Fossilt kol

Kol (fossilt kol) är en sedimentär bergart , ett mineral , den mest värdefulla typen av bränsle och råvara för den kemiska , och inte bara, industrin . Det internationella namnet för kol kommer från lat.  carbō  - "kol".

Fossilt kol bildades från sporer , delar av överhuden hos klubbmossor , ormbunkar och andra gamla växter (350-250 miljoner år sedan) - magra kol, antracit , koks , lågkakning, gas, långflammig och andra underarter av kol . Sedan var det en självkopierande period; sedan bildades brunkol , sapropeller , torv under påverkan av förhöjda temperaturer och utan tillgång till syre , och tidigare, före den kolfria perioden, utan närvaro av mikroorganismer[ förtydliga ] bearbetning av trärester.

Kol, efter trä , var det första fossila bränslet som användes av människan . Genom att bränna ett kilo av denna typ av bränsle kan du få 3400-7200 kcal energi [1] . 1960 stod kol för ungefär hälften av världens energiproduktion, 1970 hade dess andel sjunkit till en tredjedel.

Kol används vid framställning av koks , som material för dragning , och anilinfärgämnen erhålls också från kol [2]

Utbildning

Vid olika tidpunkter och på olika platser i jordens geologiska förflutna fanns det växter, av vilka delar gradvis sköljdes bort i låglandet och bildade kolansamlingar. När jordlagret ovanför dem ökade, ökade också trycket . Temperaturen steg också när den gick ner. Under sådana förhållanden var växtmaterialet skyddat från biologisk nedbrytning och oxidation . Kolet som binds av växter i enorma torvmarker täcktes så småningom och begravdes djupt av sediment. Under högt tryck och hög temperatur omvandlas död vegetation gradvis till kol. Eftersom kol huvudsakligen består av kol , väte , syre , kallas omvandlingen av växtrester till kol förkolning . Samtidigt minskar antalet väte- och syreatomer i kolmolekyler, och mängden kol ökar.

Kol bildas under förhållanden där ruttnande växtmaterial byggs upp snabbare än det kan brytas ned bakteriellt . Den idealiska miljön för detta skapas i träsk , där stillastående vatten , fattigt på syre , förhindrar den vitala aktiviteten hos bakterier och skyddar därmed växtmassan från fullständig förstörelse. I ett visst skede av processen förhindrar de frigjorda syrorna ytterligare bakteriell aktivitet . Så det finns sapropel och torv  - den ursprungliga produkten för bildandet av kol. Om den sedan begravs under andra sediment , upplever torven kompression och, förlorar vatten och gaser, omvandlas den till kol.

För bildandet av kol är riklig ackumulering av växtmassa nödvändig. I forntida torvmossar , från och med devonperioden (för cirka 400 miljoner år sedan), ackumulerades organiskt material , från vilket fossila kol bildades utan tillgång till syre. De flesta kommersiella fossila kolfyndigheter är från denna period, även om yngre fyndigheter också finns. Åldern på de äldsta kolen uppskattas till cirka 300-350 miljoner år [3] . Det fanns en självkopierande period, då kolansamlingen upphörde i cirka 50 miljoner år.

Karbons breda, grunda hav gav idealiska förutsättningar för kolbildning, även om kol är kända från de flesta geologiska perioder. Ett undantag är kolgapet under utrotningen av Perm-Trias , där kol är sällsynt. Kolet som finns i de prekambriska lagren som föregår landväxter tros ha sitt ursprung från rester av alger.

Som ett resultat av jordskorpans rörelse upplevde kollagarna höjning och vikning. Med tiden förstördes de upphöjda delarna på grund av erosion eller spontan förbränning, medan de sänkta bevarades i breda grunda bassänger, där kolet ligger minst 900 meter över jordytan. Bildandet av relativt små kollag är ibland förknippat med områden på jordens yta över vilka volymer av bituminösa massor har hällts ut, som till exempel vid Hat Creek.( Kanada ), den totala tjockleken på paketet med kollag når 450 m [4] och mer meter.

Art

Kol, liksom olja och gas , är organiskt material som långsamt har sönderdelats av biologiska och geologiska processer. Grunden för kolbildning är bituminösa massor och, i mindre utsträckning (inte industriella reserver), från organiska rester av vegetabiliskt ursprung. Beroende på graden av omvandling och den specifika mängden kol i kol, särskiljs fyra typer av det: brunkol ( brunkol ), bituminöst kol , antracit och grafit . I västländer sker en något annorlunda klassificering - brunkol , subbituminöst kol , bituminöst kol, antracit respektive grafit.

Efter ursprung delas kol i humus (från resterna av högre växter : trä, löv, stjälkar, etc.) och sapropelitkol (från resterna av lägre växter , främst alger) [5] .

Antracit

Antracit  är det djupast upphettade fossila kolet vid sitt ursprung, kol med högsta koalifikationsgrad, efter T-kol, en övergångsform från kol till grafit . Det kännetecknas av hög densitet och glans. Innehåller 95% kol. Det används för tillverkning av grafitelektroder och block för aluminium och andra industrier. Den har det högsta värmevärdet, men antänds inte bra. Det bildas av det äldsta kolet med en ökning av tryck och temperatur på djup av cirka 6 kilometer.

Kol

Enligt den kemiska sammansättningen är kol en blandning av högmolekylära polycykliska aromatiska föreningar med en hög massandel av kol , samt vatten och flyktiga ämnen med små mängder mineralföroreningar, som bildar aska när kol förbränns . Fossila kol skiljer sig från varandra i förhållandet mellan deras komponenter, vilket bestämmer deras förbränningsvärme. Ett antal organiska föreningar som utgör kol har cancerframkallande egenskaper.

Kolhalten i stenkol varierar, beroende på dess kvalitet, från 75 % till 95 %. De innehåller upp till 12% fukt (3-4% intern), därför har de ett högre värmevärde jämfört med brunkol. Innehåller upp till 32% flyktiga ämnen, vilket gör att den antänds bra. Den bildas av brunkol på cirka tre kilometers djup.

Brunkol

Brunkol  är ett fast fossilt kol bildat av torv , innehåller 65-70% kol , har en brun färg, det yngsta av fossila kol. Det används som ett lokalt bränsle, såväl som kemiska råvaror. Den innehåller mycket vatten (43%) och har därför ett lågt värmevärde . Dessutom innehåller den ett stort antal flyktiga ämnen (upp till 50%). De bildas av döda organiska rester under trycket från lasten och under påverkan av förhöjd temperatur på djup av storleksordningen en kilometer.

Andra

Beroende på sammansättning och ursprung särskiljs andra typer av kol: alginit , algohelite , algocollinite , attroseminite , bohed , vitren , vitrinite , jet , gelit , helitite , helitolite , humite , humolite , desmite , duren inter , durite , duren inter , du 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 , лST . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , telosimenit , telofusinite , ultradurene , ultraclaren , fellinite , vitral , säkring ene, fuzenit , fuzenolit , fuzinit , fusit , fuzitit , cheremkhite , exinite , elektriskt kol , yumite och andra.

Plundra

Kolbrytningsmetoderna beror på djupet av dess förekomst. Utvecklingen utförs på ett öppet sätt i kolgruvor , om djupet på kollagen inte överstiger hundra meter. Det finns också frekventa fall då det med en ständigt ökande fördjupning av en kolgrop är ytterligare fördelaktigt att utveckla en kolfyndighet med en underjordisk metod. Gruvor används för att utvinna kol från stora djup . De djupaste gruvorna i Ryska federationen utvinner kol från en nivå av drygt ett tusen tvåhundra meter. I konventionell gruvproduktion utvinns inte cirka 40 % av kolet. Användningen av nya gruvmetoder - longwall  - gör att du kan utvinna mer kol [6] .

Tillsammans med kol innehåller kolhaltiga fyndigheter många typer av georesurser som har konsumentbetydelse. Dessa inkluderar värdstenar som råmaterial för byggindustrin, grundvatten , metan i kolbädd , sällsynta och spårämnen, inklusive värdefulla metaller och deras föreningar. Till exempel är vissa kol berikade med germanium .

Den globala produktionen av fossilt kol nådde en topp på miljoner ton 2013. I oktober 2021 nådde priset på kol i Kina 1982 yuan ~302 dollar/ton som ett resultat av den globala bristen på både gas och kol. [7]

Bevisade reserver

Kol i Ryssland

De flesta forskare är överens om att det aktiva prospekteringsarbetet i Ryssland började vid 1600-1700-talets början. Under en av Peter I :s kampanjer upptäcktes malmfyndigheter i närheten av Donets Basin . Åren 1700-1711 inrättades Bergskollegiet , 1719 , som ledde studiet av landets tarmar [9] . Parallellt ägde byggandet av nya anläggningar rum, vilket stimulerade utvecklingen av Donetsk- och Kuznetskbassängerna [ 10] [11] [12] [13] .

Byggandet av den transsibiriska järnvägen hade en betydande inverkan på utvecklingen av kolindustrin , vilket bidrog till förskjutningen av landets kolcentra österut. Redan 1896 uppgick kolproduktionen i Ryssland till 569 miljoner pod (9,1 miljoner ton), vilket gjorde landet till det sjätte i världen [14] [10] [15] [16] . År 1913 nådde siffran 36,1 miljoner ton, varav 80% var kol, 16,4% antracit . Efter oktoberrevolutionen återgick kolproduktionen till nivåerna i slutet av 1800-talet. 11,3 miljoner ton kol som bröts 1922 var inte tillräckligt för att industrin skulle fungera smidigt. Men kursen mot accelererad industrialisering förutsatte en ökning av kolproduktionen till 160-170 miljoner ton per år i slutet av den första femårsplanen 1933 [9] [17] .

Under det stora fosterländska kriget, efter idrifttagandet av 167 gruvor och 13 skärningar med en kapacitet på 90 miljoner ton, ökade industrins produktivitet stadigt. 1958 blev landet för första gången världsledande när det gäller kolproduktion - 493,2 miljoner ton. Efter 30 år nådde kolproduktionen sin topp på 771,8 miljoner ton, vilket gjorde Sovjetunionen till det tredje landet i världen efter USA och Kina [9] [18 ] [19] .

Ändå blev utrustningen gradvis föråldrad, arbetssäkerheten uppfyllde inte nya standarder, varför gruvarbetares strejker började i Mezhdurechensk 1989 . Omstrukturering av industrin och löneförseningar på 1990-talet ledde till ytterligare stagnation av kolindustrin [20] [21] . Men regeringen höll fortfarande priserna på energiresurser, eftersom deras tillväxt hotade att öka kostnaderna för vissa industriprodukter upp till 17 gånger. Subventionerna för att stödja industrin 1992-1993 uppgick till 5-6 miljarder dollar, även om endast 6,3% av företagen i sfären arbetade med vinst, och majoriteten av utrustningen var mycket föråldrad [22] [23] [24] [25] . För att modernisera industrin planerade myndigheterna att stänga minst 90 gruvor, men mer än 1800 företag likviderades [26] . Produktionen i Moskvaregionen har praktiskt taget upphört, i Kuzbass och Fjärran Östern  - den har minskat med 39%, i Ural - med hälften [21] [27] . Återupplivandet av världsmarknaden 2010 bidrog till återställandet av produktionen i landet till 323 miljoner ton, och i Kuzbass nådde den 185 miljoner ton för första gången [28] [26] [29] .

