Содержание
Каменный уголь – свойства, применение и образование каменного угля (3 класс, окружающий мир)
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 33.
Обновлено 12 Августа, 2021
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 33.
Обновлено 12 Августа, 2021
Первое упоминание о каменном угле принадлежит древнегреческому философу Аристотелю, жившему в IV веке до н. э. Уголь добывали для обогрева жилищ. В начале XVIII столетия в России по указу Петра I были организованы поиски и добыча каменного угля для использования в кузнечном деле и выплавки железа. В статье рассмотрим характеристики каменного угля, его происхождение, свойства и применение.
Что такое каменный уголь
Каменный уголь — это горная порода, образованная из растительных остатков в условиях значительных глубин.
Классификация, принятая в России, выделяет несколько разновидностей ископаемых углей. Это бурый, каменный уголь, антрацит.
Бурый уголь самый низкосортный, антрацит — наиболее ценный.
Важные свойства угля:
- вещественный состав;
- содержание углерода и примесей;
- способность спекаться и превращаться в кокс.
Больше всего углерода (91–98 %) содержится в антраците.
Добывают уголь в шахтах или карьерах.
В пластах молодых бурых углей встречаются плотные, вязкие скопления чёрного цвета. Это разновидность угля гагат. Он легко обрабатывается и служит для изготовления украшений.
Рис. 1. Украшения из гагата.
Образование каменного угля
История образования каменного угля начинается около 400 млн лет назад. В это время на планете процветали древовидные хвощи, плауны и папоротники высотой до 25–40 м. Мелководные моря и болота покрывали большие территории. Отмирающие растения погружались в воду, постепенно накапливались и разлагались без доступа кислорода. Так формировались слои торфа.
В результате движений земной коры торфяные залежи медленно погружались в глубину планеты на 1000–6000 м, где в зависимости от температуры и давления превратились в разные виды каменного угля.
Самые большие залежи образовались 345–280 млн лет назад во время каменноугольного периода. Самые молодые угли, бурые, имеют возраст не менее 40 млн лет.
Рис. 2. Лес каменноугольного периода.
Применение каменного угля
Разновидности каменного угля применяются в разных областях.
Антрацит и каменный уголь используют в качестве топлива, в металлургии, в химической промышленности.
- Угольное топливо требуется для выработки электричества на ТЭС, на железнодорожном транспорте в случае неэлектрифицированных магистралей.
- Для выплавки чугуна из железной руды требуется кокс. Кокс получают при нагревании угля без доступа кислорода. В процессе коксования извлекается около 200 веществ.
Рис. 3. Производство кокса.
- Из продуктов переработки угля химическая промышленность выпускает искусственный графит, серу, цинк, редкие металлы, лаки, краски, пластмассу.
- Антрацит используется в качестве фильтра для очистки сточных вод.
Бурый уголь применяется для отопления жилых кварталов, из него вырабатывают сажу для изготовления шин, горючий газ, жидкие удобрения, горный воск для текстильного производства.
Из бурого угля c добавлением особых масел и водорода путём перегонки получают высококачественный бензин.
Что мы узнали?
Каменный уголь образовался из растений миллионы лет назад. В настоящее время уголь применяется в различных отраслях. В сообщении об образовании каменного угля можно рассказать об этом на уроке по окружающему миру в 3 классе.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 33.
А какая ваша оценка?
Крупнейшие потребители отказываются от угля в пользу газа
Уголь постепенно теряет привлекательность как вид топлива. В США за последние годы доля угольной генерации сократилась с 50 до 32%. В планах крупнейшего в мире потребителя угля, Китая, к 2020 году снизить долю энергогенерирующих предприятий до 67%.
В России в случае ратификации Парижского соглашения о сокращении эмиссии углекислого газа угольные электростанции могут столкнуться с резким падением рентабельности.
В 2016 году в США, одном из пяти крупнейших производителей и потребителей угля в мире, впервые газовая генерация превзойдет угольную, сообщило американское Управление энергетической информации (Energy Information Administration). По его прогнозам, объем выработки электроэнергии на газовых источниках составит около 33%, тогда как на угольных сократится до 32%. В 2008 году на угольную генерацию в США приходилась половина выработки электроэнергии в стране.
