Un combustibil fosil este un combustibil format prin procese naturale, cum ar fi descompunerea anaeroba a organismelor moarte si ingropate, care contin molecule organice originare din fotosinteza preistorica, ce elibereaza energie prin combustie. Astfel de organisme si combustibilii fosili rezultati au de obicei o varsta de milioane de ani si uneori mai mult de 650 de milioane de ani.
Combustibilii fosili contin procente ridicate de carbon si includ petrol, carbune si gaze naturale. Turba este, de asemenea, considerata un combustibil fosil. Derivatii folositi in mod obisnuit, ai combustibililor fosili, includ kerosenul si propanul.
Combustibilii fosili variaza de la materiale volatile cu raporturi scazute de carbon la hidrogen (precum metanul), la lichide (precum petrolul), la materiale nevolatile compuse din carbon aproape pur, precum carbunele antracit. Metanul poate fi gasit numai in campurile de hidrocarburi, asociate cu petrolul sau sub forma de clatrati de metan.
Incepand cu 2018, principalele surse de energie primara din lume au fost constituite din petrol (34%), carbune (27%) si gaze naturale (24%), reprezentand o cota de 85% pentru combustibilii fosili in consumul de energie primara din lume. Sursele non-fosile au inclus surse nucleare (4,4%), hidroelectrice (6,8%) si alte surse regenerabile (4,0%, inclusiv geotermale, solare, maree, vant, lemn si deseuri).
Ponderea energiilor regenerabile (inclusiv biomasa traditionala) in consumul final total de energie la nivel mondial a fost de 18% in 2018. Fata de 2017, consumul mondial de energie a crescut cu o rata de 2,9%, aproape dublu fata de media pe 10 ani de 1,5% pe an si cel mai rapid din 2010.
Desi combustibilii fosili sunt formati continuu prin procese naturale, acestia sunt clasificati in general ca resurse neregenerabile, deoarece necesita milioane de ani pentru a se forma, iar rezervele viabile cunoscute sunt epuizate mult mai repede decat sunt generate altele noi.
- Cele mai multe decese cauzate de poluarea aerului se datoreaza produselor de ardere a combustibililor fosili, se estimeaza ca vor costa peste 3% din PIB-ul global, iar eliminarea treptata a combustibililor fosili ar salva 3,6 milioane de vieti in fiecare an –
Utilizarea combustibililor fosili ridica ingrijorari grave asupra mediului. Arderea combustibililor fosili produce aproximativ 35 de miliarde de tone (35 de gigatone) de dioxid de carbon (CO2) pe an. Se estimeaza ca procesele naturale pot absorbi doar o mica parte din acea cantitate, astfel incat exista o crestere neta de multe miliarde de tone de dioxid de carbon atmosferic pe an.
CO2 este un gaz cu efect de sera care creste efectul radiatiilor si contribuie la incalzirea globala si la acidifierea oceanelor. O miscare globala catre generarea de energie regenerabila cu emisii reduse de carbon este in derulare, pentru a ajuta la reducerea emisiilor globale de gaze cu efect de sera.
Origine
Intrucat campurile petroliere sunt situate doar in anumite locuri de pe pamant, doar unele tari sunt independente in ceea ce priveste aceasta resursa; celelalte tari depind de capacitatile de productie de petrol din aceste tari.
Teoria conform careia combustibilii fosili s-au format din ramasitele fosilizate ale plantelor moarte prin expunerea la caldura si presiune in scoarta pamantului, de-a lungul a milioane de ani, a fost introdusa pentru prima data de Andreas Libavius ”in Alchimia” sa din 1597 si mai tarziu de catre Mikhail Lomonosov – intre 1757 si 1763.
Prima utilizare a termenului „combustibil fosil” apare in lucrarea chimistului german Caspar Neumann, in traducerea sa engleza, din 1759. Dictionarul englez Oxford observa ca, in sintagma „combustibil fosil”, adjectivul „fosil” inseamna „ retinut prin sapare; gasit ingropat pe pamant”, care dateaza cel putin din 1652, inainte de substantivul englez „fosil” care „se referea in primul rand la organismele moarte”.
Fitoplanctonul si zooplanctonul acvatic care au murit si s-au sedimentat in cantitati mari in conditii anoxice in urma cu milioane de ani, au inceput sa formeze petrol si gaz natural ca urmare a descompunerii anaerobe. De-a lungul timpului, aceasta materie organica, amestecata cu noroi, a fost ingropata sub alte straturi grele de sedimente anorganice.
Temperatura ridicata si presiunea rezultata au facut ca materia organica sa se modifice chimic, mai intai intr-un material ceros cunoscut sub numele de kerogen, care se gaseste in sisturile de petrol, apoi cu mai multa caldura in hidrocarburi lichide si gazoase intr-un proces cunoscut sub numele de catageneza. In ciuda acestor transformari determinate de caldura (care cresc densitatea de energie in comparatie cu materia organica tipica prin eliminarea atomilor de oxigen), energia eliberata in combustie este inca de origine fotosintetica.
Pe de alta parte, plantele terestre tindeau sa formeze carbune si metan. Multe dintre campurile de carbune dateaza din perioada carbonifera din istoria Pamantului. Plantele terestre formeaza, de asemenea, kerogen de tip III, o sursa de gaz natural.
