Co to jest węgiel?
Opis
Węgiel jest palną skałą osadową o brązowo-czarnym lub nawet całkowicie czarnym kolorze. Węgiel składa się głównie z węgla, z mniejszymi, zmiennymi ilościami wodoru, azotu, siarki i tlenu. Jest podzielony na różne typy, w zależności od jego składu i czasu formowania. Najważniejsze odmiany węgla to węgiel torfowy, brunatny, subbitumiczny, bitumiczny i antracytowy. Torf jest w rzeczywistości uważany jedynie za prekursora prawdziwego węgla, a sam jest częściowo zwęglonymi resztkami roślin, które służą jako główne źródło paliwa w większości świata. Antracyt jest najstarszą odmianą węgla i ma niezwykle wysoką zawartość węgla (około 92%), praktycznie pozbawioną wilgoci i lotnych składników. Z punktu widzenia geologicznej skali czasowej węgiel brunatny jest ostatnio uformowanym węglem i jest względnie wyższy w substancji lotnej i ma niższą zawartość stałego węgla (od 60 do 70%). Właściwości węgla podbitumicznego i bitumicznego leżą między właściwościami węgla antracytowego i brunatnego. Węgiel bitumiczny ma stałą zawartość węgla 77-87% i jest najliczniejszą klasyfikacją spośród wszystkich innych odmian węgla. Węgiel bitumiczny stanowi prawie 50% węgla produkowanego w Stanach Zjednoczonych.
Lokalizacja
Rezerwy węgla znajdują się w wielu krajach, obejmujących wszystkie kontynenty inne niż Antarktyda. Największe sprawdzone i możliwe do odzyskania rezerwy węgla znajdują się w USA, Federacji Rosyjskiej i Chinach. Indie, Australia i Republika Południowej Afryki podążają tuż za nimi. W Stanach Zjednoczonych istnieją trzy główne regiony, w których prowadzona jest działalność wydobywcza na dużą skalę, a mianowicie region węgla zachodniego, region węgla Appalachów i region węgla kamiennego. Każdy z tych regionów specjalizuje się w wytwarzaniu różnych gatunków i odmian tego ważnego źródła energii.
Tworzenie
W różnych momentach historii geologicznej naturalne procesy, takie jak ruchy płyt tektonicznych i powodzie, zakopały nisko położone tereny podmokłe i zalesione obszary naszego świata pod grubymi warstwami gleby. Z czasem warstwa gleby nad ściśniętą roślinnością rosła i zwiększała ciśnienie w materiale roślinnym pod spodem. Ponieważ ta roślinność przesunęła się na większą głębokość poniżej powierzchni ziemi, naturalne procesy biodegradacji zostały zatrzymane. Zamiast tego warunki jednoczesnych wysokich temperatur i wysokich ciśnień pod powierzchnią doprowadziły do stopniowej przemiany materii roślinnej w węgiel. Proces ten nazywany jest „karbonizacją”. Jakość uformowanego węgla zależy od wielu czynników, takich jak natura roślinności, z której pochodzi, głębokość, na której rozpoczął się proces karbonizacji, warunki temperatury i ciśnienia w procesie, a także czas potrzebny na dla procesu karbonizacji z wytworzeniem powstałego węgla.
Używa
Węgiel jest błogosławieństwem dla ludzkości, z bezpośrednim zastosowaniem w wielu gałęziach przemysłu na całym świecie. W ich obrębie wykorzystywane są różne kategorie węgla do różnych celów. Węgiel parowy jest głównie wykorzystywany do wytwarzania energii, podczas gdy „koks” lub węgiel metalurgiczny jest wykorzystywany w stalowniach do produkcji stali. Obecnie 40% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną zaspokajają elektrownie węglowe, a 70% światowej produkcji stali zależy od węgla „koksu”. Pochodne węgla są również szeroko stosowane w wielu innych gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle chemii farmaceutycznej, przemyśle papierniczym i rafineriach aluminium. Z produktów ubocznych spalania węgla produkowanych jest kilka ważnych chemikaliów przemysłowych. Na przykład benzen, naftalen i fenol są produkowane przy użyciu smoły węglowej. Nawozy i sole na bazie amoniaku są wytwarzane przy użyciu amoniaku wytwarzanego w wyniku spalania węgla. Urządzenia do oczyszczania wody i powietrza wykorzystują filtry z węglem aktywowanym, aby ułatwić ich wykorzystanie. Szalejące wykorzystanie węgla jako paliwa kopalnego jest jednak zniechęcane przez kilka głównych organizacji zajmujących się ochroną środowiska i zdrowiem, ze względu na niekorzystny wpływ spalania węgla i jego toksycznych produktów ubocznych na zdrowie ludzi, zwierząt i roślin. W rzeczywistości, długotrwałe i rozległe spalanie węgla znajduje się wśród głównych źródeł gazów cieplarnianych w atmosferze ziemskiej, podczas gdy jego spaliny mają bardziej bezpośredni wpływ na zdrowie układu oddechowego człowieka, degradację siedlisk, szczególnie mokradeł i powstawanie „ smog ”i zakwaszone opady.
Produkcja
Węgiel może być wydobywany z ziemi przez górnictwo odkrywkowe lub podziemne, w zależności od jego głębokości położenia poniżej powierzchni ziemi. Jeśli osady występują mniej niż 200 stóp pod powierzchnią ziemi, wydobycie powierzchniowe może zostać wykorzystane do wydobycia węgla. Ta metoda jest jednocześnie oszczędna zarówno pod względem czasu, jak i pracy, a co za tym idzie ekonomicznie wydajna. Wymaga to jedynie usunięcia „nadkładu” lub górnej warstwy roślinności, gleby i skał, które pokrywają punkty dostępu do pokładów węgla bezpośrednio pod nimi. Metoda ta jest jednak bardzo niebezpieczna dla ekosystemu, często całkowicie ją demontując i powodując wyciek toksycznych substancji chemicznych na powierzchnię i do otaczającej wody. Podziemne wydobycie węgla ma większe znaczenie, zwłaszcza że większość największych zasobów węgla leży dziś w złożach znacznie poniżej powierzchni ziemi. Tutaj kopane są w ziemi, a systemy wind są wykorzystywane do transportu górników do podziemnych złóż w celu wydobycia węgla. Jest to mniej szkodliwe dla środowiska niż górnictwo odkrywkowe, ale górnicy narażeni są na znaczne zagrożenia w podziemnych kopalniach węgla.
