TEMA 6 Combustibles fòssils

6.1 Els combustibles fòssils

Els combustibles fòssils, són substàncies riques en energia que s'han format a partir de plantes i microorganismes enterrats sota capes de sediments durant milers d'anys. El petroli, el carbó i el gas s'anomenen combustibles fòssils perquè el seu ritme de producció és molt lent comparat amb la vida humana. Això vol dir que els combustibles fòssils que consumim es van produir fa milers d'anys. Els Combustibles fòssils formen part de les fonts d'energia que anomenem no renovables. Les previsions actuals de consum d'aquest tipus d'energia fan pensar que les reserves de combustibles fòssils són limitades en el temps i s'exhauriran si no en disminueix el consum.

6.2 Conseqüències de l'ús dels combustibles fòssils

L'ús de combustibles fòssils és la principal causa d'emissió de gasos contaminants a l'atmosfera i el responsable directe de l'augment de diòxid de carboni [CO2], que provoca l'augment de l'escalfament de l planeta. El petroli, el carbó i el gas natural, proporcionen la major part de l'energia que mou la moderna societat industrial.

6.3 Què és el petroli?

El petroli és una barreja d'hidrocarburs, composts formats per hidrogen i carboni. Aquesta mescla d'hidrocarburs apareix generalment associada a grans dipòsits de gas natural, en jaciments tancats durant milers d'anys sota terra, coberts pels estrats superiors de l'escorça terrestre. El petroli és un recurs natural no renovable, matèria primera de nombrosos materials i productes i, com a combustible fòssil, la principal font d'energia primària al món.

Com s’extreu?

Un cop es localitza un jaciment de petroli es fa un pou perforant la superfície per arribar a la bossa del subsòl on està el petroli. Sovint la pressió de la bossa de gas associada fa que el petroli surti de manera natural a través del pou. Llavors mitjançant unes canalitzacions anomenades oleoductes és condueix el petroli fins emmagatzemar-lo. Durant la vida del jaciment, la pressió descendirà i serà necessari usar altres tècniques per a l'extracció del petroli. Aquestes tècniques inclouen l'extracció mitjançant bombes, la injecció d'aigua o la injecció de gas, entre altres.

Com es transporta?

Es transporta mitjançant vaixells petroliers. Són vaixells de gran capacitat adaptats i equipats amb grans dipòsits especials per aquest tipus de transport.

Com es transforma?

Els components químics del petroli se separen i s’obtenen per destil·lació mitjançant un procés de refineria.

Què es fa amb el petroli?

A partir del tractament químic i del refinament del petroli s’obtenen diferents productes, entre altres: propà i butà, gasolina, querosè, gasoli, fueloil, olis lubricants, asfalts, carbó de coc, etc.

El petroli té una important indústria associada. Les principals reserves de petroli del món es troben al Golf Pèrsic. Però els principals països consumidors són els Estats Units i la Unió Europea. A més a més dels països asiàtics com Xina i Japó. En aquesta industria hi ha tres nivells: a) Hi ha països que tenen importants reserves, b) n’hi ha que disposen de la millor tecnologia per extreue’n, i c) n’hi ha que tenen tecnologia per tractar-lo i refinar-lo. Els EUA complirien amb els tres nivells i a més a més és el principal consumidor del món. En aquest cas a més a més de produir-ne, extreure’l i refinar-lo, també necessiten més quantitat i la importen d’altres països. El cas del Regne d’Espanya s’adiu amb el desenvolupament de la tecnologia d’extracció i del refinament.

Països exportadors de petroli

Països importadors de petroli

Països productors de petroli

Reserves mundials de petroli

6. 4 Què és el gas natural?
El gas natural és una font d’energia fòssil. Una barreja d’hidrocarburs. Es pot obtenir directament sense transformació.
Com s’obté?

S’ha format durant milions d’anys per descomposició anaeròbica (sense oxigen) de restes orgàniques dipositades al fons del mar o d’un llac. Amb el temps aquesta matèria orgànica barrejada amb el fang queda enterrada sobre nombroses capes de sediments. La pressió, la temperatura, i l’absència d’aire l’alteren químicament fins a convertir-se en gas. Sovint una bossa de gas natural està associada a un jaciment de petroli (líquid).

Com s’extreu?

En un jaciment, el gas, menys pesat, ocupa la part superior de la cavitat, el petroli la part intermèdia i a la part baixa trobem normalment aigua salada. Mitjançant una sonda instal·lada en una estructura metàl·lica en forma de torre s’accedeix a la bossa de gas, es determina la seva composició química i la pressió del gas i, si definitivament es considera que el jaciment serà rendible, el pou es posa en explotació.

Com es transporta?

Des que és extret fins que arriba als llocs on es consumeix, el gas natural fa un llarg viatge en el qual a penes experimenta transformacions. Els gasoductes, els vaixells metaners, els camions cisterna o les xarxes de distribució són alguns dels elements que formen part del sistema de transport i distribució del gas natural. El gas que arriba per camions s'emmagatzema a plantes satèl·lit, que envien el gas natural a la xarxa local a mesura que aquest es demana.