För 2020 rapporterade energiministeriet om 275,5 miljarder ton kolreserver i 146 undersökta fyndigheter. Ryska producenter utvecklade dock bara 17% av dem, eftersom gruvdrift ofta var olönsam på grund av hårda klimatförhållanden och dålig produktkvalitet. Geografiskt sett är den största bassängen Kansk-Achinsk- bassängen (mer än 80 % av landets brunkolsreserver). De största fyndigheterna är Borodino , Berezovskoye och Nazarovskoye, som innehåller 22 miljarder ton kolreserver. Andra stora kolbaser inkluderar fyndigheterna Abanskoye (30,6 miljarder ton), Itatskoye (19,4 miljarder ton), Uryupskoye (16,9 miljarder ton) och Barandatskoye (16,3 miljarder ton). Den största i termer av malm är Kuznetskbassängen (70 miljarder ton), vars reserver är av hög kvalitet. Malmen i Pechorabassängen är till övervägande del sten (40%) med djupbädd. De största avlagringarna av antracit finns i Donets Basin , men deras djup överstiger 1 km, och tjockleken på lagren är obetydlig [30] .

År 2020 nådde volymen av kolproduktion i landet 402,1 miljoner ton, varav det mesta producerades av ett dagbrott. Fram till 2035 planerade regeringen att utveckla nya fyndigheter i regionerna Yakutia , Tyva , Khakassia , Zabaykalsky Krai , Amur och Kemerovo . Förmodligen kommer detta att säkerställa en ökning av produktiviteten för kolgruveföretag upp till 485-668 miljoner ton [31] [32] .

Ändå innebär utvecklingen av kolbrytning en försämring av miljösituationen och medborgarnas hälsa, för 2021 har situationen i profilregionerna redan kallats katastrofal. Till exempel, i vissa städer i Kemerovo-regionen ligger kolgruvor på ett avstånd av flera meter från bostadshus, obehandlade soptippar leder till underjordiska bränder och innehållet av skadliga ämnen i atmosfären kan överstiga normen med 7–11 gånger [33] [34] [26] [35]. ] . Det mesta av kolgruvans metan fångas inte upp, vilket framgår av läckor som upptäckts av satelliter från det kanadensiska företaget GHGSat vid Raspadskaya-gruvan i Kemerovo-regionen - nästan 90 ton metan varje timme (764 tusen ton per år) [36] [37 ] [38] .

Redan 2012 led varannan rysk gruvarbetare av minst två yrkessjukdomar [39] . Med ökningen av produktionen ökade också belastningen på sjukvården: bara i Khakassia 2010-2020 ökade dödligheten i cancer med 14,2 %. De vanligaste cancerformerna i gruvregionerna är lungor , luftstrupe och bronkier [40] . På liknande sätt, i Kemerovo-regionen 2009–2018, ökade dödligheten från maligna neoplasmer med 4,5% [41] [42] . Nivån på yrkessjukligheten i regionen översteg 2021 den nationella med 8,8 gånger. Dödligheten i luftvägssjukdomar var 62 per 100 tusen människor, mot 39,5 i genomsnitt i landet [43] [44] [45] .

Kol i Europa

Europeiska regeringar planerar att minska skadorna på folkhälsan och miljön genom att eliminera koleldade kraftverk till 2040 och helt eliminera användningen av kol till 2050. Även om länder 1990-2021 minskade produktionen av stenkol avsevärt (från 277 till 57 miljoner ton), förblev regionen 2018 världens största producent av brunkol [46] [47] [48] . Gruvdrift ägde rum i sådana EU-länder som Polen , Tyskland , Tjeckien , Bulgarien , Ungern , Grekland , Rumänien , Slovakien , Slovenien . Totalt gav sektorn 230 tusen jobb [49] [50] . Det var hög sysselsättning inom kolindustrin som var en av de största svårigheterna i övergången till en kolfri ekonomi. Den rättvisa övergångsfonden uppmanades att säkerställa omvandlingen på social nivå , vars  huvudsakliga syfte var att stödja arbetare i att stänga kolgruvor och kraftverk, för att tillhandahålla professionell omskolning [51] [52] [53] . Fonden planerade att dela ut 19,2 miljarder euro för att hjälpa fattiga europeiska länder som är beroende av billig energi [54] [55] .

Andra mekanismer som bidrar till omvandlingen av den europeiska energisektorn är: införandet och ökningen av CO 2 -utsläppskvoter , skapandet av mekanismer för att hjälpa till med ekonomisk omstrukturering, minskningen av kostnaderna för vind- och solenergi , samarbete med lokala fackföreningar , ägare till kolföretag och andra intressenter [56] [57] [53] . Införandet av dessa åtgärder gjorde det möjligt att minska produktionsvolymerna med i genomsnitt 3 % årligen 2015–2020. I slutet av denna period var siffran 480 miljoner ton [58] [59] . Om 1990 bröts brunkol i 13 länder i regionen (671 miljoner ton), så föll huvudproduktionen på 6 av dem år 2021: av 277 miljoner ton tillhandahölls 46% av Tyskland, Polen - 19%, Tjeckien - 11%, Bulgarien  - 10%, Rumänien  - 6%, Grekland  - 4%, resten - endast 3%. Länder som Spanien , Kroatien , Italien , Frankrike och Österrike övergav under denna period helt utvecklingen av brunkol [60] [61] [62] .

I början av 2020-talet förblev kostnaden för koleldad kraft jämförelsevis lägre än den som genererades av gas eller förnybara källor. Och kol stod fortfarande för ungefär en femtedel av EU-ländernas energibalans [48] [51] [49] [50] . Den årliga konsumtionen av kol per capita var 1,2 ton, vilket var högre än den globala nivån (1 ton). Så 2018 genererade denna typ av bränsle 592 TWh, den totala kapaciteten för koleldade kraftverk nådde 99 GW, brunkol - 52 GW [47] [63] . Hälften av de koleldade kraftverken i drift på 1990-talet var dock redan stängda eller hade ett likvidationsdatum fastställt [59] . Totalt använde EU-länderna 144 miljoner ton stenkol 2020 (63 % mindre än tre decennier tidigare), 2021 - 160 miljoner ton industriprodukter. De största konsumenterna var Polen (41 %) och Tyskland (23 %), medan Frankrike, Nederländerna , Italien och Tjeckien spenderade 3-6 % vardera. Förbrukningen av brunkol under samma år var cirka 240 miljoner ton och 277 miljoner ton, varav huvudandelen fanns i Tyskland, Polen, Tjeckien, Bulgarien, Rumänien och Grekland [61] .

Eftersom kolproduktionen i regionen minskar snabbare än konsumtionen är länderna i regionen starkt beroende av energiimport: år 2020 stod lokala kolgruveföretag endast för 39 % av regionens behov. Grekland, Luxemburg , Kroatien , Rumänien, Cypern , Belgien och Sverige importerade mer än vad som behövdes för att driva koleldade anläggningar för att ge en nödförsörjning. Den största leverantören i regionen var Ryssland, som stod för upp till 56 % [49] [64] [60] [47] . Med början av den ryska invasionen av Ukraina i februari 2022 började priserna på alla energiresurser att stiga. Jämfört med gas förblev användningen av kol lönsam, även med kolkvoter . Under de första två månaderna av konflikten fortsatte europeiska länder att importera ryskt kol, men under offentligt tryck talade politikerna för att överge ryskt kol [65] [66] [67] . Det femte paketet med antiryska sanktioner uppmanades att minska regionens beroende , vilket införde ett förbud mot köp av energiresurser [68] [69] . Europeiska länder tvingades leta efter nya leverantörer och öka sin egen produktion: från och med april 2022 ökade kolproduktionen i de fem största europeiska producerande länderna med 27 % jämfört med samma period förra året [66] . Förändringar inom energisektorn har fått allmänheten att frukta att myndigheternas miljömål inte kommer att nås, även om politikerna har deklarerat sin avsikt att uppfylla sina rättsliga skyldigheter att minska utsläppen av växthusgaser med 55 % till 2030 jämfört med 1990 [70] [71] [72] .

Världens kolmarknad

Från och med 2017 rankades kol på 16:e plats [73] i världshandeln, vad gäller värde. Den totala marknadsvolymen uppskattas till 122 miljarder US-dollar

De största exportörerna var:

• Australien 39 % (47 miljarder USD)
• Indonesien 16 % (18,9 miljarder USD)
• Ryssland 13 % (16,1 miljarder USD)
• USA 8,7 % (10,6 miljarder USD)
• Colombia 6,3 % (7,63 miljarder USD)
• Sydafrika 5,1 % (6,23 miljarder USD)

De största importörerna var:

• Japan 16 % (19,5 miljarder USD)
• Indien 16 % (19,4 miljarder USD)
• Kina 15 % (17,8 miljarder USD)
• Sydkorea 11 % (13,3 miljarder USD)
• andra asiatiska länder (5,68 miljarder USD)

De största kolproducenterna (USA):

2004 var produktionen:

• Peabody Energy  - 198 miljoner ton. (2021 - 130,1 miljoner ton.)
• Arch Coal  - 123 miljoner ton. (2021 - 73,05 miljoner ton.)
• Consol Energy  - 228 miljoner ton. (2021 - 23,86 miljoner ton.)
• Foundation - 61 miljoner ton.
• Massey - 42 miljoner ton.

Konsumtion

Förbrukning av kol i miljoner ton.

Applikation

I England lärde de sig 1735 hur man smälter gjutjärn på kol. Användningen av kol är varierad. Det används som hushållsbränsle, energibränsle, bränsle för ångdrivna järnvägstransporter, råmaterial för metallurgisk och kemisk industri, samt för utvinning av sällsynta och spårämnen från det. Mycket lovande är flytande (hydrering) av kol med bildning av flytande bränsle. För produktion av 1 ton olja förbrukas 2-3 ton kol; under embargot försåg Sydafrika nästan helt med bränsle på grund av denna teknik. Konstgjord grafit erhålls från kol.

Ekonomi

Kostnaden för kol inom olika områden varierar mycket, eftersom kvaliteten på kolet och transportkostnaderna har stor inverkan. I allmänhet varierar priserna i Ryssland från 60-400 rubel per ton (2000) till 600-1300 rubel per ton (2008). På världsmarknaden nådde priset $300 per ton (2008) [75] , och sjönk sedan till 3500-3650 rubel per ton (2010).

