Fosilia brulaĵo

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, likvaj naftaĵoj ĝis tute nevaporiĝemaj mineraloj konsistantaj preskaŭ nur el karbono, kiel antracita karbo. Oni ĝenerale opinias, ke tiuj estas formitaj el fosiliiĝintaj restaĵoj de plantoj kaj bestoj [1] kiuj estis modifitaj de varmego kaj premego de la Tera krusto dum pluraj jarcentmilionoj[2] Tiu teorio estas konata kiel Biogena teorio kaj estis proponita unue de Miĥail Lomonosov en la jaro 1757. Ekzistas ankaŭ kelkaj opoziciaj teorioj, kiuj deklaras, ke plejmulto de vaporiĝemaj hidrogenokarbonoj, precipe la natura gaso aperis pro abiogenaj procezoj kaj neniu eksviva materialo partoprenis en ties formiĝo.

Nafto-pumpilo elterigas nafton.
Antracita karbo.

Laŭ pritaksoj en 2004 86% de la hom-produktita energio venis pro brulado de fosilia brulaĵo.[3]

Fosilia brulaĵo estas nerenovigebla energio, ĉar oni bezonas jarmilionojn por formi kaj la rezervoj estas elĉerpataj multe pli rapide, ol la novaj rimedoj formiĝas. Zorgoj pri liverado de fosilia brulaĵo estas unu el la plej oftaj kialoj de lokaj kaj globalaj konfliktoj. Produktado kaj uzado de fosilioj elvokas certajn timojn pri nia ekologio. La globala movado direkte al la generacio de la plene renovigebla energio povas helpi komplezi la kresktintajn bezonojn pri fosilia brulaĵo.

Bruligo de fosilia brulaĵo produktas ĉirkaŭ 6,3 miliardojn de metrikaj tunoj (=6,3 gigatunoj) de karbondioksido ĉiujare, kaj laŭ pritaksoj naturaj procezoj povas elsorbi nur ĉirkaŭ duonon de la atmosfera karbondioksido (3.2 miliardoj tunoj) jare.[4] Karbondioksido estas unu el forcejaj gasoj, kiuj kontribuas al tuttera plivarmiĝo, kio siavice kondukas al la zorgoj, ke la suna varmo estis kaptita ĉe la tera surfaco kaj la averaĝa ĉetera temperaturo konsekvence plialtiĝos.

Unuaj aktualaj fontoj de energioRedakti

 
Elfosejo de natura gaso en Teksaso, Usono.

La Energy Information Administration ĉirkaŭkalkulis en 2006, ke la ĉefaj primaraj fontoj de energio en la mondo estis: la nafto en 35,9%, la karbo en 27,4% kaj la natura gaso en 22,8%. Tial, kun 86%, 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 brulaĵoj uzitaj en la mondo kiel primaraj energifontoj en 2006 estas la hidroelektro (6,3%), konsiderata renoviĝanta energio, la nuklea energio (5,9%) kaj iom pli malgrandskale la sundevena, ventodevena, geoterma energioj, ktp., kiuj entute totalis ĉirkaŭ 1,0% de la tutmonda produktado.[5]

La aktuala tendenco bedaŭrinde kaj ŝajne iras al la uzado de fosiliaj brulaĵoj pli kaj pli, almenaŭ dum tio eblas, kvankam ĝi estos damaĝa al la medio. Por ekzemplo, en la dej jaroj inter 1996 kaj 2006 la tutmonda produktado de fosiliaj brulaĵoj pliiĝis averaĝe je 26%, pli ol la atomenergio (16%) kaj la hidroelektro (20%).[5]

OriginoRedakti

 
Depiction of what the Carboniferous Period might have looked like.

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 en grandaj kvantoj laŭ anoksaj kondiĉoj, antaŭ milionoj de jaroj. Pro la tempopaso, tiu organika materio, miksita kun koto, estis enterigita sub pezegaj tavoloj de sedimentoj. Tiuj tavoloj okazigis altajn nivelojn kaj de premo (je ĉirkaŭ cent milionoj de paskaloj) kaj de temperaturo (de centoj de gradoj celsiusoj)[6] kaj faris, ke la organika materio estu ŝanĝita kemie: unue al vakseca materialo nome 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.[7]

La karbo formiĝas el surteraj plantoj (majoritate arboj) kiuj vivis en marĉaj zonoj aŭ apud la maro, kiuj restis enterigitaj sub tavoloj de sedimentoj. Poste, la organika materio, kiu jam estis riĉa en oksigeno, hidrogeno kaj karbono, iĝis pli riĉa je karbono kaj malriĉa je hidrogeno kaj oksigeno.[8] La majoritato de la kuŝejoj de karbo datas de la Karbonio.

La fosiliaj brulaĵoj bezonas enorman kvanton de organika materio kaj de tempo por generiĝi. Por ekzemplo:

  • Unu litro de normala benzino estas la rezulto akumulita de ĉirkaŭ 23,5 tunoj de iama organika materialo stokita sur la profundo de oceano.[9]
  • La totala fosilia brulaĵo konsumita en la jaro 1997 estis egaleca al la la tuta vegetala materio kreskinta sur la surfaco de la Tero kaj en ĉiuj oceanoj laŭlonge de 422 jaroj.[9]

La troa konsumo de tiuj fosiliaj brulaĵoj fare de homo partikulare ekde la industria revolucio, tio estas, dum la lastaj kvar generacioj de personoj,[10] ĝis preskaŭ totala elĉerpiĝo, generas gravan problemon de daŭripovo kaj eltena kapacito. Oni ĉirkaŭkalkulas, ke tiuj elĉerpiĝos en ĉirkaŭ kvin dek jaroj maksimume kaj ke oni ne scias kiel anstataŭi tion.

