Fossiler Brennstoff

Fossile Brennstoffe sind Brennstoffe, die durch natürliche Prozesse wie Anaerobic-Zergliederung von begrabenen toten Organismen gebildet sind. Das Alter der Organismen und ihrer resultierenden fossilen Brennstoffe ist normalerweise Millionen von Jahren, und überschreitet manchmal 650 Millionen Jahre. Fossile Brennstoffe enthalten hohe Prozentsätze Kohlenstoff und schließen Kohle, Erdöl und Erdgas ein.

Sie erstrecken sich von flüchtigen Materialien mit niedrigen carbon:hydrogen Verhältnissen wie Methan zu flüssigem Erdöl zu unvergänglichen Materialien, die aus fast reinem Kohlenstoff wie Anthrazit-Kohle zusammengesetzt sind. Methan kann in Kohlenwasserstoff-Feldern gefunden, vereinigtes mit Öl, oder in der Form des Methans clathrates allein werden. Fossile Brennstoffe haben von den versteinerten Überresten von toten Werken durch die Aussetzung von der Hitze und dem Druck in der Kruste der Erde mehr als Millionen von Jahren gebildet. Diese biogenic Theorie wurde zuerst von Georg Agricola 1556 und später von Michail Lomonosov im 18. Jahrhundert eingeführt.

Es wurde von der Energieinformationsregierung geschätzt, dass 2007 primäre Energiequellen aus Erdöl 36.0 %, Kohle 27.4 %, Erdgas 23.0 % bestanden haben, sich auf einen 86.4-%-Anteil für fossile Brennstoffe im primären Energieverbrauch in der Welt belaufend. Nichtfossil-Quellen 2006 haben hydroelektrische 6.3 %, 8.5 Kern-%, und andere (geothermisch, Sonnen-, Gezeiten, Wind, Holz, Verschwendung) das Belaufen auf 0.9 % eingeschlossen. Weltenergieverbrauch wuchs um ungefähr 2.3 % pro Jahr.

Fossile Brennstoffe sind nichterneuerbare Mittel, weil sie Millionen von Jahren bringen, um sich zu formen, und Reserven viel schneller entleert werden, als neue gemacht werden. Die Produktion und der Gebrauch von fossilen Brennstoffen drücken Umweltsorgen aus. Eine globale Bewegung zur Generation der erneuerbaren Energie ist deshalb in Vorbereitung, um zu helfen, vergrößerten Energiebedarf zu decken.

Das Brennen von fossilen Brennstoffen erzeugt ungefähr 21.3 Milliarden Tonnen (21.3 gigatonnes) vom Kohlendioxyd (CO) pro Jahr, aber es wird geschätzt, dass natürliche Prozesse nur ungefähr Hälfte dieses Betrags absorbieren können, also gibt es eine Nettozunahme von 10.65 Milliarden Tonnen des atmosphärischen Kohlendioxyds pro Jahr (die eine Tonne atmosphärischer Kohlenstoff ist zu 44/12 oder 3.7 Tonnen des Kohlendioxyds gleichwertig). Kohlendioxyd ist eines der Treibhausgase, das das Strahlungszwingen erhöht und zu Erderwärmung beiträgt, die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Erde veranlassend, sich als Antwort zu erheben, den die große Mehrheit von Klimawissenschaftlern abstimmen, wird nachteilige Haupteffekten verursachen.

Ursprung

Erdöl- und Erdgas wird durch die anaerobic Zergliederung von Überresten von Organismen einschließlich phytoplankton und zooplankton gebildet, der zum Meer (oder See) Boden in großen Mengen unter anoxic Bedingungen vor Millionen von Jahre gesetzt hat. Im Laufe der geologischen Zeit wurde diese organische Sache, die mit dem Schlamm gemischt ist, unter schweren Schichten von Bodensatz begraben. Die resultierenden hohen Niveaus der Hitze und des Drucks haben die organische Sache veranlasst, sich, zuerst in ein wächsernes Material bekannt als kerogen chemisch zu verändern, der in Ölschiefertönen, und dann mit mehr Hitze in flüssige und gasartige Kohlenwasserstoffe in einem Prozess bekannt als catagenesis gefunden wird.

