Nhiên liệu hóa thạch là gì? Vai trò của chúng với cuộc sống

Chu Văn An

Nhiên liệu hóa thạch là những hợp chất được hình thành từ rất lâu, hàng trăm triệu năm trước, nằm sâu trong lòng đất và đá. Nhiên liệu hóa thạch có vai trò quan trọng trong đời sống. Tuy nhiên, cả hai đều gây ra tác động tiêu cực đến môi trường. Hiện nay, nguồn nhiên liệu hóa thạch cũng đang dần cạn kiệt, đặt ra bài toán lớn cho con người cần tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay thế để phục vụ đời sống và sản xuất của con người.

1. Nhiên liệu hóa thạch là gì?

Nhiên liệu hóa thạch là nhiên liệu được hình thành từ quá trình phân hủy yếm khí của các sinh vật bị chôn vùi cách đây hơn 300 triệu năm. Những nhiên liệu này chứa một lượng lớn các hợp chất carbon và hydrocarbon.

Ví dụ về các loại nhiên liệu hóa thạch thông thường, rất quen thuộc với đời sống con người như than đá, dầu mỏ, khí đốt tự nhiên… Chúng được tạo ra từ tàn tích động thực vật hóa thạch khi chịu áp lực. áp suất và nhiệt độ cao trong vỏ Trái đất trong hàng triệu năm. Nhiên liệu hóa thạch tồn tại ở cả dạng khí, lỏng và rắn. Chúng thay đổi từ các chất dễ bay hơi có tỷ lệ carbon:hydro thấp như khí CH4 và dầu hỏa đến chất rắn, chỉ chứa carbon như than đá.

2. Nguồn gốc nhiên liệu hóa thạch

Các nguồn nhiên liệu hóa thạch hiện nay đều chứa carbon, được hình thành từ quá trình phân hủy trong điều kiện không có oxy của tảo, sinh vật và thực vật nằm sâu trong lớp vỏ Trái đất có niên đại từ trước Thiên niên kỷ. Devon, 419,2 triệu – 358,9 triệu năm trước.

Với dầu mỏ, chúng có nguồn gốc từ mảnh vụn của các sinh vật thủy sinh như ở biển và đầm phá. Chúng được lắng đọng dưới đáy biển với số lượng lớn. Dưới áp lực của lớp vỏ Trái đất và nhiệt độ cao, chúng biến đổi thành hydrocarbon. Cây chôn sâu trong đất liền có xu hướng hình thành than củi. Một số mỏ than đã có niên đại từ kỷ Phấn trắng.

3. Một số nhiên liệu hóa thạch thông dụng

Hiện nay có rất nhiều loại nhiên liệu hóa thạch được khai thác, trong đó có 4 loại phổ biến nhất là:

• Dầu mỏ: Dầu mỏ hay còn gọi là dầu thô là chất lỏng nhớt, có màu vàng trong suốt hoặc đen đặc tùy thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh bên trong. Dầu mỏ tồn tại trong các lớp đá ở một số nơi trên vỏ Trái đất, được hình thành từ các sinh vật phù du bị nén chặt trong lòng đất rồi biến thành dầu. Mỗi mỏ dầu thô có thành phần và tỷ lệ hydrocarbon riêng biệt.
• Khí tự nhiên: Được khai thác từ các mỏ dầu dưới dạng khí. Chúng cũng có nguồn gốc từ sinh vật phù du như dầu mỏ nhưng chịu tác động của áp suất và nhiệt độ cao hơn. Thành phần chính của khí tự nhiên chủ yếu là metan.
• Than: Có nguồn gốc từ hóa thạch thực vật. Than được coi là “vàng đen”, được dùng làm nguyên liệu chính để cung cấp năng lượng. Chúng được khai thác từ các mỏ trên đất liền.
• Đá phiến cát và đá phiến dầu: Đá phiến dầu là một loại đá trầm tích chứa chất hữu cơ và một lượng lớn kerogen có thể chiết xuất từ ​​hydrocarbon lỏng.

Một số nhiên liệu hóa thạch phổ biến

4. Vai trò của nhiên liệu hóa thạch trong cuộc sống

Nhiên liệu hóa thạch có vai trò rất quan trọng phục vụ đời sống con người và trong các ngành công nghiệp. Dầu, khí đốt, than đá được sử dụng làm nhiên liệu và là nguồn năng lượng chính, mang lại giá trị kinh tế rất cao. Than đã được sử dụng làm nguyên liệu từ rất lâu trong lịch sử.

• Than là nguyên liệu chính giúp vận hành các nhà máy nhiệt điện. Than cũng được sử dụng để sản xuất than làm nhiên liệu trong các hộ gia đình. Trong lịch sử, than là nguồn nhiên liệu để chạy các động cơ hơi nước như đầu máy xe lửa… Trong ngành luyện kim, than được dùng để nấu chảy quặng để đúc thành vật liệu mới.
• Dầu mỏ được khai thác bắt đầu từ thế kỷ 19 như một loại nhiên liệu thay thế cho dầu có nguồn gốc động vật. Sau khi khai thác, dầu mỏ trải qua quá trình chưng cất phân đoạn để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Ví dụ, xăng, dầu diesel, dầu mazut được sử dụng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông và động cơ đốt trong. Nhựa đường chiết xuất từ ​​dầu thô được sử dụng làm vật liệu lát đường trong xây dựng…
• Khí tự nhiên cũng được khai thác từ các mỏ dầu và là nguồn nguyên liệu, nhiên liệu quan trọng trong tổng hợp hóa học. Dùng làm nhiên liệu cho các bếp gas, lò gạch, gốm sứ; trong tua-bin điện để tạo ra điện… Đồng thời, khí tự nhiên được sử dụng để tạo ra các nguyên liệu thô cơ bản cho sản xuất nhựa, phân bón… cũng như nhiều loại hóa chất khác.
• Đá phiến dầu và các vật liệu tương tự là đá trầm tích có chứa kerogen, khi nhiệt phân sẽ tạo ra dầu thô tổng hợp.

