Niet-hernieuwbare bronnen voor natuurlijke energie

Enkele van de belangrijkste niet-hernieuwbare natuurlijke energiebronnen zijn: 1. Ruwe olie 2. Fossiele brandstoffen en 3. Aardgas:

Het grootste deel van de energie van de wereld komt van het verbranden van olie. Mensen gebruiken olie voor doeleinden zoals transport, industrie, landbouw, residentieel gebruik en elektrische voorzieningen.

1. Ruwe olie:

Ruwe olie (of aardolie) is samengesteld uit meer dan honderd verschillende koolwaterstofverbindingen. Het raffinageproces scheidt ruwe olie in veel verschillende commerciële producten, waaronder gassen, benzine, stookolie, dieselolie en asfalt. Ruwe olie bevat ook petrochemicaliën die verbindingen zijn die worden gebruikt bij de productie van kunstmest, kunststoffen, verven, pesticiden, medicijnen en synthetische vezels zoals nylon.

Wat zijn fossiele brandstoffen?

een. Afgeleid van de overblijfselen van eens levende organismen.

b. Ongeveer 500-200 miljoen jaar geleden gevormd.

c. De drie belangrijkste fossiele brandstoffen zijn olie, kolen en aardgas.

d. Momenteel worden ze sneller geconsumeerd dan ze worden geproduceerd.

2. Fossiele brandstoffen:

Fossiele brandstoffen zijn koolwaterstoffen die uit de grond worden gepompt. Fossiele brandstoffen omvatten kolen, olie en aardgas. Ze worden gevormd over millennia van tijd dus meer produceren is niet mogelijk. Koolstofcyclus wordt getoond in de volgende afbeelding. (Fig. 3.5).

Butaan = C4H10, hexaan = C6H14, octaan = C8H18.

Molecuulgewicht heeft veel te maken met functie en eigenschappen

1 koolstofeenheid methaangas

3 koolstofeenheden propaangas voor buitengrills

4 koolstofeenheden butaan vloeistof - gebruikt in sigarettenaanstekers

8 koolstofeenheden octaan - benzine

15-17 koolstofeenheden minerale olie

22-30 koolstofeenheden paraffinewas - kaars

Het bruikbare, vormbare plastic van 10.000 koolstofeenheden zoals een melkkan

Wereldreserves van fossiele brandstoffen (vanaf 2000)

Kolen 250 jaar aanvoer

Petroleum 45 jaar aanbod

Aardgas 70 jaar aanbod

3. Aardgas:

Meest efficiënte en schoonste verbranding zonder residu achter te laten. Het heeft de hoogste energie-output voor zijn massa. Wordt vaak gevonden met gas, maar kan ook zelf in de grond worden gevonden. Bevat meestal 60-80% methaan met wat propaan en butaan. Aardgas wordt gezuiverd voordat het wordt gebruikt om CO ₂ te verwijderen, dat verbindingen en waterdamp bevat.

In ondergrondse gasvormige toestand is aardgas een mengsel van 50 tot 90 vol% methaangas (CH ₄ ) en kleinere hoeveelheden zwaardere gasvormige koolwaterstofverbindingen zoals propaan (C ₃ H ₈ ) en butaan (C ₄ H ₁₀ ) . Propaan en butaan worden gescheiden van aardgas en worden opgeslagen als vloeibaar gemaakte petroleum in speciale tanks onder druk.

Deze twee stoffen worden voornamelijk gebruikt als brandstof voor verwarming en koken. Methaan is economisch belangrijker. Methaan wordt in ovens verbrand om residentiële en commerciële gebouwen van warmte te voorzien, gebruikt om water te verwarmen in warmwatertanks, gebruikt in elektriciteitscentrales om elektriciteit te genereren en op verschillende manieren in de organische chemie-industrie.

Verschillende niet-koolwaterstofgassen worden ook aangetroffen in aardgasmengsels. Stikstofdioxide, koolstofdioxide en waterstofsulfide kunnen in aanzienlijke hoeveelheden worden gevonden. Stikstof is inert en niet-brandbaar. Indien aanwezig in aanzienlijke hoeveelheden, vermindert het de stookwaarde van het aardgasmengsel en moet het worden gescheiden voordat de brandstof voor commerciële doeleinden wordt gebruikt.

Kooldioxide is een ander ongewenst onderdeel van het gasmengsel. Normaal gesproken wordt het uit het mengsel verwijderd om de verwarmingswaarde te verhogen, het volume te verlagen en zelfs de verbrandingseigenschappen te ondersteunen. Waterstofsulfide wordt verwijderd uit aardgas door een proces dat vergelijkbaar is met dat wat wordt gebruikt bij de raffinage van ruwe olie.

Twee soorten aardgas worden gewoonlijk gewonnen uit de lithosfeer. Conventioneel aardgas wordt aangetroffen in afzettingen die boven olie voorkomen. Als het aardgas alleen in gesteente voorkomt, wordt het onconventioneel aardgas genoemd.

