Kömür olan karbonlu kaya tortul belirli bir kalitesine göre kömür arasındaki ara, linyit ve antrasit (80 ila% 90 karbon ). Siyahımsı renk , ondan gelir karbonizasyon ait bitki organizmalar ve bu nedenle olarak kullanılabilir fosil yakıt .
Bu yakıt elde kullanılan XI inci yüzyılda ve çıkarma içinde madenleri mümkün kılan Sanayi Devrimi de XIX inci yüzyıl. O zamandan beri, taşkömürü sanayileşmiş ülkelerde ana enerji kaynaklarından biri olmuştur.
Kömürün ortak adı genellikle taş kömürü anlamına gelir.
"Kömür" terimi, Valon hoye veya hougne'nin Fransız eşdeğeri olacaktır . In Liège İl , kelime geri döner XI inci bunun işlemlerde bulunursa yüzyılda Saint-Lambert Bölüm içinde 1278 ve 1299 de Val Benoît ait manastır gibi, 1281 . Jean Haust'a göre "hoye" kelimesi kömürün keşfinden önce de vardı ve Walloon Liège'de "parça, talaş, kesek" anlamına geliyor . Kömürün keşfiyle birlikte, "Hoye" dan göstermektedirler götürü kömür ve ağıza yayılarak kullanıldı 1200 için batı ve güney arasında şive Wallonia .
Bormans'a göre "hoye", "schillen" (soymak), "scho, schael" fiilinin türevlerinden gelir ve "ölçek, toprak parçası, şist" anlamına gelirdi. Sözcüğün bir başka olası kökeni, Publémont'ta kömürü keşfedecek olan Plainevaux'lu efsanevi bir demirci olan "Hullos" veya "Hollius" olabilir .
Kömürün doğal gelişimi , kerojen üretimi de dahil olmak üzere Karbonifer'in tropikal ormanları tarafından üretilen organik maddelerden yapılır . Bu nedenle yaygın olarak “kömür ormanı”ndan söz ederiz: kömür yataklarının kaynağı bu bataklık paleoormanların gömülmesi ve dönüştürülmesidir.
Ekonomik çıkarlarına bakılmaksızın, kömür havzaları antik flora ve antik karasal manzaralar hakkında değerli bilgiler sağlar.
Taşkömürü belirli bir kalite kömür , aynı kökenli katı yakıtların (üç kategori kapsayan genel bir terim kerojen ), ancak kimin mevduat dönüşümün farklı aşamalarında şunlardır: turba , linyit ve son olarak sert kömür, antrasit dahil prim olduğunu Çeşitlilik.
Endüstriyel ve evsel ihtiyaçlar için bir kömürün özelliği:
Ürün:% s | Karbon içeriği (% olarak) |
Kalorifik değer (kJ / kg cinsinden) |
---|---|---|
Antrasit | 93 - 97 | 33.500 - 34.900 |
Yalın kömür ve antrasit kömürü | 90 - 93 | 34.900 - 36.000 |
Yarı yağlı veya yarı bitümlü kömür | 80 - 90 | 35.000 - 37.000 |
Yağlı veya bitümlü kömürün koklanması | 75 - 90 | 32.000 - 37.000 |
yanan | 70 - 80 | 32.700 - 34.000 |
Linyit | 50 - 60 | <25 110 |
Turba | <50 | 12 555 |
Artık sürekli çalışan karbon analizörleri var.
Kömür beri kullanılan XI inci yüzyılın olarak yakıt için ısıtma ve hatta pişirme .
Bu nedenle Ansiklopedi veya Reasoned Dictionary of Sciences, Arts and Crafts'da : "Toprak kömürü, yaşamın kullanımlarında çok faydalıdır. İngiltere ve İskoçya gibi ahşabın yaygın olmadığı ülkelerde, yiyecekleri ısıtmak ve pişirmek için kullanılır; Hatta birçok kişi böyle bir ateşte kavrulmuş etlerin daha iyi olduğunu iddia ediyor; daha sulu oldukları kesin, çünkü meyve suyu orada daha yoğun. (…) Onu kurtarmak için fakirler onu iri bir toz haline getirirler ve balçıkla karıştırırlar; harçla yaptığı gibi bu karışımı işlerler; daha sonra yaz aylarında güneşte kurutulan toplar veya kekler oluştururlar. Bu toplar sıradan kömürle yakılır; Ve kızardıklarında, çok uzun bir süre için, tek başına kömürünkinden daha az sert olan hafif bir ısı verirler. (…) Birkaç Sanat ve El Sanatları, buna ek olarak, çok büyük miktarda odun kömürü kullanır. Polisler ve Çilingirler ve demirle çalışan herkes kömürü tercih eder; çünkü ikincisinden daha hızlı ısınır ve uzun süre daha fazla ısıyı korur . İngiltere'de sıradan cam ve hatta kristal cam işlerinde kullanılır ; her şeyden önce tuğla ve fayans pişirmek için kullanılmasından dolayı övülür; & birçok yerde kireç fırınlarını ısıtmak için başarıyla kullanılmıştır. "
İngiltere, sıkıntısı riski ise kömür , başlangıçta kullanılan dökümhaneler, mecbur İngiliz metalurji sanayi diğeri için görünüme hammadde onun için sanayi : kömür ve sert kömür. Ham haliyle, bu endüstride kullanıma uygun değildir ve kok fabrikası adı verilen bir tesiste, piller halinde gruplandırılmış imbiklerde “damıtma” gerektirir . Elde edilen ürün koktur .
Kokunun icad tarihi tam olarak bilinmemektedir. Alman metalurji XIX inci yüzyılın , Ledebur ( Adolf Ledebur ) İngiliz tarafından patentini bahseder Dud Dudley içinde , 1619 . Kok üretiminin fiili gelişme sonunda gerçekleşecek XVIII inci yüzyılın. Özellikle, endüstriyel kullanımını başlatan Abraham Darby tarafından kömürün kokla değiştirilmesiydi .
Kömürün "damıtma" (aslında bir piroliz ) daha sonra , aydınlatma amacıyla kömür gazının elde edilmesini mümkün kılacaktır . Havagazı % 50'sini içeren dihidrojen ,% 32 metan ve% 8 karbon monoksit . 1800 civarında karbüratörlü hidrojen gazı (Lebon) veya gaz lambası (Murdoch) veya kömür gazı (ancak gaz aydınlatması , üretilmiş gaz , şehir gazı vb.) keşfinin özelliği o zamanlar tartışma konusuydu. Fransız Philippe Lebon , İngiliz William Murdoch , Alman Frédéric-Albert Winsor , endüstriyel sonuçlar vermeyen tek kişi olan Limburger Jan Pieter Minckelers arasında paylaşılıyor . Dan 1812 , yayılması kömür gazı olarak gaz aydınlatma etmektir Londra birinciye Paris ardından öncülüğünde Frederick Albert Winsor o tekrar yanar bir dönemde yağ . Bu süreçte, büyük modern enerji gruplarının kökenini oluşturacak İngiliz şirketi Imperial Continental Gas Association da dahil olmak üzere büyük Avrupa şehirlerini donatmak amacıyla çeşitli şirketler kuruldu .
İlk başta, gaz fabrikaları kömür gazı üretmek için inşa edildi (bu nedenle üretilen gazın adı ); gaz üretiminin bir yan ürünü olan kok kömürünün yeniden satışı, taş kömürü için ödeme yapmak için yeterlidir. İkinci olarak, gaz, kok tesislerinden temin edilmektedir . Gaz, kok üretiminin bir yan ürünü haline gelir. Bu gelişme kok bitkiler patlama ile teşvik edildi carbochemistry den 1920 : ve yan ürünler, yeni kok geliştirilmesi benzol , hidrojen , etilen , vb
Diğer enerji arzı kaynaklarının taş kömürü ile rekabet ettiği görülmektedir. O zamanlar her yerde bulunan kömürün kıstası ile belirlenirler, biraz zamanımızda olduğu gibi, ham petrolü "siyah altın" terimi altında adlandırıyoruz. Dan Grenoble geliştirilen örneğin "beyaz kömür" formülü, 1878 yerel toplantılarda, o zaman en Lyon fuarda içinde 1887 tarafından Aristide Berges , kesin sırasında popüler oldu 1889 yılında Paris'te Evrensel Sergi , nerede karakterize etmek o aslında popüler ifadesi tüm formlarında hidrolik güç. Ayırt ediyoruz:
Üretilen gazlar tarafından sokak aydınlatma, değiştirilir elektrikten gelen 1880 ısıtma dahil ve yemek pişirme, ve çeşitli endüstriyel ve evsel kullanım için doğalgaz özellikle itibaren, 1929 krizinden sonundan daha yaygın, İkinci Dünya Savaşı .
Keşfedilmesiyle ilgiyi gaz canlanıyor Kömürün dönüşümü 1926 arasında , Fischer-Tropsch yöntemi (mümkün bir oluşturmak için yapım sentetik sıvı yakıt olarak adlandırılan synfuel ). Ara sıra sentez gazı veya sentez gazı ( sentetik gazın kısaltması ) terimi , üretilen gazları ve sentetik gaz oluşturmak için modern deneyimleri içeren ortaya çıktı . Daha sonra kömür kullanımı marjinal olmuştur: orta bölgesindeki 1980'lerde , hidrokarbonlar ( doğal gaz veya petrol kesikler ) ana kaynağı olan , sentez gazının .
Kömür günümüzde ağırlıklı olarak kullanılmaktadır:
Termik santrallerde kömür kullanımı çok önemli; bu santraller dünya elektrik üretiminin %40'ını sağlıyor, yarısı da Amerika Birleşik Devletleri ve Almanya'ya . Uzun süredir modası geçmiş olarak kabul edilen kömüre olan ilgi, enerji ihtiyacı petrol veya doğalgazın maksimum üretim kapasitelerine ulaştığında geri dönerek maliyetlerini artırmaktadır. Kömürün özellikle enerji santrallerinde kullanılması, kükürt , azot oksitler ve ince parçacıklar gibi kirletici emisyonların azaltılmasında büyük ilerleme kaydetti ve kaydetmeye devam ediyor . Öte yandan, sera gazı emisyonları açısından neredeyse hiçbir şey değişmedi . Bir akım kömür yakıtlı enerji santrali radyasyonu daha az CO 2eskisinden (daha iyi verimlilik nedeniyle) üretilen kilovat saat başına, ancak gazla çalışan bir elektrik santralinin iki katı kadar. Kömürün geri dönüşü bu nedenle küresel ısınma açısından bir felaket olacak (ve şimdiden). CO ayırma 2 ilginç bir çözüm gibi görünüyor, ancak uzun yıllar yaygın olarak kullanılamayacak.
Amerika Birleşik Devletleri1990'larda, elektrik şirketlerinin gazla çalışan elektrik santralleri kurmayı tercih etmesiyle birlikte, Amerika Birleşik Devletleri'nde birkaç yeni kömür yakıtlı elektrik santrali ortaya çıktı. Amerikan üretimindeki düşüş nedeniyle gaz fiyatının arttığı ve son derece istikrarsız hale geldiği şu anda, 2005-2013 döneminde toplam 60 gigawattlık yaklaşık 100 yeni kömürle çalışan elektrik santrali planlanıyor. Ancak çoğu zaman yakınlardaki nüfuslardan ve yerel yetkililerden gelen retlerle karşılaşırlar. Araştırmalar, kömürün daha ekolojik kullanımına ve kömürden yapılan sentetik yakıtların üretimine doğru ilerliyor. 2003 yılında ABD Enerji Bakanlığı da çevresel gereksinimleri karşılamak için FutureGen araştırma programını başlattı .
ÇinIn 2003 , Çin Halk Cumhuriyeti kömür, elektriğinin% 79'unu üretti. Pekin, yılda yaklaşık 70 yeni kömürlü termik santral eklemeyi planlıyor; 2006'da haftada beş kömürle çalışan elektrik santrali inşa edildi. Bu ülke 2009 yılına kadar en fazla karbondioksit salan ülke olmalı. Gerçekten de çoğu termik santral harap ve çok kirletici çünkü kömürü toz haline getirme tekniği sayesinde çalışıyorlar. 2007'de Çin, dünyadaki kömür rezervlerinin %13'üne veya 118 milyar tona sahipti. En önemli kömür şirketleri Shenhua Group ve Yankuang'dır. 2008 yılında, 25.000 madeni bulunan ülke, dünyanın önde gelen üreticisi (yılda 2,5 milyar ton), tüketicisi ve ihracatçısıydı.
AlmanyaIn Brandenburg "temiz kömür" demek ilk pilot bitkilerin biridir. Bu proje , yakıt tarafından salınan karbondioksiti yakalamanın ve tutmanın yollarından biri olan redoks kullanır . Bu tür bitkiler 2020 yılına kadar yaygın hale gelmelidir.
Güney AfrikaDünyanın en büyük beşinci üreticisi olan Rainbow Nation, Ocak 2008tamamen kömür politikasındaki kusurlar. Termik santral eksikliği nedeniyle elektrik talebini karşılayamadığı için korkunç bir elektrik kesintisi yaşandı.
FransaBazı durumlarda, terk edilmiş yeraltı operasyonlarının damarlarından doğal olarak gazdan arındırılan doğal maden gazı (“ ateşleme gazı ” olarak bilinir ) geri kazanılır. Fransa'nın kuzeyinde, Gazonor şirketinin tesisleri bu ateşleyiciyi (madencilik havzasının doğu ve batı uçları hariç) kurtarır ve Gaz de France ağına yeniden enjekte eder . Aynı zamanda, önemli miktarlarda metan (gaz serası önemlidir) sadece atmosfere ulaşmasını önlemenin bir yoludur . Lorraine'de bulunan European Gas Limited, Fransa'da, işletilmemiş kömür damarlarındaki ateş gazının geri kazanılması konusunda araştırma yapan tek şirkettir.
Kömürü gaza veya sıvı hidrokarbonlara dönüştüren işlemler vardır.
Gazlaştırma kömür ilavesiyle, oluşan oksijen , karbon monoksit ve oluşan gazı olmak üzere kömürü dönüştürmede, hidrojen , adı verilen sentez gazının veya " sentez gazı ". Bu karışım genellikle IGCC tipi santrallerde olduğu gibi elektrik üretmek için yakılır . Ayrıca aşağıda belirtildiği gibi sıvı hidrokarbonlara dönüştürülebilir.
Anglo-Sakson “ Kömürden Sıvıya ” veya “ CTL ” terimiyle daha iyi bilinen kömür sıvılaştırması, petrokimyasallardan elde edilen yakıtlara benzer şekilde kömürün sıvı hidrokarbonlara dönüştürülmesinden oluşur.
İki süreç ailesi vardır:
Bu iki rota Almanya'da icat edildi: 1913'te Friedrich Bergius tarafından doğrudan rota , 1923'te Franz Fischer ve Hans Tropsch tarafından dolaylı rota . Her iki süreç de endüstriyel olarak Almanya'da, özellikle İkinci Dünya Savaşı sırasında uygulandı .
Yağ kömür biraz daha temiz de ucuz ve üretilmesi yakıtlar, daha sonra besleme stoğu olarak kömür yerini aldı.
1970'lerin petrol şoklarından sonra, CTL, özellikle Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'da pilot birimlerin oluşturulmasına yol açan bir ilginin yeniden canlanması yaşadı . 1990'lardaki petrol fiyatlarının seviyesi yine bu çabaların yavaşlamasına neden oldu. 2000'li yıllarda derin kayalarda kapana kısılmış şeyl gazından yararlanmanın yeni yöntemleri, gazın fiyatını düşürerek bu alternatifleri daha da çekici hale getirdi.
Ancak Güney Afrika , enerji bağımsızlığı nedeniyle birkaç birim geliştirdi. Sasol bugün ülkenin sıvı hidrokarbon tüketiminin yaklaşık %30'unu dolaylı yollarla ve Fischer-Tropsch sentezi yoluyla kömürden üretmektedir.
2008'in sonunda, Çinli Shenhua , İç Moğolistan'da doğrudan bir süreçle ilk kömür sıvılaştırma ünitesini başlattı . On üç gün süren bu ilk testleri, ikinci bir test kampanyası izledi.ekim 2009).
CTL'nin ekonomik zorlukları dikkate değerdir. Bir endüstriyel birimin maliyeti birkaç milyar avrodur. Bir birimin maliyetinin ekonomik göstergesi, üreticiler tarafından ve literatürde bildirilen değerleri son derece değişken olan “eşdeğer ham petrol fiyatıdır”: varil başına 35 ila 90 dolar.
CTL'nin temel hissesi enerji bağımsızlığıdır. Gerçekten de, Amerika Birleşik Devletleri, Çin ve Hindistan'ın üç devi gibi, kömür açısından zengin ve petrol açısından nispeten fakir olan birçok ülke var. 2008'de incelenen otuz projenin çoğunu bu ülkelerde buluyoruz. Bununla birlikte, ABD'de kaya gazı kullanımı patlama yaşıyor ve bu alternatifi daha az çekici hale getiriyor. Ayrıca karbondioksit (sera gazı, Kyoto Protokolü vb.) ile ilgili siyasi tercihler de CTL'nin geliştirilmesinin önünde engel teşkil edebilir.
2010 Uluslararası Kömür Sıvılaştırma Ödülü , Çin Shenhua Coal to Liquid & Chemical (Çin) Başkan Yardımcısı Bay Zhang Jiming'e verildi . 2011 ödülü Paris'te verildi.3 Mart 2011için Bay Rudi Heydenrich, İcra Müdürü Sasol Teknolojisi , sonuçlandırmak Dünya CTL 2001 Konferansı .
2000 yılına kadar, küresel kömür üretimi genel olarak nispeten istikrarlıydı, gelişmekte olan ülkelerde artıyor, ancak kirletici doğası ve gaz veya sıvı yakıtlardan daha az pratik olması veya kaynakların tükenmesi nedeniyle zengin Batı ülkelerinde azalıyordu. Nord-Pas-de-Calais maden alanı 1990 1850 işletilen uzanan kömür damarının batı kısmı Fransa'ya karşı Belçika'da (onbeş 'yıl olduğu gibi faaliyetlerini durdurmuş) ve Almanya'da sömürü kadar geçen bekleniyor ( 2018). Bununla birlikte, son yıllarda üretim, esas olarak 1990'da %19'a karşılık 2005'te üretimin %45'ini oluşturan Çin'in etkisiyle keskin bir şekilde arttı .
Üretim:
Uluslararası Enerji Ajansı'na göre, "siyah" kömür ve linyit dahil olmak üzere, 2005 yılında en çok kömür üreten sekiz ülke şunlardır:
ülke | mt üretimi | Notlar |
---|---|---|
Çin | 2226 | |
Amerika Birleşik Devletleri | 1028 | 1990 yılına kadar en büyük üretici |
Hindistan | 430 | Düşük kaliteli kömürler ( Arsenik , Kükürt ) |
Avustralya ( Queensland ) | 372 | İlk ihracatçı |
Güney Afrika | 315 | |
Rusya | 220 | |
Endonezya | 318 | Çoğunluk linyit |
Polonya | 160 |
Petrolün aksine kömür en çok onu üreten ülkelerde tüketilir; dünya üretiminin sadece yaklaşık %15'i ihraç edilmektedir. Birincisi Avustralya (231 Mt), Endonezya, Rusya ve Güney Afrika. Çin'in ihracatı son yıllarda düşüş gösterdi, üretim üç yılda %50 artmasına rağmen Çin enerji santrallerinden gelen yoğun talebe ayak uyduramadı.
Kömür çevre ve çevre sağlığı için birçok sorun teşkil etmiştir ve olmaya devam etmektedir . Sektörün yukarı akışı:
Sektörün akış aşağısında, kömür endüstrisi birçok sonuç bırakıyor:
Fransa'da, Ekoloji Bakanı 2009'da valilerden “gelişmiş doğal radyoaktivite” ( kül , fosfojips, vb.) Bu ilk envanter, 2009 yılında halen Fransa'da bulunan 19 kömürle çalışan elektrik santrali ( EDF için 15 ve SNET için 4 ) tarafından 2009'da hala yılda yüz binlerce ton üretilen kömür külü ile ilgili risklere ilişkin Devletin stratejisine rehberlik edebilir. yoğun dönemlerde nükleer gücün karşılayamadığı ihtiyaçları karşılamak. Fransız depolarının büyük bir kısmı inşaat endüstrisi için satıldı veya teklif edildi, ( toprak işleri / hendeklerin doldurulması veya yol iyileştirmeleri, çimento veya betona dahil etme veya çeşitli karayolu veya demiryolu altyapıları için dolgu malzemesi olarak ( örneğin TGV Est ) J. ASN için yürütülen bir çalışmanın yazarı olan Bonnemains, kömür külünün daha iyi kontrolünün gerekli olduğunu düşünüyor ve bu da ona göre "uzunlamasına ve çelişkili izlemeyi sağlamak için üreticilerin dışında bir yapının oluşturulmasını" gerektiriyor.