Kohle ist ein brennbares schwarz oder braun-schwarz Sedimentgestein in der Regel in Gesteinsschichten in Schichten oder Venen genannt Kohleflözen oder Kohleflözen auftreten. Die härteren Formen wie Anthrazitkohle kann als metamorphes Gestein aufgrund spätere Einwirkung von erhöhter Temperatur und Druck angesehen werden. Kohle ist hauptsächlich aus Kohlenstoff zusammen mit variablen Mengen an anderen Elementen, vor allem Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff zusammengesetzt ist.

Im Laufe der Geschichte wird Kohle als Energiequelle, in erster Linie für die Produktion von Elektrizität und / oder Hitze verbrannt verwendet worden und wird auch für industrielle Zwecke, wie Raffinerie Metallen. Ein fossiler Brennstoff, Kohle bildet sich, wenn abgestorbene Pflanzenteile in Torf umgewandelt, die wiederum in die Braunkohle umgewandelt und dann sub-bituminöse Kohle, nach diesem Steinkohle und schließlich Anthrazit. Dies beinhaltet biologischen und geologischen Prozesse, die über einen längeren Zeitraum stattfinden. Die Energy Information Administration schätzt, Kohlereserven in kurzen Tonnen. Eine Schätzung für die Ressourcen 18 000 Gt.

Kohle ist der größte Energiequelle für die Stromerzeugung weltweit, sowie eines der größten weltweiten anthropogenen Quellen von Kohlendioxid-Releases. Im Jahr 1999 Welt-Bruttokohlendioxidemissionen aus Kohleverbrauch waren 8666 Millionen Tonnen Kohlendioxid. Im Jahr 2011 Welt-Bruttoemissionsfreie Kohlenutzung waren 14.416 Millionen Tonnen. Kohle Erzeugung elektrischer Energie emittiert rund 2.000 Pfund Kohlendioxid für jede Megawattstunde erzeugt, die fast doppelt so etwa 1100 Pfund von Kohlendioxid durch einen erdgasbefeuerten Kraftwerk pro Megawattstunde erzeugten freigegeben ist. Aufgrund dieser höheren Kohlenstoffeffizienz von Erdgas Generation, da der Markt in den Vereinigten Staaten hat sich verändert, um Kohle zu reduzieren und Erdgasindustrie, Kohlendioxid-Emissionen sind gesunken. Die in der ersten Quartal 2012 gemessen wurden, waren die niedrigste aller für das erste Quartal eines jeden Jahres seit 1992. Im Jahr 2013 aufgenommen, der Chef der Klimaagentur der Vereinten Nationen darauf hingewiesen, dass die meisten der weltweit Kohlereserven sollte in den Boden gelassen werden, um zu vermeiden, katastrophale globale Erwärmung.

Kohle wird aus dem Boden durch Kohlebergbau extrahiert, entweder durch unterirdische Welle Bergbau, oder ebenerdig durch Tagebauextraktion. Seit 1983 der weltweit Top-Kohleproduzent ist China. Im Jahr 2011 produzierte China 3520 Millionen Tonnen Steinkohle - 49,5% von 7.695 Millionen Tonnen Weltkohleproduktion. Im Jahr 2011 anderen großen Produzenten waren Vereinigten Staaten, Indien, der Europäischen Union und Australien. Im Jahr 2010 die größten Exporteure waren Australien mit 328 Millionen Tonnen und Indonesien mit 316 Millionen Tonnen, während die größten Importeure waren Japan mit 207 Mio. Tonnen, China mit 195 Millionen Tonnen und Südkorea mit 126 Millionen Tonnen.

Bildung

Zu verschiedenen Zeiten in der geologischen Vergangenheit, hatte die Erde dichten Wäldern in niedrig gelegenen Feuchtgebieten. Durch natürliche Prozesse wie Überschwemmungen, wurden diese Wälder unter Erde vergraben. Da mehr und mehr Boden über sie abgelegt, sie komprimiert wurden. Die Temperatur stieg auch, wie sie tiefer und tiefer sank. Da der Prozess weiter das Pflanzenmaterial aus den biologischen Abbau und Oxidation in der Regel durch Schlamm oder saures Wasser geschützt. Diese gefangen den Kohlenstoff in immense Torfmoore, die schließlich überdacht und tief beeindruckt von Sedimenten begraben. Unter hohem Druck und hoher Temperatur, wurde tot Vegetation langsam auf Kohle umgewandelt. Kohle enthält hauptsächlich Kohlenstoff, wird die Umwandlung der tote Vegetation in Kohle genannt Karbonisierung.

Die breiten, flachen Meeren des Karbon versehen ideale Bedingungen für Kohlebildung, obwohl Kohle wird von den meisten geologischen Perioden bekannt. Die Ausnahme ist die Kohle Lücke in der Perm-Trias-Grenze, wo Kohle ist selten. Kohle wird aus präkambrischen Schichten, die Landpflanzen Diese Kohle wird angenommen, dass von den Resten von Algen stammen datieren bekannt.

Typen

Als geologische Prozesse Druck auf toten biotischen Material im Laufe der Zeit, unter geeigneten Bedingungen wird sukzessive in transformiert:

• Torf, als ein Vorläufer von Kohle zu sein, hat technische Bedeutung als Brennstoff in einigen Regionen, zum Beispiel, Irland und Finnland. In seiner getrockneter Form, ist Torf ein hochwirksames Absorptionsmittel für Kraftstoff- und Ölverschmutzungen auf Land und Wasser. Es wird auch als Conditioner für Erde verwendet werden, um sie besser in der Lage zu halten und langsam frei Wasser.
• Braunkohle oder Braunkohle, der niedrigste Rang von Kohle und fast ausschließlich als Brennstoff zur Erzeugung von elektrischem Strom verwendet. Jet, eine kompakte Form von Braunkohle, ist manchmal poliert und hat als Zierstein seit dem Jungpaläolithikum verwendet.
• Sub-bituminöse Kohle, deren Eigenschaften reichen von denen der Braunkohle zu denen der Steinkohle, wird in erster Linie als Brennstoff zur Dampf Erzeugung elektrischer Energie verwendet und ist eine wichtige Quelle von Licht aromatische Kohlenwasserstoffe für die chemische Synthese Industrie.
• Steinkohle ist ein dichter Sedimentgestein, meist schwarz, aber manchmal dunkelbraun, oft mit wohldefinierten Bands von hellen und matt Material; es in erster Linie als Brennstoff in Dampf Erzeugung elektrischer Energie verwendet wird, mit erheblichen Mengen für die Kraft-Wärme-Anwendungen in der Fertigung eingesetzt und Koks machen.
• "Steam Kohle" ist ein Grad zwischen Steinkohle und Anthrazit, einst weit verbreitet als Brennstoff für Dampflokomotiven eingesetzt. In diesem speziellen Gebrauch, ist es manchmal als "Meer-Kohle" in den USA bekannt. Kleine Kesselkohle wurde als Brennstoff für die Brauchwassererwärmung genutzt.
• Anthrazit, der höchste Rang der Kohle, ist eine härtere, glänzende Steinkohle in erster Linie für Wohn- und Gewerberaumheizung verwendet wird. Es kann weiter in metamorph verändert Steinkohle und "versteinerte Öl" aufgeteilt werden, wie aus den Ablagerungen in Pennsylvania.
• Graphit, technisch den höchsten Rang, ist schwer zu entzünden und ist nicht allgemein als Kraftstoff ist es meist in Bleistiften und, wenn pulverisiert verwendet, als Schmiermittel.

Die Klassifizierung der Kohle wird in der Regel auf den Gehalt an flüchtigen Stoffen basieren. Allerdings variiert die genaue Klassifizierung zwischen den Ländern. Nach Ansicht der deutschen Klassifizierung wird die Kohle wie folgt eingeteilt:

Die mittleren sechs Klassen in der Tabelle stellen eine fortschreitende Übergang von der englischsprachigen subbituminöse auf Steinkohle, während die letzte Klasse ist eine ungefähre entspricht anthrazit, aber umfassender.

Cannel Kohle ist eine Vielzahl von feinkörnigen, hoch Kohle mit signifikanten Wasserstoffgehalt. Es besteht hauptsächlich aus "exinite" Mazeralen, jetzt als "Liptinit".

Hilt Gesetz

Hilt Gesetz ist eine geologische Begriff, der besagt, dass, in einem kleinen Bereich, desto tiefer der Kohle, desto höher ist sein Rang. Das Gesetz gilt, wenn der Temperaturgradient ist völlig senkrecht, sondern Metamorphose kann laterale Veränderungen des Ranges, unabhängig von der Tiefe führen.

Inhalt

Frühe als Kraftstoff

Kohle von der Fushun Mine im Nordosten Chinas wurde bereits 1000 BCE zu schmelzen Kupfer verwendet. Marco Polo, die italienische, die im 13. Jahrhundert nach China gereist, beschrieben Kohle als "schwarzen Steinen ..., die wie Baumstämme brennen" und sagte Kohle war so reichlich, Menschen könnten drei heiße Bäder nehmen in der Woche. In Europa ist der früheste Hinweis auf die Verwendung von Kohle als Brennstoff aus der geologischen Abhandlung auf Steine ​​von der griechischen Wissenschaftler Theophrastus:

Zutage Kohle wurde in Großbritannien in der Bronzezeit, wo es als Teil der Zusammensetzung der Scheiterhaufen erfasst wurde verwendet. In römischen Britannien, mit Ausnahme von zwei modernen Feldern ", die Römer zu nutzen Kohlen in den wichtigsten Revieren in England und Wales bis zum Ende des zweiten Jahrhunderts AD". Der Nachweis der Handel mit Kohle an der römischen Siedlung am Heronbridge gefunden wurde, in der Nähe von Chester, und in der Flachmoore von East Anglia, in denen Kohle aus den Midlands wurde über die Car Dyke für den Einsatz in Trockenkorn transportiert. Kohle Asche in den Herden von Villen und römischen Forts, vor allem in Northumberland gefunden worden ist, um um das Jahr 400 datiert Im Westen von England, beschrieben zeitgenössische Schriftsteller das Wunder eines ständigen Kohlenbecken von Kohle auf dem Altar der Minerva zu Aquae Sulis, auch wenn in der Tat leicht zugänglichen Oberfläche Kohle aus, was wurde der Somerset Revier war im allgemeinen Gebrauch in sehr bescheidenen Behausungen vor Ort. Beweise für die Verwendung von Eisen-Arbeiten in der Stadt während der römischen Zeit Kohle gefunden wurde. In Eschweiler, Rheinland wurden Ablagerungen von Steinkohle von den Römern zum Schmelzen von Eisenerz verwendet.