Es gibt eine breite Reihe von organischen, oder Kohlenwasserstoff, Zusammensetzungen in jeder gegebenen Kraftstoffmischung. Die spezifische Mischung von Kohlenwasserstoffen gibt einem Brennstoff seine charakteristischen Eigenschaften, wie Siedepunkt, Schmelzpunkt, Dichte, Viskosität usw. Einige Brennstoffe wie Erdgas enthalten zum Beispiel nur sehr niedrig das Kochen, gasartige Bestandteile. Andere wie Benzin oder Diesel enthalten viel höhere kochende Bestandteile.

Landwerke neigen andererseits dazu, Kohle und Methan zu bilden. Viele vom Kohlenrevier-Datum zur Kohlehaltigen Periode der Geschichte der Erde. Landwerke auch Dokumententyp III kerogen, eine Quelle von Erdgas.

Wichtigkeit

Fossile Brennstoffe sind von großer Bedeutung, weil sie (oxidiert zum Kohlendioxyd und Wasser) verbrannt werden können, bedeutende Beträge der Energie pro Einheitsgewicht erzeugend. Der Gebrauch von Kohle als ein Brennstoff datiert registrierte Geschichte zurück. Kohle wurde verwendet, um Brennöfen für das Schmelzen von Metallerz zu führen. Halb feste Kohlenwasserstoffe davon sickern wurden auch in alten Zeiten verbrannt, aber diese Materialien wurden größtenteils für waterproofing und das Einbalsamieren verwendet.

Die kommerzielle Ausnutzung von Erdöl, größtenteils als ein Ersatz für Öle von Tierquellen (namentlich Walöl), für den Gebrauch in Öllampen hat im 19. Jahrhundert begonnen.

Erdgas, einmal geflackert - von als ein nicht benötigtes Nebenprodukt der Erdölproduktion, wird jetzt als eine sehr wertvolle Quelle betrachtet.

Schweres grobes Öl, das viel mehr klebrig ist als herkömmliches grobes Öl und Teer-Sande, wo Bitumen Misch-mit Sand und Ton gefunden wird, wird wichtiger als Quellen des fossilen Brennstoffs. Ölschieferton und ähnliche Materialien sind Sedimentgesteine, die kerogen, eine komplizierte Mischung des hohen Molekulargewichtes organische Zusammensetzungen enthalten, die synthetisches grobes Öl, wenn geheizt (pyrolyzed) nachgeben. Diese Materialien müssen noch gewerblich ausgenutzt werden. Diese Brennstoffe können in inneren Verbrennungsmotoren, Kraftwerken des fossilen Brennstoffs und anderem Gebrauch verwendet werden.

Vor der letzten Hälfte des 18. Jahrhunderts haben Windmühlen und watermills die Energie zur Verfügung gestellt, die für die Industrie wie sich prügelndes Mehl erforderlich ist, Holz sägend oder Wasser pumpend, und brennendes Holz oder Torf haben Innenhitze zur Verfügung gestellt. Der widescale Gebrauch von fossilen Brennstoffen, Kohle zuerst und Erdöl später, um Dampfmaschinen anzuzünden, hat die Industrielle Revolution ermöglicht. Zur gleichen Zeit traten Gaslichter mit Erdgas oder Leuchtgas in breiten Gebrauch ein. Die Erfindung des inneren Verbrennungsmotors und seines Gebrauches in Automobilen und Lastwagen hat außerordentlich die Nachfrage nach Benzin und Dieselkraftstoff, beide vergrößert, die von fossilen Brennstoffen gemacht sind. Andere Formen des Transports, Eisenbahnen und Flugzeuges, haben auch fossile Brennstoffe verlangt. Der andere Hauptgebrauch für fossile Brennstoffe ist im Erzeugen der Elektrizität und als feedstock für die petrochemische Industrie. Teer, ein Rest der Erdölförderung, wird im Aufbau von Straßen verwendet.

Reserven

Niveaus von primären Energiequellen sind die Reserven im Boden. Flüsse sind Produktion. Der wichtigste Teil von primären Energiequellen ist gestützte Fossil-Energiequellen von Kohlenstoff. Kohle, Öl und Erdgas haben 79.6 % der primären Energieproduktion während 2002 (in Million Tonnen der Ölentsprechung (mtoe)) (34.9+23.5+21.2) zur Verfügung gestellt.

