Istilah "bahan bakar fosil" dibahas banyak hari ini. Lebih sering daripada tidak, ia muncul dalam konteks masalah lingkungan, Perubahan Iklim, atau apa yang disebut "krisis tenaga". Selain menjadi sumber utama pencemaran, ketergantungan umat manusia pada bahan bakar fosil telah menyebabkan sedikit kegelisahan dalam beberapa dekade terakhir, dan mendorong permintaan untuk alternatif.
Tetapi apa itu bahan bakar fosil? Walaupun kebanyakan orang cenderung memikirkan petrol dan minyak ketika mereka mendengar kata-kata ini, sebenarnya berlaku untuk pelbagai jenis sumber tenaga yang berasal dari bahan organik yang terurai. Bagaimana kemanusiaan begitu bergantung pada mereka, dan apa yang dapat kita perhatikan untuk menggantikannya, adalah beberapa kebimbangan terbesar yang dihadapi kita hari ini.
Definisi:
Bahan bakar fosil merujuk kepada sumber tenaga yang terbentuk sebagai hasil penguraian anaerob bahan hidup yang mengandungi tenaga sebagai hasil fotosintesis kuno. Biasanya, organisma ini telah mati selama berjuta-juta tahun, dengan beberapa yang wujud sejak Zaman Cryogenian (sekitar 650 juta tahun yang lalu).
Bahan api fosil mengandungi peratusan tinggi karbon dan tenaga tersimpan dalam ikatan kimianya. Mereka boleh mengambil bentuk petroleum, arang batu, gas asli, dan sebatian hidrokarbon yang mudah terbakar. Manakala petroleum dan gas asli terbentuk oleh penguraian organisma, arang batu dan metana adalah hasil penguraian tanaman terestrial.
Dalam kes yang pertama, dipercayai bahawa sejumlah besar fitoplankton dan zooplankton menetap di dasar laut atau tasik berjuta-juta tahun yang lalu. Selama berjuta-juta tahun, bahan organik ini dicampur dengan lumpur dan terkubur di bawah lapisan sedimen yang berat. Haba dan tekanan yang dihasilkan menyebabkan bahan organik berubah secara kimia, akhirnya membentuk sebatian karbon.
Dalam kes yang terakhir, sumbernya adalah bahan tumbuhan mati yang ditutupi sedimen selama tempoh Karbon - iaitu akhir Zaman Devonian hingga awal Zaman Permian (sekitar 300 dan 350 juta tahun yang lalu). Seiring berjalannya waktu, deposit ini menjadi pekat atau menjadi gas, menghasilkan ladang arang batu, metana dan gas asli.
Kegunaan Moden:
Arang batu telah digunakan sejak zaman kuno sebagai bahan bakar, sering di tungku untuk mencairkan bijih logam. Minyak yang belum diproses dan tidak dimurnikan juga telah dibakar selama berabad-abad dalam lampu demi pencahayaan, dan hidrokarbon separa pepejal (seperti tar) digunakan untuk kalis air (sebahagian besarnya di dasar kapal dan di dermaga) dan untuk pembalseman.
Penggunaan bahan bakar fosil secara meluas sebagai sumber tenaga bermula semasa Revolusi Perindustrian (abad ke-18 - ke-19), di mana arang batu dan minyak mula menggantikan sumber haiwan (iaitu minyak ikan paus) untuk menggerakkan mesin wap. Pada masa Revolusi Perindustrian Kedua (sekitar tahun 1870 - 1914), minyak dan arang batu mula digunakan untuk menggerakkan penjana elektrik.
Penemuan enjin pembakaran dalaman (iaitu kenderaan) meningkatkan permintaan minyak secara eksponensial, seperti halnya pengembangan pesawat. Industri petrokimia muncul bersamaan, dengan petroleum digunakan untuk mengeluarkan produk mulai dari plastik hingga bahan baku. Selain itu, tar (produk sisa dari pengekstrakan petroleum) banyak digunakan dalam pembinaan jalan raya dan lebuh raya.
Bahan bakar fosil menjadi pusat pembuatan, industri dan pengangkutan moden kerana bagaimana mereka menghasilkan sejumlah besar tenaga per unit jisim. Sehingga 2015, menurut Badan Tenaga Antarabangsa (IEA) keperluan tenaga dunia masih banyak disediakan oleh sumber seperti arang batu (41.3%) dan gas asli (21.7%), walaupun minyak turun menjadi hanya 4.4%.
Industri bahan bakar fosil juga menyumbang sebahagian besar ekonomi global. Pada tahun 2014, penggunaan arang batu global melebihi 3.8 bilion metrik tan, dan menyumbang pendapatan AS $ 46 bilion di AS sahaja. Pada tahun 2012, pengeluaran minyak dan gas global mencapai lebih dari 75 juta tong sehari, sementara pendapatan global yang dihasilkan oleh industri mencapai sekitar US $ 1.247 triliun.
Industri bahan bakar fosil juga menikmati banyak perlindungan dan insentif kerajaan di seluruh dunia. Laporan 2014 dari IEA menunjukkan bahawa industri bahan bakar fosil mengumpulkan $ 550 bilion setahun dalam subsidi kerajaan global. Walau bagaimanapun, kajian pada tahun 2015 oleh International Monetary Fund (IMF) menunjukkan bahawa kos sebenar subsidi ini kepada kerajaan di seluruh dunia adalah sekitar US $ 5,3 trilion (atau 6,5% daripada KDNK global).
Kesan Alam Sekitar:
Hubungan antara bahan bakar fosil dan pencemaran udara di negara perindustrian dan bandar-bandar besar telah terbukti sejak Revolusi Perindustrian. Bahan pencemar yang dihasilkan oleh pembakaran arang batu dan minyak termasuk karbon dioksida, karbon monoksida, nitrogen oksida, sulfur dioksida, sebatian organik yang mudah menguap dan logam berat, yang semuanya dikaitkan dengan penyakit pernafasan dan peningkatan risiko penyakit.
Pembakaran bahan bakar fosil oleh manusia juga merupakan sumber pelepasan karbon dioksida terbesar (sekitar 90%) di seluruh dunia, yang merupakan salah satu gas rumah hijau utama yang membolehkan penekanan radiasi (aka. Kesan Rumah Kaca) berlaku, dan menyumbang kepada pemanasan global.
Pada tahun 2013, Pentadbiran Lautan dan Atmosfera Nasional mengumumkan bahawa tahap CO 2 di atmosfera atas mencapai 400 bahagian per juta (ppm) untuk pertama kalinya sejak pengukuran bermula pada abad ke-19. Berdasarkan kadar semasa pelepasan meningkat, NASA menganggarkan bahawa tahap karbon dapat mencapai antara 550 hingga 800 ppm pada abad yang akan datang.
Sekiranya senario sebelumnya berlaku, NASA menjangkakan kenaikan suhu global rata-rata 2.5 ° C (4.5 ° F), yang akan berterusan. Namun, sekiranya senario terakhir terbukti demikian, suhu global akan meningkat rata-rata 4.5 ° C (8 ° F), yang akan menjadikan kehidupan tidak dapat dipertahankan bagi banyak bahagian planet ini. Atas sebab ini, alternatif dicari untuk pembangunan dan penggunaan komersial yang meluas.
Alternatif:
Oleh kerana kesan jangka panjang penggunaan bahan bakar fosil, para saintis dan penyelidik telah mengembangkan alternatif selama lebih dari satu abad. Ini merangkumi konsep seperti tenaga hidroelektrik - yang sudah ada sejak akhir abad ke-19 - di mana air jatuh digunakan untuk memutar turbin dan menjana elektrik.
Sejak separuh akhir abad ke-20, tenaga nuklear juga dianggap sebagai alternatif untuk arang batu dan petroleum. Di sini, reaktor pembelahan perlahan (yang bergantung pada uranium atau pelanggaran radioaktif unsur berat lain) digunakan untuk memanaskan air, yang seterusnya menghasilkan wap untuk memutar turbin.
Sejak pertengahan abad ke-2, beberapa kaedah lagi telah diusulkan mulai dari yang sederhana hingga yang sangat canggih. Ini termasuk tenaga angin, di mana perubahan aliran udara mendorong turbin; tenaga suria, di mana sel-sel fotovoltaik menukar tenaga Matahari (dan kadang-kadang panas) menjadi elektrik; kuasa panas bumi, yang bergantung pada wap yang diketuk dari kerak bumi untuk memutar turbin; dan tenaga pasang surut, di mana perubahan pasang surut mendorong turbin.
Bahan bakar alternatif juga berasal dari sumber biologi, di mana sumber tumbuhan dan biologi digunakan untuk menggantikan petrol. Hidrogen juga dikembangkan sebagai sumber tenaga, mulai dari sel bahan bakar hidrogen hingga air yang digunakan untuk menghidupkan pembakaran dalaman dan mesin elektrik. Tenaga peleburan juga sedang dikembangkan, di mana atom hidrogen disatu di dalam reaktor untuk menghasilkan tenaga yang bersih dan berlimpah.
Menjelang pertengahan abad ke-21, bahan bakar fosil diharapkan sudah usang, atau setidaknya menurun secara signifikan dari segi penggunaannya. Tetapi dari sudut sejarah, mereka telah dikaitkan dengan letupan terbesar dan paling lama dalam pertumbuhan manusia. Adakah kemanusiaan akan bertahan daripada kesan jangka panjang pertumbuhan ini - yang merangkumi sejumlah besar pembakaran bahan bakar fosil dan pelepasan gas rumah hijau - masih belum dapat dilihat.
Kami telah menulis banyak artikel mengenai bahan bakar fosil untuk Space Magazine. Inilah Apa Kesan Rumah Kaca yang Disempurnakan ?, Gas di Atmosfera, Apa yang Menyebabkan Pencemaran Udara ?, Bagaimana jika Kita Membakar Segala-galanya ?, Apa itu Tenaga Alternatif ?, dan "Perubahan Iklim Kini Lebih Tentu Daripada Yang Pernah," Laporan Baru Says.
Sekiranya anda mahukan lebih banyak maklumat mengenai Bahan Bakar Fosil, lihatlah Observatorium Bumi NASA. Dan inilah pautan ke Artikel NASA tentang Melindungi Suasana kita.
Astronomi Cast juga mempunyai beberapa episod yang berkaitan dengan subjek. Inilah Episod 51: Bumi dan Episod 308: Perubahan Iklim.
Sumber:
- Wikipedia -Fosil Bahan Bakar
- Sciencedaily - fosil_fuel
- Jabatan Tenaga - Bahan Api Fosil
