Каменный уголь — это горная порода, образовавшаяся при разложении растительной жизни. Она в основном состоит из углерода со многими другими микроэлементами.
Высокая плотность этого ископаемого и его обширные запасы в природе делают его полезным в качестве топлива для выработки электроэнергии на угольных электростанциях, а в некоторых местах и для отопления.
Формирование полезного ископаемого
Формирование каменного угля началось несколько сотен миллионов лет назад в условиях окружающей среды значительно отличающейся от тех, что присутствуют сегодня. Кислые воды замедляли распад органического вещества и позволили этому мертвому органическому веществу, в основном планктону, накапливаться в слоях. Этот материал затем оказался глубоко в земле, будучи покрыт осадком и в конечном итоге образовался в коричневый материал называемый торф. Этот торф содержит часть энергии, которая была произведена фотосинтезом, когда растения были живы. Геологические процессы сдвинули этот торф глубже, высокие давления и температуры привели к тому, что материал терял большую часть своих атомов водорода и кислорода, в результате чего обогащенный углеродом материал преобразовался в каменный уголь.
Химическая формула угля проста – С, молекулярная масса — 12,0116 г/моль
История каменного угля
Каменный уголь используется в качестве источника энергии на протяжении почти 2000 лет. Например, уголь широко использовался для отопления домов в начале XVII века в Европе. Но промышленная революция резко увеличила спрос на ископаемое.
Джеймс Уатт
В частности, усовершенствования Джеймса Уатта парового двигателя сделали каменный уголь полезным для выполнения работ. К 1830-м годам добыча ископаемого была бурно развивающейся промышленностью, где каменный уголь поставлялся для промышленности и паровозов на вновь разработанных железнодорожных дорогах.
Каменный уголь в современном мире является наиболее широко используемым и распространенным ископаемым топливом. Это топливо имеет 100-летний запас к уровню сегодняшней добычи. Общий объем запасов составляет примерно 10 в 12 степени тонн.
Их основным недостатком является, то что они вызывают загрязнение земли, морей и атмосферы.
Добыча каменного угля по странам
Мировая добыча угля за последние полтора века увеличилась.
До 1970 года каменный уголь был крупнейшим в мире источником энергии, но к 2000 году применение природного газа и нефти как источника энергии стало больше. Однако, энергетическая безопасность многих стран зависит от применения каменного угля.
Время жизни мировых запасов каменного угля часто рассчитывается путем деления запасов на ежегодное потребление и это дает около 250 лет. Однако установлено, что этот показатель, как представляется, остается таким же из года в год, так как появляется сбалансированность путем открытия новых запасов. Это не может продолжаться бесконечно, но можно заключить, что показатель занижен. Существует много этого топлива в обозримом будущем.
- Страны лидеры по добыче угля:
- Китай — 3700 млн. т. в год
- США — 900 млн. т. в год
- Индия — 600 млн. т. в год
- Австралия — 480 млн. т. в год
- Индонезия — 420 млн. т. в год
- Россия — 350 млн. т. в год
Самый дешевый способ добычи угля открытый способ который практикуется в этих странах.
Загрязнение при сжигании угля
Основная обеспокоенность в отношении этого типа топлива является загрязнение, которое оно вызывает.
Это антропогенное загрязнение можно сравнить из-за естественных причин, таких, как лесные пожары из-за ударов молнии и извержения вулканов. Хотя краткосрочные эффекты могут быть серьезными, земля имеет большие природные рекуперативные силы для удаления последствий на земле, озерах и морях, чтобы вернуться в предыдущее состояние.
В отличие от этих природных явлений загрязнение от энергии накапливается непрерывно, и поэтому земля не может восстановиться.
Твердые отходы должны храниться где-то, часто в море, влияя на водную жизнь. Атмосферные отходы производят кислотные дожди и влияют на изменения климата. Кислотные дожди влияют на растения и деревья, чтобы их ослабить, на озерах убивают рыбу. В 80-х годах около 4000 озёр в Скандинавии были мертвы и 5000 потеряли большую часть своих рыб.
Было высказано предположение о том, что углекислый газ, который является основным ингредиентом в загрязнении атмосферы, может быть поглощен в жидкую форму и закачан в пустые нефтяные скважины. Этот процесс является дорогостоящим и может увеличить цену этого топлива. Даже если это будет сделано, будет по-прежнему оставаться опасности других атмосферных влияний.
Окрестности угольной электростанции чаще всего не являются объектом красоты. Отходы от сжигания обычно хранятся поблизости и образуют большие, неприглядные и опасные кучи шлака. Они опасны, потому что после сильного дождя могут размякнуть. Это произошло некоторое время назад в деревне Аберфан, Уэльс, Великобритания. Сельская школа стояла на шлаке и рухнула причинив вред людям.
Опасность применения
Это топливо является на сегодняшний день наиболее опасным в экологическом плане источником энергии.
Детальное исследование установило, что около сорока шахтеров погибают для производства тысячи мегаватт энергии, и многие сотни тысяч губят свое здоровье, постоянно получая силикоз и другие заболевания. По всем этим причинам необходимо как можно скорее отказаться от применения каменного угля для использования энергии на электростанциях.
