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Carvão

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Carvão
Rocha sedimentar
Anthracite.jpg carvão
Antracite carvão
Composição
Primário carbono
Secundário hidrogénio,
enxofre,
oxigênio,
azoto
Hulha

Carvão (a partir do col termo Inglês Antigo, o que significou "mineral de carvão fossilizado" desde o século 13) é um combustible preto ou marrom-preto rocha sedimentar que ocorre geralmente em estratos de rochas em camadas ou veias chamados leitos de carvão ou veios de carvão. As formas mais duras, tais como carvão antracite, pode ser considerado como rocha metamórfica devido à exposição mais tarde a temperatura elevada e pressão. O carvão é composto principalmente de carbono , juntamente com quantidades variáveis de outros elementos, principalmente de hidrogênio , enxofre , oxigénio e nitrogénio .

Ao longo da história, o carvão tem sido um recurso útil. Ele é queimado principalmente para a produção de electricidade e / ou calor, e é também utilizado para fins industriais, tais como metais de refinação. Um combustível fóssil , formas de carvão quando a matéria vegetal morta é convertido em turfa, que por sua vez é convertida em lenhite, em seguida, carvão sub-betuminoso, depois que o carvão betuminoso, e, por último antracite. Isto envolve processos geológicos e biológicos que ocorrem durante um longo período.

O carvão é a maior fonte de energia para o geração de electricidade em todo o mundo, assim como um dos maiores do mundo fontes antropogênicas de dióxido de carbono lançamentos. Em 1999 bruto mundial emissões de dióxido de carbono por consumo de carvão foram 8.666 milhões de toneladas de dióxido de carbono. Geração de energia elétrica a carvão emite cerca de 2.000 libras de dióxido de carbono para cada megawatt-hora gerado, que é quase o dobro dos aproximadamente 1.100 libras de dióxido de carbono liberado por uma usina elétrica alimentada a gás natural, por megawatt-hora gerado. Devido a isso uma maior eficiência de carbono de geração a gás natural, como a mistura de combustível nos Estados Unidos mudou para reduzir carvão e aumentar a geração de gás natural, as emissões de dióxido de carbono caíram. Aqueles medido no primeiro trimestre de 2012 foram as mais baixas de qualquer gravada para o primeiro trimestre de qualquer ano desde 1992.

O carvão é extraído do solo por mineração de carvão, ou por metro mineração do eixo, ou ao nível do solo por extração de mineração a céu aberto. Desde 1983, o mundo maior produtor de carvão é a China , em 2011 a China produziu 3,520 milhões de toneladas de carvão - 49,5% dos 7.695 milhões de toneladas de produção de carvão mundo. Em 2011, outros grandes produtores foram Estados Unidos (993 milhões de toneladas), ?ndia (589), União Europeia (576) e Austrália (416). Em 2010 maiores exportadores foram Austrália, com 328 milhões de toneladas (27,1% da exportação mundial de carvão) e Indonésia , com 316 milhões de toneladas (26,1%), enquanto maiores importadores foram o Japão , com 207 milhões de toneladas (17,5% do carvão de importação mundial), China com 195 milhões de toneladas (16,6%) e Coréia do Sul com 126 milhões de toneladas (10,7%).

Formação

Exemplo estrutura química de carvão

Por várias vezes no passado geológico, a Terra tinha densas florestas em áreas baixas do pantanal. Devido a processos naturais, tais como inundações, estas florestas foram enterrados sob o solo. À medida que mais e mais terra depositada sobre eles, eles foram compactados. A temperatura também aumentou à medida que se afundou cada vez mais fundo. Como o processo continuou a matéria da planta foi protegido da e biodegradação oxidação, geralmente pela lama ou água ácida. Este preso o carbono em imensas turfeiras que foram eventualmente coberto e profundamente enterrado por sedimentos. Sob alta pressão e alta temperatura, vegetação morta foi lentamente convertido em carvão. Como o carvão contém principalmente carbono, a conversão de vegetação morta em carvão é chamado de carbonização.

As grandes mares, rasas da era Carbonífera fornecida condições ideais para a formação de carvão, embora o carvão é conhecido da maioria dos períodos geológicos. A exceção é a lacuna de carvão na Extinção do Permiano-Triássico, onde o carvão é raro. O carvão é conhecida a partir de pré-cambriano estratos, que antecedem as plantas terrestres - este carvão se presume ter se originado a partir de resíduos de algas.

Tipos

Exposição Costeira do Ponto Aconi Seam (Nova Scotia)

Como aplicar processos geológicos pressão para mortos Material biótico ao longo do tempo, sob condições adequadas é transformado sucessivamente em:

  • Peat, considerado um precursor do carvão, tem importância industrial como combustível, em algumas regiões, por exemplo, Irlanda e Finlândia. Na sua forma desidratada, a turfa é um absorvente altamente eficaz para combustível e de óleo derramamentos em terra e água. É também usado como um condicionador de solo para o tornar mais capaz de reter e libertar lentamente água.
  • Lignite, ou carvão marrom, é o nível mais baixo de carvão e usado quase exclusivamente como combustível para geração de energia elétrica. Jet, uma forma compacta de lenhite, é por vezes polida e tem sido utilizado como um rochas ornamentais desde o Paleolítico Superior.
  • Carvão sub-betuminoso, cujas propriedades variam desde aqueles de lenhite para aqueles de carvão betuminoso, é usado principalmente como combustível para geração de energia elétrica e vapor é uma importante fonte de luz hidrocarbonetos aromáticos para a indústria de síntese química.
  • Carvão betuminoso é uma rocha sedimentar densa, geralmente preto, mas às vezes marrom escuro, muitas vezes com bandas bem definidos de material brilhante e maçante; ele é usado principalmente como combustível na geração de energia elétrica a vapor, com quantidades substanciais utilizado para aplicações de calor e energia na fabricação e para fazer coque.
  • "Carvão-vapor" é um grau entre carvão betuminoso e antracite, uma vez amplamente utilizado como combustível para locomotivas a vapor. Neste uso especializado, às vezes é conhecido como "mar-carvão" em os EUA. Pequeno carvão-vapor (vapor nozes pequenas secas ou DSSN) foi utilizado como combustível para uso doméstico aquecimento de água.
  • Antracite, o posto mais alto do carvão, é um carvão preto brilhante mais utilizado principalmente para uso residencial e comercial aquecimento de espaço. Pode ser dividido ainda mais em metamorphically alterado carvão betuminoso e "óleo petrificada", a partir dos depósitos na Pensilvânia.
  • Grafite, tecnicamente o posto mais alto, é difícil de inflamar e não é comumente usado como combustível - é usado principalmente em lápis e, quando em pó, como um lubrificante.

A classificação de carvão geralmente baseia-se no teor de voláteis. No entanto, a classificação exata varia entre os países. De acordo com a classificação alemã, o carvão é classificado como segue:

Classificação alemão Inglês Designação Voláteis% C Carbono% Hidrogênio de H% O Oxygen% S Enxofre% Conteúdo de calor kJ / kg
Braunkohle Linhita 45-65 60-75 6,0-5,8 34-17 0,5-3 <28.470
Flammkohle Chama carvão 40-45 75-82 6,0-5,8 > 9.8 ~ 1 <32.870
Gasflammkohle Flama do gás de carvão 35-40 82-85 5,8-5,6 9,8-7,3 ~ 1 <33.910
Gaskohle Gás de carvão 28-35 85-87,5 5,6-5,0 7,3-4,5 ~ 1 <34.960
Fettkohle Carvão Fat 19-28 87,5-89,5 5,0-4,5 4,5-3,2 ~ 1 <35.380
Esskohle Forjar carvão 14-19 89,5-90,5 4,5-4,0 3,2-2,8 ~ 1 <35.380
Magerkohle Carvão Nonbaking 10-14 90,5-91,5 4,0-3,75 2.8-3.5 ~ 1 35.380
Anthrazit Antracite 7-12 > 91,5 <3,75 <2,5 ~ 1 <35.300
Por cento em peso

As médias de seis graus na tabela representam uma transição progressiva do idioma Inglês-sub-betuminoso para carvão betuminoso, enquanto a última aula é um equivalente aproximado a antracite, mas mais inclusivo (antracite EUA têm <6% de voláteis).

Cannel carvão (às vezes chamado de "carvão vela") é uma variedade de grão fino, o carvão de alto escalão com teor de hidrogênio significativo. É constituída principalmente por " exinite " macerais, agora denominado "liptinite".

A lei de Hilt

A lei de punho é um termo geológico que afirma que, em uma pequena área, o mais profundo do carvão, maior o seu grau (grau). A lei se aplica se o gradiente térmico é totalmente vertical, mas metamorfismo pode causar alterações laterais de posição, independentemente da profundidade.

Conteúdo

Teor médio
Substância Conteúdo
O mercúrio (Hg) 0,10 ± 0,01 ppm
Arsênico (As) 1,4-71 ppm
Selênio (Se) 3 ppm

Usa cedo como combustível

Os mineiros de carvão chineses em uma ilustração da enciclopédia Tiangong Kaiwu, publicado em 1637

O carvão foi usado pelo chinês muito antes de ser utilizados na Europa; o carvão da mina de Fushun, no nordeste da China foi usada para cobre cheirava tão cedo quanto 1000 aC. Marco Polo , o italiano que viajou para a China no século 13, descrito carvão que na época era desconhecida para a maioria dos europeus-como "pedras pretas. ..que queimar como logs ", e disse que o carvão era tão abundante, as pessoas poderiam tomar três banhos quentes por semana. Na Europa, a mais antiga referência ao uso do carvão como combustível é a partir do tratado geológica em pedras (Lap. 16) pela Cientista grego Theophrastus (cerca de 371-287 aC):

Entre os materiais que são escavados, porque eles são úteis, aqueles conhecidos como anthrakes [carvão] são feitas de terra, e, uma vez incendiados, eles queimam como carvão. Eles são encontrados em Liguria ... e em Elis medida que nos aproximamos Olympia pela estrada de montanha; e eles são usados por aqueles que trabalham em metais.
-Theophrastus, Em Pedras (16) Tradução

Afloramento de carvão foi usado em Grã-Bretanha durante a Idade do Bronze (3000-2000 aC), onde foi detectado como fazendo parte da composição de funeral piras. Em Roman Grã-Bretanha , com a excepção de dois campos modernos, "o Romanos estavam explorando carvões em todas as grandes bacias em Inglaterra e País de Gales até ao final do século II dC ". A evidência de comércio de carvão (datados de cerca de 200 dC) foi encontrado no Assentamento romano em Heronbridge, perto Chester, e no Fenlands de East Anglia, onde o carvão a partir do Midlands foi transportado através da Dyke carro para uso em grão secante. Cinzas de carvão têm sido encontrados nos lares de vilas e fortes romanos , particularmente em Northumberland, datado por volta do ano 400. No oeste da Inglaterra, escritores contemporâneos descreveram a maravilha de um braseiro permanente de carvão no altar da Minerva em Aquae Sulis (dia moderno Bath ), embora na verdade carvão superfície facilmente acessível a partir do que se tornou o Somerset coalfield era de uso comum em habitações bastante humildes localmente. Evidências de uso de carvão para na cidade durante o período romano-trabalhando ferro foi encontrado. Em Eschweiler, Rheinland, depósitos de carvão betuminoso foram usados pelos romanos para a fundição de minério de ferro.

