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Designa a las energías producidas a partir de compuestos geológicos fósiles. La mayoría de estos compuestos son resultantes de la descomposición sedimentaria de materias orgánicas. Principalmente están formados por moléculas de base de carbono. Los compuestos fósiles más utilizados son los hidrocarburos, gas natural y el carbón. Formados por átomos de carbono y de hidrógeno, los hidrocarburos incluyen esencialmente el petróleo y sus derivados (fuel o gasoil, gas de petróleo licuado o GPL, gas propano, gas butano). El gas natural (esencialmente del metano) es la energía fósil que tiene la mejor eficacia energética del mercado. El carbón es la energía fósil que fue la utilizada antes de la explotación de los yacimientos de hidrocarburos y de gas natural. El uranio utilizado en las centrales nucleares se considera como una energía fósil ya que es una resultante natural de las capas geológicas.
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