لا يتم إنشاء جميع أنواع الفحم على قدم المساواة

الفحم يختلف في تكوينها ، الاستخدام العالمي وقيمة الطاقة

الفحم هو صخرة رسوبية سوداء أو بنية داكنة تختلف في التكوين. بعض أنواع الفحم تحترق أكثر سخونة ونظافة بينما يحتوي البعض الآخر على نسبة عالية من الرطوبة والمركبات التي تساهم في الأمطار الحمضية والتلوث الأخرى عند حرقها.

يتم استخدام الفحم من تركيبة مختلفة كوقود أحفوري قابل للاحتراق لتوليد الكهرباء وإنتاج الصلب حول العالم. لقد كانت أسرع مصدر للطاقة نمواً في جميع أنحاء العالم في القرن الواحد والعشرين ، وفقاً لوكالة الطاقة الدولية.

حول إنتاج الفحم

الناس لا "تنتج" الفحم. العمليات الجيولوجية والمواد العضوية المتحللة تخلقها على مدى آلاف السنين. انها ملغومة من تشكيلات تحت الارض أو "طبقات" ، من خلال الأنفاق تحت الأرض ، أو عن طريق إزالة مساحات كبيرة من سطح الأرض. يجب تنظيف الفحم المستخرج وغسله ومعالجته لتحضيره للاستخدام التجاري.

تنتج الصين حاليا المزيد من الفحم أكثر من أي دولة أخرى في العالم ، على الرغم من أن احتياطياتها المؤكدة تحتل المرتبة الرابعة وراء الولايات المتحدة وروسيا والهند. وتشير تقديرات وكالة الطاقة الدولية إلى أن العرض العالمي يجب أن يرتفع بمعدل 0.6 بالمائة حتى عام 2020.

مصدري الفحم والمستوردين

تتصدر أستراليا قائمة المصدرين في جميع أنحاء العالم ، حيث أرسلت 298 مليون طن متري من الفحم إلى الخارج في عام 2010. واحتلت إندونيسيا وروسيا المرتبة الثانية والثالثة ، حيث صدرا 162 و 109 مليون طن متري على التوالي. جاءت الولايات المتحدة في المرتبة الرابعة عالمياً ، بعد أن شحنت 74 مليون طن متري خارج حدودها في نفس العام.

الاعتماد على الفحم

تعتمد جنوب إفريقيا بشكل كبير على الفحم ، حيث تأخذ 93 بالمائة من طاقتها الكهربائية من مصدر الطاقة هذا. كما تعتمد الصين والهند بشدة على الفحم لكميات كبيرة من طاقتهما بسعر 79 و 69 في المائة على التوالي. تأخذ الولايات المتحدة 45 في المائة من طاقتها الكهربائية من هذا المصدر ، لتحتل المرتبة 11 على القائمة العالمية للبلدان التي تولد الطاقة من هذا المصدر.

أنواع الصلب واللين من الفحم

يقع الفحم في فئتين رئيسيتين : صلبة ولينة. ومن المعروف أيضا الفحم لينة والفحم البني أو lignite. تنتج الصين المزيد من الفحم الصلب أكثر من أي بلد آخر بمقدار ثلاثة أضعاف. إن ما يصل إلى 3،162 مليون طن متري من الفحم الصلب الذي تنتجه الصين تقلص إنتاج المنتجين الثاني والثالث - الولايات المتحدة عند 932 مليون طن متري والهند بسعر 538 مليون طن متري.

تقترب ألمانيا وإندونيسيا تقريبًا من شرف الشرف في إنتاج الفحم البني الناعم. هذه الدول حفرت 169 مليون و 163 مليون طن متري على التوالي.

فحم الكوك مقابل الفحم البخاري

يحتوي فحم الكوك ، المعروف أيضًا باسم الفحم المعدني ، على محتوى منخفض من الكبريت والفوسفور ويمكن أن يتحمل الحرارة المرتفعة. يتم تغذية فحم الكوك إلى أفران وتعرض لتحلل حراري خال من الأوكسجين ، وهي عملية تسخن الفحم إلى حوالي 1100 درجة مئوية. يذوب ويطرد أي مركبات طيارة وشوائب لترك الكربون النقي. يتدفق الكربون المسال الحار والمنقى إلى كتل تسمى "فحم الكوك" يمكن إدخالها إلى فرن صهر جنبا إلى جنب مع خام الحديد والحجر الجيري لإنتاج الصلب.

الفحم البخاري ، المعروف أيضا باسم الفحم الحراري ، هو مناسب لإنتاج الطاقة الكهربائية.

يتحول فحم البخار إلى مسحوق ناعم يحترق بسرعة عند ارتفاع درجات الحرارة ويستخدم في محطات توليد الطاقة لتسخين المياه في الغلايات التي تعمل على تشغيل التوربينات البخارية. ويمكن أيضا استخدامه لتوفير التدفئة في الفضاء للمنازل والشركات.

الطاقة في الفحم

تحتوي جميع أنواع الفحم على الكربون الثابت ، والذي يوفر الطاقة المخزنة وكميات متفاوتة من الرطوبة والرماد والمواد المتطايرة والزئبق والكبريت. ولأن الخصائص الفيزيائية ونوعية الفحم تتفاوت على نطاق واسع ، فإنه يجب تصميم محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم لتلائم الخصائص المحددة للمواد الخام المتاحة ولخفض انبعاثات الملوثات مثل الكبريت والزئبق والديوكسينات.

توصف إمكانات الطاقة المخزونة داخل الفحم بأنها "القيمة الحرارية" أو "قيمة التسخين" أو "المحتوى الحراري". يتم قياسها بوحدة Btu أو MJ / kg. Btu لتقف على وحدة حرارية بريطانية ، كمية الحرارة التي ستدفئ حوالي 0.12 غالون أمريكي - رطل من الماء - بدرجة واحدة فهرنهايت عند مستوى سطح البحر.

في بعض الأحيان تكتب Btu كـ BTU.

MJ / kg لتقف على millijoule لكل كيلوغرام وهي كمية الطاقة المخزنة في الكيلوغرام. هذا تعبير عن كثافة الطاقة للوقود المقاس بالوزن.

الفحم يطلق الطاقة الحرارية أو الحرارة عند حرقها ، جنبا إلى جنب مع الكربون والرماد. الرماد يتكون من المعادن مثل الحديد والألمنيوم والحجر الجيري والطين والسيليكا ، فضلا عن العناصر النزرة مثل الزرنيخ والكروم.

أنواع الفحم المقارن والمرتبة

أصدرت منظمة المعايير الدولية ASTM طريقة تصنيف لتصنيف درجات الفحم المكونة من المواد الدبالية المستندة إلى الخث الحيوي والمواد العضوية أو Vitrinite. يعتمد تصنيف الفحم على مستويات التحول الجيولوجي ، والكربون الثابت ، والقيمة الحرارية. ومن المعروف باسم ASTM D388 - 05 التصنيف القياسي من الفحم عن طريق الرتبة.

كيف تقارن الأنواع الأربعة؟ كقاعدة عامة ، كلما كان الفحم أكثر صعوبة ، ارتفعت قيمة الطاقة ورتبتها. فيما يلي تصنيف مقارن لأربعة أنواع مختلفة من الفحم من الأكثر كثافة في الكربون والطاقة إلى الأقل كثافة:

مرتبة	نوع الفحم	القيمة الحرارية (مللي جول / كغم)
# 1	فحم الإنتراسيت	30 مليجولة لكل كيلوغرام
# 2	قارى	18،8–29،3 ميلّيكل لكلّ كيلوغرام
# 3	القطران-جنوب	8.3 - 25 مليجولة لكل كيلوغرام
# 4	الليجنيت (الفحم البني)	5،5–14،3 ميلّيكل لكلّ كيلوغرام