Un combustible fósil es aquel que procede de la biomasa producida en eras pasadas, que ha sufrido enterramiento y tras él, procesos de transformación, por aumento de presión y temperatura, hasta la formación de sustancias de gran contenido energético, como el carbón, el petróleo, o el gas natural. Al no ser energía renovable, no se considera como energía de la biomasa, aunque su origen sea orgánico o de biomasa.Mann, Paul; Lisa Gahagan y Mark B. Gordon, «Tectonic setting of the world's giant oil and gas fields.» En Michel T. Halbouty (ed.) Giant Oil and Gas Fields of the Decade, 1990–1999, Tulsa, Okla.: American Association of Petroleum Geologists, p. 50. Consultado el 22 de junio de 2009. Los combustibles fósiles se utilizan en el transporte, la generación de electricidad, el aire acondicionado y la calefacción, la agricultura, la cocina y la fabricación de plásticos.
En 2022, más del 80% del consumo de energía primaria en el mundo y más del 60% de su suministro de electricidad procedían de combustibles fósiles. La quema a gran escala de combustibles fósiles causa graves daños ambientales, ya que las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de los combustibles fósiles son la principal causa del calentamiento global. En 2023 las emisiones alcanzaron un máximo histórico, lo que implica un compromiso prolongado con el aumento de las temperaturas globales en los próximos años. En particular, la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera ha registrado un ritmo sin precedentes: en los últimos veinte años, sus niveles han aumentado más de un 10 %, marcando el crecimiento más rápido observado en la historia de la humanidad.
El reconocimiento de la crisis climática, la contaminación y otros efectos negativos causados por los combustibles fósiles ha dado lugar a una transición política generalizada y a un movimiento activista centrado en poner fin a su uso en favor de las energías renovables y sostenibles. Dado que la industria de los combustibles fósiles está tan integrada en la economía mundial y está tan subvencionada, se espera que esta transición tenga importantes repercusiones económicas. A nivel global, los subsidios a los combustibles fósiles totalizaron alrededor de 1,5 billones de dólares en 2022 según una definición restringida. Los subsidios a los combustibles fósiles superan ampliamente los subsidios que reciben las energías renovables. Muchos de estos subsidios se obtienen gracias al grupo de cabildeo de los combustibles fósiles, que incluye a representantes a sueldo de empresas dedicadas a la industria de los combustibles fósiles (petróleo, gas, carbón), así como a industrias relacionadas como la química, los plásticos, la aviación y otros medios de transporte.
Primera fuente actual de energía miniatura|Fuentes de energía primaria en el mundo en 2006 La Energy Information Administration estimó en 2006 que las principales fuentes primarias de energía en el mundo eran: el petróleo en un 35,9 %, el carbón en un 27,4 % y el gas natural en un 22,8 %. Por lo tanto, con un 86 %, los combustibles fósiles son la fuente de energía principal al mundo. Se pueden usar directamente o bien en centrales térmicas, para obtener electricidad. Algunos combustibles no fósiles utilizados en el mundo como energías primarias en 2006 son la energía hidroeléctrica (6,3 %), considerada energía renovable, la energía nuclear (5,9 %) y en menor grado las energías solar, eólica, geotérmica, etc., que solo suman un 1,0 % de la producción mundial total.
La tendencia actual parece de usarlas cada vez más, al menos mientras sea posible. Por ejemplo, en los diez años comprendidos entre 1996 y 2006 la producción mundial de combustibles fósiles aumentó una media del 26 %, más que la nuclear (16 %) y la hidroeléctrica (20 %).
Origen Los combustibles fósiles se formaron por la descomposición anaeróbica de los restos de organismos que se depositaron al fondo del mar o de un lago en grandes cantidades bajo condiciones anóxicas, hace millones de años. Con el paso del tiempo, esta materia orgánica, mezclada con barro, se enterró bajo capas pesantes de sedimentos. Estas capas provocaron niveles altos de presión (unos cien millones de pascales) y temperatura (de centenares de grados Celsius)"Fossil Fuels". MSN Encarta. [Accedido el 3 de junio del 2009] e hicieron que la materia orgánica se alterara químicamente: primero a un material ceroso llamado queroseno, cuando la temperatura era de unos 50°C; después, a unos 100°C, en petróleo; y finalmente, con 120-150°C, se formó el gas natural.Oil formation. Sciencelearn Hub. [Accedido el 3 de junio de 2009]
El carbón se formó a partir de plantas (mayoritariamente árboles) terrestres que vivían en zonas pantanoas o junto al mar, que quedaron enterradas bajo capas de sedimentos. Esta materia orgánica era rica en oxígeno, hidrógeno y carbono.Coal Formation. MSN Encarta. [Accedido el 3 de junio del 2009] La mayoría de los yacimientos de carbón datan del Carbonífero.
Los combustibles fósiles requirieron de una enorme cantidad de materia orgánica y de tiempo para generarse, así como las altísimas presiones ya mencionadas. Por ejemplo: Un litro de gasolina normal es el resultado acumulado de unas 23,5 toneladas de material orgánico antiguo depositado al fondo del océano. El combustible fósil total consumido el año 1997 era el equivalente de toda la materia vegetal que creció en la superficie de la Tierra y en todos los océanos a lo largo de 422 años.
Tipos de combustibles fósiles
Los combustibles fósiles son cuatro: petróleo, carbón, gas natural y gas licuado del petróleo. Se han formado a partir de la acumulación de grandes cantidades de restos orgánicos provenientes de plantas y de animales. Sus restos se acumularon en depresiones como fondos marinos o lacustres, donde quedaron fuera del alcance de los microorganismos descomponedores aerobios. Allí fueron cubiertos por capas de sedimento. La presión y la temperatura crecientes transforman progresivamente esos restos orgánicos en petróleo, carbón y gas, que pueden permanecer in situ o migrar a través de las rocas, separarse, acumularse o incluso escapar a la atmósfera.
