8.3. Kütused
on ained, mille põletamisel eraldub palju energiat (enamasti soojusena), ning mida seetõttu kasutatakse energiaallikatena. Kütusena võib käsitleda kõiki ühendeid, mille koostises on mõni küllaltki madala oksüdatsiooniastmega element, mis saab kergesti oksüdeeruda ja nii üle minna kõrgemale oksüdatsiooniastmele. Igapäevaelus kasutatavates kütustes on salvestunud keemiline energia, mida on suhteliselt lihtne meile sobival ajal ja koguses kasutada. Erinevaid kütuseid on palju ja mõnedega neist saad tutvust teha järgneva video abil.
Allikas: https://youtu.be/zE8UiwMe1o8
Kütteväärtus
Nagu juba ülalpool mainitud, on võimalik põletada kõiki süsinikku sisaldavaid ühendeid, milles süsiniku o.a on madalam kui IV, kuid reaalselt leiavad siiski kütustena kasutust sellised ühendid, mille on piisavalt suur. Kütteväärtus näitab, kui palju soojusenergiat annab kindel kogus kütust täielikul põlemisel.
Kütteväärtus sõltub
- kütuses sisalduva süsiniku o.a-st: mida madalam on süsiniku o.a, seda suurem on kütteväärtus;
- kütuse vesinikusisaldusest: mida suurem vesinikusisaldus, seda kõrgem on kütteväärtus;
- kütuse leiukohast, niiskusesisaldusest, lisanditest jne.
Näiteks põlevkivi kütteväärtus on 5…12 MJ/kg, puidu kütteväärtus on põlevkivi omale ligilähedane 7…13 MJ/kg, kuid näiteks maagaasi kütteväärtus on kordades kõrgem 45…50 MJ/kg.
Kütuste liigitamine
Kütuseid saab liigitada, lähtudes nende olekust: gaasilised, vedelad ja tahked kütused.
Gaasilised kütused on näiteks maagaas ja biogaas. Maagaas on looduslik kütus, mida saadakse puuraukudest või nafta tootmisel kõrvalproduktina. Biogaasi saab toota näiteks sõnnikust või rohelisest biomassist anaeroobsel käärimisel. Gaasilisi kütuseid on kõige mugavam kasutada ning nende transportimine torude kaudu on samuti lihtne. Gaasilised kütused põlevad täielikult.
Vedelad kütused on näiteks nafta ning sellest toodetavad bensiin ja diislikütus, aga ka bioetanool. Nafta on looduslik kütus, mida saadakse puuraukudest ning temast saab omakorda toota paljusid teisi kütustena kasutatavaid aineid (bensiini, diislikütust) ning samuti kasutatakse väga paljusid nafta destilleerimisel saadud aineid keemiatööstuses, et sünteesida nendest erinevaid saadusi. Bensiin ja diislikütus on aga juba tehiskütused, kuna nende korral on looduslikku kütust ehk naftat töödeldud. Bioetanool on tehiskütus, mida valmistatakse looduslikust toorainest, näiteks heinast, suhkruroost või metsatööstuse jääkidest. Vedelkütuste kasutamine on samuti mugav ning neid transporditakse torude kaudu või tankerite abil. Vedelkütused koosnevad peamiselt põlevatest ainetest ning sisaldavad minimaalsel hulgal mittepõlevaid tahkeid lisandeid.
Tahked kütused on näiteks põlevkivi, puit ja koks. Põlevkivi on looduslik tahke kütus, mis koosneb mittetäielikult lagunenud orgaanilistest ainetest ja mineraalidest. Eestis kasutatakse põlevkivi Narva elektrijaamas elektri tootmiseks. Puit on looduslik tahke kütus, mida saadakse metsade majandamisel. Koks kuulub tahkete tehiskütuste hulka, ta sisaldab süsinikku ja tuhka ning teda saadakse kivisöest või põlevkivist nende kuumutamisel. Tahked kütused ei põle täielikult, kuna hapnik ei pääse põlemisel kogu põlevale ainele ligi ning tahked kütused sisaldavad alati ka anorgaanilisi lisandeid, mis ei põle. Seetõttu tekib tahkete kütuste põletamisel alati jääke.
Veel saame kütuseid jaotada taastuvateks ja taastumatuteks. on sellised kütused, mis tekivad aastate või aastakümnetega ehk nad on hiljuti tekkinud ja neid tekib ka pidevalt juurde. Üks kõige kasutatavam taastuv kütus on puit. on kütused, mille tekkeks kulub miljoneid aastaid ning seetõttu vähenevad nende varud tarbimisel pidevalt. Taastumatud kütused on tekkinud ammu elanud loomade ja taimede jäänustest ja selliste kütustena saab tuua näiteks nafta, kivisöe ja maagaasi.
Tänapäeval, kui taastumatute kütuste varud hakkavad otsa lõppema ja nii nende kaevandamine kui ka kasutamine energia tootmiseks tekitavad keskkonnaprobleeme, on hakatud aina rohkem tähelepanu pöörama alternatiivsetele energiaallikatele nagu näiteks tuule- või päikeseenergia. Mõlemad nimetatud on taastuvad energiaallikad ning energeetikavaldkond liigub aina jõulisemalt selles suunas, et asendada taastumatud kütused taastuvenergiaallikatega.
