เชื้อเพลิงฟอสซิล คืออะไร กำเนิดมาจากแหล่งใดบ้าง และเราใช้ประโยชน์อย่างไร

เชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Fuel)

เชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil fuel) คืออินทรีย์สารใต้พื้นโลกที่เกิดจากการทับถมกันของซากพืชซากสัตว์ใต้ทะเลลึกเมื่อหลายพันล้านปีก่อนพร้อมกับได้รับความร้อนจากใต้พื้นพิภพ ทำให้ซากพืชซากสัตว์ที่ทับถมกันหนาแน่นใต้ชั้นหินตะกอนเกิดการย่อยสลายกลายเป็นแหล่งสะสมของสารประกอบไฮโดรคาร์บอน (Hydrocarbon) ขนาดใหญ่ ที่มนุษย์นำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงและแหล่งกำเนิดพลังงานต่างๆ

เชื้อเพลิงฟอสซิลจำแนกออกเป็น 3 ประเภทตามสถานะของสาร ได้แก่

  • ของแข็ง: ถ่านหิน (Coal)

หินตะกอนสีน้ำตาลดำ หรือถ่านหิน เกิดจากซากพืชในพื้นที่ชื้นแฉะทับถมกันเป็นเวลานาน (ราว 300 ถึง 360 ล้านปี) ภายใต้แรงดันและความร้อนสูงที่อยู่ลึกลงไปจากพื้นผิวโลก ส่งผลให้เกิดการย่อยสลายและเกิดเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนในสถานะของแข็ง ถ่านหินแบ่งออกเป็น 5 ประเภทตามองค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ พีต (Peat) ลิกไนต์ (Lignite) ซับบิทูมินัส (Sub-Bituminous) บิทูมินัส (Bituminous) และแอนทราไซต์ (Anthracite)

การนำมาใช้ประโยชน์: เป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่สำคัญในการผลิตพลังงานไฟฟ้า พลังงานความร้อน และการผลิตข้าวของเครื่องใช้มากมาย

ผู้ผลิตหลัก: จีน อินเดีย และสหรัฐอเมริกา

ถ่านกหิน, เชื้อเพลิงฟอสซิล, พลังงานฟอสซิล
เหมืองถ่านหิน
ถ่านหิน, พลังงานถ่านหิน, เชื้อเพลิงฟอสซิล
ลักษณะของถ่านหิน
  • ของเหลว: น้ำมันดิบ (Crude oil)

น้ำมันดิบประกอบด้วยคาร์บอน (Carbon) และไฮโดรเจน (Hydrogen) เป็นองค์ประกอบหลักมีสถานะเป็นของเหลวที่มีสีสันหลากหลายและมีอัตราความหนืดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี น้ำมันดิบส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นในช่วงมหายุคมีโซโซอิก (Mesozoic era) หรือราว 66 -252 ล้านปีก่อนโดยเกิดจากการทับถมกันของซากพืชซากสัตว์ใต้ท้องทะเลในอดีต

การนำมาใช้ประโยชน์: น้ำมันดิบไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้โดยตรง จึงต้องนำไปผ่านกระบวนการกลั่นและกระบวนการผลิตแยกส่วน กลายเป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม (Petroleum Product) หลายชนิด เช่น น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล น้ำมันอากาศยานและน้ำมันเตา

ผู้ผลิตหลัก: สหรัฐอเมริกา ซาอุดีอาระเบีย และรัสเซีย

โรงกลั่นน้ำมัน, น้ำมันดิบ, เชื้อเพลิงฟอสซิล
โรงกลั่นน้ำมันดิบในซาอุดิอาระเบีย
  • ก๊าซ: ก๊าซธรรมชาติ (Natural gas)

ก๊าซธรรมชาติไร้สีและไร้กลิ่น ประกอบด้วยมีเทน (Methane) เป็นหลัก เกิดจากกระบวนการย่อยสลายของซากสิ่งมีชีวิตใต้พื้นดินเมื่อหลายล้านปีก่อนเช่นเดียวกับถ่านหินและน้ำมันดิบ

