اختلافات در مورد شکل زمین از اهمیت محتوای آن کم نمی کند. آب های زیرزمینی همیشه مهم ترین منبع بوده اند. آنها نیاز اولیه بدن انسان را تامین می کنند. با این حال، بدون سوخت های فسیلی، که تامین کننده اصلی انرژی برای تمدن بشری هستند، زندگی بشر کاملاً متفاوت به نظر می رسد.
سوخت منبع انرژی است
در میان تمام فسیل‌های پنهان در روده‌های زمین، سوخت از نوع قابل احتراق (یا رسوبی) است.
| انواع منابع فسیلی زمین | |||
| قابل احتراق (رسوبی) | آب‌های زیرزمینی | سنگ معدنی (آذرین) | غیر فلزی (غیر فلزی) |
|
روغن ذغال سنگ شیل نفتی گاز طبیعی هیدراتهای گاز پیت |
لایه آب بالا آب‌های زیرزمینی لایه آرتزین چشمه معدنی |
سنگ آهن سنگ مس سنگ معدن نیکل طلا نقره |
الماس آزبست گرافیت سنگ نمک کوارتز فسفوریت |
اساس مواد قابل احتراق هیدروکربن است، بنابراین یکی از اثرات واکنش احتراق آزاد شدن انرژی است که به راحتی می توان از آن برای بهبود آسایش زندگی انسان استفاده کرد. در طول دهه گذشته، حدود 90 درصد از کل انرژی مورد استفاده روی زمین با استفاده از سوخت های فسیلی تولید شده است. این واقعیت ما را بسیار به فکر وا می دارد، با توجه به اینکه ثروت های داخلی سیاره منابع انرژی تجدید ناپذیر هستند و به مرور زمان از بین می روند.
انواع سوخت
| سوختهای اصلی | |||
| سخت | مایع | گاز | پراکنده |
| شیل نفتی | روغن روغن | پروپان | آئروسل |
| پیت | روغن | بوتان | تعلیقات |
| زغال سنگ: قهوه ای، سیاه، آنتراسیت، گرافیت | الکلها | متان | فوم |
| Sapropel | اترها | گاز شیل | |
| Tar Sands | امولسیون | سنگ معدن | |
| سوخت مایع موشک | گاز مارش | ||
| سوختهای مصنوعی فیشر-تروپش | بیوگاز | ||
| هیدرات متان | |||
| هیدروژن | |||
| گاز فشرده | |||
| محصولات گازی سازی سوخت جامد | |||
| میکس | |||
همه سوخت های فسیلی از نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی تامین می شود.
خلاصه مواد معدنی مورد استفاده به عنوان سوخت
مواد خام برای تولید انرژی عبارتند از: نفت، زغال سنگ، شیل نفتی، گاز طبیعی، هیدرات های گاز، ذغال سنگ نارس.
نفت مایعی است که به فسیل های قابل احتراق (رسوبی) مربوط می شود. از هیدروکربن ها و سایر عناصر شیمیایی تشکیل شده است. رنگ مایع بسته به ترکیب، بین قهوه ای روشن، قهوه ای تیره و سیاه متفاوت است. به ندرت ترکیباتی از رنگ زرد-سبز و بی رنگ وجود دارد. وجود نیتروژن، گوگرد و عناصر حاوی اکسیژن در روغن، رنگ و بوی آن را تعیین می کند.
Coal نامی است که ریشه لاتین دارد. Carbō نام بین المللی کربن است. این ترکیب حاوی توده های قیر و بقایای گیاهی است. این یک ترکیب آلی است که تحت تأثیر عوامل خارجی (زمین‌شناسی و بیولوژیکی) به آهستگی تبدیل شده است.
