การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล

ในระหว่างการเผาไหม้ คาร์บอนในเชื้อเพลิงฟอสซิลจะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ทำให้ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น ในฐานะที่เป็นก๊าซเรือนกระจก คาร์บอนไดออกไซด์มีหน้าที่ดูดซับความร้อนและเป็นฉนวนความร้อน ผลของการเพิ่มขึ้นของชั้นบรรยากาศคือฝาครอบแก้วที่มองไม่เห็นซึ่งป้องกันความร้อนที่แผ่จากดวงอาทิตย์จากโลกไม่ให้แผ่ออกไปยังอวกาศ ส่งผลให้พื้นผิวโลกร้อนขึ้น ซึ่งทำให้ภาวะเรือนกระจกรุนแรงขึ้น นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม แม้ว่าผลผลิตของสังคมมนุษย์จะดีขึ้นอย่างมากเนื่องจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ก็ก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงหลายอย่าง เช่น ภาวะโลกร้อน ซึ่งค่อยๆ ดึงดูดความสนใจของประเทศต่างๆ ทั่วโลก
เชื้อเพลิงฟอสซิลเรียกอีกอย่างว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือเชื้อเพลิงฟอสซิล หมายถึงชั้นของแร่ธาตุที่ติดไฟได้ซึ่งเกิดจากซากของสัตว์และพืชที่มีอายุทางธรณีวิทยาต่างกันในชั้นที่ฝังไว้หลังจากการเปลี่ยนแปลงสภาพทางธรณีวิทยาในระยะยาว ตลอดจนผลกระทบของอุณหภูมิ ความดัน และจุลินทรีย์ เชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมดประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน ดังนั้นเมื่อเผาไหม้จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แหล่งที่มาหลักของการปล่อย CO2 ที่เกิดจากมนุษย์คือการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อการผลิตพลังงานและการขนส่ง เนื่องจากการแสวงหาผลประโยชน์และการใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงฟอสซิลในปริมาณมาก ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจึงเป็นสิ่งที่น่ากังวลเช่นกัน
เชื้อเพลิงฟอสซิลสามารถแบ่งออกเป็นเชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซ (เช่น ก๊าซธรรมชาติ) เชื้อเพลิงเหลว (เช่น ปิโตรเลียม) และเชื้อเพลิงที่เป็นของแข็ง (เช่น ถ่านหิน หินน้ำมัน ทรายน้ำมัน เป็นต้น) ในหมู่พวกเขา ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติถูกใช้อย่างแพร่หลายที่สุด และยังเป็นแหล่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หลักอีกด้วย ถ่านหินเป็นส่วนผสม องค์ประกอบของอินทรียวัตถุส่วนใหญ่เป็นคาร์บอน รองลงมาคือ ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และกำมะถัน เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูง การเผาไหม้ถ่านหินจึงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก ตัวอย่างเช่น ตามการคำนวณของหน่วยที่เกี่ยวข้อง ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงถ่านหินในประเทศของฉันคิดเป็นมากกว่าร้อยละ 80 ของปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงฟอสซิล และมากกว่าครึ่งหนึ่งของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดของจีน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงตำแหน่งที่โดดเด่นของการเผาไหม้ถ่านหินในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและคาร์บอนไดออกไซด์
