U okviru grupe fosilnih goriva nalazimo ugalj. Drveni ugalj je gorivo koje se dobija iz tla akumulacijom biljnih ostataka. Smatra se jednom od najstarijih vrsta fosilnih goriva koje koristi čovjek. Iako se trenutno još uvijek koristi za proizvodnju energije i proizvodnju derivata u industriji, njegova upotreba je na nekim mjestima smanjena zbog zagađenja koje stvara.
Međutim, bitno je shvatiti da nije sav ugalj isti. Postoje različiti vrste uglja koji se koriste u različite svrhe. U ovom članku ćemo istražiti glavne vrste drvenog uglja, njihove karakteristike i najčešću upotrebu u industriji i domaćinstvu.
Ugalj kao fosilno gorivo
Ugalj je resurs koji ima u izobilju na planeti, ali Ekstrakcija je težak i skup proces.. Ova činjenica doprinosi tome da, kako se rezerve troše, njihovo dobijanje postaje sve komplikovanije i skuplje. U zavisnosti od sastava, svaka vrsta drvenog uglja ima različitu kalorijsku vrijednost, što direktno utiče na njegovu upotrebu.
Ugalj potječe od crne sedimentne stijene koja nastaje kao rezultat kombinacije velikih količina vode i biljnih ostataka. Ovaj proces je poznat kao karbonifikacija, fenomen koji traje milionima godina. Ovo je jedan od razloga zašto je ugalj klasifikovan kao neobnovljiva energija, budući da je njegova regeneracija izuzetno spora u odnosu na brzinu kojom se ekstrahuje i troši.
U njegovom sastavu nalazimo veliku količinu ugljika, što mu daje sposobnost stvaranja topline pri sagorijevanju. To ga čini jednim od najčešće korištenih fosilnih goriva u svijetu. Njegovo vađenje se vrši u rudnicima uglja širom svijeta.. Nažalost, sagorijevanje uglja stvara veliku količinu zagađujućih emisija, uključujući ugljični dioksid (CO2), koji doprinosi globalnom zagrijavanju.
Porijeklo i karakteristike vrsta uglja
Ugalj se počeo formirati prije otprilike 360 miliona godina tokom perioda karbona. Tokom ove faze, velike površine kopnene vegetacije bile su zatrpane pod slojevima sedimenta. Tokom miliona godina, pritisak i toplota kojima su ovi biljni ostaci bili izloženi doveli su do njihove transformacije u drveni ugalj. Ovaj proces je toliko dug da se ugalj smatra neobnovljivim resursom.
U biljkama, proces fotosinteze omogućava im da skladište energiju u obliku ugljika. Kada biljke i drveće umiru i razgrađuju se ispod slojeva tla, ova energija je zarobljena unutar biljnih ostataka. Kako razgradnja napreduje, ove biljke oslobađaju više ugljika, koji polako formira ugljične sedimente koji se zatim pretvaraju u drveni ugljen.
Karakteristike uglja zavise od vrijednosti pritiska i temperature kojoj je biljni materijal bio podvrgnut tokom svoje transformacije. Stoga nalazimo nekoliko vrsta uglja koje se razlikuju po stepenu čistoće, tvrdoći i sadržaju ugljika. Područja kao što su močvare i druga poplavljena područja su idealna staništa za stvaranje drvenog uglja, jer se na njima nakupljaju velike količine raspadajuće biljne materije.
Vrste uglja
Postoji nekoliko vrsta uglja, od kojih svaka ima različite karakteristike koje određuju njegovu upotrebu u industriji i energetici. U nastavku objašnjavamo glavne vrste:
1. Treset
Treset je rani oblik uglja i ima najmanji sadržaj ugljika, sa oko a 55% ugljenika u svom sastavu. To je razlog zašto je to vrsta uglja sa niža kalorijska vrijednost. Boja mu je zelenkasta ili smeđa i sadrži dobru količinu vlage. Iako je njegova upotreba kao gorivo ograničena zbog niskog prinosa, koristi se u vrtlarstvu kao supstrat ili gnojivo.
Treset, kada se sagori, oslobađa veliku količinu dima i pepela, što ga čini neefikasnom i čistom opcijom kao gorivom. Uglavnom se koristi za manje kućne poslove i vrtlarstvo, ali nije pogodan za proizvodnju električne energije velikih razmjera.
2. Mrki ugalj
Lignit je vrsta uglja srednjeg kvaliteta. Nastaje kompresijom treseta i sadrži između 60% i 75% ugljika. Crn je i guste teksture. Njegovo kalorijska vrijednost je veći od treseta, ali je i dalje relativno nizak u poređenju sa drugim vrstama uglja.