การนำมาใช้ประโยชน์: ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงสะอาด เนื่องจากมีกระบวนการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ จึงเป็นแหล่งผลิตพลังงานไฟฟ้าที่สำคัญ

ผู้ผลิตหลัก: สหรัฐอเมริกา รัสเซีย และอิหร่าน

นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์ต่างๆ ที่ได้จากกระบวนการแยกส่วนในการกลั่นน้ำมันดิบและเชื้อเพลิงฟอสซิล ยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์เป็นผลิตภัณฑ์ตั้งต้นในอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น พลาสติก ผงซักฟอก ยางสังเคราะห์ ปุ๋ยเคมี และกาว เป็นต้น

แท่นขุด, ก๊าซธรรมชาติ, เชื้อเพลิงฟอสซิล
แท่นขุดเจาะก๊าซธรรมชาติสัญชาติรัสเซีย

ผลกระทบและแหล่งพลังงานในอนาคต

เมื่อเชื้อเพลิงฟอสซิลถูกเผาไหม้ผ่านกิจกรรมต่างๆ ผลผลิตสุดท้ายที่ปล่อยออกมาคือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse gases) ซึ่งคงค้างอยู่ในชั้นบรรยากาศโลก ก๊าซเหล่านี้มีความสามารถในการดักจับและกักเก็บความร้อนได้ดี ส่งผลให้เกิด “ภาวะโลกร้อน” (Global warming) และ “การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ” (Climate change) ที่ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อระบบนิเวศของโลกในขณะนี้

โดยเฉพาะการเผาไหม้ถ่านหินและน้ำมันปิโตรเลียม ซึ่งเป็นตัวการสำคัญที่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศโลกมากกว่าร้อยละ 75 ตั้งแต่ยุคปฏิวัติอุตสาหกรรมเป็นต้นมา แม้ว่าการเปลี่ยนมาใช้ก๊าซธรรมชาติสามารถช่วยลดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ แต่ในกระบวนการสำรวจ ขุดเจาะ และขนส่งเชื้อเพลิงฟอสซิล ยังคงสร้างผลกระทบโดยตรงต่อสิ่งแวดล้อมของโลก

น้ำมันดิบ, ปนเปื้อน, มลพิษทางทะเล, เชื้อเพลิงฟอสซิล
ภาพของคราบน้ำมันดิบที่ปนเปื้อนในอ่าวเม็กซิโก เมื่อปี 2015

จากการค้นพบน้ำมันดิบ การทำเหมืองถ่านหิน และการขุดเจาะหาแหล่งก๊าซธรรมชาติ เมื่อหลายพันปีก่อน เป็นผลให้เกิดยุคสมัยแห่งความรุ่งโรจน์ทางอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจ ก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงที่นำสังคมมนุษย์สู่ความก้าวหน้าทางนวัตกรรมและเทคโนโลยีจวบจนปัจจุบันนี้ น้ำมันดิบและผลิตผลจากเชื้อเพลิงฟอสซิลได้กลายมาเป็น “ทรัพยากรธรรมชาติ” ที่มนุษย์พึ่งพาในทุกๆกิจกรรมของชีวิต จากการเผาผลาญเชื้อเพลิงเหล่านี้ในปริมาณมหาศาลทุกวัน ทำให้เราอาจหลงลืมไปว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่ใช้แล้วหมดไป (Non-renewable resource) และมนุษย์อาจไม่มีโอกาสนำเชื้อเพลิงฟอสซิลมาใช้ได้อีกในอนาคต

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

National Geographic- https://www.nationalgeographic.com/environment/energy/reference/fossil-fuels/

National GeographicSociety – https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/fossil-fuels/

Environmental andEnergy Study Institute- https://www.eesi.org/topics/fossil-fuels/description

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) – http://nstda.or.th/rural/public/100%20articles-stkc/11.pdf

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์- http://www.mwit.ac.th/~t2040113/data/PetroliumAndPolymer/Petrolium_2ed.pdf

