जीवाश्म ईंधन क्या हैं?

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"जीवाश्म ईंधन" शब्द इन दिनों काफी चर्चा में है। अधिक बार नहीं, यह पर्यावरण के मुद्दों, जलवायु परिवर्तन, या तथाकथित "ऊर्जा संकट" के संदर्भ में आता है। प्रदूषण का एक प्रमुख स्रोत होने के अलावा, जीवाश्म ईंधन पर मानवता की निर्भरता ने हाल के दशकों में चिंता का विषय बना दिया है, और विकल्प के लिए ईंधन की मांग की है।

लेकिन सिर्फ जीवाश्म ईंधन क्या हैं? जबकि अधिकांश लोग गैसोलीन और तेल के बारे में सोचते हैं जब वे इन शब्दों को सुनते हैं, यह वास्तव में कई अलग-अलग प्रकार के ऊर्जा स्रोतों पर लागू होता है जो विघटित कार्बनिक पदार्थों से उत्पन्न होते हैं। कैसे मानवता उन पर निर्भर हो गई, और हम उन्हें बदलने के लिए क्या देख सकते हैं, आज हमारे सामने कुछ सबसे बड़ी चिंताएं हैं।

परिभाषा:

जीवाश्म ईंधन ऊर्जा स्रोतों को संदर्भित करता है जो जीवित पदार्थ के अवायवीय अपघटन के परिणामस्वरूप बनते हैं जिसमें प्राचीन प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ऊर्जा होती है। आमतौर पर, ये जीव लाखों वर्षों से मृत हैं, कुछ के साथ वापस क्रायोजेनियन अवधि (लगभग 650 मिलियन साल पहले सीए)।

जीवाश्म ईंधन में उनके रासायनिक बंधों में उच्च प्रतिशत कार्बन और संचित ऊर्जा होती है। वे पेट्रोलियम, कोयला, प्राकृतिक गैस और अन्य दहनशील, हाइड्रोकार्बन यौगिकों का रूप ले सकते हैं। जबकि पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस जीवों के अपघटन से बनते हैं, कोयला और मीथेन स्थलीय पौधों के अपघटन के परिणाम हैं।

पूर्व के मामले में, यह माना जाता है कि लाखों वर्षों पहले समुद्र या झीलों के बॉटम पर बड़ी मात्रा में फाइटोप्लांकटन और ज़ोप्लांकटन बसे थे। कई लाखों वर्षों के दौरान, यह कार्बनिक पदार्थ कीचड़ के साथ मिला और तलछट की भारी परतों के नीचे दब गया। परिणामस्वरूप गर्मी और दबाव के कारण कार्बनिक पदार्थ रासायनिक रूप से परिवर्तित हो गए, अंततः कार्बन यौगिक बन गए।

उत्तरार्द्ध के मामले में, स्रोत मृत पौधे का मामला था जो कार्बोनिफेरस अवधि के दौरान तलछट में कवर किया गया था - अर्थात देवियन अवधि की समाप्ति से पेरियन काल की शुरुआत (सीए 300 और 350 मिलियन साल पहले)। समय के साथ, ये जमा या तो ठोस हो गए या गैसीय हो गए, जिससे कोयला क्षेत्र, मीथेन और प्राकृतिक गैसों का निर्माण हुआ।

आधुनिक उपयोग:

कोयले का उपयोग प्राचीन काल से ईंधन के रूप में किया जाता रहा है, अक्सर भट्टियों में धातु के अयस्कों को पिघलाने के लिए। प्रकाश की खातिर लैंप में सदियों से असुरक्षित और अपरिष्कृत तेल जलाया गया है, और अर्द्ध-ठोस हाइड्रोकार्बन (जैसे टार) का उपयोग वॉटरप्रूफिंग के लिए किया जाता था (मोटे तौर पर नावों की बोतलों पर और डॉक पर) और असंतुलन के लिए।

औद्योगिक क्रांति (18 वीं - 19 वीं शताब्दी) के दौरान ऊर्जा के स्रोतों के रूप में जीवाश्म ईंधन का व्यापक उपयोग शुरू हुआ, जहां कोयला और तेल भाप स्रोतों को बदलने के लिए पशु स्रोतों (यानी व्हेल तेल) को बदलना शुरू कर दिया। दूसरी औद्योगिक क्रांति (सीए 1870 - 1914) के समय तक, विद्युत जनरेटर को बिजली देने के लिए तेल और कोयले का इस्तेमाल किया जाने लगा।

