Vaidlused Maa kuju üle ei vähenda selle sisu tähtsust. Põhjavesi on alati olnud kõige olulisem ressurss. Need tagavad inimkeha esmase vajaduse. Ilma fossiilkütusteta, mis on inimtsivilisatsiooni peamine energiatarnija, tundub aga inimelu hoopis teistsugune.
Kütus on energiaallikas
Kõigi Maa soolestikus peituvate fossiilide hulgas on kütus põlevat (või settelist) tüüpi.
| Maa fossiilsete ressursside tüübid | |||
| Süttiv (sete) | Põhjavesi | Maak (tardne) | Mittemetallist (mittemetallist) |
|
Õli Süsi Põlevkivid Maagaas Gaasihüdraadid turvas |
Kõrge veekiht Põhjavesi Arteesiline kiht Mineraalallikad |
Rauamaak Vasemaak Niklimaagid Kuld Hõbedane |
Teemandid Asbest Grafiit Kivisool Kvarts Fosforiidid |
Põlevate ainete aluseks on süsivesinikud, seega on põlemisreaktsiooni üheks mõjuks energia vabanemine, mida saab hõlpsasti kasutada inimese elumugavuse parandamiseks. Viimase kümnendi jooksul on umbes 90% kogu Maal kasutatavast energiast toodetud fossiilkütuste abil. See asjaolu paneb meid palju mõtlema, arvestades, et planeedi sisemuse rikkused on taastumatud energiaallikad ja need ammenduvad aja jooksul.
Kütusetüübid
| Peamised kütused | |||
| raske | vedelik | gaasiline | hajutatud |
| Põlevkivid | Õliõli | propaan | Aerosoolid |
| Turvas | Õlid | Bhutan | Peatused |
| Süsi: pruun, must, antratsiit, grafiit | Alkoholid | Metaan | Vaht |
| Sapropel | Ethers | Põlevkivigaas | |
| Tõrvaliivad | Emulsioonid | Maagigaas | |
| Vedel raketikütus | Rabagaas | ||
| Fischer-Tropsch sünteetilised kütused | Biogaas | ||
| Metaanhüdraat | |||
| Vesinik | |||
| Surugaas | |||
| Tahkekütuse gaasistamistooted | |||
| Miksid | |||
Kõik fossiilkütused tarnitakse naftast, kivisöest ja maagaasist.
Kütusena kasutatud mineraalide kokkuvõte
Energia tootmise tooraineks on nafta, kivisüsi, põlevkivi, maagaas, gaasihüdraadid, turvas.
Nafta on põlevate (setete) fossiilidega seotud vedelik. Koosneb süsivesinikest ja muudest keemilistest elementidest. Vedeliku värvus varieerub olenev alt koostisest helepruuni, tumepruuni ja musta vahel. Harva on kollakasrohelise ja värvitu värvi kompositsioone. Lämmastikku, väävlit ja hapnikku sisaldavate elementide olemasolu õlis määrab selle värvi ja lõhna.
Süsi on ladina päritolu nimi. Carbō on süsiniku rahvusvaheline nimetus. Kompositsioon sisaldab bituumenmassi ja taimejäänuseid. See on orgaaniline ühend, mis on väliste (geoloogiliste ja bioloogiliste) tegurite mõjul muutunud aeglase lagunemise objektiks.
Põlevkivi, nagu kivisüsi, on tahkete fossiilkütuste ehk kaustobioliitide rühma esindaja (misKreeka keelest sõna-sõn alt tõlgituna kõlab see nagu "põlev elukivi"). Kuivdestilleerimisel (kõrgete temperatuuride mõjul) moodustab see vaigud, mis on keemilise koostise poolest sarnased õliga. Põlevkivi koostises domineerivad mineraalsed ained (k altsiid, dolomiit, kvarts, püriit jne), kuid on ka orgaanilisi aineid (kerogeen), mis ainult kvaliteetsetes kivimites ulatuvad 50%ni kogu koostisest.
Maagaas on gaasiline aine, mis tekib orgaanilise aine lagunemisel. Maa sooltes on gaasisegude kogunemist kolme tüüpi: eraldi kogumid, naftaväljade gaasikorgid ja nafta või vee osana. Optimaalsetes kliimatingimustes on aine ainult gaasilises olekus. Maa sisikonnas võib seda leida kristallidena (maagaasihüdraadid).
Gaasihüdraadid on kristalsed moodustised, mis moodustuvad teatud tingimustel veest ja gaasist. Need kuuluvad muutuva koostisega ühendite rühma.
