Лигнит и каменный уголь: происходит из биомассы
Уголь, независимо от того, является ли он лигнитом или каменным углем, создавался в течение длительного периода времени из мертвых растительных остатков. Так называемая биомасса неоднократно покрывалась другими слоями, такими как глина или песчаник, и в процессе была сильно уплотнена. Высокое давление и недостаток кислорода привели к карбонизации - образованию угля - в течение миллионов лет. Сегодняшние запасы лигнита датируются от 65 до двух миллионов лет назад. Сырье содержит меньше энергии, чем каменный уголь, и его состав по сравнению с углем более высокого качества более рыхлый. Иногда в буром угле можно увидеть даже полностью сохранившиеся остатки растений.
Каменный уголь старше и более углистый, чем бурый уголь
Каменный уголь возник около 350-250 миллионов лет назад. Как и бурый уголь, источник энергии образовывался из мертвых растительных остатков под высоким давлением и без воздуха. Поскольку биомасса регулярно покрывалась другими отложениями, угольные пласты (так называемые угольные пласты) формировались один над другим. В общем, уголь был твердым углем гораздо дольше и под более высоким давлением. Таким образом, сырье по своей природе более прочное. Он содержит больше энергии, его легче обрабатывать и транспортировать.
Следующая таблица показывает свойства лигнита и каменного угля в сравнении:
| критерии | Бурый уголь | Уголь |
|---|---|---|
| Древесный уголь | низкий | высокая |
| Содержание энергии | От 7 до 13 МДж / кг | От 32 до 35 мДж / кг |
| Содержание углерода | От 65 до 75% | От 75 до 91% |
| Содержание кислорода | От 12 до 30% | От 2,5 до 9,8% |
| Содержание водорода | От 5,5 до 8% | От 3,75 до 6,6% |
| Летучие | От 43 до 60% | От 12 до 45% |
Кстати: в то время как лигнит описывает определенный тип угля, каменный уголь является общим термином для различных типов высококачественного угля - например, пламенного угля, газового пламени угля, газового угля, жирного угля, древесного угля, тощего угля или антрацита.
Появление и добыча каменного и бурого угля
Лигнит можно добывать в гигантских карьерах. Поскольку богатые сырьем угольные пласты перекрываются толстыми слоями отложений, экскаваторы должны копать на глубине от 50 до 300 метров. Это создает разрезы в ландшафте, которые в дополнение к лугам и лесам также уступают целым городам.
Сегодня в Германии известны четыре крупных области добычи полезных ископаемых:
- Rheinische Revier
- Хельмштедтер Ревьер
- Центральный немецкий округ
- Lausitzer Revier
Эти районы распределены по середине Германии в виде так называемого «коричневого пояса», и в 2013 году на их долю приходилось около 17 процентов от общего количества добываемого лигнита в мире.
Крупнейшие в мире запасы ископаемого топлива можно найти сегодня в России. Здесь хранится около 91 гигатонны бурого угля. Далее следуют Австралия (44 гигатонны), Германия (40 гигатонн), США (31 гигатонна) и Индонезия (9 гигатонн). По мнению экспертов, имеющиеся запасы сохраняются на период около 300 лет.
Каменный уголь: добыча глубоко под землей
В отличие от бурого угля, каменный уголь хранится значительно ниже поверхности земли. Поэтому для добычи сырья требуются шахты глубиной 1500 метров и более. После того, как последняя угольная шахта (как называют эксперты шахты) прекратила свою деятельность в 2018 году, каменный уголь в Германии больше не встречается. Причиной этого является высокая стоимость эксплуатации шахт.
Крупнейшие в мире запасы каменного угля расположены в Китае, США, Индии, Индонезии, Австралии, России, Южной Африке, Казахстане, Колумбии и Украине. Однако около 120 лет исследователи приписывают источник энергии значительно более короткому диапазону, чем лигнит.
Использование угля в качестве источника энергии для тепла и электричества
Хотя брикеты из лигнита использовались для отопления до 1990-х годов, сейчас они уступают место газу, нефти и возобновляемым источникам энергии в этой области. Поэтому использование ископаемого топлива в основном ограничивается выработкой электроэнергии на крупных электростанциях. В 2018 году на 131,5 тераватт-часа на них приходилось около 24 процентов производства электроэнергии в Германии. Это сопровождается ветровой энергией, которая находится на втором месте с 111,46 тераватт-часами и долей 20,4 процента производителей электроэнергии.
Лигнит также может быть использован за пределами энергетического мира. Сырье входит в состав кремов для обуви или восков для пола. Лигнитовый кокс также используется в качестве связующего для загрязняющих веществ. Например, при очистке воды или сжигании отходов.
Каменный уголь в первую очередь служит для выработки энергии
Высококачественный каменный уголь также используется сегодня для выработки электроэнергии. Приблизительно с 72 тераватт-часами и долей 13,2 процента, источник энергии занял третье место среди источников энергии для производства электроэнергии в 2018 году - наравне с ядерной энергией. Угольный кокс также используется в литейных доменных печах или в других отраслях промышленности. Запрессованные в брикеты, потребители также могут использовать каменный уголь в системах подогрева угля. По всей Германии они по-прежнему составляют около 0,9 процента.
Недостатки: ущерб окружающей среде и высокие выбросы
В контексте перехода энергии цель состоит в том, чтобы сократить использование источников энергии, таких как лигнит или каменный уголь. В дополнение к ущербу окружающей среде во время добычи, вредными для климата выбросами являются главная причина этого. Взгляд на коэффициенты выбросов CO2 различных источников энергии также показывает это:
- Природный газ: 202 грамма CO2 на киловатт-час
- Печное топливо: 266 грамм СО2 на киловатт-час
- Каменный уголь: 339 грамм CO2 на киловатт-час
- Лигнит: 404 грамма CO2 на киловатт-час
Для сравнения: при использовании возобновляемых источников энергии CO2 не генерируется напрямую. Одна из причин, по которой Германия хочет постепенно отказаться от производства угля, - это не позднее 2038 года.