Es gibt keine Hinweise des Produkts, das von großer Bedeutung in Großbritannien vor dem Hochmittelalter, nach ungefähr AD 1000. Steinkohle kam als "Seacoal" im 13. Jahrhundert bezeichnet werden; The Wharf, wo das Material in London angekommen war als Seacoal Lane bekannt, in einer Urkunde von König Heinrich III im Jahr 1253 ursprünglich gewährten so identifiziert wurde der Name gegeben, weil viel Kohle wurde an der Küste gefunden, nachdem sie von den freigelegten Kohleflöze auf abgefallenen Klippen über oder aus Unterwasser Kohle Aufschlüssen gewaschen, sondern durch die Zeit von Henry VIII, zu verstehen, haben wir von der Art, wie es auf dem Seeweg in London durchgeführt wurde, abzuleiten. In 1257 bis 1259, wurde Kohle von Newcastle upon Tyne nach London für die Schmiede und Kalk-Brenner Gebäude Westminster Abbey ausgeliefert. Seacoal Lane und Newcastle Lane, wo Kohle wurde bei Kais entlang des Flusses Flotte entladen wird, sind immer noch in der Existenz.

Diese leicht zugänglichen Quellen waren weitgehend von der 13. Jahrhundert, als Untertagebau von Bergbauwelle oder Stollen wurde entwickelt, ausgeschöpft zu werden. Der alternative Name war "pitcoal", weil sie von Minen kam. Es war jedoch die Entwicklung der industriellen Revolution, die zum großflächigen Einsatz von Kohle geführt, wie die Dampfmaschine übernahm von der Wasser-Rad. Im Jahr 1700 wurde fünf Sechstel der weltweit Kohle in Großbritannien bestimmt. Großbritannien würde geeigneter Standorte für Wassermühlen von den 1830er Jahren durchgeführt haben, wenn Kohle war nicht als Energiequelle zur Verfügung. Im Jahr 1947 gab es rund 750.000 Bergleute in Großbritannien, aber bis zum Jahr 2004, waren es bereits rund 5.000 Bergleute arbeiten in rund 20 Zechen geschrumpft.

Nutzt heute

Kohle als Brennstoff

Kohle wird in erster Linie als fester Brennstoff verwendet werden, um Strom und Wärme durch Verbrennung zu erzeugen. Weltkohleverbrauch betrug etwa 7,25 Milliarden Tonnen im Jahr 2010 und wird voraussichtlich 48% auf 9,05 Milliarden Tonnen zu erhöhen bis 2030. China produzierte 3,47 Milliarden Tonnen im Jahr 2011 Indien im Jahr 2011 68,7% des chinesischen Stroms aus Kohle erzeugt etwa 578 Millionen Tonnen. Die USA verbraucht etwa 13% der Weltbevölkerung insgesamt im Jahr 2010, dh 951 Millionen Tonnen, wobei 93% davon für die Erzeugung von Strom. 46% der in den USA erzeugten Gesamtleistung wurde mit Kohle gemacht.

Wenn Kohle zur Stromerzeugung verwendet wird, wird es in der Regel zerkleinert und dann in einem Ofen mit einem Kessel verbrannt wird. Der Ofen Wärme umwandelt Kesselwasser, Dampf, der dann verwendet wird, um Turbinen, die Generatoren drehen spinnen und zu schaffen Strom. Der thermodynamische Wirkungsgrad des Prozesses im Laufe der Zeit verbessert worden ist; einige ältere Kohlekraftwerke haben thermische Wirkungsgrade im Bereich von 25%, während die neuesten überkritischen und "ultra-superkritische" Dampf-Kreislauf-Turbinen, die bei Temperaturen über 600 ° C und Drücke über 27 MPa, praktisch zu erreichen thermische Wirkungsgrade von über von 45% unter Verwendung von Anthrazit Kraftstoff bzw. rund 43% auch bei Verwendung von minderwertigen Brennstoff Braunkohle. Weitere Wärmeeffizienzverbesserungen sind auch durch eine verbesserte Vortrocknung und Kühltechnologien erreicht werden.

Ein alternativer Ansatz der Verwendung von Kohle für die Stromerzeugung mit verbesserter Effizienz ist die Integrated Gasification Combined Cycle-Kraftwerk. Statt Pulverisieren der Kohle direkt Verbrennen als Brennstoff in der Dampferzeugungskessel kann die Kohle zunächst vergast werden, um Synthesegas, das in einer Gasturbine verbrannt wird, um Elektrizität zu erzeugen erstellen. Heißen Abgase von der Turbine zur Erzeugung von Dampf in einem Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator, der Kräfte einen zusätzlichen Dampfturbine erhöhen. Thermische Wirkungsgrade von aktuellen IGCC-Kraftwerke im Bereich von 39 bis 42% bzw. ~ 42-45% bei Steinkohle und unter der Annahme, Nutzung von Mainstream-Vergasungstechnologien. IGCC-Kraftwerke übertreffen herkömmliche pulverisierte Kohle befeuerten Anlagen in Bezug auf Schadstoffemissionen, und ermöglichen relativ leicht Carbon Capture.

Mindestens 40% der weltweit Stroms aus Kohle, und im Jahr 2012 kamen rund ein Drittel der Elektrizität der Vereinigten Staaten aus Kohle, gegenüber rund 49% im Jahr 2008. Ab 2012 in den Vereinigten Staaten, die Verwendung von Kohle auf Strom erzeugen rückläufig war, so reichlich Lieferungen von Erdgas durch hydraulischen Aufbrechen der engen Schieferformationen erhalten wurde Verfügung zu niedrigen Preisen.