Com es transforma?

A través d’un procés químic de liquació el gas es fa líquid per poder-lo transportar millor, en dipòsits adaptats. Després torna a ser regasificat per poder-lo introduir a la xarxa de canalitzacions de gas i ser consumit per la societat com a producte energètic. També es pot sotmetre a una selecció d’hidrocarburs per obtenir gasolina, gas propà o butà.

Què es fa amb el gas natural?

Es fa servir en aplicacions industrials (mat. Prima), combustible pel transport i domèstica (calefacció, foc de cuina, escalfar aigua, etc,). També com a combustible a les centrals tèrmiques, pera conseguir electricitat; etc.

A nivell domèstic el gas natural és econòmica i energèticament més eficient que els electrodomèstics i les calefaccions d'electricitat. A més, es pot combinar amb energia solar per tal de disminuir les emissions de diòxid de carboni, monòxid de carboni i altres contaminants atmosfèrics causants de l'efecte hivernacle i nocius per la salut humana.

Producció de gas natural al món

TEMA 5

5.1 Què és l’energia?
La capacitat d'un recurs natural per realitzar un treball. L’energia no es crea ni es destrueix, es transforma.

Tipus o formes d’energia
— Hidràulica: la que produeix l'aigua.
— Química: la tenen totes les substàncies. Els aliments o la benzina tenen energia química.
— Solar: la que produeix el sol.

— Cinètica (del moviment): tots els cossos en moviment produeixen energia. Quan més de pressa va un cos, més energia cinètica és capaç de produir.
— Lluminosa: la que produeix la llum.
— Eòlica: la produïda per el vent.

— Tèrmica: la que produeix el calor.
— Sonora: és la que produeix el so.
— Maremotriu: la que produeixen les onades de la mar.
— Elèctrica: és l’energia del corrent elèctric.
— Nuclear: s'obté a partir d'una reacció nuclear que pateix un el nucli atòmic d'un element al modificar-se -la base d'aquesta energia és l'urani.

5.2 Què és una font d’energia? 
Una font d’energia és aquella substància o cos que és capaç de proporcionar energia.

5.3 Els recursos energètics

Poden ser substàncies sòlides, líquides o gasoses, de les quals podem obtenir treball útil. N’hi ha de dos tipus: Renovables i no renovables.

Són recursos energètics: la radiació solar, la fusta, el carbó, el petroli, el gas natural, l’urani, els salts d’aigua...

Explotació forestal

Central hidroelèctrica

• Els recursos renovables s’obtenen i s’utilitzen sense esgotar-se. Per exemple la radiació solar, el vent (energia eòlica), l’aigua (energia hidràulica), la biomassa o el calor intern de la Terra.
• Els recursos no renovables són aquells recursos naturals que utilitzem per aconseguir energia i que poden esgotar-se. Per exemple el petroli, el carbó, o el gas natural.

Cal dir però que un recurs natural renovable, es pot esgotar si l’utilitzem en més quantitat de la que la natura és capaç de reemplaçar. Aquest és el cas de la fusta. En el cas que s’utilitzes més fusta de la que la natura fos capaç de reemplaçar, la fusta passaria a ser un recurs no renovable.

Quan es construeixen grans preses hidroelèctriques, sovint és necessari inundar grans zones de boscos i es canvien les característiques geogràfiques d’un ecosistema d’una manera artificial. És necessari que la utilització d’un recurs natural es faci de manera sostenible.

5.2 La sostenibilitat

És un concepte econòmic, social i ecològic que relaciona les societats i el medi ambient. Una societat sostenible és aquella s’organitza i planejar com pot satisfer les seves necessitats, al mateix temps que manté la biodiversitat i els ecosistemes naturals, perquè puguin satisfer les necessitats de les societats futures. La sostenibilitat afecta, des del barri fins al planeta sencer.

5.3 La sostenibilitat i l’explotació dels recursos energètics:
Utilitzar un recurs energètic de manera sostenible vol dir que el puguem utilitzar transformar-lo en energia, i obtenir així treball útil, sense fer malbé el medi ambient i sense comprometre la qualitat de vida futura d’un ecosistema o de la gent.

L’energia nuclear s’aconsegueix a partir de l’urani un recurs natural renovable. Podríem considerar que aquest tipus d’energia és renovable perquè no és provable que l’urani s’esgoti. En canvi els riscos de salut i de seguretat, que tenen les centrals nuclears, i els residus que produeixen (existeix el risc de contaminació del medi ambient), fan pensar que aquesta manera de aconseguir energia no és prou sostenible.

La energia de la biomassa i RSU és renovable, barata, relativament neta i necessita tecnologies poc complexes. S’obté apartir d’elements forestals (llenya, fusta o rebuigs de fusta), deixalles agrícoles (palla), deixalles animals (excrements procedents de granges) i escombraries (paper, cartró, restes d'aliments). Qualsevol ésser viu, o les seues restes contitueixen una font potencial d'energia que es pot alliberar i utilitzar directament, o després d'un tractament previ.

Molí de vent

Molí d'aigua

Molí de vent