Niveaus (hat Reserven bewiesen), während 2005-2007

  • Kohle: 997,748 Millionen kurze Tonnen (905 Milliarden metrische Tonnen), gleichwertigen Öl-
  • Öl: zu
  • Erdgas: 6.183-6.381 Trillionen Kubikfüße (175-181 Trillionen Kubikmeter), gleichwertigen Öl-

Flüsse (tägliche Produktion) während 2006

  • Kohle: 18,476,127 kurze Tonnen (16,761,260 metrische Tonnen), der Ölentsprechung pro Tag
  • Öl:
  • Erdgas: 104,435 Milliarden Kubikfüße (2,963 Milliarden Kubikmeter), der Ölentsprechung pro Tag

Jahre der Produktion, die im Boden mit dem Strom verlassen ist, haben Reserven und Flüsse über bewiesen

  • Kohle: 148 Jahre
  • Öl: 43 Jahre
  • Erdgas: 61 Jahre

Jahre der Produktion sind im Boden mit den optimistischsten bewiesenen Reserveschätzungen (Öl-& Gaszeitschrift, Weltöl) abgereist

  • Kohle: 417 Jahre
Öl: 43 Jahre
  • Erdgas: 167 Jahre

Die Berechnung nimmt oben an, dass das Produkt an einem unveränderlichen Niveau für diese Zahl von Jahren erzeugt werden konnte, und dass alle bewiesenen Reserven wieder erlangt werden konnten. In Wirklichkeit hat der Verbrauch aller drei Mittel zugenommen. Während das darauf hinweist, dass die Quelle schneller in Wirklichkeit verbraucht wird, ist die Produktionskurve mit einer Glockenkurve viel verwandter. An einem Punkt rechtzeitig, der Produktion jeder Quelle innerhalb eines Gebiets, Landes, oder wird allgemein einen maximalen Wert erreichen, nach dem sich die Produktion neigen wird, bis es einen Punkt erreicht, wo nicht mehr wirtschaftlich ausführbar oder physisch möglich ist zu erzeugen. Sieh Hubbert Theorie für das Detail auf dieser Niedergang-Kurve hinsichtlich Erdöls kulminieren. Bemerken Sie auch, dass bewiesene Reserveschätzungen strategische Reserven nicht einschließen, die sich (allgemein) auf noch 4.1 Milliarden Barrels belaufen.

Die obengenannte Diskussion betont Weltenergiegleichgewicht. Es ist auch wertvoll, das Verhältnis von Reserven zum jährlichen Verbrauch (R/C) durch das Gebiet oder Land zu verstehen. Zum Beispiel erkennt die Energiepolitik des Vereinigten Königreichs an, dass Europas R/C-Wert 3.0, sehr niedrig durch Weltstandards ist, und dieses Gebiet zur Energieverwundbarkeit ausstellt. Alternativen zu fossilen Brennstoffen sind ein Thema der intensiven Debatte weltweit.

Grenzen und Alternativen

Der Grundsatz des Angebots und Nachfrage weist darauf hin, dass weil sich Kohlenwasserstoff-Bedarf vermindert, werden sich Preise erheben. Deshalb werden höhere Preise zu vergrößertem alternativem, erneuerbarem Energiebedarf führen, weil vorher unwirtschaftliche Quellen genug wirtschaftlich werden, um auszunutzen. Künstliches Benzin und andere erneuerbare Energiequellen verlangen zurzeit teurere Produktion und in einer Prozession gehende Technologien als herkömmliche Erdölreserven, aber können wirtschaftlich lebensfähig in der nahen Zukunft werden. Sieh Energieentwicklung.

Verschiedene alternative Energiequellen schließen Kern-, hydroelektrisch, Sonnen-, Wind, und geothermisch ein.

Umwelteffekten

Wenn auch die Vereinigten Staaten weniger als 5 % der Bevölkerung in der Welt, wegen großer Häuser und privater Autos halten, verwenden die Vereinigten Staaten mehr als ein Viertel der Versorgung in der Welt von fossilen Brennstoffen. In den Vereinigten Staaten kommen mehr als 90 % von Treibhausgas-Emissionen aus dem Verbrennen von fossilen Brennstoffen. Das Verbrennen von fossilen Brennstoffen erzeugt auch andere Luftschadstoffe, wie Stickstoff-Oxyde, Schwefel-Dioxyd, flüchtige organische Zusammensetzungen und schwere Metalle.

Gemäß der Umgebung Kanada:

Gemäß dem amerikanischen Wissenschaftler Jerry Mahlman und den USA heute:

Mahlman, der die IPCC Sprache gefertigt hat, die verwendet ist, um Niveaus der wissenschaftlichen Gewissheit zu definieren, sagt, dass der neue Bericht die Schuld an den Füßen von fossilen Brennstoffen mit der "virtuellen Gewissheit," legen wird, sichere 99 % bedeutend. Es ist ein bedeutender Sprung vom "wahrscheinlichen", oder 66 % sicher im letzten Bericht der Gruppe 2001, Mahlman sagt. Seine Rolle in der Anstrengung dieses Jahres hat Ausgaben von zwei Monaten eingeschlossen, die mehr als 1,600 Seiten der Forschung nachprüfend, die in die neue Bewertung eingetreten ist.