Главная причина сокращения потребления угля в США — падение цен на природный газ, который наравне с углем используется для генерации электрической и тепловой энергии. На Нью-Йоркской торговой бирже стоимость газовых фьючерсов с поставками на май в пересчете за тысячу кубометров снизилась до рекордных $65,12. С начала года цена на него упала на 20%.
Эффективность газовой генерации (по удельной теплоте сгорания) выше угольной почти в два раза.
Таким образом, для того, чтобы уголь был конкурентоспособным по отношению к природному газу в США, цены на него должны упасть до $33 за тонну (сейчас он стоит около $41 за тонну).
Черная полоса «черного золота»
Потребление угля в стране за последние пять лет упало на 14%, или 30 млн т, а цены на твердое топливо…
22 февраля 20:26
Другим фактором, мотивирующим американских энергетиков переключаться на газ, является усиление нормативного регулирования в отношении выбросов парниковых газов.
В результате местной угольной отрасли грозит уход с рынка крупнейших игроков, отмечает The Wall Street Journal. За последний год защиты от кредиторов и банкротства попросили четыре ведущих американских производителя угля: Arch Coal, Alpha Natural Resources, Patriot Coal и Walter Energy. На прошедшей неделе к ним присоединилась крупнейшая в мире частная угледобывающая компания — американская Peabody Energy, которая подала документы в Комиссию по ценным бумагам и биржам, указав на возможность банкротства в ближайшее время.
На конец 2015 года совокупный долг Peabody составил $6,3 млрд. В 2015 году компания добыла чуть более 207 млн т угля (228,8 млн американских «коротких» тонн). Для сравнения: общий объем добычи угля в России в прошлом году составил около 371 млн т.
Будущее угольной отрасли даже стало одной из главных тем предвыборной президентской гонки. Большинство сторонников Демократической партии выступают за переход на более чистые по сравнению с углем источники энергии. Республиканцы же заявляют о тяжелых последствиях для экономики из-за сокращения рабочих мест в угольной отрасли.
Часть мирового тренда
Ситуация с угольной отраслью в США отражает общемировой тренд. В 2014 году потребление угля в мире впервые с 90-х годов прошлого века перестало расти и сократилось на 0,9%, до 7,023 млрд т, говорится в годовом отчете Международного энергетического агентства. Ранее потребление демонстрировало ежегодный рост примерно на 4%. Данные за 2015 год еще не опубликованы, но, учитывая такие макроэкономические факторы, как сокращение выплавки стали в Китае (впервые с 1991 года объем ее производства снизился на 2,3%, до 803,83 млн т) и замедление экономического роста в Поднебесной, вряд ли стоит ожидать разворота нисходящего движения.
Китай, который является и крупнейшим производителем, и главным потребителем угля в мире, второй год подряд демонстрирует сокращение потребления угля: в 2014 году оно уменьшилось на 2,9%, а в 2015-м — на 3,7%. Как ожидается, генерация угля в Китае сократится к 2020 году до 67% с нынешних почти 70% во многом в связи с вводом новых атомных энергоблоков и увеличением доли возобновляемых источников энергии — ветряных электростанций.
В декабре 2015 года в Париже состоялась климатическая конференция ООН, по итогам которой был выработан протокол, предусматривающий существенное снижение эмиссии углекислого газа. Около 39% выбросов СО2 приходится на предприятия электроэнергетики, работающие на угле.
Украина наращивает производство
Однако не все готовы сокращать производство. На фоне довольно низких цен на топливо и дорогостоящего перепрофилирования производства уголь будет оставаться привлекательным видом топлива для тех регионов, где инвесторы не будут видеть потенциала для долгосрочных инвестиций в новые объекты генерации.
Это в том числе касается постсоветского пространства, где главными потребителями угля выступают теплоснабжающие станции, работающие в режиме когенерации — выработки и тепловой, и электрической энергии.
