Ugalj varira u svom sastavu, globalnoj upotrebi i energetskoj vrednosti
Ugalj različitog sastava se koristi kao zapaljivo fosilno gorivo za proizvodnju električne energije i proizvodnju čelika širom svijeta. To je najbrže rastući izvor energije u svijetu u 21. vijeku, prema riječima Međunarodne agencije za energiju.
O proizvodnji uglja
Ljudi ne proizvode "ugalj". Geološki procesi i raspadanje organske materije stvaraju ih hiljadama godina. Rudena je iz podzemnih formacija ili "šavova" kroz podzemne tunele ili uklanjanjem velikih površina površine zemlje. Iskopani ugalj mora biti očišćen, ispran i obrađen kako bi se pripremio za komercijalnu upotrebu.
Kina trenutno proizvodi više uglja nego bilo koju drugu zemlju u svijetu, iako se dokazane rezerve nalaze na četvrtom mestu iza SAD-a, Rusije i Indije. IEA procenjuje da bi globalna ponuda trebalo da se poveća u stopi od oko 0,6 odsto do 2020. godine.
Izvoznici uglja i uvoznici
Australija je na vrhu svetske liste izvoznika, u 2010. godini poslala 298 miliona metričkih tona uglja u inostranstvo. Indonezija i Rusija su na drugom i trećem mjestu, izvezući 162 i 109 miliona metričkih tona, respektivno. SAD su na četvrtom mestu postale četvrti, isporučivši 74 miliona metričkih tona izvan svojih granica iste godine.
Oslanjanje na uglja
Južna Afrika se najviše oslanja na uglja, uzimajući 93 odsto svoje električne energije iz ovog izvora energije. Kina i Indija takođe se u velikoj meri oslanjaju na uglja za značajne količine energije na 79 i 69 procenata respektivno. SAD uzimaju 45 odsto svoje struje iz ovog izvora, što je na 11. mestu na globalnoj listi zemalja koje generišu struju iz ovog izvora.
Teške i meke vrste uglja
Ugalj pada u dve glavne kategorije: tvrda i mekana. Mekani ugalj je poznat i kao mrki ugalj ili lignit. Kina proizvodi više tvrdog uglja nego bilo koja druga zemlja u faktoru od oko tri. Najveći 3,162 miliona metričkih tona tvrdog uglja proizvedenih od strane Kine umanjuje proizvodnju drugog i trećeg rangiranog proizvođača - SAD na 932 miliona metričkih tona i Indiji na 538 miliona metričkih tona.
Njemačka i Indonezija skoro vezuju za čast vrhunskih priznanja u proizvodnji mekog mrkog uglja. Ove zemlje otkopavale su 169 miliona i 163 miliona metričkih tona, respektivno.
Koksiranje ugljem protiv parnog uglja
Koksirani ugljen, poznat i kao metalurški ugalj, ima nizak sadržaj sumpora i fosfora i može izdržati visoku toplotu. Koksirani ugalj se napaja u peći i podvrgava pirolizi bez kiseonika, proces koji zagreva ugalj na približno 1.100 stepeni Celzijusa. Ona se topi i otklanja sve isparljive jedinjenja i nečistoće da ostavi čistog ugljenika. Vrući, prečišćeni, tečni ugljenik učvršćuje se u grudima zvanim "koks" koji se može dovesti u visoku peć zajedno sa željeznom rudom i krečnjakom za proizvodnju čelika.
Parni premak, poznat i kao termički ugalj, pogodan je za proizvodnju električne energije.
Parni ugalj se pretvori u fini prah koji brzo sagoreva na visokim temperaturama i koristi se u elektranama za zagrevanje vode u kotlovima koji vode parne turbine. Može se koristiti i za grejanje prostora za kuće i poslovne prostore.
Energija u uglju
Sve vrste uglja sadrže fiksni ugljenik, koji obezbeđuje skladištenu energiju i različite količine vlage, pepela, isparljivih materija, žive i sumpora. Pošto se fizička svojstva i kvalitet uglja razlikuju u velikoj mjeri, elektrane na ugalj moraju biti projektovane kako bi se prilagodile specifičnim svojstvima raspoloživih sirovina i smanjile emisije zagađujućih materija kao što su sumpor, živa i dioksini.
Skladišteni energetski potencijal unutar uglja je opisan kao "kalorična vrednost", "grejna vrednost" ili "sadržaj toplote". Izmeren je u Btu ili MJ / kg. Btu predstavlja Britansku termalnu jedinicu, količina toplote koja će zagrejati otprilike 0,12 američkih galona - funtu vode - za jedan stepen Fahrenheita na nivou mora.
Btu je ponekad napisan kao BTU.
MJ / kg iznosi milijole po kilogramu i predstavlja količinu energije koja se čuva u kilogramu. Ovo je izraz gustine energije za goriva koja se mjere težinom.
Ugalj oslobađa toplotnu energiju ili toplotu kada se spali, zajedno sa ugljenikom i pepelom. Pepeo se sastoji od minerala kao što su gvožđe, aluminijum , krečnjak, glina i silika, kao i elementi u tragovima kao što su arsen i hrom.
Vrste uglja upoređene i rangirane
Međunarodna organizacija za standardizaciju ASTM izdala je rang metod za klasifikaciju nivoa uglja formiranog od biorazgradljenih humani supstanci na bazi treseta i organskog materijala ili vitrina. Rangiranje uglja zasniva se na nivou geološke metamorfoze, fiksnog ugljenika i kalorične vrednosti. Poznat je kao ASTM D388 - 05 Standardna klasifikacija uglja po rangu.
Kako se upoređuju četiri tipa? Kao opšte pravilo, teže je ugalj, to je veća energetska vrijednost i čin. Slijedi komparativna rangiranje četiri različita tipa uglja od najgušćeg ugljenika i energije do najmanje gustih:
| Rang | Vrsta uglja | Kalorična vrijednost (MJ / kg) |
|---|---|---|
| # 1 | Antracit | 30 miligrama po kilogramu |
| # 2 | Bitumen | 18,8-29,3 milijuna po kilogramu |
| # 3 | Sub-bitumen | 8.3-25 miligrama po kilogramu |
| # 4 | Lignit (mrki ugalj) | 5.5-14.3 milijuna po kilogramu |