Использование угля в промышленности: где и для чего используется уголь

где и для чего используется уголь

Каменный уголь накапливается в природе в течение миллионов лет. Человечество знает о нем с давних времен. Но активно он начал использоваться всего 270 лет назад. И хватит его еще на 500 лет при современных темпах добычи уже разведанных запасов.

• Применение каменного угля

• Сферы применения

• Для отопления

• Для удобрения почвы

• Для получения жидкого топлива

• Другие области использования

Как топливо каменный уголь использовали еще в древней Греции и Китае, где его добывали примитивными способами. Известно, что в Украине люди добывали и использовали его в качестве топлива для создания бытовых предметов уже в IX-X столетиях. А поиск, разведка и промышленное применение каменного угля в России началось в XVIII столетии.

Каменный уголь имеет различные технологические и генетические характеристики, что дает возможность применять его как в качестве топлива, так и в других сферах. Так, он нашел свое применение в сельском хозяйстве и химической промышленности. Например, из него изготавливают кристаллические решетки и коксовый газ. Из последнего делают углеводороды, которые идут на производство красок, лаков, линолеума и так далее.

Это далеко не все области применения, которыми может похвастаться каменный уголь. С каждым днем добыча и использование этого полезного ископаемого растут, поэтому и увеличиваются возможности его внедрения.

Около 25% потребляемого объема каменного угля используется для технологических целей на промышленных предприятиях. Его перерабатывают либо применяют как сырье для производства кокса. Остальные 75% идут на выполнение энергетических задач. При этом больше половины этого объема используется в тепловых электрических станциях, а оставшаяся часть – в районных и промышленных котельных, а также для коммунально-бытовых, сельскохозяйственных, строительных и иных нужд.

Каменный уголь востребован во многих странах мира. С каждым годом объемы его использования только возрастают.

Таблица потребления каменного угля согласно статистическим данным (за 2015 год)

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Таким образом, на первом месте по потреблению находится Китай, а Россия занимает пятую позицию.

Для наглядности, ниже представлены статистические данные о добыче каменного угля по всему миру в миллионах тонн.

Таблица добычи каменного угля согласно статистическим данным (за 2015 год)

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Как и в таблице по потреблению, первое место по добыче занимает Китай. Россия расположилась на 6 месте.

А теперь перечислим основные сферы применения каменного угля:

• Для отопления
• Для удобрения почвы
• Для получения жидкого топлива
• Другие области использования

Ниже мы расскажем более подробно о каждом предназначении.

Для отопления

Основное применение каменного угля – это отопление зданий и помещений. Его используют и для печного отопления частных домов, и для промышленных котельных.

У нас вы можете купить каменный уголь для:

• Промышленных котлов
• Домашних котлов

Пройдя по ссылкам, вы сможете узнать, какой именно вид топлива подходит для домашнего и промышленного отопления.

В этой сфере каменный уголь обладает массой преимуществ:

• Одна закладка топлива в котел горит в течение 10-12 часов.
• Сырье можно использовать и в стационарных печках, и в переносных котлах.
• У каменного угля высокая теплота сгорания – лучшим считается тот, у которого показатель теплоотдачи выше 4700 ккал/кг.
• Топливо легко перевозить и хранить.
• Для отопления каменным углем не нужно сооружать сложные конструкции. Так, например, для газа прокладывают газопровод, для электрического отопления – электрическую сеть. В случае с углем все это не требуется.

Рассматривая преимущества использования каменного угля, нельзя не сказать о том, что при сгорании из него образуются парообразные и газообразные летучие продукты. Они негативно влияют на окружающую среду. При сгорании можно увидеть серовато-желтый, светло-серый или темно-серый дым. У древесного топлива он легкий и поднимается вверх, а у каменного угля он более темный и тяжело рассеивается в атмосферных слоях.

Негативные последствия использования каменного угля проявляются тем, что в почве оседают вредные соединения. Затем они попадают в растительные культуры, а потом по пищевой цепочке в организм животных и человека. Поэтому применение каменного угля низкого качества может негативно сказаться на здоровье людей. По этой причине перед продажей материал проверяются специалистами Роспотребнадзора.

Для того чтобы отопление каменным углем было эффективным, при выборе учитывается много факторов:

• Площадь объекта
• Толщина и материал стен
• Тип и состояние дверей и окон
• Вид котла или печи
• Схема закладки сырья
• Продолжительность холодного периода и температура в регионе

Для удобрения почвы

Для почвы каменный уголь используют в виде золы. Ее вносят при выращивании растений, которые сильно нуждаются в сере.

К культурам, которые можно удобрять золой каменного угля, относятся:

• Лук
• Горчица
• Бобовые
• Чеснок
• Капуста
• Хрен
• Редька

При внесении угольной золы нужно учитывать, что в глинистые и тяжелые грунты ее вкапывают на глубину 20 см. Из-за вымывания осадками ее вносят в глинистые почвы под зиму, а в песчаные – весной.

