Elektros energijos gamyba iš anglies gali būti kenksminga aplinkai
Briano Patricko Tagalogo vaizdas „Unsplash“
Mineralinė anglis yra iškastinis kuras, išgaunamas iš žemės kasant. Jo kilmė atsirado dėl organinių medžiagų (medžių ir augalų liekanų), susikaupusių po vandens sluoksniu, skaidymo prieš milijonus metų. Palaidojus šias organines medžiagas molio ir smėlio nuosėdomis, padidėja slėgis ir temperatūra, o tai prisideda prie anglies atomų koncentracijos ir deguonies bei vandenilio atomų išmetimo (angliarūgštės).
Mineralinė anglis skirstoma pagal kaloringumą ir priemaišų paplitimą, laikoma prastos kokybės (lignito ir subbituminio) ir aukštos kokybės (bitumo arba akmens anglių ir antracito). Brazilijos geologijos tarnybos duomenimis, mineralines anglis galima suskirstyti pagal jų kokybę, o tai priklauso nuo tokių veiksnių kaip ją formavusių organinių medžiagų pobūdis, klimatas ir geologinė vietovės raida.
Durpės
Durpės išgaunamos prieš nutekant plotą, todėl sumažėja jo drėgmė. Jis dažnai nusėda lauke, kad prarastų daugiau drėgmės.
Naudojimas: jis supjaustomas blokais ir naudojamas kaip kuras krosnyse, termoelektrinėse, norint gauti kuro dujas, vaškus, parafiną, amoniaką ir degutą (produktą, iš kurio gaunamos alyvos ir kitos chemijos pramonėje labai naudojamos medžiagos)
Lignitas
Tai gali pasireikšti dviem būdais, pavyzdžiui, ruda ar juoda medžiaga, ir jai suteikiami skirtingi pavadinimai.
Naudojimas: deguonims gauti gazogenai, vaškai, fenoliai ir parafinai. Degimo pelenai gali būti naudojami kaip pucolaninis cementas ir keramika.
Anglis
Anglis galima skirstyti į du pagrindinius tipus: energetines anglis ir metalurgines anglis. Pirmoji, dar vadinama garo anglimi, laikoma skurdžiausia ir naudojama tiesiogiai krosnyse, daugiausia termoelektrinėse. Metalurgijos anglis arba koksavimo anglis laikoma kilniu. Koksas yra akyta, lengva ir metalinio blizgesio medžiaga, naudojama kaip kuras metalurgijoje (aukštakrosnėse). Anglis taip pat naudojama gaminant degutą.
Antracitas
Jis lėtai dega, nurodomas namų šildymui. Jis taip pat naudojamas vandens valymo procesuose.
Mineralinės anglies sudėtis ir naudojimas
Bet kurioje savo fazėje anglis susideda iš organinės ir mineralinės dalies. Organinį organą sudaro anglis ir vandenilis bei nedidelės deguonies, sieros ir azoto dalys. Mineralą sudaro silikatai, iš kurių susidaro pelenai.
Kadangi jis yra padalintas į keletą tipų, anglies panaudojimas yra daug. Pagrindinis mineralinių anglių panaudojimas yra energijos šaltinis. Pasak Tarptautinės energetikos agentūros (TEA) , mineralinis anglis yra atsakingas už 40% pasaulio elektros energijos gamyboje. Mineralinės anglys taip pat naudojamos metalurgijos sektoriuje.
Kita gamtoje randama medžio anglies rūšis yra daržovė, kuri susidaro karbonizuojant malkas. Anglis dažnai naudojama pramoniniuose procesuose, tačiau tai nėra reikšmingas elektros energijos šaltinis.
Paskatos skatinti elektros gamybą iš anglies
Nors neatsinaujina, yra stiprių paskatų gaminti elektrą iš mineralinių anglių. Du pagrindiniai argumentai, pritariantys energijos gamybai iš mineralinės anglies, yra atsargų gausa, kuri garantuoja tiekimo saugumą ir mažas rūdos sąnaudas (lyginant su kitais iškastiniais degalais) ir gamybos procesą.
Nacionalinės elektros energijos agentūros (Aneel) duomenimis, mineralinių anglių atsargos pasaulyje yra 847,5 mlrd. Tonų. Šios sumos pakaktų aprūpinti dabartine anglies gamyba maždaug 130 metų. Kita paskata yra ta, kad skirtingai nei nafta ir gamtinės dujos, mineralinių anglių atsargų yra nemažai 75 šalyse - nors maždaug 60% viso kiekio sutelkta JAV (28,6%), Rusijoje (18, 5%) ir Kinijoje (13,5%). Brazilija pasirodo 10-oje pozicijoje.
