Than là nhiên liệu hóa thạch , rất quan trọng để tạo ra điện, sản xuất thép và các quy trình công nghiệp khác nhau. Bài học này tìm hiểu sự hình thành, loại, cách sử dụng và tác động môi trường của than.
Than được hình thành từ tàn tích của thực vật sống ở đầm lầy hàng triệu năm trước. Theo thời gian, các lớp vật liệu thực vật bị bùn và nước bao phủ, giữ lại vật liệu hữu cơ này dưới áp suất và nhiệt độ cao. Quá trình này, được gọi là quá trình than hóa , chuyển đổi nguyên liệu thực vật thành than thông qua những thay đổi sinh hóa và vật lý. Các giai đoạn chính của quá trình than hóa bao gồm Than bùn, Than non, Bitum và Antraxit, thể hiện hàm lượng carbon và tiềm năng năng lượng ngày càng tăng.
Than có nhiều ứng dụng khác nhau, đáng chú ý nhất là trong sản xuất điện và làm nguyên liệu thô trong các quy trình công nghiệp. Trong các nhà máy điện , than được đốt để làm nóng nước trong nồi hơi, tạo ra hơi nước. Hơi nước làm quay tuabin nối với máy phát điện, tạo ra điện. Than cũng rất cần thiết trong ngành thép, nơi nó đóng vai trò vừa là nhiên liệu vừa là chất khử trong sản xuất sắt từ quặng sắt trong lò cao.
Việc sử dụng than có tác động đáng kể đến môi trường. Đốt than sẽ giải phóng các chất ô nhiễm, bao gồm sulfur dioxide ( \(SO_2\) ), oxit nitơ ( \(NO_x\) ) và các hạt vật chất, góp phần gây ô nhiễm không khí và các vấn đề sức khỏe. Sản phẩm phụ đáng lo ngại nhất của quá trình đốt than là carbon dioxide ( \(CO_2\) ), một loại khí nhà kính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Các biện pháp giảm thiểu những tác động này bao gồm việc sử dụng công nghệ than sạch nhằm giảm lượng khí thải độc hại và chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo.
Đặc tính của than thay đổi tùy theo loại than. Ví dụ, than non chứa nhiều độ ẩm và ít carbon hơn than antraxit, ảnh hưởng đến hàm lượng năng lượng và cách thức đốt cháy của nó. Các đặc tính này có thể được đánh giá định lượng trong môi trường phòng thí nghiệm, đo các thông số như độ ẩm, chất dễ bay hơi, cacbon cố định và giá trị nhiệt lượng (thế năng năng lượng).
Khai thác than bao gồm việc khai thác than từ lòng đất thông qua khai thác bề mặt (mỏ lộ thiên) hoặc dưới lòng đất. Khai thác dưới lòng đất tuy tốn kém và nguy hiểm hơn nhưng lại cần thiết khi các vỉa than quá sâu để khai thác bề mặt. Các biện pháp an toàn quan trọng là rất cần thiết trong khai thác than để ngăn ngừa tai nạn, bao gồm giám sát khí (metan) và quản lý bụi than, nguy cơ cháy.
Mặc dù có trữ lượng dồi dào và vai trò hiện tại trong sản xuất năng lượng toàn cầu, tương lai của than vẫn phải đối mặt với những thách thức từ những lo ngại về môi trường và sự phát triển nhanh chóng của các nguồn năng lượng tái tạo. Các quốc gia trên thế giới đang nỗ lực cân bằng lợi ích kinh tế của than với nhu cầu giảm lượng khí thải carbon và chống biến đổi khí hậu. Điều này liên quan đến việc đầu tư vào các công nghệ than hiệu quả hơn và dần dần chuyển đổi sang các hệ thống năng lượng bền vững.
Than, với tư cách là nhiên liệu hóa thạch, là nền tảng của phát triển công nghiệp và sản xuất năng lượng. Sự hình thành, chủng loại và ứng dụng của nó làm nổi bật tính phức tạp và tính linh hoạt của nguồn tài nguyên thiên nhiên này. Tuy nhiên, tác động môi trường của việc sử dụng than đòi hỏi phải đánh giá lại cẩn thận sự phụ thuộc của chúng ta vào nhiên liệu hóa thạch. Những tiến bộ trong công nghệ và sự chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo là rất quan trọng cho một tương lai bền vững.
