Kohlenwasserstoff
Ein Kohlenwasserstoff ist eine organische chemische Verbindung, die ausschließlich aus Wasserstoff und Kohlenstoffatomen besteht. Kohlenwasserstoffmoleküle kommen in der Natur vor und kommen in Rohöl, Erdgas, Kohle und anderen wichtigen Energiequellen vor. Das Verbrennen von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von ausreichend Sauerstoff erzeugt Kohlendioxid, Wasser und Wärme, weshalb Kohlenwasserstoffe als Brennstoffe wünschenswert sind.
ABBRUCH Kohlenwasserstoff
Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas, ist aufgrund seiner Struktur der einfachste Kohlenwasserstoff. Die vier Klassen von Kohlenwasserstoffen sind Aromaten, Alkane, Alkene (Olefine) und Alkine (Acetylene). Die Anordnung der Wasserstoff- und Kohlenstoffatome und die Art der chemischen Bindungen, die sie verbinden, bestimmen, welches Produkt sie erzeugen. Rohöl, Teer, Bitumen und Kondensat sind alles Erdölkohlenwasserstoffe - dh Flüssigkeiten, die Kohlenwasserstoffe enthalten. Propan, Butan und Methan sind Gaskohlenwasserstoffe. Kohle enthält auch Kohlenwasserstoffe, aber der geologische Prozess, bei dem feste Kohle entsteht, drückt den größten Teil der Wasserstoff- und Sauerstoffatome aus und hinterlässt einen kohlenstoffreichen Feststoff. Obwohl Kohlenwasserstoffe technisch gesehen nur einige der in Öl, Erdgas und Kohle enthaltenen Moleküle sind, werden diese drei Substanzen oft als Kohlenwasserstoffe an sich bezeichnet.
Kohlenwasserstoffe entstehen auf natürliche Weise aus pflanzlichen und tierischen Überresten, die über Jahrtausende hinweg durch Temperatur und Druck tief in der Erde in porösen Gesteinen wie Sandstein, Kalkstein und Schiefer komprimiert werden. Diese Gesteinsarten kommen in großen Gewässern vor, insbesondere in Ozeanen, und Erdgas und Erdöl steigen allmählich durch das Gestein und näher an die Wasseroberfläche (aber immer noch Tausende von Fuß tief) und bilden ein Reservoir. Öl- und Erdgasexplorationsunternehmen suchen nach diesen geologischen Formationen, um potenzielle Reservoirs zu finden, die gefördert werden können.
Kohlenwasserstoffe extrahieren
Zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen werden je nach Art und Material unterschiedliche Techniken eingesetzt. Beispielsweise wird beim Hydrofracking Erdgas aus Schiefer gewonnen, indem das Gestein gebrochen wird und das Gas mit Druckflüssigkeit durch einen Schacht nach oben gedrückt wird die Erdoberfläche. In ähnlicher Weise handelt es sich bei Ölsanden um unkonventionelle Rohöllagerstätten, die mit Sand oder teilweise geformtem Sandstein vermischt werden und eine Förderung der Lagerstätte erfordern. Ein herkömmliches vertikales oder horizontales Bohrloch wird verwendet, wenn eine produktive Formation leicht zugänglich ist.
Die Kohlenwasserstoffwirtschaft
Kohlenwasserstoffe sind natürlich die weltweit wichtigste Energiequelle. Die Verwendung von Kohlenwasserstoffen geht weit über die Bereitstellung von Kraftstoff hinaus, der in Energie umgewandelt werden kann. Erdöl hat durch die Raffination eine breite Palette von Derivaten bereitgestellt, die für die Weltwirtschaft von entscheidender Bedeutung sind, darunter Kunststoffe, Lösungsmittel und Schmierstoffe. Wenn heute alle Maschinen auf erneuerbare Energien umgestellt würden, wäre für diese derivativen Produkte immer noch eine Kohlenwasserstoffgewinnung erforderlich. Diese Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen hat dazu geführt, dass der Begriff der Kohlenwasserstoffwirtschaft die derzeitige Weltwirtschaft beschreibt.
Kohlenwasserstoffe und die Umwelt
Das Verbrennen von Kohlenwasserstoffen zur Energiegewinnung ist mit Umweltkosten verbunden. Treibhausgase, die bei der Verbrennung freigesetzt werden, tragen zum Klimawandel bei, und der Extraktionsprozess fordert eine Abgabe von natürlichen Lebensräumen. Viele argumentieren, dass die externen Effekte der Kohlenwasserstoffwirtschaft viel höher sind als etwaige Kosteneinsparungen aufgrund ihrer Verwendung als Kraftstoffquelle. Aus diesem Grund werden alternative Energiequellen wie Sonne, Atom, Wind und Geothermie untersucht. Derzeit reicht die kostengünstige Wettbewerbsfähigkeit dieser alternativen Quellen jedoch nicht aus, um Kohlenwasserstoffe vollständig zu ersetzen.
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