Turvas on lahtine kivi, mida kasutatakse kütusena, soojusisolatsioonimaterjalina, väetisena. See on gaasi sisaldav mineraal, mida kasutatakse paljudes piirkondades kütusena.
Päritolu
Kõik, mida tänapäeva inimene maa seest kaevandab, viitab taastumatutele loodusvaradele. Nende ilmumiseks kulus miljoneid aastaid ja erilisi geoloogilisi tingimusi. Mesosoikumis tekkis suur hulk fossiilkütuseid.
Nafta - selle tekke biogeense teooria järgi kestis moodustuminesadu miljoneid aastaid settekivimite orgaanilisest ainest.
Süsi – tekib siis, kui lagunev taimne materjal taastub kiiremini kui see laguneb. Sood on selliseks protsessiks sobiv koht. Seisev vesi kaitseb taimemassi kihti bakterite poolt täieliku hävimise eest, kuna selles sisalduv hapnikusisaldus on madal. Kivisüsi jaguneb huumuseks (tuleneb puidujäänustest, lehtedest, vartest) ja sapropeliidiks (moodustub peamiselt vetikatest).
Turvast võib nimetada kivisöe tekke tooraineks. Kui see uputatakse settekihtide alla, kaob kokkusurumise mõjul vesi ja gaasid ning tekib kivisüsi.
Põlevkivi - orgaaniline komponent tekib kõige lihtsamate vetikate biokeemiliste muundumiste abil. See jaguneb kahte tüüpi: tallomoalginiidiks (sisaldab säilinud rakulise struktuuriga vetikaid) ja kolloalginiidiks (rakulise struktuuri kadumisega vetikad).
Maagaas - sama fossiilide biogeense päritolu teooria järgi tekib maagaas kõrgema rõhu ja temperatuuri näidu juures kui nafta, mida tõestavad sügavamad ladestused. Need on moodustatud samast looduslikust materjalist (elusorganismide jäänused).
Gaasihüdraadid on moodustised, mille ilmnemiseks on vaja spetsiaalseid termobaarilisi tingimusi. Seetõttu tekivad need peamiselt merepõhja setetel ja külmunud kivimitel. Need võivad tekkida ka torude seintele, kuigaasi ekstraheerimine, millega seoses fossiili kuumutatakse temperatuurini, mis on kõrgem kui hüdraadi moodustumine.
Turvas - tekib soode tingimustes mitte täielikult lagunenud taimede orgaanilistest jäänustest. Ladestub mulla pinnale.
Tootmine
Süsi ja maagaas erinevad mitte ainult selle poolest, kuidas nad pinnale tõusevad. Ülejäänutest sügavamal asuvad gaasiväljad – ühe kuni mitme kilomeetri sügavused. Kollektorite (maagaasi sisaldav reservuaar) poorides on aine. Jõud, mis paneb aine üles kerkima, on rõhuerinevus maa-alustes kihtides ja kogumissüsteemis. Tootmine toimub kaevude abil, mis püüavad jaotada ühtlaselt kogu põllule. Kütuse ekstraheerimine väldib seega gaasivooge piirkondade vahel ja maardlate enneaegset üleujutamist.
Nafta ja gaasi tootmise tehnoloogiatel on mõningaid sarnasusi. Õlitootmise tüüpe eristatakse aine pinnale tõstmise meetodite järgi:
- purskkaev (gaasiga sarnane tehnoloogia, mis põhineb rõhu erinevusel maa all ja vedeliku kohaletoimetamise süsteemis);
- gaslift;
- elektrilise sukelpumba kasutamine;
- elektrilise kruvipumba paigaldamisega;
- varraspumbad (mõnikord ühendatud maapealse pumbaseadmega).
Etraheerimise meetod sõltub aine sügavusest. Õli pinnale tõstmiseks on palju võimalusi.
Söe leiukoha arendamise meetod sõltub ka kivisöe esinemise omadustestmaa sees. Avatud viisil arendamine toimub siis, kui fossiil leitakse saja meetri kõrgusel maapinnast. Sageli toimub segakaevandamine: esm alt avakaevandamine, seejärel allmaakaevandamine (tagude abil). Söemaardlad on rikkad muude tarbijale oluliste ressursside poolest: need on väärtuslikud metallid, metaan, haruldased metallid, põhjavesi.
Põlvkivimaardlaid arendatakse kas kaevandamise teel (mida peetakse ebatõhusaks) või kohapeal kaevandades kivimit maa all kuumutades. Tehnoloogia keerukuse tõttu toimub kaevandamine väga piiratud koguses.
