RP-Energie-Lexikon - szén, barnaszén, faszén, antracit, brikett, szén, CCS technológia
Meghatározás: szilárd fosszilis tüzelőanyag, amelyet a növénymaradványok karbonizációja hoz létre geológiai időkben
Konkrétabb kifejezések: kemény szén, lignit, antracit szén, szén
Eredeti alkotás: 2010. május 3 .; utolsó változás: 2020.11.20
A szén az egyik legfontosabb fosszilis tüzelőanyag. Ez egy üledékes kőzet, amely a geológiai időkben a növényi maradványok (biomassza) karbonizációjával jött létre, és jórészt szénből áll. Ezenkívül jelentős mennyiségű hidrogén, nitrogén, kén, oxigén és kisebb mennyiségben különféle fémek vannak (többnyire oxidált formában), beleértve a nehézfémeket, például a higanyot és a radioaktív anyagokat, például a rádiumot. Különösen a lignit is sok vizet tartalmaz.
Attól függően, hogy milyen nyomásnak van kitéve a szén a talajban, és korától függően, a szén különböző tulajdonságai megjelennek:
A széntípusok finomabban osztályozhatók olyan kifejezésekkel, mint zsírszén, étkezésre alkalmas szén, sovány szén, lángszén, lignit-lignit stb., Amelyek különféle tulajdonságaikban különböznek - beleértve a fűtőértéket is.
A fát pirolízissel (levegő hiányában erős melegítéssel) lehet előállítani. Fűtőértékük a barnaszén és a kőszén között van.
A szenet széles körben használják nemcsak széntüzelésű erőművek villamosenergia-termelésére, hanem acélgyártásra is. A homok és kavics után a súly után világszerte a második legfontosabb alapanyag.
Szénbányászat
A barnaszén gyakran a talajhoz közeli rétegekben található meg, ami azt jelenti, hogy a nyílt öntött bányászatban kinyerhető. Bár ez költséghatékonyabb, mint a bányászat, a tájba történő erőteljes beavatkozásokkal jár. A tájat eleinte hatalmas szén kotrók pusztítják, és egész falvak pusztulhatnak el. A szénbányászat után a rekultiváció során új táj alakul ki.
A kőszenet a bányászat során többnyire mélyebb rétegekben nyerik ki. A tájba történő beavatkozások itt sokkal kisebbek, mint a nyitott lignitbányászatban. Évente azonban világszerte ezer szénbányász hal meg balesetben, és sokan mások súlyos károkat szenvednek egészségükben. Egyes országokban, mint pl B. Kolumbia, ahonnan Németország szintén kőszenet importál, a félkatonák súlyos emberi jogi jogsértéseket követnek el. Ezeket részben a bányavállalatok finanszírozzák a népi tiltakozások elnyomása érdekében.
A lignittől eltérően a kőszenet könnyű szállítani, pl. B. hajókkal. Azok az országok, amelyeknek nincs saját vagy elégtelen széntartalékuk, de megfelelő kikötőkkel rendelkeznek, z-t használnak. T. szenet importált, azaz hajókkal szállított faszenet.
A barnaszén és a kőszén előállítása z-t hoz létre. T. jelentős örök költségeket. Különösen sok helyen a talajvizet kell tartósan kiszivattyúzni, nagy energia- és költségkiadásokkal, pl. B. az elsüllyedt városrészek és tájak elárasztásának megakadályozása érdekében.
Szénből készült feldolgozott termékek; Szén finomítása
- A brikettek olyan praktikus széndarabok, amelyeket az egyébként nehezen használható finom szénből préselnek szurok hozzáadásával.
- A kokszot kőszén pirolízisével állítják elő jobb minőségű (magasabb széntartalmú) termék előállítása céljából. A szénben lévő energia egy része elvész, de a koksz fajlagos fűtőértéke valamivel magasabb, mint a széné. A kőszénkátrányt kokszgyártás melléktermékeként állítják elő.
- A szén cseppfolyósításának különféle típusai lehetővé teszik a szénből folyékony üzemanyagok és üzemanyagok előállítását, de jelentős energiaveszteséggel.
- A széngázosítás során gáznemű anyagok keletkeznek, főleg szén-monoxid és hidrogén keveréke (szintézisgáz) vagy csak szénmonoxid (generátorgáz).
Eddig azonban a szén nagy részét közvetlenül elégették. Különösen sok szennyező anyag keletkezik a lignit elégetésekor, amelyet ellensúlyozhat a kipufogógázok tisztításának megfelelő nagyobb erőfeszítése.
Szénellátás
A szén az a fosszilis üzemanyag, amelynek világszerte a legnagyobb a tartaléka. Az Antarktisz kivételével gyakorlatilag minden kontinensen vannak nagy szénlelőhelyek. Tekintettel a mai felhasználás mértékére, a fennmaradó tartalékok a hivatalos adatok szerint körülbelül 150-200 évig tarthatnak. Ezeket az adatokat azonban részben megkérdőjelezik; Különösen a Nemzeti Tudományos Akadémia [1] és a Ludwig-Bölkow-Stiftung [2] figyelmeztetett 2007-ben a tartalékok erőteljes túlértékelésére. Már szó esik „csúcs szénről”, azaz. H. a globális széntermelés maximuma, amely néhány évtized alatt bekövetkezhet.
Csakúgy, mint a kőolaj esetében, nemcsak a teljes fennmaradó készlet nagysága a lényeg, hanem a termelési kapacitások is korlátozó hatást gyakorolhatnak. A világpiaci áralakulás valószínűleg jelentősen függ a fogyasztás alakulásától a rendelkezésre álló termelési kapacitásokhoz képest.
Mindenesetre a meglévő szénkészleteknek csak egy kis részét lehet felhasználni, mert különben szélsőséges éghajlati veszélyek (lásd alább) merülnének fel. Ezért a szerzők többsége feltételezi, hogy a felhasználható szénmennyiséget nem a rendelkezésre álló lelőhelyek, hanem a klímavédelem igénye korlátozza.
Szénfogyasztás világszerte
2014-ben világszerte 7,2 milliárd tonna kőszenet és jó egymilliárd tonna lignitet fogyasztottak el, ami összesen több mint 8,2 milliárd tonna. Ebből Németország 0,24 milliárd tonnát (főleg lignit), Kína pedig 4,16 milliárd tonnát (nagyrészt szén).
További adatok a Wikipédián találhatók.
Szénszennyezés
Éghajlati szennyezés
A szenet gyakorlatilag mindig elégetik, ha felhasználják. Az így keletkező nagy mennyiségű szén-dioxid (több kilogramm szén-kilogrammonként) gyakorlatilag mindig felszabadult a légkörbe, és az üvegházhatás miatt az ellenőrizhetetlen éghajlatváltozások kockázatát idézi elő. Más fosszilis tüzelőanyagokhoz, például a kőolajhoz és mindenekelőtt a földgázhoz képest a szénnek különösen magas a fajlagos CO2-kibocsátása. A villamosenergia-termelés során a széntüzelésű erőművek a szén és az erőmű minőségétől függően kilowattóránként általában 800–1200 g CO2-t bocsátanak ki, míg a modern földgáztüzelésű kombinált ciklusú erőművek 420 g/kWh körüli értéket képviselnek.
Németországban a lignitet óriási mennyiségben bányásszák, és széntüzelésű erőművekben elégetik - jobban, mint a világ bármely más országában. Ez hatalmas mértékben hozzájárul Németország éghajlatkárosító kibocsátásához. A további nyílt bányászati területek létesítéséről jelenleg tárgyalt döntések évtizedekig jelentős többletkibocsátást eredményeznének, és így megkérdőjeleznék Németország hitelességét a klímavédelem szempontjából.
A jövőben a szén-dioxidot elvileg eltávolíthatják a szénerőművek füstgázaiból, és a föld alatt vagy a tenger fenekén tárolhatják, hogy távol maradjanak a légkörtől. Hogy ez a CCS-technológia (szén-dioxid-leválasztás és -tárolás) mennyire alkalmazható, még mindig nem világos és ellentmondásos, mivel számos jelentős problémát még meg kell oldani:
A CCS széleskörű használata valószínűleg számos komoly probléma miatt kudarcot vall.
- Jelentősen csökkenteni kellene az erőművek hatékonyságának hatalmas veszteségeit, mert különben olyan országok, mint Kína, szénhiányos körülmények között aligha alkalmaznák a CCS-t.
- Számos új, CCS technológiával rendelkező erőműnek ki kellene cserélnie a régi erőműveket (még szinte az összes jelenleg építettet is), ami óriási pénzügyi követelményeket támasztana.
- Megfelelő mennyiségű és jó hosszú távú biztonsággal rendelkező megfelelő tárolóhelyeket kell találni, és a CO2-t oda kell szállítani. Jelentős problémák vannak a nyilvánosság elfogadásával is.
Ezen okok miatt - legalábbis a következő néhány évtizedben - nem valószínű, hogy a CCS képes lesz jelentősen elhárítani az éghajlati problémát. Ezért a szén kivezetése valószínűleg nélkülözhetetlen lesz, ha nem akarják elhagyni a klímavédelmet.
Ha szintetikus benzint szén-cseppfolyósítással állítanak elő, a CO2-kibocsátás jóval magasabb, mint ha kőolajat használnak. Csak akkor, ha a tüzelőanyag-termelésből származó kibocsátásokat CCS-sel kezelték, a CO2-kibocsátás valamivel többre korlátozódhat, mint a nyersolaj használata esetén.
Levegőszennyezők
A szén elégetésekor különféle légszennyezők keletkeznek - részben a szén alkotóelemei, részben maga az égési folyamat okozza. Különösen kén-dioxid (SO2) keletkezik a szén kéntartalma miatt, és a magas hőmérséklet miatt a levegőben lévő nitrogénből és oxigénből nitrogén-oxidok (NOx) keletkeznek. Hozzájárulnak a szmog kialakulásához és a talaj elsavasodásához, ami különösen károsítja az erdőket. Finom por, nehézfémek, például higany és radioaktív anyagok (különösen az urán- és tóriumlánc izotópjai) szintén eloszlanak a tájban.
Ezeket a légszennyező anyagokat nagyrészt (de nem teljesen) megfelelő füstgáztisztító rendszerekkel (kéntelenítő és denitrifikáló rendszerek) lehet eltávolítani. Ezt a technológiát azonban nem használják mindenhol a világon. Kínában például óriási a levegőszennyezés a széntüzelésű erőművekből. Európában és az USA-ban is évezredek halnak meg idő előtt idő előtt a széntüzelésű erőművek kibocsátásai miatt. A korszerű füstgáztisztító rendszerek ellenére a széntüzelésű erőművek a legnagyobb higanykibocsátási források, még Németországban is.
Kérdések és megjegyzések az olvasóktól
Mennyire magas az energiahatékonyság a széntermelésben? Vannak-e módok ennek növelésére?
Itt nem a hatékonyságról beszélünk, de természetesen megértem kérdését, amely minden bizonnyal a kitermelés és a feldolgozás energiafogyasztásával függ össze a szén fűtőértékéhez viszonyítva. Ez nem jelentéktelen arány, de a körülményektől függően nagyon eltérő módon alakulhat, és nagyon eltérő módszerekkel kell megközelíteni.
Itt javasolhat kérdéseket és megjegyzéseket közzétételhez és megválaszoláshoz. Az RP-Energie-Lexikon szerzője bizonyos szempontok szerint dönt az elfogadásról. Lényegében az a lényeg, hogy az ügy széles körben érdekelt.
Ha itt kapsz segítséget, érdemes egy adománnyal visszaadni a szívességet, amellyel támogatod az energetikai szótár továbbfejlesztését.
Adatvédelem: Kérjük, ide ne írjon be személyes adatokat. Amúgy sem tennénk közzé őket, és hamarosan törölnénk őket. Lásd még az adatvédelmi irányelveinket.
Ha személyes visszajelzéseket vagy tanácsokat szeretne a szerzőtől, kérjük, írjon neki e-mailben.
A beküldéssel hozzájárulását adja a bejegyzéseinek itt történő közzétételéhez a szabályainknak megfelelően.
irodalom
| [1] | „Szén: kutatás és fejlesztés a nemzeti energiapolitika támogatására”, http://www8.nationalacademies.org/onpinews/newsitem.aspx?RecordID=11977, Nemzeti Tudományos Akadémia, 2007. június |
| [2] | W. Zittel, J. Zerhusen és M. Zerta: „Fosszilis és nukleáris üzemanyagok - a jövőbeni ellátási helyzet”, http://aspo.ch/wp-content/uploads/studie/%5B5%5D%20EWG%202013_deutsch.pdf |
| [3] | BUND Észak-Rajna-Vesztfália ligniten, https://www.bund-nrw.de/themen/braunkohle/ |
Ha tetszik ez a weboldal, kérjük, értesítse barátait és kollégáit - pl. B. a közösségi médián keresztül ide kattintva:
Ezeket a megosztási gombokat adatvédelem-barát módon állítják be!
Más webhelyeken található linkek kódja
Ha máshova szeretne linket elhelyezni a cikkhez (pl. Webhelyén, közösségi médiájában, vitafórumain vagy a Wikipédián), itt megtalálja a kódot. Ilyen linkek lehetnek B. nagyon hasznos lehet a szómagyarázatokhoz.
HTML link erre a cikkre:
Előnézeti képpel (lásd közvetlenül a fenti mezőt):
Ha helyénvalónak tartja, hogy linket tegyen a Wikipédiára, pl. B. a "== Weblinkek ==" alatt:
Elektromos autó töltése
Az elektromos autók töltését itt részletesen ismertetjük. Érted pl. Például, miért tud egy jármű csak 4,6 kW-ot meríteni egy 22 kW-os töltőállomásról, bár máshol is lehetséges a 70 kW-os gyors töltés.
Váltakozó áramú töltés, egyenáramú töltés, gyors töltés, elérhető töltési teljesítmény és hatótávolság, melyik eszköz pontosan mit csinál, terheléskezelés, visszacsatolás, csatlakozás a saját napelemes rendszeréhez - mindent érthető módon elmagyarázunk. Ideális bárki számára, aki elektromos autó vásárlását fontolgatja!