In Dänemark, einem elektrischen Nettowirkungsgrad von & gt; 47% wurde an der Kohle Nordjyllandsværket KWK-Anlagen und einer Gesamtanlageneffizienz von bis zu 91% mit Erzeugung von Strom und Fernwärme erzielt. Die Mehrstoffbefeuerten Avedøreværket KWK-Anlage etwas außerhalb von Kopenhagen kann eine elektrische Nettowirkungsgrade bis zu 49% erzielen. Die Gesamtanlageneffizienz mit Erzeugung von Strom und Fernwärme kann so viel wie 94% zu erreichen.

Eine alternative Form der Kohleverbrennung ist als Kohle-Wasser-Aufschlämmung, Kraftstoff, der in der Sowjetunion entwickelt wurde. CWS erheblich reduziert die Emissionen, die Verbesserung der Heizwert der Kohle. Andere Möglichkeiten, um Kohle zu verwenden sind Kraft-Wärme-Kopplung und eine MHD-Topping-Zyklus kombiniert.

Die gesamten bekannten Lagerstätten erzielbaren durch aktuelle Technologien, einschließlich sehr umweltschädlich, Niedrigenergie-Inhaltstypen von Kohle, ist ausreichend für viele Jahre. Allerdings ist Verbrauch steigt und maximale Produktion könnte in Jahrzehnten erreicht werden. Auf der anderen Seite viel müssen möglicherweise in den Boden gelassen werden, um den Klimawandel zu vermeiden.

Kokskohle und Koks Verwendung

Koks ist eine feste kohlenstoffhaltige Rückstand aus aschearmen, niedrig-Schwefel bituminöse Kohle aus dem man die flüchtigen Bestandteile werden durch Backen in einem Ofen ohne Sauerstoff bei Temperaturen bis zu 1.000 ° C gefahren abgeleitet, so dass der feste Kohlenstoff und Restasche geschmolzen zusammen. Hüttenkoks als Brennstoff und als Reduktionsmittel in Schmelzen von Eisenerz in den Hochofen eingesetzt. Das Ergebnis ist Roheisen und ist zu reich an gelöstem Kohlenstoff, also muss es weiter behandelt werden, um Stahl zu machen. Die Kokskohle sollte niedrig in Schwefel und Phosphor, so dass sie nicht an die Metall migrieren.

Der Koks muss stark genug sein, um das Gewicht des Deckgebirges im Hochofen, weshalb Kokskohle ist so wichtig bei der Herstellung von Stahl mit dem herkömmlichen Weg zu widerstehen. Ist die alternative Route jedoch direkt reduziertem Eisen, wo jede kohlenstoffhaltigen Brennstoff verwendet werden, um Schwamm oder pelletiertes Eisen zu machen. Koks aus Kohle ist grau, hart und porös und hat einen Heizwert von 24,8 Millionen Btu / Tonne. Einige Kokereiprozessen produzieren wertvolle Nebenprodukte, einschließlich Kohle-Teer, Ammoniak, Leichtöle und Kohlengas.

Petrolkoks ist der feste Rückstand in der Ölraffinerie, die Koks ähnelt erhalten, aber zu viele Verunreinigungen, die in metallurgischen Anwendungen zu sein.

Vergasung

Kohlevergasung kann verwendet werden, um Synthesegas, eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoffgas zu erzeugen. Oft Syngas verwendet wird, um Gasturbinen zu brennen, um Elektrizität zu erzeugen, aber die Vielseitigkeit der Synthesegas erlaubt es weiter in Kraftstoffen, wie Benzin und Dieselkraftstoff, durch die Fischer-Tropsch-Verfahren umgewandelt werden; alternativ kann Synthesegas in Methanol, die direkt in den Kraftstoff gemischt oder in Benzin über das Methanol in Benzin umgewandelt werden können, umgewandelt werden. Vergasung kombiniert mit Fischer-Tropsch-Technologie wird derzeit von der Sasol Chemieunternehmen in Südafrika verwendet werden, um Kfz-Kraftstoffe aus Kohle und Erdgas zu machen. Alternativ kann der von der Vergasung erhaltenen Wasserstoff für verschiedene Zwecke, wie den Antrieb einer Wasserstoffwirtschaft, wodurch Ammoniak oder Aktualisierung von fossilen Brennstoffen verwendet werden.

Bei der Vergasung wird die Kohle im Gemisch mit Sauerstoff und Wasserdampf und gleichzeitig erhitzt und unter Druck gesetzt. Während der Reaktion, Sauerstoff und Wassermoleküle zu oxidieren die Kohle in Kohlenmonoxid, aber auch Wasserstoffgas freigesetzt wird. Dieses Verfahren hat sich in beiden Untertage-Kohlebergwerken und bei der Herstellung von Stadtgas durchgeführt.

Wenn die Refiner will Benzin zu erzeugen, wird das Syngas in diesem Zustand aufgefangen und in einer Fischer-Tropsch-Reaktion geleitet. Wenn Wasserstoff das gewünschte Endprodukt ist jedoch die Synthesegas wird in den Wassergas-Shift-Reaktion, bei der Wasserstoff mehr freigesetzt speist.

In der Vergangenheit wurde die Kohle umgewandelt, Kohlegas, das den Kunden geleitet wurde, um für die Beleuchtung, Heizung und Koch verbrennen zu machen.