ทรูปลูกปัญญา – http://www.trueplookpanya.com/learning/detail/16303


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : พลังงานนิวเคลียร์คืออะไร

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ, โรงงานไฟฟ้า, ก๊าซเรือนกระจก
โรงไฟฟ้า Scherer ในรัฐจอร์เจีย เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหินที่ใหญ่สุดในสหรัฐฯ ในทุกวัน มีการเผาไหม้ถ่านหินราว 34,000 ตัน ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 25 ล้านตันปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในทุกปี ภาพถ่ายโดย ROBB KENDRICK, NAT GEO IMAGE COLLECTION

เรื่องแนะนำ

สารละลาย ในธรรมชาติ (Solutions)

สารละลาย เป็นสารที่เกิดขึ้นโดยทั่วไปตามธรรมชาติ บางครั้งอาจเกิดจากการสังเคราะห์ขึ้นโดยมนุษย์ สารละลาย (Solutions) คือ สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (Homogenous Mixture) ซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของสารบริสุทธิ์ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป โดยมีสารที่มีปริมาณมากกว่าเป็น “ตัวทำละลาย” (Solvent) และสารที่มีปริมาณน้อยกว่าเป็น “ตัวถูกละลาย” (Solute) การผสมผสานกันของสารทั้ง 2 ประเภท ทำให้เกิดสารละลายเนื้อเดียวที่เกิดขึ้นได้ในทุกสถานะของสสาร คุณสมบัติของสารละลาย เป็นสารเนื้อเดียวกันในทุกส่วน ไม่เกิดการตกตะกอนหรือเกิดการเปลี่ยนแปลง เมื่อเวลาผ่านไป ตัวถูกละลายไม่สามารถแยกออกจากสารละลายผ่านการกรองทางกายภาพได้ (Mechanical Filtration) สารละลายไม่ทำให้เกิดการกระเจิงของแสง ในการกระบวนเกิดสารละลาย ตัวทำละลายทำหน้าที่เร่งให้เกิดการสลายตัวของตัวถูกละลาย อย่างเช่น น้ำเกลือ ผลึกเกลือ ซึ่งเป็นโมเลกุลของตัวถูกละลายที่รวมกลุ่มกันเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ เมื่อสัมผัสกับน้ำ ซึ่งเป็นตัวทำละลายที่ดี โมเลกุลของน้ำจะทำการแทรกซึมและสลายการยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของเกลือ จนแตกออกเป็นโมเลกุลขนาดเล็กลง โดยสารละลายน้ำเกลือ ยังคงมีเกลือหลงเหลืออยู่ในสารละลาย แต่อนุภาคของเกลือถูกจับแยกออกจากกันและถูกรายล้อมด้วยโมเลกุลของน้ำแทนการจับกลุ่มกันเป็นก้อนหรือผลึกเกลือขนาดใหญ่อย่างในตอนตั้งต้น ชนิดของสารละลาย สารละลายอิ่มตัว (Saturated Solution) คือ สารละลายที่ตัวถูกละลายไม่สามารถละลายในตัวทำละลายได้อีก ณ อุณหภูมิคงที่ แต่เมื่อทำการเพิ่มอุณหภูมิให้สารละลายสูงขึ้น อาจทำให้ตัวถูกละลายสามารถละลายเพิ่มขึ้นได้อีก จนกลายเป็นสารละลายที่เรียกว่า “สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด” […]

เหตุใดนิวตันจึงเชื่อว่า ดาวหางเป็นเหตุของน้ำท่วมโลก

แม้จะมีน้ำบนโลกและมีฝนตกลงมาทั้งวันทั้งคืนสี่สิบเก้าวัน ก็ยังไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดน้ำท่วมครั้งใหญ่ได้ ฉะนั้นแล้วต้องมีคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์อื่นๆสำหรับเรื่องราวอุทกภัยครั้งยิ่งใหญ่นี้

เกร็ดจากหนัง Black Panther อะไรเทียบเท่าได้กับไวเบรเนียม?

