Combustibil fosil

Gazele naturale de șist sunt gaze naturale extrase din șisturi petroliere și constă în principal din metan .

Turba

Turba este un mineral combustibil ; format prin acumularea de resturi de plante care au suferit descompunere incompletă în condiţii de mlaştină . Conține 50-60% carbon . Căldura de ardere (maximum) — 24 MJ/kg. Este folosit în complex ca combustibil , îngrășământ , material termoizolant și așa mai departe. Mlaștina se caracterizează prin depunerea de materie organică incomplet descompusă la suprafața solului , care ulterior se transformă în turbă. Stratul de turbă din mlaștini este de cel puțin 30 cm (dacă este mai puțin, atunci acestea sunt zone umede).

Origine

Combustibilii fosili conțin un procent ridicat de carbon și includ cărbune fosil , petrol și gaze naturale [5] . La rândul lor, petrolul, gazul și cărbunele fosil s-au format din depozitele unor organisme odată vii, sub influența temperaturii ridicate, a presiunii și a descompunerii anaerobe a organismelor moarte îngropate sub un strat de roci sedimentare. Vârsta organismelor, în funcție de tipul de combustibil fosil, este de obicei de milioane de ani, iar uneori depășește 650 de milioane de ani [6] . Peste 80% din petrolul și gazele utilizate în prezent s-au format în straturi care s-au format în perioada mezozoică și terțiară între 180 și 30 de milioane de ani în urmă din microorganismele marine acumulate ca sediment pe fundul mării [7] .

Principalele componente ale petrolului, precum și gazele, s-au format într-un moment în care reziduurile organice nu erau încă complet oxidate, iar carbonul , hidrocarburile și componentele similare erau prezente în cantități mici. Rocile sedimentare au acoperit resturile acestor substanțe. Temperatura și presiunea au crescut, iar hidrocarbura lichidă s-a acumulat în golurile rocilor.

În ceea ce privește originea petrolului și gazelor naturale, există o ipoteză alternativă care încearcă să explice formarea unor zăcăminte anormale de petrol.

Pradă

Producția de petrol

Producția de petrol - un subsector al industriei petroliere , o ramură a economiei angajată în extracția unui ulei mineral natural  . Săpăturile de pe malurile Eufratului au stabilit existența unui câmp petrolier timp de 6000-4000 de ani î.Hr. A fost folosit ca combustibil, iar bitumul petrolier - în domeniul construcțiilor și al drumurilor. Uleiul era cunoscut și în Egiptul antic , unde era folosit pentru îmbălsămarea morților. Plutarh și Dioscoride menționează uleiul ca combustibil folosit în Grecia antică . Cu aproximativ 2000 de ani în urmă se știa despre zăcămintele sale din Surakhani, lângă Baku ( Azerbaijan ). Până în secolul al XVI-lea, există un mesaj despre „apa combustibilă - groasă”, adusă de la Ukhta la Moscova sub Boris Godunov . În ciuda faptului că, începând din secolul al XVIII-lea, s-au făcut încercări separate de purificare a uleiului, cu toate acestea, până în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, acesta a fost folosit în principal în forma sa naturală. Cu toate acestea, uleiul a atras atenția abia după ce s-a dovedit în Rusia prin practica de fabrică a fraților Dubinin (din 1823), iar în America de către chimistul B. Silliman (1855), că kerosenul  , un ulei iluminator asemănător fotogenului , poate fi izolat de acesta , care era folosit pe scară largă la acea vreme și era produs din anumite tipuri de cărbune și șist . Acest lucru a fost facilitat de o nouă metodă de producție a petrolului dezvoltată la mijlocul secolului al XIX-lea folosind foraje în loc de puțuri (mine). Prima sondă de petrol (de explorare) a fost forată industrial în peninsula Absheron în 1847, prima sondă de producție a fost forată pe râul Kudako din Kuban în 1864. În SUA, prima sondă a fost forată în 1859 [8] . La dezvoltarea câmpurilor petroliere, apa dulce este pompată în rezervor (pentru a menține presiunea în rezervor), inclusiv amestecată cu gaz petrolier asociat ( impact apă-gaz ) sau diverse substanțe chimice pentru a crește recuperarea petrolului și a combate tăierea apei în puțurile de producție. Datorită faptului că rezervele de petrol de pe uscat sunt epuizate, îmbunătățirea în continuare a tehnologiei subsectorului extractiv al industriei petroliere a făcut posibilă începerea dezvoltării câmpurilor petroliere de pe platforma continentală folosind platforme petroliere .

