Кіріспе

Миллиондаған жылдар бойы өлген өсімдіктер мен жануарлардан пайда болған отын.

Қазылған отын – көмір, мұнай және табиғи газ сияқты, Жер қыртысында өлген өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтарынан табиғи жолмен пайда болған көмірсутектер. Ол отын ретінде өндіріліп, тікелей пайдалану үшін (мысалы, тамақ пісіру немесе жылыту үшін), қозғалтқыштарды (мысалы, автокөліктердегі ішкі жану қозғалтқыштарын) қуаттандыру үшін немесе электр энергиясын өндіру үшін жағылады. Кейбір қазылған отындар жаққан алдында керосин, бензин және пропан сияқты туындыларға тазартылады. Қазылған отынның пайда болуы – фотосинтез арқылы пайда болған органикалық молекулаларды қамтитын, көмілген өлген организмдердің қысыммен ыдырауынан туындайды. Бұл материалдардың жоғары көміртекті қазылған отынға айналуы әдетте миллиондаған жылдарға созылатын геологиялық процесті қажет етеді. 2022 жылы әлемдегі бастапқы энергия тұтынуының 80%-дан астамы және оның электр энергиясының 60%-дан астамы қазылған отындардан алынды. Қазылған отындарды кең ауқымда жағу қоршаған ортаға ауыр зиян келтіреді. 2022 жылы адамның қызметінен туындаған парниктік газдар эмиссиясының 70%-дан астамы оларды жағудан шыққан CO2 құрады. Жердегі табиғи процестер, негізінен мұхиттың сіңіруі, осы CO2-нің шағын бөлігін ғана алып тастай алады. Сондықтан атмосферадағы көмірқышқыл газының таза мөлшері жылына миллиардтаған тоннаға артады. Метанның ағып кетуі маңызды болғанымен, қазылған отынды жағу жаһандық жылыну мен мұхиттардың қышқылдануына себеп болатын парниктік газдар эмиссиясының басты көзі болып табылады. Сонымен қатар, ауаның ластануынан болатын өлім-жітімнің көп бөлігі қазылған отынның бөлшектері мен зиянды газдарға байланысты. Бұл әлемдік жалпы ішкі өнімнің 3%-дан астам шығынға әкеледі деп есептеледі.

Климаттық дағдарыс, ластану және қазылған отындардың тудырған басқа да жағымсыз әсерлерінің танылуы олардың қолданылуын тоқтатуға бағытталған кең таралған саяси өзгерістер мен белсенді қозғалысқа алып келді. Қазылған отын индустриясы әлемдік экономикамен тығыз байланысқан және үкімет тарапынан қолдау алатындықтан, бұл ауысудың экономикалық салдары айтарлықтай болады деп күтілуде. Көптеген мүдделі тараптар бұл өзгерістер әділ болуы керек және қазылған отын индустриясының тоқтатылған активтерінен туындаған қоғамдық ауыртпалықтарды шешетін саясатты құру қажет деп санайды. Халықаралық саясат, БҰҰ-ның қолжетімді және таза энергия, сондай-ақ климатқа қатысты шаралар бойынша тұрақты даму мақсаттары мен Париж климаттық келісімі осы ауысуды жаһандық деңгейде жеңілдетуге бағытталған. 2021 жылы Халықаралық Энергия Агенттігі әлемдік экономика мен қоғам климаттың нашарлауының ең нашар салдарынан аулақ болу және климаттың өзгеруін азайту жөніндегі халықаралық мақсаттарға жетуді қаласа, жаңа қазылған отын өндіру жобаларын ашуға болмайды деген қорытындыға келді.