Германия меняет газ на ветер
Германия, основной контрагент «Газпрома» в Европе, все больше ориентируется на возобновляемую…
02 октября 13:31
В частности, Украина, где доминирует, как и в России, центральное отопление, вряд ли в ближайшем будущем сможет уйти от теплогенерации на угле: из 14 ТЭС на угле работают семь. В 2015 году на украинские ТЭС было поставлено 8,508 млн т угля из зоны АТО (так в Киеве называют попытку силового подавления протестов в Донецкой и Луганской областях, вызванных сменой власти на Украине), сообщало украинское минэнерго.
В 2015 году угледобывающие предприятия самопровозглашенной Донецкой народной республики произвели 9,03 млн т угля, что на 27,6% больше, чем ранее планировалось. Данных об объемах добычи угля в самопровозглашенной Луганской народной республике за 2015 год еще нет.
Россия на перепутье
В электрогенерации России уголь играет меньшую роль, чем в США и тем более Китае. На долю угольной генерации приходится около 24%. Основным видом топлива в энергобалансе страны является газ (его доля — 52%). Главные потребители угля среди российских энергетиков — теплоснабжающие организации (теплоэлектростанции), расположенные в Сибири и на Дальнем Востоке.
Но если Россия ратифицирует Парижское климатическое соглашение, то одним из следующих шагов в угольной отрасли может стать углеродный налог за выбросы углекислого газа. За его введение, в частности, выступает Минприроды. Как предлагал президент «Русала» и энергетической группы En+ Олег Дерипаска, этот налог не должен быть ниже $15 за тонну угля.
Если такой налог будет применен, то рентабельность угольных электростанций резко сократится.
Очевидный мировой тренд на разворот в сторону более экологически чистых источников энергии требует пересмотра действующей стратегии, уверен Михаил Юлкин, руководитель рабочей группы по вопросам изменения климата и управления выбросами парниковых газов комитета по экологии и природопользованию РСПП.
Угольная генерация будет сокращаться, и задумываться о том, как перепрофилировать нынешнее производство в России, необходимо уже сейчас, подчеркивает Юлкин.
Европа запасается газом
Несмотря на теплую погоду, в декабре Европа резко увеличила закупки российского газа. Это связано с тем, что…
23 декабря 19:42
В планах российских властей пока не значится отказ от угольной генерации или ее сокращение, тем более в некоторых регионах ввиду сильной удаленности от газовой инфраструктуры и из-за отсутствия необходимых параметров для организации гидроэнергостанций уголь остается, по сути, единственным приемлемым видом топлива для электрогенерирующих предприятий.
Помимо этого, действующая стратегия развития угольной промышленности предполагает увеличение добычи и поставок угля как для внешнего, так и для внутреннего рынка. Согласно действующей стратегии, к 2030 году Россия должна увеличить добычу угля до 410 т (сдержанный вариант) или даже до 480 млн т (оптимистический вариант).
Экспорт, как полагают составители стратегии, должен увеличиться до 240 млн т к 2030 году, в основном в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. В 2015 году объем добычи угля вырос на 4%, до 373 млн т, из которых около 155 млн т ушли на экспорт.
Против снижения угольной генерации резко выступают в профильных профсоюзах, которые предупреждают об опасности возникновения социальной напряженности и росте тарифов на энергоресурсы. Они уточняют, что доля угольной энергетики Сибири в суммарных выбросах углекислого газа составляет всего 5%.
Почему мы до сих пор добываем уголь : NPR
Почему мы до сих пор добываем уголь Жители Монткоала, штат Западная Вирджиния, оплакивают гибель не менее 25 шахтеров в результате самой смертоносной катастрофы на шахтах в США за более чем два десятилетия. может задаться вопросом, почему страна до сих пор использует топливо, производство которого может быть опасным и наносить ущерб окружающей среде.
Уголь является недорогим и эффективным способом производства электроэнергии и, вероятно, останется источником энергии в обозримом будущем.