Não existe evidência de o ser produto de grande importância na Grã-Bretanha antes da Alta Idade Média, após cerca de AD 1000. Mineral carvão chegou a ser referido como "seacoal" no século 13; o cais onde o material chegou a Londres era conhecido como Seacoal Lane, tão identificado em uma carta de Rei Henry III concedeu em 1253. Inicialmente, o nome foi dado porque muito carvão foi encontrada na costa, depois de ter caído do exposto veios de carvão em penhascos acima ou lavado para fora de afloramentos de carvão debaixo d'água, mas pelo tempo de Henry VIII , entendeu-se derivar da forma como foi levado para Londres por mar. Em 1257-1259, o carvão de Newcastle upon Tyne foi enviado para Londres para o ferreiros e cal-queimadores edifício Abadia de Westminster . Seacoal Lane e Newcastle Lane, onde o carvão foi descarregado no cais ao longo do Rio da frota, estão ainda em existência. (Veja processos industriais abaixo para usos modernos do termo.)

Estas fontes facilmente acessíveis em grande parte tinha se exaurido (ou não pôde atender a crescente demanda) por volta do século 13, quando a extração subterrânea por mineração eixo ou galerias foi desenvolvido. O nome alternativo era "pitcoal", porque veio de minas. Foi, no entanto, o desenvolvimento da Revolução Industrial que levou à utilização em grande escala do carvão, como a máquina a vapor assumiu a partir do roda de água. Em 1700, cinco sextos do carvão do mundo foi extraído na Grã-Bretanha. Sem carvão, a Grã-Bretanha teria corrido para fora de locais adequados para moinhos de água por a década de 1830. Em 1947, havia cerca de 750.000 mineiros, mas em 2004, este tinha diminuído para cerca de 5.000 mineiros que trabalham em cerca de 20 minas de carvão.

Usa hoje

Castle Gate fábrica perto Helper, Utah, EUA
Vagões de carvão

Carvão como combustível

O carvão é utilizado principalmente como um combustível sólido para produzir electricidade e calor através da combustão. Consumo mundial de carvão foi de cerca de 7.250 milhões toneladas em 2010 (7.990 milhões toneladas curtas) e é esperado um aumento de 48% para 9.050 milhões de toneladas (9,98 bilhões de toneladas curtas) em 2030. A China produziu 3.470 milhões de toneladas (3,83 bilhões de toneladas curtas) em 2011. ?ndia produziu cerca de 578 milhões de toneladas (637,1 milhões de toneladas curtas) em 2011. 68,7% da eletricidade da China vem do carvão. Os EUA consumiram cerca de 13% do total mundial em 2010, ou seja, 951 milhões de toneladas (1,05 bilhões de toneladas curtas), utilizando 93% do que para a geração de eletricidade. 46% do total de energia gerada nos EUA foi feito usando carvão.

Quando o carvão é usado para geração de eletricidade, geralmente é pulverizado e, em seguida, queimado (queimado) em um forno com uma caldeira. O calor do forno converte água da caldeira a vapor, que é então utilizado para rotação turbinas que por sua vez, geradores e gerar eletricidade. O eficiência termodinâmica deste processo tem sido melhorada ao longo do tempo. Simples turbinas de ciclo de vapor já atingiu o pico com alguns dos mais avançados atingindo cerca de 35% da eficiência termodinâmica para todo o processo. O aumento da temperatura de combustão pode aumentar essa eficiência ainda mais. Usinas de carvão velhas, especialmente " plantas adquiridos ", são significativamente menos eficientes e produzem níveis mais elevados de calor residual. Pelo menos 40% da eletricidade do mundo vem do carvão, e em 2012, cerca de um terço da eletricidade dos Estados Unidos veio de carvão, para baixo de aproximadamente 49% em 2008. A partir de 2012 nos Estados Unidos, o uso de carvão para gerar eletricidade estava em declínio, como suprimentos abundantes de gás natural, obtidos por fraturamento hidráulico de formações de xisto apertados tornaram-se disponíveis a preços baixos. O surgimento da conceito turbina supercrítico prevê a execução de um boiler a altíssimas temperaturas e pressões com eficiências projetadas de 46%, com aumentos mais teorizadas de temperatura e pressão, talvez, resultando em eficiências ainda mais altas.

Na Dinamarca, a eficiência elétrica líquido> 47% foi obtido no Nordjyllandsværket central de cogeração alimentada a carvão e uma eficiência geral da planta de até 91% com produção combinada de electricidade e de aquecimento urbano. A queima de multifuel Avedøreværket central de cogeração apenas fora de Copenhaga pode alcançar uma eficiência elétrica líquida tão alta quanto 49%. A eficiência global da planta com produção combinada de electricidade e de aquecimento urbano podem atingir até 94%.

Uma forma experimental de combustão de carvão está na forma de carvão-água chorume combustível (CWS), que foi bem desenvolvida na Rússia desde os tempos da União Soviética . CWS reduz significativamente as emissões, melhorando o poder calorífico do carvão. Outras maneiras de usar carvão são produção combinada de calor e geração de energia e um ciclo de cobertura MHD.