आंतरिक दहन इंजन (यानी ऑटोमोबाइल) के आविष्कार ने तेल की मांग में तेजी से वृद्धि की, जैसा कि विमान का विकास हुआ। पेट्रोकेमिकल उद्योग समवर्ती रूप से उभरा, जिसमें पेट्रोलियम का उपयोग प्लास्टिक से फीडस्टॉक तक के उत्पादों के निर्माण के लिए किया गया। इसके अलावा, टार (पेट्रोलियम निष्कर्षण से एक बचा हुआ उत्पाद) व्यापक रूप से सड़कों और राजमार्गों के निर्माण में उपयोग किया जाता है।

जीवाश्म ईंधन आधुनिक विनिर्माण, उद्योग और परिवहन के लिए केंद्रीय बन गए क्योंकि वे प्रति यूनिट द्रव्यमान का महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करते हैं। 2015 तक, अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के अनुसार, दुनिया की ऊर्जा ज़रूरतें अभी भी मुख्य रूप से कोयला (41.3%) और प्राकृतिक गैस (21.7%) जैसे स्रोतों द्वारा प्रदान की जाती हैं, हालांकि तेल केवल 4.4% तक गिर गया है।

जीवाश्म ईंधन उद्योग भी वैश्विक अर्थव्यवस्था का एक बड़ा हिस्सा है। 2014 में, वैश्विक कोयले की खपत 3.8 बिलियन मीट्रिक टन से अधिक हो गई, और अकेले अमेरिका में राजस्व में $ 46 बिलियन का योगदान दिया। 2012 में, वैश्विक तेल और गैस उत्पादन प्रति दिन 75 मिलियन बैरल तक पहुंच गया, जबकि उद्योग द्वारा उत्पन्न वैश्विक राजस्व लगभग 1.247 ट्रिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच गया।

जीवाश्म ईंधन उद्योग को दुनिया भर में सरकारी संरक्षण और प्रोत्साहन का एक बड़ा हिस्सा भी प्राप्त है। आईईए की 2014 की एक रिपोर्ट ने संकेत दिया कि जीवाश्म ईंधन उद्योग वैश्विक सरकारी सब्सिडी में प्रति वर्ष $ 550 बिलियन एकत्र करता है। हालांकि, अंतर्राष्ट्रीय मुद्रा कोष (आईएमएफ) के एक 2015 के अध्ययन ने संकेत दिया कि दुनिया भर की सरकारों को इन सब्सिडी की वास्तविक लागत लगभग 5.3 बिलियन अमेरिकी डॉलर (या वैश्विक सकल घरेलू उत्पाद का 6.5%) है।

पर्यावरणीय प्रभाव:

औद्योगिक क्रांति के बाद से औद्योगिक देशों और प्रमुख शहरों में जीवाश्म ईंधन और वायु प्रदूषण के बीच संबंध स्पष्ट है। कोयले और तेल के जलने से उत्पन्न प्रदूषकों में कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, वाष्पशील कार्बनिक यौगिक और भारी धातुएँ शामिल हैं, ये सभी श्वसन संबंधी बीमारियों और बीमारी के बढ़ते खतरों से जुड़ी हुई हैं।

मनुष्यों द्वारा जीवाश्म ईंधन को जलाना भी दुनिया भर में कार्बन डाइऑक्साइड (लगभग 90%) के उत्सर्जन का सबसे बड़ा स्रोत है, जो मुख्य ग्रीनहाउस गैसों में से एक है जो विकिरण मजबूर (उर्फ ग्रीनहाउस प्रभाव) को लेने और योगदान करने की अनुमति देता है। वैश्विक तापमान।

2013 में, राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन ने घोषणा की कि ऊपरी वायुमंडल में CO in का स्तर 19 वीं शताब्दी में माप शुरू होने के बाद पहली बार 400 मिलियन प्रति मिलियन (पीपीएम) तक पहुंच गया। वर्तमान दर जिस पर उत्सर्जन बढ़ रहा है, उसके आधार पर, नासा का अनुमान है कि आने वाली शताब्दी में कार्बन का स्तर 550 से 800 पीपीएम के बीच पहुंच सकता है।

यदि पूर्व का मामला है, तो नासा औसत वैश्विक तापमान में 2.5 ° C (4.5 ° F) की वृद्धि का अनुमान लगाता है, जो टिकाऊ होगा। हालांकि, क्या बाद के परिदृश्य को साबित करना चाहिए, वैश्विक तापमान में औसतन 4.5 ° C (8 ° F) की वृद्धि होगी, जो ग्रह के कई हिस्सों के लिए जीवन को अस्थिर कर देगा। इस कारण से, विकास और व्यापक व्यावसायिक अपनाने के लिए विकल्पों की तलाश की जा रही है।

