Уголь — Что такое Уголь?

Уголь — это вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода.

Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō (уголь).
Уголь был 1^м из используемых человеком видов ископаемого топлива.
Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной отрасли промышленности, обеспечив ее более современной технологией.
В среднем, сжигание 1 кг угля приводит к выделению 2,93 кг CO₂ и позволяет получить 23-27 МДж (6,4-7,5 кВт*ч) энергии или, при КПД 30 % — 2,0 кВт*ч электричества.
В 1960 г. уголь давал около 50% мирового производства энергии, к 1970 г. его доля упала до 1/3.
Использование угля увеличивается в периоды высоких цен на нефть и другие энергоносители.
Сланцевая революция в США вынудила снизить цену на американский уголь, поставки которого стали вытеснять более дорогое топливо в Европе.

Для образования угля необходимо обильное накопление растительной массы.

В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода (примерно 400 млн лет назад), накапливалось органическое вещество, из которого без доступа кислорода формировались ископаемые угли.

Большинство промышленных месторождений ископаемого угля относится к этому периоду, хотя существуют и более молодые месторождения.
Возраст самого древнего угля оценивается примерно в 300-400 млн лет.
Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки.
В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают 4 его типа:

• бурый уголь (лигниты), 
• каменный уголь, 
• антрацит,
• графит.

В западных странах имеет место иная классификация:

• лигниты, 
• суббитуминозный уголь, 
• битуминозный уголь, 
• антрацит,
• графит.

Антрацит

Самый глубоко прогревавшийся при своем возникновении из ископаемого угля, уголь наиболее высокой степени углефикации.
Характеризуется большой плотностью и блеском.
Содержит 95 % углерода.

Применяется как твердое высококалорийное топливо (теплотворность 6800-8350 ккал/кг).
Имеет наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются.
Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 км.

Каменный уголь

Осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений).

По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу.
Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания.
Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами.
Содержание углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75 % до 95 %.
Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания по сравнению с бурыми углями.
Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются.
Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 км.

Бурый уголь

Твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65-70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей.
Бурый уголь составляет примерно половину мировых запасов угля.
Используется как местное топливо, а также как химическое сырье.
Содержит много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания.
Кроме того, содержат большое количество летучих веществ (до 50 %).
Образуется из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 км.
Относительно тяжелый и объемный, но низкокалорийный из-за чрезвычайно высокого содержания влаги. 
Поскольку есть риск спонтанного воспламенения при контакте с воздухом, он не подходит для транспортировки и хранения в сыром виде. 
Таким образом, он ограничен приложениями на месте.

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания.
Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров.
Нередки случаи, когда при всё большем углублении угольного карьера далее выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом.
Для извлечения угля с больших глубин используются шахты.
Самые глубокие шахты на территории РФ добывают уголь с уровня чуть более 1200 метров.
В угленосных отложениях наряду с углем содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью.
К ним относятся вмещающие породы, как сырье для строительной отрасли промышленности, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения.

В Англии в 1735 г научились выплавлять чугун на коксе.

Каменный уголь используется как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов.
Перспективным является сжижение (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива.
Для производства 1 т нефти расходуется 2-3 т каменного угля.
Из каменного угля получают искусственный графит.
Стоимость каменного угля зависит от его качества и стоимости транспортировки.
В 2000 г по России цены составляли 60-400 руб/т, в 2008 г до 600-1300руб/т.
На мировом рынке цена достигла 300 долл США/т в 2008 г , в 2010 г составила до 3500-3650 руб/т.

Read in English coal

Чем отличаются разные виды угля

ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ

Дает достаточно жара для приготовления блюд на гриле. Вместе с тем, часто древесный уголь имеет невысокое качество, и поэтому он может сильно дымить, а упаковка может содержать большое количество угольной пыли. Кроме этого, кусочки древесного угля могут иметь весьма разнообразную форму, и в результате может быть сложно получить равномерный жар под решеткой.

УГОЛЬНЫЕ БРИКЕТЫ WEBER LONG LASTING

В отличие от древесного угля, брикеты Long Lasting имеют одинаковую форму и более плотную текстуру. Брикеты состоят из высококачественного прессованного угля лиственных деревьев и связующего вещества — натурального кукурузного крахмала. Одна упаковка угольных брикетов обеспечит вам 2-3 часа стабильного жара. В отличие от древесного угля, этот жар будет распределяться более равномерно.

УГОЛЬНЫЕ БРИКЕТЫ WEBER 17598

В Европе они являются самыми популярными. Брикеты Weber 17598 крупнее, чем брикеты Long Lasting. Главное достоинство — особая форма с бороздками, которые увеличивают площадь излучения и обеспечивают максимальный жар.

Кстати, поскольку брикеты имеют одинаковую форму, с помощью трубы-стартера для розжига легко рассчитать их необходимое количество. Например (для грилей Weber диаметром 57 см), чтобы достичь температуры 270 °С, требуется полный стартер брикетов. Для 230 °С — ¾ стартера. Для 190 °C — ½ стартера.

КСТАТИ

О чем сообщает цвет дыма на гриле

Дым поднимающийся от гриля — непременный спутник барбекю. Он не только создает аромат и вкус, которые все так любят, но и может сообщать о том, что происходит внутри гриля. Вот что рассказывают про дымовые сигналы шеф-повара Weber.

Белый дым говорит о том, что все в порядке. В этом случае ничего не нужно предпринимать, блюдо готовится правильно.

Однако черный дым — сигнал о том, что внутри котла происходят вспышки пламени, которые могут испортить блюдо. В этом случае нужно открыть крышку и переместить продукты в зону непрямого жара. Затем следует закрыть крышку и понизить температуру. Для этого можно прикрыть вентиляционную заслонку на крышке угольного гриля или повернуть регуляторы подачи топлива на газовом гриле. Как только вспышки прекратятся, можно вернуть продукты в зону прямого жара и продолжить приготовление.

Узнайте на нашем сайте о цифровых термометрах, с которыми легко получить нужную степень прожарки, и найдите блюда на любой вкус в разделе рецептов.

Как ядерная энергетика может заменить уголь в рамках перехода к экологически чистой энергии?

Работа как угольных, так и атомных электростанций основана на принципе получения тепла, с помощью которого создается пар, приводящий в движение генерирующие электроэнергию турбины. В то время как на долю угля приходится более трети мирового производства электроэнергии, ядерная энергетика имеет все возможности для того, чтобы заполнить образовавшуюся в результате закрытия угольных электростанций нишу, и способна обслуживать базисную нагрузку в круглосуточном режиме при любых погодных условиях, дополняя станции на основе ветровой и солнечной энергии, работа которых в любой момент времени зависит от погоды. Базисная нагрузка — это минимальное количество электроэнергии, необходимое для снабжения электрической сети в любой конкретный момент времени.

В 2003 году правительство провинции Онтарио взяло на себя обязательство в течение последующих 12 лет постепенно ликвидировать все свои угольные мощности, составлявшие почти 9000 МВт, или 25 процентов всей производимой в стране в то время электроэнергии. В Онтарио были модернизированы и вновь запущены два энергоблока на АЭС «Пикеринг» мощностью 1030 МВт и четыре энергоблока на АЭС «Брюс» мощностью 3000 МВт; в структуру энергопроизводства Онтарио были также введены мощности на основе возобновляемых источников, не связанных с гидроэнергией, и на основе природного газа — по 5500 МВт каждые.

В настоящее время более 90 процентов электроэнергии в этой провинции, где проживает 14,5 млн человек, производится без выбросов углекислого газа, а имеющийся энергетический портфель обеспечивает стабильность всей энергосистемы и надежность энергоснабжения за счет как непрерывных источников, так и источников с переменным характером генерации. Благодаря своей способности работать гибко, корректируя выдаваемую мощность исходя из спроса и наличия энергии из других источников, атомные электростанции очень хорошо приспособлены для того, чтобы поддерживать возобновляемые источники энергии с переменным характером генерации, такие как солнечная энергия и ветровая энергия.

 

Добыча угольного газа

Как можно добывать природный газ из угольных пластов
 

Предложения «Газпрома» о мерах по стимулированию добычи угольного газа

Перспективный газ

В недрах осваиваемых и перспективных угольных бассейнов сосредоточена не только значительная часть мировых ресурсов углей, но и их спутника — метана, масштабы ресурсов которого соизмеримы с ресурсами газа традиционных месторождений мира. Концентрация метана в смеси природных газов угольных пластов составляет 80–98%.

Научно обоснованная оценка роли угольных пластов как крупнейших мест накопления метана в земной коре открывает новые большие перспективы в увеличении ресурсов углеводородных газов.

Метан, который является наиболее опасным спутником угля, становится ценным полезным ископаемым, подлежащим самостоятельной промысловой добыче или попутному извлечению в шахтах при комплексной поэтапной эксплуатации газоносных угольных месторождений.

Особенность разработки метаноугольных месторождений

Существуют два принципиально разных способа добычи угольного метана: шахтный (на полях действующих шахт) и скважинный.

Шахтный способ является неотъемлемой частью технологии подземной добычи угля — дегазации. Объемы получаемого метана при этом невелики, и газ используется, в основном, для собственных нужд угледобывающих предприятий непосредственно в районе угледобычи.

Скважинный способ добычи является промышленным. Метан при этом рассматривается уже не как попутный продукт при добыче угля, а как самостоятельное полезное ископаемое. Разработка метаноугольных месторождений с добычей метана в промышленных масштабах производится с применением специальных технологий интенсификации газоотдачи пластов (самые распространенные варианты — гидроразрыв пласта, закачка через скважину воздуха или воздухо-воздушной смеси, воздействие на пласт током).

Следует отметить, что для добычи метана пригодны далеко не все угли. Так, месторождения длиннопламенных бурых углей бедны метаном. Высокой концентрацией газа отличается уголь-антрацит, но его невозможно извлечь из-за высокой плотности и чрезвычайно низкой проницаемости залежи. Самыми перспективными для добычи метана считаются угли, занимающие промежуточное положение между бурыми углями и антрацитом. Именно такой уголь залегает в Кузбассе, где, в рамках выполнения поручения Президента Российской Федерации, «Газпром» активно участвует в реализации инновационного проекта по добыче угольного газа.

Российские прогнозные ресурсы угольного метана

Прогнозные ресурсы метана в основных угольных бассейнах России оцениваются в 83,7 трлн куб. м, что соответствует примерно трети прогнозных ресурсов природного газа страны. Особое место среди угольных бассейнов России принадлежит Кузбассу, который по праву можно считать крупнейшим из наиболее изученных метаноугольных бассейнов мира. Прогнозные ресурсы метана в кузбасском бассейне оцениваются более чем в 13 трлн куб. м.

Данная оценка ресурсов углей и метана соответствует глубине 1800–2000 м. Большие глубины угольного бассейна сохраняют на отдаленную перспективу огромное количество метана, которое оценивается в 20 трлн куб. м. Такая сырьевая база Кузбасса обеспечивает возможность крупномасштабной добычи метана (вне шахтных полей) как самостоятельного полезного ископаемого.

Международный опыт добычи угольного газа

Необходимость, возможность и экономическая целесообразность крупномасштабной промысловой добычи метана из угольных пластов подтверждается опытом освоения метаноугольных промыслов в США, которые занимают лидирующее положение в мире по уровню развития «новой газовой отрасли». Также промышленная добыча метана из угольных пластов ведется в Австралии, Канаде и Китае.

Современный опыт добычи угольного газа в России

До недавнего времени в России метан из угольных пластов извлекался только попутно, на полях действующих шахт системами шахтной дегазации, включающими скважины, пробуренные с поверхности. Этими системами в последние годы в Печорском и Кузнецком бассейнах извлекалось около 0,5 млрд куб. м метана в год.

В 2003 г. «Газпром» приступил к реализации проекта по оценке возможности промышленной добычи метана из угольных пластов в Кузбассе. Лицензией на поиск, разведку и добычу метана угольных пластов в пределах Южно-Кузбасской группы угольных месторождений обладает ООО «Газпром добыча Кузнецк» — первая и единственная компания в России, добывающая метан угольных пластов. Компания разрабатывает два метаноугольных промысла, площадь лицензионного отвода составляет 6 тыс кв. км до глубины 2 км, оценка ресурсов метана угольных пластов — 5,7 трлн куб. м.

Стабильный уровень добычи метана угольных пластов в Кузбассе планируется в объеме 4 млрд куб. м в год. В долгосрочной перспективе — 18–21 млрд куб. м в год.

Талдинское месторождение

В 2005 году на Талдинском месторождении был создан научный полигон по отработке технологии добычи метана из угольных пластов. Здесь учеными АО «Газпром промгаз» была разработана технология добычи угольного газа. На весь технологический цикл — от разведки угольного газа до его использования — получен 31 патент международного и российского образца. При этом две трети оборудования, применяющегося при реализации экспериментального проекта, — отечественного производства.

В 2008–2009 годах на восточном участке Талдинского месторождения было пробурено восемь скважин. В 2010 году началась пробная эксплуатация разведочных скважин с подачей газа на автомобильные газонаполнительные компрессорные станции. В результате пробной эксплуатации были получены необходимые параметры для перевода ресурсов метана в запасы промышленных категорий, отработаны технологии освоения скважин, сбора и подготовки газа, необходимые для разработки первоочередных участков и площадей в Кузбассе.

12 февраля 2010 года «Газпром» запустил на Талдинском месторождении первый в России промысел по добыче угольного газа.

Утвержденные запасы метана по Талдинскому промыслу составляют 74,2 млрд куб.  м (в том числе 4,77 млрд куб. м категории С1 и 69 млрд куб. м категории С2). В стадии опытно-промышленной эксплуатации находятся 6 эксплуатационных скважин.

В 2014 году на Талдинском промысле было добыто 2,8 млн куб. м газа, всего с начала эксплуатации — почти 16 млн куб. м.

В декабре 2010 и феврале 2011 были введены в эксплуатацию две газопоршневые электростанции (ГПЭС), работающие на метане угольных пластов на Талдинском месторождении. Ввод двух ГПЭС позволил подать электроэнергию на подстанцию Талдинского угольного разреза, на строящиеся шахты «Жерновская-1» и «Жерновская-3», а также обеспечить электроэнергией газовые промыслы на Талдинском месторождении и Нарыкско-Осташкинской площади.

«Газпром» также приступил к освоению Нарыкско-Осташкинской площади Южно-Кузбасской группы месторождений. Ресурсы метана площади предварительно оцениваются в 800 млрд куб. м.

В 2014 году на этом промысле было добыто 4,5 млн куб. м газа, всего с начала эксплуатации — 9,4 млн куб.  м.

Новый вид полезного ископаемого

В ноябре 2011 года метан угольных пластов был признан самостоятельным полезным ископаемым и внесен в Общероссийский классификатор полезных ископаемых и подземных вод.

Объективные причины необходимости добычи угольного газа в России

Благоприятные геологические особенности и условия газоносности угольных бассейнов в России являются объективной предпосылкой организации, прежде всего, в Кузбассе, а затем и в других угольных бассейнах, широкомасштабной добычи метана как самостоятельного полезного ископаемого.