O total de depósitos recuperáveis conhecido pelas tecnologias atuais, incluindo altamente poluentes, tipos de conteúdo de baixa energia de carvão (ou seja, de linhita, betuminoso), é suficiente para muitos anos. No entanto, o consumo está a aumentar e produção máxima poderia ser alcançado dentro de décadas (veja reservas de carvão do mundo , a seguir).

Carvão e utilização de coque de coque

Forno de coque em um planta de combustível sem fumo em País de Gales , Reino Unido

O coque é um resíduo carbonáceo sólido derivado de baixo de sódio, de baixo teor de enxofre de carvão betuminoso a partir da qual os componentes voláteis são expulsas por cozedura num forno sem oxigénio a temperaturas tão elevadas como 1000 ° C (1832 ° F), de modo que o carbono fixado e cinzas residuais são fundidos. Coque metalúrgico é utilizado como um combustível e como uma agente redutor na fundição de ferro minério de alto-forno. O resultado é ferro-gusa, e é muito rico em carbono dissolvido, por isso deve ser tratada mais para fazer aço . O carvão de coque deve ser pobre em enxofre e fósforo , para que eles não migrar para o metal.

O coque deve ser forte o suficiente para resistir ao peso de sobrecarga no alto-forno, que é por carvão metalúrgico é tão importante na produção de aço utilizando a via convencional. No entanto, a via alternativa é ferro diretamente reduzido, onde qualquer combustível carbonáceo pode ser usado para fazer ferro esponja ou peletizado. Coca-Cola a partir do carvão é cinza, duro e poroso e tem um valor de aquecimento de 24,8 milhões Btu / ton (29,6 MJ / kg). Alguns processos cokemaking produzir subprodutos valiosos, incluindo alcatrão de carvão, amônia , óleos leves, e gás de carvão.

O coque de petróleo é o resíduo sólido obtido em refinação de óleo , que se assemelha de coque, mas contém muitas impurezas a ser útil em aplicações metalúrgicas.

Gaseificação

A gaseificação do carvão pode ser utilizado para produzir gás de síntese, uma mistura de monóxido de carbono (CO) e hidrogénio (H2) do gás. Este gás de síntese pode então ser convertido em combustíveis de transporte, tais como gasolina e diesel, através do Processo de Fischer-Tropsch. Esta tecnologia é actualmente utilizado pela Sasol empresa química de ?frica do Sul para fazer combustíveis para veículos automóveis a partir do carvão e do gás natural. Alternativamente, o átomo de hidrogénio obtido a partir da gaseificação pode ser utilizado para vários fins, tais como alimentação de uma economia do hidrogênio, fazendo amônia, ou atualizar os combustíveis fósseis.

Durante a gaseificação, o carvão é misturado com oxigénio e vapor, enquanto também é aquecido e pressurizado. Durante a reacção, as moléculas de oxigénio e de água oxidar o carvão em monóxido de carbono (CO), ao mesmo tempo, libertando hidrogénio gás (H2). Este processo foi realizado em ambas as minas de carvão subterrâneos e na produção de gás de cidade.

C (como carvão) + O2 + H2OH2 + CO

Se o refinador quer produzir gasolina, o gás de síntese é recolhida neste estado e encaminhado para uma reação de Fischer-Tropsch. Se o hidrogénio é o produto final desejado, no entanto, o gás de síntese é alimentado no gás de água reação de deslocamento, onde mais de hidrogênio é liberado.

CO + H2O → CO 2 + H 2

No passado, o carvão foi convertido para fazer gás de carvão ( gás de cidade), que foi canalizada para os clientes para queimar para iluminação, aquecimento e cozimento.

Liquefação

O carvão também pode ser convertida em combustíveis sintéticos equivalentes ou gasolina diesel por vários processos diferentes. Nos processos directos de liquefacção, o carvão é quer hidrogenado ou carbonizada. Processos de hidrogenação são o Bergius processo, o SRC-I e II-SRC (Solvente refinado Carvão) e processos de processo de hidrogenação NUS Corporation. No processo de baixa temperatura carbonização, o carvão é coked a temperaturas entre 360 e 750 ° C (680 e 1380 ° F). Estas temperaturas otimizar a produção de alcatrões de carvão mais ricos em hidrocarbonetos mais leves do que o normal alcatrão de carvão. O alcatrão de carvão é então transformado em combustíveis. Alternativamente, o carvão pode ser convertido num gás em primeiro lugar, e, em seguida, para um líquido, através da utilização do processo de Fischer-Tropsch. Uma visão geral de liquefação de carvão e seu potencial futuro está disponível.

Métodos de liquefacção de carvão envolvem o dióxido de carbono (CO2) no processo de conversão. Se liquefação de carvão é feito sem empregar qualquer captura e armazenamento de carbono (CAC) ou mistura de biomassa, o resultado é pegadas gases de efeito estufa do ciclo de vida que são geralmente maiores do que os lançou na extração e refinamento de produção de combustíveis líquidos a partir de petróleo bruto . Se são empregues as tecnologias CAC, reduções de 5-12% pode ser conseguida na Carvão para líquidos (CTL) plantas e até uma redução de 75% é realizável quando co-gaseificação de carvão com níveis demonstrados comercialmente de biomassa (30% de biomassa em peso) em carvão / bomass-a-líquidos plantas. Para o futuro projetos de combustíveis sintéticos, dióxido de carbono sequestro é proposto para evitar a libertação de CO2 para a atmosfera. O sequestro aumenta o custo de produção. Atualmente, todos os Estados Unidos e pelo menos um chinesas projetos de combustíveis sintéticos, incluem o sequestro em seus projetos de processo.

