Inleiding
Fossiele brandstoffen behoren tot de Delfstoffen, het zijn organische chemische verbindingen die ontstaan uit organisch materiaal in de grond van de aarde waar velen lagen uit verschillende geologische tijdperken overheen zijn gekomen en waardoor de organische fossielen door hoge druk en hoge temperaturen omgezet zijn in Aardolie, gas en Steenkool. De wereld is nu (nog) afhankelijk van de niet-hernieuwbare energie van fossiele brandstoffen. De grote producenten zijn de VS en Rusland(C). En het Midden- Oosten benut nog 753 miljarden vaten olie, dat is 51% van de wereld voorraad (2011) (D). Het aardgas en de olie komt afkomstig uit afgelegen gebieden ver van de bewoonde wereld(G). De meeste industrie draait op fossiele brandstoffen: vervoersmiddelen (olie), veel huishoudens worden voorzien van aardgas en de elektriciteit daarvoor wordt opgewekt in kolencentrales.
Bij de verbranding van deze stoffen ontstaat veel CO2 dat in de atmosfeer komt. Elk jaar stijgt deze concentratie. Vorig jaar kwam er bijvoorbeeld 6 miljard ton CO2 vrij bij de verbranding van fossiele brandstoffen. Maar hoeveel heeft de wereld nog in haar bodem en hoelang kan dit nog doorgaan?
aardgas
Aardgas bestaat meestal uit een gas dat methaan wordt genoemd. Methaan is een eenvoudige chemische verbinding die uit koolstof en waterstof atomen bestaat. De chemische formule is CH4, Aardgas is lichter dan lucht en zó ontvlambaar dat het bijna volledig verbrandt. Er is geen as en zeer weinig luchtverontreiniging. Het is kleurloos, vormloos, en in zijn pure vorm, reukloos.
Voordat aardgas naar pijpleidingen en opslagtanks gaat wordt het gemengd met een chemische stof die een sterke geur geeft, zodat een gas lek makkelijk te ruiken is.
Er bevindt nog zo’n 185.544 miljard m3 aan aardgas in de grond (B). De wereld reserves bevinden zich in de volgende landen: Iran 33600 miljard m2, Rusland met 32900 miljard m2, Qatar 25100 miljard m2, Turkmenistan 17500 miljard m2 en de Verenigde Staten met 8500 miljard m2. Er wordt jaarlijks aan 185.544 miljard m3 gewonnen (A). Dit gas wordt meestal gewonnen in dunbevolkte gebieden (F). Deze berekeningen komen uit 2013. Het grootste aardgas veld ter wereld is de Zuid-Pars / North Dome Gas-Condensate veld. Dit veld ligt gedeeld in Qatar en Iran en er bevindt daar nog eens 50 biljoen kubieke meter aardgas en 50 miljard vaten aardgas. Ook bevindt er in de noordpool veel gas net zoals olie. In Europa bevindt veel aardgas in Nederland, de Noordzee , Noorwegen en veder in het Oosten van Europa (E). Er kan nog wel 300 miljard aardgas in de Noordzee gewonnen worden . Ook in Nederland komen grote hoeveelheden gas voor. De geschiedenis van het Nederlandse aardgas begint in 1948, toen in Coevorden het eerste gasveld werd aangeboord. Dit was niet de grootste aanwinst. in 1959 werd het gasveld bij Slochteren aangetroffen. Dit ‘Groningenveld’ is een van de grootste gasvelden van de wereld: het heeft een oppervlakte van ongeveer 900 km2. Het gasveld is 2659 meter diep en er zit zo’n 2800 miljard m2 gas! Ook zit er ongeveer tussen de 72 en 221 miljard kubieke meter gas onder de Waddenzee.