विकल्प:

जीवाश्म ईंधन के उपयोग के दीर्घकालिक प्रभावों के कारण, वैज्ञानिक और शोधकर्ता एक सदी से अधिक समय से विकल्प विकसित कर रहे हैं। इनमें जलविद्युत शक्ति जैसी अवधारणाएँ शामिल हैं - जो 19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध से अस्तित्व में है - जहाँ गिरते पानी का उपयोग टरबाइनों को स्पिन करने और बिजली पैदा करने के लिए किया जाता है।

20 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध के बाद से, परमाणु ऊर्जा को कोयला और पेट्रोलियम के विकल्प के रूप में भी देखा गया है। यहां, धीमी गति से विखंडन वाले रिएक्टर (जो यूरेनियम पर निर्भर होते हैं या अन्य भारी तत्वों के रेडियोधर्मी क्षय) का उपयोग पानी को गर्म करने के लिए किया जाता है, जो बदले में भाप को स्पिन टरबाइन उत्पन्न करता है।

2 वीं शताब्दी के मध्य से, कई और अधिक तरीकों का प्रस्ताव किया गया है जो सरल से लेकर अत्यधिक परिष्कृत तक हैं। इनमें पवन ऊर्जा शामिल है, जहां एयरफ्लो में परिवर्तन टर्बाइन को धक्का देता है; सौर ऊर्जा, जहां फोटोवोल्टिक कोशिकाएं सूर्य की ऊर्जा (और कभी-कभी गर्मी) को बिजली में परिवर्तित करती हैं; भूतापीय शक्ति, जो टर्बाइनों को घुमाने के लिए पृथ्वी की पपड़ी से भाप पर निर्भर करती है; और ज्वारीय शक्ति, जहां ज्वार में परिवर्तन टर्बाइन को धक्का देते हैं।

वैकल्पिक ईंधन भी जैविक स्रोतों से प्राप्त किए जा रहे हैं, जहां गैसोलीन को बदलने के लिए संयंत्र और जैविक स्रोतों का उपयोग किया जाता है। हाइड्रोजन को एक बिजली के स्रोत के रूप में भी विकसित किया जा रहा है, जिसमें हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं से लेकर पानी तक आंतरिक दहन और इलेक्ट्रिक इंजन का उपयोग किया जा रहा है। संलयन शक्ति भी विकसित की जा रही है, जहां स्वच्छ, प्रचुर मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए रिएक्टरों के अंदर हाइड्रोजन के परमाणुओं को फ्यूज किया जाता है।

21 वीं सदी के मध्य तक, जीवाश्म ईंधन के अप्रचलित हो जाने की उम्मीद है, या कम से कम उनके उपयोग के संदर्भ में काफी गिरावट आई है। लेकिन एक ऐतिहासिक दृष्टिकोण से, वे मानव विकास में सबसे बड़े और सबसे लंबे समय तक विस्फोट के साथ जुड़े रहे हैं। क्या मानवता इस वृद्धि के दीर्घकालिक प्रभावों से बचेगी - जिसमें जीवाश्म ईंधन के जलने की तीव्र मात्रा और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन शामिल है - देखा जाना बाकी है।

हमने अंतरिक्ष पत्रिका के लिए जीवाश्म ईंधन के बारे में कई लेख लिखे हैं। यहाँ एक संवर्धित ग्रीनहाउस प्रभाव क्या है ?, वायुमंडल में गैसें, वायु प्रदूषण का क्या कारण है ?, यदि हम सब कुछ जलाते हैं, तो क्या है ?, वैकल्पिक ऊर्जा क्या है ?, और "जलवायु परिवर्तन अब पहले से कहीं अधिक निश्चित है," नई रिपोर्ट में कहा गया है।

यदि आप जीवाश्म ईंधन के बारे में अधिक जानकारी चाहते हैं, तो नासा की पृथ्वी वेधशाला देखें। और यहाँ हमारे वायुमंडल की सुरक्षा पर नासा के अनुच्छेद के लिए एक कड़ी है।

खगोल विज्ञान कास्ट के कुछ एपिसोड भी हैं जो विषय के लिए प्रासंगिक हैं। यहाँ एपिसोड 51: पृथ्वी और एपिसोड 308: जलवायु परिवर्तन है।

सूत्रों का कहना है: