Fosílne palivo

Fosílne palivo alebo kaustobiolit je nerastná surovina, ktorá vznikla v minulých geologických obdobiach premenou odumretých zvyškov rastlín a tiel živočíchov za neprístupu vzduchu. Všeobecne ide o rôznorodé látky, nielen o horľavé sedimentárne horniny (uhlie) ale i plyny (zemný plyn) a kvapalné produkty premeny organických látok (ropa).
Termín kaustobiolit zaviedol v roku 1904 A.W. Grabau.
Vek organizmov, z ktorých vznikli fosílne palivá predstavuje milióny rokov. Fosílne palivá obsahujú vysoké percento uhlíka a patrí k nim uhlie, ropa a zemný plyn. Medzi ďalšie najbežnejšie používané deriváty fosílnych palív patrí petrolej a propán. Môžu mať podobu prchavých látok s nízkym pomerom uhlíka k vodíku, ako metán alebo podobu tekutých látok ako benzín, alebo pevných látok zložených skoro z čistého uhlíka, ako napríklad antracitové uhlie. Teória, že fosílne palivá boli vytvorené zo skamenených pozostatkov mŕtvych rastlín prostredníctvom ich vystavenia vysokej teplote a tlaku v zemskej kôre po dobu miliónov rokov (pozri biogénnu teóriu) bola prvýkrát predstavená Georgiusom Agricolom v roku 1556 a neskôr Michailom Lomonosovom v 18. storočí.
Aj keď fosílne palivá vznikajú prostredníctvom prírodných procesov, vo všeobecnosti sú považované za neobnoviteľné zdroje, lebo ich vytvorenie trvá milióny rokov a známe použiteľné zdroje sú využívané rýchlejšie, ako sa stihnú vytvoriť nové.
Používanie fosílnych palív vyvoláva vážne obavy o životné prostredie. Spaľovanie fosílnych palív vyprodukuje približne 21,3 miliardy ton (21,3 gigaton) oxidu uhličitého (CO₂) v priebehu jedného roka. Odhaduje sa, že prírodné procesy môžu absorbovať iba polovicu z tohto množstva, takže každoročne vidíme čistý nárast atmosférického oxidu uhličitého o 10,65 miliardy ton (jedna tona atmosférického oxidu uhličitého  sa rovná 3,7 tonám oxidu uhličitého). Oxid uhličitý patrí medzi skleníkové plyny, ktorý zvyšuje radiačné pôsobenie a prispieva ku globálnemu otepľovaniu, čo spôsobuje, že sa priemerná teplota povrchu planéty zvyšuje. To podľa názoru mnohých klimatológov spôsobí výrazné vedľajšie účinky. Celosvetové zámery hľadania obnoviteľných zdrojov energie sú zamerané na zníženie produkcie skleníkových plynov.
Na území Slovenska sa nachádzajú ložiská mnohých energetických surovín (napríklad antracit, urán, ropa, zemný plyn, uhlie, gazolín, lignit a iné) a z toho sa v slovenskom priemysle využívajú tieto 4 suroviny: ropa, zemný plyn, hnedé uhlie a lignit. Urán sa využíva pri výrobe elektrickej energie, avšak nie je na Slovensku ťažený a nepatrí medzi fosílne palivá.

Pôvod

Ropa a zemný plyn sú vytvorené anaeróbnym rozkladom pozostatkov organizmov vrátane fytoplanktónu a zooplanktónu, ktoré sa usadili na dne mora (alebo oceánu) vo veľkých množstvách v bezkyslíkatých podmienkach a pretrvávali tam po dobu miliónov rokov. V priebehu geologického času, sa táto organická hmota zmiešala s blatom a bola pochovaná pod hrubými vrstvami nánosov. To malo za následok vysokú úroveň tepla a tlaku, čo spôsobilo, že sa táto organická hmota chemicky pozmenila. Najprv na voskovitý materiál známy ako kerogén, ktorý môžeme nájsť v ropnej bridlici a potom prostredníctvom vplyvu ďalšieho tepla sa mení na tekutý a plynný uhľovodík v procese známom ako katagenéza.

Dôležitosť

Fosílne palivá sú veľmi dôležité, lebo ich spaľovaním (prostredníctvom oxidácie na oxid uhličitý a vodu) vzniká veľké množstvo energie na jednotku hmotnosti. Používanie uhlia ako paliva sa datuje už od histórie. Uhlie sa používalo na prevádzku pecí na tavenie železnej rudy. Prírodné ložiská plynu sú tiež hlavným zdrojom chemického prvku hélia.
Ešte pred druhou polovicou 18. storočia, vodné a veterné mlyny poskytovali energiu potrebnú pre priemysel ako napríklad pri mletí múky, rezaní dreva alebo čerpaní vody a pálenie dreva alebo rašeliny poskytovalo teplo do domácností. Široké využitie fosílnych palív, najprv to bolo uhlie a potom ropa, dovolilo naštartovať parné stroje, čo viedlo k priemyselnej revolúcií.

Limity a alternatívy

Princíp ceny a dopytu predpokladá, že ak sa zásoby uhľovodíkov budú znižovať, ich cena bude narastať. Z tohto dôvodu, vyššie ceny povedú k zvýšeniu hľadania alternatív. Obnoviteľné zdroje energie sa z hľadiska používania stanú ekonomickejšie. Umelý benzín a ostatné obnoviteľné zdroje energie sú z hľadiska výrobných a spracovateľských technológií drahšie ako bežné zásoby benzínu, ale v blízkej budúcnosti sa môžu stať ekonomicky dostupnejšie. Rôzne alternatívne zdroje energie zahŕňajú jadrovú, hydroelektrickú, solárnu, veternú a geotermálnu energiu.
Jednou z najsľubnejších alternatív obnoviteľných zdrojov energie je využitie nepožívateľných kŕmnych zásob a biomasy, a to prostredníctvom zachytávania oxidu uhličitého použitého ako biopalivo. Aj keď tieto postupy nie sú bezproblémové, používajú sa po celom svete.

Účinky na životné prostredie

Spaľovanie fosílnych palív vytvára sírové, uhličité a dusíkaté kyseliny, ktoré sa dostávajú na zemský povrch v podobe kyslých dažďov, čo má vplyv ako na prírodné, tak aj na zastavané oblasti. Pomníky a sochy, ktoré vyrobené z mramoru a vápenca sú obzvlášť zraniteľné, pretože kyselina rozpúšťa uhličitan vápenatý. Spaľovanie uhlia tiež vytvára veľké množstvo popola a popolčeka. Tieto materiály sa používajú v rôznych oblastiach. Napríklad, používajú sa približne v 40% americkej produkcie.

Fosílne palivá na Slovensku

V decembri 2015 bola na summite v Paríži podpísaná dohoda o zmene klímy. Ako Európska únia, tak aj Slovensko smerujú k zníženiu používania fosílnych palív a snažia sa o využitie obnoviteľných zdrojov energie. Na Slovensku je pokles používania fosílnych palív spôsobený priemyselnými zmenami (reštrukturalizácia, privatizácia), legislatívou a vplyvom EU (obchodovanie s emisiami).  V porovnaní s rokom 1990, úroveň tvorby emisií CO₂ a CH₄ na Slovensku do roku 2013 klesla v priemere o 50%. S týmto je spojený aj pokles samotného používania fosílnych palív o 45% v rámci priemyselného a nepriemyselného využitia.