Kolförgasning

Denna riktning av kolanvändning är förknippad med dess så kallade "icke-energi" användning. Vi talar om bearbetning av kol till andra typer av bränsle (till exempel till brännbar gas, medeltemperaturkoks, etc.), som föregår eller åtföljer produktionen av termisk energi från det. Till exempel, i Tyskland under andra världskriget, användes kolförgasningsteknik aktivt för produktion av motorbränsle . I Sydafrika, vid SASOL- anläggningen , med hjälp av tekniken för skiktad förgasning under tryck, vars första utveckling också utfördes i Tyskland på 30-40-talet av 1900-talet, tillverkas för närvarande mer än 100 typer av produkter från brunt kol. Denna förgasningsprocess är också känd som " Lurgi-processen ".

I Sovjetunionen utvecklades i synnerhet kolförgasningsteknologier aktivt vid Research and Design Institute for Development of the Kansk-Achinsk Coal Basin ( KATEKNIIugol ) för att öka effektiviteten i användningen av Kansk-Achinsk brunkol. Institutets personal utvecklade ett antal unika tekniker för bearbetning av brunt och svart kol med låg askhalt. Dessa kol kan utsättas för energiteknisk bearbetning till sådana värdefulla produkter som medeltemperaturkoks , som kan tjäna som ersättning för klassisk koks i ett antal metallurgiska processer, brännbar gas , lämplig för till exempel förbränning i gaspannor som en ersättning för naturgas, och syntesgas , som kan användas vid framställning av syntetiska kolvätebränslen. Förbränning av bränslen som erhålls som ett resultat av energiteknisk bearbetning av kol ger en betydande vinst i termer av skadliga utsläpp i förhållande till förbränningen av det ursprungliga kolet.

Efter Sovjetunionens kollaps likviderades KATEKNII-kol, och institutets anställda, som var engagerade i utvecklingen av kolförgasningsteknik, skapade sitt eget företag. 1996 byggdes en anläggning för bearbetning av kol till sorbent och brännbar gas i Krasnoyarsk . Anläggningen är baserad på den patenterade tekniken för skiktad kolförgasning med inverterad sprängning (eller den omvända processen med skiktad kolförgasning). Denna anläggning är fortfarande i drift. På grund av de exceptionellt låga (jämfört med traditionella kolförbränningstekniker) indikatorer för skadliga utsläpp, är det fritt beläget nära stadens centrum. Senare byggdes, baserat på samma teknik, även en demonstrationsanläggning för tillverkning av hushållsbriketter i Mongoliet (2008).

Några karakteristiska skillnader mellan kolbäddsförgasning med omvänd sprängning och den direkta förgasningsprocessen, vars en av varianterna (tryckförgasning) används vid SASOL-anläggningen i Sydafrika. Brännbar gas som produceras i den inverterade processen, i motsats till den direkta processen, innehåller inte kolpyrolysprodukter, så komplexa och dyra gasreningssystem krävs inte i den inverterade processen. Dessutom, i den inverterade processen, är det möjligt att organisera ofullständig förgasning (karbonisering) av kol. Samtidigt produceras två användbara produkter på en gång: medeltemperaturkoks (karbonisat) och brännbar gas. Fördelen med den direkta förgasningsprocessen är å andra sidan dess högre produktivitet. Under perioden med den mest aktiva utvecklingen av kolförgasningsteknik (första hälften av 1900-talet) ledde detta till en nästan fullständig brist på intresse för den omvända processen med skiktad kolförgasning. Men de nuvarande marknadsförhållandena är sådana att kostnaden för enbart medeltemperaturkoks, som produceras i den omvända kolförgasningsprocessen (karbonisering), gör det möjligt att kompensera för alla kostnader för dess produktion. Biprodukten är en brännbar gas lämplig för förbränning i gaspannor för att få värme och/eller elektrisk energi, i detta fall har den en villkorligt noll kostnad. Denna omständighet ger en hög investeringsattraktionskraft för denna teknik.

En annan välkänd teknik för förgasning av brunkol är den energitekniska bearbetningen av kol till medeltemperaturkoks och termisk energi i en installation med en fluidiserad (fluidiserad) bädd av bränsle. En viktig fördel med denna teknik är möjligheten att implementera den genom att rekonstruera standard koleldade pannor. Samtidigt hålls pannans prestanda i termer av termisk energi på samma nivå. Ett liknande projekt för återuppbyggnad av en typisk panna har genomförts, till exempel vid Berezovskys dagbrott (Krasnoyarsk-territoriet, Ryssland). I jämförelse med tekniken för skiktad kolförgasning kännetecknas den energitekniska bearbetningen av kol till medeltemperaturkoks i en fluidiserad bädd av en betydligt högre (15–20 gånger högre) produktivitet. [76]

Kolvätskning

Kolvätskebildning  är en teknik för att producera flytande bränsle från kolråvaror . Tillåter användning av traditionella bensinkonsumenter (till exempel motorfordon) under förhållanden med oljebrist. Detta är en allmän term för en familj av processer för framställning av flytande bränslen från kol.

Energi

Kolets roll i energimixen

I Ryssland var 2005 kolets andel av landets energibalans cirka 18 procent (världsgenomsnittet är 39 procent), och inom elproduktionen drygt 20 procent. Andelen kol i bränslebalansen för RAO UES 2005 var 26% och gas  - 71%. På grund av de höga världspriserna på gas hade den ryska regeringen för avsikt att öka andelen kol i bränslebalansen för RAO UES till 34 % till 2010 , men dessa planer var inte avsedda att förverkligas på grund av att RAO UES avslutades 2008 .

Svårigheter att använda kol som energibränsle

Trots pågående ekonomiska förändringar är kostnaden för ett ton referensbränsle (toe) på kol i de flesta fall den lägsta jämfört med eldningsolja och gas. Den största svårigheten med att använda kol är den höga nivån av utsläpp från kolförbränning - gasformigt och fast ( aska ). I de flesta utvecklade länder, i Ryssland, finns det dock strikta krav på nivån på utsläpp som tillåts vid förbränning av kol. I EU-länderna används stränga straff för kraftvärmeverk som överskrider normen (upp till 50 euro för varje genererad MWh el). Vägen ut ur situationen är användningen av olika filter (till exempel elektrostatiska filter) i gaskanalerna i pannor, eller förbränning av kol i form av vatten-kol-suspensioner (Coal-water fuel ) [77] . I det senare fallet, på grund av den lägre förbränningstemperaturen för kol, minskar utsläppen av NO x -oxider (temperatur NO x ) avsevärt (upp till 70 %). Den aska som erhålls från kolförbränning kan i vissa fall användas inom byggindustrin. Tillbaka i Sovjetunionen utvecklades GOSTs, som gjorde det möjligt att tillsätta aska till Portland slaggcement. Svårigheten med att använda aska ligger i att askavlägsnandet i de flesta fall sker genom hydraulisk askborttagning, vilket gör det svårt att lasta den för vidare transport och användning.

Den specifika värmen vid förbränning av kol jämfört med andra ämnen

Inverkan på gruvarbetarnas hälsa

Fossilt kol innehåller skadliga tungmetaller som kvicksilver och kadmium (koncentration från 0,0001 till 0,01 viktprocent) .

Under underjordisk kolbrytning kan luftdammhalten överstiga MPC hundratals gånger [78] [79] . Under de arbetsförhållanden som finns i gruvorna är det praktiskt taget omöjligt att bära andningsskydd kontinuerligt (vid varje allvarlig förorening kräver de ett snabbt byte för att rengöra nya andningsmasker, de tillåter inte kommunikation etc.), vilket inte tillåter användning av dem som ett medel för tillförlitligt förebyggande av irreversibla och obotliga yrkessjukdomar - silikos , pneumokonios (etc.). Därför, för att på ett tillförlitligt sätt skydda hälsan för gruvarbetare och arbetare i kolbearbetningsföretag i USA, används mer effektiva medel för kollektivt skydd [80] [81] .

Inverkan på jordens ekologi

I den utvecklade världen finns det en växande rörelse för att helt avskaffa användningen av kol för att generera el . På tröskeln till FN:s konferens om klimatförändringar (COP26) krävde den brittiske ministern för näringsliv, energi och industristrategi Alok Sharma därför ett fullständigt förkastande av användningen av kol i energi. Enligt Sharma bör utvecklade länder ta ledningen och hjälpa utvecklingsländer att gå bort från kol. Sharma uppmanade särskilt banker och andra finansinstitutioner att vägra ge lån för byggandet av koleldade kraftverk [82] .

Se även

• Vatten-kol bränsle
• Träkol
• Askinnehåll
• Kol makromolekyl
• Världens kolreserver
• ångbil
• Kosttillskott
• Lista över länder efter kolproduktion
• Kolgruva

Anteckningar

1. ↑ Bränsle och dess egenskaper . Hämtad 10 november 2012. Arkiverad från originalet 30 december 2012. (obestämd)
2. ↑ Kol arkiverat 31 maj 2019 på BDT Wayback Machine .
3. ↑ Department of Energy's USA . Hämtad 8 oktober 2010. Arkiverad från originalet 29 oktober 2010. (obestämd)
4. ↑ Kolreserver i världens länder / Zheleznova N. G., Kuznetsov Yu. Ya., Matveev A. K., Cherepovsky V. F., M .: Nedra, 1983. - P. 128
5. ↑ Prigorovsky M. M. Fossila kol från Sovjetunionen // Vetenskap och liv: tidskrift. - 1935. - Januari ( nr 1 ). - S. 24 .
6. ↑ Understanding Energy and Energy, Timothy F. Braun och Lisa M. Glidden 2014
7. ↑ Kinas kolpriser stiger till nytt rekord . Hämtad 29 december 2021. Arkiverad från originalet 29 december 2021. (obestämd)
8. ↑ BP Statistical Review of World Energy June 2014.xlsx Arkiverad 22 juni 2014. // BP: Energiekonomi Arkiverad 5 september 2014 på Wayback Machine
9. ↑ 1 2 3 Grun V. D., Rozhkov A. A. De viktigaste milstolparna i historien om utvecklingen av kolindustrin i Ryssland  // Gruvindustrin.  (ryska)
10. ↑ 1 2 Till 300-årsdagen av Kuzbass: historien om industriell utveckling  // Federal Agency for Subsoil Use.  (ryska)
11. ↑ Biyushkina N. I., Ostroumov N. V., Sosenkov F. S. Framväxten och utvecklingen av rättslig reglering och organisation av förvaltningen av kolindustrin i den ryska staten (slutet av 1600- och 1700-talen)  // Kol. – 2021.  (ryska)
12. ↑ Bildande av livscykeln för Donbass kolindustri  // Economics of Industry. — 2009.  (ryska)
13. ↑ Nebratenko G. G., Smirnova I. G., Foygel E. I., Studenikina S. V. History of the Donetsk coal bassin in the pre-sovjet period  // Coal. – 2021.  (ryska)
14. ↑ Shchadov M.I. Analys av mönstren för utveckling av ägandeformer i kolindustrin under 1800-talet  // Bulletin of the Irkutsk State Technical University. – 2003.  (ryska)
15. ↑ Novak A. Rysk kolindustri: en historia för tiderna  // Energipolitik.  (ryska)
16. ↑ Från eld och vatten till el / Plachkov I.V. - EnergoVsesvit, 2013.
17. ↑ Petrov I. M. Kolindustrin i Ryssland före revolutionen 1917  // Gruvindustri. — 2019.  (ryska)
18. ↑ Baeva M.A., Khansanamyan Z.Z. Kuzbass längst fram: Sibirisk baksida under det stora fosterländska kriget . Altai State Medical University (2020). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
19. ↑ Bakanov S. A. Kolindustrin i Ural under det stora fosterländska kriget  // Ural Historical Bulletin. — 2011.  (ryska)
20. ↑ Gruvarbetarens tragedi. Vem är författaren? . "Sovjetryssland" (30 oktober 2003). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
21. ↑ 1 2 Khoroshilova L. S., Tarakanov A. V. Khoroshilov A. V. Tillståndet för arbetssäkerhet i kolindustrin i Kuzbass (90-talet av XX-talet - det första decenniet av XXI-talet)  // Bulletin från det vetenskapliga centret för säkerhet vid arbete i kol industri. — 2013.  (ryska)
22. ↑ Krasnyansky G. Georgy Krasnyansky: "Omstruktureringen av den ryska kolindustrin bör studeras vid specialiserade universitet" . Forbes (2017). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
23. ↑ Voronin D. V. Inverkan av omstruktureringen av kolindustrin på de sociopolitiska processerna i Kuzbass på 1990-talet  // Bulletin of the Tomsk State University. Berättelse. — 2008.  (ryska)
24. ↑ Salnikova E. B., Grineva M. N. Kolindustrin i Ryssland när det gäller att fokusera på en koldioxidneutral ekonomi  // Universum: Economics and Law. – 2022.  (ryska)
25. ↑ Om krisen i kolindustrin . Statsduman (20 maj 1998). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
26. ↑ 1 2 3 Churashev V. N., Markova V. M. Kol under 2000-talet: från ett mörkt förflutet till en ljus framtid  // All-rysk ekonomisk tidskrift ECO. — 2011.  (ryska)
27. ↑ Solovenko I. S. Problem i kolindustrin som en faktor i tillväxten av proteströrelsen för Kuzbass gruvarbetare under övergången till marknaden (1992-1999)  // Bulletin of the Tomsk State University. Berättelse. — 2012.  (ryska)
28. ↑ Kolomlastning: miljöegenskaper i regionen Fjärran Östern . Eastern Economic Forum (5 september 2019). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
29. ↑ Pisarenko M.V. Kolindustrin i Ryssland på lång sikt  // Gruvinformation och analytisk bulletin (vetenskaplig och teknisk tidskrift). — 2012.  (ryska)
30. ↑ Kiselev, 2020 .
31. ↑ Regeringsförordning om regionens utveckling, 2020 .
32. ↑ Tikhonov S. Vad är framtiden för ryskt kol . Specialprojekt rg.ru "Årets evenemang" (7 januari 2021). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
33. ↑ Slivak, 2020 , s. 2-5, 26-35, 40-45.
34. ↑ I Kuzbass krävde invånarna i Kiselevsk, av vilka några bad att få åka till Kanada, att få flytta hela staden . Sibirien. Verkligheten (2019-06-2019). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
35. ↑ "Tillfälliga arbetstagare bryr sig inte om våra liv" . Sibirien. Verkligheten (24 oktober 2018). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
36. ↑ Kräver enorma ryska metanläckor nödåtgärder? Är det så? . REGNUM (6 augusti 2021). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
37. ↑ Satellit upptäcker världens "största" metanläcka i en rysk kolgruva . CCN (15 juni 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
38. ↑ "Forskare maskerar sin rädsla". Varför akademiker ville dölja data om dålig ekologi . Sibirien. Verkligheten (31 mars 2021). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
39. ↑ Khoroshilova L. S., Trofimova I. V. Kolindustriarbetares hälsa och dess inverkan på den demografiska situationen i Kemerovo-regionen  // Bulletin of the Kemerovo State University. — 2012.  (ryska)
40. ↑ Hur kolbrytning förstör Sibiriens ursprungsbefolkningar . ADC "Memorial" (7 augusti 2020). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
41. ↑ Kozlovsky S. Hur kolbrytningen förändrade Sibirien. Utsikt från rymden . BBC (5 januari 2020). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
42. ↑ Gudimov D.V., Chemezov E.N. Yrkessjukdomar i kolindustrin i Republiken Sakha (Yakutia)  // Mining Information and Analytical Bulletin. — 2014.  (ryska)
43. ↑ Korotenko O. Yu., Panev N. I., Filimonov E. S., Panev R. N. Strukturella och funktionella förändringar i hjärtat hos kolindustriarbetare  // Medicin i Kuzbass. – 2021.  (ryska)
44. ↑ Svart snö från Kuzbass. Hur kolbrytning förstör naturen och människors hälsa . Deutsche Welle (26 oktober 2019). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
45. ↑ Khoroshilova L. S., Tabakaeva L. M., Skalozubova L. E. Om frågan om yrkessjukdom hos befolkningen i Kuzbass 2005-2010  // Bulletin of the Kemerovo State University. — 2012.  (ryska)
46. ↑ European Association for Coal and Brunole, 2021 , s. 14-18.
47. ↑ 1 2 3 Kolindustrin i hela Europa, 2020 , s. 15-20.
48. ↑ 1 2 Hur kolproduktion och användning har förändrats i Europa . World Economic Forum (19 augusti 2021). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
49. ↑ 1 2 3 Kolproduktions- och konsumtionsstatistik . Eurostat (2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
50. ↑ 1 2 CAN Europe, 2016 , sid. 1-10.
51. ↑ 1 2 Kolregioner i övergång . Europeiska kommissionen (2021). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
52. ↑ Om initiativet . Europeiska kommissionen (2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
53. ↑ 1 2 [ https://unfccc.int/sites/default/files/resource/HR-03-06-2020%20EU%20Submission%20on%20Long%20term%20strategy.pdf Inlämning av Kroatien och Europeiska kommissionen på uppdrag Europeiska unionen och dess medlemsstater]  //  d Europeiska kommissionen. — 2020.
54. ↑ Kolindustrin över hela Europa, 2020 , s. 1-7.
55. ↑ Den rättvisa övergångsfonden . Europeiska kommissionen (2019). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
56. ↑ European Association for Coal and Brunole, 2021 , s. 1-7.
57. ↑ Varför EU just transition cash måste matcha klimatambitionen . Inuti den globala övergången till nettonoll (16 november 2020). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
58. ↑ Kolregioner . Europe Beyond Coal (2021). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
59. ↑ 12 Azau , 2021 , s. 5-7.
60. ↑ 12 Tjeckien . Kolproduktion och konsumtion minskade med en tredjedel på två år . Eurostat (10 augusti 2021). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
61. ↑ 1 2 Produktion av brunkol i EU-statistiken . Eurostat (2021). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
62. ↑ Kolproduktion och konsumtion återhämtar sig 2021 . Eurostat (10 augusti 2021). Hämtad: 2 maj 2022.  (obestämd)
63. ↑ European Association for Coal and Brunole, 2021 , s. 7-14.
64. ↑ Kolproduktion och konsumtion återhämtar sig 2021 . Eurostat (2 maj 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
65. ↑ Slovenien antar kolplan . Climate Action Network (13 januari 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
66. ↑ 1 2 FAKTABOX: Ukraina-konflikten ökar Europas ambition om ren energi i motvind . S.P.Global (1 juni 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
67. ↑ Globala kolpriser stiger när spänningarna i Ukraina förvärrar utbudsproblemen . Reuters (28 januari 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
68. ↑ Slovakien stöder ryskt energiimportförbud, trots fruktansvärda konsekvenser . Efficacité et Transparence des Acteurs Européens (11 mars 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
69. ↑ Faktaruta: Vilka är Europas alternativ vid rysk gasavbrott? . Reuters. (27 januari 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
70. ↑ Varför kriget i Ukraina driver upp Europas användning av kol – och dess pris . The Economist (9 maj 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
71. ↑ Kommer kriget i Ukraina att återuppliva kol – världens smutsigaste fossila bränsle? . Al Jazeera Media (25 mars 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
72. ↑ Ukrainakrisen hotar klimatmålet om kolet kommer tillbaka, säger MSCI . Reuters (17 maj 2022). Hämtad: 18 augusti 2022.  (obestämd)
73. ↑ Världsexport och import av kol enligt atlas.media.mit.edu . Hämtad 3 mars 2019. Arkiverad från originalet 2 april 2019. (obestämd)
74. ↑ Kolkonsumtionens dynamik från 1985 till 2014 per land . Hämtad 3 mars 2019. Arkiverad från originalet 6 mars 2019. (obestämd)
75. ↑ [1]
76. ↑ Energiteknikföretaget Sibtermo (otillgänglig länk) . Hämtad 23 mars 2009. Arkiverad från originalet 19 mars 2009. (obestämd) 
77. ↑ "Grunderna för högt laddade kolvattenuppslamningar." Arkiverad från originalet den 4 april 2015. CRC Press, Taylor and Francis Group, London, Storbritannien. A Balkema Book 2013 s105-114.]
78. ↑ Dremov, Alexey Viktorovich. Bekräftelse av rationella parametrar för avdamning i en skördetunnelyta: avhandling av en kandidat för tekniska vetenskaper: 05.26.01; [Skyddsplats: Mosk. stat berg universitet]. - Moskva, 2010. - 148 sid.
79. ↑ Kuzmichev A. S. ed. "Handbok om dammkontroll i gruvindustrin" M.: Nedra, 1982. - 240s.
80. ↑ Jay Colinet, James P. Rider, Jeffrey M. Listak, John A. Organiscak och 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. Översättning: Bästa sätten att minska damm i kolgruvor 2010 PDF Wiki
81. ↑ Andrew B. Cecala, Andrew D. O'Brien, Joseph Schall et al. Dust Control Handbook for Industrial Minerals Mining and Processing National Institute for Occupational Safety and Health. Pittsburgh, PA; Spokane, WA. DHHS (NIOSH) publikation nr. 2012-112 2012p, 312 s. Översättning: Riktlinjer för dammskydd vid gruvdrift och bearbetning 2012 PDF Wiki
82. ↑ COP26: Alok Sharma uppmanar nationer att förvisa kol Arkiverad 14 maj 2021 på Wayback Machine , BBC, 2021-05-14

Litteratur

• Vukolov S.P. , Mendeleev D.I. Coal // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
• Levinson-Lessing F. Yu. Coal // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.

Länkar

• Virtual Coal Museum  - Kemerovo Scientific Center.

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Stor norsk Brockhaus och Efron runt världen Litet Brockhaus och Efron Britannica (online) Britannica (online) Britannica (online) Pauly Wissowa Treccani Universalis
I bibliografiska kataloger BNE : XX525141 BNF : 11941871n GND : 4031641-5 J9U : 987007284070105171 LCCN : sh85027307 NDL : 00570578 NKC : ph116524