Combustible fósil, cualquiera de una clase de materiales que contienen hidrocarburos de origen biológico que se encuentran dentro de la corteza terrestre y que pueden usarse como fuente de energía.
Los combustibles fósiles incluyen carbón, petróleo, gas natural, esquistos bituminosos, betunes, arenas bituminosas y aceites pesados. Todos contienen carbono y se formaron como resultado de procesos geológicos que actúan sobre los restos de materia orgánica producidos por la fotosíntesis, un proceso que comenzó en el Eón Arqueo (hace 4,0 mil millones a 2,5 mil millones de años). La mayor parte del material carbonoso que se produjo antes del Período Devónico (hace 419,2 millones a 358,9 millones de años) se derivó de algas y bacterias, mientras que la mayor parte del material carbonoso que se produjo durante y después de ese intervalo se derivó de plantas.
Todos los combustibles fósiles se pueden quemar en el aire o con oxígeno derivado del aire para proporcionar calor. Este calor se puede emplear directamente, como en el caso de los hornos domésticos, o se puede utilizar para producir vapor para impulsar generadores que pueden suministrar electricidad. En otros casos, por ejemplo, las turbinas de gas utilizadas en aviones a reacción, el calor producido por la quema de un combustible fósil sirve para aumentar tanto la presión como la temperatura de los productos de combustión para proporcionar energía motriz.
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Desde el comienzo de la Revolución Industrial en Gran Bretaña en la segunda mitad del siglo 18, los combustibles fósiles han sido consumidos en un ritmo cada vez mayor. Hoy en día suministran más del 80 por ciento de toda la energía consumida por los países desarrollados industrialmente del mundo. Aunque se siguen descubriendo nuevos yacimientos, las reservas de los principales combustibles fósiles que quedan en la Tierra son limitadas. Las cantidades de combustibles fósiles que pueden recuperarse económicamente son difíciles de estimar, en gran medida debido a los cambios en las tasas de consumo y el valor futuro, así como a los avances tecnológicos. Los avances tecnológicos, como la fracturación hidráulica (fracking), la perforación rotativa y la perforación direccional, han hecho posible extraer depósitos de combustibles fósiles más pequeños y difíciles de obtener a un costo razonable, aumentando así la cantidad de material recuperable. Además, a medida que se agotaron los suministros recuperables de petróleo convencional (ligero a mediano), algunas empresas productoras de petróleo pasaron a extraer petróleo pesado, así como petróleo líquido extraído de arenas bituminosas y esquistos bituminosos. Véase también minería de carbón; producción de petróleo.
Uno de los principales subproductos de la combustión de combustibles fósiles es el dióxido de carbono (CO2). El uso cada vez mayor de combustibles fósiles en la industria, el transporte y la construcción ha agregado grandes cantidades de CO2 a la atmósfera de la Tierra. Las concentraciones atmosféricas de CO2 fluctuaron entre 275 y 290 partes por millón en volumen (ppmv) de aire seco entre el año 1000 d.c. y finales del siglo XVIII, pero aumentaron a 316 ppmv en 1959 y aumentaron a 412 ppmv en 2018. El CO2 se comporta como un gas de efecto invernadero, es decir, absorbe la radiación infrarroja (energía térmica neta) emitida desde la superficie de la Tierra y la vuelve a irradiar a la superficie. Por lo tanto, el aumento sustancial de CO2 en la atmósfera es un factor importante que contribuye al calentamiento global inducido por el hombre. El metano (CH4), otro potente gas de efecto invernadero, es el principal componente del gas natural, y las concentraciones de CH4 en la atmósfera de la Tierra aumentaron de 722 partes por mil millones (ppb) antes de 1750 a 1,859 ppb en 2018. Para contrarrestar las preocupaciones sobre el aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero y diversificar su combinación energética, muchos países han tratado de reducir su dependencia de los combustibles fósiles mediante el desarrollo de fuentes de energía renovable (como la eólica, la solar, la hidroeléctrica, la mareomotriz, la geotérmica y los biocombustibles) y, al mismo tiempo, aumentar la eficiencia mecánica de los motores y otras tecnologías que dependen de los combustibles fósiles.