Exploatarea cărbunelui fosil

Minele au fost folosite de multă vreme de omenire pentru a extrage cărbune din adâncimi mari . Cele mai adânci mine din Federația Rusă extrag cărbune de la o adâncime de puțin peste 1200 de metri. Alături de cărbune, zăcămintele purtătoare de cărbune conțin multe tipuri de georesurse care au importanță pentru consumator. Acestea includ roci gazdă ca materii prime pentru industria construcțiilor, apele subterane, metanul din stratul de cărbune , elemente rare și oligoelemente, inclusiv metale valoroase și compușii acestora. Utilizarea avioanelor ca instrument de distrugere în organele executive ale forfecătorilor și a celor de la drumuri prezintă un interes deosebit. În același timp, există o creștere constantă în dezvoltarea echipamentelor și tehnologiei pentru distrugerea cărbunelui, rocilor prin jeturi de mare viteză cu acțiune continuă, pulsatorie și pulsată.

Generatoarele moderne de gaz au o capacitate de transformare a combustibilului solid de la 60.000 m3/h la 80.000 m3/h, ceea ce face posibilă utilizarea pe scară largă a gazeificării subterane a cărbunelui . Tehnologia de gazificare se dezvoltă în direcția creșterii productivității (până la 200 mii m³/h) și a creșterii eficienței (până la 90%) prin creșterea temperaturii și presiunii acestui proces tehnologic (până la +2000 ° C, respectiv 10 MPa). ). Au fost efectuate experimente cu gazificarea subterană a cărbunilor , a căror extracție, din diverse motive, este neprofitabilă din punct de vedere economic.

O mină de cărbune  este o întreprindere minieră concepută pentru dezvoltarea combustibililor fosili solizi într-o cariera deschisă.

Exploatarea turbei

Datorită faptului că toate depozitele de turbă sunt situate pe suprafața pământului, turba este dezvoltată într-un mod deschis. Metoda sculptată de extracție a turbei [9]  este o metodă veche, artizanală, de extracție a turbei prin tăierea manuală a cărămizilor de turbă. Folosit pe turbării mici și puțin adânci. Aproape complet înlocuit de metode mecanizate de extracție a turbei. Până în prezent, au fost dezvoltate și sunt aplicate două scheme principale de extracție a turbei:

• straturi relativ subtiri de la suprafata pamantului si
• cariere adânci până la toată adâncimea stratului de turbă.

Conform primei dintre aceste scheme, turba este extrasă prin tăierea stratului superior, conform celei de-a doua, prin metoda excavației (sau a cocoloașei). În conformitate cu metoda de extracție, turba este împărțită în tăiat (măcinat) și cocoloașă.

Producția de gaze de șist

În ciuda faptului că gazele de șist sunt conținute în cantități mici (0,2-3,2 miliarde m³/km²), totuși, datorită deschiderii unor suprafețe mari, se poate obține o cantitate semnificativă de astfel de gaze. Producția de gaz de șist utilizează foraj orizontal ( foraj direcțional ), fracturare hidraulică și modelare seismică .  O tehnologie similară de extracție este folosită și pentru a produce metan de cărbune . În locul fracturării hidraulice, se poate folosi fracturarea cu propan [10] .  

Ratele de consum

Cărbunele a fost primul combustibil fosil folosit de om. El a permis să aibă loc revoluția industrială , care, la rândul său, a contribuit la dezvoltarea industriei cărbunelui , oferindu-i o tehnologie mai modernă.