Lignit se uglavnom koristi u elektrane rudimentarni za proizvodnju energije. Međutim, nema primjenu osim ove zbog svoje niske gustoće energije i visoke vlažnosti.
3. Ugalj
Kameni ugalj, poznat i kao kameni ugalj, je vrsta uglja koja nastaje kompresijom lignita. Sadrži između 75% i 85% ugljika, što mu daje veću kalorijsku vrijednost, idealno za proizvodnju električne energije u termoelektrane. Ova vrsta drvenog uglja ima neprozirnu crnu boju i sjajnu, masnu teksturu.
Osim upotrebe u termoelektranama, ugalj se koristi i za proizvodnju koksa koji se koristi u industriji čelika. U stvari, koks je neophodan za topljenje željeza i druge industrijske primjene zbog svojih svojstava hemijskog reduktora.
4. Antracit
Antracit je vrsta uglja s najboljim kvalitetom i najvećim postotkom ugljika koji može doseći i do 95%. Sjajno je crne boje i vrlo tvrde teksture. Zbog velike gustine energije, ova vrsta uglja se koristi u industrijskim kotlovima i u grijanje doma.
Antracit proizvodi malo pepela kada se sagori i smatra se najčistijim ugljem među fosilima. Međutim, njegova visoka cijena dovela je do toga da ga u mnogim slučajevima zamjenjuju druga jeftinija goriva, poput prirodnog plina. Međutim, ostaje vrijedan materijal u aplikacijama gdje je potrebna visoka vrijednost grijanja.
Upotreba uglja i njegovih derivata
Ugalj se kroz istoriju koristio u različite svrhe. Među njegovim glavnim upotrebama su sljedeće:
- Proizvodnja električne energije: Čak iu mnogim zemljama ugalj je glavni izvor električne energije. Termoelektrane sagorevaju ugalj za zagrijavanje vode i stvaranje pare, koja pokreće turbine i proizvodi električnu energiju.
- industrija čelika: Industrija željeza i čelika ovisi o uglju, posebno koksu, za proizvodnju čelika.
- Kućna upotreba: U nekim ruralnim područjima ugalj se još uvijek koristi kao gorivo za grijanje.
- Industrijski derivati: Suvom destilacijom uglja dobijaju se proizvodi kao što su ugljeni gas, katran i koks, koji su svi neophodni u hemijskoj industriji.
Uticaj uglja na životnu sredinu
Uprkos svom istorijskom i sadašnjem značaju, upotreba uglja ima ozbiljne ekološke posledice. Sagorevanje uglja je jedan od glavnih izvora zagađenja vazduha, jer stvara gasove staklene bašte kao npr. ugljen-dioksid (CO2) i sumpor oksid (SO2), koji doprinosi kiselim kišama i globalnom zagrijavanju.
U stvari, eksploatacija i sagorijevanje uglja identificirani su kao jedan od glavnih izvora ugljičnog dioksida u svijetu, što izaziva zabrinutost za njegovu buduću upotrebu. Nadalje, eksploatacija uglja ima snažan utjecaj na krajolik, biodiverzitet i podzemne vode.
Obećavajuća alternativa ovoj situaciji je hvatanje i skladištenje ugljika (CCS), tehnologija koja omogućava da se emisije CO2 hvataju i skladište u podzemnim stijenama ili ponovo koriste u industrijskim procesima. Međutim, ova tehnologija je još uvijek u razvoju i nije implementirana u velikom obimu.
Budućnost uglja u energetskom kontekstu
S obzirom na sve veći interes za smanjenje emisije stakleničkih plinova, nekoliko zemalja poduzima korake da smanje svoju ovisnost o uglju. Obnovljivi izvori energije poput sunca, vjetra i geotermalne energije počinju zamjenjivati ugalj kao glavni izvor energije u svijetu.
Iako ugalj ostaje važan izvor energije, posebno u zemljama u razvoju, njegova upotreba će vjerovatno opasti u narednim decenijama kako čista, održiva energetska rješenja postanu dostupnija i pristupačnija. Različite vlade već provode politiku postepenog napuštanja uglja i ulaganja u obnovljive izvore.
Ukratko, iako je ugalj igrao ključnu ulogu u industrijalizaciji svijeta, njegov utjecaj na okoliš i klimatska vanredna situacija pokrenuli su potragu za čistijim i održivijim alternativama. Međutim, njegova upotreba i eksploatacija ostaju vitalni u određenim industrijama i zemljama. Stoga će budućnost uglja vjerovatno biti obilježena postepenom tranzicijom ka čistijim i efikasnijim tehnologijama, te njegovim selektivnijim korištenjem u primjenama gdje nema neposrednih zamjena.