Didžiausios pasaulyje anglies gamintojos yra Kinija ir Jungtinės Valstijos, praneša Pasaulinė anglių asociacija , po jų seka atitinkamai Indija, Indonezija ir Australija. Be to, didžioji energijos matricos dalis tiek Kinijoje, tiek Jungtinėse Amerikos Valstijose yra pagrįsta elektros energijos gamyba iš mineralinių anglių, o tai yra ir kitų šalių, tokių kaip Vokietija, Lenkija, Australija, energijos matricoje. ir Pietų Afrika.
Nepaisant ekonominių pranašumų, elektros energijos gamyba iš akmens anglių yra viena agresyviausių energijos gamybos formų socialiniu ir aplinkos požiūriu. Neigiami išoriniai efektai yra visame gamybos procese, pradedant mineralinės anglies gavyba.
Anglies kasyba
Anglies gavyba ar kasyba gali būti po žeme arba lauke. Tai skirsis priklausomai nuo anglies gylio.
Kai rūdą dengiantis sluoksnis yra siauras arba dirvožemis nėra tinkamas (smėlis ar žvyras), tyrinėti dažniausiai tenka lauke. Jei mineralas yra giliuose sluoksniuose, būtina tiesti tunelius.
Aneelo teigimu, atviros duobės kasyba yra vyraujanti rūdos gavybos forma Brazilijoje, be to, ji yra našesnė nei kasyba po žeme. Tai neatitinka tarptautinės realybės, kurioje vyrauja eksploatavimas požemine kasyba, prilygstantis 60% pasaulio anglies gavybos.
Rūgščių nutekėjimas iš kasyklos ir atliekų gamyba yra neigiamas poveikis aplinkai, būdingas abiem gavybos rūšims.
Rūgščių kasyklų drenažas (DAM)
Rūgštinis kasyklos drenažas atliekamas naudojant siurblius, kurie į išorinę aplinką išleidžia sieros vandenį, sukurdami mineraloginius (susidaro nauji junginiai), cheminius (sumažėja pH) ir fizinius (mažai susilaiko vanduo ir dirvožemis) dirvožemį. pralaidumas), kurie skiriasi atsižvelgiant į reljefo geologiją.
Rūgščių nutekėjimas iš kasyklos laikomas vienu reikšmingiausių kasybos procesų padarinių apskritai, sakoma Mokslo ir technologijos ministerijos pranešime.
Dėl šių dirvožemio pokyčių blogėja ir požeminio vandens kokybė. Gali sumažėti vandens pH vertė, kuri prisideda prie metalų tirpumo ir požeminio vandens užteršimo, o nurijus gali pakenkti žmonių sveikatai.
Kasybos sukeltų cheminių ir fizinių dirvožemio problemų sušvelninimas yra pirmasis žingsnis atkuriant paveiktas teritorijas.
Atvirų duobių kasybos poveikis
Kasant didelius akmenuoto dirvožemio kiekius, pastebimas poveikis aplinkai augmenijai ir faunos dangai yra atsakingas už didelių teritorijų degradaciją ir vizualinę taršą, jau nekalbant apie erozijos procesų intensyvėjimą. Be to, mašinų ir įrangos naudojimas taip pat sukelia triukšmą (triukšmą).
Požeminės kasybos poveikis
Kalbant apie darbuotojų sveikatą, pagrindinė problema yra anglies darbuotojų pneumokoniozė (PTC). Pneumokoniozė yra ligos, atsirandančios įkvėpus kietųjų dalelių, viršijančių imuninės sistemos klirensą. Tai lėtinis mineralinių anglių dulkių įkvėpimas, dulkių kaupimasis plaučiuose ir plaučių audinio pakitimas.
PTC sukelia uždegiminį procesą ir gali išsivystyti masyvi progresuojanti fibrozė FMP, liga vadinama „juodaisiais plaučiais“.
Remiantis Sveikatos apsaugos ministerijos ataskaita, tarp angliakasių yra diagnozuota daugiau nei 2000 pneumokoniozės atvejų.
Kiti su požemine kasyba susiję padariniai yra vandens lygio nuleidimas, kuris gali prisidėti prie šaltinių išnykimo, poveikio paviršiaus hidrologiniam tinklui ir sprogimų sukeltos vibracijos.
Anglies perdirbimas
Brazilijos mineralinių anglių asociacijos teigimu, naudos gavyba yra visuma procesų, kurių metu iš kasyklos gaunama žaliavinė anglis, gaunama tiesiogiai iš kasyklos, pašalina organines medžiagas ir priemaišų, siekiant užtikrinti jų kokybę. Anglies apdorojimas priklauso nuo jo pirminių savybių ir numatomo naudojimo.
Aneel pranešime teigiama, kad perdirbant susidaro kietos nuosėdos, kurios paprastai kaupiasi netoli kasybos esančioje teritorijoje ir išmetamos tiesiai į vandens telkinius arba į atliekų užtvankas, sukuriant didelius plotus, padengtus skysta medžiaga. Toksiškos medžiagos, esančios nuosėdose, praskiestos lietaus vandenyje (išplovimas), kuris skysčio pavidalu lėtai prasiskverbia į dirvą (persiurbimas), užteršdamas požeminį vandenį.
Šiose atliekose paprastai yra didelė pirito (geležies sulfido - FeS2) ar kitų sulfidinių medžiagų koncentracija, prisidedanti prie sieros rūgšties susidarymo ir „rūgščių kasyklų drenažo“ proceso sustiprinimo.
Transportas
Aneelo teigimu, transportavimas yra brangiausia veikla mineralinės anglies gamybos procese. Dėl šios priežasties paprastai vežama tik ta anglis, kurioje yra mažai priemaišų ir didesnė ekonominė vertė.
Kai numatoma mineralinių anglių paskirtis yra elektros gamyba, termoelektrinė statoma šalia kasybos zonos, kaip tai daroma šalyje veikiančių penkių anglimi kūrenamų termoelektrinių.
Ekonominiu požiūriu yra naudingiau investuoti į perdavimo linijas, kad paskirstytų jau pagamintą elektros energiją, nei į anglies gabenimą dideliais atstumais.
Trumpiems atstumams efektyviausias būdas yra konvejerio naudojimas. Taip pat naudojami vamzdynai, per kuriuos akmens anglis, sumaišyta su vandeniu, gabenama purvo pavidalu.
Elektros gamyba naudojant anglis
Ištraukus iš dirvožemio, mineralinė anglis suskaidoma ir laikoma silosuose. Tada jis gabenamas į šiluminę elektrinę.
Pasak Furnaso, termoelektrinė apibrėžiama kaip darbų ir įrangos rinkinys, kurio funkcija yra generuoti elektros energiją procese, kuris paprastai yra padalintas į tris etapus.
Pirmasis žingsnis - iškastinio kuro deginimas, kad vanduo katile virstų garais. Mineralinės anglies atveju prieš degimo procesą ji virsta milteliais. Tai garantuoja didžiausią šiluminį šaudymo proceso panaudojimą.
Antrasis etapas yra garo, gaminamo esant aukštam slėgiui, panaudojimas turbinai pasukti ir elektros generatoriui paleisti. Garams praeinant pro turbiną, juda turbina ir generatorius, kuris yra sujungtas su turbina, paversdamas mechaninę energiją elektros energija.
Ciklas uždaromas trečiame ir paskutiniame etape, kuriame garai kondensuojami ir perduodami į nepriklausomą šaldymo grandinę, grįžtant į skystą būseną, kaip ir katilo vanduo.
Susidariusi energija laidžiaisiais kabeliais iš generatoriaus perduodama į transformatorių. Savo ruožtu transformatorius perdavimo linijomis elektros energiją paskirsto vartojimo centrams.
Emisijos
Deginant anglį, joje esantys elementai yra lakūs (išgaruoja) ir išleidžiami į atmosferą kartu su dalimi neorganinių medžiagų, kurios išsiskiria dulkių dalelių pavidalu (lakieji pelenai).
čia
Mineralinė anglis yra didelė anglies koncentracija. Tokiu būdu, deginant anglį, ji išskiria didelę anglies monoksido koncentraciją.
Anglies monoksidas yra toksiškos dujos, labai kenksmingos žmonių sveikatai ir ūmaus apsinuodijimo atveju gali sukelti mirtį. San Paulo valstybinės aplinkos bendrovės (Cetesb) duomenimis, pagrindinis apsinuodijimo anglies monoksidu būdas yra kvėpavimo takai. Įkvėpus, dujos greitai absorbuojasi plaučiuose ir prisijungia prie hemoglobino, užkertant kelią efektyviam deguonies transportavimui. Todėl ilgalaikis anglies monoksido poveikis yra susijęs su pagyvenusių žmonių infarkto dažnio padidėjimu.
Be to, patekęs į atmosferą, anglies monoksidas gali būti oksiduojamas iki anglies dioksido.
Anglies dvideginis
Anglies dioksidas gali išsiskirti tiesiogiai deginant anglį ir kitą iškastinį kurą, arba jis gali susidaryti atmosferoje vykstant cheminėms reakcijoms, pavyzdžiui, anglies monoksido oksidacijos reakcijai.
Anglies dioksidas laikomas viena iš pagrindinių šiltnamio efekto stiprinimo dujų, siejamų su padidėjusiu pasauliniu atšilimu. Tai taip pat yra vienas iš pagrindinių dujų, išsiskiriančių deginant anglį.
Svarbu pabrėžti, kad degimas yra anglies gamybos grandinės etapas, kuriame išmetama daugiausia anglies dvideginio, tačiau atliekų kaupimo ir susidarymo fazės taip pat prisideda prie bendro išmetamųjų teršalų kiekio. Tačiau, remiantis Mokslo ir technologijų ministerijos pranešimu, žinių apie rūdos laikymo laiką trūkumas kiekvienu atveju yra ribojantis veiksnys apskaičiuojant bendrą išmetamųjų teršalų kiekį.
Siera
Remiantis Brazilijos energetikos planavimo draugijos ataskaita, iš visų anglimi kūrenamų elektrinių išmetamų teršalų daugiausia nerimą kelia sieros išmetimas. Degdama siera sudaro dujinių junginių seriją, kuri išsiskiria į atmosferą, jei nėra įrangos jai surinkti. Iš jų išsiskiria sieros dioksidas (SO2).
Sieros dioksidas (SO2) oksiduojasi atmosferoje ir susidaro sieros trioksidas (SO3), kuris, savo ruožtu, prisijungęs prie lietaus vandens (H2O), sudarys sieros rūgštį (H2SO4) ir sukels rūgštų lietų .
Rūgštus lietus daro tiesioginį poveikį augalų ir gyvūnų, ypač vandens, gyvūnijai. Daržovėse tai lemia pigmentacijos ir formavimosi pokyčius bei nekrozę. Gyvūnams tai sukelia organizmų, tokių kaip žuvys ir varlės, mirtį. Rūgštus lietus taip pat daro žalą materialinėms gėrybėms, nes jis palaiko korozinius procesus.
Anot Aplinkos ministerijos, sieros dioksido poveikis žmonių sveikatai gali būti susijęs su padidėjusiu kvėpavimo sutrikimų dažniu ir astma, o tai rodo padidėjęs hospitalizacijų skaičius.
Metanas
Mineralinėse anglyse yra didelis metano (CH4) kiekis. Deginant mineralinę anglį į atmosferą išsiskiria metanas, kuris gali būti susijęs su vandens garais ir anglies dioksidu ir yra laikomas viena pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
Metanas susidaro organinių medžiagų skaidymo procese. Dėl šios priežasties jo atsiradimas siejamas su iškastiniu kuru.
Svarbu pažymėti, kad, nepaisant mineralinių anglių deginimo proceso, išskiriančio didelį kiekį metano į atmosferą, metano išmetimas mineralinių anglių gamybos procese atsiranda nuo rūdos gavybos, ypač požeminėse kasyklose ir sandėliavime po kasybos, kaip matyti iš Mokslo ir technologijos ministerijos pranešimo
Azoto oksidai (NOx)
Mineralinėse anglyse taip pat yra didelė azoto koncentracija. Todėl degant anglims į atmosferą išsiskiria azoto oksidai. Išmetamosios dujos dažniausiai susidaro iš azoto oksido. Patekęs į atmosferą, jis greitai oksiduojamas iki azoto dioksido.
Azoto dioksidas, prisijungęs prie lietaus vandens (H2O), gamina azoto rūgštį (HNO3), kuri, kaip ir sieros rūgštis (H2SO4), taip pat sukelia rūgštus lietus.
Be to, didelė NO2 koncentracija daro įtaką troposferos ozono susidarymui ir fotocheminiams smogo procesams .
Kietosios dalelės (MP)
Pasak Cetesb, kietosios dalelės yra kietos ir skystos medžiagos, kurios dėl mažo dydžio lieka suspenduotos atmosferoje. Kietosios dalelės atmosferoje taip pat susidaro iš minėto sieros dioksido (SO2) ir azoto oksidų (NOx)
Dalelių dydis yra tiesiogiai susijęs su galimybe sukelti sveikatos problemų.
Merkurijus
Be jau minėtų dujų, mineralinėse akmens anglyse taip pat yra nemažas gyvsidabrio kiekis, kuris deginant rūdą išgaruoja į atmosferą.
Pasak EPA - Aplinkos apsaugos agentūros, anglimi kūrenamos elektrinės yra didžiausias antropogeninis gyvsidabrio išmetimo šaltinis.
Lakus gyvsidabris, esantis atmosferoje, yra įtrauktas į lietaus ciklą, pasiekdamas vandens telkinius ir sukeliantis aplinkos užteršimą bei žalą vandens organizmams. Gyvsidabrio užterštumas taip pat yra visuomenės sveikatos problema, nes gyvsidabriu užterštų vandens organizmų vartojimas gali sukelti ūmų apsinuodijimą, o kai kuriais atvejais ir mirtį.
