Γαιάνθρακας (καύσιμο)

Ο άνθρακας είναι ένα σκληρό πέτρωμα που μπορεί να καεί ως στερεό ορυκτό καύσιμο. Αποτελείται κυρίως από άνθρακα, αλλά περιέχει επίσης υδρογόνο, θείο, οξυγόνο και άζωτο. Είναι ιζηματογενές πέτρωμα που σχηματίζεται από την τύρφη, από την πίεση των πετρωμάτων που τοποθετούνται αργότερα από πάνω.

Η τύρφη, και συνεπώς ο άνθρακας, σχηματίζεται από τα υπολείμματα φυτών που ζούσαν πριν από εκατομμύρια χρόνια σε τροπικούς υγροτόπους, όπως αυτοί της ύστερης ανθρακικής περιόδου (Πενσυλβάνια). Επίσης, το ξύλο που θερμαίνεται σε χώρο χωρίς αέρα μπορεί να δημιουργήσει κάρβουνο, ο οποίος είναι σαν τον άνθρακα.

Ο άνθρακας μπορεί να καεί για παραγωγή ενέργειας ή θερμότητας. Περίπου τα δύο τρίτα του άνθρακα που εξορύσσεται σήμερα καίγονται σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Όπως και το πετρέλαιο, όταν ο άνθρακας καίγεται, ο άνθρακάς του ενώνεται με το οξυγόνο του αέρα και παράγει πολύ διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο προκαλεί κλιματική αλλαγή. Εξαιτίας αυτού και άλλων παραγόντων ατμοσφαιρικής ρύπανσης από τον άνθρακα, οι περισσότερες χώρες στρέφονται σε νέες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή ενέργεια. Όμως, σε ορισμένα μέρη του κόσμου, όπως στην Κίνα, εξακολουθούν να κατασκευάζονται νέες μονάδες ηλεκτροπαραγωγής με άνθρακα.

Ο άνθρακας μπορεί να ψηθεί (θερμαίνεται πολύ καυτός σε μέρος όπου δεν υπάρχει οξυγόνο) για να παραχθεί κοκ. Το κοκ μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην τήξη για τη μείωση των μετάλλων από τα μεταλλεύματά τους.

Ένα κομμάτι ασφαλτούχου άνθρακαZoom
Ένα κομμάτι ασφαλτούχου άνθρακα

Ένα κομμάτι άνθρακα ανθρακίτη υψηλής ποιότηταςZoom
Ένα κομμάτι άνθρακα ανθρακίτη υψηλής ποιότητας

Ιστορία

Ο άνθρακας ήταν το σημαντικότερο καύσιμο της βιομηχανικής επανάστασης. Ο άνθρακας αποτελούσε σημαντικό μέρος των σιδηροδρομικών εμπορευματικών μεταφορών στο Ηνωμένο Βασίλειο τον 20ό αιώνα, αποτελώντας το μεγαλύτερο μέρος του όγκου των εμπορευματικών μεταφορών αρκετών εταιρειών. Στις αρχές του 21ου αιώνα οι περισσότεροι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα στο Ηνωμένο Βασίλειο και σε αρκετές άλλες χώρες έκλεισαν για να μειωθούν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Οι βρετανικές ανθρακωρυχεία τον δέκατο ένατο αιώνα.Zoom
Οι βρετανικές ανθρακωρυχεία τον δέκατο ένατο αιώνα.