Verflüssigung

Kohle kann auch durch mehrere verschiedene Direktverfahren in synthetische Kraftstoffe äquivalent zu Benzin oder Diesel umgewandelt werden. In der direkten Verflüssigungsverfahren wird die Kohle entweder hydriert oder karbonisiert. Hydrierverfahren sind die Bergius-Verfahren, die SRC-I und SRC-II-Prozesse, die NUS Corporation, Hydrierung und mehrere andere einstufigen und zweistufigen Verfahren. Im Prozess der Schwelt wird Kohle bei Temperaturen zwischen 360 und 750 ° C verkokt. Diese Temperaturen zu optimieren die Produktion von Steinkohlenteer reicher an leichteren Kohlenwasserstoffe als normal Kohlenteer. Die Kohle-Teer wird dann weiter in Kraftstoffen verarbeitet. Eine Übersicht der Kohleverflüssigung und seine Zukunftspotenzial zur Verfügung steht.

Kohleverflüssigungsverfahren umfassen Kohlendioxid-Emissionen in den Umwandlungsprozess. Wenn die Kohleverflüssigung ist ohne den Einsatz entweder Carbon Capture and Storage Technologien oder Biomasse Misch getan, das Ergebnis ist Lebenszyklustreibhausgase Fußspuren, die in der Regel größer sind als die in der Gewinnung und Veredelung von flüssigen Kraftstoffproduktion aus Rohöl freigesetzt sind. Wenn CCS-Technologien eingesetzt werden, können Reduktionen von 5-12% in Coal to Liquid Pflanzen erreicht werden, und bis zu einer 75% igen Reduktion ist erreichbar, wenn Co-Vergasung von Kohle mit handels gezeigt Ebenen von Biomasse in Kohle / Biomasse-to-Liquids Pflanzen. Für zukünftige Projekte synthetischen Kraftstoff wird Kohlendioxid-Sequestrierung vorgeschlagen, um zu vermeiden, Freisetzung von CO
2 in die Atmosphäre. Sequestration erhöht die Kosten der Produktion.

Refined Kohle

Refined Kohle ist das Produkt aus einem Kohleveredelungstechnologie, die Feuchtigkeit und bestimmte Schadstoffe aus unteren Kohlen wie subbituminöse und Braunkohlen entfernt. Es ist eine Form von mehreren Vorkam Behandlungen und Verfahren für die Kohle, die Eigenschaften der Kohle zu verändern, bevor es verbrannt wird. Die Ziele der Vorkamkohletechnologien sind, um die Effizienz zu steigern und die Emissionen, wenn die Kohle verbrannt. Je nach Situation kann Vorverbrennungskammer Technologie anstelle von oder als eine Ergänzung verwendet werden, um Techniken Nachverbrennung, um die Emissionen aus Kohlekesseln steuern.

Industrielle Prozesse

Fein gemahlenes Steinkohle, in dieser Anmeldung als Meerkohle bekannt, ist ein Bestandteil von Formsand. Während das geschmolzene Metall in der Form ist, verbrennt der Kohle langsam unter Freisetzung reduzierenden Gase bei dem Druck und verhindert so das Eindringen von Metall in die Poren des Sandes. Es wird auch in "Formwäsche ', einer Paste oder Flüssigkeit mit derselben vor dem Gießen auf die Form aufgebracht Funktion enthalten. Meer Kohle mit dem Ton Auskleidung für den Boden eines Kupolofens gemischt eingesetzt werden. Beim Erhitzen zersetzt sich der Kohle und der bod geringfügig brüchig, die Erleichterung der Prozess der Unterbrechung offene Löcher für die Erschließung des geschmolzenen Metalls.

Herstellung von Chemikalien

Kohle ist ein wichtiger Einsatzstoff bei der Herstellung einer Vielzahl von chemischen Düngemitteln und anderen chemischen Produkten. Die Hauptroute, um diese Produkte ist die Kohlevergasung in Synthesegas zu produzieren. Primärchemikalien, die direkt aus dem Synthesegas produziert werden, umfassen Methanol, Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das die chemischen Bausteine, aus denen ein ganzes Spektrum von derivativen Chemikalien hergestellt werden, einschließlich Olefinen, Essigsäure, Formaldehyd, Ammoniak, Harnstoff und andere. Die Vielseitigkeit von Synthesegas als Vorläufer für Primärchemikalien und hochwertige derivativen Produkten bietet die Möglichkeit, mit relativ preiswerten Kohle auf eine breite Palette von wertvollen Rohstoffen zu produzieren.

Historisch gesehen hat die Produktion von Chemikalien aus Kohle seit den 1950er Jahren verwendet worden und hat sich im Markt etabliert. Laut der 2010 Worldwide Gasification Database, eine Erhebung über laufende und geplante Vergasern, 2004-2007 Chemieproduktion steigerte seinen Vergasungsproduktanteil von 37% auf 45%. Von 2008 bis 2010, 22% der neuen Vergaser Ergänzungen waren für die chemische Produktion sein.

