Jarðefnaeldsneyti

Jarðefnaeldsneyti er eldsneyti úr kolvetnum^[1] sem finnast í efsta hluta jarðskorpunnar. Jarðefnaeldsneyti myndast úr leifum lífvera (dýra, jurta og örvera) í jarðmyndunum. Dæmi um jarðefnaeldsneyti eru kol, hráolía, jarðgas. Þar sem þessar efnablöndur safnast saman er hægt að vinna þær úr jörðu til orkuvinnslu með því að brenna þær (við matreiðslu, húshitun eða lýsingu), knýja varmavélar (eins og gufuvélar eða sprengihreyfla), eða framleiða rafmagn.^[2] Sumt jarðefnaeldsneyti er hægt að greina í afleiður eins og steinolíu, bensín og dísel, eða breyta í olíuefni eins og fjölólefíneinangrunarolíu (plast) eða gervikvoður.

Olíudæla á olíuvinnslusvæði.

Jarðefnaeldsneyti myndast náttúrulega við loftfirrða moltun dauðra lífvera sem grafist hafa í jörð. Umbreytingin úr lífrænu efni í kolefnisríkt jarðefnaeldsneyti tekur milljónir ára.^[3] Vegna þess hve ferlið tekur langan tíma er jarðefnaeldsneyti flokkað sem óendurnýjanleg auðlind.

Árið 2022 komu yfir 80% af frumorkunotkun heimsins og yfir 60% af raforkuframleiðslu frá jarðefnaeldsneyti.^[4][5] Brennsla jarðefnaeldsneytis í miklu magni veldur alvarlegum umhverfisáhrifum. Yfir 70% af útblæstri gróðurhúsalofttegunda vegna athafna mannsins árið 2022 voru koltvísýringur (CO₂) frá bruna jarðefnaeldsneytis.^[6] Náttúruleg kolefnishringrás jarðar (aðallega kolefnisupptaka sjávar) nær einungis að vinna úr litlum hluta af þessu magni, og missir gróðurþekju vegna skógeyðingar, landrasks og eyðimerkurmyndunar eykur enn á kolefnisskuldina. Afleiðingin er aukning koltvísýrings í andrúmsloftinu sem nemur milljörðum tonna af CO₂ árlega.^[7] Þótt metanútblástur skipti líka máli í þessu samhengi,^[8]: 52 er brennsla á jarðefnaeldsneyti helsta uppspretta gróðurhúsalofttegunda sem valda loftslagsbreytingum og súrnun sjávar. Að auki stafa flest dauðsföll vegna loftmengunar af svifryki og eiturgasi frá jarðefnaeldsneyti. Áætlað er að kostnaður vegna þessarar mengunar jafngildi 3% af vergri landsframleiðslu heimsins^[9] og að samdráttur í notkun jarðefnaeldsneytis geti bjargað milljónum mannslífa árlega.^[10][11]

Aukin meðvitund um loftslagskreppuna, mengun og önnur neikvæð áhrif notkunar á jarðefnaeldsneyti, hefur leitt til stefnumótunar um orkuskipti og mótmælaaðgerða sem berjast fyrir aukinni notkun endurnýjanlegra orkugjafa á kostnað jarðefnaeldsneytis.^[12] Áætlað er að þessi umskipti muni hafa í för með sér mikil efnahagsleg áhrif^[13] vegna þess hve olíuiðnaðurinn er samþættaður við hið hnattræna hagkerfi og vegna þeirra opinberu styrkja sem hann nýtur.^[14] Ýmsir hagsmunaaðilar telja að orkuskiptin verði að vera sanngjörn^[15] og taka á byrði samfélaga af verðlausum fjárfestingum olíuiðnaðarins.^[16][17] Sameinuðu þjóðirnar tala um orkuskipti í sjálfbærnimarkmiðum 7 (aðgengi að sjálfbærri og hreinni orku) og 13 (aðgerðir gegn loftslagsbreytingum). Parísarsamkomulagið á að stuðla að orkuskiptum um allan heim. Árið 2021 gaf Alþjóðaorkumálastofnunin út ályktun um að ekki mætti hefja nein ný olíuvinnsluverkefni ef takast ætti að ná alþjóðlegum markmiðum um mótvægi gegn loftslagsbreytingum.^[18]

Uppruni

Olíulindir finnast aðeins á tilteknum svæðum á jörðinni,^[19] þannig að aðeins sum lönd eru olíuóháð. Önnur lönd þurfa að flytja inn alla jarðolíu sem þau nota.

Sú kenning að jarðefnaeldsneyti myndaðist úr steingerðum jurtaleifum við hita og þrýsting í jarðskorpunni á milljónum ára var fyrst sett fram af þýska fræðimanninum Andreas Libavius í bókinni Alchymia frá 1597. Síðar setti Mikhaíl Lómonósov fram sömu kenningu fyrir árið 1763.^[20]

Dautt plöntusvif og dýrasvif sem hefur myndað setlög við loftfirrðar aðstæður fyrir milljónum ára myndar eldsneyti og jarðgas vegna loftfirrðrar moltunar. Í jarðsögunni blandast þetta lífræna efni við leir og grefst undir þungum lögum af ólífrænu efni. Við aukinn hita og þrýsting verða efnabreytingar í lífræna efninu. Fyrst myndast vaxkennt kerógen, sem finnst í olíuleirsteini, en með meiri hita greinist það í vökvakennd og gaskennd kolvetni í ferli sem nefnist „katagenesis“. Þrátt fyrir að þessar ummyndanir gerist við mikinn hita er ljóstillífun samt uppspretta orkunnar sem leysist úr læðingi við brennslu.^[21]

Landplöntur mynda gjarnan kol og metan. Mörg olíuvinnslusvæði mynduðust á kolatímabilinu í jarðsögunni. Landplöntur mynda líka húmuskerógen sem er uppspretta jarðgass. Þótt jarðefnaeldsneyti sé stöðugt að myndast náttúrulega er það skilgreint sem óendurnýjanleg orkulind af því ferlið tekur milljónir ára og þekktar orkulindir eru nýttar miklu hraðar en nýjar myndast.^[22][23]