Fossiler Brennstoff, ein beliebiger aus einer Klasse von kohlenwasserstoffhaltigen Materialien biologischen Ursprungs, die in der Erdkruste vorkommen und als Energiequelle verwendet werden können.
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Fossile Brennstoffe umfassen Kohle, Erdöl, Erdgas, Ölschiefer, Bitumen, Teersand und Schweröle. Alle enthalten Kohlenstoff und wurden als Ergebnis geologischer Prozesse gebildet, die auf die Überreste organischer Substanz einwirken, die durch Photosynthese erzeugt wurden, ein Prozess, der im archaischen Zeitalter (vor 4, 0 bis 2, 5 Milliarden Jahren) begann. Das meiste kohlenstoffhaltige Material, das vor der Devonischen Periode (vor 419,2 Millionen bis 358,9 Millionen Jahren) vorkam, stammte von Algen und Bakterien, während das meiste kohlenstoffhaltige Material, das während und nach diesem Intervall vorkam, von Pflanzen stammte.
Alle fossilen Brennstoffe können in Luft oder mit Sauerstoff aus Luft verbrannt werden, um Wärme zu erzeugen. Diese Wärme kann direkt verwendet werden, wie im Fall von Heizöfen, oder zur Erzeugung von Dampf verwendet werden, um Generatoren anzutreiben, die Strom liefern können. In wieder anderen Fällen — zum Beispiel Gasturbinen, die in Düsenflugzeugen verwendet werden – dient die Wärme, die durch die Verbrennung eines fossilen Brennstoffs erzeugt wird, dazu, sowohl den Druck als auch die Temperatur der Verbrennungsprodukte zu erhöhen, um Antriebskraft bereitzustellen.
Seit Beginn der industriellen Revolution in Großbritannien in der zweiten Hälfte des 18. Heute liefern sie mehr als 80 Prozent des gesamten Energieverbrauchs der industriell entwickelten Länder der Welt. Obwohl weiterhin neue Lagerstätten entdeckt werden, sind die Reserven der wichtigsten fossilen Brennstoffe, die auf der Erde verbleiben, begrenzt. Die Mengen fossiler Brennstoffe, die wirtschaftlich zurückgewonnen werden können, sind schwer abzuschätzen, vor allem aufgrund sich ändernder Verbrauchsraten und zukünftiger Werte sowie technologischer Entwicklungen. Fortschritte in der Technologie – wie Hydraulic Fracturing (Fracking), Drehbohrungen und Richtungsbohrungen — haben es ermöglicht, kleinere und schwer zu beschaffende Lagerstätten fossiler Brennstoffe zu vernünftigen Kosten zu fördern und dadurch die Menge an gewinnbarem Material zu erhöhen. Darüber hinaus verlagerten sich einige erdölproduzierende Unternehmen mit zunehmender Erschöpfung der förderbaren Vorräte an konventionellem (leichtem bis mittlerem) Öl auf die Gewinnung von Schweröl sowie von flüssigem Erdöl aus Teersanden und Ölschiefern. Siehe auch Kohlebergbau; Erdölproduktion.
Eines der wichtigsten Nebenprodukte der Verbrennung fossiler Brennstoffe ist Kohlendioxid (CO2). Die ständig zunehmende Verwendung fossiler Brennstoffe in Industrie, Verkehr und Bauwesen hat der Erdatmosphäre große Mengen CO2 zugesetzt. Die atmosphärischen CO2-Konzentrationen schwankten zwischen 275 und 290 Volumenteilen (ppmv) trockener Luft zwischen 1000 n. Chr. und dem späten 18.Jahrhundert, stiegen jedoch 1959 auf 316 ppmv und 2018 auf 412 ppmv. CO2 verhält sich wie ein Treibhausgas — das heißt, es absorbiert Infrarotstrahlung (Nettowärmeenergie), die von der Erdoberfläche emittiert wird, und strahlt sie zurück an die Oberfläche. Somit ist der erhebliche CO2-Anstieg in der Atmosphäre ein wesentlicher Faktor für die vom Menschen verursachte globale Erwärmung. Methan (CH4), ein weiteres starkes Treibhausgas, ist der Hauptbestandteil von Erdgas, und die CH4-Konzentrationen in der Erdatmosphäre stiegen von 722 Teilen pro Milliarde (ppb) vor 1750 auf 1.859 ppb bis 2018. Um Sorgen über steigende Treibhausgaskonzentrationen entgegenzuwirken und ihren Energiemix zu diversifizieren, haben viele Länder versucht, ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen durch die Entwicklung erneuerbarer Energiequellen (wie Wind, Sonne, Wasserkraft, Gezeiten, Geothermie und Biokraftstoffe) zu verringern und gleichzeitig die mechanische Effizienz von Motoren und anderen Technologien, die auf fossile Brennstoffe angewiesen sind, zu erhöhen.