شیل نفتی، مانند زغال سنگ، نماینده گروهی از سوخت های فسیلی جامد یا کاستوبیولیت ها است (که دربه معنای واقعی کلمه از یونانی ترجمه شده است، به نظر می رسد "سنگ زندگی قابل احتراق"). در طی تقطیر خشک (تحت تأثیر دماهای بالا)، رزین هایی تشکیل می شود که از نظر ترکیب شیمیایی مشابه روغن هستند. ترکیب شیل توسط مواد معدنی (کلسید، دولومیت، کوارتز، پیریت و غیره) غالب است، اما مواد آلی نیز وجود دارد (کروژن) که فقط در سنگهای با کیفیت بالا به 50 درصد کل ترکیب می‌رسد.
گاز طبیعی یک ماده گازی است که در طی تجزیه مواد آلی ایجاد می شود. در روده های زمین، سه نوع تجمع مخلوط گاز وجود دارد: انباشته های جداگانه، درپوش های گازی میادین نفتی و به عنوان بخشی از نفت یا آب. در شرایط آب و هوایی بهینه، این ماده فقط در حالت گاز است. ممکن است در روده های زمین به صورت کریستال (هیدرات گاز طبیعی) یافت شود.
هیدرات های گازی تشکیلات کریستالی هستند که از آب و گاز تحت شرایط خاص تشکیل می شوند. آنها به گروه ترکیبات با ترکیب متغیر تعلق دارند.
پیت سنگ سست است که به عنوان سوخت، مواد عایق حرارت، کود استفاده می شود. این ماده معدنی گازدار است که در بسیاری از مناطق به عنوان سوخت استفاده می شود.
منشا
هر چیزی که انسان امروزی در روده های زمین استخراج می کند به منابع طبیعی تجدید ناپذیر اشاره دارد. میلیون ها سال و شرایط خاص زمین شناسی برای ظهور آنها طول کشید. مقدار زیادی از سوخت های فسیلی در مزوزوئیک تشکیل شد.
نفت - طبق نظریه بیوژنیک منشأ آن، تشکیل تاصدها میلیون سال از مواد آلی سنگهای رسوبی.
زغال چوب - زمانی تشکیل می شود که مواد گیاهی در حال پوسیدگی سریعتر از تجزیه شدن دوباره پر می شوند. باتلاق ها مکان مناسبی برای چنین فرآیندی هستند. آب راکد لایه توده گیاهی را از تخریب کامل توسط باکتری ها به دلیل محتوای کم اکسیژن در آن محافظت می کند. زغال سنگ به هوموس (از بقایای چوب، برگ، ساقه به دست می آید) و ساپروپلیتیک (که عمدتاً از جلبک ها تشکیل می شود) تقسیم می شود.
ذغال سنگ نارس را می توان ماده خام برای تشکیل زغال سنگ نامید. اگر زیر لایه‌های رسوبی غوطه‌ور شود، آب و گازها تحت تأثیر فشار از بین رفته و زغال سنگ تشکیل می‌شود.
شیل نفتی - جزء آلی با کمک تبدیلات بیوشیمیایی ساده ترین جلبک ها تشکیل می شود. این به دو نوع تقسیم می شود: تالوموآلژینیت (حاوی جلبک هایی با ساختار سلولی حفظ شده) و کولوآلژینیت (جلبک هایی با از دست دادن ساختار سلولی).
گاز طبیعی - طبق همان نظریه منشاء بیوژنیک فسیل ها، گاز طبیعی در فشار و دمای بالاتری نسبت به نفت تشکیل می شود که با ذخایر عمیق تر ثابت می شود. آنها از همان مواد طبیعی (بقایای موجودات زنده) تشکیل شده اند.
هیدرات های گازی تشکیلاتی هستند که برای ظاهر شدن به شرایط گرماباریک خاصی نیاز دارند. بنابراین، آنها عمدتا بر روی رسوبات کف دریا و سنگ های یخ زده تشکیل می شوند. آنها همچنین می توانند بر روی دیواره لوله ها زمانی کهاستخراج گاز که در ارتباط با آن فسیل تا دمایی بالاتر از تشکیل هیدرات گرم می شود.