Exista o gama larga de compusi organici in orice combustibil dat. Amestecul specific de hidrocarburi ofera combustibilului proprietatile sale caracteristice, cum ar fi densitatea, vascozitatea, punctul de fierbere, punctul de topire, etc. Unii combustibili precum gazul natural, de exemplu, contin numai componente gazoase cu fierbere redusa. Altele, cum ar fi benzina sau motorina, contin componente de fierbere cu potential ridicat.
Importanta
Combustibilii fosili au o mare importanta, deoarece pot fi arsi (oxidati in dioxid de carbon si apa), producand cantitati semnificative de energie per unitate de masa. Folosirea carbunelui pe post de combustibil preceda istoricul inregistrat. Carbunele a fost folosit in cuptoare pentru topirea minereului metalic. In timp ce hidrocarburile semi-solide provenite din fosile au fost, de asemenea, arse in timpuri stravechi, acestea au fost utilizate in mare parte pentru impermeabilizare si imbalsamare.
Exploatarea comerciala a petrolului a inceput in secolul 19, in mare parte pentru a inlocui uleiurile din surse animale (in special uleiul de balena) pentru utilizarea in lampile cu ulei.
Gazul natural, odata considerat ca produs secundar inutil al productiei de petrol, este considerat acum o resursa foarte valoroasa. Depozitele de gaz natural sunt, de asemenea, principala sursa de heliu.
Petrolul greu, care este mult mai vascos decat petrolul conventional, si nisipurile petroliere, unde bitumul se gaseste amestecat cu nisip si argila, au inceput sa devina mai importante ca surse de combustibil fosil la inceputul anilor 2000.
Sisturile de ulei si materiale similare sunt roci sedimentare care contin kerogen, un amestec complex de compusi organici cu greutate moleculara mare, care produc ulei brut sintetic atunci cand este incalzit (pirolizat). Cu prelucrare suplimentara, acestea pot fi folosite in locul altor combustibili fosili consacrati. Mai recent, s-a dezinvestit in exploatarea unor astfel de resurse datorita costului ridicat de carbon, in raport cu rezervele mai usor de procesat.
Inainte de a doua jumatate a secolului al XVIII-lea, morile de vant si morile de apa furnizau energia necesara industriei, cum ar fi cea pentru productia fainei, frezarea lemnului sau pomparea apei, in timp ce arderea lemnului sau turba asigurau caldura casnica. Utilizarea pe scara larga a combustibililor fosili, a carbunelui la inceput si a petrolului mai tarziu, in motoarele cu aburi, a permis Revolutia industriala.
In acelasi timp, luminile cu gaz care utilizeaza gaz natural sau gaz de carbune au fost utilizate pe scara larga. Inventia motorului cu ardere interna si utilizarea acestuia in automobile si camioane a crescut considerabil cererea de benzina si motorina, ambele fiind fabricate din combustibili fosili.
Alte forme de transport, cai ferate si aeronave, necesita, de asemenea, combustibili fosili. Cealalta utilizare majora pentru combustibilii fosili este generarea de energie electrica si ca materie prima pentru industria petrochimica. Tarul, restul de extractie a petrolului, este utilizat la constructia drumurilor.
Limite si alternative
PE Hodgson, un cercetator principal in fizica la Corpus Christi College, Oxford, se asteapta ca in aceasta perioada, consumul energetic mondial sa se dubleze la fiecare paisprezece ani si a insistat inca din 2008, ca productia mondiala de petrol, o resursa principala de combustibilul fosil, este de asteptat sa creasca in urmatorii zece ani si ulterior va cadea.
Principiul ofertei si cererii sustine ca, pe masura ce aprovizionarea cu hidrocarburi va scadea, preturile vor creste. Prin urmare, preturile mai mari vor duce la cresterea aprovizionarii cu energie regenerabila alternativa, deoarece sursele anterioare neeconomice, devin suficient de economice pentru a fi exploatate.
Benzinele artificiale si alte surse regenerabile de energie necesita in prezent tehnologii de productie si prelucrare mai scumpe decat rezervele conventionale de petrol, dar pot deveni viabile din punct de vedere economic in viitorul apropiat. Sursele alternative de energie includ capacitatile nucleare, hidroelectrice, solare, eoliene si geotermale.
Una dintre alternativele energetice mai promitatoare este utilizarea stocurilor de furaje si a biomasei necomestibile pentru captarea dioxidului de carbon, precum si pentru producerea de biocombustibili. In timp ce aceste procese nu sunt lipsite de probleme, ele sunt in prezent in practica in intreaga lume. Bio-dieselul este produs de mai multe companii si face obiectul cercetarilor la mai multe universitati. Procesele de transformare a lipidelor regenerabile in combustibili utilizabili includ hidrotratarea si decarboxilarea.
Industrie
In 2014, veniturile industriei energetice globale au fost de aproximativ 8 trilioane de dolari,cu aproximativ 84% combustibil fosil, 4% nuclear si 12% regenerabil (inclusiv hidroelectric).
In 2014, erau inregistrate 1.469 de firme de petrol si gaze listate pe bursele din intreaga lume, cu o capitalizare de piata combinata de 4,65 miliarde USD. In 2019, Saudi Aramco a fost listat si a atins o evaluare de 2 trilioane de dolari in a doua sa zi de tranzactionare, dupa cea mai mare oferta publica initiala din lume.
