Produktion av el från kol kan vara skadligt för miljön
Brian Patrick Tagalog bild på Unsplash
Mineral kol är ett fossilt bränsle som utvinns från jorden genom gruvdrift. Dess ursprung kommer från nedbrytningen av organiskt material (rester av träd och växter) som ackumulerades under ett vattenskikt för miljontals år sedan. Begravningen av detta organiska material genom avlagringar av lera och sand orsakar en ökning av tryck och temperatur, vilket bidrar till koncentrationen av kolatomer och utdrivning av syre och väteatomer (förkolning).
Mineralskol är indelat efter värmevärde och förekomst av föroreningar, med tanke på låg kvalitet (brunkol och sub-bituminös) och hög kvalitet (bituminös eller kol och antracit). Enligt Geological Survey of Brazil kan mineralkol delas upp efter dess kvalitet, vilket beror på faktorer som det organiska materialets natur, klimatet och den geologiska utvecklingen i området.
Torv
Torvuttaget äger rum innan området rinner ut, vilket minskar dess fukt. Det deponeras ofta i det fria för att förlora mer fukt.
Användningar: den skärs i block och används som bränsle i ugnar, termoelektriska, för att erhålla bränslegas, vax, paraffin, ammoniak och tjära (produkt från vilken oljor och andra ämnen som är mycket användbara för kemisk industri härleds)
Brunkol
Det kan förekomma på två sätt, som ett brunt eller svart material, och får olika namn.
Användningar: gasogener som erhåller tjära, vaxer, fenoler och paraffiner. Askan från förbränningen kan användas som pozzolanisk cement och keramik.
Kol
Kol kan delas in i två huvudtyper: energikol och metallurgiskt kol. Den första, även kallad ångkol, anses vara den fattigaste och används direkt i ugnar, främst i värmekraftverk. Metallurgiskt kol, eller kokskol, anses vara ädelt. Koks är ett poröst material, lätt och av metallisk glans, som används som bränsle i metallurgi (masugnar). Kol används också vid produktion av tjära.
Antracit
Den har långsam förbränning och indikeras för hushållsuppvärmning. Det används också i vattenbehandlingsprocesser.
Sammansättning och applicering av mineralkol
I någon av dess faser består kol av en organisk och en mineraldel. Organiskt bildas av kol och väte och små andelar syre, svavel och kväve. Mineralet består av silikater som utgör askan.
Eftersom det är indelat i flera typer är användningen av kol många. Huvudanvändningen av mineralkol är som energikälla. Enligt International Energy Agency (IEA) svarar mineralkol för 40% av världens elproduktion. Mineralkol används också inom metallurgisektorn.
En annan typ av kol som finns i naturen är vegetabilisk, som bildas genom karbonisering av ved. Kol används ofta i industriella processer, men det är inte en viktig källa för produktion av el.
Incitament för produktion av kol från kol
Även om det inte kan förnyas, finns det starka incitament för produktion av el från mineralkol. De två huvudargumenten för att producera energi från mineralkol är överflödet av reserver, vilket garanterar försörjningstryggheten och malmens låga kostnad (jämfört med andra fossila bränslen) och produktionsprocessen.
Enligt uppgifter från National Electric Energy Agency (Aneel) uppgår världsreserverna för mineralkol till 847,5 miljarder ton. Denna mängd skulle vara tillräcklig för att leverera aktuell kolproduktion under en period av cirka 130 år. Ett annat incitament är att, till skillnad från olja och naturgas, finns kolkolreserver i stora mängder i 75 länder - även om cirka 60% av den totala volymen är koncentrerad till USA (28,6%), Ryssland (18, 5%) och Kina (13,5%). Brasilien dyker upp på 10: e plats.