Необходимость организации метаноугольных промыслов в Кузбассе обусловлена следующими факторами:

• наличием крупномасштабных залежей метана в угольных бассейнах России;
• наличием современных передовых эффективных технологий промысловой добычи метана из угольных пластов, широко применяемых в последние годы за рубежом;
• наличием в России научно-технического потенциала, способного координировать и осуществлять научные разработки по данной теме.

Среди регионов России, не обеспеченных в достаточном объеме газовым топливом, ряд угледобывающих регионов мог бы полностью покрыть свои потребности в газе за счет широкомасштабной добычи метана из угольных пластов. Кроме того, добыча и использование газа улучшит экологическую обстановку в углепромышленных районах, снизит газоопасность добычи угля в будущих шахтах и создаст новые рабочие места на газовых промыслах и газоперерабатывающих предприятиях.

Российский уголь зазимует в Европе – Газета Коммерсантъ № 3 (6965) от 13.01.2021

Экспорт российского энергетического угля растет на 20% в последние недели на фоне увеличения цен в Европе и Азии из-за холодной зимы. В Европе уголь уже подорожал до $70 за тонну, что делает рентабельными поставки для большинства российских компаний. Всплеск цен на газ также способствует переходу энергетиков на использование более дешевого угля. Как отмечают аналитики, рост произошел в удачное время для крупных поставщиков, и они смогли перезаключить годовые контракты на более выгодных условиях.

Российские производители и экспортеры энергетического угля получили возможность увеличить поставки в Европу и Азию по более комфортным ценам. С конца ноября энергетический уголь в Европе на условиях CIF ARA подорожал на 23%, до $70 за тонну. В Азии австралийский уголь подорожал на 32%, до $83 на базисе FOB Ньюкасл. Цены восстановились до уровней, когда российский уголь может быть рентабельно экспортирован. В 2020 году на фоне пандемии его стоимость обновляла многолетние минимумы, когда в Азии цены падали ниже $50 за тонну, в Европе — ниже $40 за тонну.

Изменению тренда способствовало падение цен на газ, который вытеснял уголь в генерации электроэнергии в Европе. В сентябре ситуация начала меняться. Европейские цены на энергетический уголь увеличились на 50%, до $58 за тонну, достигнув уровней годичной давности. Главными выгодоприобретателями стали российские поставщики, так как для производителей из США европейские цены все еще оставались на тот момент низкими, а в Колумбии начались перебои с добычей.

В СУЭК, «СДС-Угле», «Кузбассразрезугле» на вопросы “Ъ” о влиянии текущих рыночных условий на экспорт не ответили. Но судя по данным железнодорожных отгрузок, экспорт угля уже резко растет. Как пояснили “Ъ” в ОАО РЖД, в декабре 2020 года при общем росте погрузки угля на 5,9% к аналогичному периоду 2019 года погрузка на экспорт выросла на 20%, в том числе в направлении портов Северо-Запада — на 14,5%, Юга — на 22,6%, Дальнего Востока — на 25,6%.

Анатолий Яновский, заместитель министра энергетики РФ, 27 ноября 2020 года
Мы наблюдаем уже последние несколько месяцев, вторую половину года, как последовательно возрастают объемы экспорта угля

По итогам первых 11 дней января тенденция сохраняется, рассказывают в ОАО РЖД: погрузка угля выросла на 5% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. При этом экспортные поставки увеличились более чем на 20%, в том числе в направлении портов Северо-Запада — на 17%, портов Юга — в 1,7 раза, Дальнего Востока — на 24%. «В условиях недозагруженности железнодорожной инфраструктуры на северо-западном направлении дальнейший рост объемов перевозок здесь будет зависеть от конъюнктуры на европейских рынках сбыта угля»,— полагают в ОАО РЖД.

Текущий рост цен стал приятным сюрпризом для рынка. Так, аналитики УГМК, в состав которой входит «Кузбассразрезуголь», говорили о возможном падении цен на энергетический уголь в Атлантическом бассейне в ноябре-декабре на 8–10%. Негативные ожидания были связаны с перспективой роста предложения угля и сокращения спроса из-за второй волны COVID-19 и новых локдаунов в Европе.

На деле, однако, эта зима в Северном полушарии оказалась холодной, особенно в Азии, что уже вызвало резкий всплеск цен на газ.

В Европе спотовые цены на газ превышают $280 за тыс. кубометров, при этом уже при цене выше $200 за тыс. кубометров работа современных угольных станций становится более рентабельной, чем газовых, а при $300 за тыс. кубометров становится выгодным запуск даже 40-летних угольных блоков.

По словам Айрата Халикова из Газпромбанка, рост цен на энергетические угли связан с ростом спроса в промышленности после смягчения жестких карантинов. Вторым фактором является текущая зима в Европе и Северной Америке, которая холоднее, чем зимы 2018–2019 и 2019–2020 годов. Это привело к росту спроса на природный газ и энергетические угли со стороны электростанций и коммунальных служб, говорит аналитик. Дополнительным фактором являются перебои экспорта из Индонезии из-за погодных условий.

Аналитик отмечает, что рост цен на угли произошел в удачное время: крупные поставщики как раз готовились перезаключать годовые и полугодовые контракты и смогли договориться о более выгодных условиях.

«Для российских угольщиков важным позитивным моментом является девальвация рубля в 2020 году, что позволило снизить долларовые затраты»,— полагает эксперт. Однако, добавляет он, нужно учесть, что девальвация рубля также увеличивает затраты на импорт оборудования, что в целом будет влиять негативно на инвестиционную активность и может замедлить темпы роста.

Евгений Зайнуллин, Наталья Скорлыгина

Уголь как хорошо забытое будущее — Энергетика и промышленность России — № 15-16 (107-108) август 2008 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 15-16 (107-108) август 2008 года

Россия занимает первое место в мире по разведанным запасам угля. Тем не менее за последние тридцать лет использование этого топлива в нашей стране значительно сократилось. Сейчас отдельные регионы РФ сидят на «газовой игле», а это при прекращении подачи газообразного топлива или при низких температурах атмосферного воздуха (-25 °С и менее) уже приводило и в последующем может привести к возникновению чрезвычайных ситуаций.

Повсеместная замена угля жидким и газообразным топливом привела к снижению его доли в топливном балансе нашей страны до 8‑10 процентов.

В то же время потребление угля в экономически развитых странах увеличилось на 200 процентов и продолжает повышаться. В настоящее время около сорока процентов всей электрической энергии – например, в Великобритании, США, Франции и Канаде – вырабатывается за счет сжигания угля. По прогнозам, потребление этого вида топлива в развитых странах мира должно достигнуть к 2020 году около 250 процентов от уровня 1975 года.

Почему не используется уголь?

Снижение доли потребления угля в России вызвано рядом объективных причин: большими объемами добычи нефти и газа; сложностью, трудоемкостью и невысокой автоматизацией процесса топливоподготовки; устаревшими технологиями и длительностью технологии подготовки угля к сжиганию; количеством обслуживающего персонала; относительно невысокой калорийностью угля; значительной долей в угле негорючих минеральных включений и примесей, в том числе – и образующих экологически опасные вещества при воздействии разных температур в процессе химических реакций; образованием большого количества твердосвязанных золо-, шлако- и коксоотложениий на поверхностях нагрева в процессе сжигания; техническими трудностями в эксплуатации топливного хозяйства сжигающих установок; высокими затратами на техническое обслуживание и другими причинами. Кроме того, немаловажными факторами сокращения потребления угля явились глубокие кризисные явления в российской экономике 1990‑х годов, потеря высококвалифицированных специалистов и низкий уровень внедрения эффективных технологий подготовки и сжигания угля.

Преимущества использования

Уголь является самым распространенным в России природным ископаемым. При этом его добыча осуществляется в основном открытым способом, поэтому данный вид твердого топлива – самое дешевое в нашей стране горючее. Использование угля по сравнению с применением жидкого или газообразного топлива не требует герметичных высоконапорных перекачивающих и подающих систем и резервуаров: хранение и подача угля на сжигание – менее взрывопожароопасная операция, чем аналогичные процессы с жидким и газообразным топливом; самая высокая калорийность горючей части; более простое топливное хозяйство.

Есть и другие преимущества. Положительным моментом в использовании данного вида топлива являются его огромные природные запасы, превышающие запасы нефти и природного газа. Это необходимо использовать для экономического подъема России.

В условиях постоянного удорожания углеводородных энергоносителей использование угля является наиболее экономически выгодным в различных отраслях экономики РФ, особенно в угледобывающих регионах.

Почему не внедряются новые технологии?

Перевод российской энергетики на жидкое и газообразное топливо привел к снижению объемов промышленного потребления угля и пониженному интересу к данному виду горючего. В связи с этим прекратилось внедрение современных технологий, давно применяемых в экономически развитых странах.

Невостребованность связана также с отсутствием финансовых средств на научные разработки, с резким сокращением количества ученых и инженеров, работающих по угольной тематике, и недопониманием данного вопроса.

Одним из аргументов против использования угля является высокий уровень вредных выбросов продуктов сгорания. Однако новые технологии у нас в стране разрабатывались и разрабатываются до сих пор.

Чтобы завтра не было дефицита тепла и света, необходимо уже сегодня создать условия ученым и выделить средства для внедрения существующих новых технологий.

Особенности сгорания

Известно, что любое углеводородное топливо, включая и уголь, горит в газообразном состоянии. При этом эффективность процесса горения (т. е. наибольшее количество получаемой тепловой энергии) наряду с другими факторами определяется соотношением углерода и водорода (С/Н) в горючей части топлива.

Однако, в отличие от газообразного или жидкого углеводородного топлива, на качество процесса горения угля и количество получаемой при этом энергии большее влияние оказывает структура горючего, форма и размеры угольных частиц, влагосодержание угля и другие факторы.

Для первичного нагрева, прогрева и воспламенения угольных частиц требуется подвод тепловой энергии – так называемая подсветка – в противном случае процесс горения прекращается. Горение угля начинается тогда, когда достигается температура окисления углерода (около +950. ..+1050 °С), а газообразные продукты, образовавшиеся в результате выхода летучих веществ, не препятствуют доступу кислорода воздуха к сгораемому топливу.

При подводе тепла к угольным частицам быстро нагревается их тонкий поверхностный слой и равномерно прогреваются их внутренние слои. При этом воздух диффундирует во внутренние слои горючего, что приводит к его светимости, медленному и равномерному разложению, выходу значительного количества летучих составляющих, а также к выделению тепловой энергии.

Технологии сжигания

Технологии подготовки и сжигания угля развивались в течение XIX и XX веков по мере увеличения объемов его промышленного потребления.

На сегодняшний день применяется множество технологий подготовки и сжигания угля. Однако практический интерес представляют технологии, сочетающие в себе как высокую экономическую эффективность, так и высокую экологическую чистоту. К таким технологиям следует отнести:
• псевдофакельное сжигание пылеугольновоздушной смеси;
• факельное сжигание угольноводяной суспензии;
• сжигание угля в кипящем слое;
• низкотемпературный вихревой способ сжигания.

Рассмотрим эти технологии более подробно.

Псевдофакельное сжигание

Подготовка угля к данному способу сжигания заключается в сухом помоле исходного топлива с влажностью до 21 процента в центробежных мельницах до получения однородных угольных частиц со средним размером (дисперсностью) 50‑300 мкм, образующих угольную пыль.

Приготовленная пыль поступает в вибрирующий сборный бункер‑сепаратор, где угольные частицы размером более 70 мкм отводятся назад в мельницу, а частицы с размером 50‑70 и менее мкм всасываются струйным аппаратом, прокачиваемым подогретым (до температуры +300 °С и более) воздухом, приготавливая при этом сухую пылеугольновоздушную смесь (ПУВС).

Далее ПУВС подается воздухом к топливным горелкам со сниженным выходом оксидов азота.

С помощью горелок смесь распыляется в топочном объеме и зажигается, образуя факел, похожий на мазутный. Для первичного нагрева угольных частиц и постоянного поддержания процесса горения под корневую часть факела непрерывно подается небольшое количество жидкого или газообразного топлива, образуя подсветку.

Псевдофакельное горение угля имеет гомогенный характер, в результате чего суммарная площадь контакта горючего и окислителя максимально возможная, а коэффициент избытка воздуха для организации горения данного вида топлива – минимальный и составляет не более 1,3.

Рассмотренная технология подготовки и сжигания угля показала свою высокую эколого-экономическую эффективность в котлах большой мощности ТЭС Великобритании, в частности Eggborough и Longannet, и в котельных установках крупных ТЭС Франции, США, Канады и Тайваня.

Технологический процесс псевдофакельного сжигания угля постоянно совершенствуется в экспериментальных центрах Mitsui Babcock и Ratcliffe, расположенных в Шотландии и Англии.

Факельное сжигание

Впервые этот способ сжигания угля был предложен, разработан и опробован в России.

Подготовка угля к сжиганию включает помол исходного топлива в шаровых или барабанных мельницах до получения однородных угольных частиц размером не более 40‑50 мкм.

После этого полученная угольная пыль смешивается с пресной водой и готовится грубодисперсная углеводяная суспензия (УВС), включающая 65‑70 процентов угля и 30‑35 процентов воды.

Далее УВС винтовыми насосами подается на форсунки топливных горелок, которые распыляют суспензию в топку котла в виде факела.

В качестве распыляющей среды применяется как пар, так и воздух. Воспламенение факела углеводяной суспензии производится мазутом, подаваемым растопочной форсункой, и по достижении ее устойчивого гомогенного горения подача мазута прекращается, и растопочная форсунка отключается. Последующее горение УВС идет без подсветки.

Коэффициент избытка воздуха при сжигании угля указанным способом составляет не более 1,2. Технология факельного сжигания углеводяной суспензии подтвердила свою высокую эколого-экономическую эффективность в энергетических котлах Беловской ГРЭС и Новосибирской ТЭЦ-5 (Россия).

Кроме того, данная технология сжигания угля применяется в США, Канаде, Японии, Швеции, Китае и Италии. В настоящее время Китай активно продвигает представленную технологию подготовки и сжигания угля на мировом энергетическом рынке.

Сжигание в кипящем слое

Для реализации способа сжигания угля в кипящем слое производится дробление топлива до получения частиц размером не более 25‑30 миллиметров.

Размельченный уголь подается транспортером в бункер, из которого с помощью скребкового питателя подается в район первой дутьевой зоны решетки.

Одновременно часть воздуха (около 60 процентов), подогретого в воздухоподогревателе, дутьевым вентилятором нагнетается в дутьевые зоны под колосниковую решетку через зазоры между колосниками для формирования высокотемпературного кипящего слоя и организации процесса сгорания угля.

Оставшийся воздух (около 40 процентов) подается в сопла вторичного дутья для дожигания продуктов неполного сгорания и создания специальной аэродинамики в топочной камере, а также на работу воздушного струйного аппарата, возвращающего горючие компоненты на дожигание.

В случае сжигания угля в кипящем слое горение носит гомогенно-гетерогенный характер.

