RP-Energie-Lexikon - вугілля, буре вугілля, кам’яне вугілля, антрацит, брикети, деревне вугілля, технологія CCS
Визначення: тверде викопне паливо, створене в результаті карбонізації рослинних решток в геологічні часи
Більш конкретні терміни: кам’яне вугілля, буре вугілля, антрацитове вугілля, деревне вугілля
Оригінальне створення: 3 травня 2010 р .; остання зміна: 20.11.2020
Вугілля - одне з найважливіших викопних видів палива. Це осадова порода, яка утворилася в геологічні часи шляхом карбонізації (зневуглецювання) рослинних решток (біомаси) і складається переважно з вуглецю. Крім того, є значна кількість водню, азоту, сірки, кисню та, в менших кількостях, різних металів (переважно в окисленій формі), включаючи важкі метали, такі як ртуть та радіоактивні речовини, такі як радій. Особливо лігніт містить багато води.
Залежно від тиску, на який вугілля було піддане в ґрунті, та його віку виникли різні якості вугілля:
Існують точніші класифікації типів вугілля з такими термінами, як жирне вугілля, їстівне вугілля, пісне вугілля, полум'яне вугілля, буре вугілля та ін., Які відрізняються різними властивостями - включаючи теплотворну здатність.
Деревне вугілля можна отримати з деревини за допомогою піролізу (сильного нагрівання за відсутності повітря). Їх теплотворна здатність лежить між лігнітом та кам’яним вугіллям.
Вугілля широко використовується не тільки для виробництва електроенергії на вугільних електростанціях, але і для виробництва сталі. Після піску та гравію це друга найважливіша сировина у світі після ваги.
Видобуток вугілля
Лігніт часто зустрічається в шарах, близьких до землі, а це означає, що його можна видобувати при видобутку корисних копалин. Незважаючи на те, що це економічно вигідніше, ніж видобуток корисних копалин, це пов'язано з сильними втручаннями в ландшафт. Спочатку ландшафт повністю спустошений величезними вугільними екскаваторами, і цілі села при необхідності руйнуються. Після видобутку вугілля в процесі рекультивації формується новий ландшафт.
Кам’яне вугілля видобувається здебільшого в глибоких шарах гірничих робіт. Втручання в ландшафт тут набагато менше, ніж при видобутку бурого вугілля. Однак щороку тисячі вугледобувачів у всьому світі гинуть в результаті аварій, а багато інших страждають від серйозних проблем зі здоров’ям. У деяких країнах, таких як Б. Колумбія, з якої Німеччина також імпортує кам'яне вугілля, серйозні порушення прав людини здійснюють воєнізовані форми. Вони частково фінансуються гірничодобувними компаніями з метою придушення народних протестів.
На відміну від бурого вугілля, кам'яне вугілля легко транспортувати, напр. Б. з кораблями. Країни, які не мають власних або недостатніх запасів вугілля, але мають відповідні порти, використовують z. Т. імпортне вугілля, тобто кам’яне вугілля, що доставляється судном.
Виробництво бурого вугілля та кам'яного вугілля створює z. Т. значні вічні витрати. Зокрема, у багатьох місцях підземні води повинні постійно відкачуватися з великими витратами енергії та витратами, наприклад Б. для запобігання затопленню затонулих міських районів та ландшафтів.
Продукти переробки з вугілля; Переробка вугілля
- Брикети - це зручні шматочки вугілля, які пресують із важкого для використання тонкого вугілля з додаванням смоли.
- Кокс отримують шляхом піролізу кам’яного вугілля з метою отримання вищої якості продукту (з більшим вмістом вуглецю). Частина енергії вугілля втрачається, але питома теплотворна здатність коксу трохи вища, ніж вугілля. Вугільна смола виробляється як побічний продукт виробництва коксу.
- Різні типи зрідження вугілля дозволяють отримувати рідке паливо та паливо з вугілля, але зі значними втратами енергії.
- При газифікації вугілля утворюються газоподібні речовини, переважно суміш окису вуглецю та водню (синтез-газ) або просто окис вуглецю (газ-генератор).
На сьогодні, однак, більша частина вугілля була спалена безпосередньо. Особливо велика кількість забруднюючих речовин утворюється при спалюванні бурого вугілля, що може бути компенсовано відповідно більшим зусиллям при очищенні відпрацьованих газів.