Carvão refinado

Carvão refinado é o produto de uma tecnologia de melhoramento de carvão que remove a umidade e determinados poluentes do carvão inferior Ranking tais como (marrom) carvões sub-betuminosa e linhite. É uma forma de vários tratamentos de pré-combustão do carvão e processos que alteram as características do carvão antes de ser queimado. As metas de tecnologias de carvão pré-combustão são aumentar a eficiência e reduzir as emissões quando o carvão é queimado. Dependendo da situação, a tecnologia de pré-combustão pode ser utilizada em vez de, ou como um suplemento para postcombustion tecnologias para controlar as emissões de caldeiras a carvão.

Os processos industriais

Finamente moído carvão betuminoso, conhecido nesta aplicação como carvão mar, é um constituinte de areia de fundição. Enquanto o metal fundido está em molde, o carvão queima lentamente, liberando a redução dos gases sob pressão, e assim impedindo o metal de penetrar os poros da areia. Também está contido no "lavagem do molde ', uma pasta ou líquido com a mesma função aplicado ao molde antes do vazamento. Mar de carvão pode ser misturado com o revestimento de argila (o "BOD") utilizado para a parte inferior de um forno de cúpula. Quando aquecido, o carvão e decompõe o bod torna-se ligeiramente friável, facilitando o processo de quebra buracos abertos para bater o metal fundido.

Produção de produtos químicos

O carvão é utilizado extensivamente como matéria-prima para a produção de produtos químicos que utilizam processos que exigem grandes quantidades de água. A partir de 2013 a maior parte do carvão para produção de químicos estava na República Popular da regulamentação ambiental e Chinawhere gestão da água foi fraca.

Em carvão-para-produtos químicos, gás de síntese ( syngas) -A mistura gasosa de principalmente de monóxido de carbono e hidrogênio produzido por -é gaseificação do carvão (nota: outras matérias-primas também são capazes de gaseificação para a produção de gás de síntese). Os gás de síntese pode então ser formado em um número de blocos de construção químicos úteis, como metanol ou acetilos por exemplo. A amônia e ureia são produtos significativas de carvão para produtos químicos para uso em fertilizantes . O gás de síntese composição especificamente, a razão entre hidrogénio e monóxido de carbono-é importante para alguns processos a jusante, de modo que um de água e gás mudança reactor é usado às vezes para mudar esse equilíbrio.

Uso Cultural

O carvão é o mineral oficial do estado de Kentucky. ea rocha oficial do estado de Utah; tanto Estados norte-americanos têm uma ligação histórica para mineração de carvão.

Algumas culturas sustentam que as crianças que se comportam mal receberá apenas um pedaço de carvão a partir de Papai Noel para o Natal em seu meias do natal em vez de presentes.

Também é costume e considerado de sorte na Escócia e norte da Inglaterra para dar carvão como um presente no dia de Ano Novo. Isto ocorre como parte de Primeiro-Rodapé e representa calor para o ano que vem.

O carvão como uma commodity negociada

Na América do Norte, Central Carvão dos Apalaches contratos futuros são atualmente negociadas na New York Mercantile Exchange (símbolo de negociação QL). A unidade de negociação é 1.550 toneladas curtas (1.410 t) por contrato, e é cotado em dólares e centavos por tonelada. Desde o carvão é o principal combustível para a geração de eletricidade nos Estados Unidos, os contratos futuros de carvão fornecer produtores de carvão ea indústria de energia elétrica uma ferramenta importante para hedging e gestão de riscos.

Além do contrato NYMEX, o IntercontinentalExchange (ICE) tem Europeia (Roterdão) e Sul-Africano (Richards Bay) Futuros de carvão disponíveis para negociação. A unidade de negociação destes contratos é de 5.000 toneladas (5.500 toneladas curtas), e também são cotados em dólares norte-americanos e centavos por tonelada.

O preço do carvão aumentou de cerca de US $ 30,00 por tonelada em 2000 para cerca de US $ 150,00 por tonelada curta a partir de setembro de 2008. Em outubro de 2008, o preço por tonelada curta caiu para 111,50 dólares. Os preços ainda mais se recusou a $ 71,25 a partir de outubro de 2010.

Os efeitos ambientais

Fotografia aérea de Kingston Planta fóssil volantes de carvão local cinzas pasta derramamento tomado o dia após o evento

Um número de saúde adverso, e os efeitos ambientais da queima de carvão existem, especialmente no estações, e de energia mineração de carvão, incluindo:

  • Usinas de energia movidas a carvão encurtado quase 24.000 vidas por ano nos Estados Unidos, incluindo 2.800 de câncer de pulmão . Custos de saúde anuais na Europa a partir do uso de carvão para gerar eletricidade são € 42800000000, ou 55.000 milhões dólares.
  • Geração de centenas de milhões de toneladas de resíduos, incluindo cinzas volantes, cinzas, e lamas de dessulfurização de gases de combustão, que contêm mercúrio , urânio , tório , arsênico e outros metais pesados
  • A chuva ácida de alta carvão enxofre
  • Interferência com águas subterrâneas e níveis dos lençóis freáticos devido à mineração
  • Contaminação dos solos e cursos de água e destruição de casas de derrames de cinzas volantes. tais como o Kingston Planta fóssil volantes de carvão chorume cinzas derramamento
  • Impacto do uso da água em fluxos dos rios e consequente impacto sobre outros usos da terra
  • Pó incômodo
  • Subsidência acima túneis, infra-estrutura, por vezes, danificando
  • Incontrolável costura fogo de carvão que podem queimar por décadas ou séculos
  • Usinas de energia movidas a carvão sem sistemas eficazes de captura de cinzas volantes são uma das maiores fontes de causada pelo homem exposição a radiação de fundo.
  • Usinas de energia movidas a carvão emitem mercúrio, selênio e arsênico, que são prejudiciais para a saúde humana e para o ambiente.
  • Liberação de dióxido de carbono, um gás de efeito estufa , faz com que a mudança climática e aquecimento global , de acordo com o IPCC eo EPA. O carvão é o maior contribuinte para o aumento humano-feito de CO 2 na atmosfera.

Aspectos econômicos

Carvão (por tecnologia de liquefacção) é um dos mais recursos anti-retorno que poderiam limitar escalada de preços do petróleo e mitigar os efeitos da escassez de energia transporte que irá ocorrer sob o pico do petróleo. Isso depende de capacidade de produção de liquefacção tornar-se grande o suficiente para saciar a grande e crescente demanda por petróleo. As estimativas do custo de produção de combustíveis líquidos a partir do carvão sugerem que a produção interna dos EUA do combustível a partir de carvão se torna competitivo com o petróleo custa cerca de US $ 35 por barril, com o $ 35 sendo o custo-break even. Com os preços do petróleo tão baixo quanto em torno de US $ 40 por barril em os EUA em dezembro de 2008, o carvão líquido perdido um pouco de sua atratividade econômica em os EUA, mas provavelmente será re-vitalizado, semelhante ao projetos de areias betuminosas, com um preço do petróleo em torno de US $ 70 por barril.

Na China, devido a uma necessidade crescente de energia líquida no setor de transportes, projectos de liquefacção de carvão foi dada alta prioridade, mesmo durante períodos de preços do petróleo abaixo de US $ 40 por barril. Este é provavelmente porque a China prefere não ser dependente do petróleo estrangeiro, em vez utilizando suas enormes reservas de carvão doméstico. Como os preços do petróleo estavam a aumentar durante o primeiro semestre de 2009, os projectos de liquefacção de carvão na China foram novamente impulsionado, e que esses projectos são rentáveis com um preço do barril de petróleo de US $ 40.

A China é, de longe, o maior produtor de carvão do mundo. Ela tornou-se o maior consumidor de energia do mundo, mas depende do carvão para abastecer cerca de 70% das suas necessidades energéticas. Estima-se que 5 milhões de pessoas trabalham na indústria de mineração de carvão da China.

Densidade de energia e impacto de carbono

O densidade de energia de carvão, ou seja, sua calorífico, é de aproximadamente 24 megajoules por quilograma (aproximadamente 6.7 kilowatt-hora por kg). Para uma usina a carvão com uma eficiência de 40%, que leva um número estimado de 325 kg (720 lb) de carvão para alimentar uma lâmpada de 100 W durante um ano.

A partir de 2006, a eficiência média das centrais de geração de energia elétrica foi de 31%; em 2002, o carvão representou cerca de 23% da oferta total de energia global, o equivalente a 3,4 bilhões de toneladas de carvão, dos quais 2,8 mil milhões de toneladas foram utilizadas para a geração de eletricidade.

O relatório da Agência de Informação de Energia dos EUA de 1999, sobre as emissões de CO2 para geração de energia cita um fator de emissão de 0,963 kg CO2 / kWh para energia a carvão, em comparação com 0,881 kg CO2 / kWh (óleo), ou 0,569 kg CO2 / kWh (natural gás).

Fogos subterrâneos

Milhares de fogos de carvão estão queimando em todo o mundo. Aqueles queima subterrânea pode ser difícil de localizar e muitos não pode ser extinta. Incêndios pode fazer com que o terreno acima a diminuir, seus gases de combustão são perigosos para a vida, e sair para a superfície pode iniciar superfície incêndios florestais. Veios de carvão pode ser incendiada por combustão espontânea ou contato com um mina de fogo ou incêndio superfície. Os relâmpagos são uma importante fonte de ignição. O carvão continua a queimar lentamente de volta para a costura até o oxigênio (ar) já não pode alcançar a frente da chama. Um incêndio grama em uma área de carvão pode definir dezenas de camadas de carvão em chamas. Fogos de carvão na China queimar um número estimado de 120 milhões de toneladas de carvão por ano, emitindo 360 milhões de toneladas métricas de CO 2, no valor de 2-3% da produção mundial anual de CO 2 a partir de combustíveis fósseis . Em Centralia, Pennsylvania (a cidade situada na Carvão da Região Estados Unidos ), uma veia exposta de antracite inflamou em 1962 devido a um incêndio lixo no aterro cidade, localizado em um abandonado antracite tira mina a céu. As tentativas de apagar o fogo não tiveram sucesso, e continua a queimar subterrâneo para este dia. O australiano Queimar Montanha foi originalmente acreditava ser um vulcão, mas a fumaça e cinzas vem de um fogo de carvão que foi queimando por cerca de 6.000 anos.

