Kömür - Coal
|Tortul kayaçlar|
|Kompozisyon|
|Öncelik||karbon|
|İkincil|
Kömür , kömür damarları adı verilen kaya katmanları olarak oluşan yanıcı siyah veya kahverengimsi siyah tortul kayadır . Kömür çoğunlukla karbondur ve başta hidrojen , kükürt , oksijen ve azot olmak üzere değişken miktarlarda başka elementler içerir . Ölü zaman Kömür oluşturulan bitki meselesi bozunumu.Son turba ve milyonlarca yıl boyunca ısı ve derin defin basınç kömür dönüştürülür. Eski menşei kömürün Geniş mevduat sulak -bunlara kömür ormanlar geç esnasında çok Dünya'nın tropik arazi alanlarının kapsadığı -yani Karbonifer ( Pennsylvanian ) ve Permiyen zamanlarda. Bununla birlikte, birçok önemli kömür yatağı bundan daha gençtir ve Mesozoyik ve Senozoyik dönemlerden kaynaklanmaktadır.
Kömür öncelikle yakıt olarak kullanılır. Kömür binlerce yıldır bilinip kullanılırken Sanayi Devrimi'ne kadar kullanımı sınırlı kalmıştır . Buhar makinesinin icadı ile kömür tüketimi arttı. 2016 itibariyle kömür, dünyanın birincil enerjisinin yaklaşık dörtte birini ve elektriğin beşte ikisini sağladığı için önemli bir yakıt olmaya devam ediyor . Bazı demir ve çelik üretimi ve diğer endüstriyel işlemler kömür yakar.
Kömürün çıkarılması ve kullanılması birçok erken ölüme ve birçok hastalığa neden olur. Kömür kullanımı çevreye zarar verir ve iklim değişikliğine katkıda bulunan en büyük antropojenik karbondioksit kaynağıdır . 2018 yılında toplam fosil yakıt emisyonlarının %40'ı ve toplam küresel sera gazı emisyonlarının %25'inden fazlası olan 14,4 gigaton (Gt) kömür kullanıldı . Dünya çapındaki enerji geçişinin bir parçası olarak birçok ülke kömürlü enerji kullanımını azalttı veya tamamen ortadan kaldırdı ve BM Genel Sekreteri hükümetlerden 2020 yılına kadar yeni kömür santralleri inşa etmeyi durdurmalarını istedi . Kömür kullanımı, zirve yaptığı Çin dışında 2013'te zirveye ulaştı. Ancak Paris Anlaşması'nın küresel ısınmayı 2 °C'nin (3,6 °F) oldukça altında tutma hedefine ulaşmak için 2020'den 2030'a kadar kömür kullanımının yarıya indirilmesi gerekiyor .
Kömürün en büyük tüketicisi ve ithalatçısı Çin'dir . Çin , dünyadaki kömürün neredeyse yarısını çıkarıyor, onu yaklaşık onda biri ile Hindistan izliyor . Avustralya , dünya kömür ihracatının yaklaşık üçte birini oluşturuyor, onu Endonezya ve Rusya izliyor .
etimoloji
Sözcük orijinal olarak Eski İngilizce'de , Proto-Germen * kula ( n ) ' den col biçimini almıştır ve bunun da Proto-Hint-Avrupa kökü * g ( e ) u-lo- "canlı kömür" den geldiği varsayılmaktadır . Germen cognates şunlardır Eski Frizce Kole , Orta Hollandalı Cole , Hollandalı kool , Eski Yüksek Almanca Chol , Alman Köhle ve Eski İskandinav Kol ve İrlandalı kelime Gual da üzeri bir soydaş olan Hint-Avrupa kökü.
jeoloji
oluşum
Ölü bitki örtüsünün kömüre dönüştürülmesine kömürleşme denir . Jeolojik geçmişte çeşitli zamanlarda, Dünya'nın alçak sulak alanlarda yoğun ormanları vardı. Bu sulak alanlarda, kömürleşme süreci, ölü bitki maddesinin , genellikle çamur veya asidik su ile biyolojik bozunma ve oksidasyondan korunması ve turbaya dönüştürülmesiyle başlamıştır . Bu, karbonu , sonunda tortullar tarafından derinlere gömülen devasa turba bataklıklarında hapsetti . Daha sonra, milyonlarca yıl boyunca, derin gömmenin ısısı ve basıncı, su, metan ve karbondioksit kaybına ve karbon oranının artmasına neden oldu. Nispeten ılıman koşullar altında üretilen linyit ("kahverengi kömür" olarak da adlandırılır) ve alt bitümlü kömür , bitümlü kömür veya antrasit (" taş kömürü" veya " taş kömürü " olarak da adlandırılır) ile ulaşılan maksimum basınca ve sıcaklığa bağlı olarak üretilen kömürün derecesi. siyah kömür") artan sıcaklık ve basınçla üretilir.
Kömürleşmeye dahil olan faktörlerden sıcaklık, basınç veya gömme zamanından çok daha önemlidir. Alt bitümlü kömür, 35 ila 80 °C (95 ila 176 °F) kadar düşük sıcaklıklarda oluşabilirken, antrasit en az 180 ila 245 °C (356 ila 473 °F) arasında bir sıcaklık gerektirir.
Kömür çoğu jeolojik dönemden bilinmesine rağmen, tüm kömür yataklarının %90'ı , Dünya'nın jeolojik tarihinin sadece % 2'sini temsil eden Karbonifer ve Permiyen dönemlerinde birikmiştir . Paradoksal olarak, bu, küresel bir buzullaşma zamanı olan Geç Paleozoyik buz evi sırasındaydı . Ancak, buzullaşmaya eşlik eden küresel deniz seviyesindeki düşüş, daha önce sular altında kalan kıta sahanlıklarını açığa çıkardı ve bunlara taban seviyesindeki düşüş nedeniyle artan erozyonun ürettiği geniş nehir deltaları eklendi . Bu yaygın sulak alanlar, kömür oluşumu için ideal koşullar sağladı. Kömür hızlı oluşumu ile sona erdi kömür boşluğu içinde Permiyen-Triyasik tükenme durumunda kömür nadirdir.
Uygun coğrafya tek başına geniş Karbonifer kömür yataklarını açıklamaz. Hızlı kömür birikimine katkıda bulunan diğer faktörler , yoğun orman yangınlarını ve çürüyen organizmalar tarafından neredeyse sindirilemeyen kömür oluşumunu teşvik eden %30'un üzerindeki yüksek oksijen seviyeleriydi ; bitki büyümesini destekleyen yüksek karbondioksit seviyeleri; ve kararlı büyümesi , karbonun uzun süreler boyunca canlı ağaçların öz odunlarına bağlı olmadığı anlamına gelen likofit ağaçlarını içeren Karbonifer ormanlarının doğası .
Bir teori, yaklaşık 360 milyon yıl önce, bazı bitkilerin , selüloz gövdelerini çok daha sert ve daha odunsu yapan karmaşık bir polimer olan lignin üretme yeteneğini geliştirdiğini ileri sürdü . Lignin üretme yeteneği, ilk ağaçların evrimine yol açtı . Ancak bakteri ve mantarlar, lignini parçalama yeteneğini hemen geliştirmediler, bu nedenle odun tamamen çürümedi, tortunun altına gömüldü ve sonunda kömüre dönüştü. Yaklaşık 300 milyon yıl önce, mantarlar ve diğer mantarlar bu yeteneği geliştirerek, dünya tarihinin ana kömür oluşum dönemini sonlandırdı. Bununla birlikte, 2016 yılında yapılan bir araştırma, Karbonifer sırasında lignin bozulmasına dair kapsamlı kanıtlar bularak bu fikri büyük ölçüde çürüttü ve lignin bolluğundaki kaymaların kömür oluşumu üzerinde hiçbir etkisi olmadı. İklimsel ve tektonik faktörlerin daha makul bir açıklama olduğunu öne sürdüler.
Muhtemel bir tektonik faktör, ekvator boyunca uzanan ve bu zamana yakın en yüksek seviyesine ulaşan muazzam bir aralık olan Orta Pangean Dağları idi . İklim modellemesi, Orta Pangean Dağları'nın geç Karbonifer'de büyük miktarlarda kömür birikmesine katkıda bulunduğunu göstermektedir. Dağlar, yıl boyunca yoğun yağış alan ve muson iklimine özgü bir kuru mevsimin olmadığı bir alan oluşturdu . Bu, turbanın kömür bataklıklarında korunması için gereklidir.
Kömür, kara bitkilerinden önce gelen Prekambriyen tabakalarından bilinmektedir . Bu kömürün alg kalıntılarından kaynaklandığı tahmin edilmektedir.
Bazen kömür damarları (kömür yatakları olarak da bilinir) bir siklotemdeki diğer tortularla iç içe geçer . Cyclothem'lerin kökenlerinin, deniz seviyesinde dalgalanmalar yaratan, dönüşümlü olarak geniş kıta sahanlığı alanlarını açığa çıkaran ve daha sonra sular altında bırakan buzul döngülerinde olduğu düşünülmektedir .
Kömürleşme kimyası
Bitkilerin odunsu dokusu esas olarak selüloz, hemiselüloz ve ligninden oluşur. Modern turba, %5 ila %40 arasında değişen bir selüloz ve hemiselüloz içeriği ile çoğunlukla lignindir. Balmumları ve azot ve kükürt içeren bileşikler gibi çeşitli diğer organik bileşikler de mevcuttur. Lignin yaklaşık %54 karbon, %6 hidrojen ve %30 oksijenden oluşan bir ağırlık bileşimine sahipken, selüloz yaklaşık %44 karbon, %6 hidrojen ve %49 oksijenden oluşan bir ağırlık bileşimine sahiptir. Bitümlü kömür ağırlık bazında yaklaşık %84.4 karbon, %5.4 hidrojen, %6.7 oksijen, %1.7 azot ve %1.8 kükürt bileşimine sahiptir. Bu, kömürleşme sırasındaki kimyasal işlemlerin, karbonizasyon adı verilen bir işlem olan karbonu bırakarak oksijenin çoğunu ve hidrojenin çoğunu çıkarması gerektiği anlamına gelir .
- 2 R–OH → R–O–R + H 2 O
- 2 R-CH2-O-CH2-R → R-CH=CH-R + H 2 O
Dekarboksilasyon, olgunlaşan kömürden karbon dioksiti uzaklaştırır ve aşağıdaki gibi reaksiyonla ilerler:
- R-COOH → RH + CO 2
demethanasyon aşağıdaki gibi reaksiyonla ilerlerken
- 2 R-CH 3 → R-CH 2 -R + CH 4
Bu formüllerin her birinde R, reaksiyona giren grupların eklendiği bir selüloz veya lignin molekülünün geri kalanını temsil eder.
Dehidrasyon ve dekarboksilasyon, kömürleşmenin erken safhalarında gerçekleşirken, demetanasyon ancak kömür bitümlü seviyeye ulaştıktan sonra başlar. Dekarboksilasyonun etkisi oksijen yüzdesini azaltırken, demetanasyon hidrojen yüzdesini azaltır. Dehidrasyon her ikisini de yapar ve ayrıca karbon omurgasının doygunluğunu azaltır (karbon arasındaki çift bağların sayısını arttırır).
Karbonizasyon ilerledikçe, alifatik bileşikler (karbon atomlarının zincirleriyle karakterize edilen karbon bileşikleri) aromatik bileşiklerle (karbon atomlarının halkaları ile karakterize edilen karbon bileşikleri) değiştirilir ve aromatik halkalar, poliaromatik bileşikler (bağlı karbon atomları halkaları) halinde birleşmeye başlar . Yapı giderek grafitin yapısal elemanı olan grafene benzemektedir .
Kimyasal değişikliklere, ortalama gözenek boyutunda azalma gibi fiziksel değişiklikler eşlik eder. Linyit maseraller (organik parçacıklar) oluşan hüminit görünüşte toprak olup,. Kömür alt bitümlü kömüre olgunlaştıkça hüminitin yerini camsı (parlak) vitrinit almaya başlar . Bitümlü kömür olgunlaşması ile karakterize edilir bitumenization bir kömür parçası dönüştürülür, bitüm , hidrokarbon bakımından zengin bir jel. Antrasite olgunlaşma , debitümenizasyon ( demethanasyondan ) ve antrasitin , kalın cam kırılmalarına benzer şekilde, konkoidal bir kırılma ile kırılma eğiliminin artması ile karakterize edilir .
Türler
- Turba , kömürün öncüsü
- Linyit veya kahverengi kömür, kömürün en düşük derecesi, sağlığa en zararlı, neredeyse yalnızca elektrik enerjisi üretimi için yakıt olarak kullanılır
- Özellikleri linyit ile bitümlü kömürün özellikleri arasında değişen alt bitümlü kömür , öncelikle buhar-elektrik enerjisi üretimi için yakıt olarak kullanılır.
- Bitümlü kömür , genellikle siyah, ancak bazen koyu kahverengi, genellikle iyi tanımlanmış parlak ve donuk malzeme bantları olan yoğun bir tortul kaya. Öncelikle buhar-elektrik enerjisi üretiminde yakıt olarak ve kok yapımında kullanılır . Birleşik Krallık'ta buhar kömürü olarak bilinir ve tarihsel olarak buharlı lokomotiflerde ve gemilerde buharı yükseltmek için kullanılır.
- Kömürün en yüksek derecesi olan antrasit , öncelikle konut ve ticari alan ısıtması için kullanılan daha sert, parlak bir siyah kömürdür .
- Grafitin tutuşması zordur ve yaygın olarak yakıt olarak kullanılmaz; en çok kurşun kalemlerde kullanılır veya yağlama için toz haline getirilir .
- Kanal kömürü (bazen "mum kömürü" olarak da adlandırılır), önemli ölçüde hidrojen içeriğine sahip, başlıca liptinitten oluşan çeşitli ince taneli, yüksek dereceli kömürdür .
Kömür için çeşitli uluslararası standartlar vardır. Kömürün sınıflandırılması genellikle uçucu maddelerin içeriğine göre yapılır . Ancak en önemli ayrım, buhar yoluyla elektrik üretmek için yakılan termal kömür (buhar kömürü olarak da bilinir); ve çelik yapmak için yüksek sıcaklıkta yakılan metalurjik kömür (koklaşabilir taş kömürü olarak da bilinir) .
Hilt yasası , (küçük bir alan içinde) kömür ne kadar derinde bulunursa, derecesi (veya derecesi) o kadar yüksek olan jeolojik bir gözlemdir. Termal gradyan tamamen dikey ise geçerlidir; ancak, metamorfizma , derinlikten bağımsız olarak, yanal sıra değişikliklerine neden olabilir. Örneğin, kömür damarlarının bazı Madrid, New Mexico kömür alanına kısmi olarak antrasit dönüştürüldü temas metamorfizmadan bir kor gelen eşik dikişlerinin geri kalan bitümlü kömür gibi kalmıştır.
Tarih
Bilinen en erken kullanım, MÖ 4000'de Neolitik sakinlerin siyah linyitten süslemeler yapmaya başladığı Çin'in Shenyang bölgesindendir . Kuzeydoğu Çin'deki Fushun madeninden çıkan kömür, MÖ 1000 gibi erken bir tarihte bakır eritmek için kullanıldı . 13. yüzyılda Çin'e seyahat eden İtalyan Marco Polo , kömürü "kütük gibi yanan... kara taşlar" olarak tanımladı ve kömürün o kadar bol olduğunu, insanların haftada üç kez sıcak banyo yapabileceğini söyledi. Avrupa'da, yakıt olarak kömür kullanımına ilişkin en eski referans , Yunan bilim adamı Theophrastus'un (MÖ 371–287) jeolojik incelemesinden On Stones'dan (Lap. 16) gelmektedir:
Yararlı olduğu için kazılan malzemelerden şarbon [kömür] olarak bilinenler topraktan yapılır ve ateşe verildiğinde kömür [şarbon] gibi yanarlar. Ligurya'da ... ve Olympia'ya dağ yolundan yaklaşırken Elis'te bulunurlar; ve metallerde çalışanlar tarafından kullanılırlar.— Theophrastus, Taşlar Üzerinde (16)
Yüzey kömürü, Britanya'da Bronz Çağı'nda (MÖ 3000-2000) cenaze ateşlerinin bir parçasını oluşturduğu yerde kullanıldı . In Roma Britanya'da , iki modern alanlar hariç olmak üzere, " Romalılar tüm önemli kömür sahalarının içinde kömürleri istismar edildi İngiltere ve Galler MS ikinci yüzyılın sonuna kadar". Yaklaşık MS 200 yılına tarihlenen kömür ticaretinin kanıtı, Chester yakınlarındaki Heronbridge'deki Roma yerleşiminde bulunmuştur ; ve Midlands'tan gelen kömürün tahıl kurutmada kullanılmak üzere Car Dyke aracılığıyla taşındığı Doğu Anglia'nın Fenlands bölgesinde . Kömür külleri villaların ve Roma kalelerinin ocaklarında , özellikle de Northumberland'da , MS 400 civarına tarihlenmiştir. İngiltere'nin batısında, çağdaş yazarlar , Aquae Sulis'teki Minerva sunağında kalıcı bir kömür mangalının harikasını tanımladılar ( Modern Bath ), aslında Somerset kömür sahası haline gelen yerden kolayca erişilebilen yüzey kömürü, yerel olarak oldukça düşük konutlarda yaygın olarak kullanılıyordu. Roma döneminde kentte demir işçiliği için kömür kullanıldığına dair kanıtlar bulunmuştur. Gelen Eschweiler , Rheinland'da , birikintileri bitümlü kömür eritme için Roma tarafından kullanılan demir cevherinin .
MS 1000'den önce, Yüksek Ortaçağ'dan önce, kömürün Britanya'da büyük önem taşıdığına dair hiçbir kanıt yoktur . Kömür, 13. yüzyılda "deniz kömürü" olarak anılmaya başlandı; malzemenin Londra'ya ulaştığı iskele Seacoal Lane olarak biliniyordu, bu nedenle 1253'te Kral III . üzerindeki kayalıklar ya da su altı kömür yüzeylerinden yıkandı, ancak Henry VIII zamanında, deniz yoluyla Londra'ya taşınma şeklinden kaynaklandığı anlaşıldı. 1257–1259'da, Westminster Abbey'i inşa eden demirciler ve kireç yakıcılar için Newcastle upon Tyne'dan gelen kömür Londra'ya gönderildi . Nehir Filosu kıyısındaki rıhtımlarda kömürün boşaltıldığı Seacoal Lane ve Newcastle Lane hala var.
Bu kolay erişilebilir kaynaklar, kuyu madenciliği veya aditlerle yeraltı çıkarmanın geliştirildiği 13. yüzyılda büyük ölçüde tükendi (veya artan talebi karşılayamadı) . Alternatif isim, madenlerden geldiği için "çukur kömürü" idi.
Kömürle pişirme ve ev ısıtması (yakacak oduna ek olarak veya odun yerine) insanlık tarihi boyunca çeşitli zaman ve yerlerde, özellikle yer yüzeyinde kömürün bulunduğu ve yakacak odunun kıt olduğu zaman ve yerlerde yapılmıştır, ancak yaygın olarak Ev ocakları için kömür, on altıncı yüzyılın sonlarında ve on yedinci yüzyılın başlarında Londra'da yakıtlarda böyle bir değişiklik meydana gelene kadar muhtemelen hiçbir zaman var olmadı. Tarihçi Ruth Goodman , bu değişimin ve daha sonra Britanya'ya yayılmasının sosyoekonomik etkilerinin izini sürdü ve kömürün endüstriyel olarak benimsenmesini şekillendirmedeki öneminin daha önce yeterince takdir edilmediğini öne sürdü.
Sanayi Devrimi'nin gelişimi , buhar makinesinin su çarkından devraldığı gibi büyük ölçekli kömür kullanımına yol açtı . 1700'de dünyadaki kömürün altıda beşi Britanya'da çıkarıldı. Kömür bir enerji kaynağı olarak mevcut olmasaydı, 1830'larda İngiltere'de su değirmenleri için uygun alanlar tükenecekti. 1947'de İngiltere'de yaklaşık 750.000 madenci vardı, ancak Birleşik Krallık'taki son derin kömür madeni 2015'te kapandı.
Bitümlü kömür ile antrasit arasındaki bir kalite, bir zamanlar buharlı lokomotifler için yakıt olarak yaygın olarak kullanıldığı için "buhar kömürü" olarak biliniyordu . Bu özel kullanımda, bazen Amerika Birleşik Devletleri'nde "deniz kömürü" olarak bilinir. Kuru küçük buhar somunları (veya DSSN) olarak da adlandırılan küçük "buhar kömürü", evsel su ısıtması için yakıt olarak kullanıldı .
Kömür, hem açıkta kalan kömür damarlarının doğal erozyonundan hem de kargo gemilerinden rüzgarla savrulan sızıntılardan dünyanın dört bir yanındaki sahillere ulaşmaya devam ediyor. Bu tür bölgelerdeki birçok ev, bu kömürü önemli ve bazen birincil ev ısıtma yakıtı kaynağı olarak toplar.
emisyon yoğunluğu
Emisyon yoğunluğu , üretilen bir birim elektrik başına bir jeneratörün ömrü boyunca yayılan sera gazıdır . Kömür santrallerinin emisyon yoğunluğu, üretilen her kWh için yaklaşık 1000g CO2eq saldıklarından yüksektir, doğal gaz ise kWh başına yaklaşık 500g CO2eq orta emisyon yoğunluğuna sahiptir. Kömürün emisyon yoğunluğu, türe ve jeneratör teknolojisine göre değişir ve bazı ülkelerde kWh başına 1200 gr'ı geçer.
Enerji yoğunluğu
Enerji yoğunluğu kömür yaklaşık 24 olan megajoules kilogram başına (yaklaşık 6.7 kilovat-saat kg başına). %40 verimliliğe sahip bir kömür santrali için, bir yıl boyunca 100 W'lık bir ampulü çalıştırmak için tahmini olarak 325 kg (717 lb) kömür gerekir.
2017 yılında dünya enerjisinin %27,6'sı kömürden sağlandı ve Asya bunun neredeyse dörtte üçünü kullandı.
Kimya
Kompozisyon
Kömürün bileşimi, ya yakın bir analiz (nem, uçucu madde, sabit karbon ve kül) ya da nihai bir analiz (kül, karbon, hidrojen, nitrojen, oksijen ve kükürt) olarak rapor edilir . "Uçucu madde" kendi başına mevcut değildir (bir miktar adsorbe edilmiş metan hariç), ancak kömürün ısıtılmasıyla üretilen ve uzaklaştırılan uçucu bileşikleri belirtir. Tipik bir bitümlü kömür, ağırlık bazında %84.4 karbon, %5.4 hidrojen, %6.7 oksijen, %1.7 nitrojen ve %1.8 kükürtten oluşan kuru, kül içermeyen bir temel üzerinde nihai bir analize sahip olabilir.
Oksit cinsinden verilen kül bileşimi değişir:
|SiO


2
|20-40|
|Al


2Ö
3
|10-35|
|Fe


2Ö
3
|5-35|
|CaO||1-20|
|MgO||0.3-4|
|TiO


2
|0.5-2.5|


Na


2O & K
2Ö
|1-4|
|BU YÜZDEN


3
|0.1-12|
Diğer küçük bileşenler şunları içerir:
|Madde||İçerik|
|Cıva (Hg)||0.10 ± 0.01 ppm|
|Arsenik (As)||1,4–71 sayfa/dk|
|Selenyum (Se)||3 sayfa/dk|
Kok kömürü ve demiri eritmek için kok kullanımı
Kok, çelik ve diğer demir ürünlerinin imalatında kullanılan koklaşabilir taş kömüründen (düşük küllü, düşük kükürtlü bitümlü kömür, aynı zamanda metalürjik kömür olarak da bilinir ) elde edilen katı karbonlu bir kalıntıdır . Kok, 1.000 °C gibi yüksek sıcaklıklarda oksijensiz bir fırında pişirilerek, uçucu bileşenleri uzaklaştırarak ve sabit karbon ile artık külü bir araya getirerek kok kömüründen yapılır. Metalürjik kok kömürü, bir şekilde kullanılan yakıt ve şekilde indirgeme maddesi içinde eritme , demir cevheri , bir de yüksek fırın . Onun yanma ile üretilen karbon monoksit azaltır hematit (bir demir oksit için) demir .
Çözünmüş karbon açısından çok zengin olan pik demir ile birlikte atık karbondioksit de üretilir ( ) bu nedenle çelik yapmak için daha fazla arıtılması gerekir.
Kok kömürünün kül, kükürt ve fosfor içeriği düşük olmalı ki bunlar metale göç etmemelidir. Kok , yüksek fırında aşırı yükün ağırlığına dayanacak kadar güçlü olmalıdır , bu nedenle geleneksel rota kullanılarak çelik yapımında kok kömürü çok önemlidir. Kömürden elde edilen kok gri, sert ve gözeneklidir ve 29.6 MJ/kg ısıtma değerine sahiptir. Bazı kok üretim süreçleri, kömür katranı , amonyak , hafif yağlar ve kömür gazı dahil olmak üzere yan ürünler üretir .
Döküm bileşenlerinde kullanım
Bu uygulamada deniz kömürü olarak bilinen ince öğütülmüş bitümlü kömür, döküm kumunun bir bileşenidir . Erimiş metal kalıptayken , kömür yavaşça yanar , basınçta indirgeyici gazlar açığa çıkarır ve böylece metalin kumun gözeneklerine nüfuz etmesini önler. Ayrıca, dökümden önce kalıba uygulanan aynı işleve sahip bir macun veya sıvı olan 'kalıp yıkama' içinde bulunur. Deniz kömürü, bir kupol ocağının tabanı için kullanılan kil astarı ("gövde") ile karıştırılabilir . Isıtıldığında, kömür ayrışır ve gövde hafifçe kırılgan hale gelir ve erimiş metale dokunmak için açık deliklerin kırılma sürecini kolaylaştırır.
kola alternatifleri
Hurda çelik, bir elektrik ark ocağında geri dönüştürülebilir ; ve eriterek demir üretmeye bir alternatif, sünger veya pelet haline getirilmiş demir yapmak için herhangi bir karbonlu yakıtın kullanılabileceği doğrudan indirgenmiş demirdir. Karbondioksit emisyonlarını azaltmak için indirgeyici ajan olarak hidrojen ve karbon kaynağı olarak biyokütle veya atık kullanılabilir. Tarihsel olarak, kömür, yüksek fırında kok kömürüne alternatif olarak kullanılmıştır ve sonuçta ortaya çıkan demir, kömürlü demir olarak bilinir .
gazlaştırma
Kömür gazlaştırma, entegre gazlaştırma kombine çevrim (IGCC) kömür yakıtlı elektrik santralinin bir parçası olarak, elektrik üretmek için gaz türbinlerini ateşlemek için bir karbon monoksit (CO) ve hidrojen (H 2 ) gazı karışımı olan sentez gazı üretmek için kullanılır . Syngas ayrıca Fischer-Tropsch süreci yoluyla benzin ve dizel gibi ulaşım yakıtlarına da dönüştürülebilir ; Alternatif olarak, sentez gazı dönüştürülebilir metanol ile doğrudan yakıt içine karıştırılabilir veya benzin işlemine metanol benzine dönüştürülebilir. Fischer-Tropsch teknolojisi ile birleştirilen gazlaştırma , Güney Afrika'daki Sasol kimya şirketi tarafından kömürden kimyasallar ve motorlu araç yakıtları yapmak için kullanıldı.
Gazlaştırma sırasında kömür, ısıtılıp basınçlandırılırken oksijen ve buharla karıştırılır . Reaksiyon sırasında oksijen ve su molekülleri kömürü oksitleyerek karbon monoksite (CO) dönüştürürken aynı zamanda hidrojen gazı (H 2 ) açığa çıkarır . Bu, eskiden yeraltı kömür madenlerinde ve ayrıca aydınlatma, ısınma ve yemek pişirmek için müşterilere borularla verilen şehir gazını yapmak için yapılırdı .
- 3C ( Kömür olarak ) + O 2 + H 2 O → H 2 + 3CO
Arıtıcı benzin üretmek isterse, sentez gazı bir Fischer-Tropsch reaksiyonuna yönlendirilir. Bu dolaylı kömür sıvılaşması olarak bilinir. Bununla birlikte, hidrojen istenen son ürün ise, sentez gazı, daha fazla hidrojenin serbest bırakıldığı su gazı kaydırma reaksiyonuna beslenir :
- CO + H 2 O → CO 2 + H 2
Sıvılaşma
Kömür, hidrojenasyon veya karbonizasyon yoluyla doğrudan benzine veya dizele eşdeğer sentetik yakıtlara dönüştürülebilir . Kömür sıvılaştırma, ham petrolden sıvı yakıt üretiminden daha fazla karbondioksit yayar . Biyokütlede karıştırmak ve CCS kullanmak, petrol prosesinden biraz daha az emisyona yol açacaktır, ancak bunun maliyeti yüksek olacaktır. Devlete ait China Energy Investment , bir kömür sıvılaştırma tesisi işletiyor ve 2 tane daha inşa etmeyi planlıyor.
Kömür sıvılaşması, kömür nakliyesi sırasında kargo tehlikesine de işaret edebilir.
kimyasalların üretimi
Kimyasallar 1950'lerden beri kömürden üretilmektedir. Kömür, çok çeşitli kimyasal gübrelerin ve diğer kimyasal ürünlerin üretiminde hammadde olarak kullanılabilir. Bu ürünlere giden ana yol, sentez gazı üretmek için kömürün gazlaştırılmasıydı . Doğrudan sentez gazından üretilen birincil kimyasallar, olefinler , asetik asit , formaldehit , amonyak , üre ve diğerleri dahil olmak üzere tüm türev kimyasalların üretildiği kimyasal yapı taşları olan metanol , hidrojen ve karbon monoksit içerir. Birincil kimyasalların ve yüksek değerli türev ürünlerin öncüsü olarak sentez gazının çok yönlülüğü, çok çeşitli malları üretmek için kömür kullanma seçeneği sunar. Ancak 21. yüzyılda kömür yatağı metan kullanımı daha önemli hale geliyor.
Kömür gazlaştırma yoluyla yapılabilecek kimyasal ürünler genel olarak doğal gaz ve petrolden türetilen hammaddeleri de kullanabildiğinden , kimya endüstrisi en uygun maliyetli hammaddeleri kullanma eğilimindedir. Bu nedenle, daha yüksek petrol ve doğal gaz fiyatları için ve petrol ve gaz üretimini zorlayabilecek yüksek küresel ekonomik büyüme dönemlerinde kömür kullanımına olan ilgi artma eğilimindeydi.
Kömürden kimyasal işlemlere kadar önemli miktarlarda su gerekir. Kömürden kimyasal üretime çoğu, Shanxi gibi kömüre bağımlı eyaletlerin kirliliğini kontrol etmek için mücadele ettiği Çin'de .
Elektrik üretimi
Ön yanma tedavisi
Rafine kömür, alt bitümlü ve linyit (kahverengi) kömürler gibi düşük dereceli kömürlerden nemi ve belirli kirleticileri uzaklaştıran bir kömür iyileştirme teknolojisinin ürünüdür. Kömürün yakılmadan önce özelliklerini değiştiren, kömür için çeşitli ön yakma işlemlerinin ve işlemlerinin bir şeklidir. Termal verimlilik iyileştirmeleri, iyileştirilmiş ön kurutma ile elde edilebilir (özellikle linyit veya biyokütle gibi yüksek nemli yakıtlarla ilgilidir). Yakma öncesi kömür teknolojilerinin hedefleri, kömür yakıldığında verimliliği artırmak ve emisyonları azaltmaktır. Ön yanma teknolojisi bazen kömür yakıtlı kazanlardan kaynaklanan emisyonları kontrol etmek için yanma sonrası teknolojilere ek olarak kullanılabilir.
Santral yakma
Bir olarak yanmış kömür katı yakıt olarak kömür elektrik santralleri için elektrik üretmek termal kömür olarak adlandırılır. Kömür ayrıca yanma yoluyla çok yüksek sıcaklıklar üretmek için kullanılır. Hava kirliliğine bağlı erken ölümlerin GW-yıl başına 200 olduğu tahmin edilmektedir, ancak gaz yıkayıcıların kullanılmadığı santrallerde daha yüksek veya şehirlerden uzaktaysa daha düşük olabilir. Dünya genelinde kömür kullanımını azaltmaya yönelik çabalar, bazı bölgelerin daha düşük karbon kaynaklarından doğal gaz ve elektriğe geçmesine neden oldu.
Kömür için kullanıldığı zaman , elektrik üretimi , genellikle toz haline getirilmiş ve daha sonra, bir yanık olduğu fırının bir ile kazan . Fırın ısısı, kazan suyunu buhara dönüştürür , bu da daha sonra jeneratörleri döndüren ve elektrik üreten türbinleri döndürmek için kullanılır . Termodinamik verimliliği bu sürecin ön-yanma tedavisi, türbin teknolojisi (örneğin bağlı olarak yaklaşık 25% ile 50% arasında değişmektedir , süper kritik buhar üreteci ) ve tesisin yaşı.
Kömürü daha verimli yakan birkaç entegre gazlaştırma kombine çevrim (IGCC) santrali inşa edilmiştir. Kömürü toz haline getirmek ve buhar üreten kazanda doğrudan yakıt olarak yakmak yerine, kömür, elektrik üretmek için bir gaz türbininde yakılan (tıpkı bir türbinde doğal gazın yakılması gibi) sentez gazı oluşturmak üzere gazlaştırılır . Türbinden çıkan sıcak egzoz gazları, ek bir buhar türbinine güç sağlayan bir ısı geri kazanımlı buhar jeneratöründe buharı yükseltmek için kullanılır . Kombine ısı ve güç sağlamak için kullanıldığında toplam tesis verimliliği %94'e kadar ulaşabilir. IGCC enerji santralleri, geleneksel toz haline getirilmiş kömür yakıtlı santrallerden daha az yerel kirlilik yayar; ancak gazlaştırmadan sonra ve yakmadan önce karbon yakalama ve depolama teknolojisinin şimdiye kadar kömürle kullanım için çok pahalı olduğu kanıtlanmıştır. Kömür kullanmanın diğer yolları , Sovyetler Birliği'nde geliştirilen kömür-su bulamaç yakıtı (CWS) veya bir MHD tepeleme döngüsüdür . Ancak bunlar kar eksikliği nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır.
2017'de dünya elektriğinin %38'i, 30 yıl öncekiyle aynı yüzdeyle kömürden geldi. 2018 yılında küresel kurulu güç, toplam elektrik üretim kapasitesinin %30'u olan 2 TW (1TW'si Çin'de) idi. En bağımlı büyük ülke, elektriğinin %80'inden fazlasının kömürden üretildiği Güney Afrika'dır; ancak Çin tek başına dünyanın kömür kaynaklı elektriğinin yarısından fazlasını üretiyor.
Kömür endüstrisi
madencilik
Yaklaşık %90'ı taşkömürü ve %10'u linyit olmak üzere yılda yaklaşık 8000 Mt kömür üretilmektedir. 2018 itibariyle yarısından biraz fazlası yeraltı madenlerinden. Yeraltı madenciliği sırasında yüzey madenciliğine göre daha fazla kaza meydana gelir. Tüm ülkeler madencilik kazası istatistikleri yayınlamamaktadır, bu nedenle dünya çapındaki rakamlar belirsizdir, ancak ölümlerin çoğunun Çin'deki kömür madenciliği kazalarında meydana geldiği düşünülmektedir : 2017'de Çin'de kömür madenciliği ile ilgili 375 ölüm meydana gelmiştir. Çıkarılan kömürlerin çoğu termal kömürdür (aynı zamanda elektrik üretmek için buhar yapmak için kullanıldığından buhar kömürü olarak da adlandırılır), ancak metalurjik kömür (demir yapmak için kok yapmak için kullanıldığı için "metkömürü" veya "koklaşabilir taş kömürü" olarak da adlandırılır) 10 Küresel kömür kullanımının % ila %15'i.
Ticareti yapılan bir mal olarak
Çin , dünyadaki kömürün neredeyse yarısını çıkarıyor, onu yaklaşık onda biri ile Hindistan izliyor . Avustralya , dünya kömür ihracatının yaklaşık üçte birini oluşturuyor, onu Endonezya ve Rusya izliyor ; en büyük ithalatçılar ise Japonya ve Hindistan'dır.
Metalürjik kömürün fiyatı uçucudur ve termal kömürün fiyatından çok daha yüksektir, çünkü metalürjik kömürün kükürt oranı daha düşüktür ve daha fazla temizlik gerektirir. Kömür vadeli işlem sözleşmeleri, kömür üreticilerine ve elektrik enerjisi endüstrisine , riskten korunma ve risk yönetimi için önemli bir araç sağlar .
Bazı ülkelerde, karada yeni rüzgar veya güneş enerjisi üretimi, halihazırda mevcut santrallerden elde edilen kömür gücünden daha düşük maliyetlidir (bkz . Kaynağa göre elektrik maliyeti ). Bununla birlikte, Çin için bu 2020'lerin başları için ve Güneydoğu Asya için 2020'lerin sonlarına kadar değil. Hindistan'da yeni santraller inşa etmek ekonomik değil ve sübvanse edilmesine rağmen mevcut santraller yenilenebilir enerji kaynaklarına karşı pazar payını kaybediyor.
Pazar eğilimleri
Of kömür üretmek ülkelerde , Hindistan% 10'dan daha az ardından neredeyse yarısı dünyanın kömür, uzak çoğu tarafından Çin madenleri. Çin aynı zamanda açık ara en büyük tüketici. Bu nedenle, piyasa eğilimleri Çin enerji politikasına bağlıdır . Kirliliği azaltma çabası, küresel uzun vadeli eğilimin daha az kömür yakmak olduğu anlamına gelse de, kısmen Çin'in diğer ülkelerdeki yeni kömürle çalışan elektrik santrallerini finanse etmesi nedeniyle kısa ve orta vadeli eğilimler farklılık gösterebilir.
Başlıca üreticiler
Yıllık üretimi 300 milyon tonun üzerinde olan ülkeler gösterilmektedir.
|Ülke||2000||2005||2010||2015||2017||Paylaş (2017)|
|Çin||1.384||2.350||3.235||3.747||3.523||%46|
|Hindistan||335||429||574||678||716||%9|
|Amerika Birleşik Devletleri||974||1.027||984||813||702||%9|
|Avustralya||314||375||424||485||481||%6|
|Endonezya||77||152||275||392||461||%6|
|Rusya||262||298||322||373||411||%5|
|Dünyanın geri kalanı||1380||1404||1441||1374||1433||%19|
|dünya toplamı||4.726||6.035||7.255||7.862||7,727||100%|
Başlıca tüketiciler
Yıllık tüketimi 500 milyon tonun üzerinde olan ülkeler gösterilmiştir. Paylar, ton petrol eşdeğeri olarak ifade edilen verilere dayanmaktadır.
|Ülke||2008||2009||2010||2011||2012||2013||2014||2015||2016||Paylaş|
|Çin||2.691||2.892||3.352||3.677||4,538||4.678||4,539||3.970 kömür + 441 kok = 4.411||3.784 kömür + 430 met kok = 4.214||%51|
|Hindistan||582||640||655||715||841||837||880||890 kömür + 33 met kok = 923||877 kömür + 37 met kok = 914||%11|
|Amerika Birleşik Devletleri||1.017||904||951||910||889||924||918||724 kömür + 12 met kok = 736||663 kömür + 10 met kok = 673||%9|
|Dünya Toplamı||7.636||7.699||8.137||8.640||8901||9.013||8,907||7.893 kömür + 668 kok = 8561||7.606 kömür + 655 metalurjik kok = 8261||100%|
Başlıca ihracatçılar
|Ülke||2018|
|Endonezya||472|
|Avustralya||426|
|Rusya||231|
|Amerika Birleşik Devletleri||115|
|Kolombiya||92|
|Güney Afrika||88|
|Moğolistan||39|
|Kanada||37|
|Mozambik||16|
İhracatçılar, Hindistan ve Çin'den ithalat talebinde azalma riskiyle karşı karşıya.
Başlıca ithalatçılar
|Ülke||2018|
|Çin||281|
|Hindistan||223|
|Japonya||189|
|Güney Kore||149|
|Tayvan||76|
|Almanya||44|
|Hollanda||44|
|Türkiye||38|
|Malezya||34|
|Tayland||25|
İnsan sağlığına zarar
Kömürün yakıt olarak kullanılması sağlık sorunlarına ve ölümlere neden olur. Kömür madenciliği ve işlenmesi hava ve su kirliliğine neden olur. Kömürle çalışan tesisler, insan sağlığını olumsuz yönde etkileyen azot oksitler, kükürt dioksit, partikül kirliliği ve ağır metaller yayar. Maden kazalarını önlemek için kömür yatağından metan çıkarımı önemlidir.
Ölümcül Londra dumanına öncelikle yoğun kömür kullanımı neden oldu. Küresel olarak kömürün, çoğunlukla Hindistan ve Çin'de olmak üzere her yıl 800.000 erken ölüme neden olduğu tahmin edilmektedir.
Kömür bacası emisyonları astıma , felçlere , zeka azalmasına , arter tıkanıklıklarına, kalp krizlerine , konjestif kalp yetmezliğine , kardiyak aritmilere , cıva zehirlenmesine , arter tıkanıklığına ve akciğer kanserine neden olur .
Avrupa'da elektrik üretmek için kömür kullanımından kaynaklanan yıllık sağlık maliyetlerinin 43 milyar Euro'ya kadar çıktığı tahmin ediliyor.
Çin'de, hava kalitesi ve insan sağlığına yönelik iyileştirmeler, esas olarak ülkenin enerjisinin büyük ölçüde kömüre bağımlı olması nedeniyle daha sıkı iklim politikalarıyla artacaktır. Ve net bir ekonomik fayda olacaktır.
Economic Journal'da 2017'de yayınlanan bir araştırma, 1851-1860 döneminde Britanya için "kömür kullanımındaki bir standart sapma artışının bebek ölümlerini %6-8 oranında artırdığını ve endüstriyel kömür kullanımının kentsel ölüm cezasının kabaca üçte birini açıkladığını ortaya koydu. Bu dönemde gözlemlendi."
Kömür tozunun solunması, kömür işçisinin pnömokonyozuna veya "kara akciğere" neden olur , çünkü kömür tozu akciğerleri tam anlamıyla normal pembe renklerinden siyaha çevirir. Yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nde, kömür madeni tozunun solunmasının etkilerinden her yıl 1.500 eski kömür endüstrisi çalışanının öldüğü tahmin edilmektedir.
Her yıl büyük miktarlarda kömür külü ve diğer atıklar üretilmektedir. Kömür kullanımı her yıl yüz milyonlarca ton kül ve diğer atık ürünler üretir. Bunlar, selenyum gibi metal olmayanlarla birlikte cıva , uranyum , toryum , arsenik ve diğer ağır metalleri içeren uçucu kül , taban külü ve baca gazı kükürt giderme çamurunu içerir .
Kömürün yaklaşık %10'u küldür: kömür külü insanlar ve diğer bazı canlılar için tehlikeli ve zehirlidir. Kömür külü radyoaktif elementler uranyum ve toryum içerir . Kömür külü ve diğer katı yanma yan ürünleri yerel olarak depolanır ve kömür santrallerinin yakınında yaşayanları radyasyona ve çevresel toksiklere maruz bırakan çeşitli şekillerde kaçar.
Çevreye zarar
Su sistemleri kömür madenciliğinden etkilenir. Örneğin madencilik, yeraltı suyu ve su tablası seviyelerini ve asitliği etkiler . Gibi uçucu kül dökülmesinde, Kingston Fosil Bitki kömür uçucu kül Bulamaç sızıntısı , ayrıca kontaminasyona sebep kara ve su yolları ve evleri yok edebilir. Kömür yakan elektrik santralleri de büyük miktarlarda su tüketir. Bu, nehirlerin akışlarını etkileyebilir ve diğer arazi kullanımları üzerinde dolaylı etkileri vardır. Alanlarında su kıtlığı gibi, Thar Çölü içinde Pakistan , kömür madenciliği ve kömür santrallerinin önemli miktarlarda su kullanmak.
Kömürün bilinen en eski etkilerden biri su döngüsü olan asit yağmurları . 2014 yılında, yarısından fazlası yanan kömürden olmak üzere yaklaşık 100 Tg /S kükürt dioksit (SO 2 ) salındı. Serbest bırakıldıktan sonra, kükürt dioksit, H oksitlenir 2 SO 4 dolayısıyla havada, artış iklime bir soğutma etkisi oluşturacak, güneş ışığı dağıtır. Bu, artan sera gazlarının neden olduğu ısınmanın bir kısmını faydalı bir şekilde maskeler. Bununla birlikte, kükürt birkaç hafta içinde asit yağmuru olarak atmosferden atılırken, karbondioksit atmosferde yüzlerce yıl kalır. SO 2'nin salınması, ekosistemlerin yaygın olarak asitlenmesine de katkıda bulunur.
Kullanılmayan kömür madenleri de sorunlara neden olabilir. Tünellerin üzerinde çökme meydana gelebilir ve altyapıya veya ekili alanlara zarar verebilir. Kömür madenciliği de uzun süreli yangınlara neden olabilir ve herhangi bir zamanda binlerce kömür damarı yangınının yandığı tahmin edilmektedir . Örneğin, Brennender Berg 1668'den beri yanıyor ve 21. yüzyılda hala yanıyor.
Kömürden kok üretimi, yan ürünler olarak amonyak , kömür katranı ve gaz halindeki bileşikler üretir ; bunlar karaya, havaya veya su yollarına boşaltıldığında çevreyi kirletebilir. Whyalla çelik fabrikaları , sıvı amonyak deniz ortamına boşaltılmıştır bir kok üretim tesisinin bir örnektir.
Yeraltı yangınları
Dünyada binlerce kömür ateşi yanıyor. Yeraltında yananların yerini tespit etmek zor olabilir ve birçoğu söndürülemez. Yangınlar, yukarıdaki zeminin alçalmasına neden olabilir, yanıcı gazları yaşam için tehlikelidir ve yüzeye çıkması yüzeyde orman yangınlarını başlatabilir . Kömür damarları, kendiliğinden yanma veya bir maden yangını veya yüzey yangını ile temas yoluyla tutuşabilir . Yıldırım çarpmaları önemli bir tutuşma kaynağıdır. Kömür, oksijen (hava) artık alev cephesine ulaşamayana kadar dikişe yavaşça yanmaya devam eder. Kömür alanında çıkan bir çim yangını, onlarca kömür damarını ateşe verebilir. Çin'de Kömür yangınları CO 360 milyon metrik ton yayan bir yıl kömür tahminen 120 milyon ton yakmak 2 CO yıllık dünya üretiminin% 2-3 tutarında, 2 ila fosil yakıtlar . In Centralia, Pennsylvania (bir ilçesinde bulunan Kömür Bölgesinde ABD'nin), bir nedeni terk edilmiş bulunan ilçe depolama içinde bir çöp yangın, için 1962 yılında ateşledi antrasit arasında damar ortaya antrasit kömür ocağı çukurunun. Yangını söndürme girişimleri başarısız oldu ve bu güne kadar yeraltında yanmaya devam ediyor . Avustralya Yanan Dağı'nın başlangıçta bir yanardağ olduğuna inanılıyordu, ancak duman ve kül, yaklaşık 6.000 yıldır yanan bir kömür ateşinden geliyor.
İçinde kapaklar birçok sırtlar ve buttes o kırmızımsı silttaşı kaya Toz Havzası'nda yer Wyoming ve batı Kuzey Dakota denir porcelanite kömür yakma atık "klinker" veya volkanik "andıran, cüruf ". Klinker, kömürün doğal yanması ile kaynaşmış kayadır. Powder River Havzasında son üç milyon yılda yaklaşık 27 ila 54 milyar ton kömür yakıldı. Bölgedeki yabani kömür yangınları, Lewis ve Clark Expedition'ın yanı sıra bölgedeki kaşifler ve yerleşimciler tarafından rapor edildi .
İklim değişikliği
Kömür kullanımının en büyük ve en uzun vadeli etkisi, iklim değişikliğine neden olan bir sera gazı olan karbondioksitin salınmasıdır . Kömürlü santraller küresel CO büyüme arttırıcı en büyük faktör idi 2 2018 yılında emisyonları, toplam fosil yakıt emisyonlarının% 40 ve daha toplam emisyonların dörtte birinden. Kömür madenciliği, başka bir sera gazı olan metan yayabilir.
2016 yılında kömür kullanımından kaynaklanan dünya brüt karbondioksit emisyonları 14,5 milyar ton idi. Üretilen her megawatt saat için, kömürle çalışan elektrik enerjisi üretimi, bir doğal gazla çalışan elektrik santrali tarafından salınan yaklaşık 500 kg karbondioksitin iki katı olan yaklaşık bir ton karbondioksit yayar . 2013 yılında, BM iklim ajansının başkanı, felakete yol açacak küresel ısınmayı önlemek için dünyanın kömür rezervlerinin çoğunun yerde bırakılması gerektiğini tavsiye etti. Küresel ısınmayı 1,5 °C veya 2 °C'nin altında tutmak için yüzlerce, belki de binlerce kömür yakıtlı elektrik santralinin erkenden kapatılması gerekecek.
Kirlilik azaltma
Bazen temiz kömür olarak da adlandırılan kömür kirliliğini azaltma , kömürün sağlık ve çevresel etkisini azaltmaya çalışan bir dizi sistem ve teknolojidir ; Özellikle hava kirliliği gelen kömür santralleri ve tarafından yanmış kömürden ağır sanayi .Odak noktası üzerinde kükürt dioksit (SO 2) ve nitrojen oksitlerin (NO x) , sebep olan en önemli gazlar asit yağmuru ; ve görünür hava kirliliğine, hastalığa ve erken ölümlere neden olan partiküller . SO 2 ile çıkarılabilir baca gazı kükürt giderme ve NO 2 tarafından seçici katalitik indirgeme (SCR). Partiküller elektrostatik çökelticiler ile uzaklaştırılabilir . Belki daha az verimli olsa da, ıslak yıkayıcılar hem gazları hem de partikülleri temizleyebilir . Azaltma uçucu külü emisyonunu azaltır radyoaktif malzemeler . Cıva emisyonları %95'e kadar azaltılabilir. Bununla birlikte , kömürden karbondioksit emisyonlarını yakalamak genellikle ekonomik olarak uygun değildir.
standartlar
Yerel kirlilik standartları arasında GB13223-2011 (Çin), Hindistan, Endüstriyel Emisyonlar Direktifi (AB) ve Temiz Hava Yasası (Amerika Birleşik Devletleri) bulunmaktadır .
uydu izleme
Uydu izleme artık ulusal verileri çapraz kontrol etmek için kullanılmaktadır, örneğin Sentinel-5 Precursor , Çin'in SO 2 kontrolünün yalnızca kısmen başarılı olduğunu göstermiştir. Ayrıca SCR gibi teknolojinin düşük kullanımının yüksek YOK neden olduğunu ortaya çıkarmıştır 2 Güney Afrika ve Hindistan'da emisyonları.
Kombine çevrim santralleri
Birkaç Entegre gazlaştırma kombine çevrim (IGCC) kömürlü termik santraller ile inşa edilmiş kömür gazlaştırma . Kömürü daha verimli yaksalar ve bu nedenle daha az kirlilik yaysalar da, bu teknoloji tartışmalı olmasına rağmen, muhtemelen Japonya dışında, kömür için ekonomik olarak uygun olduğunu kanıtlamadı.
Karbon yakalama ve depolama
Halen yoğun bir şekilde araştırılmakta ve kömür dışındaki bazı kullanımlar için ekonomik olarak uygun görülmekte olsa da; karbon yakalama ve depolama , Petra Nova ve Boundary Barajı kömür yakıtlı elektrik santrallerinde test edilmiştir ve güneş PV teknolojisinin maliyetindeki düşüşler nedeniyle, kömürle kullanım için teknik olarak uygun ancak ekonomik olarak uygun olmadığı bulunmuştur.
ekonomi
2018'de kömür arzına 80 milyar ABD doları yatırım yapıldı, ancak neredeyse tamamı yeni madenler açmaktan ziyade üretim seviyelerini sürdürmek için yapıldı. Uzun vadede kömür ve petrol, dünyaya yılda trilyonlarca dolara mal olabilir. Kömür tek başına Avustralya'ya milyarlarca dolara mal olabilirken, bazı küçük şirketler veya şehirler için maliyetler milyonlarca dolar ölçeğinde olabilir. Kömürden (iklim değişikliği yoluyla) en fazla zarar gören ekonomiler , karbonun en yüksek sosyal maliyetine sahip ülkeler oldukları için Hindistan ve ABD olabilir . Kömürü finanse etmek için banka kredileri Hindistan ekonomisi için bir risk.
Çin, dünyanın en büyük kömür üreticisidir. Dünyanın en büyük enerji tüketicisi ve Çin'deki kömür , birincil enerjisinin %60'ını sağlıyor. Ancak Çin'deki kömür santrallerinin beşte ikisinin zarar ettiği tahmin ediliyor.
Kömür depolama ve elleçlemeden kaynaklanan hava kirliliği, PM2.5 nedeniyle depolanan her ekstra ton için ABD'ye yaklaşık 200 dolara mal oluyor. Kömür kirliliği AB'ye her yıl 43 milyar Euro'ya mal oluyor. Hava kirliliğini azaltmaya yönelik önlemler, bireylere ve Çin gibi ülkelerin ekonomilerine finansal olarak fayda sağlar.
Sübvansiyonlar
2015 yılında kömür için genel olarak tanımlanmış toplam sübvansiyonların yaklaşık 2,5 trilyon ABD Doları, yani küresel GSYİH'nın yaklaşık %3'ü olduğu tahmin edilmektedir . 2019 itibariyle G20 ülkeleri, kömürle çalışan elektrik de dahil olmak üzere kömür üretimi için yılda en az 63,9 milyar ABD doları devlet desteği sağlıyor: birçok sübvansiyonu ölçmek imkansız, ancak 27,6 milyar ABD doları ve uluslararası kamu finansmanı, 15,4 milyar ABD doları mali destekte ve devlete ait teşebbüs (KİT) yatırımlarında yılda 20,9 milyar ABD Doları. AB'de 2020'den itibaren yeni kömürlü termik santrallere ve mevcut kömürlü termik santrallere 2025'ten itibaren devlet yardımı yasaklanmıştır. 2018 itibariyle, yeni kömürlü termik santraller için devlet finansmanı Exim Bank of China , Japan Bank for International tarafından sağlandı. İşbirliği ve Hint kamu sektörü bankaları. 2017 yılında toplam 2 milyar ABD Doları tutarındaki kömür tüketim sübvansiyonlarının ana alıcısı Kazakistan'daki kömür olmuştur. Türkiye'deki kömür , 2021 yılında önemli teşviklerden yararlanmıştır.
Bölünmüş varlıklar
Bazı kömürle çalışan elektrik santralleri, atıl varlıklar haline gelebilir , örneğin dünyanın en büyük enerji şirketi China Energy Investment , sermayesinin yarısını kaybetme riskiyle karşı karşıyadır. Ancak, Güney Afrika'da Eskom , Endonezya'da Perusahaan Listrik Negara , Malezya'da Sarawak Energy , Tayvan'da Taipower , Tayland'da EGAT , Türkiye'de Vietnam Elektrik ve EÜAŞ gibi devlete ait elektrik kuruluşları yeni santraller kuruyor veya planlıyor. 2021 itibariyle bu, patlarsa finansal istikrarsızlığa neden olabilecek bir karbon balonunun oluşmasına yardımcı olabilir.
Siyaset
Çin, Hindistan, Endonezya, Vietnam, Japonya, Türkiye ve Bangladeş gibi yeni kömürle çalışan elektrik santralleri inşa eden veya finanse eden ülkeler, Paris Anlaşması'nın amaçlarını engelledikleri için artan uluslararası eleştirilerle karşı karşıya . 2019'da Pasifik Adası ülkeleri (özellikle Vanuatu ve Fiji ), Avustralya'yı emisyonlarını olduğundan daha hızlı kesmediği için eleştirdi ve kıyıların su altında kalması ve erozyonla ilgili endişeleri dile getirdi. Mayıs 2021'de G7 üyeleri, uluslararası kömürden elektrik üretimi için yeni doğrudan hükümet desteğini sona erdirmeyi kabul etti.
Yolsuzluk
Hindistan ve Çin'de yolsuzluk iddiaları araştırılıyor.
Kömüre muhalefet
Kömür kirliliğine muhalefet, modern çevre hareketinin 19. yüzyılda başlamasının ana nedenlerinden biriydi .
Kömürden uzaklaşma
Küresel iklim hedeflerine ulaşmak ve şu anda sahip olmayanlara elektrik sağlamak için, 2040 yılına kadar kömür gücü yaklaşık 10.000 TWh'den 2.000 TWh'nin altına düşürülmelidir. Ancak bazı ülkeler hala kömürü tercih ediyor ve kömürün ne kadar hızlı bir şekilde kullanımdan kaldırılması gerektiği konusunda çok fazla anlaşmazlık var. Bununla birlikte, Powering Past Coal Alliance gibi birçok ülke kömürden çoktan uzaklaştı veya geçiş yapıyor; büyük geçiş şimdiye kadar Bazı ülkeler bir "fikirleri kullanmak 2035 ve 2038 arasındaki son kömürle çalışan elektrik santralini kapatmaya nedeniyle Almanya, varlık açıklandı Tam Geçiş geçişin yararlarından bazılarını kullanmak örneğin," kömür madencileri için erken emeklilik sağlamak. Ancak alçakta bulunan Pasifik Adaları , geçişin yeterince hızlı olmadığından ve deniz seviyesinin yükselmesiyle sular altında kalacaklarından endişe duyuyor ; bu nedenle OECD ülkelerine 2030'a kadar ve diğer ülkelere 2040'a kadar kömürden tamamen vazgeçmeleri çağrısında bulundular . 2020'de Çin bazı santraller inşa etmesine rağmen, küresel olarak inşa edilenden daha fazla kömür enerjisi emekli oldu: BM Genel Sekreteri ayrıca OECD ülkelerinin durması gerektiğini söyledi. 2030'a kadar kömürden ve 2040'a kadar dünyanın geri kalanından elektrik üretmek.
tepe kömür
Pik kömür , bir insan topluluğu tarafından en yüksek kömür tüketimi veya üretimidir. Küresel kömür tüketimi 2013'te zirve yaptı ve 2010'ların sonunda hafifçe düştü. Kömürün küresel enerji karışımındaki payının zirvesi, kömürün küresel enerji üretiminin %30'unu oluşturduğu 2008 yılında gerçekleşti. Kömür kullanımındaki düşüş, büyük ölçüde Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa'daki tüketim düşüşlerinin yanı sıra Asya'daki gelişmiş ekonomilerden kaynaklanmaktadır. 2019 yılında Çin, Endonezya, Hindistan, Rusya ve Avustralya gibi ülkelerdeki üretim artışları ABD ve Avrupa'daki düşüşleri telafi etti. Ancak, kömürün yapısal düşüşü 2020'lerde devam etti.Pik kömür, pik talep veya pik arz tarafından yönlendirilebilir. Tarihsel olarak, arz tarafının, kömür rezervlerinin tükenmesi nedeniyle eninde sonunda kömürü zirveye çıkaracağına inanılıyordu . Ancak, iklim değişikliğini sınırlamaya yönelik artan küresel çabalardan bu yana , zirve kömür, 2013 zirve tüketiminin altında kalan talep tarafından yönlendirildi. Bu, büyük ölçüde doğal gazın ve yenilenebilir enerjinin hızla genişlemesinden kaynaklanmaktadır. Kömür rezervlerinin mevcut tüketim seviyelerinde yüzyıllarca dayanma kapasitesine sahip olacağı tahminlerine rağmen, birçok ülke kömürü aşamalı olarak kaldırma sözü verdi . Bazı ülkelerde kömür tüketimi 2020'lerin başında hala artabilir.
Daha temiz yakıtlara ve daha düşük karbonlu elektrik üretimine geçiş
Kömürle çalışan üretim, megavat saat başına 500 kg sera gazında doğal gazın yakılmasıyla üretilen elektriğin ürettiği her megavat saat için yaklaşık bir ton civarında, yaklaşık iki kat daha fazla karbondioksit yayar. Doğal gaz, elektrik üretmenin yanı sıra, bazı ülkelerde ısınma ve otomotiv yakıtı olarak da popülerdir .
Birleşik Krallık'ta kömür kullanımı, Kuzey Denizi petrolünün gelişmesi ve ardından 1990'larda gaz için atılımın bir sonucu olarak azaldı . Kanada'da Hearn Üretim İstasyonu gibi bazı kömür santralleri kömürden doğal gaza geçti. Sıkı şeyl oluşumlarının hidrolik kırılmasıyla elde edilen bol miktarda düşük maliyetli doğal gaz nedeniyle , ABD'deki kömür gücü, 2008'deki yaklaşık % 49'dan, 2017'de elektriğin %30'unu sağladı .
Kömür bölgeleri geçişte
Bazı kömür madenciliği bölgeleri büyük ölçüde kömüre bağımlıdır.
İş
biyoremediasyon
kültürel kullanım
Ayrıca bakınız
- Biochar – Biyokütlenin pirolizinden sonra karbon ve külden oluşan hafif siyah kalıntı
- karbokimya
- Kömür kirliliğini azaltma – Kömürün yanması ile ilişkili kirliliği azaltmak için bir dizi sistem ve teknoloji
- Kömür tahlili
- Kömür karıştırma
- Kömür homojenizasyonu
- Kömür ölçüleri (stratigrafik birim)
- Kömürden çıkış
- Kömür katranı
- Kömürle ilgili çevre sorunları
- Akışkan yataklı yanma
- Fosil yakıt – Doğal süreçlerle oluşan yakıt
- Fosil yakıttan çıkış – Kömür, petrol ve gaz yakmanın durdurulması
- gytta
- Başlıca kömür üreten bölgeler
- Dağın tepesinde kaldırma madenciliği
- Kömür Sorusu
- Tonstein – Esas olarak kaolinitten veya daha az yaygın olarak diğer kil minerallerinden oluşan sert, kompakt tortul kaya
- Dünya Kömür Birliği
Referanslar
Kaynaklar
- Gençsü, İpek (Haziran 2019). "G20 kömür sübvansiyonları" (PDF) . Yurtdışı Kalkınma Enstitüsü . Arşivlenmiş orijinal (PDF) 31 Ağustos 2020 tarihinde . 26 Haziran 2019 alındı .
Notlar
daha fazla okuma
- Thurber, Mark (2019). Kömür . Poliçe Basın. ISBN'si 978-1509514014.
- Freese, Barbara (2003). Kömür: Bir İnsan Tarihi . Penguen Kitapları. ISBN'si 978-0-7382-0400-0. OCLC 51449422 .
- Kömür Geçişleri
- Dünya Kömür Birliği
- Kömür – Uluslararası Enerji Ajansı
- Kömür Online – Uluslararası Enerji Ajansı
- Ulusal Enerji Teknolojisi Laboratuvarında Kömür Araştırması
- Kömür Çıkışı
- Avrupa Kömür ve Linyit Birliği
- Kömür haberleri ve endüstri dergisi
- Küresel Kömür Santrali Takibi
- Enerji ve Temiz Hava Araştırmaları Merkezi
- Ansiklopedi Britannica . 6 (11. baskı). 1911. s. 574–93. .
- Yeni Uluslararası Ansiklopedi . 1905. .
- Collier'in Yeni Ansiklopedisi . 1921. .