Запаси вугілля
Вугілля - це викопне паливо з найбільшими запасами у світі. Практично на всіх континентах, крім Антарктиди, є великі родовища вугілля. Враховуючи масштаби сьогоднішнього використання, залишки, що залишились, за офіційними даними можуть тривати приблизно від 150 до 200 років. Однак ці цифри частково ставляться під сумнів; зокрема, Національна академія наук [1] та Фонд Людвіга Белькова [2] застерегли у 2007 році від сильного завищення запасів. Уже йдеться про “пік вугілля”, тобто H. максимум світового видобутку вугілля, який може відбутися всього за кілька десятиліть.
Як і для сирої нафти, важливим є не лише розмір загальних залишків запасів; виробничі потужності також можуть мати обмежуючий ефект. Розвиток цін на світовому ринку, ймовірно, буде суттєво залежати від розвитку споживання щодо наявних виробничих потужностей.
У будь-якому випадку може бути використана лише незначна частина існуючих запасів вугілля, оскільки в іншому випадку можуть виникнути екстремальні кліматичні небезпеки (див. Нижче). Ось чому більшість авторів припускають, що корисна кількість вугілля буде обмежена не наявними родовищами, а необхідністю захисту клімату.
Споживання вугілля у всьому світі
У 2014 році в усьому світі було спожито 7,2 мільярда тонн кам'яного вугілля та добрий мільярд тонн бурого вугілля, що склало загалом понад 8,2 мільярда тонн. З них на частку Німеччини припадало 0,24 млрд. Тонн (переважно бурого вугілля), а на Китай - 4,16 млрд. Тонн (переважно кам'яного вугілля).
Подальші цифри можна знайти у Вікіпедії.
Забруднення вугіллям
Забруднення клімату
Вугілля практично завжди спалюється при його використанні. Велика кількість вуглекислого газу (кілька кілограмів на кілограм вугілля) практично завжди викидається в атмосферу і через парниковий ефект викликає ризик неконтрольованих кліматичних змін. У порівнянні з іншими викопними видами палива, такими як сира нафта і, перш за все, природний газ, вугілля має особливо високі питомі викиди CO2. При виробництві електроенергії вугільні електростанції зазвичай виділяють від 800 до 1200 г СО2 на кіловат-годину, залежно від якості вугілля та електростанції, тоді як сучасні електростанції з комбінованим циклом, що працюють на природному газі, складають близько 420 г/кВт-год.
У Німеччині буре вугілля видобувають у величезних кількостях і спалюють на вугільних електростанціях - більше, ніж у будь-якій іншій країні світу. Це робить великий внесок у шкідливі для клімату викиди Німеччини. Рішення, що обговорюються в даний час щодо створення додаткових шахт із відкритим видобутком, призведуть до значних додаткових викидів протягом десятиліть і, таким чином, поставлять під сумнів довіру Німеччини щодо захисту клімату.
У майбутньому вуглекислий газ в принципі може бути видалений з димових газів вугільних електростанцій і зберігатися під землею або на морському дні, щоб тримати його подалі від атмосфери. Наскільки ця технологія CCS (уловлювання та зберігання вуглецю) може бути використана, досі залишається незрозумілою та суперечливою, оскільки ще потрібно вирішити декілька важливих проблем:
Широке використання CCS, ймовірно, не вдасться через низку серйозних проблем.
- Великі втрати в ефективності роботи електростанцій довелося б значно зменшити, оскільки в іншому випадку такі країни, як Китай, навряд чи будуть використовувати CCS в умовах дефіциту вугілля.
- Велика кількість нових електростанцій з технологією CCS повинна була б замінити старі електростанції (навіть майже всі в даний час побудовані), що створило б величезні фінансові вимоги.
- Потрібно було б знайти відповідні місця зберігання з достатнім обсягом та доброю довгостроковою безпекою, а CO2 потрібно було б транспортувати туди. Існують також значні проблеми з прийняттям громадськістю.
З цих причин, принаймні протягом найближчих кількох десятиліть, навряд чи CCS зможе суттєво пом'якшити кліматичну проблему. Тому поступове припинення вугілля, мабуть, буде необхідним, якщо не відмовлятись від захисту клімату.
Якщо синтетичний бензин виробляється із зрідженням вугілля, викиди СО2 значно вищі, ніж при використанні нафти. Тільки якщо викиди від виробництва палива обробляли CCS, викиди CO2 могли б бути обмежені трохи більше, ніж при використанні сирої нафти.