În secolul al XVIII-lea, cantitatea de cărbune extrasă a crescut cu 4000%.Până în 1900 se extrageau 700 de milioane de tone de cărbune pe an, apoi a venit rândul petrolului. Consumul de petrol este în creștere de aproximativ 150 de ani și atinge un platou la începutul mileniului trei . În prezent, lumea produce peste 87 de milioane de barili pe zi, sau aproximativ 5 miliarde de tone pe an.

Rezerve recuperabile (rezerve)

Conform calculelor publicate, estimarea rezervelor de cărbune este de aproximativ 500 de miliarde de tone, iar cantitatea de petrol recuperabil de pe Pământ este de aproximativ două trilioane de barili. Conform teoriei lui Hubbert, datorită faptului că petrolul este o resursă neregenerabilă , mai devreme sau mai târziu producția sa globală va atinge apogeul (termenul Peak oil se referă la producția mondială maximă de petrol care a fost sau va fi atinsă). Producția de petrol din SUA a atins apogeul în 1971 [2]  și de atunci a fost în scădere. Agenția Internațională pentru Energie (IEA) a menționat în World Energy Outlook 2004: „Combustibilii fosili asigură în prezent majoritatea consumului global de energie și vor continua să facă acest lucru în viitorul apropiat. Deși stocurile sunt mari în prezent, nu sunt eterne.”

Rezerve dovedite conform datelor 2005-2006:

• Cărbune fosil: 905 miliarde de tone metrice [11] sau 702,1 km³ (4416 miliarde de barili ) în termeni de echivalent petrol.
• Petrol: 177,9 km³ (1119 miliarde barili) - 209,4 km³ (1317 miliarde barili) [12] .
• Gaze naturale: 175-181 trilioane de metri cubi [12] sau 1161 de miliarde de barili (184,6 × 10 9 m³) în termeni de echivalent petrol.

Extracția combustibililor fosili conform datelor 2006:

• Cărbune fosil: 16,761 milioane tone metrice [13] , sau 8,3 milioane m³ (52 milioane barili) echivalent petrol pe zi.
• Petrol: 13,4 milioane m³ pe zi (84 milioane barili pe zi) [14] .
• Gaze naturale: 2,963 trilioane de metri cubi [15] sau trei milioane de m³ (19 milioane de barili) echivalent petrol pe zi.

Rezerve dovedite (ani de producție la ritmul curent) rămase în Pământ (2006):

• cărbune fosil: timp de 148 de ani;
• ulei: timp de 43 de ani;
• gaze naturale: timp de 61 de ani.

Înțeles

Majoritatea combustibililor fosili sunt arse pentru a produce energie electrică, apă caldă și încălzire menajeră. Cărbunele fosil, turba, șisturile petroliere au fost de multă vreme folosite de om în activități economice. Gazul natural a fost considerat un produs secundar al producției de petrol, dar acum devine o resursă naturală fosilă foarte valoroasă [16] . În plus, în lumea modernă, combustibilii fosili sunt utilizați ca combustibili pentru motoare, lubrifianți și materii prime pentru sinteza organică.

Impactul asupra mediului

Emisii de CO 2

Arderea combustibililor fosili eliberează dioxid de carbon (CO 2 ), un gaz cu efect de seră care persistă în atmosferă de secole și este cel mai mare contributor la încălzirea globală . Studiile climatice au stabilit în mod fiabil o relație apropiată de liniară [17] între magnitudinea încălzirii globale și cantitatea de dioxid de carbon CO 2 acumulată în atmosferă . Pentru a limita încălzirea globală la 2°C cu o șansă de succes atribuită, este necesar să se stabilească un plafon pentru viitoarele emisii cumulate de CO 2 , care reprezintă astfel o resursă globală finită. Bugetul de emisii de CO 2 , determinat din scopul prevenirii încălzirii globale inacceptabile, înseamnă că 60-80% din rezervele de combustibili fosili trebuie să rămână intacte, ceea ce necesită o reducere imediată și bruscă a ratei actuale de extracție și ardere a combustibililor fosili. [optsprezece]

În același timp, piețele financiare globale ignoră în mare măsură nevoia de a limita emisiile de CO 2 . Producția de combustibili fosili continuă să fie subvenționată de guvernele multor țări, iar fonduri mari continuă să fie cheltuite pentru explorarea de noi rezerve. Investitorii tind să creadă că toate rezervele de carbon pot deveni obiect de extracție și utilizare comercială.

