I COMBUSTIBILI FOSSILI

Gli esseri umani hanno bisogno di energia per quasi tutte le funzioni che svolgono: per riscaldare le case, per agricoltura e industria e perfino nel nostro corpo ha luogo un continuo flusso energetico. Non possiamo vivere senza una continua produzione energetica, processo industriale che avviene usando diverse fonti, che possono essere rinnovabili o non rinnovabili. Le risorse rinnovabili vengono continuamente rinnovate nel tempo, e quindi non si esauriranno facilmente, mentre le risorse energetiche non rinnovabili minacciano di esaurirsi se il nostro consumo standard diventa troppo alto.
Al giorno d'oggi sono disponibili numerose risorse energetiche, per esempio l'energia solare, eolica e idrica. Ironicamente ricaviamo ancora la maggior parte della nostra energia da fonti non rinnovabili quali i combustibili fossili. La non rinnovabilità di tali risorse causerà probabilmente un aumento di prezzi fino al punto in cui diventeranno non più economiche e ci sarà un maggiore incentivo nello sviluppare fonti di energia alternativa.

I combustibili fossili consistono in depositi di organismi morti; la materia organica impiega secoli per formarsi e consiste principalmente di carbonio e idrogeno legati. Esistono tre tipi di combustibili fossili che possono essere usati per la produzione energetica: carbone, olio e gas naturale.

Il carbone è un combustibile fossile formatosi nell'arco di milioni di anni dal decadimento della vegetazione: i depositi si trasformano in carbone quando strati vengono compattati e riscaldati nel tempo. Il carbone è molto abbondante rispetto agli altri combustibili fossili e degli studi analitici sostengono che se le riserve di petrolio si esauriranno il suo consumo mondiale aumenterà notevolmente. Le attuali riserve di carbone potrebbero durare per 200 anni o più.
Il carbone viene estratto dalle miniere e dalla metà del XX secolo il suo consumo è duplicato, per poi decrescere leggermente dal 1996 a causa dello sviluppo di petrolio e gas naturale.
I paesi in via di sviluppo consumano quasi esclusivamente carbone perché non possono permettersi petrolio e gas naturale. Anche Cina e India sono tra i principali consumatori di carbone.

Il petrolio è un combustibile fossile gassoso che si forma da depositi di microrganismi marini formatisi sul fondo del mare. Dopo milioni di anni i depositi finiscono in rocce o sedimenti dove l'olio è intrappolato in piccoli spazi dai quali può essere estratto tramite trivellazione da apposite piattaforme.
Il petrolio è il combustibile più usato al mondo. L'olio crudo consiste in molti diversi organismi che sono trasformati tramite processo di raffinazione; è usato un automobili, jet, coperture stradali, tetti e in molte altre applicazioni. Non si trova ovunque sulla terra e di conseguenza è causa di guerre tra i vari Paesi, per esempio la Guerra del Golfo del 1991.

Il gas naturale è un combustibile fossile gassoso versatile, abbondante e relativamente pulito rispetto a carbone e petrolio. Anch’esso, come il petrolio, si forma da depositi di microrganismi marini morti.
È un tipo di energia piuttosto giovane, fino al 1999 veniva usato più carbone di gas naturale, ma oggi il consumo di gas naturale ha superato quello del carbone nei paesi sviluppati, ma la gente teme che le riserve di gas naturale si esauriranno come quelle di petrolio; alcuni scienziati hanno addirittura previsto che ciò avverrà prima della fine del XXI secolo.
Il gas naturale consiste per la maggior parte di metano (CH₄), compresso in piccoli volumi a grande profondità; come il petrolio è portato in superficie tramite trivellazione.

Nel grafico seguente sono rappresentati i consumi globali di energia.

Fonte: Energy Information Administration

L'energia guadagnata dalla combustione di combustibili fossili è convertita in elettricità ed in calore nelle centrali elettriche. Quando i combustibili fossili vengono bruciati il carbonio e l'idrogeno reagiscono con l'ossigeno atmosferico per formare anidride carbonica (CO₂) e acqua (H₂O). Durante questa reazione viene liberato calore che amplifica ulteriormente la reazione. L'elettricità viene generata trasformando l'energia termica (calore) in energia elettrica in una turbina o in un generatore.
Le centrali elettriche sono molto costose da costruire, ma una volta realizzate garantiscono un'alta efficienza di conversione di combustibile in energia.
Molte volte viene prodotta più energia di quella realmente necessaria, perché l'elettricità non può essere immagazzinata. La richiesta di elettricità varia durante l'anno e la fornitura deve tenere presente una richiesta di picco, che indica la richiesta più alta nell'arco di un anno. Se le richieste energetiche superano significativamente la capacità della centrale elettrica di generare energia, ciò può causare temporanei blackout.

Storicamente, i combustibili fossili erano disponibili in abbondanti riserve che erano facili da ottenere e trasportare. Ora però si manifestano segnali di potenziale esaurimento delle riserve che ci vorranno secoli per riempire. Sia le sorgenti che i dispersori di combustibili fossili stanno ponendo dei limiti nel proprio sfruttamento. Le sorgenti sono strati profondi nel terreno ed i dispersori sono per esempio aria ed acqua, che assorbono i resti di combustibile fossile.

I combustibili fossili sono responsabili degli importanti problemi ambientali all'ordine del giorno sulla scena politica odierna, come per esempio l'accumulazione dei gas serra, l'acidificazione, l'inquinamento atmosferico, l'inquinamento idrico, il danneggiamento della superficie terreste e dello strato di ozono. Tali problemi ambientali sono causati dal rilascio di sostanze inquinanti naturalmente presenti in strutture del combustibile fossile, quali zolfo ed azoto.
Attualmente, la combustione del petrolio è responsabile di circa il 30% di tutte le emissioni di anidride carbonica nell'aria. Il gas naturale non libera tanta anidride carbonica a causa della struttura del metano. Le emissioni più grandi sono causate dalla combustione del carbone.
Il carbone può provocare i fuochi sotterranei virtualmente impossibili da estinguere. La polvere di carbone può persino esplodere, rendendo l'estrazione di carbone una professione molto pericolosa.
L'olio può finire su terreno o acqua in forma grezza, per esempio durante perdite o guerre per il petrolio. Ciò ha causato molti disastri naturali nel passato.

Allora perché stiamo usando combustibili fossili da così tanto tempo? La risposta è semplice: perché ciò è meno costoso di qualsiasi tipo di ragionevole alternativa a noi nota. Alcuni scienziati ambientali predicono che i prezzi del combustibile fossile aumenteranno nel prossimo secolo a causa della sua scarsità. Ciò può causare un possibile trasferimento alle fonti di energia rinnovabile. Secondo alcuni ciò alla fine avverrà, ma l'IPCC non è sicuro se un futuro privo di combustibili fossili è realmente realizzabile.