Fossiiliset polttoaineet - essee

Fossiiliset polttoaineet

Turtiainen Mona

Sisällysluettelo :

1.0 Energiaa polttoaineista

2.0 Fossiilisten polttoaineiden syntyminen

• 2.1 Hiilidioksidipäästöt
• 2.2 Korvaavien vaihtoehtojen etsiminen
• 2.3 Käyttö Suomessa
• 2.4 Edut ja haitat

3.0 Raakaöljy ja sen tislaus

4.0 Biokaasu ja biomassa

5.0 Vedystä polttoainetta

6.0 Indeksit

7.0 Lähteet

1.0 Energiaa polttoaineista

Polttoaineina käytetään itse hiiltä(C) ja hiilen yhdisteitä.

Polttoaine on ainetta, jonka palamisreaktiossa vapautuu niihin sitoutunutta kemiallista energiaa. Reaktioon tarvitaan polttoaineen lisäksi happea. Polttoaineen palamisreaktion avulla kehitetään tavallisimmin lämpöä, valoa tai sähköä. Liikenteessä autot sekä muut liikennevälineet käyttävät polttoaineista vapautuvaa energiaa liikkuakseen eteenpäin.

2.0 Fossiilisten polttoaineiden syntyminen

Fossiiliset polttoaineet ovat muodostuneet miljoonien vuosien kuluessa eloperäisistä aineista, kuten eläinten sekä kasvien jäännöksistä.

Kun eloperäiset aineet ovat puristuneet kasaan hapettomissa oloissa maakerrosten alla, niistä on syntynyt kovassa paineessa ja korkeassa lämpötilassa erilaisia hiilivetyjen seoksia

Maakaasua, raakaöljyä, kivihiiltä ja niistä valmistettavaa polttoainetta kutsutaan fossiiliseksi polttoaineeksi.

• 2.1 Hiilidioksidipäästöt

Fossiili polttoaineiden palaessa syntyy hiilidioksidia(CO2) sekä vettä(H2O). hiillimonoksidia tai hiiltä eli nokea syntyy jos palamisreaktiossa ei ole tarpeeksi happea. Öljy sisältää myös pieniä määriä muita alkuaineita, esimerkiksi rikkiä(S) tai typpeä(N). Palaessaan nekin muodostavat ympäristöä happamoittavia oksideja.

• 2.2 Korvaavien vaihtoehtojen etsiminen

Energia- ja polttoaineteollisuuden suurin haaste on hiilidioksidipäästöjen vähentäminen. Ainoa keino hiilidioksipäästöjen vähentämiseksi on fossiili polttoaineiden kulutuksen vähentämisellä. Myös maailman öljyvarat ovat rajalliset, koska sitä esiintyy vain tietyillä alueilla. Monet suurvallat ovat riippuvaisia öljyntuonnista, tällä on suuri merkitys muun muassa maailmanpolitiikkaan. Korvaavien vaihtoehtojen etsimiseen on siis erilaisia esteitä.

Fossiilisia polttoaineita yritetään korvata uusilla uusiutuvilla energialähteillä sekä polttoaineilla, jotka eivät olisi haitallisia luonnolle. Polttoaineiden käyttöä pyritään vähentämään kehittämällä energiatehokkaampia moottoreita. Samalla määrällä polttoainetta voidaan siis tuottaa enemmän hyödyksi käytettävää energiaa.

• 2.3 Käyttö Suomessa

Fossiiliset polttoaineet ovat teollisuusmaiden merkittävin energialähde.             

           

         Kuva energian kokonaiskulutus sekä hiilidioksidipäästöt

            Suomessa vuodelta 1990 vuoteen 2017.

            Vuonna 2003 hiilidioksidipäästöt olivat korkeimmillaan

            Suomessa, tänä päivänä päästöjä on pystytty vähentämään

            huomattavasti. Fossiilisten polttoaineiden käyttö on myös

            vähentynyt.

            

• 2.4 Edut ja haitat

Fossiilisten polttoaineiden laaja käyttö perustuu niiden edulliseen hintaan, helppoon kuljetukseen, jakeluun sekä varastointiin.

Lämpöä tuotettaessa fossiilisia polttoaineita voi polttaa sellaisenaan. Öljy on ainoa nestemäinen polttoaine, jolla on nykytilanteen tarpeisiin riittävät tuotannot- sekä jakelujärjestelmät.

Fossiilisten polttoaineiden haitat syntyvät jokaisessa tuotantoketjun vaiheessa. Kivihiilikaivoksissa vapautuu erilaisia kaasuja, joten tuuletuksen on toimittava aina. Kaasut voivat räjähtää tai ne voivat syrjäyttää hapen. Kaivosonnettomuuksiin kuolee vuosittain tuhansia ihmisiä, eniten Kiinassa. Ympäristöön päästessään öljy on erittäin haitallista. Kemialliselta rakenteeltaan maakaasu on metaania, joten vapaana se on kipinästä räjähtävää. Nesteytetty maakaasu on niin kylmää1, että se on koskettaessa tappavaa.

Maapallon lämpenemisen kannalta fossiiliset polttoaineet tuottavat palaessaan veden lisäksi hiilidioksidia, joka on keskeinen syy ilmastonmuutokselle. Aiheuttaa merenpinnan nousua, Vuorten lumipeitteiden pienenemistä, jäätiköiden sulamista, otsonikerroksen2 ohenemista, tartuntojen3 lisääntymistä sekä merien happamoitumista. Maakaasu tuottaa öljyyn ja kivihiileen verrattuna paljon vähemmän energiaa4.  Toisaalta metaani on 20 kertaa hiilidioksidia voimakkaampi kasvihuonekaasu.

Hiilen ja öljyn polttamisesta syntyy runsaasti mikroskooppisia hiukkasia, jotka aiheuttavat verenkiertosairauksia ja syöpää.

Maailman terveysjärjestö5 on arvioinut, että kyseiset pienhiukkaset ovat syynä noin miljoonaan ennenaikaiseen kuolemaan vuodessa.

Kivihiilen ja öljyn polttaminen vapauttaa

rikin ja typen oksidit, tästä seuraa happosateita,

kyseinen ongelma on kuitenkin saatu ratkaistua6.

3.0 maaöljy ja sen tislaus

Maaöljy7 sisältää muun muassa muodoltaan- sekä kooltaan erilaisia hiilivetyjä. Tislaamalla saadaan erotettua erilaiset hiilivedyt toisistaan. Tislauksessa samakaltaiset hiilivedyt erottuvat tietyssä lämpötilassa omiksi jakeiksi, joita ovat muun muassa :

• Bitumi
• Polttoöljy
• Nestekaasu

Jakeista poistetaan rikki jatkokäsittelyissä, koska rikkiyhditeiden polttaminen tuottaa oksidipäästöjä, jotka ovat ympäristölle haitallisia.

Krakkaus on jalostusvaihe, jossa suuret molekyylit pilkotaan pienemmiksi molekyyleiksi. Suoraketjuisia molekyylejä voidaan muuttaa rengasrakenteisiksi eri käyttötarkoituksia varten. Tämän menetelmän nimi on on reformointi.

4.0 Biokaasu ja biomassa

Biomassaa voidaan valmistaa eloperäisestä jätteestä, eläinrasvoista, metsä- ja hakkuujätteestä sekä kasveista. Biomassasta jalostetaan biopolttoainetta, esimerkiksi biodieseliä ja etanolia (C2H6O), joiden käyttömahdollisuuksia esimerkiksi traktorien ja autojen polttoaineena kehitetään jatkuvasti. Kasvit joita käytetään biomassan raaka-aineita ovat sitoneet hiilidioksidia yhteyttämisreaktiossa8. Sen takia ne ovat ympäristöystävällisempiä kuin fossiiliset polttoaineet. Vaikka niidenkin palaessa syntyy hiilidioksidia, niin ei sitä synny samassa määrin kuin polttaisi fossiilisia polttoaineita.

Biokaasu on myös polttoaine. Biokaasua syntyy, kun eloperäinen jäte mätänee hapettomassa tilassa. Se sisältää pääasiassa metaania ja hiilidioksidia. Maatilojen biojätettä sekä jätevedenpuhdistamojen lietettä käytetään biokaasun raaka-aineina.

5.0 Vedystä polttoainetta

Vety (H) voi olla yksi ratkaisu polttoaineongelmaan polttokenno-

tekniikan kehittyessä. Vetyä tuotetaan esimerkiksi suolaisesta merivedestä. Ilman happi ja vety reagoivat polttokennossa ja reaktiotuotteena syntyy vettä. Korkeat valmistuskustannukset sekä puuttuva polttoaineen  jakeluverkosto ovat ongelmia vetyautojen laajempaan käyttöön.

6.0 Indeksit

1 = -163℃

2 = Maan ilmakehän statosfääriin kuuluva osa, joka suojaa maapalloa liialta ultraviolettisäteilyltä.

3 = Virustaudit, bakteeritaudit, loistaudit. Esim : malaria, denguekuume.

4 = Maakaasu on lämpöarvo on korkeampi kuin kivihiilen tai öljyn.

5 = World Health Organization (WHO).

6 = Poistamalla polttoaineista rikki ja sitomalla kemiallisesti typen oksidit esimerkiksi autojen katalysaattoreissa.

7 = Maaöljystä käytetään myös nimiä vuoriöljy sekä raakaöljy.

8 = Eliössä tapahtuvaa energian sitomista orgaanisten yhdisteiden sidoksiin.

7.0 Lähteet

• Peda.net

• Wikipedia
• FYKE kemia 7-9 - kirja (s.166-167)
• Luonnonvarakeskus
• Kuvat : Google kuvahaku