Eldsneyti

Eldsneyti er sér efni sem við bruna gefur frá sér nýtanlega orku. Mikilvægur eiginleiki eldsneytis er að hægt er að nota það sem orkuforða og leysa orkuna með skipulegum hætti úr læðingi þegar þörf krefur. Stærstur hluti orkunotkunar mannsins kemur frá eldsneyti hvort sem er til samgangna, húshitunar, iðnaðar eða raforkuframleiðslu.

Jarðefnaeldsneyti.

Jarðefnaeldsneyti er samheiti yfir kol, hráolíu og jarðgas og eldsneytisvörur unnar úr þeim.

Kol myndast úr leifum plantna sem liggja í súrefnissnauðu umhverfi, t.d. stöðuvötnum og mýrum og ummyndast mó. Þegar mórinn grefst undir öðrum jarðlögum umbreytist hann við hita (varma) og þrýsting í kol. Kol sem nú eru notuð mynduðust fyrir milljónum ára. Flokkun kola fylgir orkuinnihaldinu (orkuþéttleikanum) eða kolefnisinnihaldinu sem vex eftir því sem ferlið gengur lengra. Þar má nefna brúnkol, steinkol og gljákol (antrasít).

Sagnir eru um kolanotkun Kínverja frá því um 1000 fyrir Krist. Rómverjar notuðu kol til hitunar og málmbræðslu á veldistíma sínum í Bretlandi. Kolanotkun var óveruleg fram undir iðnbyltinguna en jókst þá hröðum skrefum. Kolanotkun jókst alla 20. öldina og spáð er aukningu fyrstu áratugi 21. aldar.

Kolanotkun svarar til tæpra 30% heildar orkunotkun (2006).

Hráolía eða jarðolía og jarðgas myndaðist úr leyfum vatna- og þó aðallega sjávarlífvera sem myndar set sem grefst undir jarðlögum. Setið umbreytist við hita og þrýsting á milljónum ára í það sem kallað er jarðolía. Olían er í litlum holrýmum í bergi neðanjarðar, t.d. sandsteini. Við sérstakar aðstæður safnast olían saman og myndar stórar neðanjarðartjarnir.

Úr hráolíu er unnið eldsneyti með hreinsun (eimingu), t.d. svartolía, dísilolía, steinolía, bensín og gas. Jarðolía hefur verið þekkt um aldir en olíuvinnsla til eldsneytis í stórum stíl hófst upp úr miðri 19. öld. Olíunotkun fór vaxandi alla 20. öldina ef frá er skilið tímabil olíukreppu á 8. áratugnum. Olíulindir ganga til þurrðar en nýjar finnast og tækni við vinnslutækni eykst. Sumar spár gera ráð fyrir að hámarki olíuvinnslu sé náð árið 2010.

Jarðgas, sem er að stærstum hluta metan, CH4, myndaðist í tengslum við myndun olíu og kola, í svipuðum ferlum. Gas finnst í tengslum við olíulindir og hefur þá safnast fyrir ofan við olíuna. Gas finnst eitt og sér í stórum lindum, hefur þá stundum flust langan veg frá myndunarstað og getur verið af ýmsum uppruna. Gas finnst einnig í tengslum við kol, þar sem það hefur ýmist safnast í stærri holrými eða er bundið í kolunum. Jarðgasvinnsla var til að byrja með hliðarframleiðsla með olíuvinnslu. Vinnsla og notkun hafa aukist jafnt og þétt. Oft er talað um jarðgas sem hreint eldsneyti miðað við kol. Við brunann myndast vatn, koldíoxíð og lítið magn af köfnunarefnisoxíði, en í miklu minna magni en t.d. við brennslu kola. Vegna minni losunar af þessum efnum hefur notkunin aukist mjög hratt.

Þekktar gaslindir eru nú (2010) meiri en áður hefur þekkst en mjög hefur hægt á aukningunni. Spár gera ráð fyrir aukinni notkun fram eftir 21. öld Ýmsar spár benda til að hámarksnotkun verði á bilinu 2020 – 2030.og að þekktar gaslindir endist í um 60 ár.

Lífeldsneyti.

Lífrænt eldsneyti (eða líforka) er lífmassi og efni framleidd úr honum sem ætluð eru til orkuframleiðslu. Frá því maðurinn náði tökum á eldinum hefur hann notað eldsneyti. Megnið af því er af lífrænum toga. Upphaflega var það viður o.þ.h., mór og þá jarðefnaeldsneyti. Með aukinni áherslu á sjálfbæra þróun og endurnýjanlega orku og þá ekki síst endurnýjanlegt eldsneyti hafa sjónir beinst í auknum mæli að lífrænu eldsneyti.

Eftirfarandi skilgreiningar á hugtökum taka mið af þessum áherslum og einnig af að skórinn kreppir mest að í samgöngum.

Lífmassi: Lifandi eða nýdauður lífrænn vefur eins og t.d. uppskerujurtir og aðra búafurðir, viður eða úrgangur frá skógarhöggi, þörungar eða sorp. Líforka: Hverskonar orka úr lífmassa, þ.m.t. lífeldsneyti.

Lífeldsneyti: Fljótandi eldsneyti (og gas) fyrir farartæki, unnið úr lífmassa.

Uppskeruplöntur sem hægt er að nota eru sykur- eða sterkjuríkar, t.d. sykurreyr, eða olíuríkar plöntur, t.d. repja. Framleiðsluaðferðir eru margvíslegar. Sumar byggja á þekktri tækni en aðrar eru í þróun. Dæmi um afurðir eru: Metan, etanól, lífdísill eða lífdísilolía, vetni og lífbensín.

Tilbúið eldsneyti.

Hægt er framleiða eldsneyti úr kolefni og vetni.

Tilbúið eldsneyti er hvert það eldsneyti sem framleitt er úr öðrum orkugjöfum. Kolefnisgjafinn getur verið kol, lífmassi (lífeldsneyti) eða losun frá stóriðjuverum og jarðorkuverum. Dæmi eru metanól og DME (dímetýleter).

Vetni.

Vetni er hægt að framleiða með rafgreiningu og úr lífmassa, t.d. með gösun.

Vetni er hægt að nota sem eldsneyti. Það er t.d. notað sem eldsneyti fyrir eldflaugar og er hægt að nota í sprengihreyflum. Með efnarafölum er hægt að vinna orku úr vetni. Þá er vetnið ekki eiginlegt eldsneyti þar sem ekki er um bruna að ræða og réttara að tala um orkubera. Mikil þróun er í framleiðslu efnarafala.

Efnaskipti.

Í frumum lífvera eiga sér stað efnaskipti til sem kölluð eru bruni, en við þau losnar orka sem er lífverunni nauðsynleg. Þessi efnaskipti gerast við lágan hita og eru oftast knúin áfram af ensímum.

Kjarnaeldsneyti.

Kjarnaeldsneyti er sérhvert efni sem með kjarnaklofnun eða kjarnasamruna gefur frá sér orku.