Süsinikuühendid kütusena

Näiteks toodetakse soojus­elektri­jaamades kütustest (põlevkivi, kivisüsi jms) elektri­energiat. Kütuseid kasutatakse ka elamute soojendamiseks, toidu valmistamiseks, masinate ja transpordi­vahendite mootorites, tööstuses jm. Saadavat soojushulka iseloomustab kütteväärtus.

Kütustena saab kasutada ainet, mis sisaldab mõnd üsna madala oksüdatsiooni­astmega aatomit. Selline aatom on redutseerija, see tähendab, et see saab elektrone ära anda ehk oksüdeeruda. Oksüdeerumise käigus muutub aatomi oksüdatsiooniaste kõrgemaks (vt ka 8. klassi keemia teemat „4.6. Oksüdeerumine ja oksüdatsiooniaste“). Väga head kütused on süsiniku­ühenditel põhinevad kütused. Süsiniku madalaim oksüdatsiooni­aste ühendites on –IV ja kõrgeim IV. 

Näiteks metaan (süsiniku o-a –IV) on väga suure kütte­väärtusega kütus. Täieliku põlemise käigus tekib metaanist süsinik­dioksiid (süsiniku o-a IV) ja vesi ning eraldub palju soojust.

$\stackrel{\mathbf{-}\mathbf{IV}}{\mathbf{C}}{\mathbf{H}}_{\mathbf{4}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{2}{\mathbf{O}}_{\mathbf{2}}\mathbf{ }\mathbf{\to }\mathbf{ }\stackrel{\mathbf{IV}}{\mathbf{C}}{\mathbf{O}}_{\mathbf{2}}\mathbf{ }\mathbf{+}\mathbf{ }{\mathbf{H}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}$

Etaani (süsiniku keskmine o-a on –III) täieliku põlemise käigus tekib samuti CO₂ ja eraldub soojust, ent selle kütte­väärtus on mõne­võrra madalam. Kivisöe, puidu ja põlevkivi koostis on keeruline ja süsiniku keskmist oksüdatsiooniastet on raske määrata. Sellegipoolest on madala o-a-ga süsiniku sisaldus neis kütustes väga suur ja need on head energiaallikad.

Süsinikuühenditel põhinevad kütused on inimkonda teeninud aasta­tuhandeid ning nende osatähtsus on koos suureneva energia­vajadusega pidevalt kasvanud. Sellised on näiteks fossiilsed kütused: maagaas, nafta, põlevkivi, kivisüsi ja turvas. Need on tekkinud miljonite aastate jooksul orgaanilise aine lagunemise tulemusena. Maagaasi, nafta ja naftasaadustega tutvusid juba peatükis 5.6.

Taastuv energiaallikas on selline energia­allikas, mis taastub ökosüsteemi aineringete käigus (bio­mass, bio­kütused) või mis ei ole ammenduv (päikese-, tuule-, hüdro­energia jt). Taastumine eeldab seda, et ressurssi ei kasutataks rohkem, kui seda juurde tekib. Taastuv­energia katab tänapäeval vaid väikese osa inimeste vajadustest, ent seda osa püütakse pidevalt suurendada.

Kuigi biokütused sisaldavad ka süsiniku­ühendeid, ei satu biokütuste põlemise käigus CO₂ atmosfääri nii palju kui fossiilseid kütuseid põletades. Bio­kütuste põlemisel paisatakse õhku ligikaudu sama kogus süsi­happe­gaasi kui biomass kasvamiseks atmosfäärist tarvitas. Seega võib lihtsustatult väita, et bio­kütuste kasutamisega ei kaasne olulist süsihappegaasi­koguse suurenemist atmosfäärist.