Brandstowwe

Alle masjiene in ons moderne tyd benodig energie om te kan werk. Ongeveer 90% van dié energie word verkry deur die verbranding van fossielbrandstowwe. Fossielbrandstowwe sluit petroleum (olie), steenkool en natuurlike gas in. Dit word fossielbrandstowwe genoem omdat dit, net soos fossiele, die oorblyfsels is van organismes wat baie lank gelede geleef het. Organismes is plante, diere en ander lewende dinge. ¹

Fossielbrandstowwe het miljoene jare gelede op die aarde ontstaan. Dooie organismes het in modder en rots ingesink en met die verloop van tyd het baie lae rots opgebou. Onder hoë druk en temperatuur het die oorblyfsels van die organismes stadigaan van vorm verander en verskillende soorte fossielbrandstowwe gevorm. Steenkool kom van plante af en petroleum en aardgas kom hoofsaaklik van mikroskopiese see-organismes soos alge.

Fossielbrandstowwe het baie gebruike. Kragstasies gebruik fossielbrandstowwe om elektrisiteit op te wek. Mense verhit hul huise en ander geboue deur fossielbrandstowwe te verbrand. Petrol, ’n produk van petroleum, word weer in motors en ander soorte gemotoriseerde toerusting gebruik.

Baie lande produseer fossielbrandstowwe. Die grootste produsente van petroleum is die VSA en Saoedi-Arabië. Rusland het op sy beurt die grootste hoeveelheid aardgas. Belangrike steenkoolproduserende lande sluit in die VSA en China. Die VSA gebruik meer fossielbrandstowwe as enige ander land.

Sedert die laat 1700’s het mense begin om fossielbrandstowwe al hoe vinniger te gebruik. Die planeet se hoeveelheid fossielbrandstowwe is egter beperk en daarom word fossielbrandstowwe as niehernubare hulpbronne geklassifiseer.  Sodra dit opgebruik is, sal dit vir ewig weg wees – dit sal nie in ons leeftyd weer kan vorm nie.

Die gebruik van fossielbrandstowwe benadeel die omgewing. Wanneer petroleum en steenkool verbrand, stel dit skadelike gasse vry. Hierdie gasse reageer met vog en word suurreën, ’n gevaarlike vorm van besoedeling. Verbranding van fossielbrandstowwe verhoog ook die temperatuur van die aarde se atmosfeer omdat dit koolstofdioksied (CO₂) vrystel. Hierdie opwarming, wat die kweekhuiseffek genoem word, kan skadelik wees vir lewende organismes.

Om hierdie redes het wetenskaplikes en ingenieurs nuwe maniere ontwikkel om krag op te wek sonder om fossielbrandstowwe te gebruik. Sommige motors word byvoorbeeld nou aangedryf deur elektrisiteit pleks van brandstof soos petrol. Huise kan deur sonlig verhit word. Sommige kragstasies wek elektrisiteit op met kernenergie, waterkrag of windkrag.

Verskillende vorms van brandstof

Brandstowwe kom hoofsaaklik voor as vaste stowwe, vloeistowwe of gasse.

Vaste brandstowwe

Hout

Hout en ander organiese stowwe soos mis en strooi word veral in onderontwikkelde of ontwikkelende gebiede gebruik. Hout is egter te waardevol as ’n boumateriaal en word daarom nie op groot skaal vir verbranding gebruik nie.

Houtskool

Houtskool word gemaak deur hout in oonde te verhit om die gasse en vog te verwyder. As brandstof word dit min gebruik – gewoonlik net in sekere chemiese prosesse en vir braaivleisvure.

Turf

Turf (veen) bestaan uit plantaardige materiaal wat nog nie steenkool geword het nie. Dit het ʼn taamlik hoë voggehalte of -inhoud en sy verbrandingswaarde is laag. Droë turfsooie word in lande soos Ierland vir huishoudelike stowe en verwarming gebruik.

Steenkool

Steenkool is een van die wêreld se waardevolste en volopste brandstowwe. Bruinkool (ligniet) en antrasiet behoort tot dieselfde familie as steenkool. Bruinkool, die jongste van die drie, is gedurende ʼn later geologiese tydperk as steenkool gevorm. Dit bevat ook baie vog. Antrasiet is ʼn baie harde soort steenkool wat heelwat meer hitte as die ander twee afgee.

Omdat Suid-Afrika nie ryk oliebronne het nie, het die klem van ons navorsing op die moontlikhede van steenkool geval. Op hierdie gebied het Suid-Afrikaners baanbrekerswerk gedoen en die reusagtige Sasol-installasies, waar olie uit steenkool vervaardig word, is ʼn bewys hiervan. Ons kragsentrales vir die opwekking van elektrisiteit is ook van steenkool afhanklik. Die verwerking van die steenkool by Sasol lewer ʼn groot aantal neweprodukte wat in onder meer gas, plastiek, misstowwe en teer omgesit word.

Twee nadele van steenkool is dat dit moeilik is om te vervoer (olie kan maklik oor groot afstande deur middel van pypleidings vervoer word) en die as moet ná verbranding verwyder word. Die aanlê van spoorlyne is ’n integrale deel in die oprigting van ’n steenkoolmyn en -kragsentrale. Steenkool word algemeen met treine vervoer van waar dit ontgin word na waar die kragsentrale geleë is.