Каменноугольное удобрение применяют в виде:

• Раствора
  Он готовится следующим образом: на 10 л воды добавляют 100 г угольной золы. Им поливают растения под корень. Перед применением раствор обязательно нужно разболтать, так как на дне емкости образуется осадок.
• Настоя
  10-литровое ведро наполняют на 1/3 золой и до краев наливают горячую воду. Смесь настаивают 2 дня, процеживают и используют для опрыскивания или внекорневой подкормки огородных и садовых культур.
• Сухого удобрения
  Его вносят не более 3 кг на 100 м2, раскидывая по участку и перекапывая на глубину минимум 10 см.

Подкормка каменным углем содержит сульфиты, которые могут негативно повлиять на растения. Но сульфиты под воздействием кислорода окисляются, и отрицательное воздействие нивелируется. По этой причине золу после сгорания сразу не вносят, а просеивают и просушивают в сухом месте около 7-10 дней. После этого ее нужно или сразу вносить, или хранить в герметично закрытой таре.

В золе каменного угля содержатся окислы кремния, благодаря которым можно разрыхлить тяжелые глинистые и мокрые земли. Они усиливают структуру однородного грунта, увеличивая его влагопропускную способность и плодородие. Еще одной важной особенностью считается практически полное отсутствие хлора, который в больших количествах губительно воздействует на растения.

Каменноугольное удобрение не используется в песчаных грунтах и земле с высокой кислотностью. Дело в том, что в нем много серы, которая преобразуется в соли серной кислоты и способствует повышению кислотности. Рекомендуется сочетать золу с органическими (навоз, помет, перегной), аммониевыми и содержащими кальций подкормками.

Стоит отметить, что вносить золу каменного угля нужно в объеме не больше 5% от общей массы земли. Дело в том, что после сгорания в ней образуются тяжелые металлы и радиоактивные элементы.  Избыточное внесение может привести к накоплению этих веществ, которые поглотят растения. Таким образом, только соблюдая пропорции, можно повысить плодородность грунта без вреда для растений.

О том, как еще можно улучшить плодородность земли, читайте на странице Плодородие почвы: как его сохранить и повысить.

Для получения жидкого топлива

Главная проблема при использовании каменного угля – это много остаточных продуктов горения. Это привело к тому, что ученые создали способы получения жидкого топлива из угля. Такой синтетический топливный продукт имеет более удобную форму сжигания и не содержит много вредных компонентов.

Есть два проверенных способа:

• Гидрогенизация
• Газификация

Далее мы рассмотрим каждый способ.

Гидрогенизация

Для получения 800 кг топлива берут 1 т каменного угля. Для процесса главное, чтобы в угле содержалось 35% летучих элементов. Процесс гидрогенизации предполагает, что в уголь добавляют недостающий водород. С этой целью сырье помещают в автоклав и нагревают. Внутри температура составляет 500°С, а давление – 200 Бар. При такой методике получения жидкого топлива сырье проходит в автоклаве две фазы – жидкую и паровую. Уголь насыщается водородом, и происходит распад сложных органических соединений на простые. На выходе получается синтетический бензин или дизельное топливо. Теперь можно понять, насколько сложно такое производство. Самостоятельно наладить его не получится.

Газификация

Она представляет собой разложение твердотопливной продукции на газы. Для получения топлива их потом трансформируют в жидкий вид. Есть несколько способов газификации угля.

Первый метод – Фишера-Тропша. Он трудоемок и требует наличия сложного оборудования. Это нерентабельно, потому как тратится много каменного угля. И получается, что готовый бензин купить куда дешевле. К тому же, в процессе газификации выделяется огромное количество углекислого газа, а это небезопасно.

Второй способ – термический. Он подразумевает нагрев сырья без кислорода. Для него тоже нужно специальное оборудование, поскольку температура трансформации угля в газ равна 1200°С. Главное преимущество термической газификации состоит в том, что одна часть газа идет на подогрев сырья, а другая на синтезирование топлива. Это минимизирует затраты, ведь каменный уголь подогревает себя сам.

Все способы получения топлива из каменного угля организуются только в промышленных условиях. Дома это сделать невозможно и совсем небезопасно.

Другие области использования

Каменный уголь нашел свое применение и в других областях.

После первичной переработки из него получают:

• Кокс
• Каменноугольную смолу
• Аммиак

Затем на основе этого сырья изготавливают толуол, бензол, карбид кальция, нафталин, антрацен. В свою очередь эти компоненты входят в состав такой продукции как парфюмерные средства, растворители, пластмассы, лекарственные препараты, уксусная кислота, краски, взрывчатые вещества. То есть даже такие привычные нам духи, столовый уксус и некоторые лекарства – это производное каменного угля.

В остальных сферах жизни использовать каменный уголь нужно крайне осторожно. В некоторых случаях применять его нежелательно. Так, этот материал не подходит для мангала, на нем нельзя жарить шашлык, его не используют для розжига обычных костров, не добавляют в кальян. С чем это связано?

Дело в том, что у каменного угля высокая температура горения и большое содержание летучих веществ. А чтобы его разжечь своими силами, надо сильно постараться. К тому же, в материале есть примеси тяжелых металлов и опасных веществ. Да, их процент крайне мал, но он есть. По этой причине, кстати, не стоит давать золу каменного угля в качестве подкормки животным. В этом случае лучше использовать золу безопасного древесного угля.