Turba kaevandamine toimub soode kuivendamise teel. Hapniku ilmumise tõttu aktiveeruvad aeroobsed mikroorganismid, mis lagundavad selle orgaanilist ainet, mis viib süsinikdioksiidi vabanemiseni tohutu kiirusega. Turvas on odavaim kütuseliik, selle kaevandamine toimub pidev alt teatud reeglite järgi.
Tagastatavad reservid
Ühe hinnangu ühiskonna heaolule annab kütusekulu ühe elaniku kohta: mida suurem on tarbimine, seda mugavam alt inimesed elavad. See asjaolu (ja mitte ainult) sunnib inimkonda suurendama kütusetootmise mahtu, mõjutades hinnakujundust. Nafta hinna määrab tänapäeval selline majanduslik termin nagu "netback". See termin tähendab rafineerimistehase hinda, mis sisaldab (ostetud ainest toodetud) naftasaaduste ja tooraine ettevõttesse tarnimise kaalutud keskmist maksumust.
Kaubeldavad börsidnad müüvad naftat CIF-hindadega, mis tähendab sõna-sõn alt "kulu, kindlustus ja kaubavedu". Sellest võime järeldada, et nafta hind sisaldab täna tehingute noteeringute järgi tooraine hinda ja transpordikulusid selle kohaletoimetamiseks.
Tarbimismäärad
Arvestades loodusvarade kasvavat tarbimise määra, on raske üheselt hinnata kütusevarusid pika perioodi jooksul. Praeguse dünaamika juures ulatub naftatootmine 2018. aastal 3 miljardi tonnini, mis toob kaasa maailma varude ammendumise 2030. aastaks 80%. Musta kullaga varustamist ennustatakse 55–50 aasta jooksul. Praeguste tarbimismäärade juures võidakse maagaas ammendada 60 aasta pärast.
Maal on palju rohkem söevarusid kui nafta ja gaas. Viimase kümnendi jooksul on selle tootmine aga kasvanud ja kui tempo ei aeglustu, siis planeeritud 420 aastast (olemasolevad prognoosid) ammenduvad varud 200.
Keskkonnamõju
Fossiilkütuste aktiivne kasutamine toob kaasa süsinikdioksiidi (CO2) emissiooni suurenemise atmosfääri, selle kahjulikku mõju planeedi kliimale kinnitavad rahvusvahelised keskkonnaorganisatsioonid. Kui CO2 emissiooni ei vähendata, on vältimatu ökoloogiline katastroof, mille algust võivad kaasaegsed jälgida. Esialgsete hinnangute kohaselt peab olukorra stabiliseerimiseks Maal puutumata jääma 60–80% kõigist fossiilkütustest. See pole aga ainus fossiilkütuste kasutamise kõrvalmõju. Tootmine ise, transport, töötlemine rafineerimistehastesaidata kaasa keskkonna saastamisele palju mürgisemate ainetega. Näiteks võib tuua õnnetuse Mehhiko lahes, mis viis Golfi hoovuse peatamiseni.
Piirangud ja alternatiivid
Kütuse kaevandamine on tulus äri ettevõtetele, mille peamiseks piiranguks on loodusvarade ammendumine. Tavaliselt unustatakse mainida, et inimtegevusest tekkinud tühimikud maa soolestikus aitavad kaasa magevee kadumisele pinnal ja selle pääsemisele sügavamatesse kihtidesse. Joogivee kadumist Ma alt ei saa õigustada ühegi fossiilkütuste kaevandamise eelisega. Ja see juhtub, kui inimkond ei ratsionaliseeri oma planeedil viibimist.
Mootorrattad ja uue põlvkonna mootoritega (kütuseta) autod ilmusid Hiinas viis aastat tagasi. Kuid neid lasti välja rangelt piiratud koguses (teatud inimeste ringile) ja tehnoloogia sai salastatud. See räägib ainult inimliku ahnuse lühinägelikkusest, sest kui saate nafta ja gaasiga "raha teenida", ei takista keegi naftamagnaatidel seda tegemast.
Järeldus
Tuntud alternatiivsete (taastuvate) energiaallikate kõrval on ka odavamaid, kuid salastatud tehnoloogiaid. Sellegipoolest peab nende rakendamine vältimatult inimese ellu sisenema, vastasel juhul ei ole tulevik nii pikk ja pilvitu, kui "ärimehed" seda ette kujutavad.
