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

กลุ่มดาวคนคู่ (Gemini) หรือดาวฝาแฝด

กลุ่มดาวคนคู่ (Gemini) เป็น 1 ใน 88 กลุ่มดาวสากล (Constellations) ของโลก และเป็นหนึ่งในสมาชิกกลุ่มดาวจักรราศี (Zodiac) บนซีกฟ้าเหนือ หรือที่เรารู้จักกันในนามของ “กลุ่มดาวราศีเมถุน” ครอบคลุมพื้นที่ราว 514 ตารางองศาหรือมีขนาดใหญ่เป็นลำดับที่ 30 ของกลุ่มดาวสากลทั้งหมด กลุ่มดาวคนคู่ยังเป็นกลุ่มดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดกลุ่มหนึ่งในน่านฟ้าโลก โดยสามารถพบเห็นได้ตั้งแต่ในช่วงฤดูหนาวไปจนถึงฤดูใบไม้ผลิของฝั่งซีกโลกเหนือ หรือระหว่างเดือนธันวาคมถึงเดือนพฤษภาคม ขณะที่บนท้องฟ้าฝั่งซีกโลกใต้สามารถพบเห็นกลุ่มดาวคนคู่ได้เช่นเดียวกัน โดยเฉพาะในช่วงฤดูร้อน อ่านเพิ่มเติมเรื่อง การศึกษากลุ่มดาว นอกจากนี้ กลุ่มดาวคนคู่ยังเป็น 1 ใน 48 กลุ่มดาวดั้งเดิมที่ถูกจารึกอยู่ในบันทึกของปโตเลมี (Ptolemy) ในช่วงศตวรรษที่สอง เช่นเดียวกับกลุ่มดาวแมงป่อง (Scorpius) ซึ่งถูกทำการสำรวจมาตั้งแต่ในยุคอารยธรรมแรกเริ่มของมนุษยชาติ เป็นกลุ่มดาวที่ถูกบันทึกอยู่ในคัมภีร์ฤคเวท หรือ “พระเวท” ของอินเดียเมื่อราว 3,500 ปีก่อน โดยทั้งในอารยธรรมตะวันออกและตะวันตก ผู้คนเรียกขานกลุ่มดาวกลุ่มนี้ว่า “ดาวฝาแฝด” (Twins) องค์ประกอบของกลุ่มดาวคนคู่ กลุ่มดาวคนคู่ ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์สุกสว่างหลายสิบดวง เรียงตัวกันจนมีลักษณะคล้ายมนุษย์สองคนจับมือกัน โดยมี “ดาวพอลลักซ์” (Pollux) และ […]

หลักฐานฟอสซิลเผยปริศนาการทวีชนิดพันธุ์สัตว์ยุคแคมเบรียน

ฟอสซิลเก่าแก่อายุ 570 ล้านปี ช่วยไขปริศนาว่า สรรพชีวิตบนโลกพัฒนาอย่างก้าวกระโดด จากจุลชีพแสนเรียบง่าย กลายเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่และสลับซับซ้อนได้อย่างไร

ความหนาแน่น (Density) ของสสาร

ความหนาแน่น (Density) คืออัตราส่วนของมวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร ซึ่งเป็นสมบัติพื้นฐานทางกายภาพของสสาร โดยวัตถุที่มีมวลในหนึ่งหน่วยพื้นที่ที่กำหนดมากเท่าไหร่ ยิ่งแสดงให้เห็นว่าวัตถุดังกล่าวมีความหนาแน่นมากเท่านั้น นอกจากนี้ ความหนาแน่นยังแปรผันตามมวลอะตอม (Atomic Mass) ของธาตุหรือมวลโมเลกุลของสารประกอบอีกด้วย สูตรคำนวณความหนาแน่น ในการคำนวณหาความหนาแน่นของสสารความหนาแน่นมักถูกแสดงผลด้วยสัญลักษณ์ p (โร) ซึ่งเป็นตัวอักษรตัวที่ 17 ในภาษากรีกโดยคำนวณผ่านความสัมพันธ์ระหว่างมวล (Mass) หรือปริมาณเนื้อของสสารที่ถูกบรรจุอยู่ภายในวัตถุต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร (Volume) p = m/v โดยหน่วยของความหนาแน่นที่ผู้คนนิยมใช้กันคือ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3) และกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (g/cm3) และจากสูตรการคำนวณหาความหนาแน่นข้างต้นแสดงให้เห็นว่า ความหนาแน่นนั้นเป็นอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรที่ไม่ได้คำนึงถึงปริมาณของวัตถุหรือสารตั้งต้นทั้งหมดที่มีอยู่ในขณะนั้น ดังนั้น ความหนาแน่นจึงเป็นสมบัติที่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของสสาร (Intensive Property) ซึ่งโดยทั่วไป เราอาจสับสนระหว่างความหนาแน่นกับน้ำหนัก เนื่องจากวัตถุ 2 ชิ้นที่มีปริมาตรเท่ากัน ชิ้นที่มีความหนาแน่นมากกว่ามักมีน้ำหนักที่มากกว่า ซึ่งในความเป็นจริง ความหนาแน่นเป็นความสัมพันธ์ระหว่างมวลต่อปริมาตร จึงไม่สามารถหาข้อสรุปจากการพิจารณามวลหรือปริมาตรของสสารเพียงส่วนเดียว แต่ต้องพิจารณาตัวแปรทั้งสองควบคู่กันไป อ่านเพิ่มเติม : ความหนาแน่นของน้ำ ตารางแสดงความหนาแน่นของสสารทั่วไป สสาร ความหนาแน่น (g/cm3) อากาศ 0.0013 ขนนก […]