Što je ugljen?
Opis
Ugljen je zapaljiva, sedimentna stijena s smeđe-crnom ili čak potpuno crnom bojom. Ugljen se prvenstveno sastoji od ugljika, s manjim količinama vodika, dušika, sumpora i kisika. Razvrstava se u različite vrste, ovisno o sastavu i vremenu nastanka. Naime, najvažnije vrste ugljena su: treset, lignit, subbituminozni, bitumenski i antracitni ugljen. Treset se zapravo smatra tek prethodnikom pravog ugljena, a sam je djelomično karboniziran biljni otpad koji služi kao glavni izvor goriva u većem dijelu svijeta. Antracit je najstarija formirana vrsta ugljena i ima izuzetno visok sadržaj ugljika (oko 92%), praktički bez vlage i hlapljivih komponenti. Sa stajališta geoloških vremenskih rokova, lignit je najnoviji ugljen, koji je relativno viši u hlapljivim tvarima, a manji u fiksnom sadržaju ugljika (u rasponu od 60-70%). Svojstva subbituminoznog i bitumeniziranog ugljena leže između osobina antracita i lignita. Bituminozni ugljen ima fiksni sadržaj ugljika od 77-87% i najzastupljenija je klasifikacija među svim ostalim vrstama ugljena. Bituminozni ugljen čini gotovo 50% ugljena proizvedenog u SAD-u.
Mjesto
Rezerve ugljena nalaze se u velikom broju zemalja, a obuhvaćaju sve kontinente osim Antarktika. Najveće dokazane i nadoknadive rezerve ugljena nalaze se unutar SAD-a, Ruske Federacije i Kine. Indija, Australija i Južna Afrika slijede iza sebe. U Sjedinjenim Državama postoje tri glavne regije s velikim operacijama eksploatacije ugljena: Zapadno područje ugljena, Appalachian Coal Region i Unutarnja ugljena regija. Svaka od tih regija donekle je specijalizirana za proizvodnju različitih vrsta i sorti ovog važnog izvora energije.
formacija
U raznim vremenskim razdobljima kroz geološku povijest, prirodni procesi poput pokreta tektonskih ploča i poplava pokopali su niske močvare i šumska područja našeg svijeta ispod debelih slojeva tla. Vremenom je sloj tla iznad komprimirane vegetacije porastao i dalje pod tlakom biljne tvari ispod nje. Kako se ova vegetacija preselila u veće dubine ispod površine zemlje, zaustavljeni su prirodni procesi biorazgradnje. Umjesto toga, uvjeti istodobnih visokih temperatura i visokih tlakova pronađenih ispod površine doveli su do postupne pretvorbe biljne tvari u ugljen. Ovaj se proces naziva "karbonizacija". Kvaliteta formiranog ugljena određena je brojnim čimbenicima, kao što su priroda vegetacije iz koje je nastao, dubina u kojoj je započeo proces karbonizacije, uvjete temperature i tlaka kroz proces, kao i vrijeme potrebno za proces karbonizacije da se dobije nastali ugljen.
koristi
Ugljen je blagoslov za čovječanstvo, s trenutnom primjenom u mnogim industrijama širom svijeta. Unutar njih koriste se različite kategorije ugljena za različite namjene. Parni ugljen se prvenstveno koristi za proizvodnju energije, dok se "koks", odnosno metalurški ugljen, koristi u čeličnim postrojenjima za proizvodnju čelika. Trenutno 40% globalnih potreba za električnom energijom zadovoljavaju elektrane na ugljen, a 70% svjetske proizvodnje čelika ovisi o ugljenu "koksa". Derivati ugljena također se široko koriste u velikom broju drugih industrija, uključujući farmaceutsku kemijsku industriju, industriju papira i rafinerije aluminija. Nekoliko važnih industrijskih kemikalija proizvodi se od nusproizvoda izgaranja ugljena. Benzen, naftalen i fenol, na primjer, svaki se proizvodi pomoću ugljenog katrana. Gnojiva i soli na bazi amonijaka proizvode se također pomoću amonijaka koji nastaje izgaranjem ugljena. Uređaji za pročišćavanje vode i zraka koriste filtre "aktivnog ugljena" kako bi olakšali svoje svrhe. Međutim, raširena uporaba ugljena kao fosilnog goriva je vrlo obeshrabrujuća od strane nekoliko velikih ekoloških i zdravstvenih organizacija, zbog negativnih učinaka izgaranja ugljena i njegovih toksičnih nusproizvoda na zdravlje ljudi, životinja i biljaka. Zapravo, dugoročno i opsežno spaljivanje ugljena nalazi se među primarnim izvorima stakleničkih plinova u Zemljinoj atmosferi, dok ispušni plinovi imaju izravniji učinak na zdravlje dišnog sustava ljudi, degradaciju staništa, osobito močvarnih područja, i stvaranje smog "i zakiseljene oborine.
Proizvodnja
Ugljen se može izvaditi iz zemlje ili površinskim kopanjem ili podzemnim rudarstvom, ovisno o dubini lokacije ispod površine zemlje. Ako se naslage nalaze manje od 200 metara ispod površine zemlje, površinsko iskopavanje se može poduzeti kako bi se dobio ugljen. Ova metoda je ujedno i štednja vremena i rada, a opet ekonomski učinkovita. To samo zahtijeva uklanjanje "preopterećenja" ili gornjeg sloja vegetacije, tla i stijena koje pokrivaju pristupne točke do ležišta ugljena neposredno ispod njih. Međutim, ova metoda je vrlo opasna za ekosustav, često ga potpuno rastavlja, a rezultira istjecanjem otrovnih kemikalija na površinu iu okolnu vodu. Podzemno kopanje ugljena je relevantnije, posebice s obzirom na to da većina najvećih rezervi ugljena danas leži u naslagama znatno ispod površine zemlje. Ovdje se rudnici kopaju u zemlju, a sustavi dizala koriste se za prijevoz rudara do podzemnih nalazišta za iskop uglja. To je manje štetno za okoliš od površinskog kopa, ali rudari su izloženi značajnim opasnostima u podzemnim rudnicima ugljena.
