A fosszilis tüzelőanyagok - a szén, a kőolaj és a földgáz - az emberiség energiaigényének meghatározó forrásai, melyek hatalmas fűtőértékük miatt szinte minden ipari folyamatban kulcsfontosságú szerepet játszanak. Keletkezésük egészen az őskorig vezethető vissza, ahol az elpusztult, lebomlott, majd megkövesedett növényi és állati maradványok a föld mélyebb rétegeibe kerültek, és évmilliók során, a levegőtől teljesen elzárva alakultak át nem megújuló energiaforrássá.
A kitermelés és a finomítás folyamata
Amikor valamilyen módszerrel kinyerték a föld mélyéről az olajat, csővezetékbe terelik, vagy tartályhajókon, vasúton utaztatják a nyersolajat a finomítóba. A nyersolaj önmagában nagyon nehezen használható, viszont megtalálható benne mindenféle szénláncú szénhidrogén, plusz még egy csomó szennyező anyag. A finomítás során ezt a keveréket választják szét a frakcionáló kolonnában történő desztillálással.
Az eljárás lényeges pontja, hogy az olaj minden cseppjét fel kell melegíteni: több mint 600 °C fokos nyers fekete arany megy be a torony alján. A különböző szinteken pontosan beállított hőmérsékletű lecsapató „lapok” foglalnak helyet, amiken kicsapódik az áhított kőolajszármazék, például a benzin, a kerozin, a gázolaj vagy a petróleum. Mivel ez egy jól meghatározott arányban zajló folyamat, nem lehet azt megtenni, hogy csak benzint gyártunk.
A finomítási folyamat áttekintése
A benzin jellemzői és előállítása
A benzin a nyers, természetes kőolajból desztillálás útján kapott folyadék, amely nem egységes vegyület, hanem szénhidrogének elegye. A motorbenzint a mai napig alapvetően a kőolaj frakcionált desztillációjával nyerik, de az eljárás önmagában nem ad megfelelő mennyiségű vagy minőségű eredményt. Emiatt további technológiákat alkalmaznak:
- Fluid katalitikus krakkolás (FCC): A hosszú szénláncú szénhidrogéneket értékesebb, kisebb szénatomszámú termékekké alakítja.
- Katalitikus benzinreformálás: A molekulaszerkezet módosítása a jobb minőség érdekében.
- Alkilezés: Izobutánt egyesítenek olefinekkel.
A kopogásos égés elkerülése érdekében az üzemanyagok kompressziótűrését oktánszámmal jellemzik. Fontos tudni, hogy az oktánszám nincs arányban az üzemanyagból kinyerhető energiatartalommal, csak a kompressziótűrést jellemzi. Az EU-s szabályozások ma már kötelezővé teszik a bioetanolt tartalmazó üzemanyagok forgalmazását is.
Környezeti hatások és a jövő kilátásai
A fosszilis tüzelőanyagok égetése során nagy mennyiségű szén-dioxid, metán és dinitrogén-oxid kerül a légkörbe, ami az üvegházhatás kialakulásához és a globális felmelegedéshez vezet. A fosszilis tüzelőanyagok elégetése az emberi eredetű szén-dioxid-kibocsátás kb. 90%-át teszi ki. Emiatt a nemzetek elkezdték a fosszilis energiaforrások felhasználásának visszaszorítását.
| Energiahordozó | Becsült készlet (év) | Környezeti hatás |
|---|---|---|
| Kőolaj | 30-60 év | Magas |
| Földgáz | < 50 év | Közepes |
| Szén | ~170 év | Nagyon magas |
A jövőben az emberiségnek a nukleáris energiára vagy a megújuló energiaforrásokra kell támaszkodnia. Bár az elektromos autók elterjedése jelentős környezeti előnyökkel jár, az infrastruktúra átalakítása évtizedeket vehet igénybe. Az E-fuel, azaz a szintetikus üzemanyagok fejlesztése szintén ígéretes irány, mivel ezek szén-dioxid-semlegesek, és megújuló energia felhasználásával hozhatók létre, így a meglévő belső égésű motorok is környezetkímélőbbé tehetők.