Mis on fossiilsed kütused? Määratlus, tüübid ja kasutus

Fossiilsed kütused on kütused, mis pärinevad vanadest eluvormidest, mis on pika aja jooksul lagunenud. Kolm kõige olulisemat fossiilset kütust on kivisüsi, nafta ja maagaas.

Nafta ja gaas on süsivesinikud (molekulid, mis sisaldavad ainult vesinikku ja süsinikku). Kivisüsi on peamiselt süsinik. Neid kütuseid nimetatakse fossiilseteks kütusteks, sest neid kaevandatakse maa alt välja. Kivisöekaevandustes kaevandatakse tahke kütus; gaasi- ja naftapuuraukudest tuuakse välja vedelat kütust. Fossiilseid kütuseid ei kasutatud enne keskaega eriti palju. Söest sai peamine kütuseliik tööstusrevolutsiooniga.

Kuidas fossiilsed kütused tekkisid

Fossiilsed kütused tekkisid miljoneid kuni sadu miljoneid aastaid tagasi, kui taimed, plankton ja muud organismid uppusid veekogude ja maastiku setetesse. Hapnikuvaestes (anaeroobsetes) tingimustes ei toimunud orgaanilise aine täielikku lagunemist ning see mattus setetesse. Aja jooksul survestasid pealmised kihid ja Maa kuumuse mõjul muutusid need orgaanilised jäägid kemikaalselt, tekkinud süsinikurikkad materjalid ja süsivesinikud — nii kujunesid välja kivisüsi, nafta ja maagaas.

Peamised tüübid ja nende omadused

• Kivisüsi – tahke kütus, mis on tekkinud peamiselt maa- ja veetaimedest. Kivisöel on erinev puhtus (peat, pruunsöe, kivisüsi, antratsiit), mis mõjutab soojusväärtust ja põlemisel tekkivaid heitmeid.
• Nafta – vedel segu erinevatest süsivesinikest, mida leidub maa alla puuraukudes. Naftast saadakse tooraineid kütuste (bensiin, diisel) ja keemiatööstuse toodete (plastid, väetised) tootmiseks.
• Maagaas – peamiselt metaan (CH4), gaasiline kütus, mida kasutatakse elektri- ja soojuse tootmiseks, samuti keemiatööstuses. Maagaas põleb tõhusamalt ja puhtamalt kui kivisüsi, kuid lekked (metaan) on tugev kasvuhoonegaas.

Kuidas neid kaevandatakse ja töödeldakse

• Kivisüsi: pinna- ja süvakaevandamine, kusjuures pinna kaevandamine hõlmab suuremahulist maavarade ärakaevamist ja süvakaevandamine tunneli- või koridoriõõnsuste rajamist.
• Nafta: puurimine sügavatest puuraukudest, seejärel viimine rafineerimisse, kus nafta fraktsioneerimise ja keemilise töötlemise teel muudetakse erinevateks tooteiks.
• Maagaas: puurimine maa- või merealustest looduslikest reservuaaridest; osa gaasi töödeldakse, ümberveetakse (LNG) või transporditakse torujuhtmete kaudu.
• Mõningad tänapäevased meetodid (nt hüdrauliline purustamine ehk "fracking") võimaldavad ressursse ekstraheerida ka varasemaid tehnikaid kasutamata kohtadest, kuid võivad kaasa tuua keskkonna- ja terviseriske.

Kasutusalad

Fossiilsed kütused on olnud modernse ühiskonna energia- ja toorainete allikaks. Peamised kasutusvaldkonnad:

• Elektrienergia tootmine (söe- ja gaasijaamad).
• Transport (bensiin, diisel, lennukikütus).
• Kütte- ja tööstusprotsessid.
• Keemiatööstuse tooraine — plastid, sünteetilised kiud, väetised ja paljud muud tooted.

Mõju keskkonnale ja tervisele

Fossiilsete kütuste põletamisel eraldub süsihappegaas (CO2), mis on peamine kasvuhoonegaaside allikas ja põhjustab kliimasoojenemist. Lisaks tekivad ka teised saasteained (nt vääveloksiidid, lämmastikoksiidid, tahked osakesed), mis mõjutavad õhukvaliteeti ja tervist. Maagaasi lekked põhjustavad metaani emissiooni, mis on lühemaajaliselt veel tugevam kasvuhoonegaas kui CO2. Naftaõnnetused ja puurimistööd võivad saastata veekogusid ja mõjutada ökosüsteeme ning inimeste elatusallikaid.

Varud ja tulevik

Fossiilsed kütused on piiratud varud. Kuigi täpsed varud sõltuvad tehnoloogiast ja majanduslikkusest (mõned varud muutuvad majanduslikult äriliselt kättesaadavaks alles uute tehnoloogiate abil), ei ole need taastuvad inimeluea mõistes. Sestap arutletakse laialdaselt energiasüsteemi ülemineku üle, mis vähendaks sõltuvust fossiilsetest kütustest, et piirata kliimamuutusi ja saastamist.

Alternatiivid ja leevendusmeetmed

• Taastuvenergia (päikese-, tuule-, hüdroenergia) ja elektrifitseerimine transporti ja kütte jaoks.
• Energiaefektiivsus ja säästlikumad tarbimisharjumused.
• Tehnoloogiad nagu süsiniku eraldamine ja ladustamine (CCS) võivad vähendada põlemisel tekkiva CO2 emissiooni, kuid need ei lahenda kõiki probleeme.
• Kuumad teadus- ja poliitikaarutelud käsitlevad üleminekut õiglaselt ja majanduslikult teostatavalt, et tagada töökohtade ümberõpe ja energiajulgeolek.

Kokkuvõte

Fossiilsed kütused — kivisüsi, nafta ja maagaas — on olnud inimkonna peamised energiaallikad, kuid nende kasutamisel on märkimisväärsed keskkonna- ja terviseriskid. Tulevik nõuab tasakaalu energia vajaduse, majandusliku realistlikkuse ja kliimapiirangute vahel ning üha enam pöördutakse puhastavate ja taastuvate lahenduste poole.

Probleemid

Enamik õhusaastest pärineb fossiilsete kütuste põletamisest. Seda saab vähendada, kui muuta põlemisprotsess tõhusamaks ja kasutada erinevaid meetodeid, et vähendada kahjulike gaaside väljapääsu. See saaste põhjustab Maa soojenemist, mida nimetatakse globaalseks soojenemiseks. Samuti on need taastumatud ressursid, kivisütt, gaasi ja naftat on vaid piiratud kogus ning neid ei ole võimalik rohkem toota. Lõpuks on kõik fossiilsed kütused ära kasutatud. Mõned teadlased arvavad, et kivisüsi saab otsa 2200. aastaks ja nafta 2040. aastaks.

Kasutatakse taastuvaid energiaallikaid, nagu biomassi energia, näiteks küttepuid. Riigid kasutavad elektrienergia tootmiseks üha enam ka tuule-, loodete- ja päikeseenergiat. Mõned valitsused aitavad autotootjatel arendada elektriautosid ja hübriidautosid, mis tarbivad vähem naftat.

Kivisütt põletav elektrijaam Poolas

Küsimused ja vastused

K: Mis on fossiilsed kütused?

K: Millised on kolm kõige olulisemat fossiilset kütust?

K: Millest koosnevad nafta ja gaas?

K: Kuidas me neid fossiilseid kütuseid saame?

K: Millal hakkasid inimesed fossiilseid kütuseid kasutama?

K: Kas kivisüsi koosneb peamiselt süsinikust?

Otsing