Fossilt kul

Kul (fossilt kul) er en sedimentær bjergart , et mineral , den mest værdifulde type brændstof og råmateriale til den kemiske , og ikke kun, industri . Det internationale navn for kulstof kommer fra lat.  carbō  - "kul".

Fossilt kul blev dannet af sporer , dele af epidermis på køllemoser , bregner og andre gamle planter (for 350-250 millioner år siden) - magre kul, antracit , koks , lav-kager, gas, lang-flamme og andre underarter af kul . Så var der en kulfri periode; derefter blev brunkul , sapropeller , tørv dannet under påvirkning af forhøjede temperaturer og uden adgang til ilt , og tidligere, før den kulfrie periode, uden tilstedeværelse af mikroorganismer[ afklare ] behandling af trærester.

Kul, efter træ , var det første fossile brændstof , der blev brugt af mennesker . Forbrænding af et kilogram af denne type brændstof giver dig mulighed for at få 3400-7200 kcal energi [1] . I 1960 stod kul for omkring halvdelen af ​​verdens energiproduktion; i 1970 var dets andel faldet til en tredjedel.

Kul bruges til fremstilling af koks , som materiale til at trække , og anilinfarvestoffer opnås også fra kul [2]

Uddannelse

På forskellige tidspunkter og på forskellige steder i Jordens geologiske fortid var der planter, hvoraf dele gradvist blev skyllet væk i lavlandet og dannede kulansamlinger. Efterhånden som jordlaget over dem steg, steg trykket også . Temperaturen steg også, da den faldt. Under sådanne forhold blev plantematerialet beskyttet mod biologisk nedbrydning og oxidation . Kulstoffet, der blev bundet af planter i enorme tørveområder , blev til sidst dækket og dybt begravet af sedimenter. Under højt tryk og høj temperatur omdannes død vegetation gradvist til kul. Da kul hovedsageligt består af kulstof , brint , ilt , kaldes omdannelsen af ​​planterester til kul forkulning . Samtidig falder antallet af brint- og oxygenatomer i kulmolekyler, og mængden af ​​kulstof stiger.

Kul dannes under forhold, hvor rådnende plantemateriale opbygges hurtigere, end det kan nedbrydes bakterielt . Det ideelle miljø for dette skabes i sumpe , hvor stillestående vand , fattigt på ilt , forhindrer bakteriernes vitale aktivitet og derved beskytter plantemassen mod fuldstændig ødelæggelse. På et bestemt trin af processen forhindrer de frigivne syrer yderligere bakteriel aktivitet . Så der er sapropel og tørv  - det oprindelige produkt til dannelse af kul. Hvis den så begraves under andre sedimenter , så oplever tørven kompression og, taber vand og gasser, omdannes den til kul.

Til dannelse af kul er rigelig ophobning af plantemasse nødvendig. I gamle tørvemoser , startende fra Devon-perioden (ca. 400 millioner år siden), akkumulerede organisk stof , hvorfra fossile kul blev dannet uden adgang til ilt. De fleste kommercielle fossile kulforekomster stammer fra denne periode, selvom der også findes yngre forekomster. Alderen på de ældste kul anslås til omkring 300-350 millioner år [3] . Der var en kulfri periode, hvor kulakkumuleringen stoppede i omkring 50 millioner år.

Karbonets brede, lavvandede hav gav ideelle betingelser for kuldannelse, selvom kul er kendt fra de fleste geologiske perioder. En undtagelse er kulgabet under Perm-Trias-udryddelsen , hvor kul er sjældent. Det kul, der findes i de prækambriske lag, der går forud for landplanter, menes at stamme fra rester af alger.

Som et resultat af bevægelsen af ​​jordskorpen oplevede kullag opløftning og foldning. Med tiden blev de hævede dele ødelagt på grund af erosion eller selvforbrænding, mens de sænkede blev bevaret i brede lavvandede bassiner, hvor kul er mindst 900 meter over jordens overflade. Dannelsen af ​​relativt små kullag er nogle gange forbundet med områder af jordens overflade, over hvilke mængder af bituminøse masser er blevet hældt ud, som for eksempel ved Hat Creek.( Canada ), når den samlede tykkelse af pakken af ​​kullag 450 m [4] og mere meter.

Arter

Kul er ligesom olie og gas organisk stof, der langsomt er blevet nedbrudt af biologiske og geologiske processer. Grundlaget for kuldannelse er bituminøse masser og i mindre grad (ikke industrielle reserver) fra organiske rester af vegetabilsk oprindelse. Afhængigt af omdannelsesgraden og den specifikke mængde kulstof i kul skelnes der mellem fire typer af det: brunkul ( brunkul ), bituminøst kul , antracit og grafit . I de vestlige lande finder en lidt anderledes klassificering sted - henholdsvis brunkul , sub-bituminøse kul , bituminøse kul, antracit og grafit.

Efter oprindelse opdeles kul i humus (fra rester af højere planter : træ, blade, stængler osv.) og sapropelitkul (fra rester af lavere planter , hovedsageligt alger) [5] .

Antracit

Antracit  er det mest dybt opvarmede fossile kul ved dets oprindelse, kul af den højeste grad af forkogning, efter T-kul, en overgangsform fra kul til grafit . Det er kendetegnet ved høj tæthed og glans. Indeholder 95% kulstof. Det bruges til produktion af grafitelektroder og blokke til aluminium og andre industrier. Den har den højeste brændværdi, men antænder ikke godt. Det er dannet af det ældste kul med en stigning i tryk og temperatur i dybder på omkring 6 kilometer.

Kul

Ifølge den kemiske sammensætning er kul en blanding af højmolekylære polycykliske aromatiske forbindelser med en høj massefraktion af kulstof samt vand og flygtige stoffer med små mængder mineralske urenheder, som danner aske , når kul afbrændes . Fossile kul adskiller sig fra hinanden i forholdet mellem deres komponenter, som bestemmer deres forbrændingsvarme. En række organiske forbindelser, der udgør kul, har kræftfremkaldende egenskaber.

Kulstofindholdet i stenkul, afhængigt af dets kvalitet, varierer fra 75% til 95%. De indeholder op til 12% fugt (3-4% indre), derfor har de en højere brændværdi sammenlignet med brunkul. Indeholder op til 32% flygtige stoffer, på grund af hvilke det antændes godt. Den er dannet af brunkul på cirka tre kilometers dybde.

Brunkul

Brunkul  er et fast fossilt kul dannet af tørv , indeholder 65-70% kulstof , har en brun farve, den yngste af fossile kul. Det bruges som et lokalt brændstof, såvel som kemiske råvarer. Den indeholder meget vand (43%) og har derfor en lav brændværdi . Derudover indeholder det et stort antal flygtige stoffer (op til 50%). De er dannet af døde organiske rester under trykket fra belastningen og under indflydelse af forhøjet temperatur i dybder af størrelsesordenen en kilometer.

Andre

Efter sammensætning og oprindelse skelnes andre kultyper : alginit , algohelit , algocollinit , attroseminit , bohed , vitren , vitrinit , jet , gelit , helitit , helitolit , humite , humolit , desmit , duren inter , durite , cardif , kaustobiolite , кеннель , кларен, коллинит , коллоальгинит , коллоальголит , коллосеминит , коллофюзинит , кольм , ксилен , ксилинит , ксилоаттрит , ксиловитрен , ксилодесмит , кульм , кутинит , лейптинит , лигнит , лигнитит , липоид , липоидолит , липоидотит , липтобиолит , литотип , лопинит , метаантрацит Mikrinite , mixtogumitis , mixtogumitis , mixtinite , parenchitis , semi -dance , rubber , saprogumolit , sapropolitics , sapropelitis , semiances , seminitrinitis , semicollitis , sevenite , semifelenitis , semifuezen , seven -symifyusinitis , sclerotine , sporralolinitis , talginitis , talginitis _ _ _ _ _ _ _ , telosimenit , telofusinite , ultradurene , ultraclaren , fellinite , vitral , lunte ene , fuzenit , fuzenolit , fuzinit , fusit , fuzitit , cheremkhite , exinite , elektrisk kul , yumite og andre.

Plyndre

Kulminemetoder afhænger af dybden af ​​dens forekomst. Udviklingen udføres på en åben måde i kulminer , hvis dybden af ​​kullaget ikke overstiger hundrede meter. Der er også hyppige tilfælde, hvor det med en stadigt stigende uddybning af en kulgrav er yderligere fordelagtigt at udvikle en kulforekomst ved en underjordisk metode. Miner bruges til at udvinde kul fra store dybder . De dybeste miner i Den Russiske Føderation udvinder kul fra et niveau på lidt over tusind to hundrede meter. I konventionel mineproduktion udvindes omkring 40 % af kullet ikke. Brugen af ​​nye minedriftsmetoder - longwall  - giver dig mulighed for at udvinde mere kul [6] .

Sammen med kul indeholder kulholdige forekomster mange typer georessourcer, der har forbrugermæssig betydning. Disse omfatter værtsbjergarter som råmaterialer til byggeindustrien, grundvand , metan i kullejet , sjældne og sporstoffer, herunder værdifulde metaller og deres forbindelser. For eksempel er nogle kul beriget med germanium .

Global produktion af fossilt kul toppede med 8254,9 millioner tons i 2013I oktober 2021 nåede prisen på kul i Kina 1982 yuan ~$302/ton som følge af den globale mangel på både gas og kul. [7]

Påviste reserver

Kul i Rusland

De fleste forskere er enige om, at aktivt efterforskningsarbejde i Rusland begyndte ved skiftet af det 17.-18. århundrede. Under et af Peter I 's felttog blev malmforekomster opdaget i nærheden af ​​Donets-bassinet . I 1700-1711 oprettedes minedriftsordenen , i 1719 - Bergkollegiet , som ledede undersøgelsen af ​​landets tarme [9] . Parallelt hermed fandt opførelsen af ​​nye anlæg sted, hvilket stimulerede udviklingen af ​​Donetsk- og Kuznetsk- bassinerne [10] [11] [12] [13] .

Byggeriet af den transsibiriske jernbane havde en betydelig indflydelse på udviklingen af ​​kulindustrien , hvilket bidrog til flytningen af ​​landets kulcentre mod øst. Allerede i 1896 udgjorde kulproduktionen i Rusland 569 millioner puds (9,1 millioner tons), hvilket gjorde landet til det sjette i verden [14] [10] [15] [16] . I 1913 nåede tallet 36,1 millioner tons, hvoraf 80% var kul, 16,4% antracit . Efter oktoberrevolutionen vendte kulproduktionen tilbage til niveauet i slutningen af ​​det 19. århundrede. 11,3 millioner tons kul udvundet i 1922 var ikke nok til industriens gnidningsløse drift. Men kursen mod fremskyndet industrialisering forudsatte en stigning i kulproduktionen til 160-170 millioner tons om året ved udgangen af ​​den første femårsplan i 1933 [9] [17] .

Under den store patriotiske krig, efter idriftsættelsen af ​​167 miner og 13 nedskæringer med en kapacitet på 90 millioner tons, steg industriens produktivitet støt. I 1958 blev landet for første gang verdens førende med hensyn til kulproduktion - 493,2 millioner tons. Efter 30 år nåede kulproduktionen sit højdepunkt på 771,8 millioner tons, hvilket gjorde USSR til det tredje land i verden efter USA og Kina [9] [18 ] [19] .

Ikke desto mindre blev udstyret gradvist forældet, arbejdssikkerhed opfyldte ikke nye standarder, hvorfor minearbejderstrejker begyndte i Mezhdurechensk i 1989 . Industriomstrukturering og lønforsinkelser i 1990'erne førte til yderligere stagnation i kulindustrien [20] [21] . Regeringen holdt dog stadig priserne på energiressourcer, da deres vækst truede med at øge prisen på nogle industriprodukter op til 17 gange. Tilskud til støtte for industrien i 1992-1993 beløb sig til 5-6 milliarder dollars, selvom kun 6,3% af virksomhederne i sfæren arbejdede med overskud, og størstedelen af ​​udstyret var meget forældet [22] [23] [24] [25] . For at modernisere industrien planlagde myndighederne at lukke mindst 90 miner, men mere end 1800 virksomheder blev likvideret [26] . Produktionen i Moskva-regionen er praktisk talt ophørt, i Kuzbass og Fjernøsten  - den er faldet med 39%, i Ural - med halvdelen [21] [27] . Genoplivningen af ​​verdensmarkedet i 2010 bidrog til genoprettelse af produktionen i landet til 323 millioner tons, og i Kuzbass nåede den for første gang 185 millioner tons [28] [26] [29] .

For 2020 rapporterede Energiministeriet om 275,5 milliarder tons kulreserver i 146 udforskede forekomster. Russiske producenter udviklede dog kun 17% af dem, da minedrift ofte var urentabel på grund af barske klimatiske forhold og dårlig produktkvalitet. Geografisk set er det største bassin Kansk-Achinsk- bassinet (mere end 80 % af landets brunkulsreserver). De største forekomster er Borodino , Berezovskoye og Nazarovskoye, der indeholder 22 milliarder tons kulreserver. Andre store kulbaser omfatter Abanskoye (30,6 milliarder tons), Itatskoye (19,4 milliarder tons), Uryupskoye (16,9 milliarder tons) og Barandatskoye (16,3 milliarder tons) forekomster. Den største i form af malm er Kuznetsk-bassinet (70 milliarder tons), hvis reserver er af høj kvalitet. Malmen i Pechora-bassinet er overvejende sten (40%) med dybstrøelse. De største aflejringer af antraciter er placeret i Donets-bassinet , men deres dybde overstiger 1 km, og tykkelsen af ​​lagene er ubetydelig [30] .

I 2020 nåede mængden af ​​kulproduktion i landet 402,1 millioner tons, hvoraf det meste blev produceret af et åbent brud. Indtil 2035 planlagde regeringen at udvikle nye forekomster i regionerne Yakutia , Tyva , Khakassia , Zabaykalsky Krai , Amur og Kemerovo . Formentlig vil dette sikre en stigning i produktiviteten for kulminevirksomheder op til 485-668 millioner tons [31] [32] .

Ikke desto mindre medfører udviklingen af ​​kulminedrift en forringelse af miljøsituationen og borgernes sundhed; for 2021 er situationen i profilregionerne allerede blevet kaldt katastrofal. For eksempel i nogle byer i Kemerovo-regionen er kulminer placeret i en afstand af flere meter fra beboelsesbygninger, ubehandlede lossepladser fører til underjordiske brande, og indholdet af skadelige stoffer i atmosfæren kan overstige normen med 7-11 gange [33] [34] [26] [35]. ] . Det meste af kulminens metan er ikke fanget, som det fremgår af lækager opdaget af satellitter fra det canadiske selskab GHGSat ved Raspadskaya-minen i Kemerovo-regionen - næsten 90 tons metan hver time (764 tusinde tons om året) [36] [37 ] [38] .

Allerede i 2012 led hver anden russisk minearbejder af mindst to erhvervssygdomme [39] . Med stigningen i produktionen voksede belastningen på sundhedsvæsenet også: kun i Khakassia i 2010-2020 steg dødeligheden af ​​kræft med 14,2 %. De mest almindelige kræftformer i mineregionerne er lunger , luftrør og bronkier [40] . Tilsvarende i Kemerovo-regionen i 2009-2018 steg dødeligheden fra maligne neoplasmer med 4,5% [41] [42] . Niveauet for erhvervssygdomme i regionen oversteg i 2021 det nationale med 8,8 gange. Dødeligheden af ​​luftvejssygdomme var 62 pr. 100 tusinde mennesker mod 39,5 i gennemsnit i landet [43] [44] [45] .

Kul i Europa

Europæiske regeringer planlægger at reducere skaderne på folkesundheden og miljøet ved at eliminere kulfyrede kraftværker inden 2040 og fuldstændig eliminere brugen af ​​kul inden 2050. Selvom lande i 1990-2021 reducerede produktionen af ​​stenkul markant (fra 277 til 57 millioner tons), forblev regionen i 2018 verdens største producent af brunkul [46] [47] [48] . Minedrift fandt sted i EU-lande som Polen , Tyskland , Tjekkiet , Bulgarien , Ungarn , Grækenland , Rumænien , Slovakiet , Slovenien . I alt gav sektoren 230 tusinde arbejdspladser [49] [50] . Det var høj beskæftigelse i kulindustrien, der var en af ​​de største vanskeligheder i overgangen til en kulstoffri økonomi. Den retfærdige overgangsfond blev opfordret til at sikre transformationen på det sociale plan ,  hvis hovedformål var at støtte arbejdere i at lukke kulminer og kraftværker, for at sørge for professionel omskoling [51] [52] [53] . Fonden planlagde at uddele 19,2 milliarder euro til at hjælpe fattige europæiske lande afhængige af billig energi [54] [55] .

Andre mekanismer, der bidrager til transformationen af ​​den europæiske energisektor, er: indførelse og forøgelse af CO 2 -emissionskvoter , oprettelse af mekanismer til at hjælpe med økonomisk omstrukturering, reduktion af omkostningerne til vind- og solenergi , samarbejde med lokale fagforeninger , ejere af kulselskaber og andre interessenter [56] [57] [53] . Indførelsen af ​​disse tiltag gjorde det muligt at reducere produktionsmængderne med i gennemsnit 3 % årligt i 2015-2020. Ved udgangen af ​​denne periode var tallet 480 millioner tons [58] [59] . Hvis der i 1990 blev udvundet brunkul i 13 lande i regionen (671 millioner tons), faldt hovedproduktionen i 2021 på 6 af dem: ud af 277 millioner tons blev 46% leveret af Tyskland, Polen - 19%, Tjekkiet - 11%, Bulgarien  - 10%, Rumænien  - 6%, Grækenland  - 4%, resten - kun 3%. Lande som Spanien , Kroatien , Italien , Frankrig og Østrig opgav i denne periode fuldstændig udviklingen af ​​brunkul [60] [61] [62] .

I begyndelsen af ​​2020'erne forblev prisen på kulfyret kraft forholdsvis lavere end den, der genereres af gas eller vedvarende energikilder. Og kul leverede stadig omkring en femtedel af EU-landenes energibalance [48] [51] [49] [50] . Det årlige per capita-forbrug af kul var 1,2 tons, hvilket var højere end det globale niveau (1 ton). Så i 2018 genererede denne type brændsel 592 TWh, den samlede kapacitet af kulfyrede kraftværker nåede 99 GW, brunkul - 52 GW [47] [63] . Imidlertid var halvdelen af ​​de kulfyrede kraftværker, der var i drift i 1990'erne, allerede lukket eller havde en afviklingsdato fastsat [59] . I alt brugte EU-landene 144 millioner tons stenkul i 2020 (63 % mindre end tre årtier tidligere), i 2021 - 160 millioner tons industriprodukter. De største forbrugere var Polen (41 %) og Tyskland (23 %), mens Frankrig, Holland , Italien og Tjekkiet brugte 3-6 % hver. Forbruget af brunkul var i de samme år omkring 240 millioner tons og 277 millioner tons, hvoraf hovedandelen var i Tyskland, Polen, Tjekkiet, Bulgarien, Rumænien og Grækenland [61] .

Da kulproduktionen i regionen falder hurtigere end dens forbrug, er landene i regionen meget afhængige af energiimport: i 2020 leverede lokale kulminevirksomheder kun 39 % af regionens behov. Grækenland, Luxembourg , Kroatien , Rumænien, Cypern , Belgien og Sverige importerede mere end nødvendigt for at drive kulfyrede værker for at sørge for en nødforsyning. Den største leverandør af regionen var Rusland, som leverede op til 56 % [49] [64] [60] [47] . Med begyndelsen af ​​den russiske invasion af Ukraine i februar 2022 begyndte priserne på alle energiressourcer at stige. Sammenlignet med gas forblev brugen af ​​kul rentabel, selv med kulstofkvoter . I de første to måneder af konflikten fortsatte europæiske lande med at importere russisk kul, men under offentligt pres talte politikere for at opgive russisk kul [65] [66] [67] . Den femte pakke af anti-russiske sanktioner blev opfordret til at reducere regionens afhængighed , hvilket indførte et forbud mod køb af energiressourcer [68] [69] . Europæiske lande var tvunget til at lede efter nye leverandører og øge deres egen produktion: Fra april 2022 steg kulproduktionen i de fem største europæiske producerende lande med 27 % sammenlignet med samme periode sidste år [66] . Ændringer i energisektoren har fået offentligheden til at frygte, at myndighedernes miljømål ikke vil blive opfyldt, selv om politikere har erklæret, at de har til hensigt at opfylde deres lovmæssige forpligtelser om at reducere udledningen af ​​drivhusgasser med 55 % inden 2030 sammenlignet med 1990 [70] [71] [72] .

Verdens kulmarked

Fra 2017 rangerede kul 16. [73] i verdenshandelen, hvad angår værdi. Det samlede markedsvolumen anslås til 122 milliarder amerikanske dollars

De største eksportører var:

• Australien 39% ($47 milliarder)
• Indonesien 16 % (18,9 mia. USD)
• Rusland 13 % (16,1 mia. USD)
• USA 8,7 % (10,6 milliarder USD)
• Colombia 6,3 % (7,63 milliarder USD)
• Sydafrika 5,1 % (6,23 milliarder USD)

De største importører var:

• Japan 16 % ($19,5 mia.)
• Indien 16 % (19,4 milliarder USD)
• Kina 15 % ($17,8 milliarder)
• Sydkorea 11 % (13,3 milliarder USD)
• andre asiatiske lande ($5,68 milliarder)

De største kulproducenter (USA):

I 2004 var produktionen:

• Peabody Energy  - 198 millioner tons. (i 2021 - 130,1 millioner tons.)
• Arch Coal  - 123 millioner tons. (i 2021 - 73,05 millioner tons.)
• Consol Energy  - 228 millioner tons. (i 2021 - 23,86 millioner tons.)
• Fundament - 61 millioner tons.
• Massey - 42 millioner tons.

Forbrug

Forbrug af kul i millioner tons.

Ansøgning

I England lærte de i 1735 at smelte støbejern på kul. Brugen af ​​kul er varieret. Det bruges som husholdningsbrændstof, energibrændstof, brændstof til dampdrevet jernbanetransport, råmateriale til den metallurgiske og kemiske industri samt til udvinding af sjældne og sporstoffer fra det. Meget lovende er flytning (hydrogenering) af kul med dannelse af flydende brændstof. Til produktion af 1 ton olie forbruges 2-3 tons kul; under embargoen forsynede Sydafrika næsten fuldstændigt sig selv med brændstof på grund af denne teknologi. Kunstig grafit fremstilles af kul.

Økonomi

Udgifterne til kul på forskellige områder varierer meget, da kulkvaliteten og transportomkostningerne har stor indflydelse. Generelt varierer priserne i Rusland fra 60-400 rubler pr. ton (2000) til 600-1300 rubler pr. ton (2008). På verdensmarkedet nåede prisen $300 per ton (2008) [75] , og faldt derefter til 3500-3650 rubler per ton (2010).

Kulforgasning

Denne retning for kuludnyttelse er forbundet med dens såkaldte "ikke-energi" anvendelse. Vi taler om forarbejdning af kul til andre typer brændstof (for eksempel til brændbar gas, mellemtemperaturkoks osv.), der går forud for eller ledsager produktionen af ​​termisk energi fra det. For eksempel i Tyskland under Anden Verdenskrig blev kulforgasningsteknologier aktivt brugt til produktion af motorbrændstof . I Sydafrika, på SASOL -fabrikken , ved hjælp af teknologien med lagdelt forgasning under tryk, hvis første udvikling også blev udført i Tyskland i 30-40'erne af det 20. århundrede, produceres mere end 100 typer produkter i øjeblikket af brunt kul. Denne forgasningsproces er også kendt som " Lurgi-processen ".

I USSR blev kulforgasningsteknologier især udviklet aktivt på Forsknings- og Designinstituttet for Udvikling af Kansk-Achinsk Coal Basin ( KATEKNIIugol ) for at øge effektiviteten af ​​brugen af ​​Kansk-Achinsk brunkul. Instituttets personale udviklede en række unikke teknologier til forarbejdning af lav-aske brune og sorte kul. Disse kul kan underkastes energiteknologisk forarbejdning til så værdifulde produkter som mellemtemperaturkoks , der kan tjene som erstatning for klassisk koks i en række metallurgiske processer, brændbar gas , egnet til for eksempel forbrænding i gaskedler som en erstatning for naturgas og syntesegas , som kan bruges til fremstilling af syntetiske kulbrintebrændstoffer. Forbrændingen af ​​brændsler opnået som følge af energiteknologisk forarbejdning af kul giver en betydelig gevinst i form af skadelige emissioner i forhold til forbrændingen af ​​det oprindelige kul.

Efter Sovjetunionens sammenbrud blev KATEKNII-kul likvideret, og instituttets ansatte, der var engageret i udviklingen af ​​kulforgasningsteknologier, oprettede deres egen virksomhed. I 1996 blev et anlæg til forarbejdning af kul til sorbent og brændbar gas bygget i Krasnoyarsk . Anlægget er baseret på den patenterede teknologi med lagdelt kulforgasning med omvendt blast (eller den omvendte proces med lagdelt kulforgasning). Dette anlæg er stadig i drift. På grund af de usædvanligt lave (sammenlignet med traditionelle kulforbrændingsteknologier) indikatorer for skadelige emissioner, er det frit placeret nær byens centrum. Senere blev der baseret på samme teknologi også bygget et demonstrationsanlæg til produktion af husholdningsbriketter i Mongoliet (2008).

Nogle karakteristiske forskelle mellem reversed-blast kullejeforgasning og den direkte forgasningsproces, hvoraf en af ​​varianterne (trykforgasning) bruges på SASOL-anlægget i Sydafrika. Brændbar gas produceret i den omvendte proces indeholder i modsætning til den direkte proces ikke kulpyrolyseprodukter, så komplekse og dyre gasrensningssystemer er ikke nødvendige i den omvendte proces. Derudover er det i den omvendte proces muligt at organisere ufuldstændig forgasning (karbonisering) af kul. Samtidig produceres to nyttige produkter på én gang: mellemtemperaturkoks (karbonisat) og brændbar gas. Fordelen ved den direkte forgasningsproces er på den anden side dens højere produktivitet. I perioden med den mest aktive udvikling af kulforgasningsteknologier (første halvdel af det 20. århundrede) førte dette til en næsten fuldstændig mangel på interesse for den omvendte proces med lagdelt kulforgasning. De nuværende markedsforhold er imidlertid sådan, at omkostningerne ved middeltemperaturkoks alene, fremstillet i den omvendte kulforgasningsproces (karbonisering), gør det muligt at kompensere for alle omkostningerne ved dets produktion. Biproduktet er en brændbar gas, der er egnet til forbrænding i gaskedler for at opnå varme og/eller elektrisk energi, i dette tilfælde har den en betinget nulomkostning. Denne omstændighed giver en høj investeringsattraktivitet for denne teknologi.

En anden velkendt teknologi til forgasning af brunkul er den energiteknologiske forarbejdning af kul til mellemtemperaturkoks og termisk energi i en installation med et fluidiseret (fluidiseret) leje af brændsel. En vigtig fordel ved denne teknologi er muligheden for dens implementering ved at rekonstruere standard kulfyrede kedler. Samtidig holdes kedlens ydeevne med hensyn til termisk energi på samme niveau. Et lignende projekt til genopbygning af en typisk kedel er blevet implementeret, for eksempel ved Berezovsky-minen (Krasnoyarsk-territoriet, Rusland). I sammenligning med teknologien til lagdelt kulforgasning er den energiteknologiske forarbejdning af kul til middeltemperaturkoks i et fluidiseret leje karakteriseret ved en væsentlig højere (15-20 gange højere) produktivitet. [76]

Kullikvefaktion

Kullikvefaktion  er en teknologi til fremstilling af flydende brændsel fra kulråmaterialer . Tillader brug af traditionelle benzinforbrugere (for eksempel motorkøretøjer) under forhold med oliemangel. Dette er en generel betegnelse for en familie af processer til fremstilling af flydende brændstoffer fra kul.

Energi

Kuls rolle i energimixet

I Rusland var andelen af ​​kul i landets energibalance i 2005 omkring 18 procent (verdensgennemsnittet er 39 procent), og i elproduktion lidt over 20 procent. Andelen af ​​kul i brændstofbalancen for RAO UES i 2005 var 26%, og gas  - 71%. På grund af høje verdensgaspriser havde den russiske regering til hensigt at øge andelen af ​​kul i RAO UES ' brændstofbalance til 34% inden 2010 , men disse planer var ikke bestemt til at gå i opfyldelse på grund af ophøret af RAO UES i 2008 .

Vanskeligheder med at bruge kul som energibrændsel

På trods af igangværende økonomiske ændringer er prisen på et ton referencebrændstof (toe) på kul i de fleste tilfælde de laveste sammenlignet med brændselsolie og gas. Den største vanskelighed ved at bruge kul er det høje niveau af emissioner fra kulforbrænding - gasformigt og fast ( aske ). I de fleste udviklede lande er der dog i Rusland strenge krav til niveauet for emissioner, der tillades ved afbrænding af kul. I EU-landene anvendes strenge sanktioner for kraftvarmeværker, der overstiger normen (op til 50 euro for hver produceret MWh elektricitet). Vejen ud af situationen er brugen af ​​forskellige filtre (for eksempel elektrostatiske udskillere) i kedlers gaskanaler, eller forbrænding af kul i form af vand-kul suspensioner (Kul-vand brændstof ) [77] . I sidstnævnte tilfælde er emissionerne af NO x oxider (temperatur NO x ) på grund af kuls lavere forbrændingstemperatur reduceret betydeligt (op til 70 %). Asken fra kulforbrænding kan i nogle tilfælde anvendes i byggebranchen. Tilbage i USSR blev GOST'er udviklet, der sørgede for tilsætning af aske til Portland slaggecementer. Vanskeligheden ved at bruge aske ligger i, at askefjernelse i de fleste tilfælde sker ved hydraulisk askefjernelse, hvilket gør det vanskeligt at læsse den til videre transport og brug.

Den specifikke varme ved forbrænding af kul sammenlignet med andre stoffer

Indvirkning på minearbejdernes sundhed

Fossilt kul indeholder skadelige tungmetaller som kviksølv og cadmium (koncentration fra 0,0001 til 0,01 vægtprocent) .

Under underjordisk kulminedrift kan luftstøvindholdet overstige MPC hundredvis af gange [78] [79] . Under de arbejdsforhold, der eksisterer i minerne, er kontinuerlig brug af åndedrætsværn praktisk talt umulig (ved hver alvorlig forurening kræver de en hurtig ændring for at rense nye åndedrætsmasker, de tillader ikke kommunikation osv.), hvilket ikke tillader brugen af ​​dem som et middel til pålidelig forebyggelse af irreversible og uhelbredelige erhvervssygdomme - silikose , pneumokoniose (osv.). Derfor, for pålideligt at beskytte sundheden for minearbejdere og arbejdere i kulforarbejdningsvirksomheder i USA, bruges mere effektive midler til kollektiv beskyttelse [80] [81] .

Indvirkning på jordens økologi

I den udviklede verden er der en voksende bevægelse for fuldstændig at afskaffe brugen af ​​kul til at generere elektricitet . På tærsklen til FN-konferencen om klimaændringer (COP26) opfordrede den britiske minister for erhvervs-, energi- og industristrategi Alok Sharma således til en fuldstændig afvisning af brugen af ​​kul i energi. Ifølge Sharma bør udviklede lande gå forrest og hjælpe udviklingslandene med at bevæge sig væk fra kul. Sharma opfordrede især banker og andre finansielle institutioner til at nægte at yde lån til opførelse af kulfyrede kraftværker [82] .

Se også

• Vand-kul brændstof
• Trækul
• Askeindhold
• Kul makromolekyle
• Verdens kulreserver
• dampbil
• Kosttilskud
• Liste over lande efter kulproduktion
• Kulmine

Noter

1. ↑ Brændstof og dets egenskaber . Hentet 10. november 2012. Arkiveret fra originalen 30. december 2012. (ubestemt)
2. ↑ Kul arkiveret 31. maj 2019 på BDT Wayback Machine .
3. ↑ Department of Energy's USA . Hentet 8. oktober 2010. Arkiveret fra originalen 29. oktober 2010. (ubestemt)
4. ↑ Kulreserver i verdens lande / Zheleznova N. G., Kuznetsov Yu. Ya., Matveev A. K., Cherepovsky V. F., M .: Nedra, 1983. - S. 128
5. ↑ Prigorovsky M. M. Fossile kul fra USSR // Videnskab og liv: tidsskrift. - 1935. - Januar ( Nr. 1 ). - S. 24 .
6. ↑ Understanding Energy and Energy, Timothy F. Braun og Lisa M. Glidden 2014
7. ↑ Kinas kulpriser stiger til ny rekord . Hentet 29. december 2021. Arkiveret fra originalen 29. december 2021. (ubestemt)
8. ↑ BP Statistical Review of World Energy juni 2014.xlsx Arkiveret 22. juni 2014. // BP: Energiøkonomi Arkiveret 5. september 2014 på Wayback Machine
9. ↑ 1 2 3 Grun V. D., Rozhkov A. A. De vigtigste milepæle i historien om udviklingen af ​​kulindustrien i Rusland  // Mineindustri.  (Russisk)
10. ↑ 1 2 Til 300-årsdagen for Kuzbass: historien om industriel udvikling  // Federal Agency for Subsoil Use.  (Russisk)
11. ↑ Biyushkina N. I., Ostroumov N. V., Sosenkov F. S. Fremkomsten og udviklingen af ​​juridisk regulering og organisering af ledelsen af ​​kulindustrien i den russiske stat (slutningen af ​​det 17. - 18. århundrede)  // Kul. – 2021.  (Russisk)
12. ↑ Dannelse af Donbass kulindustris livscyklus  // Economics of Industry. – 2009.  (Russisk)
13. ↑ Nebratenko G. G., Smirnova I. G., Foygel E. I., Studenikina S. V. Donetsk-kulbassinets historie i den før-sovjetiske periode  // Kul. – 2021.  (Russisk)
14. ↑ Shchadov M.I. Analyse af udviklingsmønstrene for ejerskabsformer i kulindustrien i det 19. århundrede  // Bulletin fra Irkutsk State Technical University. – 2003.  (Russisk)
15. ↑ Novak A. Russisk kulindustri: en historie for tiderne  // Energipolitik.  (Russisk)
16. ↑ Fra ild og vand til elektricitet / Plachkov I.V. - EnergoVsesvit, 2013.
17. ↑ Petrov I. M. Kulindustrien i Rusland før revolutionen i 1917  // Mineindustri. – 2019.  (Russisk)
18. ↑ Baeva M.A., Khansanamyan Z.Z. Kuzbass foran: Sibirisk bagside under den store patriotiske krig . Altai State Medical University (2020). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
19. ↑ Bakanov S. A. Uralernes kulindustri under den store patriotiske krig  // Ural Historical Bulletin. – 2011.  (Russisk)
20. ↑ Minearbejderens tragedie. Hvem er forfatteren? . "Sovjetrusland" (30. oktober 2003). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
21. ↑ 1 2 Khoroshilova L. S., Tarakanov A. V. Khoroshilov A. V. Arbejdssikkerhedens tilstand i kulindustrien i Kuzbass (90'erne af det XX århundrede - det første årti af det XXI århundrede)  // Bulletin fra det videnskabelige center for sikkerhed ved arbejde i kul industri. - 2013.  (Russisk)
22. ↑ Krasnyansky G. Georgy Krasnyansky: "Omstruktureringen af ​​den russiske kulindustri bør studeres på specialiserede universiteter" . Forbes (2017). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
23. ↑ Voronin D. V. Indvirkningen af ​​omstruktureringen af ​​kulindustrien på de socio-politiske processer i Kuzbass i 1990'erne  // Bulletin fra Tomsk State University. Historie. – 2008.  (Russisk)
24. ↑ Salnikova E. B., Grineva M. N. Kulindustrien i Rusland med hensyn til at fokusere på en kulstofneutral økonomi  // Universum: Economics and Law. – 2022.  (Russisk)
25. ↑ Om krisen i kulindustrien . Statsdumaen (20. maj 1998). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
26. ↑ 1 2 3 Churashev V. N., Markova V. M. Kul i det 21. århundrede: fra en mørk fortid til en lys fremtid  // All-russisk økonomisk tidsskrift ECO. – 2011.  (Russisk)
27. ↑ Solovenko I. S. Problemer i kulindustrien som en faktor i væksten i protestbevægelsen for Kuzbass-minearbejdere under overgangen til markedet (1992-1999)  // Bulletin fra Tomsk State University. Historie. – 2012.  (Russisk)
28. ↑ Kulomladning: miljømæssige egenskaber i Fjernøsten-regionen . Eastern Economic Forum (5. september 2019). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
29. ↑ Pisarenko M.V. Kulindustrien i Rusland på lang sigt  // Mineinformation og analytisk bulletin (videnskabeligt og teknisk tidsskrift). – 2012.  (Russisk)
30. ↑ Kiselev, 2020 .
31. ↑ Regeringsdekret om udvikling af regionen, 2020 .
32. ↑ Tikhonov S. Hvad er fremtiden for russisk kul . Særligt projekt rg.ru "Årets begivenheder" (7. januar 2021). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
33. ↑ Slivak, 2020 , s. 2-5, 26-35, 40-45.
34. ↑ I Kuzbass krævede indbyggere i Kiselevsk, hvoraf nogle bad om at tage til Canada, at genbosætte hele byen . Sibirien. Realiteter (2019-06-2019). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
35. ↑ "Vikarer er ligeglade med vores liv" . Sibirien. Realiteter (24. oktober 2018). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
36. ↑ Kæmpe russiske metanlækager kræver nødforanstaltninger? Er det sådan? . REGNUM (6. august 2021). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
37. ↑ Satellit opdager verdens 'største' metanlækage i en russisk kulmine . CCN (15. juni 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
38. ↑ "Forskere maskerer deres frygt". Hvorfor akademikere ønskede at skjule data om dårlig økologi . Sibirien. Realiteter (31. marts 2021). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
39. ↑ Khoroshilova L. S., Trofimova I. V. Kulindustriarbejdernes helbred og dets indvirkning på den demografiske situation i Kemerovo-regionen  // Bulletin fra Kemerovo State University. – 2012.  (Russisk)
40. ↑ Hvordan kulminedrift ødelægger de oprindelige folk i Sibirien . ADC "Memorial" (7. august 2020). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
41. ↑ Kozlovsky S. Hvordan kulminedrift ændrede Sibirien. Udsigt fra rummet . BBC (5. januar 2020). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
42. ↑ Gudimov D.V., Chemezov E.N. Erhvervssygdomme i kulindustrien i Republikken Sakha (Yakutia)  // Mining Information and Analytical Bulletin. – 2014.  (Russisk)
43. ↑ Korotenko O. Yu., Panev N. I., Filimonov E. S., Panev R. N. Strukturelle og funktionelle ændringer i hjertet hos kulindustriarbejdere  // Medicin i Kuzbass. – 2021.  (Russisk)
44. ↑ Sort sne fra Kuzbass. Hvordan kulminedrift ødelægger naturen og menneskers sundhed . Deutsche Welle (26. oktober 2019). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
45. ↑ Khoroshilova L. S., Tabakaeva L. M., Skalozubova L. E. Om spørgsmålet om arbejdsbetinget sygelighed i befolkningen i Kuzbass i 2005-2010  // Bulletin fra Kemerovo State University. – 2012.  (Russisk)
46. ↑ European Association for Coal and Brunkull, 2021 , s. 14-18.
47. ↑ 1 2 3 Kulindustrien i hele Europa, 2020 , s. 15-20.
48. ↑ 1 2 Hvordan kulproduktion og -anvendelse har ændret sig i Europa . World Economic Forum (19. august 2021). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
49. ↑ 1 2 3 Statistik over kulproduktion og -forbrug . Eurostat (2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
50. ↑ 1 2 CAN Europe, 2016 , s. 1-10.
51. ↑ 1 2 Kulregioner i overgang . Europa-Kommissionen (2021). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
52. ↑ Om initiativet . Europa-Kommissionen (2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
53. ↑ 1 2 [ https://unfccc.int/sites/default/files/resource/HR-03-06-2020%20EU%20Submission%20on%20Long%20term%20strategy.pdf Indsendelse fra Kroatien og Europa-Kommissionen på vegne af Den Europæiske Union og dens medlemsstater]  //  d Europa-Kommissionen. – 2020.
54. ↑ Kulindustri i hele Europa, 2020 , s. 1-7.
55. ↑ Fonden for retfærdig overgang . Europa-Kommissionen (2019). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
56. ↑ European Association for Coal and Brunkull, 2021 , s. 1-7.
57. ↑ Hvorfor EU's lige overgangskontanter skal matche klimaambitioner . Inde i den globale overgang til netto nul (16. november 2020). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
58. ↑ Kulregioner . Europe Beyond Coal (2021). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
59. ↑ 12 Azau , 2021 , s. 5-7.
60. ↑ 12 Tjekkiet . Kulproduktion og -forbrug faldt med en tredjedel på 2 år . Eurostat (10. august 2021). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
61. ↑ 1 2 Produktion af brunkul i EU-statistikken . Eurostat (2021). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
62. ↑ Kulproduktion og -forbrug ses igen i 2021 . Eurostat (10. august 2021). Hentet: 2. maj 2022.  (ubestemt)
63. ↑ European Association for Coal and Brunkull, 2021 , s. 7-14.
64. ↑ Kulproduktion og -forbrug ses igen i 2021 . Eurostat (2. maj 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
65. ↑ Slovenien vedtager kulplan . Climate Action Network (13. januar 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
66. ↑ 1 2 FAKTABOKS: Ukraine-konflikten øger Europas ambition om ren energi i modvind . S.P.Global (1. juni 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
67. ↑ Globale kulpriser stiger, efterhånden som Ukraines spændinger forværrer forsyningsproblemerne . Reuters (28. januar 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
68. ↑ Slovakiet støtter russisk energiimportforbud på trods af alvorlige konsekvenser . Efficacité et Transparence des Acteurs Européens (11. marts 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
69. ↑ Faktaboks: Hvad er Europas muligheder i tilfælde af russisk gasafbrydelse? . Reuters. (27. januar 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
70. ↑ Hvorfor krigen i Ukraine driver Europas brug af kul op - og dets pris . The Economist (9. maj 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
71. ↑ Vil Ukraines krig genoplive kul – verdens mest beskidte fossile brændstof? . Al Jazeera Media (25. marts 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
72. ↑ Ukraine-krisen truer klimamålet, hvis kul vender tilbage, siger MSCI . Reuters (17. maj 2022). Hentet: 18. august 2022.  (ubestemt)
73. ↑ Verdenseksport og -import af kul ifølge atlas.media.mit.edu . Hentet 3. marts 2019. Arkiveret fra originalen 2. april 2019. (ubestemt)
74. ↑ Dynamik i kulforbruget fra 1985 til 2014 efter land . Hentet 3. marts 2019. Arkiveret fra originalen 6. marts 2019. (ubestemt)
75. ↑ [1]
76. ↑ Energiteknologivirksomheden Sibtermo (utilgængeligt link) . Hentet 23. marts 2009. Arkiveret fra originalen 19. marts 2009. (ubestemt) 
77. ↑ "Grundlæggende om højt belastede kulvandsslam." Arkiveret fra originalen den 4. april 2015. CRC Press, Taylor og Francis Group, London, Storbritannien. A Balkema Book 2013 s105-114.]
78. ↑ Dremov, Alexey Viktorovich. Begrundelse af rationelle parametre for afstøvning i en mejetærskertunnelflade: afhandling af en kandidat fra tekniske videnskaber: 26.05.01; [Beskyttelsessted: Mosk. stat bjerge universitet]. - Moskva, 2010. - 148 s.
79. ↑ Kuzmichev A. S. udg. "Håndbog om støvbekæmpelse i mineindustrien" M.: Nedra, 1982. - 240s.
80. ↑ Jay Colinet, James P. Rider, Jeffrey M. Listak, John A. Organiscak og Anita L. Wolfe. Best Practices for Dust Control in Coal Mining National Institute for Occupational Safety and Health. Pittsburgh, PA; Spokane, WA. DHHS (NIOSH) publikation nr. 2010-110 2010p, 84 s. Oversættelse: Bedste måder at reducere støv i kulminer 2010 PDF Wiki
81. ↑ Andrew B. Cecala, Andrew D. O'Brien, Joseph Schall et al. Støvkontrolhåndbog for industrimineralminedrift og -forarbejdning Nationalt Institut for Arbejdssikkerhed og Sundhed. Pittsburgh, PA; Spokane, WA. DHHS (NIOSH) publikation nr. 2012-112 2012p, 312 s. Oversættelse: Retningslinjer for støvbeskyttelse i minedrift og forarbejdning 2012 PDF Wiki
82. ↑ COP26: Alok Sharma opfordrer nationer til at forvise kul Arkiveret 14. maj 2021 på Wayback Machine , BBC, 14/05/2021

Litteratur

• Vukolov S.P. , Mendeleev D.I. Coal // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
• Levinson-Lessing F. Yu. Coal // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.

Links

• Virtual Coal Museum  - Kemerovo Scientific Center.

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Brockhaus og Efron jorden rundt Lille Brockhaus og Efron Britannica (online) Britannica (online) Britannica (online) Pauly Wissowa Treccani Universalis
I bibliografiske kataloger BNE : XX525141 BNF : 11941871n GND : 4031641-5 J9U : 987007284070105171 LCCN : sh85027307 NDL : 00570578 NKC : ph116524