Полное выделение энергии в кипящем слое обеспечивается всеми горящими в нем угольными частицами. Коэффициент избытка воздуха при сжигании в кипящем слое составляет 1,3. Наибольшая эффективность данного способа сжигания достигнута в котельных установках средней и малой мощности.

Для практической реализации данного способа сжигания угля необходимо дооборудовать котлы топками высокотемпературного кипящего слоя.

Низко-температурное вихревое сжигание

Данный способ сжигания угля впервые предложен, разработан и внедрен российскими инженерами и учеными.

При реализации этого способа перед подачей на горение уголь подвергается углубленному помолу с получением угольных частиц максимальным размером до 10‑25 миллиметров. Первичный воздух в зону горения нагнетается снизу по оси топки и закручивается.

Угольные частицы транспортируются к зоне горения вторичным, воздушным потоком, образуя угольновоздушную смесь, которая подается в вихревой поток первичного воздуха горелками, расположенными под углом к оси топки.

Первое воспламенение смеси осуществляется газом, дизельным топливом или мазутом при помощи растопочной форсунки, затем процесс сгорания угольных частиц идет в виде турбулентного факела без подсветки. В топке котла организуются две зоны горения, разнесенные по высоте: вихревая и прямоточная.

Вихревая зона является основной и занимает нижнюю часть внутреннего объема топки от устья холодной воронки до горелок. Прямоточная зона горения располагается над вихревой зоной.

В нижнем объеме топки (вихревой зоне) организуется вращательное движение газового потока с горизонтальной осью вращения. Горящие угольные частицы и горячие топочные газы циркулируют в вихревой зоне и отводятся из нее в район горелок, через которые происходит подвод в топку новой, свежей порции топливовоздушной смеси.

Смешиваясь с горячими частицами и газами, новая порция помолотого угля быстро прогревается и воспламеняется, обеспечивая устойчивое горение в топке.

Горение топлива равномерно распределено по всему объему топки и не зависит от изменения нагрузок на котел.

Такое сжигание угля снижает максимальную температуру в ядре факела и выравнивает температурное поле по всему объему горения.

Коэффициент избытка воздуха при указанной технологии сжигания угля составляет не более 1,3.

Технологический процесс подготовки и низкотемпературного вихревого сжигания угля длительное время используется на энергетических котлах средней и большой мощности энергетических объектов России, например на Иркутской ТЭЦ-10 и Усть-Илимской ТЭЦ.

Области использования

По мнению авторов, широкое внедрение современных энергосберегающих и экологически чистых технологий подготовки и сжигания угля и область его использования в России может быть значительно расширена уже в ближайшее время. Уже сегодня данный вид углеводородного горючего способен успешно конкурировать с жидким или газообразным топливом, например, в крупной и средней энергетике, а в перспективе уголь может возвратиться в качестве топлива на железнодорожный и морской транспорт. Кроме указанного, уголь можно использовать для получения синтетического газообразного и жидкого топлива.

В настоящее время в развитых странах области использования угля расширяются, чему способствуют не только высокие цены на жидкие и газообразные углеводороды, но и положительные результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по повышению экологической чистоты данного горючего. Под экологической чистотой угля в данном случае понимается, прежде всего, значительное снижение вредных выбросов в атмосферу при его сжигании. Экологическая чистота достигается, во‑первых, удалением из угля вредных химических веществ, соединений и элементов до его использования, во‑вторых, вводом мелкодисперсных жидких или сухих присадок, например силанита, серпентина или воды, перед его подачей в зону горения и, в‑третьих, очисткой дымовых газов.

Что делать?

Запасы ископаемых горючих в нашей стране огромны, но исчерпаемы – поэтому необходимо постоянно корректировать концепцию использования различных видов углеводородных топлив с целью их наиболее рационального применения в разных секторах российской экономики, этого сегодня требуют и новые экономические условия.

Ни одна высокоразвитая страна мира не позволяет себе такую роскошь, как отопление исключительно газообразным или жидким топливом котельных агрегатов крупных ТЭС.

При разработке стратегии использования топлива необходимо учитывать опыт экономически развитых стран мира, таких, как Великобритания, США, Канада, Япония, – где различные энергоносители применяются дифференцированно – а именно: уголь – в котлоагрегатах крупных ТЭС; жидкое горючее – в двигателях, установках транспортных средств и резервных аварийных энергокомплексах; а газообразное топливо – в бытовой сфере.

Такое использование углеводородных топлив является наиболее рациональным и экономным.

Возрождение угля. Грязное топливо снова в моде, несмотря на климатический аврал

• Алексей Калмыков
• Би-би-си

28 декабря 2021

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Даже у климатического пионера — Европы не получается полностью отказаться от угля

Уголь переживает ренессанс. Самое грязное топливо и главный источник парниковых газов в энергетике вновь пользуется бешеным спросом, несмотря на обещания всех стран мира сократить выбросы ради борьбы с глобальным потеплением. Однако не все так плохо — есть в росте потребления угля и хорошие новости для зеленой энергетики.

Уходящий 2021 год оказался рекордным, и в ближайшие три года потребление угля не уменьшится, прогнозирует Международное энергетическое агентство (IEA). А все потому, что восстановление после ковидной пандемии оказалось энергозатратным. Газа, ветра и солнца не хватает, чтобы закрыть бешеный спрос на электроэнергию. Поэтому мир снова принялся жечь уголь, несмотря на протесты экологов.

«После спада в угольной энергетике в 2019 и 2020 годах казалось, что пик был пройден в 2018-м. Однако 2021 год развенчал эти надежды. Спрос на электроэнергию опережает ее производство из низкоуглеродных источников, что вкупе с быстро растущими ценами на природный газ приведет к увеличению выработки на угольных электростанциях на 9% в 2021 году», — подсчитало IEA, на оценки которого ориентируются богатые страны-потребители при определении энергетической политики.

В Европе проблему усугубили погода (в последние месяцы там безветренно и прохладно), дефицит природного газа (треть которого традиционно поставляла Россия) и затянувшийся ремонт на атомных станциях во Франции.

Китай запустил на полную мощность законсервированные было шахты и карьеры, поскольку перестал покупать уголь у Австралии из-за дипломатического конфликта, а высокие цены и перебои с транспортом на мировом рынке не позволили быстро восполнить потерянные поставки.

И это не временный ковидный сбой, а вполне себе новая тенденция. Отказаться от угля быстро не получится, предупреждает IEA. В наступающем году мир сожжет его еще на 1,5% больше, чем в уходящем.

«То, как сейчас развивается ситуация, позволяет предположить, что потребление угля в мире вырастет в 2022 году до невиданного доселе уровня и останется на нем до конца 2024 года», — говорится в ежегодном угольном отчете IEA.

Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер

Подпись к видео,

Почему дорожают газ и свет. Причины и последствия мирового энергетического кризиса

Это хорошие новости для России, которая и без того является крупнейшим в мире поставщиком ископаемого топлива на мировые рынки благодаря нефти и газу, а теперь еще и наращивает добычу и экспорт угля. По оценке IEA, к 2024 году добыча вырастет на 2,8%, тогда как стратегия российских властей предполагает удвоение экспорта в ближайшие 15 лет.

Но рост потребления угля в мире — плохие новости для климата. Генсек ООН Антониу Гутерриш не первый год призывает страны взять на себя четкие обязательства отказаться от сжигания угля, но все никак. Надежды договориться об этом на климатическом саммите в Глазго в ноябре разбились о ковидные реалии.

Как уголь сжигает собственное будущее

Однако есть и повод не впадать в уныние. Как ни парадоксально, ренессанс угля и рекордные цены на природный газ в итоге рискуют лишь ускорить зеленую революцию в энергетике. И вот почему.

Для того, чтобы запустить угольную электростанцию, европейской энергетической компании необходимо купить квоту на выброс парниковых газов. Чем больше выбросов — тем дороже. Так ЕС подталкивает промышленность и энергетику к переходу на зеленые рельсы.

Цена этих квот растет так быстро, что на последнем саммите 27 стран Евросоюза несколько членов ЕС, включая Польшу, Чехию и Испанию, потребовали обуздать спекулянтов.

Они уверены, что без вмешательства финансистов цена квоты на тонну выбросов углекислого газа не могла вырасти с 31 евро в начале года до 90 евро к декабрю, причем только с начала ноября она прибавила аж 50%.

Все это делает запуск угольных электростанций дорогим удовольствием, однако при текущих ценах на природный газ уголь жечь все равно выгоднее, чем более чистый газ.

Автор фото, AFP

Так что Европа продолжит увеличивать потребление угля, а следом будет повышаться и стоимость выброса тонны СО2 — еще и потому, что одновременно с ростом спроса сокращается предложение, ведь с течением времени объем этих квот постепенно уменьшается, поскольку ЕС твердо настроен обнулить выбросы к 2050 году.

И вот тут как раз и кроется утешительный приз для временно проигравших битву за чистых воздух.

Цена квоты на выброс тонны углекислого газа достигла такого уровня, на котором затратные «зеленые» технологии вдруг стали рентабельными. Таких технологий на стадии разработок много, но в промышленном масштабе развиваются пока две главные. Первая — производство водорода для энергетики и транспорта, вторая — улавливание выбрасываемого на производстве углерода и его хранение, например, под землей.

Технологии уже сейчас обходятся от 75 до 120 евро за тонну, однако для того, чтобы компании заинтересовались такими вложениями, цены на выбросы должны продержаться на нынешнем уровне пару лет, говорили аналитики, опрошенные газетой FT.

Повышенный спрос на уголь как раз способствует этому. Однако уверенности у экспертов нет, хотя некоторые и ожидают роста цен до трехзначных цифр и даже до 200 евро за тонну.

Дело в том, что помимо рыночных факторов на котировки влияют и политические, как показал демарш Польши, Чехии и Испании на последнем саммите ЕС. Теоретически все идет к тому, чтобы цены росли и дальше, поскольку Европа собирается расширить число тех, кто обязан покупать квоты, и намерена урезать льготы для промышленности, авиации, морского транспорта и других отраслей.

Однако Еврокомиссия — фактически правительство ЕС — пока не смогла убедить власти 27 стран. Политики там опасаются недовольства населения растущими платежами за свет и газ.

И все же если квоты на выбросы останутся дорогими ввиду высоких цен на газ, включая российский, и благодаря ренессансу угля в Европе, в том числе на фоне закрытия атомных электростанций в Германии, то технологический прорыв в энергетике может случиться быстрее, чем было бы, оставайся все как было до ковида.

Кто, как и когда заплатит за отказ от угля

Правда, это лишь частично решит проблему выбросов от угольной энергетики и глобального потепления, поскольку ни Европа, ни даже США не являются основными потребителями угля.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Угольный разрез в Индии

Эта роль отведена Китаю и Индии — на них приходится две трети всего мирового спроса. По оценкам IEA, в Китае, потребляющем половину всего угля в мире, спрос будет расти ближайшие три года на 1% в год, а в Индии — на 4% в год до 2024 года.

«Эти две страны с общим населением почти в 3 млрд человек и определят будущее угольной энергетики. Судьба угля зависит от того, как быстро и насколько эффективно эти страны будут двигаться к заявленным целям сокращения выбросов», — пишет IEA.

И Китай, и Индия обещают и хотят сократить выбросы и намерены в будущем полностью отказаться от угля. Четких сроков нет, есть только четкое понимание, что они не собираются делать это любой ценой.

Развивающиеся страны считают, что счет за зеленую революцию должны оплатить развитые экономики, поскольку именно их накопленные выбросы виновны в нынешнем потеплении, и потому что в их индустриальную революцию не было никаких ограничений, и благодаря ей они разбогатели.

По мнению IEA, в Европе и США уголь уже в следующем году выйдет из моды. Вторая молодость грязной энергетики быстро обернется эвтаназией под давлением общественности, законов и регулирующих органов.

Однако беглый постковидный ренессанс может оставить на память о себе технологический прорыв, который позволит резко удешевить зеленые технологии в энергетике. Если это случится, то дешевые и чистые технологии быстро распространятся и на остальной мир, навсегда освободив его от необходимости жечь уголь.

угольных судов ожидают разрешения на отплытие, так как Индонезия обдумывает ослабление запрета на экспорт оценить, следует ли еще больше ослабить запрет на экспорт крупнейшего в мире поставщика энергетического угля.

Приостановка была осуществлена ​​1 января, чтобы избежать массовых отключений электроэнергии в стране, после того как государственная коммунальная компания Perusahaan Listrik Negara (PLN) сообщила о критически низких запасах угля на фоне жалоб на то, что горняки не выполняют обязательства по поставке топлива для фирмы. читать далее

Запрет касается крупных импортеров угля, таких как Япония, Южная Корея и Филиппины, которые опасаются экономических потрясений в своей стране.

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.com

Зарегистрируйтесь

Согласно данным Refinitiv Eikon, в настоящее время около 120 судов либо загружаются, либо ожидают отгрузки из индонезийских угольных портов в Калимантане на острове Борнео.

Все 14 загруженных угольных судов, которым в понедельник было дано разрешение на отплытие после проверки властями, все еще ожидали официального разрешения рано утром в среду, сообщил агентству Reuters официальный представитель министерства транспорта Муген Суприхатин Сартото.

Правительство проведет обзор запрета в среду и заявило, что любое возобновление будет постепенным, поэтому оно может оценить, как возобновление экспорта может повлиять на соблюдение майнерами так называемых правил внутреннего рынка (DMO).

Согласно правилам DMO, горнодобывающие компании должны продавать 25% своей продукции на местный рынок с ограничением в 70 долларов за тонну для отечественных электростанций.

Во время панельной дискуссии на MetroTV поздно вечером во вторник высокопоставленный чиновник министерства энергетики Ридван Джамалудин заявил, что запрет остается в силе до января.31, если они не были отменены ранее.

«Сейчас мы ждем доставки угля на электростанции», — сказал Ридван.

В ходе того же обсуждения исполнительный директор PLN Дармаван Прасоджо заявил, что компания выполнила обязательства по поставке 16,2 млн тонн угля.

PLN в заявлении в среду говорится, что он работает над тем, чтобы обязательства, взятые во время запрета на экспорт, были выполнены вовремя.

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.

com

Зарегистрируйтесь

Репортаж Бернадетт Кристины Мунте; Написание Франсиски Нангой; Под редакцией Мартина Петти

Наши стандарты: Принципы доверия Thomson Reuters.

Почему уголь символизирует непослушание — The Atlantic

В 2014 году The Killers выпустили рождественский сингл «Joel, the Lump of Coal». Вместо традиционного рождественского персонажа в песне рассказывается горько-сладкая история Джоэла, анимированного куска угля, который хочет получить подарок на Рождество. Уголь, как известно, никому не нужен; это наказание и упрек.

Но было время, когда многие американцы с радостью приняли Джоэла и уголь.До начала 20-го века уголь был символом защиты от зимних холодов. Только по мере того, как запасы ископаемого топлива и доступ к нему расширялись, дар угля стал следствием озорства. Но прошло столетие с тех пор, как уголь широко использовался в быту и промышленности. Сегодня, когда люди все еще сжигают уголь, несмотря на известные экологические издержки, это может лучше послужить напоминанием о коллективном экологическом высокомерии.