Шығу тегі

Жер қыртысында миллиондаған жылдар бойы жылу мен қысымның әсерінен өлген өсімдіктердің қалдықтарынан пайда болған отынды алғаш рет Андреас Либавий "1597 жылғы "Алхимиясында" (Alchymia), ал кейін Михаил Ломоносов "1757 жылы және әрине 1763 жылы" ұсынды. "Фоссильді отын" термині алғаш рет неміс химигі Каспар Нойманның еңбегінде, 1759 жылы ағылшыл тіліне аудармасында қолданылған. "Оксфорд ағылшын сөздігі" "фоссильді отын" тіркесінде "фоссильді" сөзінің "[қ]азбамен алынған; жерде көмілген" деген мағынаны білдіретінін көрсетеді, бұл мағына 1652 жылға дейін қалыптасқан, ал ағылшыл тіліндегі "фоссиль" сөзі 18 ғасырдың басында ұзақ уақыт бұрын өлген организмдерді білдіретін болды. Миллиондаған жылдар бұрын оттегісіз жағдайда өлген және көп мөлшерде шөгіп қалған судағы фитопланктон мен зоопланктон анаэробтық ыдырау нәтижесінде мұнай мен табиғи газдың пайда болуына себеп болды. Геологиялық уақыт өте келе, бұл органикалық заттар балшықпен араласып, іріктемес шөгінділердің ауыр қабаттарымен көмілді. Соның салдарынан жоғары температура мен қысым органикалық заттардың химиялық құрамын өзгертті, алдымен мұнай кендерінде кездесетін кероген деп аталатын балауыз тәрізді материалға, содан кейін катагенез процесі арқылы, көп жылудың әсерінен сұйық және газ тәрізді көмірсутектерге айналды. Бұл жылумен шақырылған өзгерістерге қарамастан, жану кезінде бөлінетін энергияның бастауы әлі де фотосинтез процесіне байланысты.

Маңыздылық

Қазба отындар адам баласының дамуы үшін маңызды болды, себебі оларды ашық атмосферада жылу өндіру үшін оңай жағуға болады. Торфты отын ретінде пайдалану тарихқа дейінгі кезеңге дейін жетеді. Көмір кейбір ерте пештерде металл кенін балқыту үшін қолданылды, ал мұнай ағып шығу орындарынан алынған жартылай сұйық көмірсутектер де ежелгі заманда жағылды, бірақ олар негізінен су өткізбеу және дене сақтау үшін пайдаланылды. Мұнайды коммерциялық тұрғыда пайдалану 19 ғасырда басталды. Мұнай өндірісінің қосымша өнімі ретінде жағылып тасталатын табиғи газ қазір өте құнды ресурс саналады. Табиғи газ кен орындары гелийдің де негізгі көзі болып табылады. Дәстүрлі шикі мұнайға қарағанда тұтқырлығы жоғары салмақты шикі мұнай және құм мен сазға араласқан битумды құмдар 2000 жылдардың басында қазба отынның маңызды көзіне айнала бастады. Мұнай шайыры және оған ұқсас материалдар – керогенді, жоғары молекулалық салмақты органикалық қосылыстардың күрделі қоспасын қамтитын шөгінді тау жыныстары. Оларды қыздырғанда (пиролиз) синтетикалық шикі мұнай алынады. Қосымша өңдеуден өткізгенде, оларды басқа белгілі қазба отындардың орнына қолдануға болады. 2010 және 2020 жылдары осы ресурстарды пайдалануға инвестициялар азайтылды, себебі олардың көміртегі шығындары оңай өңделетін қорларға қарағанда жоғары болды. 18 ғасырдың екінші жартысына дейін жел және су диірмендері ұн тарту, ағаш кесу немесе су сору сияқты жұмыстар үшін қажетті энергияны қамтамасыз етті, ал ағаш немесе торф үйді жылытуға қолданылды. Бу машиналарында көмірді, ал кейін мұнайды кеңінен пайдалану өнеркәсіптік революцияға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, табиғи газ немесе көмір газымен жарық беретін шамдар да кеңінен қолданыла бастады. Ішкі жану қозғалтқышының ойдағыдай жұмыс істеуі және оны автомобильдер мен жүк көліктерінде пайдалану бензин мен дизель майына деген сұранысты арттырды, екеуі де қазба отындардан жасалған. Көліктің басқа түрлері, мысалы, теміржол және әуе көлігі де қазба отындарды қажет етеді. Қазба отындардың тағы бір маңызды қолданылуы – электр энергиясын өндіру және мұнай-химия өнеркәсібі үшін шикізат ретінде пайдалану. Мұнай өндірісінен қалған қара шайыр жол құрылысында қолданылады. Жасыл революция үшін энергияны тыңайтқыштар (табиғи газ), пестицидтер (мұнай) және көмірсутек отынымен жұмыс істейтін суару жүйелері арқылы қазба отындар қамтамасыз етті. Синтетикалық азот тыңайтқыштарының дамуы әлемдік халық санының өсуіне үлкен үлес қосты. Қазіргі уақытта жер шарындағы халықтың шамамен жартысы синтетикалық азот тыңайтқыштарын пайдаланудың нәтижесінде тамақтанады деп есептеледі. Тыңайтқыштардың бағасын зерттейтін агенттіктің басшысы: «Әлемдегі азық-түліктің 50%-ы тыңайтқыштарға тәуелді» деді.