Los combustibles fósiles son recursos no renovables, ya que al contrario que otros recursos de origen biológico, como la leña, el carbón vegetal, el biodiésel, no se pueden reponer a corto plazo. La quema de grandes cantidades de reservas de combustibles fósiles no es consistente con limitar el calentamiento global a dos grados centígrados.
Petróleo
thumb|90px|Botella de petróleo
El petróleo es un líquido oleoso compuesto de carbono e hidrógeno en distintas proporciones. Se encuentra en profundidades que varían entre los 600 y los 5000 metros. Este recurso ha sido usado por el ser humano desde la Antigüedad: los egipcios usaban petróleo en la conservación de las momias, y los romanos, de combustible para el alumbrado.
El petróleo y sus derivados tienen múltiples y variadas aplicaciones. Además de ser un combustible de primer orden, también constituye una materia prima fundamental en la industria, pues a partir del petróleo se pueden elaborar fibras, caucho artificial, plásticos, jabones, asfalto, tintas de imprenta, caucho para la fabricación de neumáticos, nafta, gasolina y un sinnúmero de productos que abarcan casi todos campos de la industria.
Es un tipo de combustible fósil líquido y viscoso que proviene de materia orgánica acumulada durante millones de años.L'energia Generalidad de Cataluña, departamento de Enseñanza y ICAEN. Edicions i Serveis Escolars Domènech SA, diciembre de 1999 Se cree que se formó hace unos cincuenta millones de años después de que el plancton quedara cubierto por diferentes materiales sedimentarios y a una cierta presión y temperatura y por la acción de microorganismos hasta formarse el petróleo. El que se obtiene directamente del yacimiento es el que se denomina petróleo crudo. Para poder utilizar la energía que aporta tiene que pasar por un proceso de transformación, llamado refinamiento.
El refinado del petróleo tiene lugar en las refinerías de petróleo, también llamadas refinerías. Antes que nada hay que limpiar el petróleo crudo antes de que sea conducido a las unidades de fraccionamiento. Una vez limpiado de los restos de agua y arena, empieza el proceso de destilación fraccionada a dos columnas de fraccionamiento, una a presión atmosférica y otra al vacío, que pueden llegar a medir cincuenta metros de altura. El crudo se calienta a unos 320-340°C y se convierte en gas, este va subiendo por la columna a medida que los diferentes componentes llegan a su punto de ebullición y según van subiendo se van enfriando y condensando a diferentes niveles (platillos).
Una vez condensados se van recogiendo, por orden, los siguientes productos: butano y otros gases licuados del petróleo (GLP), gasolina, queroseno, gasóleo y subproductos utilizados para fabricar fuel, aceites lubricantes y alquitrán. Otros procesos típicos del petróleo son el cracking, para cortar las cadenas de hidrocarburos en otros más pequeñas y con el cual se produce el gas ciudad, por ejemplo; la polimerización, que, al contrario, transforma las cadenas cortas en largas, uniéndolas; el reforming, para modificar las características de las gasolinas; etc.
Carbón
thumb|El carbón se utiliza como combustible en las centrales termoeléctricas
El carbón es un mineral que se ha formado a partir de restos vegetales, de distinto origen según la época geológica en la que crecieron. Esos restos, sepultados por sedimentos y sometidos sucesivamente a condiciones de anoxia, y a la presión y temperatura crecientes, se transformaron en los diversos minerales, llamado macerales que forman los carbones. Aunque la mayoría de carbones explotables provienen de los restos de helechos arborescentes que crecían durante el Carbonífero o de las gimnospermas que crecieron durante el Cretácico, —que son los dos períodos geológicos con mayor cantidad de yacimientos—, se encuentran carbones en formaciones depositadas durante todos los períodos geológicos, a partir del Devónico.
La importancia del carbón radica en su capacidad calorífica, que permite su uso como combustible, y en la posibilidad de obtener de él materias primas para la industria carboquímica, que posteriormente pueden utilizarse en la elaboración de otros artículos. Las primeras máquinas de vapor usadas en barcos, trenes y maquinaria industrial se movieron gracias a la energía que suministraba a este material. Posteriormente fue desplazado por el petróleo, pero continúa siendo materia prima para obtener de él productos para la elaboración de plástico, colorantes, perfumes y aceites.
Gas natural
El gas natural está compuesto principalmente por metano, un compuesto químico formado por átomos de carbono e hidrógeno. Se encuentra bajo tierra, habitualmente en los mismos yacimientos en los que se almacena petróleo. Se extrae mediante tuberías, y se almacena directamente en grandes contenedores de aluminio. Luego se distribuye a los usuarios a través de gasoductos. Es inodoro e incoloro, por lo que antes de distribuirlo se mezcla con metilmercaptano, una sustancia que le da un fuerte y desagradable olor. De este modo, es fácil detectar cualquier escape de gas.
Uno de los procesos más importantes al que se somete el gas natural es la odorización, al cual se le añaden una serie de aditivos que le dan olor para hacer evidentes y facilitar la localización de los escapes. El gas natural se puede usar para generar electricidad y especialmente en tecnologías de alto rendimiento, como son los ciclos combinados; también en el sector de la refrigeración; y como combustible de autobuses urbanos, coches, barcos, etc.; como combustible de gasodomésticos: lavadoras, lavavajillas, etc.; para obtener calor doméstico: horno, calefacción, calentamiento de agua sanitaria, etc.; o como materia prima para la producción industrial.