Em Kuh i Malik em Yagnob Valley, Tajiquistão , depósitos de carvão têm sido queima de milhares de anos, criando vastos labirintos subterrâneos cheios de minerais exclusivos, alguns deles muito bonito. A população local, uma vez utilizado este método para extrair amoníaco . Este lugar tem sido bem conhecido desde a época de Heródoto , mas geógrafos europeus mal interpretado as descrições do grego clássico como a evidência de ativo vulcanismo em Turquestão (até o século 19, quando o exército russo invadiu a área).

A rocha avermelhada siltstone que cobre muitos sulcos e montículos na Bacia do Rio Pó em Wyoming e no oeste North Dakota é chamado porcelanite, que lembra o carvão queima de resíduos "clinker" ou vulcânica " escória ". Clinker é rock que tem sido fundida pela queima natural de carvão. Na Bacia do Rio Pó aproximadamente 27-54000000000 de toneladas de carvão queimado nos últimos três milhões de anos. fogos de carvão selvagens na área foram relatados pelo Lewis e Clark Expedition, bem como os exploradores e os colonos na área.

Tendências de produção

Regiões carboníferas Continental Estados Unidos
A produção de carvão em 2005
A mina de carvão na Wyoming, Estados Unidos . Os Estados Unidos tem as maiores reservas de carvão do mundo.

Em 2006, a China foi o maior produtor de carvão com uma quota de 38%, seguido pelo Estados Unidos e ?ndia , de acordo com o British Geological Survey. A partir de 2012 a produção de carvão nos Estados Unidos estava caindo a uma taxa de 7% ao ano, com muitas usinas de energia a carvão desligar ou convertidos para gás natural; no entanto, alguns dos reduzida demanda doméstica foi retomada pelo aumento das exportações.

Reservas de carvão do mundo

Os 948.000 milhões de toneladas curtas de reservas de carvão recuperáveis estimados pela Administração de Informação de Energia são iguais a cerca de 4.196 BBOE (bilhões barris de óleo equivalente). A quantidade de carvão queimado em 2007 foi estimado em 7075 milhões de toneladas curtas, ou 133,179 quatrilhões de BTUs. Esta é uma média de 18,8 milhões de BTU por tonelada. Em termos de conteúdo de calor, este é de cerca de 57 milhões de barris (9.100.000 m 3) de óleo equivalente por dia. Em comparação, em 2007, o gás natural fornecido 51 milhões de barris (8.100.000 m 3) de óleo equivalente por dia, enquanto o petróleo fornecido 85,8 milhões de barris (13.640.000 m 3) por dia.

British Petroleum , no seu relatório de 2007, estimado em 2.006 fim de que havia 147 anos Reservas-to-produção com base no rácio de reservas comprovadas de carvão em todo o mundo. Este valor inclui apenas as reservas classificados como "provada"; programas de perfuração de exploração por empresas de mineração, particularmente em áreas sub-exploradas, estão fornecendo continuamente novas reservas. Em muitos casos, as empresas estão cientes das jazidas de carvão que não tenham sido suficientemente perfurados para se qualificar como "provada". No entanto, algumas nações não tenham actualizado as suas informações e assumir as reservas permanecem nos mesmos níveis, mesmo com as retiradas. Especulativos projeções prevêem que mundial o pico de produção de carvão pode ocorrer por volta de 2025 em 30 por cento acima da produção atual, dependendo das taxas futuras de produção de carvão.

Dos três combustíveis fósseis, carvão tem as reservas mais amplamente distribuída; carvão é extraído em mais de 100 países, e em todos os continentes, exceto na Antártida . As maiores reservas são encontradas no Estados Unidos , Rússia , China , Austrália e ?ndia . Note-se a tabela abaixo.

Reservas provadas de carvão recuperável no final de 2008 (milhões de toneladas (teragramas))
País Antracite & betuminosoSubbituminous Linhita Total Percentagem de total mundial
Estados Unidos 10850198.61830.176237295 22,6
Rússia 49.08897.47210.450157010 14,4
China 62.20033.70018.600114.500 12,6
Austrália 37.100 2100 37.20076.400 8,9
?ndia 56.100 0 4500 60.600 7
Alemanha 99 0 40.60040.699 4.7
Ucrânia 15.35116.577194533.873 3.9
Cazaquistão 21.500 0 12.10033.600 3.9
?frica do Sul 30.156 0 0 30.156 3,5
Sérvia 9 361 13.40013.770 1.6
Colômbia 6366 380 0 6746 0,8
Canadá 3474 872 22366528 0,8
Polônia 4338 0 13715709 0,7
Indonésia 1520 2.904 11055529 0,6
Brasil 0 4559 0 4559 0,5
Grécia 0 0 30203020 0,4
Bósnia e Herzegovina 484 0 23692853 0,3
Mongólia 1170 0 13502520 0,3
Bulgária 2 190 2174 2366 0,3
Paquistão 0 166 19042070 0,3
Peru 529 0 18142343 0,3
Uzbequistão 47 0 1853 1900 0,2
Hungria 13 439 1208 1660 0,2
Tailândia 0 0 1239 1239 0,1
México 860 300 51 1211 0,1
Irã 1203 0 0 1203 0,1
República Tcheca 192 0 908 1100 0,1
Quirguistão 0 0 812 812 0,1
Albânia 0 0 794 794 0,1
Coreia Do Norte 300 300 0 600 0,1
Nova Zelândia 33 205 333-7,000571-15,000 0,1
Espanha 200 300 30 530 0,1
Laos 4 0 499 503 0,1
Zimbábue 502 0 0 502 0,1
Argentina 0 0 500 500 0,1
Todos os outros34211346 846 5613 0,7
Mundial total404762260789195387860938 100

Os principais produtores de carvão

A vida reserva é uma estimativa baseada apenas nos níveis atuais de produção e provou nível de reservas para os países mostrados, e não faz suposições de produção futura ou até mesmo tendências de produção atuais. Os países com produção anual superior a 100 milhões de toneladas são mostrados. Para efeito de comparação, os dados para a União Europeia também é mostrada. Ações são baseadas em dados expressos em toneladas equivalentes de petróleo.

