Wat gebeurt er tijdens de verbranding van fossiele brandstoffen?
fossiele brandstoffen, zoals steenkool, olie en aardgas, ontstaan wanneer organisch materiaal vergaat en onder laag na laag van zand, aarde, gesteente en Oceaan wordt samengeperst. Interessant is dat de naam “fossiele brandstof” eigenlijk is afgeleid van het woord “fossil”: de gemineraliseerde overblijfselen van oude wezens die ooit de aarde bevolkten. Het verbranden van fossiele brandstoffen levert kooldioxide, water en energie op; het proces van het verbranden van fossiele brandstoffen staat bekend als “verbranding”.
de verbrandingsreactie
tijdens chemische reacties wordt energie geabsorbeerd in het milieu (endotherme reactie) of afgegeven in het milieu (exotherme reactie), en chemische bindingen worden verbroken en gevormd. Bond maken is een exotherm proces, terwijl bond breken is een endotherm proces. Verbrandingsreacties vereisen zuurstof. Fossiele brandstoffen bestaan voornamelijk uit koolwaterstoffen, die tijdens een verbrandingsreactie worden omgezet in kooldioxide en water.
van de drie fossiele brandstoffen die wij kennen, is aardgas de schoonste verbranding. Steenkool en olie zijn chemisch ingewikkelder en geven bij verbranding een cocktail van potentieel schadelijke stoffen in de atmosfeer af. Om SO2 in verbrandingsgassen te detecteren, wordt gebruik gemaakt van florescentie – geïnduceerd door ultraviolet licht–. We onderzoeken verder in dit artikel: storingsvrije Zwavelanalyse in brandstoffen.
het energetische gehalte van steenkool
steenkool bestaat voornamelijk uit koolstof, water, enige waterstof en zuurstof (hoewel sommige soorten steenkool ook kleine hoeveelheden stikstof, zwavel en een handvol andere stoffen bevatten). Het grootste deel van de koolstof in steenkool is gebonden, wat betekent dat er één C-C Binding is aan elk C-atoom. Energie vrijkomt wanneer een C-C band wordt verbroken. Ongeveer 43g kooldioxide wordt geproduceerd om elke 23g C verbrand. Als er tijdens de verbranding onvoldoende zuurstof beschikbaar is, ontstaat koolmonoxide – een kleurloos, reukloos en uiterst gevaarlijk gas–.
energiegebruik, efficiëntie en de toekomst
fossiele brandstoffen vormen een steeds schaarser product. Onlangs heeft het door de VN gesteunde Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) verklaard dat het onbeperkte gebruik van fossiele brandstoffen geleidelijk moet worden afgeschaft om catastrofale klimaatverandering te voorkomen. Lees meer over dit evenement in: hoe lang kunnen we nog afhankelijk zijn van fossiele brandstoffen?
daarnaast is de verbranding van fossiele brandstoffen in verband gebracht met de opwarming van de aarde – een stijging van de gemiddelde temperatuur van het klimaatsysteem op aarde. Hoewel de historische, politieke en geografische context heeft geleid tot de invoering van individuele brandstoffen en technologieën over de hele wereld, wordt aangenomen dat 95% van de wereldwijde energiebehoefte momenteel wordt voldaan door fossiele brandstoffen.Naarmate de prijzen en temperaturen stijgen, nemen de investeringen in groenere energiebronnen toe. Zelfs hernieuwbare energiebronnen hebben echter milieukosten. Windenergie bijvoorbeeld vereist veel land, zorgt voor veel lawaai en kan een impact hebben op het vogelleven in de omliggende gebieden, terwijl waterkracht gekoppeld is aan de vernietiging van landbouwgrond, de ontwrichting van mensen en het verlies van habitat.
in de toekomst kunnen nieuwe technologieën ons antwoorden geven op de vragen waarmee we momenteel worden geconfronteerd. In de tussentijd moeten we goed nadenken over hoe de energie die we dagelijks gebruiken wordt geproduceerd en of we die hoog genoeg waarderen.