ปิโตรเลียม หรือที่เรียกว่า น้ำมันดิบ เป็นไฮโดรคาร์บอนที่เกิดจากเศษจุลินทรีย์ที่สะสมอยู่ในน้ำภายใต้แรงดันสูง ปิโตรเลียมเป็นของเหลวหนืดไวไฟซึ่งมักอยู่ร่วมกับก๊าซธรรมชาติและเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนมาก ปิโตรเลียมสามารถกลั่นให้ได้น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล และน้ำมันหนัก ธรรมชาติของน้ำมันแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ และความหนาแน่น ความหนืด และจุดเยือกแข็งก็แตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น จุดเยือกแข็งบางจุดสูงถึง 30 องศา และบางจุดต่ำถึง -66 องศา องค์ประกอบหลักในปิโตรเลียมคือคาร์บอน ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 83 ถึง 87 ส่งผลให้มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก นอกจากนี้ ปิโตรเลียมยังมีไฮโดรเจน 11 เปอร์เซ็นต์ถึง 14 เปอร์เซ็นต์ และกำมะถันเล็กน้อย ({{10}}}.06 เปอร์เซ็นต์ถึง 8 เปอร์เซ็นต์ ) ไนโตรเจน (0.02 เปอร์เซ็นต์ถึง 1.7 เปอร์เซ็นต์ ) ออกซิเจน (0.08 เปอร์เซ็นต์ เปอร์เซ็นต์ถึง 1.8 เปอร์เซ็นต์ ) และธาตุโลหะรอง (นิกเกิล วาเนเดียม เหล็ก ทองแดง) เป็นต้น
บริษัทสกัดน้ำมันหลายแห่งกำลังใช้เทคนิคฉีดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในแหล่งกักเก็บเพื่อปรับปรุงการนำน้ำมันกลับมาใช้ใหม่ เทคโนโลยีนี้คือการเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่กักเก็บไว้ในแหล่งน้ำมันร้างและแหล่งก๊าซธรรมชาติ น้ำเค็มใต้ดินลึก และตะเข็บถ่านหินผ่านการปั๊มหลังการบีบอัด เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ผสมกับน้ำมันดิบ น้ำมันดิบจะมีความหนืดน้อยลงและไหลลงสู่พื้นได้ง่ายขึ้น ด้วยวิธีนี้ ไม่เพียงแต่ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น แต่ยังเพิ่มผลผลิตน้ำมันอีกด้วย
ในความหมายกว้างๆ ของก๊าซธรรมชาติหมายถึงคำศัพท์ทั่วไปสำหรับก๊าซที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งถูกฝังอยู่ในชั้นหิน แต่โดยปกติแล้วก๊าซธรรมชาติจะอ้างถึงเฉพาะก๊าซไวไฟ (เชื้อเพลิงฟอสซิลที่เป็นก๊าซ) ที่เก็บในส่วนลึกของชั้นหินและก๊าซที่อยู่ร่วมกับน้ำมัน (มักเรียกว่าก๊าซที่เกี่ยวข้องกับบ่อน้ำมัน) องค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติคือก๊าซมีเทน นอกจากนี้ตามสภาพทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน แหล่งก๊าซบางแห่งมีฮีเลียมอยู่ด้วย เมื่อเทียบกับถ่านหินและน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติเป็นแหล่งพลังงานคุณภาพสูงที่สะอาดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เมื่อก๊าซธรรมชาติถูกเผาไหม้ จะทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้อยลง 60 เปอร์เซ็นต์
การใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงสามารถลดการใช้ถ่านหินและน้ำมันได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก นอกจากนี้ เนื่องจากก๊าซธรรมชาติแทบไม่มีกำมะถัน ฝุ่นละออง และสารอันตรายอื่น ๆ จึงสามารถลดการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และฝุ่นละอองได้เกือบร้อยละ 100 และลดการปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ลงร้อยละ 50 ซึ่งช่วยลดการก่อตัวของ ฝนกรดและบรรเทาผลกระทบจากภาวะโลกร้อน ก๊าซธรรมชาติเป็นหนึ่งในก๊าซที่ปลอดภัยกว่า ไม่มีคาร์บอนมอนอกไซด์และเบากว่าอากาศ เมื่อรั่วไหลออกมา มันจะกระจายตัวขึ้นทันที และไม่ง่ายที่จะสะสมเป็นก๊าซที่ระเบิดได้ ซึ่งค่อนข้างปลอดภัย
ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2565 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้เสนอบทความในการประชุมประจำปีของ European Society for Medical Oncology โดยระบุว่าพวกเขาได้กำหนดกลไกที่มลพิษทางอากาศกระตุ้นให้เกิดมะเร็งปอดในผู้ที่ไม่สูบบุหรี่ และอนุภาคขนาดเล็กที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลก่อให้เกิดสุขภาพ ความเสี่ยง