Conventionele toevoer van aardgas wordt beter verdeeld en wordt verondersteld groter te zijn dan die van ruwe olie. Wereldaanbod van bekende reserves en onontdekte, economisch herstelbare voorvallen van conventioneel aardgas worden geschat op 50 jaar bij de huidige consumptiegraden.

Steenkool:

Brandstof is elk type materiaal dat energie opslaat en kan worden verbrand om warmte te leveren. Fossiele brandstoffen zijn vormen van organische brandstof die gevormd zijn uit de overblijfselen van planten of dieren (zoals dinosaurussen) die begraven zijn in rotslagen over de hele aarde.

Warmte van binnenuit de aarde, samen met de druk van steen en aarde op de overblijfselen (of "fossielen"), zorgde ervoor dat ze in de loop van de tijd steenkool, aardolie of aardgas werden. Steenkool is een vaste stof in de vorm van een zachte, gemakkelijk te verbranden rots; aardolie is een vloeistof en aardgas is meer een damp, geen benzine die u gebruikt als brandstof voor auto's en vrachtwagens. Fossiele brandstoffen bevatten chemische energie die vrijkomt bij verbranding.

Steenkool wordt in verschillende stadia gevormd, omdat de overblijfselen van planten gedurende miljoenen jaren worden blootgesteld aan intense hitte en druk. Het is een complex mengsel van organische verbindingen, met 30 tot 98% koolstof per gewicht plus wisselende hoeveelheden water en kleine hoeveelheden stikstof en zwavel.

Tabel 3.3 Fysische eigenschappen van kolenvariëteiten:

De fysische eigenschappen van steenkoolvariëteiten zijn weergegeven in tabel 3.3. Vegetatie valt uiteen in veen. Wanneer turf diep onder hoge druk wordt begraven, wordt het bruinkool. In de loop van duizenden jaren worden hogere drukken en temperaturen bruinkool in bitumineuze steenkool (zachte steenkool). In bergachtige gebieden, maken hogere drukken antraciet (steenkool, 90% koolstof). (Tabel 3.4).

antraciet:

Antraciet is steenkool met het hoogste koolstofgehalte, tussen 86 en 98 procent, en een warmtewaarde van bijna 15.000 BTU's per pond. Meest geassocieerd met huisverwarming, antraciet is een zeer klein segment van de Amerikaanse kolenmarkt. Er zijn 7, 3 miljard ton antracietreserves in de Verenigde Staten.

bitumineuze:

De meest overvloedige vorm van steenkool in de Verenigde Staten, wordt bitumineuze steenkool voornamelijk gebruikt voor het opwekken van elektriciteit en het maken van cokes voor de staalindustrie. De snelstgroeiende markt voor steenkool, hoewel nog steeds een kleine, levert warmte voor industriële processen. Bitumineuze kool heeft een koolstofgehalte van 45 tot 86 procent koolstof en een warmtewaarde van 10.500 tot 15.500 BTU per pond.

Sub-bitumineuze:

De rangorde onder bitumineus is subbitumineuze kool met een koolstofgehalte van 35-45 procent en een warmtewaarde tussen 8.300 en 13.000 BTU per pond. Reserves bevinden zich voornamelijk in een half dozijn westerse staten en Alaska. Hoewel de warmtewaarde lager is, heeft deze steenkool over het algemeen een lager zwavelgehalte dan andere soorten, wat het aantrekkelijk maakt voor gebruik omdat het schoner verbrandt.

Bruinkool:

Bruinkool is een geologisch jonge steenkool met het laagste koolstofgehalte, 25-35 procent en een warmtewaarde tussen 4.000 en 8.300 BTU per pond. Soms bruinkool genoemd, wordt het voornamelijk gebruikt voor de opwekking van elektriciteit.

Ongeveer 60% van de in de wereld gewonnen steenkool wordt in ketels verbrand om stoom te produceren om elektriciteit op te wekken. De rest wordt omgezet in cokes, gebruikt om staal te maken, gebrand in boilers om stoom te produceren en gebruikt in verschillende productieprocessen. Elektriciteit wordt geproduceerd in een kolengestookte fossiele fabriek door het proces van het verwarmen van water in een ketel om stoom te produceren.

De stoom stroomt onder enorme druk in een turbine, die een generator ronddraait om elektriciteit te produceren. Elke ketel verwarmt het water tot ongeveer 1.000 graden Fahrenheit (540 graden Celsius) om stoom te creëren. De stoom wordt de turbines ingestuurd met een druk van meer dan 1800 kg / square inch (130 kilogram per vierkante centimeter). Deze ene fabriek genereert ongeveer 10 miljard kilowattuur per jaar, of genoeg elektriciteit om 700.000 woningen te leveren.