Er zijn verschillende soorten gassen: aardgas, Schaliegas, Stadsgas en Biogas. Aardgas is ontstaan uit het inkolingsproces, door de hoge druk en hoge temperatuur waarbij bruinkool tot steenkool omgezet wordt perst er aardgas uit. Door de lagen zandsteen uit het tijdperk Perm waar het aardgas tussen de poriën bleef zitten en daar bovenop een ondoordringbare laag steenzout kwam, kon het gas niet ontsnappen. Op de plekken waar die ondoordringbare zout laag niet zat, ontsnapte het gas. Die zoutlaag is ontstaan toen de zee verdween en het zout achterbleef waardoor er een steenzout laag kwam.
Het aardgas in een gasbel staat onder hoge druk en heeft een hoge temperatuur. Daarom wordt er een gat geboord tot in de gasbel en wordt dit gat afgedicht met een zogeheten afsluiter. Via de afsluiter wordt het gas naar een installatie geleid waar de druk en temperatuur wordt verlaagt. Door het verlagen van de temperatuur condenseert het water wat vermengd zit in het gas. Daarna wordt het gas naar bedrijven gebracht.
Rond het midden van de negentiende eeuw werd een begin gemaakt met de productie van gas. Dat gebeurde door in fabrieksinstallaties steenkolen te verbranden. Het gas dat daarbij vrijkwam werd gebruikt voor straatverlichting en verlichting in woningen.
De gasfabrieken waren in particuliere handen en door de lage productie was de gasprijs hoog. Alleen rijken konden gasverlichting en later ook -verwarming betalen. Veel alternatieven werden gebruikt, zoals het verstoken van hout.
Met 42,6% van het totale energieverbruik is aardgas de meest gebruikte brandstof in Nederland. Wereldwijd komt ongeveer 24% van de energie uit aardgas. Aardgas is in vele opzichten de ideale fossiele brandstof. Twee grote voordelen van aardgas zijn dat het gemakkelijk per pijp te vervoeren is en dat het bijzonder schoon verbrandt. Wij zijn steeds beter in staat met behulp van gas, elektriciteit op te wekken in centrales. Fabrieken gebruiken steeds vaker gas als brandstof.
De vondst van het aardgas in Groningen was een belangrijke stimulans voor het zoeken naar meer gas in Nederland en gaf de aanzet tot gaswinning op de Noordzee. In 1961 boorde Nederland als eerste land op de Noordzee naar gas.
In Nederland schat men dat er nog genoeg gas is om op de huidige manier door te gaan tot 2030, daarna zou het Nederlandse gas op zijn. Er zit nog wel veel gas onder de Waddenzee, maar milieuorganisaties zijn ertegen dat het gas daar gewonnen wordt omdat zij bang zijn dat dit natuurgebied dan kapot wordt gemaakt. Inmiddels heeft de Waddenzee vereniging toch toestemming gegeven. Daarbij zijn hele strenge regels afgesproken waar de Nederlandse Aardolie Maatschappij zich aan moet houden. Ook is er steenkoolgas en schaliegas in Nederland, maar momenteel is er veel protest tegen het winnen van dit gas vanwege milieugevaren.
Steenkool
Steenkool wordt overal gewonnen op de wereld behalve in Latijns-Amerika en het Midden-Oosten. De wereld voorraad bedraagt ongeveer nog 826 miljard ton steenkool. (B) Dat is het meeste van alle fossiele brandstoffen. Er wordt jaarlijks aan 6.739 miljoen ton geproduceerd (A). Dit zijn de landen die het meeste produceren/ voorraden bezitten: Australië met een productie van 0.3 miljard ton en een voorraad van (9%), China met de productie van 2,7 miljard ton en 14% aan voorraad , Rusland met een productie van 0,3 miljard ton (zelfde als Australië )en 19% aan voorraad en de verenigde Staten, die 1 miljard ton steenkool produceert. als koploper is ook de VS met nog 30% aan voorraad aan de wereld reserves. Zuid-Afrika bezit ook grote voorraden steenkool die het land nog honderden jaren van energie kunnen voorzien. In Europa wordt in Polen het meeste steenkool gewonnen in de steenkool industrie(E).
In het Carboon ontstonden veel moerassen, in deze moerassen ontstonden veel plantenresten door dode planten die op de zeebodem kwamen te liggen. Deze dode plantenresten werden niet verteerd doordat er te weinig zuurstof toevoer voor schimmels en bacteriën was en die daardoor niet de plantenresten konden afbreken. Door alle plantenresten ontstonden veenlagen. Boven deze veenlagen werden klei en zand afgezet. deze werden steeds dikker en er kwam steeds meer druk op. Ook werd de temperatuur hoger waardoor deze veen lagen samen gingen persen tot bruinkool en tijdens het inkolingsproces met verdere druk en hogere temperatuur werd de bruinkool nog harder er ontstond steenkool. Dit wordt steeds compacter waardoor water en gas eruit werden uitperst.
Steenkool wordt gewonnen in steenkoolmijnen over de hele wereld. Steenkool wordt met verschillende methoden ontgonnen. Voor sommige kolenmijnen graaft men verticale of horizontale schachten diep onder de grond om de kolen uit te graven. Een andere manier om steenkool te ontginnen is in oppervlakte mijnen waarbij enorme graafmachines de aardlagen boven de kolen afgraven.
Vroeger in de oudheid werd steenkool al gedolven. Bijvoorbeeld bij de Romeinen was al bekend dat steenkool als brandstof te gebruiken was, maar omdat hout toen nog veel gemakkelijker te krijgen was gebruikte men dit liever om aan warmte-energie te komen. Engeland was het eerste echte land dat in steenkool mijnen aan steenkool winning deed. Dat was in de 13de eeuw, toen de houtvoorraad slonk werd en het economisch interessanter werd om steenkool te delven. In de industriële revolutie met de uitvinding van de stoommachine werd er aanvankelijk veel steenkool gebruikt en later petroleum. Veel later werd steenkool gebruikt voor het opwekken van elektriciteit (1900). Hiervoor is veel steenkool nodig. Sinds het midden van de 20ste eeuw is het steenkool gebruik hoog opgelopen , maar sinds 1996 neemt het benutten weer af. Vooral ontwikkelingslanden zijn nog afhankelijk van steenkool als energie opwekker, omdat aardolie en aardgas veel duurder zijn. Dat komt weer doordat er nog veel voorraden steenkool op de wereld aanwezig zijn.
Berekeningen wijzen uit dat er nog genoeg steenkool op de wereld is om ons de komende 100 jaar van energie te voorzien en misschien nog wel langer. Op dit moment zijn de steenkool reserves (de hoeveelheid steenkool die nog in de grond zit en economisch winbaar is.)in het slechtste geval op 148 jaar geschat en met de meest optimistische schattingen op 417 jaar. Maar de bovenstaande berekeningen gaan ervan uit dat in de toekomst het gebruik niet zou stijgen, maar dit is echterwel het geval. Hierdoor is de kans dat steenkool veel sneller op is groot. Ook zal de prijs stijgen als de voorraad steenkool minder wordt. Er zal steeds meer vervuiling optreden. Bij de verbranding ontstaat koolstofdioxide en er komt stikstof en zwavel vrij. Bij verbranding van steenkool komt er meer CO2 vrij dan aardgas en aardolie. Hierdoor zal duurzame energie meer in trek worden als de exploitatie van steenkool of andere fossiele brandstoffen.
Aardolie
Aardolie wordt vooral in Midden Oosten, de VS en Rusland gewonnen. Het midden Oosten is nog in bezit van 735 miljarden vaten olie dat is 51% van de wereldvoorraad , opgeslagen in reservoirs. Ook op de noordpool is er nog veel aanwezig. In de wereld kan 163 miljard ton nog worden gewonnen met de technische mogelijkheden van deze tijd (A) en er wordt jaarlijks wereldwijd 3.948 geproduceerd (B).