Διαφορετικά είδη άνθρακα και πώς σχηματίζονται

Υπό κατάλληλες συνθήκες, το φυτικό υλικό μετατρέπεται βήμα προς βήμα σε

  1. Η τύρφη δεν είναι ακόμη άνθρακας.
  2. Ο λιγνίτης (καστανός άνθρακας) είναι ο πιο βρώμικος άνθρακας, περιέχει περίπου 60%-70% άνθρακα και χρησιμοποιείται ως καύσιμο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Το τζετ είναι μια συμπαγής μορφή λιγνίτη που μερικές φορές γυαλίζεται και χρησιμοποιείται από καιρό ως διακοσμητική πέτρα.
  3. Ο υποβιτουμινούχος άνθρακας χρησιμοποιείται ως καύσιμο για την παραγωγή ατμοηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης, αποτελεί πηγή ελαφρών αρωματικών υδρογονανθράκων για τη βιομηχανία χημικής σύνθεσης.
  4. Ο ασφαλτούχος άνθρακας είναι ένα πυκνό πέτρωμα, μαύρο αλλά μερικές φορές σκούρο καφέ. Είναι ένας σχετικά μαλακός άνθρακας που σπάει και καίγεται εύκολα και γρήγορα. Χρησιμοποιείται ως καύσιμο σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και για εφαρμογές θερμότητας και ενέργειας στη μεταποίηση, για σιδηρουργία και για την παραγωγή κοκ.
  5. Ο ατμικός άνθρακας χρησιμοποιήθηκε κάποτε ευρέως ως καύσιμο για ατμομηχανές. Σε αυτή την εξειδικευμένη χρήση είναι μερικές φορές γνωστός ως θαλάσσιος άνθρακας στις Η.Π.Α. Ο μικρός ατμικός άνθρακας (dry small steam nuts ή DSSN) χρησιμοποιήθηκε ως καύσιμο για τη θέρμανση του νερού οικιακής χρήσης.
  6. Ο ανθρακίτης είναι ένας σκληρότερος, γυαλιστερός, μαύρος άνθρακας. Καίγεται πιο γρήγορα και χρησιμοποιείται κυρίως για τη θέρμανση χώρων σε κατοικίες και εμπορικά καταστήματα.
  7. Ο γραφίτης καίγεται δύσκολα και δεν χρησιμοποιείται τόσο συχνά ως καύσιμο. Χρησιμοποιείται ακόμη στα μολύβια, αναμεμειγμένος με πηλό. Σε σκόνη, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λιπαντικό.

Συνήθως πιστεύεται ότι το διαμάντι είναι το τελικό αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, αλλά αυτό δεν είναι αλήθεια. Το διαμάντι είναι άνθρακας αλλά δεν σχηματίζεται από άνθρακα.

Ο άνθρακας περιέχει ακαθαρσίες. Οι συγκεκριμένες προσμίξεις καθορίζουν τη χρήση. Ο άνθρακας κοκκοποίησης έχει λίγη τέφρα ή θείο ή φώσφορο. Αυτά θα αλλοίωναν το σίδηρο που παράγεται από την υψικάμινο.

Στρώμα ασφαλτούχου άνθρακα στην παραλία της Νέας ΣκωτίαςZoom
Στρώμα ασφαλτούχου άνθρακα στην παραλία της Νέας Σκωτίας

Περιβαλλοντικά προβλήματα

Ο άνθρακας, όταν καίγεται, εκλύει σχεδόν το ένα τρίτο περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα ανά μονάδα ενέργειας από ό,τι το πετρέλαιο και 80% περισσότερο από το φυσικό αέριο. Σχεδόν το ήμισυ του διοξειδίου του άνθρακα από τους ανθρώπους οφείλεται στην καύση άνθρακα, οπότε είναι η μεγαλύτερη μεμονωμένη αιτία της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Ο άνθρακας συμβάλλει στην όξινη βροχή και την αιθαλομίχλη, ιδίως όταν καίγεται χωρίς καθαριστές. Η καύση άνθρακα απελευθερώνει τοξικές χημικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένης της αιθάλης, του υδραργύρου και του μονοξειδίου του άνθρακα, οι οποίες συμβάλλουν σε ασθένειες όπως ο καρκίνος και το άσθμα τόσο στους ανθρώπους όσο και στα άγρια ζώα. Η εξόρυξη άνθρακα, ιδίως η εξόρυξη από την κορυφή του βουνού, μπορεί να καταστρέψει μεγάλες εκτάσεις γης και να καταστρέψει τους φυσικούς οικοτόπους. Οι υψηλότερες ποιότητες άνθρακα καίγονται πιο καθαρά από τις χαμηλότερες ποιότητες, αν και εξακολουθούν να ρυπαίνουν περισσότερο από άλλα καύσιμα. Εκτός από την ατμοσφαιρική ρύπανση, η καύση άνθρακα παράγει τοξική τέφρα άνθρακα, η οποία μπορεί να προκαλέσει ρύπανση των υδάτων εάν απελευθερωθεί κατά λάθος στο περιβάλλον. Υπάρχουν αρκετές υπόγειες πυρκαγιές ορυχείων που καίνε σε όλο τον κόσμο. Αυτές οι υπόγειες πυρκαγιές απελευθερώνουν τοξικό καπνό στον αέρα και μπορούν επίσης να προκαλέσουν την κατάρρευση του εδάφους από πάνω. Η πόλη Centralia της Πενσυλβάνια εκκενώθηκε και είναι πλέον εγκαταλελειμμένη λόγω υπόγειας πυρκαγιάς σε ανθρακωρυχείο.