Также каменный уголь не применяется в строительных и дорожных работах, в благоустройстве территории.

Каменный уголь – неотъемлемая часть нашей жизнедеятельности. Его использование оправдано в самых разных сферах, начиная от отопления, и заканчивая народным хозяйством и медициной.

Хотите узнать больше?

О том, что такое каменный уголь, какие у него есть виды и свойства, читайте на странице Каменный уголь.

Другие полезные статьи и советы по этому материалу вы найдете в разделе Все о каменном угле.

Хотите узнать, какой материал подойдет для ваших целей?

Тогда рекомендуем изучить нижеуказанные страницы. На них вы найдете подробную информацию о том, как выбрать каменный уголь для тех или иных работ.

• Каменный уголь для домашних котлов
• Каменный уголь для огорода
• Каменный уголь для промышленных котлов

Уголь.

Особенности и перспективы рынка

С каждым новым сообщением в СМИ о росте цен на коксующийся уголь появляется все большее желание приобрести себе немного акций какой-нибудь угольной компании. Однако, не совсем понятно, что представляет из себя коксующийся уголь, чем он отличается от других углей и какая разница между Мечелом и Распадской? Об этом и не только в «угольном» обзоре.

Что есть уголь

Согласно классификации ASTM (American Society for Testing and Materials) выделяют четыре основных вида угля в зависимости от стадии трансформации: лигнит (бурый уголь), полубитуминозный уголь, битуминозный уголь (каменный уголь) и антрацит. Не углубляясь в подробности, от лигнита до антрацита увеличивается содержание углерода и увеличивается количество тепла, которое уголь выделяет при сгорании. С экономической точки зрения более полезно рассмотреть виды этого ископаемого в двух категориях: энергетический уголь и коксующийся уголь. Принципиальная разница между ними заключается в применении, которое они нашли в производстве.

Где он используется

В зависимости от типа, уголь находит себе применение в электрогенерации, металлургии, химической, строительной и газовой промышленности. Наибольший спрос на продукцию угледобывающих компаний представляют следующие три отрасли.

Электрогенерация. На генерирующих станциях используется энергетический уголь (Steam Coal) представленный преимущественно каменным углем за счет совмещения оптимального баланса теплоотдачи и стоимости, что обусловило его наиболее широкое использование. Лигнит используется меньше, так как его способность к теплогенерации довольно низкая, а выбросы побочных эффектов горения довольно высоки. Тем не менее, в некоторых развитых странах все большее распространение приобретает использование именно бурого и полубитуминозного угля, поскольку содержание серы, наносящей существенный урон экологии в них меньше, чем в каменном угле. Антрацит является отличным топливом: он выделяет крайне мало побочных продуктов горения, практически не дымит и выделяет значительное количество тепла. Однако его повсеместное использование затруднено довольно высокой стоимостью добычи и низкой распространенностью в природе.

Не менее значим уголь для металлургической отрасли. Около 75% всей производимой в мире стали выплавляется при помощи металлургического кокса, который образуется при обработке каменного угля при высокой температуре без доступа кислорода (процесс коксования). Для изготовления кокса используется специальный коксующийся уголь (Coking coal), который является довольно редким — всего около 20% каменного угля подвержено коксованию. Именно этот тип угля является чрезвычайно важным в металлургической отрасли.

В последнее время все большее распространение приобретает использование угля в химической промышленности. В частности, в процессе коксования в качестве побочного продукта получают коксовый газ, используемый в дальнейшем как альтернатива природному газу, каменноугольную смолу и бензол. Бурый уголь и антрациты также активно используется для производства ароматических углеводородов, синтетических заменителей природного газа и бензина.

Основные игроки на мировом рынке угля

Общие мировые запасы угля на 2017 г. составляют 1 035 млрд тонн, из которых 718,3 млрд приходится на долю каменного угля и антрацитов, а 316,7 на лигнит и суббитумиозный уголь. Географическое распределение залежей представлено следующим образом:

Добыча угля в мире по итогам 2017 г. превысила 7,7 млрд тонн. Ключевыми странами-производителями являются Китай, Индия, США, Австралия. Россия занимает шестое место по добыче угля с результатом в почти 390 млн тонн в год.

Самым крупным потребителем продукции угольной промышленности является Китай. Более половины всего использованного в мире энергетического и около 40% коксующегося угля за 2017 г. пришлось на долю КНР.

Непростая экологическая ситуация, сложившаяся после промышленного бума в Китае, заставила власти страны постепенно сокращать собственное производство и больше импортировать сырье. За 2017 г. в страну было ввезено 271 млн тонн угля, что составило 20% от всего объема международной торговли углем за год. Неудивительно, что состояние экономики КНР в значительной степени отражает общий сентимент на угольном рынке.