ذغال سنگ نارس - در شرایط باتلاقی از بقایای آلی کاملاً تجزیه نشده گیاهان تشکیل می شود. روی سطح خاک رسوب می کند.
تولید
زغال سنگ و گاز طبیعی نه تنها در نحوه بالا آمدن آنها به سطح متفاوت هستند. عمیق‌تر از بقیه میدان‌های گازی هستند - از عمق یک تا چند کیلومتری. در منافذ کلکتورها (مخزنی حاوی گاز طبیعی) ماده ای وجود دارد. نیرویی که باعث بالا آمدن ماده می شود اختلاف فشار در لایه های زیرزمینی و سیستم جمع آوری است. تولید با کمک چاه هایی صورت می گیرد که سعی در توزیع یکنواخت در کل میدان دارند. بنابراین، استخراج سوخت از جریان گاز بین مناطق و سیل نابهنگام ذخایر جلوگیری می کند.
فناوری های تولید نفت و گاز شباهت هایی دارند. انواع تولید روغن با روش های بالا بردن ماده به سطح متمایز می شوند:
- فواره (فناوری مشابه گاز، بر اساس تفاوت فشار در زیر زمین و در سیستم تحویل مایع)؛
- Gaslift;
- استفاده از پمپ شناور الکتریکی؛
- با نصب پمپ برقی پیچی؛
- پمپ های میله ای (گاهی اوقات به یک واحد پمپاژ زمین متصل می شوند).
روش استخراج به عمق ماده بستگی دارد. گزینه های زیادی برای بالا بردن روغن به سطح وجود دارد.
روش توسعه ذخایر زغال سنگ نیز به ویژگی های وقوع زغال سنگ بستگی دارد.در زمین در یک راه باز، توسعه زمانی انجام می شود که یک فسیل در سطح صد متری از سطح پیدا شود. اغلب یک نوع مخلوط معدن انجام می شود: ابتدا با استخراج روباز، سپس با استخراج زیرزمینی (با کمک چهره). ذخایر زغال سنگ از منابع دیگر با اهمیت مصرف کننده غنی هستند: اینها فلزات ارزشمند، متان، فلزات کمیاب، آب های زیرزمینی هستند.
نهشته های شیل یا با استخراج (ناکارآمد در نظر گرفته می شود) یا استخراج در محل با گرم کردن سنگ در زیر زمین ایجاد می شوند. به دلیل پیچیدگی فناوری، استخراج در مقادیر بسیار محدود انجام می شود.
استخراج ذغال سنگ نارس با زهکشی باتلاق ها انجام می شود. به دلیل ظاهر شدن اکسیژن، میکروارگانیسم های هوازی فعال می شوند و مواد آلی آن را تجزیه می کنند که منجر به آزاد شدن دی اکسید کربن با سرعت فوق العاده ای می شود. ذغال سنگ نارس ارزان ترین نوع سوخت است که استخراج آن به طور مداوم با رعایت قوانین خاصی انجام می شود.
ذخایر قابل بازیافت
یکی از ارزیابی های رفاه جامعه بر اساس مصرف سرانه سوخت انجام می شود: هر چه مصرف بیشتر باشد، مردم راحت تر زندگی می کنند. این واقعیت (و نه تنها) بشریت را مجبور می کند تا حجم تولید سوخت را افزایش دهد و بر قیمت گذاری تأثیر بگذارد. قیمت نفت امروز با اصطلاحی اقتصادی به عنوان «نت بک» تعیین می شود. این عبارت به معنای قیمت یک پالایشگاه است که شامل میانگین وزنی هزینه فرآورده های نفتی (تولید شده از ماده خریداری شده) و تحویل مواد خام به شرکت می شود.
