“화석 연료”라는 용어는 요즘 꽤 많이 던져져 있습니다. 종종 환경 문제, 기후 변화 또는 소위 "에너지 위기"와 관련하여 발생합니다. 주요 오염원 일뿐만 아니라 인류의 화석 연료 의존은 최근 수십 년 동안 상당한 불안을 낳았으며 대안에 대한 수요가 급증했습니다.
그러나 화석 연료는 무엇입니까? 대부분의 사람들은이 말을들을 때 휘발유와 기름에 대해 생각하는 경향이 있지만, 분해 된 유기 물질에서 파생 된 여러 종류의 에너지 원에 실제로 적용됩니다. 인류가 그들에게 어떻게 의존하게되었고, 그것을 대체하기 위해 우리가 볼 수있는 것은 오늘날 우리가 직면하고있는 가장 큰 관심사 중 하나입니다.
정의:
화석 연료는 고대 광합성의 결과로 에너지를 포함하는 생물의 혐기성 분해의 결과로 형성된 에너지 원을 말합니다. 일반적으로이 유기체는 수백만 년 동안 죽었으며 일부는 초저온 시대 (약 6 억 5 천만 년 전)로 거슬러 올라갑니다.
화석 연료에는 화학 결합에 높은 비율의 탄소와 저장된 에너지가 포함되어 있습니다. 그들은 석유, 석탄, 천연 가스 및 기타 가연성 탄화수소 화합물의 형태를 취할 수 있습니다. 석유와 천연 가스는 유기체의 분해에 의해 형성되는 반면, 석탄과 메탄은 육상 식물의 분해 결과입니다.
전자의 경우, 많은 양의 식물성 플랑크톤과 동물원 플랑크톤이 수백만 년 전에 바다 또는 호수의 바닥에 정착했다고 믿어집니다. 수백만 년 동안이 유기 물질은 진흙과 혼합되어 무거운 퇴적층에 묻혔습니다. 결과적인 열 및 압력으로 인해 유기 물질이 화학적으로 변형되어 결국 탄소 화합물이 형성되었다.
후자의 경우, 그 근원은 탄두기 기간, 즉 데본기 말기의 끝에서 페름기 말기의 초기 (약 3 억 3 천만에서 3 억 5 천만 년 전) 동안 퇴적물로 덮여 있던 죽은 식물 물질이었다. 시간이 지남에 따라, 이러한 퇴적물은 응고되거나 가스 상태가되어 석탄, 메탄 및 천연 가스를 생성합니다.
현대적인 용도 :
석탄은 고대부터 연료로, 종종 금속 광석을 녹이기 위해 용광로에서 사용되어 왔습니다. 가공되지 않은 정제되지 않은 오일도 조명을 위해 램프에서 수세기 동안 불에 태워졌으며, 반고체 탄화수소 (타르와 같은)는 방수 처리 (보트 바닥과 부두에서)와 방부 처리에 사용되었습니다.
에너지 원으로서 화석 연료의 광범위한 사용은 산업 혁명 (18 ~ 19 세기)에 시작되었는데, 여기서 석탄과 석유는 동물원 (즉, 고래 기름)을 증기 엔진으로 대체하기 시작했다. 제 2 차 산업 혁명 당시 (약 1870 – 1914 년) 석유와 석탄은 발전기에 전력을 공급하기 시작했습니다.
내연 기관 (즉, 자동차)의 발명은 항공기 개발과 마찬가지로 석유에 대한 수요를 기하 급수적으로 증가시켰다. 석유 화학 산업은 플라스틱에서 공급 원료에 이르기까지 다양한 제품을 제조하는 데 사용되는 석유와 함께 동시에 등장했습니다. 또한, 타르 (석유 추출에서 남은 제품)는 도로 및 고속도로 건설에 널리 사용되었습니다.
화석 연료는 단위 질량 당 상당한 양의 에너지를 생산하는 방식 때문에 현대 제조, 산업 및 운송의 중심이되었습니다. 국제 에너지기구 (IEA)에 따르면 2015 년 현재 세계 에너지 수요는 여전히 석탄 (41.3 %) 및 천연 가스 (21.7 %)와 같은 공급원에 의해 여전히 제공되지만 석유는 4.4 %로 떨어졌습니다.
화석 연료 산업은 또한 세계 경제의 주요 부분을 차지합니다. 2014 년 전 세계 석탄 소비량은 38 억 톤을 넘어 미국에서만 460 억 달러의 매출을 기록했습니다. 2012 년에 전 세계 석유 및 가스 생산량은 하루에 7 천 5 백만 배럴에 도달했으며, 업계에서 발생하는 세계 수입은 약 1 억 2,470 억 달러에 달했습니다.
화석 연료 산업은 또한 전 세계적으로 많은 정부 보호와 인센티브를 누리고 있습니다. IEA의 2014 년 보고서에 따르면 화석 연료 산업은 전 세계 정부 보조금으로 매년 5 천 5 백만 달러를 모금합니다. 그러나 국제 통화 기금 (IMF)의 2015 년 연구에 따르면 전세계 정부에 대한 이러한 보조금의 실제 비용은 약 5.3 조 달러 (또는 세계 GDP의 6.5 %)에 달합니다.
환경 영향 :
산업 혁명 이래로 선진국과 주요 도시에서 화석 연료와 대기 오염의 연관성은 분명 해졌다. 석탄과 기름의 연소로 생성 된 오염 물질에는 이산화탄소, 일산화탄소, 질소 산화물, 이산화황, 휘발성 유기 화합물 및 중금속이 포함되며, 이들 모두 호흡기 질환 및 질병 위험 증가와 관련이 있습니다.
인간이 화석 연료를 연소하는 것은 전 세계적으로 가장 큰 이산화탄소 배출원 (약 90 %)으로, 복사 강제 (일명 온실 효과)가 일어나게하는 주요 온실 가스 중 하나입니다. 지구 온난화.
2013 년 국립 해양 대기 청 (National Oceanic and Atmospheric Administration)은 19 세기에 측정이 시작된 이후 처음으로 대기권의 CO2 수준이 400ppm에 도달했다고 발표했다. NASA는 현재 배출량이 증가하고있는 속도에 따라 향후 세기에 탄소 수준이 550 ~ 800ppm에이를 것으로 추정합니다.
전자의 경우, NASA는 평균 지구 온도가 2.5 ° C (4.5 ° F) 상승 할 것으로 예상하며 이는 지속 가능할 것입니다. 그러나 후자의 시나리오가 사실이라면, 지구 온도는 평균 4.5 ° C (8 ° F) 상승하여 지구의 많은 지역에서 생명을 유지할 수 없게 될 것입니다. 이러한 이유로, 개발 및 광범위한 상업적 채택을위한 대안이 모색되고있다.
대안 :
화석 연료 사용의 장기적인 영향으로 인해 과학자와 연구원들은 한 세기가 넘는 대안을 개발해 왔습니다. 여기에는 터빈을 회전시키고 전기를 생성하기 위해 떨어지는 물이 사용되는 19 세기 후반부터 존재했던 수력과 같은 개념이 포함됩니다.
20 세기 후반 이래로 원자력은 석탄과 석유의 대안으로 여겨져왔다. 여기서 느린 핵분열 원자로 (우라늄 또는 다른 무거운 원소의 방사성 붕괴에 의존)는 물을 가열하는 데 사용되며, 이는 터빈을 회전시키기 위해 증기를 생성합니다.
2 세기 중반 이래로 간단한 것부터 매우 정교한 것까지 다양한 방법이 제안되었습니다. 여기에는 기류의 변화가 터빈을 밀어주는 풍력이 포함됩니다. 태양 광, 태양 전지는 태양의 에너지 (때로는 열)를 전기로 변환합니다. 지열 전력은 지구의 지각에서 나오는 증기에 의존하여 터빈을 회전시킵니다. 조석의 변화는 터빈을 밀어주는 조력을 포함합니다.
대체 연료는 또한 식물과 생물학적 공급원이 휘발유를 대체하는 데 사용되는 생물학적 공급원에서 파생됩니다. 수소는 또한 수소 연료 전지에서 물에 이르기까지 내연 및 전기 엔진에 전력을 공급하는 데 사용되는 동력원으로 개발되고 있습니다. 깨끗하고 풍부한 에너지를 생성하기 위해 수소 원자가 반응기 내부에 융합되는 융합력도 개발되고 있습니다.
21 세기 중반까지 화석 연료는 쓸모 없게되거나 사용 측면에서 적어도 크게 줄어들 것으로 예상됩니다. 그러나 역사적 관점에서 볼 때, 그들은 인간 성장에서 가장 크고 가장 오래 지속되는 폭발과 관련이 있습니다. 인류가 화석 연료 연소와 온실 가스 배출량을 포함하여이 성장의 장기적 영향에서 살아남을지 여부는 여전히 남아있다.
우리는 우주 잡지의 화석 연료에 관한 많은 기사를 썼습니다. 향상된 온실 효과 란?, 대기 중의 가스, 대기 오염의 원인, 모든 것을 태우면?, 대체 에너지는 무엇입니까?, 그리고“기후 변화는 이제 그 어느 때보 다 확실합니다.”새로운 보고서에 따르면
화석 연료에 대한 자세한 내용을 보려면 NASA의 지구 관측소를 확인하십시오. 다음은 대기권 보호에 관한 NASA의 기사에 대한 링크입니다.
천문학 캐스트에는 주제와 관련된 몇 가지 에피소드가 있습니다. 에피소드 51 : 지구 및 에피소드 308 : 기후 변화입니다.
출처 :
- 위키 백과 -Fossil Fuel
- Sciencedaily – 화석 연료
- 에너지 부 – 화석 연료