Din 2012, o serie de grupuri ecologiste desfășoară o campanie globală de boicotare a investițiilor în combustibili fosili , a cărei logică este formulată de inițiatorii săi astfel: „dacă este greșit să distrugi clima, atunci este greșit să profiti de pe urma. această distrugere” [19] . Amploarea campaniei se extinde rapid, a fost susținută oficial de ONU [20] . Mai mulți investitori multinaționali (de exemplu, cea mai mare companie de asigurări din Franța AXA) au anunțat o dezinvestire completă a fondurilor lor din exploatarea cărbunelui.

Rolul emisiilor de gaze naturale

Gazul natural, din care cea mai mare parte este metanul , este, de asemenea, un gaz cu efect de seră. Efectul de seră al unei molecule de metan este de aproximativ 20-25 de ori mai puternic decât cel al unei molecule de CO 2 [21] [22] ; prin urmare, din punct de vedere climatic, arderea gazelor naturale este de preferat eliberării acestuia în atmosferă.

Alte influențe

Ponderea întreprinderilor din complexul de combustibil și energie din Rusia reprezintă jumătate din emisiile de substanțe nocive în aerul atmosferic, mai mult de o treime din apele uzate poluate, o treime din deșeurile solide din întreaga economie națională. De o importanță deosebită este planificarea măsurilor de mediu în domeniile dezvoltării de pionier a resurselor de petrol și gaze.

Limitări și alternative

Principiul cererii și ofertei sugerează că, pe măsură ce rezervele (și producția) de hidrocarburi scad, prețurile combustibililor fosili vor crește. Prin urmare, creșterea inevitabilă a prețurilor la carburanți va duce la creșterea surselor de energie alternative, regenerabile, precum și a aprovizionărilor cu surse de combustibil anterior neprofitabile, care vor deveni disponibile dacă sunt exploatate cu prudență. Benzina sintetică și alte surse de energie regenerabilă necesită în prezent materii prime și tehnologii costisitoare de producție și procesare în comparație cu costul extracției convenționale a petrolului , dar pot deveni viabile din punct de vedere economic în dezvoltarea energetică a viitorului apropiat. Deci, diverse surse alternative de energie includ centrale nucleare (nucleare și termonucleare), hidroelectrice , solare , eoliene și geotermale .

Vezi și

• Industria combustibililor
• Productie de ulei
• Industria gazelor
• industria cărbunelui
• Industria turbei