Världens största kolproducenter är Kina och USA, enligt World Coal Association , följt av Indien, Indonesien respektive Australien. Dessutom är det mesta av energimatrisen, både i Kina och USA, baserad på produktion av elektrisk energi från mineralkol, vilket också är representativt i energimatrisen i andra länder, såsom Tyskland, Polen, Australien och Sydafrika.
Trots de ekonomiska fördelarna är produktionen av elektrisk energi från kol en av de mest aggressiva formerna av energiproduktion ur ett socio-miljöperspektiv. Negativa externa effekter finns under hela produktionsprocessen, från utvinning av mineralkol.
Kolbrytning
Utvinning eller utvinning av kol kan ske under jord eller i det fria. Detta varierar beroende på djupet på vilket kolet finns.
När skiktet som täcker malmen är smalt eller om jorden inte är lämplig (sand eller grus) tenderar prospektering att ske utomhus. Om mineralet är i djupa lager är det nödvändigt att bygga tunnlar.
Enligt Aneel är gruvdrift den dominerande formen av malmutvinning i Brasilien och också mer produktiv än underjordisk gruvdrift. Detta motsvarar inte den internationella verkligheten, där exploateringen genom underjordisk gruvdrift råder, motsvarande 60% av världens kolutvinning.
Syra dränering från gruvan och produktion av avfall är negativa miljöpåverkan som är gemensamma för båda typerna av utvinning.
Syra gruva dränering (DAM)
Gruvens sura dränering utförs med pumpar som släpper ut svavelhaltigt vatten i den yttre miljön och producerar mineralogiska (bildning av nya föreningar), kemiska (pH-reduktion) och fysiska (låg vattenretention och jord) förändringar i jorden permeabilitet), som varierar beroende på terrängens geologi.
Syra dränering från gruvan anses vara en av de mest betydande effekterna av gruvprocesser i allmänhet, enligt en rapport från ministeriet för vetenskap och teknik.
Som ett resultat av dessa förändringar i marken äventyras också grundvattnets kvalitet. Det kan finnas en minskning av pH-värdet i vattnet, vilket bidrar till solubilisering av metaller och till förorening av grundvatten, vilket vid intag kan påverka människors hälsa.
Mining av kemiska och fysiska jordproblem orsakade av gruvdrift är det första steget i återhämtningen av de drabbade områdena.
Konsekvenser av gruvbrytning
Utgrävningar av stora volymer stenig mark ger synliga miljöeffekter på vegetation och faunatäckning och är ansvariga för nedbrytningen av stora områden och synföroreningar, för att inte tala om intensifieringen av erosionsprocesserna. Dessutom genererar användningen av maskiner och utrustning också buller.
Effekter av underjordisk gruvdrift
När det gäller arbetstagarnas hälsa är det största problemet pneumokonios hos kolarbetare (PTC). Pneumokonioser är sjukdomar som orsakas av inandning av partiklar över immunsystemets clearancekapacitet. Det är den kroniska exponeringen för inandning av mineralskoldamm, följt av ansamling av damm i lungorna och förändring av lungvävnad.
PTC utlöser en inflammatorisk process och kan utveckla massiv progressiv fibros FMP, en sjukdom som kallas "svart lunga".
Enligt hälsovårdsministeriets rapport finns det mer än 2000 fall av pneumokonios diagnostiserade bland kolgruvor.
Andra konsekvenser förknippade med underjordisk gruvdrift är sänkning av vattentabellen, vilket kan bidra till att källorna utrotas, påverkan på det hydrologiska ytnätet och vibrationerna orsakade av explosionerna.
Kolbearbetning
Enligt den brasilianska mineralkolföreningen är förmågan den uppsättning processer som rå mineralkol, som erhålls direkt från gruvan, utsätts för att avlägsna organiskt material och föroreningar som syftar till att säkerställa deras kvalitet. Behandlingen av kol beror på dess ursprungliga egenskaper och den avsedda användningen.