Қоршаған ортаға әсері

Қазба отынды жағудың бірқатар жағымсыз сыртқы әсерлері бар, олар қоршаған ортаға зиянды әсер етеді, ал оның салдары отынды пайдаланушы адамдардан асып түседі. Бұл әсерлер әртүрлі отын түрлеріне қарай өзгеше болады. Барлық қазба отындарды жағу кезінде шығады, бұл климаттың өзгеруін жылдамдатады. Көмірді, сондай-ақ мұнайды және оның туындыларын жағу атмосферадағы бөлшектердің, түтін мен қышқыл жаңбырдың көбеюіне себеп болады. Климаттың өзгеруіне көбінесе парниктік газдар, мысалы, , және жағу арқылы түсетін шығарындылар ықпал етеді. Әлемнің көп бөлігінде климаттың өзгеруі экожүйелерге теріс әсер етеді. Бұл түрлердің жоғалуына және адамдардың азық-түлік өндіру мүмкіндігінің төмендеуіне, соның салдарынан әлемдегі аштық мәселесінің ушығуына әкеледі. Жалпы температураның үздіксіз өсуі экожүйелер мен адамдарға одан әрі зиян келтіреді; Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы климаттың өзгеруін 21-ші ғасырда адам денсаулығына ең үлкен қауіп деп санайды. Қазба отындарды жағу күкірт және азот қышқылдарын бөліп шығарады, олар қышқыл жаңбыр түрінде жерге түсіп, табиғи аймақтар мен салынған ортаға зиян келтіреді. Мәрмәр мен әктастан жасалған ескерткіштер мен мүсіндерге ерекше қауіп төнеді, себебі қышқылдар кальций карбонатын ерітеді. Қазба отындарда сонымен қатар, негізінен уран мен торий, радиоактивті заттар бар, олар атмосфераға шығарылады. 2000 жылы көмірді жағудан әлем бойынша 12 000 тонна торий және 5 000 тонна уран шығарылды. 1982 жылы АҚШ-тағы көмірді жағу Три Майл Айленд апатынан 155 есе көп радиоактивтілікті атмосфераға шығарғаны есептеледі. Көмірді жағу кезінде көп мөлшерде түптұмсық пен ұшқыш күл де пайда болады. Бұл материалдар түрлі салаларда қолданылады (ұшқыш күлді қайта пайдалану туралы қараңыз), мысалы, АҚШ өндірісінің шамамен 40% осы мақсатқа жұмсалады. Жағудан туындайтын әсерлерден басқа, қазба отындарды өндіру, өңдеу және тасымалдау да қоршаған ортаға әсер етеді. Көмір өндіру әдістері, әсіресе тау басын алып тастау және ашық карьерлік жұмыстар, қоршаған ортаға зиян келтіреді, ал теңіздегі мұнайды бұрғылау су қоршаған ортасына қауіп тудырады. Қазба отын ұңғымаларынан қашқын газ шығарылымдары арқылы метан шығару мүмкіндігі бар. Мұнай өңдеу зауыттары да ауа мен судың ластануын қоса, қоршаған ортаға теріс әсер етеді. Көмір кейде дизельді локомотивтермен тасымалданады, ал шикі мұнай көбінесе танкерлермен тасымалданады, бұл қосымша қазба отынды жағуды қажет етеді. Қазба отынның теріс әсерлерін азайту үшін түрлі шаралар қолға алынуда. Бұл энергияның жаңаруға қабілетті көздерін, мысалы, жаңартылатын энергияны пайдалануды қамтиды. Қоршаған ортаны реттеу осы шығарындыларды шектеу үшін түрлі тәсілдерді қолданады, мысалы, ұшқыш күл сияқты қалдықтарды атмосфераға шығаруға тыйым салатын ережелер.

Аурулар мен өлім-жітім

Қопарылғыш отыннан туындайтын қоршаған ортаның ластануы адамдарға зиян келтіреді, себебі қопарылғыш отынды жағудан пайда болатын бөлшектер мен басқа да ауа ластағыштарын тыныс алғанда ауру мен өлімге алып келеді. Бұл денсаулыққа әсер етулердің ішінде мерзімінен бұрын өлім, жедел респираторлық аурулар, астманың күшеюі, созылмалы бронхит және өкпе функциясының төмендеуі бар. Кедейлер, нашар тамақтанатындар, өте жас және өте егде жастағы адамдар, сондай-ақ бұрыннан респираторлық аурулары мен басқа да денсаулығы нашар адамдар тәуекелге ұшырайды. Қопарылғыш отынға байланысты әлемдегі ауа ластануынан болатын өлім-жітім 8 миллионнан астам адамды (2018 жылғы, әлемдегі бестен бірге жуық өлім), 10,2 миллионды (2019 жылғы) және 5,13 миллион артық өлімді (2023 жылғы, қопарылғыш отынды пайдаланудан туындаған ауаның ластануы) құрады. Барлық энергия көздері белгілі бір зиянды әсерлерге ие болғанымен, деректер көрсетіп тұрғандай, қопарылғыш отын парниктік газдардың ең көп мөлшерін шығарады және адам денсаулығы үшін ең қауіпті. Керісінше, қазіргі заманғы жаңаруға қабілетті энергия көздері адам денсаулығы үшін қауіпсіз және таза болып көрінеді. Еуроодақтағы (EU) тераватт-сағатқа (TWh) шаққандағы апаттар мен ауа ластануынан болатын өлім-жітім көрсеткіштері:

Энергия көзі TWh-қа қарайтын өлім саны (Сан) Парниктік газдар шығарылымы (мың тонна/TWh)
Көмір 24.68 20
Мұнай 18.47 20
Табиғи газ 2.84 90
Биомасса 4.67 8–230
Су энергиясы 0.0234 -
Ядролық энергия 0.073 -
Жел 0.044 -
Күн энергиясы 0.025 -

Деректер көрсеткендей, көмір, мұнай, табиғи газ және биомасса гидроэнергетика, ядролық энергия, жел және күн энергиясына қарағанда жоғары өлім-жітім деңгейіне және парниктік газдардың жоғары шығарылымына себеп болады. Ғалымдар қопарылғыш отын көздерін ядролық энергиямен алмастыру арқылы 1,8 миллион адамның өмірі сақталғанын ұсынады.

Өнеркәсіптік сектор

2019 жылы Сауд Арабиясының Aramco компаниясы биржаға шығып, әлемдегі ең ірі бастапқы акция орналастырудан (IPO) кейін екінші сауда күнінде 2 триллион АҚШ долларына бағаланды.

Экономикалық әсерлері

2018 жылы тас көмірден және басқа да қазба отындардан туындаған ауаның ластануы 2,9 триллион АҚШ долларына бағаланып, бұл әлемдік жалпы ішкі өнімнің (ЖІӨ) 3,3%-ын құрады.