Второе место прочно удерживается Индией, где более половины всей электроэнергии вырабатывается на теплогенерирующих станциях. Собственная добыча ископаемого топлива последовательно наращивается. Дополнительно реализуются и проекты «зеленой» энергетики, но быстрое развитие страны и существенные темпы электрификации на текущий момент не позволяют Индии сократить объемы ввоза топлива.

Япония и Корея практически не добывают уголь по экологическим причинам. При этом доля ТЭС в структуре электрогенерации для них до сих пор весьма значительна, что предопределяет значительную вовлеченность в международную торговлю угольным топливом.

На экспортном рынке угля есть безусловные лидеры: Индонезия и Австралия.

Индонезия вышла в лидеры по экспорту угля за счет стремительного роста потребления топлива в азиатском регионе. Угольная промышленность страны представлена в основном углями для теплогенерации, а металлургический уголь занимает довольно незначительную часть. Абсолютно по-другому обстоят дела с австралийским углем, который на 47% представлен коксующимися углями, что делает ее безоговорочным лидером по поставкам угля для металлургии.

От стабильности поставок страны в значительной степени зависит мировая металлургическая отрасль. Так, к примеру, ураган «Дебби», обрушившийся на берега Австралии в начале 2017 г. краткосрочно привел к росту цены на металлургический уголь, а, следовательно, на сталь.

Объемы российских поставок на международные рынки чуть скромнее. На 2017 г. из РФ было вывезено 190 млн тонн угля, 88% из которого — энергетический. Ключевые торговые партнеры страны: Южная Корея, Китай, Япония, Турция и Великобритания.

Цены на уголь

Уголь — товар весьма нестандартный, и цены на него существенно разнятся в зависимости от калорийности, наличия примесей и базы поставки для каждого отдельного производителя. При прочих равных, чем выше содержание углерода и чем меньше примесей в угле, тем дороже он стоит. С базой поставки все немного сложнее. В соответствии международными правилами (Инкотермс), выделяются различные базы поставок: FOB (Free On Board), FAS (Free Alongside Ship), CIF (Cost Insurance and Freight), DAP (Delivered At Place), FCA (Free Carrier) и прочие. Данные правила регламентируют права и обязанности покупателя при ведении международной торговли, а также определяют момент перехода рисков от продавца к покупателю. Чем выше риски и обязательства продавца в соответствии с базисом поставки, тем выше стоимость контракта.

Среди основных ценовых ориентиров на рынке энергетического угля можно выделить фьючерсы, торгующиеся на CME с тиккерами: ACM (5500 ккал/кг, FOB Newcastle), MFF (5500 ккал/кг, FOB Richards Bay). Данные для котировок берутся из цен агентств Argus и McCloskey, на основе агрегированной информации о совершении сделок по поставке угля. Для российских производителей энергетического угля как ориентир можно использовать цены агентства Argus с поставкой FOB Vostochniy, также распространено использование цен FCA Кузбасс и FOB Baltic.

Для определения цен на металлургический уголь можно обратиться к фьючерсу CME на австралийский коксующийся уголь с тиккером ALW от агентства Platts или ACT для премиального коксующегося угля от TSI.

(Обращаем внимание, что на графике представлен декабрьский фьючерс, который в полной мере не отражает историческую динамику котировок из-за того, что фьючерс на уголь находится в постоянной бэквордации).
Фьючерсные цены довольно удобны для использования, но для более качественного анализа больше подойдут те значения, которые представляют эмитенты в своих отчетных материалах. К примеру, EVRAZ и Распадская ориентируются на уголь марки ГЖ (российская классификация) FCA Россия.

Российские угледобывающие компании

Российская угольная промышленность сконцентрирована в четырех основных бассейнах: Кузнецком (Кузбасс), Канско-Ачинском, Донецком и Печорском. При этом на Кузбассе добывается около 82% от всего объема угля страны. Отрасль довольно конкурентная, все крупнейшие компании сегмента являются частными.

Публичными угледобывающими компаниями являются: EVRAZ, Мечел, КТК, Распадская (входит в холдинг EVRAZ) и Южный Кузбасс (группа Мечел). Также добычей угля занимаются, СУЭК, УГМК, СДС-Уголь, Русский уголь, но их акции не торгуются на бирже. Стоит также отметить, что крупнейшие российские металлургические компании (Северсталь, ММК, НЛМК) и холдинг En+ Group также добывают уголь, но за редкими исключениями весь объем добытых ископаемых используется в собственном производстве и не выходит на рынок.

EVRAZ. Компания является самым крупным производителем коксующегося угля в России. В 2017 г. его предприятиями было добыто 23,3 млн тонн угля. Добыча, обогащение, производство концентратов ведется на шахтах и предприятиях Южкузбассугля, Распадской угольной компании, а также Межгейугля. Более трети всего добытого угля уходит на обеспечение сырьем собственный металлургический сегмент группы. Оставшаяся часть практически равномерно распределяется между отечественным и зарубежным рынком.

EVRAZ специализируется на добыче коксующегося угля, необходимого в металлургической промышленности. Среди российских потребителей угля группы такие металлургические предприятия как ММК и НЛМК. Основные зарубежные рынки, на которых работает компания: КНР, Европа, Япония, Южная Корея.

Мечел. Мечел занимает второе место среди крупнейших российских производителей коксующегося угля и является одним из крупнейших мировых производителей сырья для металлургии. Группа контролирует в России 25% мощностей по обогащению коксующегося угля. Общая добыча угля в 2017 г. составила 20,6 млн тонн.

Мечел работает как с металлургическим, так и энергетическим углем. По данным за 2017 г. предприятиями группы было реализовано 7,9 млн тонн концентрата коксующегося угля, 6,1 млн тонн энергетических углей и 2,7 млн тонн кокса.

Компания довольно сильно интегрирована в международную торговлю углем, более 50% выручки добывающего сегмента компании формируется на азиатских рынках, еще четверть на российском рынке. Остальная часть приходится на Европу, Страны СНГ и Ближний Восток.

Кузбасская Топливная Компания. КТК — угольная компания, с одними из самых высоких темпов роста операционных показателей. В 2017 г. на разрезах компании было добыто 13,23 млн. тонн угля. Мощности КТК сконцентрированы в Кемеровской области и представлены 4 активными разрезами. В планах запустить пятую площадку с запасами в 67 тыс. тонн.

Добыча осуществляется открытым методом, компания производит только энергетический уголь. По данным 2017 г. 8,9 млн тонн было реализовано на зарубежных рынках, в частности, в Польше 12%, странах Западной и Восточной Европы 18% и 70% приходится на долю Японии, Южной Кореи и Тайваня.

Распадская (входит в группу EVRAZ). Добыча Распадской в 2017 г. составила 11,4 млн тонн. Компания оперирует на трех шахтах, а также в одном разрезе. При этом новейшие технологии добычи, а также относительно небольшая глубина залегания позволяют компании добывать коксующиеся марки угля открытым методом. Доля металлургического угля, в структуре производства Распадской занимает 100%.

Продукция Распадской активно экспортируется в Азиатско-тихоокеанский регион, а также в Восточную Европу. На внутреннем рынке в 2017 г. было реализовано всего 34% угольных продуктов.

Южный Кузбасс (подконтролен Мечел). Южный Кузбасс производит как коксующийся, так и энергетический уголь. Концентраты коксующегося и энергетического углей, антрациты, угли для PCI поставляются в обогащенном и рассортированном виде (97% от общего объема добычи) на внутренний рынок и на экспорт. В 2017 г. общая добыча составила 7,2 млн тонн.

В состав компании входят три активных разреза («Красногорский», «Сибиргинский», «Ольжерасский») и три шахты («Сибиргинская», «Ольжерасская-Новая», шахта им. В. И. Ленина). Дочерними предприятиями компании являются Разрез «Томусинский» и «Взрывпром Юга Кузбасса». Доказанные запасы компании на 2017 г. составили 1,8 млрд тонн.

Все представленные выше компании являются активными экспортерами и в этом плане ослабление национальной валюты положительно сказывается на их финансовых результатах. При этом, в зависимости от структуры производимого угля одни компании будут сильнее реагировать на рост спроса в металлургии, а другие быстрее отыгрывать драйверы на рынке энергоносителей.

Таким образом, рост металлургической отрасли может приводить опережающей динамике EVRAZ и Распадской, а увеличение спроса на топливную продукцию будет сильнее влиять на результаты КТК. Мечел (включая Южный Кузбасс) в этом плане выглядит наиболее сбалансированным, но высокая долговая нагрузка делает компанию чрезвычайно чувствительной к корпоративным событиям и ценовой конъюнктуре.

Тенденции и перспективы

Ключевая проблема повсеместного использования угля — негативное влияние на экологию. При добыче угля возможны выбросы метана, который помимо высокой взрывоопасности наносит вред озоновому слою. Сопутствующее разработке угольных месторождений разрушение природных ландшафтов, создает опасность обвалов и оползней, а при сжигании топлива для выработки электричества в атмосферу выбрасываются токсичные и парниковые газы.

На фоне тренда по защите экологии и популяризации возобновляемых источников энергии уголь становится менее востребованным в развитых странах. Эта тенденция еще больше усиливается за счет государственного субсидирования «зеленой» энергетики. Уже сейчас в некоторых районах США дешевле вводить в эксплуатацию ветрогенераторы и солнечные батареи, чем поддерживать работу угольной электростанции.

Тем не менее, это справедливо в большей мере для развитых стран. Отказ от дешевой угольной энергии для стран с развивающейся экономикой пока не представляется возможным. Индия и государства АТР продолжают наращивать потребление электроэнергии стремительными темпами, уже переориентировав на себя основные экспортные торговые потоки.

Еще один негативный момент для отрасли заключается в том, что у Китая, крупнейшего потребителя угля, постепенно замедляется экономика. Снижение темпов роста ВВП длится уже несколько лет, и перелома тренда пока не предвидится. Дополнительные угрозы в этом плане создают протекционистские настроения США и неопределенность в отношениях крупнейших экономик мира. Сырьевые рынки при реализации сценария дальнейшего усугубления ситуации ощутят на себе влияние тарифных ограничений одними из первых.

Более того, экологические проблемы актуальны для Китая как ни для кого другого. Для борьбы с рекордными уровнями загрязнения к концу 2018 г. страна планирует вывести из эксплуатации 300 000 кВт энергоблоков, работающих на угле. Заменой станет запуск газопровода «Сила Сибири» в декабре 2018 г., который обеспечит Поднебесную 38 млрд куб. м. газа в год, частично снизив зависимость от угольного топлива.

Буфером здесь может выступить ограничение собственной добычи угля в КНР, но влияние этого фактора не столь велико, так как одновременно происходит закрытие сталелитейных заводов. Госкомитет по делам развития и реформ Китая планирует, что к концу 2018 г. в стране закроется около 30 млн т сталеплавильных мощностей, а также угольные шахты, с суммарной добычей порядка 150 млн т угля в год. По итогам 2017 г. Китай сократил мощности по производству стали на 50 млн тонн, угля — на 250 млн тонн. В целом, более вероятным выглядит развитие тенденции на снижение использования угля стране.

Крупнейшие энергетические агентства не видят большого потенциала угля в долгосрочной перспективе. Прогноз Energy Information Administration (EIA) предполагает, что потребление угля до 2050 г. будет стагнировать. Наибольший прирост потребления придется на газ и возобновляемую энергию.

Схожего мнения придерживается и Asia-Pacific Economic Cooperation (APEC). До 2040 г. потребление угля будет расти самыми малыми темпами среди прочих источников электроэнергии. Среди лидеров APEC выделяет газ, и возобновляемую энергию.

Крупнейшая нефтяная компания в мире Exxon Mobile полагает, что потребление угля в мире к 2040 г. снизится относительно 2015 г. на 1%. Доля угольной электрогенерации упадет с 25% в 2015 г. до 20% к 2020 г.

Энергетический уголь все еще остается востребован во многих странах мира, но, если не будет найден способ сделать его использование и более экологичным, спрос на него будет постепенно падать.

То же самое справедливо и для коксующегося угля: экологические проблемы, связанные как с добычей, так и с его использованием могут снижать потенциальный спрос. Конечно, на текущий момент альтернатив использованию кокса немного, и с этой точки зрения перспективы металлургического угля более позитивны. Всего около 25% стали производится с использованием электродуговых печей, где угольное сырье не требуется. Электрометаллургия становится все более перспективным направлением, так как сталь, получаемая этим методом, характеризуется более высоким качеством и меньшим содержанием примесей. При этом повсеместное использование затруднено более высокими энергозатратами.

Прогнозы по рынку коксующихся углей не столь далеко загадывающие. Консенсус прогноз по версии одной из крупнейших аудиторских компаний KPMG предполагает, что цены на металлургический уголь будут снижаться с 2018 г. по 2021 г.

Будет сказываться снижение спроса на металлургическую продукцию в Китае и выход на рынок новых проектов по производству металлургического кокса. Несколько сгладит снижение цен спрос со стороны Индии, но влияние этого игрока на рынке будет не столь существенным.

Открыть счет

БКС Брокер

Другие виды использования угля – Всемирная угольная ассоциация

Цемент

Цемент имеет решающее значение для строительной отрасли – смешиваясь с водой и гравием, он образует бетон, ключевой строительный материал.

Для производства цемента требуется энергия. Уголь является важным источником необходимой энергии. Высокотемпературная печь, часто работающая на угле, нагревает сырье из карбоната кальция (обычно в виде известняка), кремнезема, оксида железа и глинозема до частичного расплава при 1450°C, превращая их химически и физически в вещество. известный как клинкер. Этот серый галькоподобный материал содержит специальные соединения, придающие цементу вяжущие свойства. Клинкер смешивают с гипсом и измельчают в мелкий порошок для получения цемента.

Продукты сгорания угля (CCP), такие как летучая зола, также играют важную роль в производстве цемента и в строительной отрасли в целом.

Алюминий

Уголь является ключевым энергетическим топливом в производстве алюминия – цветного металла, известного своими легкими свойствами и широко используемого в автомобилях, поездах и самолетах для уменьшения веса этих транспортных средств и снижения их энергопотребления. На уголь приходится более 60% энергии, используемой для производства алюминия.

Транспорт

Топливо, получаемое из угля, а также электроэнергия, получаемая из угля, играют важную роль в удовлетворении растущих потребностей транспортного сектора в энергии. Уголь не только является важным сырьем и источником первичной энергии для производства материалов, используемых для строительства транспортной инфраструктуры, электроэнергия на основе угля играет важную роль в поддержке электрификации транспортного сектора.

Жидкое топливо из угля может стать реальной альтернативой традиционным нефтепродуктам и может использоваться в существующей инфраструктуре снабжения. В Китае разрабатывается несколько демонстрационных заводов по преобразованию угля в жидкость (CTL), в то время как в Южной Африке жидкое топливо, полученное из угля, обеспечивает 30 % потребностей Южной Африки в транспортном топливе, а заводы CTL производят более 160 000 баррелей жидкого топлива в день из угля. .

Водород

Водород ежедневно используется в виде газа и жидкости во многих отраслях промышленности, включая нефтяную промышленность, транспорт и в производственных процессах для производства химикатов, продуктов питания и электроники.

Газификация угля предлагает универсальный и чистый метод преобразования угля в водород и другие ценные продукты. При газификации уголь расщепляется на основные химические компоненты. В современных газификаторах уголь обычно подвергается воздействию пара и тщательно контролируемого количества воздуха или кислорода при высоких температурах и давлениях. В этих условиях молекулы угля распадаются, инициируя химические реакции, в результате которых обычно образуется синтез-газ (синтез-газ), водород, монооксид углерода и другие газообразные соединения. Затем водород можно улавливать и хранить. 20% производства водорода приходится на процессы преобразования угля в газ.

Япония и Австралия реализуют стратегии производства водорода с использованием лигнита в качестве основного исходного продукта.

• Японская «Базовая водородная стратегия» предусматривает использование лигнитного топлива, обезуглероженного путем газификации и каталитической конверсии, для получения водородного топлива.
• Предлагаемый проект газификации лигнита в Австралии будет использовать производство синтетического газа путем сжигания угля под высоким давлением, затем преобразование образующегося монооксида углерода в диоксид углерода с помощью пара и отделение водорода.

Дальнейшее неэнергетическое использование

Другими важными потребителями угля являются глиноземные заводы, производители бумаги, а также химическая и фармацевтическая промышленность.

Уголь является важным ингредиентом в производстве специальных продуктов, от активированного угля, используемого в фильтрах для очистки воды и воздуха и в аппаратах для почечного диализа, до углеродного волокна, чрезвычайно прочного, но легкого материала, используемого в строительстве.

Он также используется в производстве металлического кремния, используемого для производства силиконов и силанов, которые, в свою очередь, используются для изготовления смазочных материалов, водоотталкивающих средств, смол, косметики, шампуней для волос и зубных паст.

Некоторые химические продукты могут быть получены из побочных продуктов переработки угля в угольно-химической промышленности (УХУ). Очищенная каменноугольная смола используется в производстве химических веществ, таких как креозотовое масло, нафталин, фенол и бензол. Газообразный аммиак, извлеченный из коксовых печей, используется для производства солей аммиака, азотной кислоты и сельскохозяйственных удобрений. Тысячи различных продуктов содержат уголь или его побочные продукты в качестве компонентов: мыло, аспирин, растворители, красители, пластмассы и волокна, такие как искусственный шелк и нейлон.

Возникновение угля в 19 веке, США

Уголь может легко показаться обыденным для современных глаз — низкокачественный продукт ушедшей эпохи. Тем не менее, этот черный, закопченный, тяжелый камень обеспечил решающую основу для промышленной революции: развития промышленной экономики, основанной на производстве, с конца 18 века и далее. Подъем угля в современную эпоху был глобальным явлением, всерьез имевшим место в Великобритании, начиная с середины 18-го ^-го -го века, в Соединенных Штатах и ​​Германии в начале 19-го века. ^-й -й век. С тех пор их примеру последовало большинство других стран, а Китай и Индия стали ведущими мировыми потребителями угля в нынешнем столетии.

Индустриализация, медленный и неравномерный процесс, привела к огромным социальным изменениям, включая рост фабричной работы, переход от сельских ферм к гигантским городам, производство и потребление бесчисленных новых товаров, распространение глобального неравенства и современных империй. .

Уголь был необходимым, но недостаточным условием крупномасштабной индустриализации. Это было необходимо, потому что индустриализация требовала более концентрированных форм энергии, чем те, которые были доступны ранее. Мышцы людей и животных, реки с падающей водой, сжигаемые деревья, ветер, вращающий ветряные мельницы и наполняющий паруса, — эти источники энергии были ограничены в своей локальной доступности и плотности энергии.

Тем не менее, многие регионы мира имели доступ к углю и не вели индустриализацию. Уголь не является и никогда не был независимым или достаточным фактором. Люди делали выбор и должны были решать, использовать ли уголь и как использовать его. Среди сторонников (и противников) были известные капиталисты-предприниматели, правительственные чиновники и операторы фабрик, а также реже считавшиеся домовладельцами, рабочими, журналистами, учеными и писателями.

Наиболее заметным использованием угля в Соединенных Штатах было производство железа, паровых двигателей и железных дорог. Американцы изготовили железо раньше, чем уголь, используя древесный уголь — древесину, сжигаемую в отсутствие кислорода. Но для древесного угля требовалось много древесины, и это ограничивало его общий запас. С углем производство железа могло бы значительно расшириться, что привело бы к развитию других отраслей, которые, в свою очередь, использовали больше угля, таких как паровые двигатели.

Паровые двигатели, сделанные из железа или стали, стали новым и гибким источником энергии для растущих фабрик. Раньше фабрики полагались на падающую воду для получения энергии, но рек было очень много, и зимой они часто замерзали. Паровые двигатели позволяли промышленному производству расти независимо от местных источников энергии. Часто это означало скопление в городах. И, сочетая паровые двигатели с тысячами миль железных путей, железная дорога представляла собой квинтэссенцию образа индустриализирующейся нации. «Железный конь» пересекал континент, доставлял людей и товары на высоких скоростях, невзирая на дождь, снег или грязь, и создавал финансовые состояния для немногих счастливчиков. Некоторые американцы говорили об уничтожении времени и пространства железными дорогами, другие оплакивали власть железнодорожных магнатов взимать высокие тарифы, некоторые гибли в огненных авариях, а третьи изо всех сил пытались приспособиться к дезориентирующему изменению темпа движения железных дорог.0003

Железные дороги и паровые двигатели, возможно, были «большой технологией» девятнадцатого века, но большое значение имело и более скромное использование угля: его потребление в домах. Фактически, до того, как железные дороги получили широкое распространение и когда работало лишь несколько паровых двигателей, тысячи городских домовладельцев использовали уголь для обогрева своих домов и приготовления пищи. Это дало торговцам углем важный ранний рынок до промышленных потребителей. Принятие угля в доме означало больше, чем просто замена угля на древесину. Часто это означало покупку новой печи, дорогостоящее предложение, которое изменило внешний вид дома. Это изменение в домашнем хозяйстве имело неодинаковые последствия для мужчин и женщин. Рубка, колка, укладка и перевозка дров часто выполнялись мужчинами, в то время как чистка дров, а затем и угольных печей ложилась на женщин. Женщины также обычно отвечали за очистку от сажи от угольных пожаров. Меньше работы для мужчин может означать больше работы для женщин. Дома выглядели по-другому, пахли по-другому и требовали другого разделения труда, когда их владельцы перешли на уголь.

Наконец, уголь нашел применение в бесчисленных отраслях промышленности, которые способствовали росту экономики. Текстильные фабрики могли бы использовать паровые двигатели для увеличения выпуска продукции; строительные проекты могли бы использовать более дешевые железные прутья, гвозди и шурупы; и совершенно новые отрасли промышленности (например, изготовление печей для домовладельцев для сжигания угля) стали возможными благодаря дешевому и обильному углю. Будь то производство продукта, отправка его на рынок или строительство здания, уголь играл все более важную роль в его реализации.

Чарльз Кист Сравнивает Цинциннати и Питтсбург в 1841 году.

Автор Чарльз Кист отметил в 1841 году, как уголь превратил Питтсбург в «густое облако тьмы и дыма» с лязгающими цепями и «сотрясающими и скрежещущими» механизмами. Копоть снежинками посыпалась на жителей Питтсбурга. Кист предсказал, что Цинциннати, который все еще питался в основном водой и дровами, также скоро полностью перейдет на уголь.

Как Cist сравнивает Цинциннати с «идеальным ульем» Питтсбурга?

Ральф Уолдо Эмерсон о паре и угле, 1860 г.

В 1860 г. американский писатель Ральф Уолдо Эмерсон опубликовал «Поведение жизни» — широко читаемый сборник эссе на такие темы, как красота, власть, культура и богатство. Размышления Эмерсона включали комментарии о силе пара и угля, а также о том, как люди использовали эти инструменты для преобразования мира природы и общества.

Как Эмерсон видит роль технологий и изобретений в создании богатства?

Что имеет в виду Эмерсон, когда называет уголь «переносным климатом»?

У. Стэнли Джевонс, «Угольный вопрос», 1865 г.

В его книге 1865 г. «Угольный вопрос; Исследование, касающееся прогресса нации и вероятного истощения наших угольных шахт», британский экономист Уильям Стэнли Джевонс предупредил, что Великобритания истощит запасы угля, которые подпитывали ее рост и процветание. Он утверждал, что повышение эффективности потребления не снизит спрос на энергию, а, скорее, подстегнет ее более широкое использование и приведет к дальнейшему истощению запасов.

Уильям Дин Хауэллс описывает паровой двигатель Корлисса, Выставка столетия Америки, 1876 г. Бразилия. Двигатель мощностью 1400 лошадиных сил приводил в действие все остальные механические устройства, выставленные в большом машинном зале. Более ранние версии двигателя, конструкцию которого Джордж Корлисс запатентовал в 1849 году.

, помогли сделать возможным переход от энергии воды к пару благодаря большей эффективности использования топлива, равномерному движению и способности справляться с изменениями нагрузки.

Шахтеры, работающие в шахте, 1908 г. (галерея)

Шахтеры много часов работали в шахте, часто перемещаясь на элеваторе глубоко под землей, чтобы добыть уголь из угольного пласта. В девятнадцатом веке горняки работали в основном вручную наряду с животным трудом. По мере появления новых технологий подземная добыча все больше зависела от тяжелой техники.

Stonega Coal Mines and Company Camp, 1915-1930 (галерея)

Города компании, такие как угольный лагерь Stonega недалеко от города Аппалачи, штат Вирджиния , включали шахту и связанные с ней горнодобывающие предприятия, а также дома, склад (компания магазин) и развлекательный зал. Все принадлежало компании. Города компаний удваивались как способ привлечения и поддержки рабочих, а также как средство подчинения сотрудников и их семей контролю компании.