Da der Schiefer von chemischen Produkten, die über Kohlevergasung kann in der Regel auch mit Rohstoffen aus Erdgas und Erdöl gewonnen werden kann, neigt die chemische Industrie zu verwenden, was Einsatzstoffe am kostengünstigsten sind. Daher neigt Interesse an der Verwendung von Kohle für höhere Öl- und Gaspreise und in Zeiten hoher Weltwirtschaftswachstum, die Öl- und Gasproduktion belasten erhöhen. Auch ist der wesentlich höhere Zinsen in Ländern wie Südafrika, China, Indien und den Vereinigten Staaten, wo es reichlich Kohle-Ressourcen Herstellung von Chemikalien aus Kohle. Die Fülle von Kohle in Verbindung mit Mangel an Erdgas-Ressourcen in China ist stark Anreiz für die Kohle zu chemischen Industrie gibt es verfolgt. In den Vereinigten Staaten, ist das beste Beispiel für die Industrie Eastman Chemical Company, die erfolgreich den Betrieb hat eine Kohle-zu-Chemiewerk an seinem Kingsport, Tennessee, Ort seit 1983. Ebenso hat Sasol gebaut und betrieben Kohle zu Chemikalien Einrichtungen in Südafrika.

Kohle, um chemische Prozesse erfordern erhebliche Mengen an Wasser. Ab 2013 ein Großteil der Kohle an der chemischen Produktion in der Volksrepublik China war, wo Umweltvorschriften und Wassermanagement war schwach.

Kulturelle Nutzung

Kohle ist der offizielle Staatsmineral von Kentucky. und die offizielle Staats Felsen von Utah; sowohl US-Bundesstaaten haben eine historische Verbindung zum Kohlebergbau.

Einige Kulturen zu halten, dass Kinder, die sich schlecht benehmen, nur ein Stück Kohle vom Weihnachtsmann für Weihnachten in ihren Weihnachtsstrümpfe statt Geschenke zu empfangen.

Es ist auch üblich, und als in Schottland und Nordengland Glück, Kohle als Geschenk auf Neujahr zu geben. Dies geschieht im Rahmen der First Footing und stellt Wärme für das kommende Jahr.

Kohle als Handelsgut

In Nordamerika sind Zentral Appalachian Kohle-Futures-Kontrakte derzeit auf der New York Mercantile Exchange gehandelt werden. Die Handelseinheit 1550 short tons pro Vertrag und wird in US-Dollar und Cent pro Tonne notiert. Da Kohle ist der wichtigste Brennstoff für die Erzeugung von Strom in den Vereinigten Staaten, Kohle-Futures-Kontrakte bieten Kohleproduzenten und die elektrische Leistung der Industrie ein wichtiges Instrument zur Absicherung und Risikomanagement.

Neben der NYMEX Vertrag, hat der Intercontinental europäischen und südafrikanischen Kohle-Futures zum Handel zur Verfügung. Die Handelseinheit für diese Verträge beträgt 5.000 Tonnen, und sind auch in US Dollar und Cent pro Tonne notiert.

Der Preis für Kohle stiegen von rund 30,00 $ pro amerikanischer Tonne im Jahr 2000 auf rund 150,00 $ pro amerikanischer Tonne ab September 2008. Im Oktober 2008 wurde der Preis pro amerikanischer Tonne auf 111,50 $ zurückgegangen. Preise weiter gesunken auf 71,25 $ Stand: Oktober 2010.

Auswirkungen auf die Umwelt

Eine Reihe von negativen gesundheitlichen und ökologischen Auswirkungen der Kohleverbrennung vorhanden, vor allem in Kraftwerke und der Kohleförderung, unter anderem:

• Kohlekraftwerke verursachen fast 24.000 vorzeitige Todesfälle pro Jahr in den Vereinigten Staaten, darunter 2800 an Lungenkrebs. Jährlichen Gesundheitskosten in Europa vom Einsatz von Kohle zur Stromerzeugung sind 42,8 Mrd. € bzw. 55 Mrd. $.
• Generation von Hunderten von Millionen von Tonnen von Abfällen, einschließlich Flugasche, Bodenasche und Rauchgasentschwefelung Schlamm, die Quecksilber, Uran, Thorium, Arsen und andere Schwermetalle
• Acid regen von Kohle mit hohem Schwefelgehalt
• Eingriffe in das Grundwasser und Grundwasserspiegel durch den Bergbau
• Kontaminierung von Böden und Wasserstraßen und Zerstörung von Häusern aus Flugasche Leckagen. wie dem Kingston Fossil Pflanze Steinkohlenflugasche-Aufschlämmung spill
• Auswirkungen der Wassernutzung auf Ströme von Flüssen und Folge Auswirkungen auf andere Nutzungen
• Staubbelästigung
• Setzungen über Tunnel, manchmal eine Beschädigung der Infrastruktur
• Unkontrollierbare Kohlebrand, die für Jahrzehnte oder Jahrhunderte brennen kann
• Kohlekraftwerke ohne effektive Flugasche-Capture-Systeme sind eine der größten Quellen von Menschen verursachten Hintergrundstrahlenbelastung.
• Kohlekraftwerke emittieren Quecksilber, Selen und Arsen, die schädlich für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sind.
• Freisetzung von Kohlendioxid, einem Treibhausgas, bewirkt, dass der Klimawandel und die globale Erwärmung nach dem IPCC und dem EPA. Kohle ist der größte Beitragszahler der vom Menschen verursachten Anstieg von CO2 in der Atmosphäre.
• Etwa 75 Tg / S pro Jahr von Schwefeldioxid wird aus der Verbrennung von Kohle freigesetzt. Nach der Freigabe wird das Schwefeldioxid zu gasförmigen H2SO2, die Sonnenstrahlung streut oxidiert, daher der Anstieg in der Atmosphäre ausübt, eine kühlende Wirkung auf das Klima, die Masken ein Teil der Erwärmung durch erhöhte Treibhausgase verursacht. Freisetzung von SO2 trägt auch zu der weit verbreiteten Versauerung von Ökosystemen.