Vloeibare brandstowwe

Aardolie

Aardolie is ʼn ryk mengsel van ʼn hele reeks swaar en ligte koolwaterstowwe. In raffinaderye word hierdie mengsel deur fraksionele distillasie geskei om ʼn groot aantal produkte, soos petrol, diesel en ligte en swaar olies, te lewer. Aardolie is eeue lank al aan die mensdom bekend. Etlike eeue voor Christus het die Chinese gate in die grond geboor om dié olie te bekom. In vergelyking met vandag, was die gebruike daarvan beperk – dit is meestal in lampe gebruik. Gedurende die 19de eeu het mense die moontlikhede van aardolie begin raaksien. Namate nuwe gebruike daarvoor gevind is, het die koorsagtige (groot) gesoek na olie begin.

Petrol, dieselolie en paraffien (keroseen)

Dit is die algemeenste vloeibare brandstowwe wat jaarliks in groot hoeveelhede vir vervoer, landbou, industriële en militêre doeleindes gebruik word. Paraffien word in huishoudelike toestelle soos lampe, primusstofies en verwarmers gebruik, maar veral ook as brandstof vir straalvliegtuie, waarvoor dit net minder geraffineer word. Dieselolie is ʼn ligte olie. Die swaar olies, soos stookolie, word vir kragsentrales, industriële doeleindes en skeepsvaart gebruik. Sommige groot skepe se masjiene word regstreeks daarmee gestook.

Etanol

Etanol is ʼn alkohol wat uit die gisting van plante, byvoorbeeld mielies, verkry word. Etanol se moontlikhede as brandstof geniet al hoe meer aandag namate olie skaarser en duurder word.

Gasbrandstowwe

Aardgas

Dit is ʼn natuurlike gas wat op groot skaal gebruik word. Soos aardolie, is dit diep onder die grond gevorm. Dit word deur middel van pypleidings direk van die bron na stede en dorpe gepomp. Aardgas is ʼn ideale brandstof, want dit het geen verwerking nodig nie, die verbrandingswaarde is twee keer hoër as dié van ander gasse, dit vervoer maklik en as dit brand, word feitlik geen afvalstowwe gevorm nie. Die enigste probleem is om dit te berg, want dan moet dit tot ʼn baie lae temperatuur afgekoel word.

VP-gas (vloeibare petroleumgas)

Dit bestaan gewoonlik uit propaan en butaan (baie ligte koolwaterstowwe) wat uit aardgas verkry word. Die VP-gas word onder hoë druk in silinders geberg, gereed vir huishoudelike gebruik of kampering. Bunsenbranders wat in laboratoriums gebruik word, word met hierdie gas aangedryf.

Ander soorte brandstowwe

Chemiese brandstowwe

Chemiese brandstowwe word vervaardig vir vuurpyle. Solank hulle in die atmosfeer om die aarde beweeg, is die suurstof in die lug beskikbaar om die ontbrandingsproses aan die gang te hou, maar sodra die vuurpyl die ruimte inskiet, moet dit sy eie suurstof saamdra. Omdat suurstof in gasvorm te veel ruimte beslaan, word dit aansienlik afgekoel totdat dit ’n vloeistof word. Soms word ʼn oksideerder (soos salpetersuur, HNO₃) gebruik. Vaste chemiese brandstowwe is ook al ontwikkel – dit het die voordeel dat dit nie gedurig by ʼn baie lae temperatuur gehou hoef te word nie.

Kernbrandstowwe

Kernbrandstowwe soos uraan, torium en plutonium (by die kernsplytingsproses) en waterstof in litium (kernfusie) lewer ontsaglike hoeveelhede energie. Omdat daar nog heelwat gevare en probleme aan kernkrag verbonde is, word pogings aangewend om alternatiewe vorms van energieverskaffing te vind. Twee voordele van kernbrandstowwe is dat dit nie kweekhuisgasse vrystel nie en ’n klein hoeveelheid daarvan wek baie meer energie op as fossielbrandstowwe.

Sowat 1 kg uraan wek dieselfde hoeveelheid energie op as ongeveer 3 000 000 kg steenkool. Die grootste nadeel van kernbrandstowwe is die veilige bewaring van die radio-aktiewe afvalstowwe wat honderde jare neem om chemies af te breek tot onskadelike stowwe. Radio-aktiewe afvalstowwe wat uitlek, kan mense, plante en diere in die nabye omgewing asook etlike honderde kilometers verder, siek en selfs doodmaak.

Gaan lees gerus oor die Chernobyl-ramp wat in April 1986 plaasgevind het toe ’n kernreaktor in dié dorpie ontplof het.

Woordbank

brandstof	Enige stof wat geskik is vir verbranding, veral petrol.
energie	Krag wat beweging/handeling veroorsaak;krag wat gebruik word om hitte op te wek en masjiene in werking te hou.
fossielbrandstowwe	Natuurlike soort brandstof soos steenkool/gas wat in die geologiese verlede uit die oorblyfsels van lewende organismes gevorm is.
kernkrag	Krag/energie wat vrygestel word wanneer ‘n atoom gesplyt word; kernenergie.
neweprodukte	Artikel wat ontstaan by die vervaardiging van ‘n ander, belangriker artikel.
radio-aktiewe	Eienskap van sommige elemente, bv. radium, uranium, torium en hul produkte, om spontaan alfa- en betastrale en soms ook gammastrale uit te stuur deur die disintegrasie van kernatome.

Lees hierdie artikels om nog meer te leer

• Interessante fossielbrandstoffeite
• ’n Verduideliking van fossielbrandstowwe
• Fossielbrandstowwe en klimaatsverandering
• Fossielbrandstowwe

Kyk na hierdie video’s om nog meer te leer

Fossielbrandstowwe vir kinders

Niehernubare energiebronne – soorte energie

Wat is fossielbrandstowwe?