---

В 19 веке, когда развивались современные формы Рождества и Санта-Клауса, мало упоминалось о наказании непослушных детей углем.Самое известное изображение Санта-Клауса того периода, «Отчет о посещении святого Николая», представляет святого Ника как полностью доброжелательного человека, в его сумке только игрушки для хороших девочек и мальчиков. Даже образы, которые фиксируют его дисциплинарную роль, оставляют темные комочки: в похожем стихотворении, опубликованном двумя годами ранее, «Старый Сантеклаус с большой радостью», Санта говорит: «Но там, где я нашел детей непослушными, / […] я оставил длинный , черный, березовый прут» как угрозу. Появляется плетка, предназначенная для наказания, но опять нет угля.

Вероятно, это связано с тем, что уголь был относительно новым продуктом для отечественной инфраструктуры. Принятие угля, как объясняет историк Шон Патрик Адамс в своей книге Home Fires , только начиналось в 1820-х годах. Он не будет закончен примерно до 1870-х годов. До этого многие люди топили свои очаги дровами. Вместо угля непослушные дети получали в наказание камни, свежие плети в виде веточек, золу или холодную картошку.

В течение века американские домохозяйства все больше полагались на уголь для отопления.Печи заменили неэффективные очаги, а уголь заменил быстро истощающиеся запасы древесины. Примерно в конце века уголь начинает появляться в рождественских сказках.

Среди них рассказ У. Д. Хауэллса 1892 года «Рождество каждый день», в котором маленькая девочка желает бесконечного Рождества. Хауэлл пишет, что родители получают чулки, наполненные «картошкой и кусочками угля, завернутыми в папиросную бумагу, как всегда на каждое Рождество». Позже в сказке рассказчик отмечает: «Через некоторое время угля и картофеля стало катастрофически не хватать, так что многие из них были завернуты в папиросную бумагу, чтобы обмануть пап и мам», предполагая, что уголь мог быть подарком от шутки — или , как носки, разочаровывающий подарок для ребенка, но разумный для взрослого.

Прочтите: Почему вы не умеете дарить подарки

Во многих случаях персонажи просто счастливы получить уголь на Рождество. В одном викторианском стихотворении бедная пара с благодарностью получает индейку, картофель и уголь от соседа на Рождество. В другом рассказе бедная семья получает кучу рождественских подарков от родственников, в том числе полный погреб угля.

Уголь, похоже, принял свой карательный символизм на рубеже веков. К тому времени этот материал занял большую часть домашнего отопления.В то время как были исключения, такие как дорогие дровяные или паровые системы отопления, многие американцы все больше и больше полагались на своего местного торговца углем и все более отдаленные шахты. Уголь был обычным явлением и имелся в изобилии, что делало его плохим подарком, как ветки и камни прежних лет.

В рассказе Майрона Адамса «Принц хороших товарищей» 1912 года четко прослеживается связь между углем и плохим поведением. По сюжету Том и его мать берут на себя ответственность устроить «настоящее Рождество», включая подарки от Санты, для младших сестер Тома, несмотря на бедность семьи.Чтобы убедиться, что обман сработал, Том рассказывает своим сестрам ту же историю, которую взрослые рассказывали столетие назад: Санта дарит плохим мальчикам камни. Затем он наполняет свой чулок завернутыми кусками угля.

Уголь, вероятно, был ближайшим камнем, который Том мог найти в своей городской среде. В его доме будет небольшая куча, готовая к сожжению. На Рождество маленькие девочки бунтуют, когда раскрываются «подарки» Тома; они считают, что Санта совершил серьезную ошибку, потому что Том не плохой мальчик. История Тома — хорошая модель того, как уголь заменили выключатели или камни: кому-то нужно было наказание в последнюю секунду, а уголь был повсюду из-за его использования в домашних печах.

В «Забастовке производителей игрушек», написанной Рут Кэтрин Вуд в 1918 году, в качестве наказания записано, что добыча угля продолжается. В этой сказке эльфы, производящие игрушки, бастуют, поэтому группа фей и ледяной медведь лечат паршу, чтобы наступило Рождество. Они не очень хороши в своей работе, особенно ледяной медведь, который «дал одному плохому мальчику хорошую большую куклу, а куски угля и выключатели положил в чулок хорошей маленькой девочки». Подобно камням из истории Тома, выключатели здесь перенесены на сто лет назад.На самом деле уголь кажется заменой пепла в «золе и прутьях», которые давали плохим маленьким детям. Переход от пепла к углю несложный, но он также предполагает растущее богатство: Санта не наклоняется, чтобы вычерпать пепел из камина, вместо этого он может просто взять несколько пригоршней несгоревшего угля из ведра. Эти истории, кажется, прямо связывают уголь и плохое поведение.

Другие истории начала века показывают, как бедные семьи с радостью получали уголь.Новые методы добычи, транспортировки и сжигания сделали уголь настолько доступным, что состоятельные люди, возможно, без колебаний дали бы его своим детям в наказание (или в шутку). Но для бедняков зимы наверняка были жестоко холодными, если не смертельными. Когда уголь стал доступным товаром, ситуация изменилась, и к 1920-м годам статус угля как наказания для плохих детей был повсюду — в юмористических журналах, детских книгах и газетных статьях. К концу десятилетия уголь был любимой рождественской традицией.В 1928 году Роберт Денвир вспоминал, как он был потрясен, увидев свой чулок, набитый углем: «Когда вы заглядывали в чулок, висевший у края камина, там всегда был большой кусок угля, и ваше сердце внезапно падало вниз».

---

Сегодня угля практически никто никому не даст — во многом потому, что его трудно найти в обычной домашней жизни. Вместо этого кусок угля стал символом его истории столетней давности.

Для самых преданных можно приобрести через Интернет сумку из антрацита из Пенсильвании.Одна коробка свежего угля рекламируется как годная для школьных проектов, поделок, выставок, украшений, чулок, «или, конечно, вы можете ее сжечь». В обзорах говорится, что коробку часто покупают в качестве рождественского подарка. На Etsy вы можете купить кустарный уголь прямо из Западной Вирджинии.

Сегодня большинству людей не нужен настоящий уголь, поэтому полезные предметы продаются так, как если бы они были углем. Вы можете купить мыло с древесным углем, черный попкорн, пакеты с надписью «уголь», головоломку с куском угля, украшения с углем в оправе, мешочки из-под кошачьей мяты с надписью «уголь», леденцы и сотни других предметов. подобные предметы.Это все шутки, конечно. Предоставление кому-то куска «угольного» мыла имеет приятный двойной смысл: сказать ему, что вы считаете его непослушным, а затем дать ему инструмент для очистки его моральной грязи.

Символика угля также появляется в популярных СМИ. Уголь находит свое отражение в поп-песнях, таких как «Джоэл, кусок угля». Такие мультфильмы, как SpongeBob и Teen Titans Go , повторяют идею о том, что добывать уголь — это плохо. Книги для всех возрастов, от детей до взрослых, пересказывают мораль, чтобы поощрить хорошее поведение или, по крайней мере, пошутить над этим. Газеты продолжают раздавать куски либо в заголовках, либо в карикатурах. Угольные подарки бывают даже в формате GIF.

Читайте: Радость Рождества без подарков

Социальные сети тоже не чужды кускам угля. В Твиттере вы можете найти людей, предлагающих потенциальных получателей кускового угля в течение всего года. В Instagram есть несколько тысяч постов для #lumpofcoal и #coalforchristmas, хотя первый в основном рекламирует товары на Etsy. Есть даже странная коллекция видео на YouTube, где родители снимают, как их дети получают уголь.В ярком примере видео такого типа ребенок злорадствует и благодарит Санту только для того, чтобы открыть коробку, наполненную чем-то вроде угольных брикетов. Она плачет, глядя, как леди Макбет, на черные пятна на своих руках. Эта бедная девушка так уверена в том, что ее ждет щедрость, и так сильно поражена значением этих черных кирпичей (в отличие от некоторых других видео, где символизм утерян). Упрек в ее поведении ранит. Этот уголь несет моральный вес, видимый, когда он выскальзывает из рук девушки.

Это моральное бремя сохраняется, даже если большинство американцев не находятся в постоянном контакте с кусками угля. В 2016 году на уголь приходилось почти 15 процентов всей потребляемой энергии. Но он по-прежнему широко используется для производства электроэнергии. В отличие от печей рубежа веков, это использование угля сегодня в значительной степени невидимо для граждан, поэтому кусок угля кажется просто развлечением. Люди шутят о подарках в виде угля как о ностальгическом пережитке прошлого Рождества.

Но, в отличие от 19-го века, сегодняшние дарители обладают более мрачными знаниями о веществе.Даже шутки про уголь, вроде Джоэла, содержат широко известные факты о его роли в изменении климата. Несмотря на это осознание, люди продолжают принимать угольную энергию и беспечно дарить уголь. Это делает уголь идеальным средством для антропоценовых чулок: без появления инфраструктуры, работающей на ископаемом топливе, люди никогда не использовали бы уголь для наказания детей, и теперь человечество, похоже, не может перестать полагаться на него. Уголь не нужно хранить как символ индивидуального непослушания, если он остается реальной причиной коллективного зла — невозобновляемого источника энергии, который продолжает угрожать окружающей среде.Может быть, в качестве подарка уголь может служить новой цели: как напоминание об этом постоянном факте — серьезный, экологический memento mori вместо наказания или шутки.

Япония перед лицом изменения климата строит угольные электростанции

Япония, третья по величине экономика в мире, склоняется к угольной энергетике, что является поразительным шагом в то время, когда климатический кризис набирает обороты, а большинство ее экономических конкурентов сокращают использование источника энергии с высоким уровнем загрязнения.

Перспектива увеличения количества угля маячила годами: в 2018 году Япония предложила добавить в свой флот 36 новых угольных электростанций.Ранее в этом месяце New York Times сообщила, что Япония пересмотрела этот план, но все еще находится на пути к тому, чтобы добавить в общей сложности 22 угольных электростанции на 17 объектах в течение следующих пяти лет. Около 15 из этих заводов уже строятся.

Если все 22 электростанции будут введены в эксплуатацию, Япония установит достаточно новых угольных электростанций, чтобы ежегодно выбрасывать дополнительно 74,7 миллиона метрических тонн углекислого газа, что больше, чем общие выбросы таких стран, как Норвегия и Швеция.

Это наращивание угля сделает Японию пятым по величине источником выбросов парниковых газов в мире, единственной страной G7, строящей больше угольных электростанций внутри страны, и крупнейшим финансистом G7 угольной генерации в других странах.

В соответствии с Парижским соглашением по климату Япония обязалась к 2030 году сократить свои выбросы на 26 процентов по сравнению с уровнем 2013 года. В прошлом году кабинет министров Японии также принял стратегию сокращения выбросов, которая сделает страну нейтральной с точки зрения выбросов углерода после 2050 года. Но если 22 новых угольных электростанции будут запущены и запущены, Япония может превысить свою цель к 2030 году и еще больше отклониться от своей цели к 2050 году.

«Уголь является крупнейшим источником выбросов CO2 в Японии», — сказала Кимико Хирата, международный директор Kiko Network, японской группы по защите окружающей среды.«Строительство нового угля — явное противоречие Парижскому соглашению, которого придерживается Япония».

Это также неловко для организаторов Олимпийских игр 2020 года в Токио, которые утверждают, что «закладывают основу декарбонизации» с помощью обширных возобновляемых источников энергии, транспортных средств на водороде и компенсации выбросов углерода.

Но этот шаг показывает, что, несмотря на предполагаемую озабоченность этого правительства климатом, существуют более мощные политические и экономические силы — и игроки — которые определяют энергетическую политику Японии, часто вопреки воле многих японских граждан.Будучи бедной ресурсами островной страной, Япония более чем на 90 процентов потребляет импортную энергию, поэтому правительство озабочено обеспечением надежных источников топлива. Уголь, который Япония покупает у региональных союзников, успокаивает некоторые части правительства.

Угольная энергетика также является основой экспортной стратегии Японии. Его банки финансируют спроектированные и построенные японцами электростанции по всему миру.

Таким образом, несмотря на собственные последствия изменения климата, от повышения уровня моря до смертоносной экстремальной жары, Япония продвигается вперед с источником топлива, который усугубляет проблему.

Япония все еще восстанавливается после ядерной катастрофы на Фукусима-дайити

Чтобы понять, почему Япония обратилась к углю в этот критический исторический момент, мы должны вернуться в 2011 год, когда землетрясение силой 9 баллов вызвало мощное цунами высотой более 20 футов и обрушилось на части тихоокеанского побережья Японии.

Реакторы на АЭС «Фукусима-дайити» автоматически отключились в ответ на землетрясение, но цунами захлестнуло дамбу станции, остановив резервные генераторы, которые обеспечивали жизненно важное охлаждение бездействующих реакторов.Потеря теплоносителя привела к расплавлению и взрывам на заводе с выбросом опасных радиоактивных материалов.

В связи с этим из региона эвакуировано более 150 000 человек. Несмотря на некоторое увеличение радиационного облучения окружающей среды, основной ущерб от стихийного бедствия был связан с перемещением стольких людей, начиная от обострения заболеваний и заканчивая потерей доступа к медицинской помощи и проблемами с психическим здоровьем, такими как посттравматическое стрессовое расстройство.

Между тем, весь парк атомных электростанций Японии, обеспечивающий одну треть электроэнергии страны, был отключен для проверки безопасности и обновлений.До катастрофы Япония стремилась увеличить свою долю ядерной энергии до 53 процентов.

Последствия катастрофы затронули и другие страны. Германия также готовилась построить больше атомных электростанций до землетрясения 2011 года. После катастрофы на Фукусиме Германия развернулась на 180 градусов и решила полностью отказаться от использования ядерной энергии.

Девять лет спустя последствия землетрясения продолжают сотрясать Японию. В стране есть или будет выведено из эксплуатации 24 реактора, что составляет 40 процентов от их общего количества.Из оставшихся реакторов перезапущено менее половины. Доля атомной энергетики в выработке электроэнергии в настоящее время упала до 3 процентов, а ископаемое топливо в значительной степени заполняет образовавшуюся пустоту.

Атомная энергетика в Японии была остановлена ​​вскоре после землетрясения в Тохоку в 2011 году, оставив ископаемое топливо для заполнения пустоты. Управление энергетической информации

Стоит отметить, что потребление угля в Японии росло до катастрофы на Фукусиме, но землетрясение, цунами и таяние ускорили его рост.В то время как Япония использует больше возобновляемых источников энергии — в 2018 году она составляла 17,4 процента от энергетического баланса, — более половины электроэнергии в Японии приходится на уголь и природный газ.

Японское правительство больше беспокоится об экономике, чем об окружающей среде

Правительство публично заявляет о своей заботе об окружающей среде и своей добросовестности, но мощное Министерство экономики, торговли и промышленности Японии (METI) является ключевым игроком в принятии решений об энергетике страны, и оно отдает приоритет надежной и дешевой электроэнергии по сравнению с низкими энергозатратами. выбросы.Премьер-министр Японии Абэ Синдзо также использовал министерство для продвижения своей программы по ускорению экономического роста Японии, напрямую вмешиваясь в такие сектора, как энергетика.