Энергия
Дебора Тедфорд
Шахтеры работают в шахте недалеко от Коултервилля, штат Иллинойс, 2006 год.
Сет Перлман/AP
скрыть заголовок
переключить заголовок
Сет Перлман/AP
Шахтеры работают на шахте недалеко от Коултервилля, штат Иллинойс, 2006 г.
Сет Перлман/AP
Пока жители Монткоала, штат Западная Вирджиния, оплакивают гибель не менее 25 шахтеров в результате самой смертоносной катастрофы на шахтах в США за более чем два десятилетия, американцы могут задаться вопросом, почему страна до сих пор использует топливо, производство которого может быть опасным и нанести ущерб окружающей среде.
Одно только слово «уголь» вызывает в памяти образ шахтеров, выходящих из шахт с черным камнем, который способствовал экономическим и социальным изменениям Промышленной революции. Но, несмотря на более чем 200-летний научный и технологический прорыв, уголь по-прежнему остается важным топливом в 21 веке. В прошлом году в США было добыто около 1 миллиарда тонн угля, и около половины электроэнергии в стране вырабатывается с использованием угля.
Крейг Пирронг, эксперт по энергетике из Глобального института управления энергетикой Хьюстонского университета, говорит, что уголь — это не пережиток прошлого — это также часть нашего будущего.
Учитывая проблемы с экологией и безопасностью, почему мы до сих пор добываем уголь?
В мире, где выбросы углерода не облагаются налогом, уголь является очень недорогим и эффективным способом производства электроэнергии. Уголь также является одним из самых распространенных источников энергии во всем мире, и он относительно эффективен для производства электроэнергии.
В прошлом году в США было добыто около 1 миллиарда тонн угля, и только около 6 процентов его было экспортировано. Большая часть угля, который мы экспортируем, используется для производства стали. Мы импортируем уголь, но наш импорт составляет всего около 2 процентов от того, что производится внутри страны.
Уголь используется для производства примерно половины электроэнергии в Соединенных Штатах.
См. Где расположены угольные электростанции
См. Какие штаты используют уголь для производства электроэнергии
Помимо использования угля для производства электроэнергии на электростанциях, как используется уголь?
Существует два вида угля: энергетический уголь, который используется для производства электроэнергии, и металлургический уголь, который используется в процессе производства некоторых металлов, особенно стали. Практически вся сталь использует уголь. Сталь – это сплав железа и углерода. Коксующийся уголь является источником углерода в процессе плавки.
Какие страны являются крупнейшими потребителями угля?
Китай является крупнейшим потребителем угля в мире, за ним следуют США. США потребляют около 1 миллиарда тонн угля в год. Китай потребляет около 1,6 млрд тонн для производства электроэнергии и отопления. Китайцы бешеными темпами строят электростанции, и большинство из них работают на угле.
Угольная промышленность заявляет, что новые технологии сделали уголь чище. Что такое «чистый уголь»?
Уголь выделяет загрязняющие вещества, в том числе соединения серы, золу и двуокись углерода. «Чистый уголь» — это широкий термин, относящийся к различным технологиям, которые сокращают выбросы загрязняющих веществ путем обработки или обработки угля, изменения способа его сжигания или связывания загрязняющих веществ.
Каковы прогнозы использования угля в будущем?
Это действительно витает в воздухе. Это будет зависеть от того, будем ли мы использовать ограничение и торговлю в качестве средства ограничения выбросов углекислого газа и других газов, которые способствуют глобальному изменению климата.
В соответствии с такой политикой будет установлен предел выбросов парниковых газов из большинства источников, включая электроэнергетику.
Такая политика привела бы к сокращению количества используемого угля, поскольку при сжигании угля образуется большое количество углекислого газа. Но, учитывая зависимость всего мира от угля для производства электроэнергии, вполне вероятно, что в обозримом будущем будет использоваться большое количество угля.
Какие источники энергии могут заменить уголь?
Наиболее близким заменителем угля в производстве электроэнергии является природный газ. Недавние технологические прорывы сделали природный газ, извлекаемый из сланцев, более доступным, но это не отменяет использования угля. Маловероятно, что мы резко сократим использование угля в среднесрочной и долгосрочной перспективе.