Nhiên liệu hóa thạch cung cấp năng lượng cho sản xuất

5. Ảnh hưởng của nhiên liệu hóa thạch đến môi trường

Mặc dù nhiên liệu hóa thạch là một phần không thể thiếu trong đời sống và sản xuất của con người nhưng chúng lại có những tác động tiêu cực đến môi trường.

5.1 Gây ô nhiễm không khí

Khi đốt nhiên liệu hóa thạch, các loại khí độc hại như NOx, CO2, SO2 sẽ được thải vào không khí… Các loại khí này sẽ dẫn đến hình thành mưa axit, có hại cho sức khỏe con người, cây trồng và động vật. đất. Ngoài ra, nhiên liệu hóa thạch còn chứa các nguyên tố phóng xạ như uranium, thorium… Khi thải ra môi trường sẽ gây nguy hiểm cho con người.

Một lượng lớn bụi, tro, xỉ cũng được thải ra trong quá trình đốt than gây khói bụi, làm giảm chất lượng không khí, làm tăng tỷ lệ mắc bệnh cho con người, đặc biệt là các vấn đề về hô hấp, tim mạch. mạch. Tiếp xúc lâu dài với bụi than làm tăng nguy cơ mắc bệnh phổi đen. Đối tượng nhạy cảm như người già, trẻ nhỏ, phụ nữ mang thai rất dễ bị ảnh hưởng.

Ngày nay, nhiều nhà máy nhiệt điện đã áp dụng nhiều biện pháp như sử dụng bổ sung khí amoniac để giảm lượng khí độc sinh ra trong quá trình đốt than.

5.2 Tăng hiệu ứng nhà kính

Theo thống kê ở Mỹ, hơn 90% lượng khí thải nhà kính đến từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Hàng năm khi đốt nhiên liệu hóa thạch sẽ tạo ra khoảng 21,3 tỷ tấn khí CO2, trong đó thiên nhiên hấp thụ một nửa, để lại khoảng 10,65 tỷ tấn khí CO2 thải vào khí quyển. Đồng thời, việc đốt nhiên liệu hóa thạch còn tạo ra nhiều chất ô nhiễm khác như nitơ oxit, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, kim loại nặng… gây ô nhiễm không khí.

Tràn dầu gây ô nhiễm nguồn nước

5.3 Ô nhiễm đất và nước

Khai thác than, đặc biệt là khai thác ở các mỏ lộ thiên khiến người dân phải dùng vật liệu phá núi rừng để khai thác, gây ra nhiều tác động tiêu cực đến môi trường.

Hoạt động khai thác dầu khí tự nhiên trên biển còn tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến đời sống của các loài sinh vật biển. Các nhà máy lọc dầu cũng có tác động tiêu cực đến môi trường như ô nhiễm nguồn nước và không khí. Việc khai thác dầu không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước mặt mà còn ảnh hưởng đến hệ thống nước ngầm. Tàu chở dầu đôi khi bị rò rỉ dầu trên biển, gây ô nhiễm nguồn nước và giết chết động vật thủy sản.

6. Nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt

Nguồn nhiên liệu hóa thạch là nguồn nhiên liệu có hạn, gọi là nguồn nhiên liệu không thể thay thế và không thể tái tạo nếu sử dụng hết. Hiện nay, tốc độ tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch nhanh đến mức chúng ngày càng cạn kiệt. Đối với Việt Nam, nếu duy trì tốc độ khai thác như hiện nay thì trữ lượng dầu mỏ của chúng ta chỉ đủ khai thác trong khoảng 34 năm; Khí tự nhiên chỉ còn 63 năm và than chỉ còn khoảng 4 năm. Trên thế giới, theo ước tính, với tốc độ sử dụng và khai thác như hiện nay, lượng dầu còn lại đủ để khai thác trong 53 năm, trữ lượng khí đốt tự nhiên còn 55 năm, trữ lượng than còn khoảng 113 năm.

Cần tìm nguồn nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu hóa thạch

Nhìn vào thực tế trên, chúng ta thấy rằng việc tìm kiếm những nguồn năng lượng thay thế để giải quyết nhu cầu năng lượng toàn cầu là điều cấp thiết hiện nay. Các nguồn năng lượng thay thế có lợi thế là chúng sẽ có lượng khí thải carbon thấp hơn hoặc thậm chí không có khí thải. Một số nguồn năng lượng thay thế được người dân nghiên cứu và áp dụng là năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng nước, năng lượng hạt nhân… Mặc dù giá thành của các nguồn nhiên liệu mới này khá cao và chưa phổ biến nhưng chúng mở ra một tương lai tốt đẹp. cho người dân về mặt ngành năng lượng toàn cầu ngày càng đổi mới và thân thiện với môi trường, ngăn chặn khủng hoảng năng lượng xảy ra.