METI уже давно жалуется на то, что Япония платит одни из самых высоких расходов на электроэнергию в мире, и ищет надежный и недорогой источник электроэнергии.

В Японии одни из самых высоких цен на электроэнергию в мире. МЕТИ

Это связано с тем, что Япония зависит от экспорта и по-прежнему имеет много тяжелой промышленности, которая сталкивается с более жесткой конкуренцией со стороны таких конкурентов, как Китай.Эти высокие цены на энергоносители увеличивают цены на экспорт Японии. Добавьте к этому замедление экономического роста и долг, который более чем вдвое превышает общий объем производства Японии, и вы получите правительство, сталкивающееся с сокрушительным давлением с целью снижения затрат и расширения бизнеса.

Прямо сейчас некоторые районы Японии делают большие ставки на возобновляемые источники энергии. Префектура Фукусима, где расположена АЭС «Фукусима-дайити», пытается дистанцироваться от атомной энергетики, стремясь к 2040 году полностью перейти на возобновляемые источники энергии.В настоящее время возобновляемые источники энергии обеспечивают 40 процентов электроэнергии префектуры.

Но в Японии в целом солнечная, ветровая, геотермальная и гидроэнергетика обеспечивает лишь 17 процентов электроэнергии страны. Будучи густонаселенной островной страной, Япония столкнулась с ограничениями в землепользовании в связи с развертыванием крупномасштабных ветряных и солнечных электростанций. Правила рынка электроэнергии также поддерживают высокие цены на солнечную и ветровую энергию в Японии, хотя METI недавно предприняла шаги по смягчению этих правил, чтобы помочь снизить затраты на чистую энергию.

В долгосрочной перспективе правительство по-прежнему скептически относится к тому, что возобновляемые источники энергии могут одновременно соответствовать экономическим и климатическим целям Японии.

«Сейчас ситуация такова, что для возобновляемых источников энергии с колеблющейся мощностью, таких как солнечная энергия, энергия ветра и т. д., необходимы корректировки с использованием регулирования спроса, насосной, тепловой энергии и т. д., и полное обезуглероживание с использованием только этих методов затруднено», согласно к стратегическому энергетическому плану METI на 2018 год. «Они становятся более полезными в сочетании с хранением электроэнергии и водородом, но есть проблемы с увеличением по сравнению с зарубежными затратами на производство электроэнергии и ограничениями в электросети и т. д.

Таким образом, атомная энергетика в значительной степени остается единственным вариантом производства безуглеродного электричества в Японии. Но общественность категорически против. «У ядерной компании довольно плохая репутация в Японии, — сказал Скотт Гарольд, старший политолог корпорации RAND.

Поскольку атомная энергетика в значительной степени исключена из обсуждения, а возобновляемые источники энергии вызывают скептицизм, японские чиновники все чаще обращаются к природному газу и углю, несмотря на возражения экологов и местных жителей во многих населенных пунктах, где планируется строительство новых электростанций.

Активисты-экологи считают это решение более мотивированным стремлением сэкономить деньги, чем попыткой повысить надежность энергоснабжения. «Это правда, что возобновляемые источники все еще дороже, чем уголь, а уголь является одним из самых дешевых вариантов в Японии, но также верно и то, что без строительства новых угольных электростанций у нас не будет проблем с электроснабжением в Японии, независимо от [] ядерное отключение, — сказал Хирата. На самом деле, некоторые проекты угольной энергетики были отменены из-за отсутствия спроса на энергию, а также из-за давления со стороны потребителей на использование более чистой энергии и ужесточения экологических норм.

Подъем Китая угрожает Японии, поэтому он хочет использовать уголь для укрепления и расширения своего влияния

После Индии и Китая Япония является третьим по величине импортером угля в мире. Около двух третей японского угля поступает из Австралии, страны, которая также сталкивается с климатическими бедствиями и изо всех сил пытается обуздать свою экономическую зависимость от угля.

Но Япония также является крупным экспортером угольных технологий, и ее правительство использовало эти электростанции как средство проявления «мягкой силы».Через государственные учреждения, такие как Японский банк международного сотрудничества, правительство финансировало строительство новых угольных электростанций в таких странах, как Вьетнам, Индонезия и Бангладеш.

Правительство Японии утверждает, что на этих угольных электростанциях используются ультрасверхкритические котлы, которые намного более энергоэффективны и меньше загрязняют окружающую среду на единицу энергии. Но эти заводы по-прежнему выделяют парниковые газы и не дают старта активистам, которые хотят, чтобы мир обнулил выбросы углерода.

В то же время Китай финансирует угольные электростанции во многих из этих же стран.Китай использует финансирование угольной энергетики в качестве ключевого элемента своей инициативы «Один пояс, один путь» для расширения своего экономического и политического влияния в Азии и Африке. И Япония, и Китай в настоящее время стремятся заключить выгодные контракты на строительство в развивающихся странах, чтобы расширить свое стратегическое присутствие.

Япония является одним из крупнейших финансистов угольной энергетики в мире после Китая. Совет по защите природных ресурсов

Тем временем у Японии растет соперничество с другой растущей региональной державой, Южной Кореей.Сеул сделал атомную энергетику ключевым элементом своей экспортной стратегии, а также нацелен на многие из тех же рынков, что и Япония, например, во Вьетнам, Индонезию и Таиланд.

Однако экспорт угля из Японии подрывает ее международное положение. На декабрьском совещании Организации Объединенных Наций по климату в Мадриде министр окружающей среды Японии Синдзиро Коидзуми был встречен холодным приемом, поскольку Япония не взяла на себя новых обязательств по сокращению своих выбросов и не указала, что она будет ограничивать финансирование угольных электростанций в других странах.

Протестующие в костюмах Пикачу собрались на месте, чтобы выразить протест против продолжающейся финансовой поддержки Японией угольной энергетики в развивающихся странах. Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш призвал мир избавиться от «пристрастия к углю», что Коидзуми воспринял как целенаправленный сигнал Японии.

Активисты на Филиппинах протестуют против финансирования Японией угольных электростанций в их стране. Эзра Акаян / Getty Images

«Конечно, мне известно о глобальной критике, в том числе в отношении нашей политики в отношении угля», — заявил Коидзуми на конференции.«Все больше людей в Японии, в том числе и я, считают, что необходимо предпринять дальнейшие меры по борьбе с изменением климата».

Теперь вопрос заключается в том, что Япония представит в конце этого года в Глазго на встрече COP26, где ожидается, что страны, являющиеся участниками Парижского соглашения, возьмут на себя более агрессивные обязательства по сокращению своих выбросов. Япония могла бы отложить некоторые из угольных электростанций, которые у нее есть на чертежной доске, или отказаться от ископаемого топлива в своих государственных банках. Но вряд ли это произойдет при нынешнем правительстве.

И если Япония снова появится с пустыми руками, это может лишить другие страны энтузиазма в стремлении усилить свои амбиции.

Антрацит, Битуминозный, Кокс, Картины, Формирование, Использование

Битуминозный уголь: Битуминозный уголь обычно представляет собой полосчатую осадочную породу. На этом фото видны яркие и тусклые полосы угольного материала, ориентированные горизонтально поперек образца. Яркие полосы представляют собой хорошо сохранившийся древесный материал, такой как ветки или стебли. Тусклые полосы могут содержать минеральный материал, смытый в болото ручьями, древесный уголь, образовавшийся в результате пожаров в болоте, или разложившиеся растительные материалы.Этот образец имеет диаметр примерно три дюйма (7,5 сантиметра). Фото Геолого-экономической службы Западной Вирджинии.

Что такое уголь?

Уголь представляет собой органическую осадочную породу, которая образуется в результате накопления и сохранения растительных материалов, обычно в болотистой среде. Уголь является горючей породой и, наряду с нефтью и природным газом, входит в тройку наиболее важных видов ископаемого топлива. Уголь имеет широкий спектр применения; наиболее важное использование для производства электроэнергии.

Углеобразующие среды: Обобщенная диаграмма болота, показывающая, как глубина воды, условия сохранения, типы растений и продуктивность растений могут различаться в разных частях болота. Эти вариации дадут разные типы угля. Иллюстрация Геолого-экономической службы Западной Вирджинии.

Торф: Масса недавно скопившихся частично обугленных растительных остатков. Этот материал находится на пути к превращению в уголь, но его источник растительных остатков все еще легко узнаваем.

Наборы камней и минералов: Получите набор камней, минералов или ископаемых, чтобы узнать больше о материалах Земли. Лучший способ узнать о горных породах — это иметь образцы для тестирования и изучения.

Как образуется уголь?

Уголь образуется в результате скопления растительных остатков, обычно в болотистой среде. Когда растение умирает и падает в болото, стоячая вода болота защищает его от гниения. В болотных водах обычно не хватает кислорода, который вступает в реакцию с растительными остатками и вызывает их разложение.Недостаток кислорода позволяет растительным остаткам сохраняться. Кроме того, насекомые и другие организмы, которые могут питаться растительными остатками на суше, плохо выживают под водой в среде с недостатком кислорода.

Для образования толстого слоя растительных остатков, необходимого для образования угольного пласта, скорость накопления растительных остатков должна быть больше, чем скорость разложения. Как только образуется толстый слой растительных остатков, его необходимо засыпать отложениями, такими как ил или песок. Обычно их смывает в болото разлившаяся река.Вес этих материалов уплотняет растительные остатки и способствует их превращению в уголь. Около десяти футов растительных остатков уплотнятся до одного фута угля.

Растительные остатки накапливаются очень медленно. Таким образом, накопление десяти футов растительных остатков займет много времени. Пятидесятифутовому растительному остатку, необходимому для образования угольного пласта толщиной в пять футов, потребуются тысячи лет, чтобы накопиться. В течение этого длительного времени уровень воды в болоте должен оставаться стабильным. Если вода станет слишком глубокой, растения болота утонут, а если не поддерживать водный покров, растительные остатки сгниют.Для формирования угольного пласта необходимо поддерживать идеальные условия идеальной глубины воды в течение очень длительного времени.

Если вы проницательный читатель, вы, вероятно, задаетесь вопросом: «Как пятьдесят футов растительных остатков могут скапливаться в воде глубиной всего в несколько футов?» Ответ на этот вопрос является основной причиной того, что образование угольного пласта является весьма необычным явлением. Это может произойти только при одном из двух условий: 1) повышение уровня воды, точно соответствующее скорости накопления растительных остатков; или 2) опускающийся ландшафт, который идеально соответствует скорости накопления растительных остатков.Считается, что большинство угольных пластов сформировались в условиях № 2 в условиях дельты. В дельте большое количество речных наносов откладывается на небольшом участке земной коры, и вес этих наносов вызывает проседание.

Для образования угольного пласта идеальные условия накопления растительных остатков и идеальные условия оседания должны иметь место на ландшафте, который поддерживает этот идеальный баланс в течение очень долгого времени. Легко понять, почему условия для образования угля возникали лишь небольшое количество раз в истории Земли.Образование угля требует совпадения крайне маловероятных событий.

Ранг (от самого низкого до самого высокого)	Недвижимость
Торф	Масса недавно скопившихся до частично обугленных растительных остатков. Торф представляет собой органический осадок. Захоронение, уплотнение и углефикация превратят его в уголь, в скалу.Он имеет содержание углерода менее 60% в пересчете на сухую беззольную основу.
Бурый уголь	Бурый уголь — уголь низшего ранга. Это торф, который превратился в камень, и этот камень представляет собой буро-черный уголь. Бурый уголь иногда содержит узнаваемые растительные структуры. По определению он имеет теплотворную способность менее 8300 британских тепловых единиц на фунт без содержания минеральных веществ. Он имеет содержание углерода от 60 до 70% в пересчете на сухую беззольную массу.В Европе, Австралии и Великобритании некоторые лигниты с низким уровнем содержания называются «бурыми углями».
Полубитумный	Полубитуминозный уголь представляет собой лигнит, подвергшийся повышенному уровню органического метаморфизма. Этот метаморфизм вытеснил часть кислорода и водорода из угля. Эта потеря дает уголь с более высоким содержанием углерода (от 71 до 77% в пересчете на сухую беззольную массу). Полубитуминозный уголь имеет теплотворную способность от 8300 до 13000 британских термальных единиц на фунт без содержания минеральных веществ.По теплотворной способности он подразделяется на полубитуминозный А, полубитуминозный В и полубитуминозный С.
Битумный	Битуминозный уголь – самая распространенная категория угля. На его долю приходится около 50% угля, добываемого в США. Битуминозный уголь образуется, когда полубитуминозный уголь подвергается повышенному уровню органического метаморфизма. Он имеет содержание углерода от 77 до 87% в пересчете на сухую беззольную основу и теплотворную способность, которая намного выше, чем у лигнита или полубитуминозного угля.По содержанию летучих битуминозные угли подразделяют на низколетучие битуминозные, среднелетучие битуминозные и высоколетучие битуминозные. Битуминозный уголь часто называют «мягким углем»; однако это обозначение является термином непрофессионала и имеет мало общего с твердостью породы.
Антрацит	Антрацит – уголь высшей марки. В отличие от других видов угля, он обычно считается метаморфической породой.Он имеет содержание углерода более 87% в пересчете на сухую беззольную массу. Антрацитовый уголь обычно имеет самую высокую теплотворную способность на тонну без содержания минеральных веществ. Его часто подразделяют на полуантрацит, антрацит и метаантрацит на основе содержания углерода. Антрацит часто называют «каменным углем»; однако это термин для непрофессионала, и он имеет мало общего с твердостью породы.

Уголь антрацит: Антрацит — уголь высшего сорта.Он имеет яркий блеск и ломается полураковистым изломом.

Что такое Уголь «Ранг»?

Растительные остатки — хрупкий материал по сравнению с минеральными материалами, из которых состоят другие горные породы. Поскольку растительные остатки подвергаются воздействию тепла и давления захоронения, они меняют свой состав и свойства. «Степень» угля является мерой того, насколько сильно произошли изменения. Иногда для этого изменения используется термин «органический метаморфизм».

По составу и свойствам угли относятся к ранговой прогрессии, соответствующей степени их органического метаморфизма.Базовая прогрессия рангов представлена ​​в таблице здесь.

Лигнит: Низший сорт угля — «лигнит». Это торф, спрессованный, обезвоженный и литифицированный в горную породу. Он часто содержит узнаваемые растительные структуры.

Каково использование угля?

Производство электроэнергии является основным видом использования угля в Соединенных Штатах. Большая часть угля, добываемого в США, транспортируется на электростанции, измельчается до очень мелких частиц и сжигается.Тепло от горящего угля используется для производства пара, который включает генератор для производства электроэнергии. Большая часть электроэнергии, потребляемой в США, производится за счет сжигания угля.

