RP-Energie-Lexikon - cărbune, cărbune brun, cărbune tare, antracit, brichete, cărbune, tehnologie CCS
Definiție: un combustibil fosil solid, creat prin carbonizarea rămășițelor vegetale în timpurile geologice
Termeni mai specifici: cărbune tare, lignit, cărbune antracit, cărbune
Creație originală: 3 mai 2010; ultima modificare: 20.11.2020
Cărbunele este unul dintre cei mai importanți combustibili fosili. Este o rocă sedimentară care s-a format în timpuri geologice prin carbonizarea resturilor vegetale (biomasă) și este formată în mare parte din carbon. În plus, există cantități semnificative de hidrogen, azot, sulf, oxigen și, în cantități mai mici, diverse metale (în cea mai mare parte sub formă oxidată), inclusiv metale grele precum mercurul și substanțe radioactive precum radiul. Lignitul conține, de asemenea, multă apă.
În funcție de presiunea la care a fost expus cărbunele în sol și de vârsta sa, au apărut diferite calități ale cărbunelui:
Există clasificări mai fine ale tipurilor de cărbune cu termeni precum cărbune gras, cărbune comestibil, cărbune slab, cărbune cu flacără, lignit lignit etc., care diferă prin diferite proprietăți - inclusiv puterea calorică.
Cărbunele poate fi produs din lemn prin piroliză (încălzire puternică în absența aerului). Puterea lor calorică este între cea a lignitului și a cărbunelui tare.
Cărbunele este utilizat pe scară largă nu numai pentru a genera electricitate în centralele electrice pe cărbune, ci și pentru a produce oțel. După nisip și pietriș, este a doua cea mai importantă materie primă din lume după greutate.
Extracția cărbunelui
Lignitul se găsește adesea în straturi apropiate de sol, ceea ce înseamnă că poate fi extras în exploatarea în aer liber. Deși acest lucru este mai rentabil decât mineritul, acesta este asociat cu intervenții puternice în peisaj. Peisajul este inițial complet devastat de excavatoare uriașe de cărbune și sate întregi pot fi distruse. După extracția cărbunelui, se formează un nou peisaj în cursul recultivării.
Cărbunele tare este extras în mare parte în straturi mai adânci în exploatare. Intervențiile în peisaj sunt mult mai mici aici decât în exploatarea în aer liber a lignitului. Cu toate acestea, în fiecare an, mii de mineri de cărbune din întreaga lume sunt uciși în accidente și mulți alții suferă probleme grave de sănătate. În unele țări precum B. Columbia, din care Germania importă, de asemenea, cărbune dur, sunt comise încălcări grave ale drepturilor omului de către paramilitari. Acestea sunt parțial finanțate de companii miniere pentru a suprima protestele populare.
Spre deosebire de lignit, cărbunele tare este ușor de transportat, de ex. B. cu nave. Țările care nu au rezerve de cărbune proprii sau insuficiente, dar au porturi adecvate, folosesc z. T. cărbune importat, adică cărbune tare livrat de nave.
Producția de lignit și cărbune tare creează z. T. costuri perpetue considerabile. În special, în multe locuri apa subterană trebuie pompată permanent cu cheltuieli mari de energie și costuri, de ex. B. pentru a preveni inundarea cartierelor și peisajelor orașelor scufundate.
Produse prelucrate din cărbune; Rafinarea cărbunelui
- Brichetele sunt bucăți de cărbune la îndemână, care sunt presate din cărbune fin, altfel dificil de utilizat, cu adăugarea de pas.
- Coca-Cola se obține prin piroliza cărbunelui tare pentru a obține un produs de calitate superioară (cu un conținut mai mare de carbon). O parte din energia din cărbune se pierde, dar puterea calorică specifică a cocsului este puțin mai mare decât cea a cărbunelui. Gudronul de cărbune este produs ca un produs secundar al producției de cocs.
- Diferite tipuri de lichefiere a cărbunelui fac posibilă producerea de combustibili lichizi și combustibili din cărbune, dar cu pierderi considerabile de energie.
- În gazificarea cărbunelui, se generează substanțe gazoase, în principal un amestec de monoxid de carbon și hidrogen (gaz de sinteză) sau doar monoxid de carbon (gaz generator).
Până în prezent, însă, cea mai mare parte a cărbunelui a fost ars direct. Un număr deosebit de mare de poluanți este produs atunci când lignitul este ars, ceea ce poate fi compensat printr-un efort mai mare corespunzător în curățarea gazelor de eșapament.
Aprovizionarea cu cărbune
Cărbunele este combustibilul fosil cu cele mai mari rezerve din întreaga lume. Există zăcăminte mari de cărbune, practic, pe toate continentele, cu excepția Antarcticii. Având în vedere amploarea utilizării actuale, rezervele rămase ar putea, conform cifrelor oficiale, să dureze aproximativ 150 până la 200 de ani. Cu toate acestea, aceste cifre sunt parțial puse sub semnul întrebării; în special, Academia Națională de Științe [1] și Ludwig-Bölkow-Stiftung [2] au avertizat în 2007 împotriva unei supraestimări puternice a rezervelor. Se vorbește deja despre un „vârf de cărbune”, i. H. maximul producției globale de cărbune, care ar putea avea loc în câteva decenii.
Ca și în cazul țițeiului, nu numai dimensiunea rezervelor totale rămase este relevantă, ci și capacitățile de producție pot avea un efect limitativ. Evoluția prețurilor pe piața mondială va depinde probabil în mod semnificativ de dezvoltarea consumului în raport cu capacitățile de producție disponibile.
În orice caz, poate fi utilizată doar o mică parte din rezervele de cărbune existente, deoarece altfel ar apărea pericole climatice extreme (a se vedea mai jos). De aceea, majoritatea autorilor presupun că cantitățile utile de cărbune nu vor fi limitate de depozitele disponibile, ci de necesitatea protecției climatice.
Consumul de cărbune la nivel mondial
În 2014, 7,2 miliarde de tone de cărbune tare și un miliard bun de tone de lignit au fost consumate în întreaga lume, ceea ce a însumat peste 8,2 miliarde de tone. Dintre acestea, Germania a reprezentat 0,24 miliarde de tone (în principal lignit) și China 4,16 miliarde de tone (în mare parte cărbune tare).
Alte cifre pot fi găsite pe Wikipedia.
Poluarea cu cărbune
Poluarea climei
Cărbunele este practic întotdeauna ars atunci când este folosit. Cantitățile mari rezultate de dioxid de carbon (câteva kilograme pe kilogram de cărbune) au fost practic întotdeauna eliberate în atmosferă și, din cauza efectului de seră, provoacă riscul unor schimbări climatice incontrolabile. În comparație cu alți combustibili fosili, cum ar fi țițeiul și mai ales gazele naturale, cărbunele are emisii specifice de CO2 deosebit de mari. La generarea de electricitate, centralele pe cărbune emit de obicei între 800 și 1200 g de CO2 pe kilowatt-oră, în funcție de calitatea cărbunelui și a centralei, în timp ce centralele moderne cu ciclu combinat pe bază de gaz natural sunt în jur de 420 g/kWh.
În Germania, lignitul este extras în cantități uriașe și ars în centralele electrice pe cărbune - mai mult decât în orice altă țară din lume. Acest lucru aduce o contribuție masivă la emisiile germane dăunătoare climatului. Deciziile care se discută în prezent cu privire la înființarea unor zone miniere suplimentare în aer liber ar duce la emisii suplimentare considerabile timp de decenii și ar pune în discuție credibilitatea Germaniei în ceea ce privește protecția climei.
În viitor, dioxidul de carbon ar putea fi, în principiu, îndepărtat din gazele de ardere ale centralelor electrice pe cărbune și depozitat sub pământ sau pe fundul mării pentru a-l ține departe de atmosferă. În ce măsură această tehnologie CCS (captarea și stocarea carbonului) poate fi utilizată, totuși este încă neclară și controversată, deoarece mai trebuie rezolvate câteva probleme semnificative:
Este posibil ca utilizarea pe scară largă a CCS să eșueze din cauza unei serii de probleme grave.
- Pierderile masive în eficiența centralelor electrice ar trebui reduse semnificativ, deoarece altfel țări precum China ar folosi cu greu CSC în condiții de deficit de cărbune.
- Un număr mare de centrale electrice noi cu tehnologie CCS ar trebui să înlocuiască vechile centrale electrice (chiar și aproape toate construite în prezent), ceea ce ar crea cerințe financiare enorme.
- Ar trebui găsite site-uri de stocare adecvate, cu volum suficient și o bună securitate pe termen lung, iar CO2 ar trebui transportat acolo. Există, de asemenea, probleme considerabile cu acceptarea publicului.
Din aceste motive, cel puțin pentru următoarele decenii, este puțin probabil ca CCS să poată dezamorsa în mod semnificativ problema climatică. Prin urmare, o eliminare treptată a cărbunelui va fi probabil indispensabilă dacă nu trebuie abandonată protecția climei.
Dacă benzina sintetică este produsă folosind lichefierea cărbunelui, emisiile de CO2 sunt mult mai mari decât dacă se utilizează petrol. Numai dacă emisiile provenite din producția de combustibil ar fi tratate cu CSC, emisiile de CO2 ar putea fi limitate la puțin mai mult decât atunci când se utilizează țiței.
Poluanți atmosferici
Când cărbunele este ars, apar diferiți poluanți atmosferici - parțial cauzați de constituenții cărbunelui, parțial în timpul procesului de ardere în sine. Acestea contribuie la formarea smogului și acidificarea solului, care dăunează în special pădurilor. Praful fin, metalele grele precum mercurul și substanțele radioactive (în special izotopii lanțului de uraniu și toriu) sunt, de asemenea, distribuiți în peisaj.
Acești poluanți atmosferici pot fi eliminați în mare parte (dar nu complet) cu sisteme adecvate de curățare a gazelor arse (sisteme de desulfurare și denitrificare). Cu toate acestea, această tehnologie nu este utilizată peste tot în lume. În China, de exemplu, există o poluare atmosferică enormă de la centralele pe cărbune. Și în Europa și SUA, mii de oameni mor prematur în fiecare an din cauza emisiilor provenite de la centralele pe cărbune. Centralele electrice pe cărbune sunt, de asemenea, cea mai mare sursă de emisii de mercur, în ciuda sistemelor moderne de curățare a gazelor arse și în Germania.
Întrebări și comentarii de la cititori
Cât de mare este eficiența energetică în producția de cărbune? Există modalități de a crește acest lucru?
Aici nu vorbim despre eficiență, dar, desigur, înțeleg întrebarea dvs., care se referă cu siguranță la consumul de energie de extracție și procesare în raport cu puterea calorică a cărbunelui. Aceasta este o proporție deloc neglijabilă, dar poate avea rezultate foarte diferite în funcție de circumstanțe și trebuie, de asemenea, abordată cu metode foarte diferite.
Aici puteți sugera întrebări și comentarii pentru publicare și răspuns. Autorul RP-Energie-Lexikon va decide acceptarea conform anumitor criterii. În esență, ideea este că problema prezintă un interes larg.
Dacă primiți ajutor aici, s-ar putea să doriți să vă întoarceți favoarea cu o donație cu care susțineți dezvoltarea în continuare a dicționarului energetic.
Protecția datelor: Vă rugăm să nu introduceți aici date personale. Nu le-am publica oricum și le-am șterge în curând. Consultați și politica noastră de confidențialitate.
Dacă doriți feedback personal sau sfaturi din partea autorului, vă rugăm să îi scrieți prin e-mail.
Prin trimiterea vă dați consimțământul de a publica intrările dvs. aici în conformitate cu regulile noastre.
literatură
| [1] | „Cărbunele: cercetare și dezvoltare pentru a sprijini politica energetică națională”, http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=11977, Academia Națională de Științe, iunie 2007 |
| [2] | W. Zittel, J. Zerhusen și M. Zerta, „Combustibili fosili și nucleari - situația viitoare a aprovizionării”, http://aspo.ch/wp-content/uploads/studie/%5B5%5D%20EWG%202013_deutsch.pdf |
| [3] | BUND Renania de Nord-Westfalia pe lignit, https://www.bund-nrw.de/themen/braunkohle/ |
Dacă vă place acest site web, vă rugăm să informați prietenii și colegii - e. B. prin intermediul rețelelor sociale făcând clic aici:
Aceste butoane de partajare sunt configurate într-o manieră prietenoasă pentru protecția datelor!
Cod pentru linkuri de pe alte site-uri web
Dacă doriți să plasați un link către acest articol în altă parte (de exemplu, pe site-ul dvs., pe rețelele sociale, pe forumurile de discuții sau pe Wikipedia), puteți găsi codul aici. Astfel de legături pot fi B. să fie foarte util pentru explicații de cuvinte.
Link HTML către acest articol:
Cu o imagine de previzualizare (vezi caseta direct deasupra):
Dacă credeți că este potrivit să puneți un link pe Wikipedia, de ex. B. sub „== Weblinks ==”:
Încărcarea mașinii electrice
Încărcarea mașinilor electrice este explicată în detaliu aici. Înțelegi de ex. De exemplu, de ce un vehicul poate extrage doar 4,6 kW dintr-o stație de încărcare de 22 kW, deși încărcarea rapidă cu 70 kW este posibilă în altă parte.
Încărcarea în curent alternativ, încărcarea în curent continuu, încărcarea rapidă, puterea și autonomia de încărcare realizabile, ce dispozitiv face exact ce, gestionarea încărcării, feedback-ul, conectarea la propriul dvs. sistem solar - totul este clar explicat. Ideal pentru oricine are în vedere achiziționarea unei mașini electrice!