Produção de Carvão por país e ano (milhões de toneladas)
País 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Ação Reserva de Vida (anos)
China 1.834,92.122,62.349,52.528,62.691,62.802,02.973,03.235,03.520,049,5% 35
Estados Unidos 972,31.008,91.026,51.054,81.040,21.063,0975,2983,7992,814,1% 239
?ndia 375.4407,7428,4449,2478,4515,9556,0573,8588,5 5,6% 103
União Europeia 637,2627.6607,4595,1592,3563,6538,4535,7576,1 4,2% 97
Austrália 350,4364.3375.4382,2392,7399,2413.2424,0415,5 5,8% 184
Rússia 276,7281,7298.3309,9313.5 328,6 301.3321,6333.5 4,0% 471
Indonésia 114,3132,4152,7193,8216,9240.2256.2275,2324,9 5,1% 17
?frica do Sul 237.9243.4244.4244,8247,7252,6250,6 254.3 255.1 3,6% 118
Alemanha 204,9207.8202,8197.1201,9192.4183,7 182.3 188,6 1,1% 216
Polônia 163.8162,4159,5156,1145,9 144,0 135,2133,2 139,2 1,4% 41
Cazaquistão 84,9 86,9 86,696,2 97,8 111.1100.9 110,9 115,9 1,5% 290
Mundial total5,301.35,716.06,035.36,342.06,573.36,795.06,880.87,254.67,695.4 100% 112

Grandes consumidores de carvão

Os países com consumo anual superior a xx milhões de toneladas são mostrados.

O consumo de carvão por país e ano (milhões de toneladas curtas)
País 2008 2009 2010 2011 Ação
China 296631883695405350,7%
Estados Unidos 1121 997 1048 1003 12,5%
?ndia 641 705 722 788 9,9%
Rússia 250 204 256 262 3,3%
Alemanha 268 248 256 256 3,3%
?frica do Sul 215 204 206 210 2,6%
Japão 204 181 206 202 2,5%
Polônia 149 151 149 162 2,0%
Mundial total732773187994 N / D 100%

Os principais exportadores de carvão

Os países com exportação anual bruto superior a 10 milhões de toneladas são mostrados. Em termos de exportação líquida dos maiores exportadores ainda são Austrália (328,1 milhões de toneladas), Indonésia (316,2) e Rússia (100,2).

As exportações de carvão por país e ano (milhões de toneladas curtas)
País 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Ação
Austrália 238.1247,6 255,0 255,0 268,5278,0288.5328,127,1%
Indonésia 107.8131,4 142,0 192.2 221.9 228.2 261,4 316.2 26,1%
Rússia 41,0 55,7 98,6103.4112.2 115,4 130,9122,1 10,1%
Estados Unidos 43,0 48,0 51,7 51.2 60,6 83,560,483,2 6,9%
?frica do Sul 78,7 74,9 78,8 75,8 72,6 68,2 73,8 76,7 6,3%
Colômbia 50,4 56,4 59,2 68,3 74,5 74,7 75,7 76,4 6,3%
Canadá 27,7 28,8 31,2 31,2 33,4 36,5 31,9 36,9 3,0%
Cazaquistão 30,3 27,4 28,3 30,5 32,8 47,6 33,0 36.3 3,0%
Vietnã 6.9 11,7 19,8 23,5 35,1 21,3 28,2 24,7 2,0%
China 103.495,593,185,6 75,4 68,8 25,2 22,7 1,9%
Mongólia 0,5 1,7 2.3 2,5 3.4 4.4 7.7 18,3 1,5%
Polônia 28,0 27,5 26.5 25,4 20.1 16.1 14,6 18,1 1,5%
Total 713,9764,0936,01,000.61,073.41,087.31,090.81,212.8 100%

Os principais importadores de carvão

Os países com importação bruta anual superior a 20 milhões de toneladas são mostrados. Em termos de importação líquida dos maiores importadores ainda estão Japão (206,0 milhões de toneladas), China (172,4) e Coréia do Sul (125,8).

As importações de carvão por país e ano (milhões de toneladas curtas)
País 2006 2007 2008 2009 2010 Ação
Japão 199,7209,0206,0182.1206,717,5%
China 42,0 56,2 44,5 151,9195.1 16,6%
Coréia do Sul 84,194,1107.1109,9125,8 10,7%
?ndia 52,7 29,6 70,9 76,7101.6 8,6%
Taiwan 69,1 72,5 70,9 64,6 71,1 6,0%
Alemanha 50,656,2 55,7 45,9 55,1 4,7%
Peru 22,9 25,8 21,7 22,7 30,0 2,5%
Reino Unido 56,8 48,9 49,2 42,2 29,3 2,5%
Itália 27,9 28,0 27,9 20,9 23,7 1,9%
Holanda 25,7 29,3 23,5 22,1 22,8 1,9%
Rússia 28,8 26,3 34,6 26,8 21,8 1,9%
França 24,1 22,1 24,9 18,3 20,8 1,8%
Estados Unidos 40,3 38,8 37,8 23,1 20,6 1,8%
Total 991,81,056.51,063.21,039.81,178.1 100%
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