Note

1. ↑ Dr. Irene Novaczek. Dependența de combustibili fosili a Canadei . Elemente. Data accesului: 18 ianuarie 2007. Arhivat din original la 28 aprilie 2013. (nedefinit)
2. ↑ Combustibil fosili . EPA. Data accesului: 18 ianuarie 2007. Arhivat din original la 12 martie 2007. (nedefinit)
3. ↑ US EIA International Energy Statistics (link indisponibil) . Data accesului: 12 ianuarie 2010. Arhivat din original pe 28 aprilie 2013. (nedefinit) 
4. ↑ International Energy Annual 2006 . Data accesului: 8 februarie 2009. Arhivat din original la 28 aprilie 2013. (nedefinit)
5. ↑ Combustibil fosili . Consultat la 20 aprilie 2013. Arhivat din original pe 28 aprilie 2013. (nedefinit)
6. ↑ Paul Mann, Lisa Gahagan și Mark B. Gordon, „Tectonic setting of the world’s giant oil and gaz fields”, în Michel T. Halbouty (ed.) Giant Oil and Gas Fields of the Decade, 1990-1999 Arhivat din 24 Iunie 2016 la Wayback Machine , Tulsa, Okla.: American Association of Petroleum Geologists, p.50, accesat 22 iunie 2009.
7. ↑ Combustibil fosili // Dicționar enciclopedic științific și tehnic . (Rusă)
8. ↑ „Cronograf al afacerilor cu petrol și gaze. Repere în istoria ingineriei și tehnologiei de foraj . Consultat la 20 aprilie 2013. Arhivat din original pe 10 septembrie 2014. (nedefinit)
9. ↑ engleză.  metoda de tăiere a turbei , germeni.  Schneidverfahren n der Torfgewinnung
10. ↑ Propan fracking - o nouă metodă prietenoasă cu mediul pentru extragerea gazelor de șist (link inaccesibil) . Consultat la 20 aprilie 2013. Arhivat din original pe 7 aprilie 2013. (nedefinit) 
11. ↑ Cărbune recuperabil estimat mondial . eia.doe.gov. Preluat la 27.01.2012.
12. ↑ 1 2 Rezerve mondiale dovedite de petrol și gaze naturale, cele mai recente estimări Arhivate la 23 mai 2011 la Wayback Machine . eia.doe.gov. Preluat la 27.01.2012.
13. ↑ Energy Information Administration. International Energy Annual 2006 (fișier XLS). 17 octombrie 2008. eia.doe.gov
14. ↑ Energy Information Administration. Consumul mondial de petrol, estimări anuale, 1980-2008 Arhivat la 6 octombrie 2008 la Wayback Machine (fișier XLS). 6 octombrie 2009. eia.doe.gov
15. ↑ Energy Information Administration. International Energy Annual 2006 (fișier XLS). 22 august 2008. eia.doe.gov
16. ↑ Kaldany, Rashad, Director Oil, Gaz, Mining and Chemicals Dept, World Bank (13 decembrie 2006). Reducerea globală a arderii gazelor: un timp pentru acțiune! (PDF) . Forumul global privind arderea și utilizarea gazului. Paris. Arhivat (PDF) din original pe 2007-09-10 . Accesat 2007-09-09 . Parametrul depreciat folosit |deadlink=( ajutor )
17. ↑ fig 6.12 Capitolul 6 IPCC WGIII AR5
18. ↑ Mark Carney: majoritatea rezervelor de combustibili fosili nu pot fi arse, The Guardian [1] Arhivat la 2 octombrie 2017 la Wayback Machine
19. ↑ Fossil Free - Despre . Preluat la 10 mai 2016. Arhivat din original la 14 noiembrie 2013. (nedefinit)
20. ↑ Schimbări climatice: ONU sprijină campania de dezinvestire a combustibililor fosili | mediu | The Guardian . Preluat la 29 septembrie 2017. Arhivat din original la 20 octombrie 2017. (nedefinit)
21. ↑ Prezentare generală a gazelor cu efect de seră Arhivat 29 martie 2013 la Wayback Machine // US EPA: „... impactul comparativ al CH4 asupra schimbărilor climatice este de peste 20 de ori mai mare decât CO2 pe o perioadă de 100 de ani”.
22. ↑ Non-CO2 Greenhouse Gases: Scientific Understanding, Control and Implementation (ed. J. van Ham, Springer 2000, ISBN 978-0-7923-6199-2 ): 4. Impact of methane on climate, pagina 30 „On a molar baza, o mol suplimentară de metan în atmosfera actuală este de aproximativ 24 de ori mai eficientă în absorbția radiațiilor infraroșii și în afectarea climei decât o mol suplimentară de dioxid de carbon (WMO, 1999)"

Link -uri

• Combustibil fosil // Dicționar enciclopedic științific și tehnic .  (Rusă) — Dicționar enciclopedic științific și tehnic
• Combustibil // Enciclopedia lui Collier. — Societate deschisă . - 2000. (Rusă)  - Enciclopedia lui Collier
• Combustibili  fosili _ _  _ _

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online) Ucraina modernă
În cataloagele bibliografice BNE : XX543092 BNF : 12049963t GND : 4211713-6 J9U : 987007548101105171 LCCN : sh85051023 NKC : ph120307