Θάνατοι και ασθένειες από ρύπανση

Είναι δύσκολο να δοθούν ακριβή στοιχεία για τις επιπτώσεις του άνθρακα στην υγεία. Υποστηρίζεται ότι εξαιτίας του άνθρακα κάθε χρόνο πάνω από 800.000 άνθρωποι πεθαίνουν πρόωρα και εκατομμύρια άνθρωποι αρρωσταίνουν. Οι ανθρακωρύχοι συχνά παθαίνουν πνευμονοκονίαση (νόσος των μαύρων πνευμόνων) από την έκθεση στη σκόνη άνθρακα.

Η καύση άνθρακα παράγει μεγάλες ποσότητες ατμοσφαιρικής ρύπανσηςZoom
Η καύση άνθρακα παράγει μεγάλες ποσότητες ατμοσφαιρικής ρύπανσης

Διαμαρτυρίες κατά του άνθρακα

Η αντίθεση στη ρύπανση από τον άνθρακα ήταν ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους ξεκίνησε το σύγχρονο περιβαλλοντικό κίνημα τον 19ο αιώνα.

Διαμαρτυρία για τις ζημιές στον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο που προκαλούνται από την κλιματική αλλαγή στην ΑυστραλίαZoom
Διαμαρτυρία για τις ζημιές στον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο που προκαλούνται από την κλιματική αλλαγή στην Αυστραλία

Δεντρόσπιτα για τη διαμαρτυρία κατά της υλοτομίας μέρους του δάσους Hambach για το επιφανειακό ορυχείο Hambach στη Γερμανία: μετά την οποία η υλοτομία ανεστάλη το 2018Zoom
Δεντρόσπιτα για τη διαμαρτυρία κατά της υλοτομίας μέρους του δάσους Hambach για το επιφανειακό ορυχείο Hambach στη Γερμανία: μετά την οποία η υλοτομία ανεστάλη το 2018

Κορυφαίος άνθρακας

Ως αιχμή άνθρακα νοείται το έτος κατά το οποίο εξορύσσεται ή καίγεται ο περισσότερος άνθρακας. Πολλές χώρες έχουν ήδη περάσει το έτος αιχμής του άνθρακα, για παράδειγμα η Γερμανία το 1985 και οι Ηνωμένες Πολιτείες το 2008. Τώρα οι χώρες αυτές εξορύσσουν και καίνε λιγότερο άνθρακα. Όμως η Κίνα εξακολουθεί να εξορύσσει πολύ άνθρακα και βοηθά μερικές χώρες, όπως το Πακιστάν, να εξορύσσουν περισσότερο άνθρακα και να κατασκευάσουν περισσότερους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα. Έτσι, η χρονιά κορύφωσης του άνθρακα για τον κόσμο μπορεί να έχει περάσει.

Παγκόσμια κατανάλωση άνθρακαZoom
Παγκόσμια κατανάλωση άνθρακα

Ενέργεια

Σε σύγκριση με άλλες μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ο άνθρακας είναι αναποτελεσματικός και παράγει μεγάλες ποσότητες αερίων του θερμοκηπίου. Ο άνθρακας βρίσκεται συχνά και είναι φθηνός.

  • Ο άνθρακας καλύπτει περίπου το ένα τέταρτο των παγκόσμιων αναγκών θέρμανσης.

Ηλεκτρική ενέργεια

Βιομηχανία

  • Σχεδόν το 70% της παγκόσμιας παραγωγής χάλυβα εξαρτάται από την καύση άνθρακα.

Χώρες

Ο μεγαλύτερος παραγωγός άνθρακα στον κόσμο είναι η Κίνα, η οποία παράγει περίπου 4 δισεκατομμύρια τόνους ετησίως, ενώ ακολουθούν κατά σειρά η Ινδία, οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Αυστραλία, η Ινδονησία και η Ρωσία με λιγότερο από ένα δισεκατομμύριο τόνους η καθεμία. Ο μεγαλύτερος εξαγωγέας είναι μακράν η Αυστραλία και οι μεγαλύτεροι εισαγωγείς είναι η Κίνα, η Ινδία και η Ιαπωνία.

Λαογραφία

Σε ορισμένους πολιτισμούς, ο Άγιος Βασίλης φέρνει κάρβουνο στα παιδιά που δεν συμπεριφέρονται σωστά τα Χριστούγεννα. Αυτός ο θρύλος προέρχεται από τη βικτοριανή εποχή, όταν ήταν σύνηθες να καίγεται κάρβουνο στο τζάκι αντί για ξύλα. Τα παιδιά που δεν έπαιρναν παιχνίδια έπαιρναν τουλάχιστον κάρβουνο για να ζεσταθούν.

Σχετικές σελίδες

  • Εξόρυξη άνθρακα

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Τι είναι ο άνθρακας;


A: Ο άνθρακας είναι ένα σκληρό πέτρωμα που μπορεί να καεί ως ορυκτό καύσιμο. Περιέχει κυρίως άνθρακα αλλά και υδρογόνο, θείο, οξυγόνο και άζωτο.

Ερ: Πώς σχηματίζεται ο άνθρακας;


Α: Ο άνθρακας σχηματίζεται από τα υπολείμματα φυτών που ζούσαν πριν από εκατομμύρια χρόνια σε τροπικούς υγροτόπους (βάλτους άνθρακα), όπως αυτοί της ύστερης ανθρακικής περιόδου (Πενσυλβάνια). Είναι ιζηματογενές πέτρωμα που σχηματίζεται από την τύρφη, από την πίεση των πετρωμάτων που τοποθετούνται αργότερα από πάνω. Ο ξυλάνθρακας παράγεται από ξύλο που θερμαίνεται σε χώρο χωρίς αέρα.

Ερ: Ποιες είναι ορισμένες χρήσεις του άνθρακα;


Α: Ο άνθρακας μπορεί να καεί για παραγωγή ενέργειας ή θερμότητας και περίπου τα δύο τρίτα του άνθρακα που εξορύσσεται σήμερα καίγονται σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Μπορεί επίσης να ψηθεί (θερμαίνεται πολύ καυτός σε ένα μέρος όπου δεν υπάρχει οξυγόνο) για την παραγωγή κοκ που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην τήξη για τη μείωση των μετάλλων από τα μεταλλεύματά τους.

Ερ: Ποιες είναι οι αρνητικές επιπτώσεις που συνδέονται με την καύση άνθρακα;


Α: Όταν ο άνθρακας καίγεται, ο άνθρακάς του ενώνεται με το οξυγόνο του αέρα και παράγει πολύ διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο προκαλεί κλιματική αλλαγή. Πολλοί άνθρωποι πεθαίνουν πρόωρα εξαιτίας ασθενειών από την ατμοσφαιρική ρύπανση από την καύση άνθρακα.

Ερ: Οι χώρες απομακρύνονται από τη χρήση του άνθρακα ως πηγή ενέργειας;


Α: Ναι, πολλές χώρες στρέφονται σε άλλες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια, αντί να βασίζονται στον άνθρακα για την παραγωγή ενέργειας. Ωστόσο, σε ορισμένα μέρη του κόσμου, όπως στην Κίνα, εξακολουθούν να κατασκευάζονται νέες μονάδες παραγωγής ενέργειας από άνθρακα.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3