Половина электроэнергии в США производится из угля. В Китае две трети всей электроэнергии вырабатывается за счет угля. Уголь будет существовать еще очень долго.
Несмотря на все разговоры об альтернативных источниках энергии, реальной альтернативы не видно.
Сообщение спонсора
Стать спонсором NPR
Вопросы и ответы: Эксперт из Стэнфорда объясняет, почему мы продолжаем сжигать уголь для получения энергии
Марк Шварц
Из угля производится больше электроэнергии, чем из любого другого источника энергии, но сжигание угля сопряжено со значительными издержками для человечества и климата. Каждый год ядовитые газы, выделяемые угольными электростанциями, вызывают десятки тысяч преждевременных смертей во всем мире. Угольные электростанции также производят около 30 процентов всех глобальных выбросов парниковых газов.
Эксперты по климату говорят, что для предотвращения значительного повышения глобальной температуры миру, возможно, придется почти полностью прекратить выработку электроэнергии из угля к 2050 году или предотвратить попадание выбросов угольных электростанций в атмосферу.
Фронтальный погрузчик складывает уголь на станции Дюнкерк компании Niagara Mohawk в Нью-Йорке.
(Фото: NREL/David Parsons)
Но без реальных альтернатив энергии многие страны, вероятно, будут полагаться на уголь в ближайшие годы, говорит Марк Тербер, заместитель директора Программы Стэнфордского университета по энергетике и устойчивому развитию и автор книги 9.0107 Уголь (Polity Books, 2019). Здесь Тербер обсуждает, почему использование угля сохраняется, несмотря на его разрушительные последствия.
Почему вы решили написать книгу об угле?
Если вы сидите в Соединенных Штатах, легко подумать, что уголь уходит. Доля угля в электроснабжении США упала с 50% до менее 30% за последние 15 лет. Во многом это связано с революцией сланцевого газа, которая внезапно сделала природный газ дешевле угля для производства электроэнергии. Тем не менее, 30% электроэнергии в США приходится на уголь.
Мировое потребление угля продолжает расти, особенно в развивающихся странах. Около 38 процентов мировой электроэнергии производится из угля, и во многих странах он также является основой для промышленного использования.
Итак, если вы надеетесь как можно быстрее сократить выбросы парниковых газов и загрязнение воздуха, важно понять, почему мы до сих пор используем так много угля и каковы рычаги воздействия на поэтапный отказ от него.
Почему мир продолжает использовать так много угля?
По сути, уголь дешев, если не принимать во внимание значительные затраты на здоровье и окружающую среду. Кроме того, уголь широко доступен во всем мире, и его относительно легко транспортировать и хранить.
Многие промышленные игроки получают выгоду от использования угля, в том числе угольные компании, энергетические компании, железные дороги, перевозящие уголь, и производители стали, цемента и алюминия. Они могут сопротивляться изменениям статус-кво, а правительства могут поддерживать их из-за их политического влияния, плюс налоговых поступлений и рабочих мест, которые они обеспечивают. Тем не менее, опыт США показывает, что использование угля может быстро сократиться, когда он теряет свое экономическое преимущество.
Марк Тербер выступает на организованной Стэнфордом конференции по энергетике в странах с развивающейся экономикой
в Мумбаи, Индия. (Фото: Марк Шварц)
Вы сказали, что, возможно, мы находимся в переломном моменте, когда дело касается угля. Вы можете это объяснить?
Самые богатые страны пытаются отказаться от угля. Китай, крупнейший производитель и потребитель угля в мире, также стремится стабилизировать потребление угля.
Тем временем быстрорастущие экономики Южной и Юго-Восточной Азии строят новые угольные электростанции в ускоренном темпе. Страны с низкими доходами пытаются решить, следовать ли им по этому пути или наметить новый курс.
Вопрос о том, что будет с углем в ближайшие 10 лет, остается открытым. Когда страны с быстрорастущей экономикой начнут строить свои электросети не на угле, а на чем-то другом, тогда мы поймем, что свернули за угол.