Забруднювачі повітря
При спалюванні вугілля також утворюються різні забруднювачі повітря - частково, спричинені інгредієнтами вугілля, частково під час самого процесу горіння.Зокрема, діоксид сірки (SO2) утворюється завдяки вмісту сірки у вугіллі, а оксиди азоту (NOx) утворюються з азоту та кисню в повітрі через високі температури. Вони сприяють утворенню смогу та закислення ґрунту, що, зокрема, шкодить лісам. Тонкий пил, важкі метали, такі як ртуть та радіоактивні речовини (особливо ізотопи уранового та торієвого ланцюга) також розповсюджуються в ландшафті.
Ці забруднювачі повітря можна значною мірою (але не повністю) видалити за допомогою відповідних систем очищення димових газів (системи десульфурації та денітрифікації). Однак ця технологія використовується не скрізь у світі. Наприклад, у Китаї спостерігається величезне забруднення повітря від вугільних електростанцій. В Європі та США також щороку тисячі людей передчасно помирають від викидів вугільних електростанцій. Вугільні електростанції також є найбільшим джерелом викидів ртуті, незважаючи на сучасні системи очищення димових газів і в Німеччині.
Запитання та коментарі читачів
Наскільки висока енергоефективність у видобутку вугілля? Чи є способи це збільшити?
Тут ми не говоримо про ефективність, але, звичайно, я розумію ваше запитання, яке, безумовно, стосується енергоспоживання на видобуток та переробку відносно теплотворної здатності вугілля. Це не незначна частка, але вона може виявитися дуже по-різному залежно від обставин, і до неї також слід підійти дуже різними методами.
Тут ви можете запропонувати запитання та коментарі для публікації та відповіді. Автор RP-Energie-Lexikon прийме рішення про прийняття за певними критеріями. По суті, справа в тому, що справа представляє широкий інтерес.
Якщо ви отримаєте тут допомогу, ви можете повернути послугу пожертвою, за допомогою якої ви підтримаєте подальший розвиток енергетичного словника.
Захист даних: Будь ласка, не вводьте тут жодних особистих даних. Ми все одно не публікували б їх і незабаром видалили б. Дивіться також нашу політику конфіденційності.
Якщо ви хочете отримати особистий відгук або пораду від автора, напишіть йому електронною поштою.
Подаючи заявку, ви даєте згоду на публікацію своїх записів тут відповідно до наших правил.
література
| [1] | “Вугілля: дослідження та розробка для підтримки національної енергетичної політики”, http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=11977, Національна академія наук, червень 2007 р. |
| [2] | W. Zittel, J. Zerhusen і M. Zerta, “Викопне та ядерне паливо - майбутня ситуація з поставками”, http://aspo.ch/wp-content/uploads/studie/%5B5%5D%20EWG%202013_deutsch.pdf |
| [3] | BUND Північний Рейн-Вестфалія на буре вугілля, https://www.bund-nrw.de/themen/braunkohle/ |
Якщо вам подобається цей веб-сайт, повідомте про це своїм друзям та колегам - e. Б. через соціальні мережі, натиснувши тут:
Ці кнопки спільного доступу налаштовані на захист даних!
Код для посилань на інших веб-сайтах
Якщо ви хочете розмістити посилання на цю статтю в іншому місці (наприклад, на вашому веб-сайті, у соціальних мережах, на дискусійних форумах або у Вікіпедії), ви можете знайти код тут. Такі посилання можуть, наприклад, В. бути дуже корисним для пояснень слів.
HTML посилання на цю статтю:
З попереднім переглядом зображення (див. Вікно безпосередньо над цим):
Якщо ви вважаєте за доцільне розмістити посилання у Вікіпедії, напр. B. у розділі "== Веб-посилання ==":
Зарядка електромобіля
Тут детально пояснюється зарядка електромобілів. Ви розумієте напр. Наприклад, чому транспортний засіб може заряджати лише 4,6 кВт із зарядної станції 22 кВт, хоча швидке заряджання потужністю 70 кВт можливо в іншому.
Зарядка змінного струму, зарядка постійним струмом, швидка зарядка, досяжна потужність та діапазон зарядки, який саме пристрій робить, управління навантаженням, зворотний зв’язок, підключення до власної сонячної системи - все пояснюється зрозумілим чином. Ідеально підходить для тих, хто розглядає можливість придбання електромобіля!