Bioremediation

Die Weißfäulepilz C. versicolor kann wachsen und metabolisieren natürlich occcuring Kohle. Die Bakterien Diplococcus wurde gefunden, Kohle abgebaut, Erhöhen der Temperatur.

Wirtschaftliche Aspekte

Kohle ist einer der Backstop-Ressourcen, die Eskalation der Ölpreise zu begrenzen und zur Milderung von Transportenergieknappheit, die unter das Ölfördermaximum auftreten könnte. Dies ist abhängig von der Verflüssigung Produktionskapazitäten immer groß genug, um die sehr große und wachsende Nachfrage nach Erdöl zu stillen. Die Schätzungen über die Kosten der Herstellung von flüssigen Kraftstoffen aus Kohle legen nahe, dass die inländischen US-Produktion von Kraftstoffen aus Kohle wird Kosten wettbewerbsfähig mit Öl bei etwa $ 35 pro Barrel Preisen, mit den $ 35, die die Break-even-Kosten. Bei einem Ölpreis so günstig wie rund 40 $ pro Barrel in den USA im Dezember 2008 verlor flüssigen Kohle einige seiner wirtschaftlichen Reiz in den USA, wird aber wahrscheinlich wieder belebt werden, ähnlich wie bei Ölsand-Projekte, die mit einem Ölpreis von rund $ 70 pro Barrel.

In China, aufgrund einer steigenden Bedarf an flüssigen Energie im Transportsektor, Kohleverflüssigungsprojekte mit hoher Priorität auch in Zeiten der Ölpreis unter $ 40 pro Barrel angegeben. Dies ist wahrscheinlich, weil China zieht von ausländischem Öl abhängig nicht zu sein, anstatt die Nutzung seiner enormen heimischen Kohlereserven. Als die Ölpreise wurden im ersten Halbjahr 2009 steigende wurden die Kohleverflüssigungsprojekte in China wieder angehoben, und diese Projekte rentabel sind mit einem Ölbarrelpreis von 40 $.

China ist der größte Produzent von Kohle in der Welt. Es ist der weltweit größte Energieverbraucher, und stützt sich auf Kohle zu 69% seines Energiebedarfs liefern. Schätzungsweise 5 Millionen Menschen arbeiteten in der chinesischen Steinkohlenbergbaus im Jahr 2007.

Coal Verschmutzung kostet die EU 43 Mrd. € pro Jahr. Maßnahmen, um die Luftverschmutzung zu schneiden kann vorteilhafte langfristigen wirtschaftlichen Auswirkungen für den Einzelnen.

Energiedichte und Carbon Impact

Die Energiedichte der Kohle, dh dessen Heizwert beträgt etwa 24 Megajoule pro Kilogramm. Für ein Kohlekraftwerk mit einem Wirkungsgrad von 40%, dauert es schätzungsweise 325 kg Kohle, um eine 100-W-Glühbirne für ein Jahr zu versorgen.

Ab 2006 war der durchschnittliche Wirkungsgrad von Generatoren Kraftwerke 31%; im Jahr 2002, Kohle vertreten etwa 23% der gesamten weltweiten Energieversorgung, ein Äquivalent von 3,4 Milliarden Tonnen Kohle, von denen 2,8 Milliarden Tonnen wurden zur Stromerzeugung genutzt.

Der Bericht der US Energy Information Agency 1999 über die CO2-Emissionen für die Energieerzeugung zitiert einen Emissionsfaktor von 0,963 kg CO2 / kWh für Kohlekraft, im Vergleich zu 0,881 kg CO2 / kWh bzw. 0,569 kg CO2 / kWh.

U-Bahn-Feuer

Tausende von Kohlebrände sind auf der ganzen Welt brennt. Diejenigen, brennende unterirdische kann schwer zu finden sein, und viele können nicht gelöscht werden. Brände können bewirken, dass die über dem Boden zu sinken, ihre Verbrennungsgase lebensgefährlich sind, und Ausbrechen an der Oberfläche kann Fläche Waldbrände zu initiieren. Kohleflöze auf Feuer durch Selbstentzündung oder Kontakt mit einem Grubenbrand oder Oberflächen Brand gesetzt werden. Blitzeinschläge sind eine wichtige Quelle der Zündung. Die Kohle weiterhin langsam wieder in die Naht brennen, bis Sauerstoff nicht mehr der Flammenfront zu erreichen. Ein Gras Feuer in einem Kohlebereich kann Dutzende von Kohleflözen in Brand gesetzt. Kohlefeuer in China brennen schätzungsweise 120 Millionen Tonnen Kohle pro Jahr emittieren 360 Millionen Tonnen CCO2, in Höhe von 2-3% der weltweiten Jahresproduktion von CO2 aus fossilen Brennstoffen. In Centralia, Pennsylvania, einer freiliegenden Ader anthrazit 1962 gezündet aufgrund eines Müllfeuer im Bezirk Deponie, in einem verlassenen anthrazit Tagebau Grube entfernt. Versuche, das Feuer zu löschen, waren erfolglos, und es in den Untergrund bis zum heutigen Tag zu brennen fort. Die australische brennenden Berg wurde ursprünglich angenommen, dass ein Vulkan sein, aber der Rauch und Asche stammt aus einem Kohlenfeuer, das für rund 6.000 Jahren brenn hat.

Am Kuh i Malik in Yagnob Valley, Tadschikistan, Kohlevorkommen wurden seit Tausenden von Jahren das Brennen, Erstellen von riesigen unterirdischen Labyrinthe voller einzigartiger Mineralien, einige von ihnen sehr schön. Die Menschen vor Ort wieder verwendet diese Methode, um Ammoniak abzubauen. Dieser Ort hat sich namhafte seit der Zeit des Herodot, aber europäischen Geographen falsch interpretiert der antiken griechischen Beschreibungen als Nachweis einer aktiven Vulkanismus in Turkestan.

Die rötliche siltstone Felsen, die viele Grate und Buttes im Powder River Basin in Wyoming und in der westlichen North Dakota Caps heißt Porcelanite, der die Verbrennung von Kohle Abfall "Klinker" oder Vulkan "Schlacken" ähnelt. Klinker Stein, der durch die natürliche Verbrennung von Kohle geschmolzen wurde. Im Powder River Basin rund 27-54000000000 Tonnen Kohle in den letzten 3.000.000 Jahre verbrannt. Wilden Kohlebränden in der Umgebung wurden von der Lewis und Clark Expedition sowie Entdecker und Siedler in der Gegend berichtet.

Produktionsentwicklung

Im Jahr 2006 war China die Top-Produzent von Kohle mit Anteil 38%, gefolgt von den Vereinigten Staaten und Indien, nach der British Geological Survey. Ab dem Jahr 2012 die Kohleförderung in den USA wurde mit einer Rate von 7% pro Jahr bei vielen Kraftwerken fallen mit Kohle herunterfahren oder auf Erdgas umgestellt; aber einige der reduzierte Inlandsnachfrage wurde durch verstärkte Exporte mit fünf Kohleexportterminals genommen in der Pacific Northwest vorgeschlagen, um Kohle aus dem Powder River Basin in China und anderen asiatischen Märkten zu exportieren; aber ab 2013 wurde der Umwelt Opposition zu. High-Schwefel-Kohle in Illinois abgebaut, die unverkäuflich in den Vereinigten Staaten war, fand einen aufnahmefähigen Markt in Asien, da die Exporte erreicht 13 Millionen Tonnen im Jahr 2012.

Weltkohlereserven

Die 948 Milliarden kurzen Tonnen erstattungsfähig durch die Energy Information Administration geschätzten Kohlereserven sind gleich etwa 4196 BBOE. Die Menge an Kohle im Jahr 2007 verbrannt wurde auf 7075000000 Short Tons oder 133,179 Billiarden Btu geschätzt. Dies ist ein Durchschnitt von 18,8 Millionen BTU pro amerikanischer Tonne. In Bezug auf die Wärmeinhalt, ist dies etwa 57 Millionen Barrel Öläquivalent pro Tag. Zum Vergleich: im Jahr 2007, sofern Erdgas 51 Millionen Barrel Öläquivalent pro Tag, während Öl bereitgestellt 85,8 Mio. Barrel pro Tag.

British Petroleum, in seinem Bericht von 2007, geschätzt auf 2.006 Ende, dass es 147 Jahre Reserven zu Produktionsverhältnis auf Basis der bewährten Kohlereserven weltweit. In dieser Zahl sind nur Reserven als "bewiesen" eingestuft; Explorationsbohrungsprogramme von Bergbauunternehmen, vor allem im Rahmen erforschten Bereichen, kontinuierlich die Bereitstellung neuer Reserven. In vielen Fällen sind die Unternehmen bewusst Kohlevorkommen, die nicht ausreichend gebohrt wurden, um als "bewiesen" zu qualifizieren. Allerdings haben einige Nationen nicht aktualisiert ihre Informationen und übernehmen Reserven bleiben auf dem gleichen Niveau auch bei Rücknahmen. Energy Watch Group prognostizierten im Jahr 2007, dass Spitzenkohleproduktion kann irgendwann um 2025 auf, in Abhängigkeit von künftigen Kohleproduktionsraten.

Von den drei fossilen Energieträgern hat Kohle, die am weitesten verbreiteten Reserven; Kohle wird in über 100 Ländern gefördert und auf allen Kontinenten mit Ausnahme der Antarktis. Die größten Reserven befinden sich in den Vereinigten Staaten, Russland, China, Australien und Indien gefunden. Beachten Sie die folgende Tabelle.

Die wichtigsten Kohleproduzenten

Das Naturschutzgebiet das Leben ist nur eine Schätzung der aktuellen Produktionsniveaus und nachgewiesenen Reserven Ebene für die dargestellten Ländern und macht keine Annahmen hinsichtlich der künftigen Produktion oder auch aktuelle Produktionstrends. Ländern mit einer jährlichen Produktion von mehr als 100 Millionen Tonnen werden angezeigt. Zum Vergleich wird auch Daten für die Europäische Union auch gezeigt. Die Anteile werden auf Daten in Tonnen Öläquivalent basiert.

Großen Kohleverbraucher

Länder mit einem Jahresverbrauch von mehr als 20 Millionen Tonnen werden angezeigt.

Großen Kohle Exporteure

Länder mit jährlichen Brutto Export von mehr als 10 Millionen Tonnen werden angezeigt. In Bezug auf die Netto-Export sind die größten Exporteure noch Australien, Indonesien und Russland.

Hauptkohleimporteure

Länder mit jährlichen Brutto Import von mehr als 20 Millionen Tonnen werden angezeigt. In Bezug auf die Nettoimport sind die größten Importeure noch Japan, China und Südkorea.