Help!
Top wrapper

Glavni izbornik
Početna stranica
Energija uz video prikaz
Energija općenito
Uvod u izvore energije
Obnovljivi izvori energije
Neobnovljivi izvori energije
Energija i ekologija
Činjenice o energiji
Korisni linkovi
Izvori energije - RSS Feed
Dodatno
Nafta - Neka pitanja
Geo. en. - Upotreba i principi
Prednosti biomase
Kako radi nukl. elektrana?
Zanimljivi linkovi
US Department of Energy
Crude Oil Price
 
 

Ugljen (Coal)

Saturday, 04 February 2006

Ugljen je nastao od davnih biljaka. Prije 300 milijuna godina, znači prije dinosaura, ogromne biljke taložile su se u močvarama. Milijunima godina preko tih ostataka taložilo se blato koje je stvaralo veliku toplinu u pritisak, a to su idealni uvjeti za nastanak ugljena. Danas se ugljen većinom nalazi ispod sloja stijena i blata, a da bi se došlo do njega probijaju se rudnici. Dvije najvažnije upotrebe ugljena su proizvodnja čelika i električne energije. Ugljen daje oko 23% ukupne primarne energije u svijetu. 38% generirane električne energije u svijetu dobiveno je od ugljena. Za oko 70% proizvodnje čelika u svijetu potreban je ugljen kao ključni sastojak.

Od svih fosilnih goriva ugljena ima najviše, a ima i najdužu povijest upotrebe. Arheolozi su pronašli dokaze koji ukazuju da su Rimljani u Engleskoj koristili ugljen u drugom i trećem stoljeću. U Sjevernoj Americi Indijanci su u 14. stoljeću koristili ugljen za kuhanje, grijanje i izradu keramike. U 18. stoljeću Englezi su otkrili da se ugljen spaljuje čišće i na većoj temperaturi od drvenog ugljena. Industrijska revolucija bila je prvi pravi pokretač upotrebe ugljena. James Watt izumio je motor ne paru (parni stroj), koji je omogućio da strojevi obavljaju posao koji su prije obavljali ljudi ili životinje. James Watt je koristio ugljen za proizvodnju pare koja je pokretala motor. Tokom 19. stoljeća brodovi i vlakovi su bili glavno sredstvo za transport, a koristili su parni stroj za pogon. U tim parnim strojevima koristio se ugljen za proizvodnju pare. 1880. godine ugljen je prvi put upotrijebljen za proizvodnju električne energije.

Ekologija i načini pročišćavanja ugljena

Najvećim dijelom ugljen je sačinjen od ugljika (crno) i vodika (crveno). Sumpora (žuto) i željeza (zeleno) ima manje.

Gledano iz ekološkog aspekta, ugljen je najopasniji izvor energije. Ugljen je, kao i svi fosilni izvori energije, najvećim dijelom sačinjen od ugljika i vodika. Unutar ugljena zarobljene su i neke nečistoće, kao na primjer sumpor i dušik. Kad ugljen sagorijeva, te nečistoće otpuštaju se u atmosferu. U atmosferi se te čestice spajaju sa parom (na primjer u oblacima) i formiraju kapljice koje padaju na zemlju kao slabe sumporne i dušične kiseline - kisele kiše. Unutar ugljena postoje još i sitne čestice minerala. Te čestice ne sagorijevaju i stvaraju pepeo koji ostaje nakon sagorijevanja. Jedan dio tih čestica biva uhvaćen u vrtlog plinova i, zajedno sa parom, formira dim koji dolazi iz elektrana na ugljen. Neke čestice su toliko male da ako ih složimo 30 u red, red bi bio dug jedva kao širina ljudske kose. Ugljen je najvećim dijelom sačinjen od ugljika. Kad ugljen sagorijeva ugljik se miješa sa kisikom iz zraka i na taj način formira ugljični dioksid. Ugljični dioksid je plin bez boje i mirisa, a u atmosferi je jedan od stakleničnih plinova. Većina znanstvenika vjeruje da je globalno povećanje temperature uzrokovano upravo otpuštanjem ugljičnog dioksida u atmosferu.

Iz svega nabrojenog čini se da je ugljen vrlo prljav izvor energije. Prije mnogo godina je bio prljav, ali u zadnjih 20 godina znanstvenici su pronašli načine da uhvate veliki dio nečistoća prije nego mogu pobjeći u atmosferu. Danas postoje tehnologije koje mogu pročistiti 99% sitnih čestica i ukloniti 95% nečistoća koje prouzrokuju kisele kiše. Također postoje tehnologije koje smanjuju emisiju ugljičnog dioksida u atmosferu efikasnijim sagorijevanjem ugljena. Većinu tih tehnologija financirale su vlade SAD-a i Kanade zbog velikih problema sa kiselim kišama.

Jedna od najčiščih elektrana na ugljen je Tampa Electric's Polk Power Station u Floridi, a radi na plin dobiven od ugljena.

Najčišća primjena ugljena za dobivanje energije je pretvaranje u plin. Unutar velike metalne posude ugljen se zagrije i polije vodom. Na taj način se dobije smjesa ugljičnog monoksida i vodika, a to je plin. Tim postupkom se iz ugljena uklanja većina nečistoća, pa prilikom spaljivanja ne dolazi do znatnog onečišćenja okoline.

Kao primjer pročišćavanja ugljena može se uzeti eliminacija sumpora. Količina sumpora u ugljenu jako ovisi o nalazištu. U nekim nalazištima ima oko 10% sumpora u ugljenu, a postoje i nalazišta sa manje od 1% sumpora. Jedna od metoda za pročišćavanje ugljena je usitnjavanje i jednostavno ispiranje. Na taj način se ne može ukloniti sav sumpor jer je jedan dio atoma sumpora ukomponiran sa ugljikom. Taj dio možemo ukloniti, ali trenutne tehnologije su preskupe za masovnu primjenu. Zbog toga u svim modernim elektranama na ugljen postoje uređaji koji uklanjaju sumpor iz plinova nakon sagorijevanja, a prije nego odu u atmosferu. Usprkos svim postupcima pročišćavanja, jedan dio nečistoća izlazi u atmosferu i uništava prirodu.

Proizvodnja, potrošnja i zalihe ugljena

Proizvodnja i potrošnja ugljena po državama. Kina se tradicionalno oslanja na ugljen, a SAD je visoko zbog velike potrošnje svih fosilnih goriva, pa tako i ugljena.

U zadnje vrijeme nema značajnijih promjena u potrošnji ugljena. To je i razumljivo jer su tehnologije za iskorištavanje dostigle zrelost, pa nema velikih mogućnosti napretka. Prema grubim predviđanjima ugljena ima za još oko 200 godina iskorištavanja današnjim tempom. To znači da u bližoj budućnosti neće biti problema sa opskrbom ugljenom, ali bi moglo biti problema zbog ekonomskih i ekoloških aspekata iskorištavanja te energije.

Gledano geografski, Južna Amerika je kontinent s najmanje rezervi ugljena - samo 2.2% svjetskih rezervi. Afrika je također u lošem položaju s rezervama - samo 6%, a od tih 6% Južna Afrika ima 90% rezervi. Sjeverna Amerika i Azija imaju po 25% ukupnih rezervi ugljena. Europa zajedno s Rusijom ima 35% potvrđenih rezervi ugljena. Rezerve u Europi dominantno su podijeljene na Njemačku (21%) i Rusiju (50%).

Najveći napredak u proizvodnji i potrošnji na kraju 20. stoljeća dogodio se i Kini. U 1997. godini Kina je proizvela 1268 milijuna tona ugljena. U 1999. se dogodio pad na malo ispod 1000 milijuna tona, ali usprkos tome Kina je još uvijek vodeća država po proizvodnji i potrošnji ugljena. Pad proizvodnje prouzročen je rekonstrukcijom Kineske industrije za proizvodnju ugljena. SAD su povećale proizvodnju na 975 milijuna tona, ali je sve manje ugljena raspoloživo za izvoz. Manjak vlastite proizvodnje SAD podmiruju bilateralnim ugovorom između njih i Kanade. SAD uvoze i ugljen iz Kolumbije zbog jeftinog transporta do obale.

 
Top ot the page!