топлива. Другим основным видом использования ископаемого топлива является производство электроэнергии и сырье для нефтехимической промышленности. Смола, остатки добычи нефти, используются при строительстве дорог.

Запасы

Нефтяная скважина в Мексиканском заливе

Уровни первичных источников энергии запасы в земле. Потоки представляют собой производство ископаемого топлива из этих запасов. Наиболее важными первичными источниками энергии являются ископаемые источники энергии на основе углерода.

Ограничения и альтернативы

стр. Э. Ходжсон, старший научный сотрудник в области физики в Колледже Корпус-Кристи в Оксфорде, ожидает, что мировое потребление энергии будет удваиваться каждые четырнадцать лет, а потребность в этом увеличиваться еще быстрее, и в 2008 году он настаивал на том, что мировая добыча нефти, основной ресурс ископаемого топлива, как ожидалось, достигнет пика через десять лет, а затем упадет.

Принцип спроса и предложения гласит, что по мере сокращения поставок углеводородов цены будут расти. Следовательно, более высокие цены приведут к увеличению поставок альтернативных возобновляемых источников энергии, поскольку ранее нерентабельные источники становятся достаточно экономичными для использования. Искусственные бензины и другие возобновляемые источники энергии в настоящее время требуют более дорогих технологий производства и переработки, чем традиционные запасы нефти, но могут стать экономически целесообразными в ближайшем будущем. Различные альтернативные источники энергии включают ядерную, гидроэлектрическую, солнечную, ветровую и геотермальную.

Одной из наиболее многообещающих энергетических альтернатив является использование несъедобного сырья и биомассы для улавливания углекислого газа, а также для производства биотоплива. Хотя эти процессы не лишены проблем, в настоящее время они применяются во всем мире. Биодизели производятся несколькими компаниями и являются предметом исследований в нескольких университетах. Процессы преобразования возобновляемых липидов в пригодное для использования топливо включают гидроочистку и декарбоксилирование.

Воздействие на окружающую среду

Глобальные выбросы ископаемых углерода в зависимости от типа топлива, 1800–2007 гг. Примечание. Углерод составляет всего 27% от массы CO. 2

. В Соединенных Штатах проживает менее 5% населения мира, но из-за больших домов и частных автомобилей они потребляют более 25% мировых запасов ископаемого топлива. В качестве крупнейшего источника выбросов парниковых газов в США, CO 2 от сжигания ископаемого топлива составлял 80 процентов взвешенных выбросов в 1998 году. Сжигание ископаемого топлива также приводит к образованию других загрязнителей воздуха, таких как оксиды азота, диоксид серы, летучие органические соединения и тяжелые металлы.

Согласно Министерству окружающей среды Канады:

«электричество Сектор уникален среди промышленных секторов тем, что вносит очень большой вклад в выбросы, связанные почти со всеми проблемами, связанными с атмосферой. На производство электроэнергии в Канаде приходится значительная часть выбросов оксидов азота и диоксида серы, которые способствуют возникновению смога и кислотных дождей и образование мелких твердых частиц. Это крупнейший неконтролируемый промышленный источник выбросов ртути в Канаде. Электростанции, работающие на ископаемом топливе, также выделяют двуокись углерода, что может способствовать изменению климата. Кроме того, сектор оказывает значительное влияние на воду и среду обитания и виды. В частности, гидроэнергетика плотины и линии электропередачи оказывают значительное влияние на воду и биоразнообразие."

колебания содержания углекислого газа за последние 800000 лет, показывая рост после промышленной революции

Согласно американскому ученому Джерри Малману, который разработал язык IPCC, используемый для определения уровней научной достоверности, в новом отчете ископаемое топливо будет обвинять ископаемое топливо в глобальном потеплении с «практически достоверностью», то есть с вероятностью 99%. Это значительный скачок по сравнению с "вероятным" или уверенным на 66% в последнем отчете группы за 2001 год. В новую оценку было включено более 1600 страниц исследований.

При сжигании ископаемого топлива образуется серная и азотные кислоты, которые падают на Землю в виде кислотных дождей, оказывая воздействие как на природные территории, так и на строительную среду. Памятники и скульптуры из мрамора и известняка особенно уязвимы, поскольку кислоты растворяют карбонат кальция.

Ископаемое топливо также содержит радиоактивные материалы, в основном уран и торий, которые выбрасываются в атмосферу. В 2000 году около 12 000 тонн тория и 5000 тонн урана было выделено во всем мире в результате сжигания угля. Подсчитано, что в течение 1982 года в результате сжигания угля в США было выброшено в атмосферу в 155 раз больше радиоактивности, чем в результате аварии на Три-Майл-Айленд.

. При сжигании угля также образуются большие количества шлаков и . летучая зола. Эти материалы используются в самых разнообразных приложениях, на которые приходится, например, около 40% производства США.

Заготовка, переработка и распределение ископаемого топлива также могут создавать проблемы для окружающей среды. Методы добычи угля, в частности удаление горных вершин и вскрытие, оказывают негативное воздействие на окружающую среду, а бурение нефтяных скважин представляет опасность для водных организмов. Скважины, работающие на ископаемом топливе, могут способствовать выбросу метана через летучие выбросы газа. Нефтеперерабатывающие заводы также оказывают негативное воздействие на окружающую среду, включая загрязнение воздуха и воды. Транспортировка угля требует использования дизельных локомотивов, тогда как сырая нефть обычно перевозится танкерами, что требует сжигания дополнительных ископаемых видов топлива.

В нормативных актах по охране окружающей среды используются различные подходы к ограничению этих выбросов, такие как командно-административные меры (которые определяют объем загрязнения или используемые технологии), экономические стимулы или добровольные программы.

Примером такого регулирования в США является "EPA реализует политику по сокращению выбросов ртути в атмосферу. Согласно правилам, принятым в 2005 году, угольные электростанции должны будут сократить свои выбросы на 70 процентов к 2018 году. ".

С экономической точки зрения загрязнение от ископаемого топлива рассматривается как отрицательный внешний эффект. Налогообложение рассматривается как один из способов сделать социальные издержки явными, чтобы «интернализовать» стоимость загрязнения. Это нацелено на удорожание ископаемого топлива, тем самым уменьшая его использование и количество связанного с ним загрязнения, а также собирая средства, необходимые для противодействия этим эффектам.

Согласно Родману Д. Гриффину, «Сжигание угля и нефть сэкономила неоценимое количество времени и труда, существенно повысив уровень жизни во всем мире ". Хотя использование ископаемого топлива может показаться полезным для нашей жизни, оно играет роль в глобальном потеплении и считается опасным для будущего.

Болезни и смерти

Гипотетическое количество смертей в мире, которые могли бы возникли в результате производства энергии, если мировое производство энергии было обеспечено за счет одного источника в 2014 году.

Более того, это загрязнение окружающей среды влияет на людей, поскольку твердые частицы и другие загрязнение воздуха ископаемыми сгорание топлива вызывает болезни и смерть при вдыхании людей. Эти последствия для здоровья включают преждевременную смерть, острые респираторные заболевания, обострение астмы, хронический бронхит и снижение функции легких. Бедные, недоедающие, очень молодые и очень старые, а также люди с ранее существовавшими респираторными заболеваниями и другими заболеваниями подвержены большему риску.

Промышленность

В 2014 году мировая выручка энергетической отрасли составляла около 8 триллионов долларов США, из которых около 84% - ископаемое топливо, 4% - ядерная энергия и 12% - возобновляемая энергия (включая гидроэлектростанцию).

В 2014 году на фондовых биржах по всему миру было зарегистрировано 1 469 нефтегазовых компаний, совокупная рыночная капитализация составляет 4,65 трлн долларов США. В 2019 году компания Saudi Aramco прошла листинг, и ее оценка достигла 2 триллионов долларов США на второй день торгов после крупнейшего в мире первичного размещения акций.

Экономические эффекты

Загрязнение воздуха ископаемым топливом в 2018 году оценивается в 2,9 триллиона долларов США, или 3,3% мирового ВВП.

Субсидия

Международное энергетическое агентство оценивает глобальное правительство в 2017 году. субсидии на ископаемое топливо составили 300 миллиардов долларов.

В отчете за 2015 год было изучено 20 компаний, занимающихся ископаемым топливом, и было обнаружено, что, несмотря на высокую прибыльность, скрытые экономические издержки для общества также велики. Отчет охватывает период 2008–2012 гг. И отмечает, что: «Для всех компаний и за все годы экономические издержки для общества от их выбросов CO. 2 были больше, чем их прибыль после налогообложения, за единственным исключением ExxonMobil в 2008 году ». У чистых угольных компаний дела обстоят еще хуже: «экономические издержки для общества превышают общий доход за все годы, причем эти издержки колеблются от почти 2 до почти 9 долларов на 1 доллар дохода». В этом случае общий доход включает «занятость, налоги, закупки и косвенную занятость».

Цены на ископаемое топливо обычно ниже их фактических затрат или их «эффективных цен», когда внешние экономические факторы, такие как затраты на загрязнение воздуха и глобальное разрушение климата. Ископаемое топливо субсидируется в размере 4,7 триллиона долларов в 2015 году, что эквивалентно 6,3% мирового ВВП 2015 года и, по оценкам, вырастет до 5,2 триллиона долларов в 2017 году, что эквивалентно 6,5% мирового ВВП.. Пятью крупнейшими субсидиями в 2015 году были следующие: Китай - 1,4 триллиона долларов в виде субсидий на ископаемое топливо, Соединенные Штаты - 649 миллиардов долларов, Россия - 551 миллиард долларов, Европейский Союз - 289 миллиардов долларов и Индия - 209 миллиардов долларов. Если бы не было субсидий на ископаемое топливо, глобальные выбросы углерода в 2015 году снизились бы примерно на 28%, количество смертей, связанных с загрязнением воздуха, снизилось на 46%, а государственные доходы увеличились на 2,8 триллиона долларов, или на 3,8% ВВП.

См. Также

Сноски

Дополнительная литература

  • Росс Барретт и Дэниел Уорден (ред.), Oil Culture. Миннеаполис, Миннесота: Университет Миннесоты, 2014.
  • Боб Джонсон, Углеродная нация: ископаемые виды топлива в формировании американской культуры. Lawrence, KS: University Press of Kansas, 2014.

Внешние ссылки

Викицитатник содержит цитаты, относящиеся к: ископаемому топливу
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте