Węgiel różni się składem, globalnym użytkowaniem i wartością energetyczną
Węgle o różnym składzie są wykorzystywane jako palne paliwa kopalne do wytwarzania energii elektrycznej i produkcji stali na całym świecie. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej jest to najszybciej rosnące źródło energii na świecie w XXI wieku.
O produkcji węgla
Ludzie nie "produkują" węgla. Procesy geologiczne i niszczejąca materia organiczna tworzą ją przez tysiące lat. Wydobywa się go z podziemnych formacji lub "pokładów" przez podziemne tunele lub usuwając duże obszary powierzchni ziemi. Odkopany węgiel musi zostać oczyszczony, umyta i przetworzony, aby przygotować go do użytku komercyjnego.
Chiny produkują obecnie więcej węgla niż jakikolwiek inny kraj na świecie, choć jego potwierdzone rezerwy zajmują czwarte miejsce w rankingu w porównaniu z USA, Rosją i Indiami. IEA szacuje, że globalna podaż powinna wzrosnąć do około 0,6% do roku 2020.
Eksporterzy i importerzy węgla
Australia plasuje światową listę eksporterów, wysyłając 298 milionów ton węgla za granicę w 2010 roku. Indonezja i Rosja zajęły drugie i trzecie miejsce, eksportując odpowiednio 162 i 109 milionów ton. Stany Zjednoczone zajęły czwarte miejsce na świecie, w tym samym roku wysłały ponad 74 miliony ton metrycznych poza granice tego kraju.
Reliance on Coal
Południowa Afryka w największym stopniu opiera się na węglu, pobierając 93 procent energii elektrycznej z tego źródła energii. Chiny i Indie również w znacznym stopniu polegają na węglu, przeznaczając znaczne ilości energii na poziomie odpowiednio 79 i 69 procent. Stany Zjednoczone pobierają 45 procent energii elektrycznej z tego źródła, zajmując 11 pozycję na światowej liście krajów, które wytwarzają energię z tego źródła.
Twarde i miękkie rodzaje węgla
Węgiel dzieli się na dwie główne kategorie: twardą i miękką. Węgiel miękki jest również znany jako węgiel brunatny lub węgiel brunatny. Chiny produkują więcej węgla niż jakikolwiek inny kraj o współczynnik około trzech. Ogromne 3,162 miliona ton węgla kamiennego wyprodukowanego przez Chiny przyćmiewa produkcję drugiego i trzeciego rankingu producentów - USA na poziomie 932 milionów ton metrycznych i Indie na 538 milionów ton metrycznych.
Niemcy i Indonezja prawie wiążą honory najwyższych odznaczeń w produkcji miękkiego węgla brunatnego. Kraje te wykopały odpowiednio 169 milionów i 163 miliony ton metrycznych.
Węgiel koksujący w porównaniu z węglem parowym
Węgiel koksujący, znany również jako węgiel metalurgiczny, ma niską zawartość siarki i fosforu i może wytrzymać wysokie temperatury. Węgiel koksowy jest podawany do pieców i poddawany pirolizie beztlenowej, procesowi, który ogrzewa węgiel do około 1100 stopni Celsjusza. Rozpuszcza ją i odrywa wszelkie lotne związki i zanieczyszczenia, pozostawiając czysty węgiel. Gorący, oczyszczony, skroplony węgiel zestala się w bryłki zwane "koksami", które można wprowadzić do wielkiego pieca wraz z rudą żelaza i wapieniem, aby wytworzyć stal.
Węgiel energetyczny, znany również jako węgiel energetyczny, nadaje się do produkcji energii elektrycznej.
Węgiel energetyczny jest rozdrabniany na drobny proszek, który szybko płonie podczas wysokich temperatur i jest wykorzystywany w elektrowniach do podgrzewania wody w kotłach, które napędzają turbiny parowe. Może również służyć do ogrzewania pomieszczeń w domach i firmach.
Energia w węglu
Wszystkie rodzaje węgla zawierają węgiel stały, który zapewnia energię zmagazynowaną i różne ilości wilgoci, popiołu, substancji lotnych, rtęci i siarki. Ponieważ właściwości fizyczne i jakość węgla są bardzo zróżnicowane, elektrownie węglowe muszą być zaprojektowane tak, aby uwzględniały specyficzne właściwości dostępnego surowca oraz aby ograniczyć emisje zanieczyszczeń, takich jak siarka, rtęć i dioksyny.
Zgromadzony potencjał energii w węglu jest określany jako "wartość opałowa", "wartość opałowa" lub "zawartość ciepła". Mierzy się ją w Btu lub MJ / kg. Btu oznacza brytyjską jednostkę termiczną, ilość ciepła, która będzie ogrzewać około 0,12 galonów amerykańskich - funt wody - o jeden stopień Fahrenheita na poziomie morza.
Btu jest czasami zapisywane jako BTU.
MJ / kg oznacza milizułkę na kilogram i jest ilością energii zmagazynowanej w kilogramie. Jest to wyrażenie gęstości energii dla paliw mierzonych wagowo.
Węgiel uwalnia energię cieplną lub ciepło podczas spalania, wraz z węglem i popiołem. Popiół składa się z minerałów takich jak żelazo, aluminium , wapień, glina i krzemionka, a także pierwiastków śladowych, takich jak arsen i chrom.
Rodzaje węgla w porównaniu i ranking
Międzynarodowa organizacja normalizacyjna ASTM opublikowała rankingową metodę klasyfikacji węgla powstałego w wyniku biodegradacji humusowych substancji torfowych i materiału organicznego lub witryny. Ranking węgla opiera się na poziomach geologicznej metamorfozy, ustalonego węgla i wartości opałowej. Jest znany jako ASTM D388 - 05 Standardowa klasyfikacja węgla według rangi.
Jak porównać te cztery typy? Generalnie im mocniejszy węgiel, tym wyższa jego wartość energetyczna i ranga. Poniżej znajduje się ranking porównawczy czterech różnych rodzajów węgla od najgęstszych w węglu i energii do najmniej gęstej:
| Ranga | Rodzaj węgla | Wartość opałowa (MJ / kg) |
|---|---|---|
| # 1 | Antracyt | 30 milijulag na kilogram |
| # 2 | Bitumiczny | 18,8-29,3 milijoule za kilogram |
| # 3 | Podbitumiczne | 8,3-25 milijoule za kilogram |
| # 4 | Węgiel brunatny | 5,5-14.3 milijoule za kilogram |