[科普中國(guó)]-揭開(kāi)化石能源的神秘面紗

化石能源主要包括煤炭、石油和天然氣等，我們的生存和發(fā)展離不開(kāi)它們。汽車(chē)有了石油才有動(dòng)力，發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)燃燒煤炭來(lái)供電，而我們吃飯、洗澡都需要使用天然氣。你能想象到，如果沒(méi)有了化石能源，我們的生活會(huì)是怎樣呢？

煤炭：不只是一塊“黑石頭”

我們的生活中有一種燃料，它既不是木頭也不是干草，它是一種黑石頭，叫做“煤炭”。早在2000多年前的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，中國(guó)人就已經(jīng)開(kāi)始使用煤了，當(dāng)時(shí)稱(chēng)之為“石涅”。

人們常說(shuō)煤炭是埋在地下的古代森林寶藏。大約3億年前，很多高大的植物和其他較小的綠色植物組成了大片大片的森林，它們生活在地球上，這時(shí)還沒(méi)有人類(lèi)，后來(lái)由于某些原因，比如洪水、地震等，高的樹(shù)木被折斷了，這些茂密的植被被泥土吞沒(méi)了，隨著越來(lái)越多的土壤沉積在這些植物殘骸層上面，植物殘骸受到的溫度和壓力逐漸增高，開(kāi)始慢慢被土壤里面的微生物氧化、降解，其中不能完全被降解的一些成分就被保留了下來(lái)，與土壤混合后形成了泥炭。這些泥炭層在一定的條件下逐漸形成了煤炭。

回顧歷史，我們發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期以來(lái)人們做飯和取暖用的是煤。而到了近代的工業(yè)社會(huì)，煤作為最早被大規(guī)模開(kāi)釆的能源，長(zhǎng)期為各種機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，之后又成為火力發(fā)電的主要燃料，因而有“工業(yè)的糧食”的美譽(yù)。煤炭除了作為一種燃料能源外，還是氮肥、農(nóng)藥、塑料、合成橡膠、合成纖維、染料、糖精、香料等眾多化工產(chǎn)業(yè)的基本原料，被稱(chēng)為“化工原料之母”，也是冶煉各種金屬時(shí)重要的還原劑。

煤炭

石油：是恐龍留給人類(lèi)的禮物嗎？

科學(xué)家們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究和大量分析，推斷出地球上石油的主要來(lái)源是遠(yuǎn)古時(shí)期的水生生物，不是恐龍留給我們的。水生植物和水生動(dòng)物的總數(shù)量驚人，它們覆蓋了地球一大半面積的水體。一部分腐爛的水生生物沉到水底，在一定的條件下與水底的淤泥混合在一起，經(jīng)過(guò)數(shù)千萬(wàn)年的積累和化學(xué)作用，這些混合物逐漸形成一種叫做烴的化合物，就是我們所說(shuō)的石油。也有科學(xué)家認(rèn)為古代水生生物是形成石油的主要來(lái)源，但地殼中存在的天然物質(zhì)也可能會(huì)形成石油。

有人把石油和恐龍聯(lián)系在一起是有原因的。100多年前，人們對(duì)這種從地下噴涌而出的黑色能源驚嘆萬(wàn)分，開(kāi)始大規(guī)模勘探和開(kāi)發(fā)石油，與此同時(shí)，考古學(xué)家對(duì)恐龍的考古也收獲很大，取得了一系列的重大成果。這兩件原本沒(méi)有牽連的事情都吸引著人們的眼球。因?yàn)槭偷拈_(kāi)發(fā)和恐龍化石的發(fā)掘都是人們對(duì)地底未知世界進(jìn)行的探索，而且許多大油田的形成時(shí)期和恐龍活躍在地球上的時(shí)間吻合，于是不少人認(rèn)為，曾經(jīng)遍布于地球的各種恐龍是形成石油的主要“原料”，石油就是恐龍贈(zèng)送給我們?nèi)祟?lèi)的“禮物”。

石油開(kāi)采

天然氣：不是普通的氣體

顧名思義，天然氣是一種天然的氣體，但不是普通的氣體。它的主要成分是甲烷，是埋藏在地下的生物有機(jī)體經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的轉(zhuǎn)化形成的可燃性氣體，也可能是由于地球深處的巖漿活動(dòng)或分解作用形成的。

早在公元前6000年左右，人類(lèi)就發(fā)現(xiàn)并開(kāi)始使用天然氣，古代波斯人發(fā)現(xiàn)從地表滲出的一種氣體可以被雷電點(diǎn)燃，他們把這熊熊火焰看作是“永不熄滅的火炬”。天然氣在我國(guó)也有十分悠久的歷史，據(jù)考證，秦朝的人們?cè)陂_(kāi)鑿鹽井時(shí)發(fā)現(xiàn)深井下的天然氣后，將其點(diǎn)燃用來(lái)熬制井鹽。

天然氣是現(xiàn)代社會(huì)一種高效、環(huán)保的能源，其熱值為普通煤氣的3倍。用天然氣發(fā)電，比一般燃煤電廠(chǎng)的能源利用率高出14%。與石油、煤炭等黑色能源相比，天然氣燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳排放量?jī)H為石油的54%左右，煤的48%左右。燃燒后幾乎不會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致酸雨的二氧化硫，并且只產(chǎn)生少量的影響人類(lèi)呼吸健康的氮氧化物，可以說(shuō)，它產(chǎn)生的污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于石油和煤炭，這樣的優(yōu)點(diǎn)使它得以被當(dāng)今社會(huì)廣泛應(yīng)用，世界上大多數(shù)國(guó)家都在進(jìn)口天然氣，全球每年消費(fèi)的天然氣總量超過(guò)1億噸，主要用于發(fā)電。

天然氣管道

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