เกร็ดจากหนัง Black Panther อะไรเทียบเท่าได้กับไวเบรเนียม? เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมากระแสภาพยนตร์ Black Panther ฮีโร่เรื่องใหม่จากค่ายมาร์เวลมาแรงสุดๆ ภาพยนตร์เล่าเรื่องราวของประเทศวากานดาที่ปกครองโดยกษัตริย์นาม “ทีชัลลา” ซึ่งขึ้นครองราชย์หลังการสวรรคตของพระราชบิดา และใช้แร่ไวเบรเนียมสร้างเป็นชุดฮีโร่ไว้ใช้ในการต่อสู้ “วากานดา” เป็นประเทศสมมุติในโลกของการ์ตูนมาร์เวล ตั้งอยู่ในภูมิภาคแอฟริกาตะวันออก โดยผู้ชมสามารถเรียนรู้วัฒนธรรม ภาษา ตลอดจนองค์ประกอบอื่นๆ ของความเป็นแอฟริกาได้จากภาพยนตร์เรื่องนี้ที่นำเอาความโดดเด่นจากหลายภูมิภาคมาผสมรวมกัน แม้จะอยู่ในแอฟริกา แต่ประเทศวากานดานั้นร่ำรวยมหาศาลจากแร่ไวเบรเนียมที่มาพร้อมกับการตกของอุกกาบาตเมื่อราว 10,000 ปีก่อน ซึ่งนอกจากคุณสมบัติด้านความแข็งแรงแล้ว โลหะจากอวกาศนี้ยังสามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนได้อีกด้วย ชาววากานดาจึงนิยมนำไวเบรเนียมมาสร้างเป็นอาวุธและชุดเกราะ เช่นเดียวกับโล่ของกัปตันอเมริกา ฮีโร่อีกหนึ่งคนในจักรวาลมาร์เวล ที่ใช้อาวุธนี้ในการโจมตีและป้องกันกระสุน สำหรับในภาพยนตร์ Black Panther ไวเบรเนียมถูกใช้สำหรับทำชุด ซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะคือสามารถกันกระสุนได้ James Kakalios บล็อกเกอร์ผู้เขียนเกี่ยวกับฟิสิกส์ของซุปเปอร์ฮีโร่ ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับแร่ธาตุชนิดหนึ่งบนโลก ที่อาจมีคุณสมบบัติพอเทียบเคียงกับไวเบรเนียมในโลกการ์ตูนได้ โดยตัวเขานั้นเป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมินนิโซตา ผู้ชื่นชอบการหาข้อเท็จจริงบนหลักการวิทยาศาสตร์ในโลกแฟนตาซี และแน่นอนว่า เจ้าแร่ดังกล่าวนี้ปัจจุบันก็เป็นที่รู้จักในวงกว้างแล้วเช่นกัน แกรฟีนคือรูปแบบหนึ่งของผลึกคาร์บอน ที่อะตอมมีรูปทรงแบบหกเหลี่ยม และเป็นสารที่มีความบางที่สุดเท่าที่มนุษย์จะสามารถผลิตได้ กล่าวคือมันมีความหนาเพียงแค่หนึ่งอะตอมเท่านั้น ทั้งยังมีคุณสมบัติยึดหยุ่นและแข็งแรงกว่าโลหะ วัสดุดังกล่าวนี้ถูกผลิตจากกราไฟท์ที่แยกพันธะทางเคมีออกมาแล้ว ส่วนใหญ่มาในรูปแบบผงและขณะนี้บรรดานักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามทำมันให้ออกมาเป็นแผ่นคล้ายแผ่นพลาสติก ซึ่งหากสำเร็จล่ะก็ Les Johnson และ Joseph […]

โยคะ : ค้นพบความสงบในโลกอันวุ่นวาย

ในอินเดียอันเป็นต้นธาร โยคะเป็นทั้งการฝึกเพื่อเสริมสร้างสุขภาพร่างกาย และการเดินทางสู่ภายในเพื่อรู้จักตนเองและเจริญงอกงามทางจิตวิญญาณ แต่เมื่อศาสตร์ของโยคะเผยแพร่สู่โลกตะวันตก ความหมายทางจิตวิญญาณของโยคะกลับจางหาย บ่อยครั้งที่โยคะถูกมองว่าเป็นเพียงเรื่องของการออกกำลังกาย และการฝึกท่วงท่าต่างๆ ที่เรียกว่า อาสนะ ทั้งที่จริงแล้ว โยคะมีความหมายลึกซึ้งและครอบคลุมกว่านั้นมาก