Tipoj de fosiliaj brulaĵojRedakti

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 in situ (surloke) aŭ migri tra rokoj, separiĝi, akumuliĝi aŭ eĉ fuĝi al la atmosfero. La fosiliaj brulaĵoj estas nerenoviĝantaj energiresursoj ĉar male al aliaj resursoj de biologia deveno, kiel la ligno, la vegetala karbo, la biodizelo, povas esti asntataŭataj per novaj liveraĵoj nek je mallongaj nek je mezlongaj limdatoj. La brulado de grandaj kvantoj de rezervaĵoj de fosiliaj brulaĵoj ne estas kongrua kun malgrandaj politikoj kiel la limigo de la tutmonda varmiĝo je nur du gradoj centigradoj.

NaftoRedakti

 
Botelo de nafto.
  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 brulaĵo 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 vizkoza kiu devenas de organika materio akumulita dun jarmiloj.[11] Oni kredas, ke nafto formiĝis antaŭ ĉirkaŭ kvin dek milionoj de jaroj post la planktono restis kovrita per diversaj sedimentaj materialoj kaj je precizaj premo kaj temperaturo kaj pro la agado de mikroorganismoj ĝis formado de la petrolo. Tiu akirita rekte el la kuŝejo estas tiu nomita nafto. Por povi uzi la energion kiun ĝi enhavas la petrolo devas trapasi procezon de transformado, nomata rafinado.

La naftorafinado estas produktita en la 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 kvin dek metroj de alto. La kruda petrolo estas varmigita 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 ilin, laŭ ordo, la jenajn produktojn: butano kaj aliaj likvaj petrolgasoj (LPG), benzino, keroseno, dizeloleo kaj kromproduktoj uzataj 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.

KarboRedakti

 
La karbo estas uzata kiel brulaĵo en la termoelektraj centraloj.
  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! (sen oksigeno), kaj al kreskantaj premo kaj temperaturo, transformiĝis en la diversaj mineraloj, 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, el Devonio.

La gravo de la karbo kuŝas sur ĝia varmiga kapablo, kiu permesas ties uzadon kiel brulaĵo, kaj en 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 anstataŭita per la nafto, sed plue estas krudmaterialo por akiri el ĝi produktojn por la fabrikado de plasto, kolorigiloj, parfumoj kaj oleoj.

Natura gasoRedakti

  Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Natura gaso.
 
Metanaj bobeloj povas esti bruligitaj sur malsekaj manoj senvunde.

La natura gaso estas komponita ĉefe per metano, kemia komponaĵo formata de atomoj de karbono kaj hidrogeno. Tiu gaso troviĝas subtere, kutime en la samaj kuŝejoj en kiuj estas stokita la petrolo. 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, nome substanco kiu havigas fortan kaj malagrablan odoron. Tiel, estas facile detektebla ajna gasfuĝo.

Unu de la plej gravaj procezoj al kiuj oni submetas la naturan gason estas la odorigo, al kiu oni aldonas serion de aldonaĵoj kiuj havigas odorojn por evidentigi kaj faciligi la lokojn de la fuĝoj. La natura gaso estas uzebla por generi elektron kaj speciale en teknologioj de alta nivelo, same kiel estas la kombinitaj cikloj; ankaŭ en la sektoro de la fridigo; kaj kiel brulaĵo de urbaj busoj, aŭtoj, ŝipoj, ktp.; kiel brulaĵo de gas-Aparatoj: laviloj, vazarlaviloj ktp.; por akiri hejman varmon: forno, hejtilo, 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 komerca, oni nomas ĝin ofte biogaso. Aliaj fosiliaj brulaĵoj gasaj estas la butano kaj la karbogaso aŭ urbogaso, produktebla el petrolo.

ReferencojRedakti

  1. Dr. Irene NovaczekSendependeco de fosilia brulaĵo en Kanado. Elements. Alirita 2007-01-18. Arkivigite je 2019-09-04 per la retarkivo Wayback Machine
  2. Fosilia brulaĵo. EPA. Alirita 2007-01-18. Arkivigite je 2007-03-12 per la retarkivo Wayback Machine
  3. Raporto "International Energy Annual 2004". Alirita 2007-09-09.
  4. Usona departamento pri Energio. Alirita 2007-09-09.
  5. 5,0 5,1 «International Energy Annual 2006». Konsultita la 17an de decembro 2010.
  6. "Fossil Fuels". Arkivigite je 2009-07-13 per la retarkivo Wayback Machine (el Retarkivo 20090713044541) MSN Encarta. [Alirita la 3an de Junio 2009]
  7. Oil formation. Sciencelearn Hub. [Alirita la 3an de Junio 2009]
  8. Coal Formation. Arkivigite je 2009-07-13 per la retarkivo Wayback Machine (el Retarkivo 20090713044541) MSN Encarta. [Alirita la 3an de Junio 2009]
  9. 9,0 9,1 Quirks & Quarks November 1, 2003 En «science show». Arkivita el la originalo la 7an de decembro 2003. Konsultita la 18an de Junio 2021.
  10. 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
  11. L'energia[rompita ligilo] Generalitato de Katalunio, departamento de Enseñanza kaj ICAEN. Edicions i Serveis Escolars Domènech SA, decembro 1999 katalune

Vidu ankaŭRedakti

Eksteraj ligilojRedakti