Enligt Aneel-rapporten genererar bearbetningen fast avfall som normalt deponeras i området nära gruvan och kastas direkt i vattendrag eller i slutdammar, vilket skapar omfattande områden täckta av flytande material. De giftiga ämnena i avloppet späds ut i regnvatten (urlakning), som i form av vätska långsamt tränger in i jorden (perkolering) och förorenar grundvattnet.
Dessa avfall innehåller vanligtvis stora koncentrationer av pyrit (järnsulfid - FeS2) eller andra sulfidmaterial, vilket bidrar till alstringen av svavelsyra och till intensifieringen av "surt dränering" -processen.
Transport
Enligt Aneel är transport den dyraste aktiviteten i produktion av mineralkol. Av detta skäl är normalt det kol som transporteras bara det som har ett lågt innehåll av orenheter och ett större ekonomiskt mervärde.
När den avsedda användningen av mineralkol är elproduktion byggs den termoelektriska anläggningen i närheten av gruvområdet, vilket är fallet med de fem koleldade termoelektriska anläggningarna som är verksamma i landet.
Ur ekonomisk synvinkel är det mer fördelaktigt att investera i överföringsledningar för att distribuera den redan producerade elektriska energin än att transportera kol över långa sträckor.
För korta sträckor är den mest effektiva metoden användning av transportband. Rörledningar används också, genom vilka kol, blandat med vatten, transporteras i form av lera.
Kraftproduktion genom kol
Efter att ha extraherats från jorden fragmenteras mineralkolet och lagras i silor. Den transporteras sedan till ett termiskt kraftverk.
Enligt Furnas definieras en termoelektrisk anläggning som en uppsättning verk och utrustning med funktionen att generera elektrisk energi genom en process som konventionellt delas in i tre steg.
Det första steget är att bränna det fossila bränslet för att förvandla vattnet i pannan till ånga. När det gäller mineralkol, omvandlas det till pulver före bränningsprocessen. Detta garanterar det största termiska utnyttjandet av avfyrningsprocessen.
Det andra steget är användningen av ånga som produceras under högt tryck, för att vrida en turbin och starta en elektrisk generator. Ångpassage genom turbinen får turbinen och även generatorn att röra sig, vilken är kopplad till turbinen och omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi.
Cykeln stängs i det tredje och sista steget, där ångan kondenseras och överförs till en oberoende kylkrets som återgår till flytande tillstånd, som pannvatten.
Den energi som genererades transporteras från generatorn till en transformator via ledande kablar. Transformatorn distribuerar i sin tur elektrisk energi till förbrukningscentra genom överföringsledningar.
Utsläpp
När kol bränns, förångas elementen i det (avdunstar) och avges i atmosfären tillsammans med en del av det oorganiska materialet som släpps ut i form av dammpartiklar (flygaska).
här
Mineral kol är ett material med en hög koncentration av kol. När kol bränns avger det således stora koncentrationer av kolmonoxid.
Kolmonoxid är en giftig gas som är extremt skadlig för människors hälsa och kan, i fall av akut berusning, leda till döden. Enligt São Paulo State Environmental Company (Cetesb) är den huvudsakliga vägen för kolmonoxidförgiftning andningsvägar. En gång inandad absorberas gasen snabbt av lungorna och binder till hemoglobin, vilket förhindrar effektiv syretransport. Därför är långvarig exponering för kolmonoxid kopplad till den ökade incidensen av hjärtinfarkt hos äldre.
Dessutom kan kolmonoxid en gång i atmosfären oxideras till koldioxid.
Koldioxid
Koldioxid kan släppas ut direkt genom förbränning av kol och andra fossila bränslen, eller så kan den bildas i atmosfären från kemiska reaktioner, till exempel från oxidationsreaktionen av kolmonoxid.
Koldioxid anses vara en av de viktigaste gaserna i processen att intensifiera växthuseffekten och är förknippad med ökad global uppvärmning. Och det är också en av huvudtyperna av gaser som släpps ut genom kolförbränning.
Det är viktigt att notera att förbränning är den fas i kolproduktionskedjan där det finns det största utsläppet av koldioxid, men faserna för lagring och lagring av avfall bidrar också till de totala utsläppen. Enligt rapporten från ministeriet för vetenskap och teknik är bristen på kunskap om malmens lagringstid i båda fallen en begränsande faktor för beräkningen av de totala utsläppen.
Svavel
Enligt rapporten från Brazilian Energy Planning Society är det utsläpp av svavel av alla utsläpp från koleldade kraftverk. Vid förbränning bildar svavel en serie gasformiga föreningar som släpps ut i atmosfären om det inte finns någon utrustning för dess fångst. Av dessa sticker svaveldioxid (SO2) ut.
Svaveldioxid (SO2) genomgår oxidation i atmosfären och bildar svaveltrioxid (SO3) som i sin tur, när den är bunden till regnvatten (H2O), bildar svavelsyra (H2SO4), vilket ger upphov till surt regn .
Syrregn har direkta effekter på växt- och djurliv, särskilt vattenlevande. I grönsaker leder det till förändringar i pigmentering och bildning och nekros. Hos djur orsakar det död av organismer, såsom fiskar och grodor. Surt regn orsakar också skador på materiella varor, eftersom det gynnar frätande processer.
Enligt miljöministeriet kan svaveldioxidens inverkan på människors hälsa relateras till den ökade förekomsten av andningsbesvär i allmänhet och astma, vilket indikeras av ökningen av sjukhusinläggningar.
Metan
Mineral kol har ett högt innehåll av metan (CH4). Förbränningen av mineralkol släpper ut metan i atmosfären, vilket kan associeras med vattenånga och koldioxid och anses vara en av de viktigaste växthusgaserna.
Metan bildas genom nedbrytningsprocessen av organiskt material. Av denna anledning är dess förekomst associerad med fossila bränslen.
Det är viktigt att notera att trots att kolförbränningsprocessen släpper ut betydande mängder metan i atmosfären, sker metanutsläpp i kolproduktionsprocessen sedan malmen utvinns, särskilt i underjordiska gruvor och vid lagring av material efter gruvdrift. vilket kan ses i rapporten från ministeriet för vetenskap och teknik
Kväveoxider (NOx)
Minerkol har också en hög koncentration av kväve. Därför avger förbränningen av kol kväveoxider i atmosfären. Rökgaser består vanligtvis av kväveoxid. När den kommer in i atmosfären oxideras den snabbt till kvävedioxid.
Kvävedioxid, när den är bunden till regnvatten (H2O), producerar salpetersyra (HNO3) som, liksom svavelsyra (H2SO4), också orsakar surt regn.
Dessutom påverkar höga koncentrationer av NO2 bildandet av troposfäriska ozon- och fotokemiska smogprocesser .
Partiklar (MP)
Enligt Cetesb är partikelformigt material allt fast och flytande material som förblir suspenderat i atmosfären på grund av dess lilla storlek. Partiklar bildas också i atmosfären från ovannämnda svaveldioxid (SO2) och kväveoxider (NOx)
Partiklarnas storlek är direkt relaterad till potentialen att orsaka hälsoproblem.
Kvicksilver
Förutom de gaser som redan nämnts innehåller mineralkol också betydande mängder kvicksilver, som genom malmens förbränning flyter ut i atmosfären.
Enligt EPA - Environmental Protection Agency är koleldade kraftverk den största antropogena källan till kvicksilverutsläpp.
Det flyktiga kvicksilver som finns i atmosfären införlivas i regncykeln och når vattenkroppar och leder till miljöföroreningar och skador på vattenlevande liv. Kvicksilverförorening är också ett folkhälsoproblem, eftersom konsumtion av vattenlevande organismer som är förorenade av kvicksilver kan leda till akut förgiftning och i vissa fall dödsfall.
