Strīdi par Zemes formu nemazina tās satura nozīmi. Gruntsūdeņi vienmēr ir bijuši vissvarīgākie resursi. Tie nodrošina cilvēka ķermeņa primārās vajadzības. Tomēr bez fosilā kurināmā, kas ir galvenais enerģijas piegādātājs cilvēka civilizācijai, cilvēka dzīve šķiet pavisam citāda.
Degviela ir enerģijas avots
Starp visām fosilijām, kas paslēptas Zemes zarnās, degviela ir degoša (vai nogulšņu) veida degviela.
| Zemes fosilo resursu veidi | |||
| Uzliesmojošs (nogulšņu) | Gruntsūdeņi | Rūda (magmaina) | Nemetāla (nemetāla) |
|
Eļļa Ogles Naftas slānekļi Dabasgāze Gāzes hidrāti kūdra |
Augsts ūdens slānis Gruntsūdeņi Artēziskais slānis Mineral Springs |
Dzelzsrūda Vara rūda Niķeļa rūdas Zelts Sudrabs |
Dimanti Azbests Grafīts Akmens sāls Kvarcs Fosforīti |
Degošo vielu pamatā ir ogļūdeņradis, tāpēc viens no degšanas reakcijas efektiem ir enerģijas izdalīšanās, ko var viegli izmantot cilvēka dzīves komforta uzlabošanai. Pēdējo desmit gadu laikā aptuveni 90% no visas uz Zemes izmantotās enerģijas ir saražoti, izmantojot fosilo kurināmo. Šis fakts liek mums daudz aizdomāties, ņemot vērā, ka planētas iekšējās bagātības ir neatjaunojami enerģijas avoti un laika gaitā izsīkst.
Degvielas veidi
| Galvenās degvielas | |||
| grūti | šķidrums | gāzveida | izkliedēts |
| Naftas slānekļi | Eļļas eļļa | propāns | Aerosoli |
| Kūdra | Eļļas | Butāna | Apturēšana |
| Ogles: brūns, melns, antracīts, grafīts | Alkoholi | Metāns | Putas |
| Sapropelis | Ēteri | Slānekļa gāze | |
| Darvas smiltis | Emulsijas | Rūdu gāze | |
| Šķidro raķešu degviela | Purva gāze | ||
| Fischer-Tropsch sintētiskās degvielas | Biogāze | ||
| Metāna hidrāts | |||
| Ūdeņradis | |||
| Saspiestā gāze | |||
| Cietā kurināmā gazifikācijas produkti | |||
| Mixes | |||
Visu fosilo kurināmo piegādā ar naftu, oglēm un dabasgāzi.
Par degvielu izmantoto minerālu kopsavilkums
Izejvielas enerģijas ražošanai ir nafta, ogles, degslāneklis, dabasgāze, gāzes hidrāti, kūdra.
Eļļa ir šķidrums, kas saistīts ar degošām (nogulšņu) fosilijām. Sastāv no ogļūdeņražiem un citiem ķīmiskiem elementiem. Šķidruma krāsa atkarībā no sastāva svārstās no gaiši brūnas, tumši brūnas un melnas. Reti ir dzelteni zaļas un bezkrāsainas krāsas kompozīcijas. Slāpekli, sēru un skābekli saturošu elementu klātbūtne eļļā nosaka tās krāsu un smaržu.
Ogles ir latīņu izcelsmes nosaukums. Carbō ir starptautiskais oglekļa nosaukums. Sastāvā ir bitumena masas un augu atliekas. Šis ir organisks savienojums, kas ārējo faktoru (ģeoloģisko un bioloģisko) ietekmē ir kļuvis par lēnas sadalīšanās objektu.
Naftas slāneklis, tāpat kā ogles, ir cieto fosilo kurināmo jeb kaustobiolītu grupas pārstāvis (kasBurtiski tulkots no grieķu valodas, tas izklausās kā “degošs dzīvības akmens”). Sausās destilācijas laikā (augstas temperatūras ietekmē) veidojas sveķi, kas pēc ķīmiskā sastāva ir līdzīgi eļļai. Slānekļa sastāvā dominē minerālvielas (kalcīds, dolomīts, kvarcs, pirīts u.c.), taču ir arī organiskas vielas (kerogēns), kas tikai augstas kvalitātes iežos sasniedz 50% no kopējā sastāva.
Dabasgāze ir gāzveida viela, kas veidojas organisko vielu sadalīšanās laikā. Zemes zarnās ir trīs veidu gāzu maisījumu uzkrāšanās: atsevišķi uzkrājumi, naftas atradņu gāzes vāciņi un kā daļa no naftas vai ūdens. Optimālos klimatiskajos apstākļos viela ir tikai gāzveida stāvoklī. Zemes zarnās to var atrast kristālu (dabasgāzes hidrātu) veidā.
Gāzes hidrāti ir kristāliski veidojumi, kas noteiktos apstākļos veidojas no ūdens un gāzes. Tie pieder pie mainīga sastāva savienojumu grupas.
Kūdra ir irdens iezis, ko izmanto kā kurināmo, siltumizolācijas materiālu, mēslojumu. Tas ir gāzi saturošs minerāls, ko izmanto kā degvielu daudzos reģionos.
Izcelsme
Viss, ko mūsdienu cilvēks iegūst zemes dziļumos, attiecas uz neatjaunojamiem dabas resursiem. To parādīšanās prasīja miljoniem gadu un īpašus ģeoloģiskos apstākļus. Mezozojā veidojās liels daudzums fosilā kurināmā.
Eļļa - saskaņā ar tās izcelsmes biogēno teoriju veidošanās ilgasimtiem miljonu gadu no nogulumiežu organiskajām vielām.
Ogles - veidojas, kad trūdošais augu materiāls tiek papildināts ātrāk nekā sadalās. Purvi ir piemērota vieta šādam procesam. Stagnējošais ūdens aizsargā augu masas slāni no pilnīgas baktēriju iznīcināšanas, jo tajā ir zems skābekļa saturs. Ogles iedala humusā (nāk no koksnes paliekām, lapām, stublājiem) un sapropelītiskajās (veidojas galvenokārt no aļģēm).
Kūdru var saukt par izejvielu ogļu veidošanai. Ja tas tiek iegremdēts zem nogulumu slāņiem, kompresijas ietekmē tiek zaudēts ūdens un gāzes un veidojas ogles.
Degslāneklis - organiskā sastāvdaļa veidojas ar vienkāršāko aļģu bioķīmisko pārvērtību palīdzību. To iedala divos veidos: talomoalginīts (satur aļģes ar saglabātu šūnu struktūru) un koloalginīts (aļģes ar šūnu struktūras zudumu).
Dabasgāze - saskaņā ar to pašu fosiliju biogēnās izcelsmes teoriju dabasgāze veidojas pie augstākiem spiediena un temperatūras rādījumiem nekā nafta, ko pierāda dziļāki nogulumi. Tie veidojas no viena un tā paša dabiskā materiāla (dzīvo organismu paliekām).
Gāzu hidrāti ir veidojumi, kuriem ir nepieciešami īpaši termobariskie apstākļi. Tāpēc tie veidojas galvenokārt uz jūras dibena nogulumiem un sasalušajiem akmeņiem. Tie var veidoties arī uz cauruļu sienām, kadgāzes ieguve, saistībā ar kuru fosilija tiek uzkarsēta līdz temperatūrai, kas pārsniedz hidrāta veidošanos.
Kūdra - veidojas purvu apstākļos no līdz galam nesadalījušām augu organiskajām atliekām. Nogulsnējas uz augsnes virsmas.
Ražošana
Ogles un dabasgāze atšķiras ne tikai ar to, kā tās paceļas virszemē. Dziļāk par pārējiem ir gāzes atradnes – no viena līdz vairākiem kilometriem dziļi. Kolektoru porās (rezervuārs, kas satur dabasgāzi) atrodas viela. Spēks, kas liek vielai pacelties augšup, ir spiediena starpība pazemes slāņos un savākšanas sistēmā. Ražošana notiek ar aku palīdzību, kuras cenšas vienmērīgi sadalīt pa visu lauku. Tādējādi kurināmā ieguve ļauj izvairīties no gāzes plūsmām starp teritorijām un savlaicīgas nogulumu applūšanas.
Naftas un gāzes ieguves tehnoloģijām ir dažas līdzības. Eļļas ražošanas veidus izšķir metodes, kā vielu pacelt uz virsmas:
- strūklaka (gāzei līdzīga tehnoloģija, kuras pamatā ir spiediena atšķirība pazemē un šķidruma padeves sistēmā);
- gaslift;
- izmantojot elektrisko iegremdējamo sūkni;
- ar elektriskā skrūvsūkņa uzstādīšanu;
- stieņu sūkņi (dažkārt savienoti ar zemes sūknēšanas iekārtu).
Etrahēšanas metode ir atkarīga no vielas dziļuma. Ir daudz iespēju, kā pacelt eļļu virspusē.
Ogļu atradnes izveides metode ir atkarīga arī no ogļu sastopamības īpašībāmzemē. Atklātā veidā attīstība tiek veikta, kad fosilija tiek atrasta simts metru augstumā no virsmas. Bieži vien tiek veikta jaukta veida ieguve: vispirms ar atklātu ieguvi, pēc tam ar pazemes ieguvi (ar seju palīdzību). Ogļu atradnes ir bagātas ar citiem patērētājiem nozīmīgiem resursiem: tie ir vērtīgi metāli, metāns, retie metāli, gruntsūdeņi.
Slānekļa atradnes tiek izstrādātas vai nu ieguves ceļā (tiek uzskatīts par neefektīvu), vai in situ ieguvi, sildot iezi pazemē. Tehnoloģijas sarežģītības dēļ ieguve tiek veikta ļoti ierobežotā daudzumā.
Kūdras ieguve tiek veikta, nosusinot purvus. Skābekļa parādīšanās dēļ tiek aktivizēti aerobie mikroorganismi, sadalot tās organiskās vielas, kas izraisa oglekļa dioksīda izdalīšanos ar milzīgu ātrumu. Kūdra ir lētākais degvielas veids, tās ieguve tiek veikta pastāvīgi, ievērojot noteiktus noteikumus.
Atgūstamās rezerves
Viens no sabiedrības labklājības vērtējumiem ir degvielas patēriņš uz vienu iedzīvotāju: jo lielāks patēriņš, jo komfortablāk dzīvo cilvēki. Šis fakts (un ne tikai) liek cilvēcei palielināt degvielas ražošanas apjomu, ietekmējot cenas. Naftas pašizmaksu mūsdienās nosaka tāds ekonomisks termins kā "netback". Šis termins nozīmē naftas pārstrādes rūpnīcas cenu, kas ietver naftas produktu (kas ražoti no iegādātās vielas) un izejvielu piegādi uzņēmumam vidējās svērtās izmaksas.
Tirdzniecības biržasviņi pārdod naftu par CIF cenām, kas burtiski nozīmē "izmaksas, apdrošināšana un kravas". No tā varam secināt, ka naftas pašizmaksā šodien pēc darījumu kotācijām ir iekļauta izejvielu cena, transportēšanas izmaksas tās piegādei.
Patēriņa likmes
Ņemot vērā pieaugošos dabas resursu patēriņa tempus, ir grūti sniegt viennozīmīgu degvielas piegādes novērtējumu ilgtermiņā. Pie pašreizējās dinamikas naftas ieguve 2018. gadā sasniegs 3 miljardus tonnu, kas līdz 2030. gadam novedīs pie pasaules rezervju izsīkšanas par 80%. Nodrošinājums ar melno zeltu tiek prognozēts 55 - 50 gadu laikā. Dabasgāze varētu tikt izsmelta 60 gadu laikā pie pašreizējā patēriņa līmeņa.
Uz Zemes ir daudz vairāk ogļu krājumu nekā naftas un gāzes. Taču pēdējās desmitgades laikā tā ražošana ir pieaugusi, un, ja tempi nepalēnināsies, tad no plānotajiem 420 gadiem (esošās prognozes) rezerves tiks izsmeltas 200.
Ietekme uz vidi
Aktīvā fosilā kurināmā izmantošana izraisa oglekļa dioksīda (CO2) emisijas pieaugumu atmosfērā, kaitīgo ietekmi uz planētas klimatu apstiprina starptautiskās vides organizācijas. Ja CO2 emisijas netiks samazinātas, neizbēgama ir ekoloģiskā katastrofa, kuras sākumu var novērot laikabiedri. Pēc provizoriskiem aprēķiniem, no 60% līdz 80% no visa fosilā kurināmā ir jāpaliek neskartam, lai stabilizētu situāciju uz Zemes. Tomēr šī nav vienīgā fosilā kurināmā izmantošanas blakusparādība. Pati ražošana, transportēšana, pārstrāde rafinēšanas rūpnīcāsveicina vides piesārņošanu ar daudz toksiskākām vielām. Piemērs ir negadījums Meksikas līcī, kā rezultātā tika apturēta Golfa straume.
Ierobežojumi un alternatīvas
Degvielas ieguve ir ienesīgs bizness uzņēmumiem, kuru galvenais ierobežojums ir dabas resursu izsīkšana. Parasti tiek aizmirsts pieminēt, ka cilvēka darbības rezultātā izveidotie tukšumi zemes zarnās veicina saldūdens izzušanu uz virsmas un tā nokļūšanu dziļākos slāņos. Dzeramā ūdens izzušanu uz Zemes nevar attaisnot ne ar vienu no fosilā kurināmā ieguves priekšrocībām. Un tas notiks, ja cilvēce neracionalizēs savu uzturēšanos uz planētas.
Motocikli un automašīnas ar jaunās paaudzes dzinējiem (bez degvielas) parādījās Ķīnā pirms pieciem gadiem. Bet tie tika izlaisti stingri ierobežotā daudzumā (noteiktam cilvēku lokam), un tehnoloģija kļuva klasificēta. Tas runā tikai par cilvēku alkatības tuvredzību, jo, ja jūs varat "pelnīt naudu" ar naftu un gāzi, neviens neatturēs naftas magnātus to darīt.
Secinājums
Līdztekus labi zināmajiem alternatīvajiem (atjaunojamajiem) enerģijas avotiem ir lētākas, bet klasificētas tehnoloģijas. Tomēr to pielietojumam neizbēgami jāienāk cilvēka dzīvē, pretējā gadījumā nākotne nebūs tik gara un bez mākoņiem, kā to iedomājas “biznesmeņi”.