Угольная электростанция: Фотография электростанции, на которой для производства электроэнергии используется уголь. Три больших дымовых трубы представляют собой градирни, в которых вода, используемая в процессе производства электроэнергии, охлаждается перед повторным использованием или выбросом в окружающую среду. Выбросы, вытекающие из крайней правой трубы, представляют собой водяной пар.Продукты сгорания от сжигания угля выбрасываются в высокую тонкую трубу справа. В этом пакете находятся различные химические сорбенты для поглощения загрязняющих газов, образующихся в процессе сгорания. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Michael Utech.

Уголь

имеет множество других применений. Он используется в качестве источника тепла для производственных процессов. Например, кирпичи и цемент производятся в печах, нагреваемых струей пылевидного угля. Уголь также используется в качестве источника энергии для заводов. Там он используется для нагрева пара, а пар используется для привода механических устройств. Несколько десятилетий назад большая часть угля использовалась для отопления помещений. Некоторое количество угля все еще используется таким образом, но теперь вместо него используются другие виды топлива и электроэнергия, произведенная на угле.

Производство кокса остается важным видом использования угля. Кокс получают путем нагревания угля в контролируемых условиях без доступа воздуха. Это отгоняет некоторые летучие вещества и концентрирует углерод. Затем кокс используется в качестве высокоуглеродистого топлива для обработки металлов и других целей, где требуется особенно горячее пламя.

Уголь

также используется в производстве. Если уголь нагревают, образующиеся газы, смолы и остатки можно использовать в ряде производственных процессов. Пластмассы, кровельные покрытия, линолеум, синтетический каучук, инсектициды, лакокрасочные материалы, лекарства, растворители и синтетические волокна — все они включают некоторые соединения, полученные из угля. Уголь также может быть преобразован в жидкое и газообразное топливо; однако это использование угля в основном носит экспериментальный характер и осуществляется в небольших масштабах.

Все, что вы думаете об угле в Китае, неверно

См. также:  «Исследовательская заметка о U.S. и китайские данные по угольной энергии», Мелани Харт, Люк Бассет и Блейн Джонсон

Энергетические рынки Китая подают смешанные сигналы о намерениях страны в области политики и траектории выбросов. Аналитики по возобновляемым источникам энергии, как правило, сосредотачиваются на массовом расширении возобновляемых источников энергии в Китае и рассматривают страну как мирового лидера в области экологически чистой энергии; сторонники угля и климатические скептики, скорее всего, сосредоточатся на количестве угольных электростанций в Китае — как действующих, так и строящихся — и заявят, что их климатическая риторика скорее ярка, чем реальна.

В декабре 2016 года Центр американского прогресса привез в Китай группу экспертов по энергетике, чтобы выяснить, что происходит на самом деле. Мы посетили несколько угольных предприятий, в том числе завод по переработке угля в жидкость, и прошли почти 200 метров вниз по одной из крупнейших угольных шахт Китая, чтобы взять интервью у инженеров, руководителей предприятий и представителей местных органов власти, работающих на переднем крае добычи угля в Китае.

Мы обнаружили, что угольный сектор страны претерпевает масштабные преобразования, охватывающие все сферы от шахт до электростанций, от Ордоса до Шанхая.Китай действительно становится зеленым. Страна находится на пути к перевыполнению обязательств по сокращению выбросов, выдвинутых ею в рамках Парижского соглашения по климату, и повышение чистоты угля является неотъемлемой частью этого процесса.

С точки зрения климата идеальным сценарием для Китая было бы закрытие всех своих угольных электростанций и полный переход на экологически чистую энергию. На самом деле энергетическая экономика Китая представляет собой огромный корабль, который не может вращаться ни на грош. Переход к возобновляемым источникам энергии происходит: парижское обязательство Китая включает в себя обещание установить к 2030 году от 800 до 1000 гигаватт новых возобновляемых мощностей, что эквивалентно мощности всей территории США.С. система электроснабжения. ¹ В то время как Китай и Соединенные Штаты имеют примерно одинаковую площадь суши, в Китае проживает 1,3 миллиарда человек против 325 миллионов в Соединенных Штатах. ² Ему нужна система электроснабжения, которая намного больше, поэтому добавление возобновляемого эквивалента всей электросистемы США недостаточно для замены угля в ближайшей и среднесрочной перспективе. Чтобы восполнить этот пробел, Китай внедряет новые технологии, позволяющие резко сократить местное загрязнение воздуха и выбросы в атмосферу от оставшихся в стране угольных электростанций.

В этом кратком обзоре освещаются три вещи, которые американским наблюдателям необходимо знать об угле в Китае:

1. Новые угольные электростанции в Китае чище, чем все, что работает в США.
2. Китайские стандарты выбросов обычных загрязнителей воздуха от угольных электростанций строже, чем аналогичные стандарты США.
3. Спрос на электроэнергию, работающую на угле, в Китае падает так быстро, что страна не может поддерживать существующий флот.Многие из угольных электростанций, на которые скептики ссылаются как на доказательства против трансформации энергетики Китая, на самом деле являются белыми слонами, на которых китайские лидеры уже нацелились в волне принудительного закрытия электростанций.

Энергетические решения, которые хорошо работают в Китае, не обязательно будут хорошо работать в США. Помимо огромного неравенства населения, у Соединенных Штатов есть доступ к дешевому и обильному сланцевому газу, а у Китая его нет. Если Китай собирается существенно сократить выбросы, более эффективное производство угля должно быть частью его уравнения, по крайней мере, в ближайшей и среднесрочной перспективе.В Соединенных Штатах инвестиции в экологически чистые угольные электростанции следующего поколения не являются хорошим решением, потому что природный газ дешев, его много и выбросы ниже, чем у всех, кроме самых дорогих угольных электростанций.

Независимо от того, что лучше всего работает на рынке США, понимание того, как Пекин трансформирует свой угольный сектор, имеет решающее значение для понимания того, чего ожидать от китайского энергетического рынка в будущем и как мы должны рассматривать позицию Китая в глобальных усилиях по борьбе с изменением климата.

Китай «озеленяет» свой угольный парк

Пекин застрял между молотом и наковальней. С одной стороны, Китай не может в одночасье полностью исключить уголь из своего энергетического баланса. Китай еще не придумал, как развивать свои собственные запасы природного газа, доступ к которым сложнее и, следовательно, дороже, чем в Соединенных Штатах, а расширение использования возобновляемых источников энергии требует времени. С другой стороны, граждане Китая требуют более чистого воздуха и хотят немедленных улучшений.Качество воздуха теперь является политическим приоритетом Коммунистической партии Китая наравне с экономическим ростом и коррупцией. Это означает, что Китай не может продолжать эксплуатировать те же угольные электростанции с высоким уровнем загрязнения, которые десятилетия назад считались приемлемыми. Решение Пекина состоит в том, чтобы двигаться вперед полным ходом с возобновляемыми источниками энергии, одновременно инвестируя в то, что может стать самым эффективным и наименее загрязняющим окружающую среду угольным флотом, который когда-либо видел мир.

Не все угольные электростанции одинаковы. Выбросы и эффективность (последняя представляет собой количество угля, потребляемого на единицу произведенной энергии, что также влияет на выбросы) сильно различаются в зависимости от типа используемого угля и технологии сжигания угля.Что многие американские анализы угольного сектора Китая упускают из виду, так это тот факт, что Пекин неуклонно закрывает старые, низкоэффективные и высокоэмиссионные электростанции страны, чтобы заменить их новыми угольными электростанциями с более низким уровнем выбросов, которые более эффективны, чем все действующие. В Соединенных Штатах.

Чтобы лучше понять, куда движется угольный парк Китая, CAP сравнила 100 самых эффективных угольных электростанций в США с 100 лучшими в Китае. (см. Таблицы A1 и A2) Разница поразительна.

По сравнению с китайским угольным парком, даже лучшие электростанции США используют более старые и менее эффективные технологии. Электростанции, работающие на угле, обычно можно разделить на три категории:

1. Докритический: На этих обычных электростанциях уголь сжигается для кипячения воды, вода создает пар, а пар вращает турбину для выработки электроэнергии. ³ Термин «подкритический» означает, что внутреннее давление пара и температура не превышают критическую точку воды — 705 градусов по Фаренгейту и 3208 фунтов на квадратный дюйм. ⁴
2. Сверхкритические: На этих установках используются высокотехнологичные материалы для достижения внутренней температуры пара в диапазоне 1000–1050 градусов по Фаренгейту и уровней внутреннего давления, превышающих критическую точку воды, что позволяет вращать турбины намного быстрее и вырабатывать больше электроэнергии с меньше угля. ⁵
3. Ультра-сверхкритические: В этих установках используются дополнительные технологические инновации, позволяющие довести температуру до более чем 1400 градусов по Фаренгейту и давление до более чем 5000 фунтов на квадратный дюйм, что еще больше повышает эффективность. ⁶

Угольный парк США намного старше, чем китайский: средний возраст действующих угольных электростанций США составляет 39 лет, при этом 88 процентов из них построены в период с 1950 по 1990 год. ⁷ Среди 100 самых эффективных электростанций в годы эксплуатации варьируются от 1967 до 2012 гг. В Китае старейший завод из списка 100 лучших был введен в эксплуатацию в 2006 г., а самый молодой – в 2015 г.

В США есть только одна ультрасверхкритическая электростанция. ⁸ Все остальное подкритическое или в лучшем случае сверхкритическое. Напротив, Китай выводит из эксплуатации свои старые электростанции и заменяет их ультрасверхкритическими установками, которые производят больше энергии с меньшим количеством угля и производят меньше выбросов. Из 100 крупнейших энергоблоков Китая 90 относятся к ультрасверхкритическим установкам.

Если принять во внимание мощность каждого из 100 крупнейших энергоблоков в каждой стране, ультрасверхкритическая технология составляет 92 процента мощности 100 крупнейших китайских энергоблоков и менее одного процента — 0.76 процентов — пропускная способность топ-100 США. Поскольку технологический состав китайских заводов другой, то и уровень выбросов у них разный. В Соединенных Штатах общая номинальная мощность наших 100 самых эффективных угольных энергоблоков составляет 80,1 гигаватт, а их совокупные годовые выбросы углерода составляют 361 924 475 метрических тонн. ⁹ Между тем, общая паспортная мощность 100 крупнейших блоков Китая составляет 82,6 гигаватт, а их совокупные годовые выбросы углерода оцениваются в 342 586 908 метрических тонн. ¹⁰ Поскольку китайский флот использует более передовые технологии, он также потребляет меньше угля: в среднем 286,42 грамма угольного эквивалента, или гт, потребляется на киловатт-час электроэнергии, произведенной в Китае, по сравнению с 374,96 гт, потребляемой на киловатт-час, произведенной в Китае теплотворная способность в США.

Безусловно, в Китае все еще есть много старых угольных энергоблоков, в которых не используются самые передовые технологии. Согласно последнему независимому исследованию S&P Global Platts, которое проводит исследования глобальной энергетической инфраструктуры, когда набор данных расширяется, чтобы включить все действующие угольные энергетические мощности в Китае, что в сумме составляет 920 гигаватт, примерно 19 процентов используют сверхмощные электростанции. сверхкритической технологии, 25 процентов используют сверхкритическую технологию и 56 процентов используют субкритическую технологию. ¹¹ Тем не менее, новые строящиеся станции все чаще относятся к ультрасверхкритическим установкам, и Пекин неуклонно ужесточает требования к выбросам и стандарты эффективности для этих старых станций.

К 2020 г. каждый существующий угольный энергоблок в Китае должен соответствовать стандарту эффективности 310 г у.т. на киловатт-час; любые единицы, которые не соответствуют этому стандарту, к 2020 году будут выведены из эксплуатации. Напротив, ни один из нынешних 100 самых эффективных угольных энергоблоков США сегодня не соответствует тому же стандарту эффективности.(см. Таблицу A2)

Простой факт заключается в том, что в Соединенных Штатах есть широкий спектр дешевых и распространенных источников энергии, которые в настоящее время конкурируют с производством электроэнергии на угле, особенно сланцевый газ и возобновляемые источники энергии. Учитывая дополнительный контекст падения спроса на электроэнергию в США и повышения эффективности, даже руководители электроэнергетических компаний США указали, что их бизнес-модели переориентируются на эти варианты — и отказываются от угля. ¹² Хотя высокотехнологичные установки, такие как сверхсверхкритические установки, имеют более низкие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, чем их менее эффективные аналоги, ночные капитальные затраты в среднем примерно на 17 процентов выше. ¹³ На рынке, где даже самые дешевые угольные электростанции с трудом могут конкурировать с электростанциями, работающими на сланцевом газе, эти инвестиции не имеют хорошего финансового смысла.

Опыт Китая ясно показывает, что даже если бы Соединенные Штаты инвестировали в новые, более эффективные угольные электростанции, они не стали бы крупным генератором рабочих мест наравне с возобновляемыми источниками энергии. По мере того, как электростанции Китая становятся более эффективными с точки зрения энергопотребления и выбросов, они также становятся более эффективными с точки зрения рабочей силы.Исследовательская группа CAP посетила Шанхайскую электростанцию ​​№ 3 Вайгаоцяо. На этом заводе работают два ультрасверхкритических блока мощностью 1000 МВт, на которых работает 250 человек. ¹⁴ Напротив, на близлежащих электростанциях Waigaoqiao № 1 и Shidongkou № 1 работает по четыре подкритических блока мощностью 300 МВт, на которых работает 600 и 1000 человек соответственно. ¹⁵

То же самое происходит на угольных шахтах Китая. По мере того, как операции становятся более высокотехнологичными, они становятся чище и эффективнее, и количество рабочих мест также сокращается. Это одна из причин, по которой Пекин ожидает, что его угольный сектор уволит 1,3 миллиона рабочих с 2016 по 2020 год. они ожидают, что к 2020 году в секторе возобновляемых источников энергии в стране будет создано 13 миллионов новых рабочих мест. ¹⁷

Изменения в занятости в энергетике Китая следуют схеме, которая десятилетиями разворачивалась в Соединенных Штатах. Пик занятости в угольной промышленности США пришелся на 1920-е годы, а затем начался длительный и неуклонный спад.С 1983 по 2014 год добыча угля в США увеличилась более чем на 28 процентов, но занятость по-прежнему упала на 59 процентов. ¹⁸ Это отражает сдвиг в добыче угля в США от более трудоемкой подземной добычи на востоке Соединенных Штатов к более механизированной и легкодоступной открытой добыче на западе. ¹⁹ Падение спроса на электроэнергию в США, повышение энергоэффективности и резкое падение цен на природный газ, солнечную энергию и энергию ветра усугубили сдвиги в занятости в энергетике США за счет снижения зависимости коммунальных предприятий от угля и спроса на него. ²⁰ По состоянию на конец 2016 года в США работало 54 030 сотрудников угольных компаний по всей стране. ²¹ В отличие от этого, в период с 2015 по 2016 год в Соединенных Штатах появилось 73 615 новых рабочих мест в сфере производства солнечной энергии, что почти на 25 процентов больше, чем в прошлом году, в результате чего общее количество рабочих мест в сфере производства солнечной энергии в США достигло 373 807 по всей стране. ²²

Китайские стандарты выбросов строже наших

Одним из рычагов, которые Пекин использует для продвижения угольных электростанций Китая к самым чистым и эффективным технологиям на рынке, является неуклонное ужесточение стандартов выбросов загрязняющих веществ.

Китай достиг критической точки загрязнения воздуха в конце 2011 года. Той осенью серия кризисов загрязнения высветила тот факт, что пекинская государственная система отчетности о качестве воздуха, которая измеряла качество воздуха на основе количества «дней голубого неба» ²³ , достигла в год, некоторые из которых казались гражданским наблюдателям явно серыми, — не предоставляли гражданам Китая точную информацию о местном качестве воздуха. ²⁴ Граждане Китая требовали более точной информации, особенно о загрязнении мелкими частицами или PM 2.5, которым китайское правительство отказывалось делиться — и отказывалось отступать. ²⁵ Столкнувшись с нарастающим политическим кризисом, китайские лидеры изменили свою стратегию. ²⁶ Вместо того, чтобы продолжать скрывать информацию о качестве воздуха от своих граждан, чтобы дать загрязнителям больше свободы действий для достижения головокружительного роста, Пекин перевернул сценарий, обнародовав национальные данные о загрязнении и используя гнев граждан в качестве рычага, чтобы заставить загрязнителей соблюдать требования. национальные экологические нормы. ²⁷ В рамках этой более широкой стратегии Пекин развернул новую систему мониторинга качества воздуха, которая теперь предоставляет информацию о качестве воздуха по всей стране в режиме реального времени. ²⁸

До этого сдвига граждане Китая знали, что воздух плохой, но не располагали научной информацией, необходимой им, чтобы связать качество воздуха с конкретными последствиями для здоровья. Сегодня граждане Китая оценивают местные уровни PM 2,5 в течение дня и знают, что эти частицы делают с их детьми. ²⁹ Для Коммунистической партии Китая нет пути назад — теперь это вопрос политического выживания, и последние тенденции в области регулирования отражают это.

Начиная с 2014 года, ³⁰ Китай ввел новые стандарты выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для новых и существующих угольных электростанций, которые более строгие, чем сопоставимые стандарты Европейского Союза и США.При посещении угольных предприятий в Китае компания CAP обнаружила, что некоторые угольные электростанции отображают уровни выбросов этих основных местных загрязнителей воздуха в режиме реального времени на больших рекламных щитах у главных ворот, особенно на более чистых станциях, которые хотят рекламировать свое техническое превосходство.

В настоящее время Пекин в первую очередь озабочен ужесточением норм выбросов для обычного загрязнения воздуха, поскольку это является главной заботой китайской общественности. Следующий этап ужесточения регулирования коснется углекислого газа.

Пекин уже принимает меры по борьбе с загрязнением углекислым газом, внедряя новые строгие стандарты эффективности заводов. Эти стандарты вынуждают китайские электростанции сокращать количество потребляемого угля и, следовательно, количество выбрасываемого углерода на единицу произведенной энергии. К 2020 году все угольные энергоблоки по всей стране должны достичь следующих стандартов эффективности или быть закрытыми: 300 г.у.т. за киловатт-час для всех новых станций и 310 г. у.т. за киловатт-час для всех существующих станций. ³¹ Нет завода на U.Список S. top 100 в настоящее время может соответствовать этим стандартам эффективности. В настоящее время в Соединенных Штатах нет обязательных к исполнению федеральных стандартов выбросов углерода от электростанций, а администрация Трампа находится в процессе пересмотра — и, возможно, ослабления или отмены — стандартов выбросов углерода эпохи Обамы для новых и существующих электростанций. ³²

Если нынешние тенденции регулирования в США сохранятся, к 2020 году любая угольная электростанция, работающая в Соединенных Штатах, будет нелегально работать в Китае.

Недавний строительный бум в Китае был несбыточной мечтой провинции

Одна вещь, которая постоянно смущает американских наблюдателей, заключается в том, что, хотя пик потребления угля в Китае пришелся на 2013 год, в последующие годы произошел бум строительства электростанций. Китай добавил около 51 294 МВт новых мощностей в 2015 году, из которых 11 процентов были подкритическими, 30 процентов были сверхкритическими и 48 процентов были сверхсверхкритическими, и 35 509 МВт новых мощностей в 2016 году, из которых 11 процентов были подкритическими, 38 процентов были сверхкритическим, а 51 процент был ультрасверхкритическим. ³³

Что нужно знать американским наблюдателям, так это то, что многие из этих новых заводов — это белые слоны, которые Китай не может полностью использовать. Они представляют собой скорее всплеск, чем тенденцию, и Пекин уже движется к закрытию многих из этих новых заводов.

В 2014 году энергетическая политика столкнулась с параллельной инициативой китайской бюрократии по сокращению бюрократических проволочек. До 2014 года строительство новой угольной электростанции требовало одобрения центрального правительства; в октябре 2014 года Пекин передал полномочия по утверждению провинциям. ³⁴ Поскольку чиновники местных органов власти лучше понимают особенности регионального спроса, чем центральные планировщики, Пекин предположил, что местные чиновники могут быстрее и лучше принимать решения об утверждении проектов, тем самым повышая административную эффективность. Проблема заключалась в том, что Пекин недооценил другие интересы, влияющие на эти решения на местном уровне.

В провинциях китайские инвесторы знали, что борьба с угольной электростанцией уже идет полным ходом, и хотели построить свои собственные электростанции до того, как окно возможностей закроется. Они также знали, что Пекин еще не отменил нисходящие квоты на покупку и контролируемую государством систему ценообразования на угольную электроэнергию. Эти системы являются наследием плановой экономики: две государственные сетевые компании страны подписывают годовые контракты на покупку электроэнергии по установленным государством тарифам у всех действующих угольных электростанций; даже если спрос на электроэнергию упадет, цена на уголь упадет или сетевые компании смогут покупать электроэнергию дешевле из других источников, эти сетевые компании не могут отказаться от этих контрактов на покупку угольной энергии. ³⁵ Китайские специалисты по экономическому планированию корректируют установленные государством ставки, чтобы отразить рыночные условия, но корректировки происходят всего несколько раз в год и, как правило, намного меньше, чем сдвиги на товарном рынке, которые влияют на стоимость производства. ³⁶ Эта система гораздо более жесткая, чем система США, в которой спотовые рынки позволяют сетевым компаниям покупать электроэнергию из различных источников на основе самой низкой цены предложения с интервалом в несколько минут. ³⁷ Китайская система гораздо менее эффективна, но с точки зрения инвестора обеспечивает гарантированную норму прибыли.В 2014 и 2015 годах эти доходы выглядели особенно радужно, поскольку цены на уголь достигли рекордно низкого уровня. ³⁸ Электростанции могли бы покупать уголь на открытом рынке по минимальным ценам и продавать электроэнергию китайским коммунальным предприятиям по ценам, контролируемым государством. Несмотря на то, что угольный парк страны уже был недогружен, а спрос неуклонно падал, инвесторы все же знали, что могут получить прибыль в краткосрочной перспективе, поэтому они завалили провинциальных чиновников заявками на строительство новых угольных электростанций. ³⁹

Местные чиновники, которые внезапно получили право одобрять эти заявки, знали, что спрос падает, но хотели налоговых поступлений и рабочих мест, которые принесут эти проекты. Местные чиновники также знали, что Пекин неуклонно закрывает устаревшие, сильно загрязняющие окружающую среду угольные электростанции страны, в том числе многие в их собственных провинциях, и хотели быстро ввести в эксплуатацию более чистые электростанции, чтобы сохранить рабочие места и доходы от налога на уголь в своем районе. Провинции, которые не могут обеспечить свою собственную электроэнергию, должны импортировать электроэнергию у своих соседей, и чиновники, как правило, предпочитают быть на стороне экспортеров в этом обмене, поскольку у экспортера больше возможностей для получения дохода. ⁴⁰

Пекин приказал местным властям оценить заявки на новые проекты с учетом условий местного спроса и приоритетов энергетической политики центрального правительства, включая отказ от угольной энергетики. ⁴¹ Вместо этого все местные чиновники боролись за то, чтобы стать последней выжившей провинцией, работающей на угле.

Результатом стал избыток угольных электростанций, которые страна не могла использовать. ⁴² Сетевые операторы отреагировали на это тем, что распределили квоты на покупку все тоньше и тоньше среди растущего парка угольных электростанций страны.В настоящее время Пекин заставляет все заводы в стране работать с одинаковым коэффициентом использования, который составляет примерно 47,7% от общей мощности завода. ⁴³ В 2016 году загрузка растений упала до уровня, которого Китай не видел с 1970-х годов, когда страна только оправлялась от культурной революции.

Как только китайские лидеры увидели, что происходит, они издали ряд приказов, направленных на пресечение такого поведения. (см. текстовое поле: график регулирования Китая) Они начали с того, что приказали местным чиновникам лучше выполнять свою работу, согласовывая утверждения проектов с местным спросом и требованиями энергетической политики Пекина; когда это не помогло остановить волну, Пекин начал вмешиваться, чтобы отменить проекты, в том числе многие проекты, которые уже находились в стадии строительства.Ранее в этом году Национальная энергетическая администрация Китая отменила 103 проекта по угольной электроэнергетике в 13 провинциях, которые, если бы они были завершены, добавили бы в энергосистему 120 000 мегаватт угольной электроэнергии. ⁴⁴ Пекин также неуклонно закрывает старые существующие заводы, которые не могут соответствовать все более жестким национальным нормам выбросов.

В Пекине у китайских лидеров есть четкое политическое видение. Они хотят схватить быка чистой энергии за рога и использовать эти технологии для создания новых рабочих мест дома и новых экспортных возможностей за рубежом. ⁴⁵ Когда местные чиновники устроили шумиху по утверждению строительства угольных электростанций, Пекин признал, что местные структуры стимулирования не соответствуют национальным приоритетам, и щелкнул кнутом. Сейчас рост тепловых мощностей замедляется, и в будущем это падение, скорее всего, ускорится.

Заключение

У Соединенных Штатов более широкий спектр энергетических возможностей, чем у Китая. Однако Китай внедряет инновации и вкладывает значительные средства в то, что у него есть, и некоторые преобразования, которых он уже достиг, действительно впечатляют.

Лидеры Китая сделали стратегический выбор в отношении направления развития страны: они стремятся перейти от экономики, основанной на тяжелых, загрязняющих окружающую среду отраслях, к экономике, основанной на технологиях и инновациях. Политическая воля к этой модернизации коренится как в международных геостратегических амбициях, так и в недовольстве населения низким уровнем жизни, и она начинает приносить плоды. Однако при этом корыстные интересы и технические камни преткновения привели к растрате ресурсов и стали балластом против китайского прогресса.У Китая есть потенциал сделать гораздо больше, и международное сообщество должно подтолкнуть его к реализации этого потенциала.

Для Соединенных Штатов сигнал должен быть четким: мы не можем конкурировать с Китаем в области угольной энергетики и не должны стремиться к этому. Копирование пути развития Китая в отношении интенсивной разработки угля будет игнорировать экономическую реальность и конкурентные преимущества Соединенных Штатов в электроэнергетическом секторе и за его пределами.

Примечание авторов: анализ, проведенный для этого краткого обзора, основывался на обширных исследованиях U.S. и китайские данные по углю, а также сопроводительная исследовательская записка описывает эти наборы данных, методологию авторов и основные извлеченные уроки. ⁴⁶

Мелани Харт — старший научный сотрудник и директор отдела политики Китая в Центре американского прогресса. Люк Х. Бассетт является заместителем директора по внутренней политике в области энергетики и окружающей среды в Центре. Блейн Джонсон — политический аналитик Центра по Китаю и Азии.

Приложение

График регулирования Китая: Пекин стремится обуздать национальный энергетический пузырь, работающий на угле

октябрь 2014 г.

«Каталог государственных разрешений на инвестиционные проекты, версия 2014 г.» (Государственный совет): ⁴⁷ Наделяет должностных лиц провинциального уровня полномочиями выдавать разрешения на строительство новых угольных электростанций.Ранее такие разрешения могли выдавать только чиновники центрального правительства. Это уведомление 2014 г. делегировало полномочия по выдаче разрешений провинциям, но также предписывало провинциальным чиновникам строго следовать планам центрального правительства по контролю за углем.

ноябрь 2015 г.

«Уведомление о надлежащем использовании утвержденных проектов для электростанций, находящихся в децентрализованном управлении» (Национальная комиссия по развитию и реформам и Национальное управление энергетики): ⁴⁸ Приказывает провинциальным властям оставаться в рамках национальных целей Китая по контролю за углем.Указывает, что провинциальные власти должны основывать решения об утверждении новых угольных электростанций на условиях местного спроса и завершать закрытие и ликвидацию устаревших угольных электростанций до утверждения новых. Это уведомление также предупреждает местных чиновников о том, что Национальное управление энергетики будет контролировать региональные мощности по сжиганию угля и заставлять чиновников в регионах с избыточной мощностью производить сокращения.

Март 2016 г.

«Уведомление о содействии упорядоченному развитию угольной энергетики» (Национальная комиссия по развитию и реформам и Национальное управление по энергетике): ⁴⁹ Призывает к поэтапному отказу от старых угольных электростанций, которые не отвечают требованиям эффективности, экологичности или безопасности. стандарты.Приказывает местным властям закрыть и ликвидировать более мелкие угольные электростанции — мощностью 300 мегаватт и ниже — и те, которые находятся в эксплуатации 20 и более лет. Приказывает 13 провинциям и регионам с избытком угольных электростанций — Аньхой, Фуцзянь, Ганьсу, Гуандун, Хэйлунцзян, Хэнань, Хубэй, Внутренняя Монголия, Цзянсу, Нинся, Шаньдун, Шаньси и Юньнань — приостановить утверждение всех новых проектов до 2017 года. Приказывает 15 провинциям — Ганьсу, Гуандун, Гуанси, Гуйчжоу, Хэйлунцзян, Хэнань, Хубэй, Внутренняя Монголия, Цзянсу, Ляонин, Нинся, Шэньси, Шаньдун, Шаньси и Юньнань — отложить строительство утвержденных проектов до 2017 года.

Март 2016 г.

«Уведомление о создании механизма раннего оповещения о планировании и строительстве угольных электростанций» (Национальное управление энергетики): ⁵⁰ Создает систему «светофора» для ограничения строительства новых угольных электростанций. Дает провинциям обозначение красного, оранжевого или зеленого света на основе трех факторов: нехватка ресурсов; рентабельность угольных электростанций; и существующие угольные электростанции. Провинции с красным баллом в любой из трех категорий должны немедленно прекратить утверждение новых проектов; провинции с оранжевой оценкой должны действовать с осторожностью.Если провинция страдает от сильного загрязнения воздуха, нехватки водных ресурсов, избыточного потребления энергии на угле или избыточных производственных мощностей, провинция автоматически получает красный свет. В этом уведомлении 26 провинций и муниципалитетов обозначены как зоны красных фонарей, необходимые для немедленной остановки всех проектов строительства новых угольных электростанций.

Апрель 2016 г.

«Уведомление о поэтапном отказе от устаревших производственных мощностей в угольной энергетике» (Национальная комиссия по развитию и реформам и Национальное управление энергетики): ⁵¹ Определяет стандарты и порядок поэтапного вывода из эксплуатации устаревших угольных электростанций мощностью 20 гигаватт. в соответствии с требованиями 13-й пятилетки на 2016-2020 годы. К угольным электростанциям, подлежащим выводу из эксплуатации, относятся более мелкие блоки без комбинированного производства тепла и электроэнергии, блоки, которые не соответствуют стандартам эффективности потребления угля 2013 года, и блоки, которые не соответствуют стандартам выбросов. В этом уведомлении коммунальным предприятиям приказано отключать выведенные из эксплуатации блоки от электросети и говорится, что компании, производящие электроэнергию, которые не соблюдают приказы о выбытии блоков, будут наказаны. Уведомление также возлагает на генерирующие компании ответственность за «надлежащее устранение последствий» уволенных работников — например, путем оказания помощи в переподготовке работников и переводе на другие возможности трудоустройства — во избежание социальных волнений.

Сентябрь 2016

«Уведомление об отмене нескольких проектов угольных электростанций, не имеющих утвержденных условий строительства» (Национальное управление энергетики): ⁵² Приказывает провинциальным властям отменить определенные проекты угольных электростанций в рамках реализации мартовского 2016 г. «Уведомления о содействии упорядоченному развитию Угольная энергия». Планируется отменить 15 проектов строительства угольных электростанций общей мощностью 12,4 гигаватт в 9 провинциях. Если целевые проекты уже начали строительство, то эти работы должны быть остановлены независимо от последствий для инвесторов.Предупреждает провинциальных чиновников, что Национальное управление энергетики будет следить за схемами «фальшивая отмена, на самом деле строить» и что любые компании, уличенные в нарушении распоряжений об отмене угля, будут внесены в общенациональный черный список. Уведомление предписывает финансовым учреждениям, сетевым компаниям, лицензирующим органам и другим соответствующим государственным органам воздерживаться от выдачи кредитов, коммерческих лицензий, разрешений на строительство угольных электростанций и разрешений на подключение к электрическим сетям компаниям, нарушающим это уведомление.

ноябрь 2016 г.

«13-й пятилетний план развития электроэнергетического сектора (2016–2020 гг. )»: более 55 процентов к 2020 году; ограничение мощности национальной угольной электростанции на уровне 1100 гигаватт; сокращение выбросов оксидов серы и оксидов азота от угольных электростанций мощностью более 300 МВт не менее чем на 50 процентов к 2020 году; и сокращение выбросов углекислого газа до уровня не более 865 граммов на киловатт-час.Также требуется, чтобы электростанции, работающие на угле, достигли среднего уровня потребления угля не более 300 граммов условного топлива на киловатт-час для новых станций и не более 310 г у.т. на киловатт-час для существующих станций. Электростанции, работающие на угле, которые не соответствуют новым стандартам эффективности и выбросов, должны быть остановлены и отключены от сети. Новые проекты строительства угольных электростанций, которые выдвигают региональную и национальную мощность за пределы предела в 1100 гигаватт, должны быть отменены, включая проекты, строительство которых уже началось.

Январь 2017 г.

Письмо о вводе в эксплуатацию масштабов добычи угля в нескольких провинциях в период 13-й пятилетки (Национальное управление энергетики): ⁵⁴ Приказы 13 провинций — Ганьсу, Гуандун, Гуанси, Хэнань, Внутренняя Монголия, Ляонин, Нинся , Цинхай, Шэньси, Шаньдун, Шаньси, Сычуань и Синьцзян — остановить строительные работы и работы по планированию более 102 гигаватт новых угольных электростанций, ранее одобренных властями провинций. Провинциальные власти одобрили эти проекты, несмотря на падение рыночного спроса и распоряжения центрального правительства о снижении зависимости страны от угля и других ископаемых видов топлива.

Водородный прорыв, который работает как «угольная шахта наоборот»

Стремясь использовать водород в качестве чистого источника энергии, новаторы преодолевают ряд технических и экономических препятствий.

Мицубиси Хэви Индастриз

Как только что подтвердил COP26, 26-й ^-й -й саммит ООН по изменению климата, водород имеет решающее значение для обезуглероживания планеты.По данным Международного энергетического агентства, спрос должен увеличиться в шесть раз в течение следующих 30 лет в нашем стремлении к нулевым выбросам углерода.

Чтобы удовлетворить спрос, что-то должно измениться.

«Глобальный рынок водорода значительно вырос за последние 40 лет, но нам необходимо сотрудничество всех игроков, чтобы сделать водородную цепочку создания стоимости завершенной», — говорит Рики Сакаи, вице-президент по развитию нового бизнеса в MHI America.

Проблема с сегодняшним водородом? Исторически сложилось так, что наиболее широко используемый метод производства водорода в больших масштабах, паровая конверсия метана, усугубляет ту самую проблему, которую нам нужно решить, — он создает в 10 раз больше двуокиси углерода (CO ₂ ) в качестве побочного продукта, чем водорода.

Одним из возможных решений является инновационная модернизация традиционного пиролиза метана. Нагревание метана до очень высокой температуры разрушает его, производя газообразный водород и твердый углерод. Хитрость заключается в том, чтобы сделать процесс достаточно эффективным, чтобы быть экономичным в масштабе. «Для этого не требуется никакой новой науки — это просто блокирование и решение проблемы химической технологии», — говорит Зак Джонс, соучредитель и генеральный директор C-Zero, высокотехнологичного стартапа в Санта-Барбаре, Калифорния, который стремится к масштабировать собственный процесс пиролиза метана.

Решение

C-Zero похоже на «угольную шахту наоборот»: оно обезуглероживает природный газ, производит чистый водород и помещает полученный твердый углерод под землю.

Компания Джонса и ее технология показались команде по развитию нового бизнеса многообещающей инвестиционной возможностью для MHI Group, которая стремится коммерциализировать различные подходы к декарбонизации. Метод C-Zero может позволить производителям, дистрибьюторам и потребителям природного газа продолжать работать в обезуглероженном мире, помогая им достичь своих обязательств по нулевому уровню выбросов.

Думайте о процессе стартапа, говорит Джонс, как об «угольной шахте наоборот»: C-Zero обезуглероживает природный газ, производит чистый водород и помещает полученный твердый углерод под землю.

Жидкий катализатор, меняющий правила игры

Команда переосмысливает пиролиз метана из-за двух сходящихся тенденций: глобальной озабоченности по поводу повышения уровня CO ₂  и обильных запасов дешевого природного газа. Вместе они предложили возможность извлечь выгоду из значительного преимущества пиролиза метана по сравнению с электролизом, наиболее распространенным методом производства водорода с низким содержанием углерода / нулевым содержанием углерода — он использует только около 13% энергии на единицу произведенного водорода.

Повышение эффективности привлекло внимание Эрика МакФарланда, предприимчивого профессора химического машиностроения Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Пиролиз метана — относительно простой процесс, но он не получил широкого распространения. Традиционный подход включает пропускание метана через слой нагретого никеля для разделения водорода и углерода. Но образующийся твердый углерод засоряет поверхность никеля. Регенерация никеля дает новый CO ₂ .

МакФарланд предположил, что использование расплавленного катализатора может решить проблему. В жидком состоянии катализатор постоянно регенерирует, потому что нет поверхности, на которой углерод мог бы скапливаться и вызывать дезактивацию. Другие процессы, которые дают нечистый углерод, удерживают каталитический материал из процесса, снижая эффективность системы и увеличивая стоимость.

Стартап C-Zero применяет другой подход к пиролизу метана, чтобы решить загадку углерода.

Мицубиси Хэви Индастриз

Повышение эффективности для улучшения коммерциализации

Джонс — убежденный чемпион по водороду. Он уже много лет водит машину, работающую на водородных топливных элементах. В 2017 году он искал проекты для инвестиций и наткнулся на научную статью Макфарланда о своем открытии в области расплавленного катализатора. Джонс прилетел в Санта-Барбару, чтобы помочь профинансировать стартап. Вместо этого он и профессор основали C-Zero.

Зарождающаяся компания сосредоточилась на оптимизации своей версии пиролиза метана для максимально эффективного производства водорода. Сохранение тепла в системе было ключевым моментом, поскольку потери тепла могут значительно сократить преимущество в эффективности по сравнению с электролизом.

«Мы позвонили многим потенциальным инвесторам, которые сказали: «Послушайте, никто никогда не захочет платить надбавку за то, чтобы избежать выброса CO2». [Но сегодня] «некоторые из них сейчас активно пытаются дать нам деньги». Зак Джонс, соучредитель и генеральный директор C-Zero

Джонс и МакФарланд делали ставку на то, что точная настройка процесса облегчит его коммерциализацию и что люди в конечном итоге будут достаточно заботиться о снижении выбросов CO ₂  , чтобы платить надбавку за более чистое производство водорода. «Мы позвонили многим потенциальным инвесторам, и они сказали: «Послушайте, никто и никогда не захочет переплачивать за отказ от CO ₂ », — говорит Джонс. Но сегодня «некоторые из них сейчас активно пытаются дать нам деньги».

C-Zero сейчас строит экспериментальный объект, который увеличит текущую производственную мощность более чем на порядок. Основатели ожидают, что они находятся всего в паре технологических итераций от производства от 5 до 10 тонн водорода в день, что они считают минимально эффективным масштабом.

Решения, которые развиваются вместе с рынком

Эта технология по-разному вписывается в формирующуюся цепочку создания стоимости водорода. Производители нефти и газа, которым необходимо сократить выбросы, получают новый конечный рынок без выбросов. Компании, занимающиеся разведкой и добычей, могут использовать эту технологию на устье скважины, чтобы избежать мимолетных выбросов метана.

Для таких компаний, как MHI Group, которые переоборудуют газовые турбины для работы на водороде, этот процесс может происходить непосредственно перед турбинами. Водород C-Zero выходит горячим, что фактически повышает эффективность турбины.

Более того, производство водорода там, где он используется, устраняет необходимость в транспортировке этого легковоспламеняющегося элемента с низкой плотностью, устраняя еще одно препятствие для его широкого распространения; вместо этого компании могут транспортировать природный газ, используя существующую инфраструктуру. И везде, где в производственно-сбытовой цепочке используется пиролиз метана, его побочный твердый углеродный побочный продукт может храниться непосредственно в земле — так же, как в угольной шахте.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖИМОЕ

Солнце, космос и ветер: зеленый водородный потенциал Австралии

mhi.com/here-are-4-signs-the-world-is-embracing-natural-gas?utm_source=forbes&utm_medium=referral&utm_campaign=related»> Вот 4 признака того, что мир переходит на природный газ

Вот как политики могут стимулировать рынок водорода

В конечном счете, такой подход к пиролизу снижает стоимость производства водорода.Он может масштабироваться вместе с увеличением спроса, создавая свободный от выбросов рынок природного газа и потенциально заменяя его в производстве электроэнергии. А гибкость технологии, позволяющая вписаться в цепочку создания стоимости водорода различными способами, позволяет ей адаптироваться по мере развития этого рынка.

По словам Сакаи из MHIA, поскольку водород, как ожидается, будет продолжать быстро расширяться, процесс, который производит как можно больше водорода с максимальной эффективностью, почти наверняка будет востребован. Это важный и инновационный путь обезуглероживания.

10 причин, по которым уголь является хорошим источником энергии:

10 причин, почему уголь — это хорошая энергия источник: Самый дешевый источник энергии. Это далеко дешевле атомной, природного газа, нефти. Гидро обычно быть немного дешевле.Однако к проблемам с гидросистемой относятся: никаких новых объектов из-за общественного протеста, когда река долины запружены; и проблемы времени пикового спроса (реки работает всухую в разгар лета, когда кондиционирование воздуха пик необходимо, и реки замерзают в разгар зимы, когда нужен пиковый нагрев). Уголь также является стабильным источником энергии (никаких арабских нефтяных эмбарго, никакого внезапного дефицита, как у вас опыт работы с природным газом) и есть очень много поставка обоих в U. С. и в других зарубежных странах. Уголь — не что иное, как древняя древесина который находился под давлением в течение миллионов лет. это не зловещее, как вам, возможно, внушили поверить. Уголь обеспечивает множество рабочих мест. в отличие от других виды энергии (ядерная, природный газ, нефть, гидроэнергетика), уголь обеспечивает множество рабочих мест по добыче угля из земли, транспортировать его в коммунальное предприятие, сжигать и надлежащим образом удаление угольной золы. Уголь американского производства. Мы не должны импортировать этот продукт в эту страну. Уголь можно добывать и сжигать с минимальными затратами. воздействие на окружающую среду. были достигнуты огромные успехи в экологическая ответственность при добыче угля и сжигании уголь. Тем не менее, по-прежнему существует давление глобального потепления. Если мы будем сжигать меньше ископаемого топлива, что, с практической точки зрения, наша энергетическая альтернатива? Ядерный? Гидро? Солнечная (есть не является практическим способом обеспечить огромное количество электричество, необходимое для работы нашей страны через солнечную энергии — в настоящее время это считается нецелесообразным)? Уголь рекультивация полезных ископаемых может дать землевладельцу гораздо больше варианты развития своего участка. В горах местность, процесс добычи полезных ископаемых может вызвать удаление вершины горы создать очень ценную и полезную ровную землю для поверхности владелец. Владелец поверхности не только обустраивает свою землю, ему обычно платят 50 центов за тонну за неудобства использование его поверхности. Добыча открытым способом невозможна без конкретное согласие собственника поверхности. Если поверхность владельцу посчастливилось владеть правами на уголь, он ищет еще за 2 доллара.00 за тонну для выплаты роялти. В 1977 г. был принят федеральный закон о открытой добыче полезных ископаемых, который требовал, чтобы угольные компании восстанавливали землю в таком же, если не в лучшем, состоянии, которое существовало до добычи. Мы отлично справляемся с рекультивацией. Я бы посоветовал вам пойти в http://www.osmre.gov/. Это веб-сайт федерального агентства, которое контролирует добычу угля с экологической точки зрения. Предусмотрительное использование угля позволит U. S. время, необходимое для разработки жизнеспособной альтернативной энергии источники — прежде всего солнечные технологии и топливо из зерно — без какого-либо отрицательного воздействия на нашу национальную экономику. Уголь обеспечивает 56% потребляемой электроэнергии в стране каждый день. Он обеспечивает 95% населения Кентукки. электричество. Тарифы на электроэнергию в Кентукки на втором месте самый низкий в стране — из-за угля. Уголь полезен для экономики Кентукки.То Угольная промышленность Кентукки принесла Кентукки 3,1 миллиарда долларов из других штатов в 1996-97 финансовом году через уголь продажи клиентам в 29 других штатах и ​​​​15 зарубежных страны. В Кентукки он заплатил более 800 миллионов долларов в виде прямых выплат. заработной платы, непосредственно наняв более 19 000 человек и косвенно создание дополнительных 60 000 рабочих мест. В дополнение ко всему обычные налоги на бизнес, угольная промышленность в Кентукки платила дополнительные 160 миллионов долларов в виде налога на добычу полезных ископаемых государству. No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт