Khai thác nhiên liệu hóa thạch. Nguồn carbon. Chu trình carbon và sự ấm lên toàn cầu SVIP

I. Khái niệm về nhiên liệu hóa thạch. Nguồn gốc hình thành khí methane.

- Nhiên liệu hóa thạch (chứa hàm lượng carbon cao) là các loại nhiên liệu tự nhiên được tạo thành từ quá trình phân hủy các sinh vật đã chết dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao.

- Nhiên liệu hóa thạch tồn tại ở thể rắn (than đá, than nâu, than bùn...), dạng lỏng (dầu mỏ), dạng khí (khí tự nhiên).

- Khí methane được hình thành từ các quá trình biến đổi sinh học và địa chất trong tự nhiên. Ngoài ra, một lượng lớn khí methane còn được sinh ra nhân tạo từ các hoạt động của con người.

II. Khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch

1. Thực trạng khai thác nhiên liệu hóa thạch hiện nay

- Năng lượng hóa thạch là nguồn năng lượng chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tổng các nguồn năng lượng khai thác hiện nay.

- Năm 1986, tấn dầu mỏ đầu tiên được khai thác tại mỏ Bạch Hổ đã đánh dấu bước phát triển của ngành công nghiệp dầu khí của Việt Nam. Sử phát triển của ngành công nghiệp dầu khí sẽ giúp thúc đẩy nền kinh tế quốc gia và khẳng định chủ quyền của Việt Nam ở Biển Đông.

2. Lợi ích và những hạn chế của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch

Nhiên liệu hóa thạch mang đến cho con người rất nhiều lợi ích thiết thực trong cuộc sống.

- Cung cấp nhiên liệu chính cho các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, sản xuất xi măng, sản xuất hóa chất, giao thông,...

- Đáp ứng nhu cầu đa dạng của con người: thắp sáng, sưởi ấm, nấu nướng, đi lại,...

- Quá trình vận chuyển và bảo quản nhiên liệu hóa thạch dễ dàng, chỉ phí rẻ.

Việc khai thác nhiên liệu hóa thạch với sản lượng lớn dẫn đến nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên này. Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch sinh ra lượng lớn chất thải gây tác động tiêu cực tới môi trường và sức khỏe con người. 

3. Giải pháp hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch

Để làm cho sử dụng nhiên liệu hóa thạch, con người cần thực hiện một số biện pháp sau:

- Sử dụng phương tiện giao thông công cộng và xe điện.

- Ưu tiên sử dụng xăng pha ethanol, sinh khối, biodiesel,...

III. Nguồn carbon trong tự nhiên

1. Trạng thái tự nhiên của carbon

Trong tự nhiên, carbon có thể tồn tại dưới dạng đơn chất (than chì, kim cương), đang hợp chất vô cơ (carbon dioxide, muối carbonate...), hợp chất hữu cơ (hydrocarbon, carbohydrate, protein,...).

2. Chu trình carbon trong tự nhiên và vai trò của carbon dioxide

Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hóa carbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hóa này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín gọi là chu trình carbon.

Trong chu trình carbon, CO₂ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng carbon của hệ sinh thái và khí quyển Trái Đất.

- Quá trình phát thải carbon ở dạng khí CO₂: CO₂ được chuyển vào khí quyển qua các quá trình như hô hấp của sinh vật, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng,...

- Quá trình hấp thụ carbon ở dạng khí CO₂: cây xanh sử dụng CO₂ trong quá trình quang hợp để tạo ra các hợp chất hữu cơ. Các chất này sẽ được chuyển sang động vật khi động vật ăn thực vật. Khi thực vật, động vật bị vùi lấp, các hợp chất của carbon trong chúng phân hủy thành muối carbonat, nhiên liệu hóa thạch... Ngoài ra, CO₂ cũng được hòa tan vào nước biển, sông, hồ...

3. Nguyên nhân và hệ quả của hiệu ứng nhà kính, sự ấm lên toàn cầu

Khí carbon dioxide và methane trong khí quyển là nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính làm Trái Đất nóng lên.

Sự ấm lên toàn cầu diễn ra liên tục trong nhiều năm gần đây đã dẫn đến một số hệ quả như:

- Thời tiết cực đoan: mùa hè nhiệt độ cao bất thường, ít mưa và hạn hán kéo dài,...

- Băng tan, nước biển dâng: băng, tuyết ở các cực và núi cao tan thành nước chảy ra biển gây lở đất, ngập lụt, triều cường và xâm thực mặn,...

- Sự acid hóa nước biển: lượng khí CO₂ trong nước biển tăng lên, ảnh hưởng tiêu cực đến sự sống của hệ sinh thái biển.

- Thảm thực vật bị co hẹp, gia tăng tình trạng sa mạc hóa trên Trái Đất. Giới động vật bị suy giảm tính đa dạng sinh học,...

Để giảm thiểu lượng khí thải carbon dioxide, cần hạn chế sử dụng năng lượng hóa thạch, tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo, áp dụng công nghệ tiên tiến trong xử lý rác thải, tăng cường trồng cây gây rừng,...

1. Nhiên liệu hóa thạch gồm than mỏ, dầu mỏ, khí mỏ và khí thiên nhiên; chứa lượng carbon cao; khi đốt cháy sinh ra khí carbon dioxide và toả nhiệt nhiệt.

2. Nhiên liệu hóa thạch có trữ lượng lớn, là nguồn năng lượng chủ yếu, đem lợi ích khổng lồ cho nền kinh tế. Tuy nhiên, việc khai thác và sử dụng quá mức đang dẫn đến nguy cơ cạn kiệt tài nguyên và gây ra ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu trên Trái Đất. Vì vậy, cần hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch và tăng cường sử dụng các nguồn nhiên liệu có thể tái tạo được.

3. Methane (CH₄) là thành phần chính của khí thiên nhiên. Ngoài ra, chúng còn được sinh ra từ các bãi rác thải, từ quá trình chăn nuôi. Methane cùng với carbon dioxide là những khí gây hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu toàn cầu.

4. Carbon trong tự nhiên tồn tại ở dạng đơn chất, hợp chất vô cơ và hợp chất hữu cơ. Sự chuyển hóa carbon từ dạng này sang dạng khác diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín trong tự nhiên.