Уголь — это ископаемое топливо , необходимое для производства электроэнергии, производства стали и различных промышленных процессов. На этом уроке рассматривается образование, типы, использование и воздействие угля на окружающую среду.
Уголь образовался из остатков растений, обитавших на болотах миллионы лет назад. Со временем слои растительного материала покрылись грязью и водой, удерживая этот органический материал под высоким давлением и температурой. Этот процесс, известный как углефикация , превращает растительный материал в уголь посредством биохимических и физических изменений. Основные этапы углефикации включают торф, бурый уголь, битуминоз и антрацит, что отражает возрастающий уровень содержания углерода и энергетического потенциала.
Уголь имеет различные применения, особенно в производстве электроэнергии и в качестве сырья в промышленных процессах. На электростанциях уголь сжигается для нагрева воды в котлах, создавая пар. Пар вращает турбины, подключенные к генераторам, производя электроэнергию. Уголь также необходим в сталелитейной промышленности, где он действует как топливо и восстановитель при производстве железа из железной руды в доменных печах.
Использование угля имеет серьезные экологические последствия. При сжигании угля выделяются загрязняющие вещества, в том числе диоксид серы ( \(SO_2\) ), оксиды азота ( \(NO_x\) ) и твердые частицы, что способствует загрязнению воздуха и проблемам со здоровьем. Наиболее тревожным побочным продуктом сгорания угля является углекислый газ ( \(CO_2\) ), парниковый газ, ответственный за глобальное потепление и изменение климата. Меры по смягчению этих последствий включают использование чистых угольных технологий, направленных на сокращение вредных выбросов, и переход на возобновляемые источники энергии.
Характеристики угля варьируются в зависимости от его типа. Например, лигнит содержит больше влаги и меньше углерода, чем антрацит, что влияет на его энергосодержание и на то, как он горит. Эти свойства можно количественно оценить в лабораторных условиях, измеряя такие параметры, как содержание влаги, летучие вещества, связанный углерод и теплотворная способность (энергетический потенциал).
Добыча угля предполагает добычу угля из земли открытым (открытым) или подземным способом. Подземная добыча, хотя и более дорогостоящая и опасная, необходима, когда угольные пласты слишком глубоки для открытой добычи. При добыче угля необходимы серьезные меры безопасности для предотвращения несчастных случаев, включая мониторинг газа (метана) и управление угольной пылью, опасностью возгорания.
Несмотря на его богатые запасы и нынешнюю роль в мировом производстве энергии, будущее угля сталкивается с проблемами, связанными с экологическими проблемами и быстрым развитием возобновляемых источников энергии. Страны всего мира работают над тем, чтобы сбалансировать экономические выгоды от угля с необходимостью сокращения выбросов углекислого газа и борьбы с изменением климата. Это предполагает инвестирование в более эффективные угольные технологии и постепенный переход к устойчивым энергетическим системам.
Уголь как ископаемое топливо является краеугольным камнем промышленного развития и производства энергии. Его образование, типы и применение подчеркивают сложность и универсальность этого природного ресурса. Однако экологические последствия использования угля требуют тщательной переоценки нашей зависимости от ископаемого топлива. Достижения в области технологий и переход к возобновляемым источникам энергии имеют жизненно важное значение для устойчивого будущего.