مبادلات تجاریآنها نفت را به قیمت CIF می فروشند که به معنای واقعی کلمه "هزینه، بیمه و حمل و نقل" است. از این‌جا می‌توان نتیجه گرفت که قیمت تمام شده نفت امروز، با توجه به نقل قول‌های معاملات، شامل قیمت مواد اولیه، هزینه‌های حمل و نقل برای تحویل آن می‌شود.
نرخ مصرف
با توجه به نرخ فزاینده مصرف منابع طبیعی، ارائه یک ارزیابی بدون ابهام از عرضه سوخت برای یک دوره طولانی دشوار است. با پویایی فعلی، تولید نفت در سال 2018 به 3 میلیارد تن خواهد رسید که منجر به کاهش 80 درصدی ذخایر جهان تا سال 2030 خواهد شد. تامین طلای سیاه طی 55 تا 50 سال پیش بینی می شود. گاز طبیعی را می توان در 60 سال با نرخ مصرف فعلی تخلیه کرد.
ذخایر زغال سنگ روی زمین بسیار بیشتر از نفت و گاز است. با این حال، طی دهه گذشته، تولید آن افزایش یافته است و اگر سرعت آن کاهش نیابد، از 420 سال برنامه ریزی شده (پیش بینی های موجود)، ذخایر در سال 200 کاهش می یابد.
تاثیر زیست محیطی
استفاده فعال از سوخت های فسیلی منجر به افزایش انتشار دی اکسید کربن (CO2) در جو می شود، اثر مخرب آن بر آب و هوای سیاره توسط سازمان های بین المللی محیط زیست تایید شده است. اگر انتشار CO2 کاهش نیابد، یک فاجعه زیست محیطی اجتناب ناپذیر است که آغاز آن توسط معاصران قابل مشاهده است. بر اساس برآوردهای اولیه، از 60٪ تا 80٪ از تمام سوخت های فسیلی باید دست نخورده باقی بماند تا وضعیت روی زمین تثبیت شود. با این حال، این تنها عارضه جانبی استفاده از سوخت های فسیلی نیست. خود تولید، حمل و نقل، فرآوری در پالایشگاه هابه آلودگی محیط زیست با مواد سمی بسیار بیشتر کمک می کند. نمونه آن حادثه در خلیج مکزیک است که منجر به تعلیق گلف استریم شد.
محدودیت ها و جایگزین ها
استخراج سوخت یک تجارت سودآور برای شرکت هایی است که محدودیت اصلی آنها کاهش منابع طبیعی است. معمولاً فراموش می‌شود که حفره‌های ایجاد شده در اثر فعالیت انسان در روده‌های زمین به ناپدید شدن آب شیرین روی سطح و فرار آن به لایه‌های عمیق‌تر کمک می‌کنند. ناپدید شدن آب آشامیدنی روی زمین را نمی توان با هیچ یک از مزایای استخراج سوخت های فسیلی توجیه کرد. و اگر بشریت اقامت خود را در این سیاره منطقی نکند، این اتفاق خواهد افتاد.
موتور سیکلت ها و خودروهای با موتورهای نسل جدید (بدون سوخت) پنج سال پیش در چین ظاهر شدند. اما آنها در مقادیر بسیار محدود (برای یک حلقه خاص از مردم) منتشر شدند و این فناوری طبقه بندی شد. این فقط از کوته‌اندیشی طمع انسان سخن می‌گوید، زیرا اگر بتوانید از نفت و گاز «پول‌سازی» کنید، هیچ‌کس بزرگ‌واران نفت را از انجام آن باز نخواهد داشت.
نتیجه گیری
همراه با منابع انرژی جایگزین (تجدیدپذیر) شناخته شده، فناوری‌های ارزان‌تر اما طبقه‌بندی شده وجود دارد. با این وجود، برنامه آنها ناگزیر باید وارد زندگی یک فرد شود، در غیر این صورت آینده آنقدر طولانی و بدون ابر نخواهد بود که "تجار" تصور می کنند.