Das Verbrennen von fossilen Brennstoffen erzeugt kohlenstoffhaltige Schwefel- und Stickstoffsäuren, die zur Erde als saurer Regen fallen, sowohl natürliche Gebiete als auch die gebaute Umgebung einwirkend. Denkmäler und Skulpturen, die von Marmor und Kalkstein gemacht sind, sind besonders verwundbar, weil die Säuren Kalzium-Karbonat auflösen.

Fossile Brennstoffe enthalten auch radioaktive Materialien, hauptsächlich Uran und Thorium, die in die Atmosphäre veröffentlicht werden. 2000 wurden ungefähr 12,000 Tonnen des Thoriums und 5,000 Tonnen Uran weltweit von brennender Kohle veröffentlicht. Es wird geschätzt, dass während 1982 das US-Kohlenbrennen 155mal so viel Radioaktivität in die Atmosphäre veröffentlicht hat wie das Drei-Meile-Inselereignis. Jedoch ist diese Radioaktivität vom Kohlenbrennen an jeder Quelle winzig und hat sich nicht gezeigt, um jede nachteilige Wirkung auf die menschliche Physiologie zu haben.

Brennende Kohle erzeugt auch große Beträge der untersten Asche und Flugasche. Diese Materialien werden in einem großen Angebot an Anwendungen, dem Verwenden, zum Beispiel, ungefähr 40 % der US-Produktion verwendet.

Das Ernten, in einer Prozession gehend, und fossile Brennstoffe verteilend, kann auch Umweltsorgen schaffen. Kohlenbergbau-Methoden, besonders Berggipfel-Eliminierung und Tagebau, haben negative Umwelteinflüsse, und das Auslandsölbohren stellt eine Gefahr für Wasserorganismen auf. Ölraffinerien haben auch negative Umwelteinflüsse, einschließlich Luft und Wasserverschmutzung. Der Transport von Kohle verlangt den Gebrauch von dieselangetriebenen Lokomotiven, während grobes Öl normalerweise durch Tankschiff-Schiffe transportiert wird, von denen jedes das Verbrennen von zusätzlichen fossilen Brennstoffen verlangt.

Umweltregulierung verwendet eine Vielfalt von Annäherungen, um diese Emissionen, wie Befehl-Und-Kontrolle zu beschränken (der den Betrag der Verschmutzung oder der Technologie verwendet beauftragt), Wirtschaftsanreize oder freiwillige Programme.

Ein Beispiel solcher Regulierung in den USA ist der "EPA führt Policen durch, Bordquecksilberemissionen zu reduzieren. Laut 2005 ausgegebener Regulierungen werden kohlenentlassene Kraftwerke ihre Emissionen um 70 Prozent vor 2018 reduzieren müssen.".

In Wirtschaftsbegriffen wird die Verschmutzung von fossilen Brennstoffen als ein negativer externality betrachtet. Besteuerung wird als eine Weise betrachtet, gesellschaftliche Kosten ausführlich zu machen, um die Kosten der Verschmutzung 'zu verinnerlichen'. Das hat zum Ziel, fossile Brennstoffe teurer zu machen, dadurch ihren Gebrauch und den Betrag der Verschmutzung reduzierend, die mit ihnen, zusammen mit der Aufhebung des Kapitals vereinigt ist, das notwendig ist, um diesen Faktoren entgegenzuwirken.

Der ehemalige CIA Direktor James Woolsey hat kürzlich die Staatssicherheitsargumente für das Abrücken von fossilen Brennstoffen entworfen.

Siehe auch

  • Erdölursprung von Abiogenic schlägt vor, dass Erdöl nicht ein fossiler Brennstoff ist
  • Papst von C. Arden
  • Das Bändigen des Gebrauchs des fossilen Brennstoffs
  • Fossil hält Tag zum Narren
  • Fossiler Brennstoff, der bohrt
  • Ausfuhrhändler des fossilen Brennstoffs
  • Kohlenstoff hat Brennstoff gestützt
  • Schlacke (Verschwendung)
  • Öl bestellt vor
  • Stromaufwärts und abwärts gelegener

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