Lang geleden is olie ontstaan uit samengeperste micro organismen die in een ondiepe zee hadden geleefd. Die micro organismen werden niet verteerd omdat er geen zuurstof aanwezig was waardoor micro bacteriën en aaseters geen kans kregen om dit te verteren. Later werd deze laag van micro organismen begraven onder velen sedimentatie lagen en daardoor liep de temperatuur hoog op tot 100 Graden Celsius. Hierdoor werd het organisch gedeelte omgezet in vloeibaar aardolie dat in het moedert gesteente werd gevormd. Doordat aardolie zo licht is (net zo als aardgas), kan het worden omhoog gedrukt tot in het reservoir gesteente, als het gesteente maar zo poreus mogelijk was. De aardolie bleef bij elkaar door de ondoordringbare laag: het afsluitingsgesteente. Hierdoor kunnen we (de mens) dit opboren uit het reservoirgesteente waar ook meestal gas zich in bevindt.
Bij vinden van Aardolie wordt er gebruik gemaakt van een seismisch bodemonderzoek. Door trillingen kunnen we achterhalen welke bodemlaag zich in welke diepte bevindt. Aan het soort gesteente en de volgorde van de aardlagen kunnen we zien of er aardolie is. Op land wordt dit opgepompt door jaknikkers en op zee door olieplatforms. Er wordt eerst onderzocht welk sturingsmechanisme geschikt is om de ruwe olie uit her reservoir op te boren. Deze methodes bestaan uit waterstuwing, gasstuwing, depletie en zwaartekracht. Bij zwaartekracht en waterstuwing kan deze olie makkelijker gewonnen worden. Olie is de meest gebruikte fossiele brandstof, Aardolie kan voor veel verschillende doeleinden worden gebruik. de ruwe olie wordt omgezet in Raffinaderijen. Dit omzetten gebeurt met een bijzondere vorm van destillatie: de olie wordt verhit en de verschillende ontstane producten worden allemaal bij verschillende kookpunten en daardoor verschillende hoogtes afgetapt . Zo ontstaat LPG, Benzine, Kerosine Diesel, stookolie en bij meer dan 400graden Celsius ontstaat er teer voor asfalt.
Raakt de olie op?
Het antwoord is eenvoudig: De olievoorraad zal voorlopig nog niet zo snel op raken, want er worden telkens weer nieuwe olievelden ontdekt en bovendien kunnen de mensen steeds beter olie onttrekken uit de gesteentes. De technieken worden steeds beter waardoor er meer olie uit kan worden gehaald. Het probleem zit hem in het feit dat het oppompen steeds meer moeite gaat kosten. De productie van een olieveld stijgt, bereikt een maximum en daalt daarna. Dan wordt het moeilijker en moeilijker de resterende olie te winnen. Peakoil zal (wereldwijd) bereikt worden op het moment waarop het economisch niet langer uit kan om de olieproductie op te voeren. Dit door conflicten wetgeving en andere politieke bewegingen.
Conclusie
Het benutten van fossiele brandstoffen zal niet eindig zijn, wat natuurlijk logisch is, want op een gegeven moment is het gewoon op, zelfs wanneer er steeds betere technieken komen om ze te delven. En bovendien wordt het naarmate het schaarser wordt waarschijnlijk te duur om er mee door te gaan. Maar de vraag blijft wanneer dat het geval zal zijn en ook of we al lang niet voor het zo ver is, zijn over gestapt op andere energiebronnen.
REACTIES
1 seconde geleden
A.
A.
Goed werkstuk!!!!! Misschien volgende keer een indeling en minder moeilijke woorden.
9 jaar geleden
AntwoordenH.
H.
lol
7 jaar geleden
AntwoordenL.
L.
Yo
7 jaar geleden
Antwoorden