Самой большой проблемой для этих стран является выяснение того, что заменит уголь.
Стоимость ветровой и солнечной энергии значительно снизилась, но прерывистый характер этих ресурсов — тот факт, что они доступны только тогда, когда дует ветер и светит солнце, — создает проблему, особенно для небольших и быстрорастущих сетей.
Насколько вероятно, что в США будут построены новые угольные электростанции?
На мой взгляд, очень маловероятно. Природный газ будет слишком дешевым слишком долго. Возобновляемые источники энергии вытеснят уголь из энергетического баланса США на слишком много часов в году. И климатическая политика слишком неопределенна.
Удались ли попытки администрации Трампа защитить угольную промышленность?
Дональд Трамп всегда использовал уголь в качестве политического клина. Во время кампании 2016 года он обвинил Демократическую партию в предполагаемой «войне с углем» во многих проблемах в Аппалачах. На самом деле, конкурентоспособность природного газа для производства электроэнергии в сочетании с повышением производительности при добыче угля приводит к снижению рабочих мест в угледобывающей промышленности.
Ничто из того, что Дональд Трамп может сказать или сделать, не изменит эту основную динамику.
На самом деле войны с углем никогда не было, но это был очень мощный политический сигнал: «Демократы просто заботятся об изменении климата. Им наплевать на ваши средства к существованию». Такой политический лозунг находит отклик во многих угледобывающих странах. Это сработало в Германии, Польше, Индии — везде, где электорально значимые сообщества зависят от рабочих мест в горнодобывающей промышленности.
Эксперты по климату говорят, что нам нужно отказаться от использования угля, чтобы к середине века добиться нулевых выбросов парниковых газов. Это реалистично?
Расчетный срок службы угольной электростанции составляет 40 лет. В Индонезии, на Филиппинах и в других азиатских странах построено много совсем новых угольных электростанций. Трудно представить, что люди перестанут их использовать. Вот почему мой первый вопрос: как остановить строительство новых угольных электростанций по всему миру?
Мысль о том, что возобновляемые источники энергии уже могут решить все наши энергетические проблемы, является принятием желаемого за действительное.
Ни одна крупная электрическая сеть еще не достигла в среднем даже 50-процентной выработки электроэнергии из возобновляемых источников. Мы не должны просить бедные страны, которые отчаянно нуждаются в энергии, стать лидерами, особенно когда мы, богатые страны, продолжаем сжигать так много угля!
Могут ли богатые страны предложить реальные альтернативы бедным странам?
Богатые страны плохо справились с предложением жизнеспособных альтернатив развивающимся странам.
Я хотел бы получить дополнительную помощь по ряду направлений. Мы можем предложить экспертные знания о том, как интегрировать более высокие доли возобновляемой энергии. Мы можем поддержать развитие атомной энергетики. Мы можем поддержать развитие газовой инфраструктуры. Мы можем предложить финансовые стимулы для строительства электростанций, которые чище, чем уголь. Возможно, мы даже сможем создать резерв для некоторых ограниченных угольных мощностей в развивающихся странах, быстрее выводя из эксплуатации наши собственные угольные парки.
Как вы думаете, будем ли мы использовать уголь через 50 лет?
Надеюсь, что нет. В долгосрочной перспективе использование угля несовместимо с пригодным для жизни климатом. Задача состоит в том, чтобы как можно быстрее разработать экономически конкурентоспособные альтернативы, потому что сдерживание роста поставок энергии в развивающихся странах неэтично и нереалистично. Нам нужно тратить гораздо больше на технологические исследования и разработки. Нам нужно проявить гораздо больше политической воли, чтобы проводить агрессивную климатическую политику, в том числе взимать плату за выбросы углерода.
Кроме того, нам необходимо увязать создание рабочих мест с отказом от угля. Это моральный и политический императив. Если дело сводится к моей неуверенности в том, что у меня есть работа и обеспечение моей семьи, а не к моим долгосрочным заботам о климате, забота о работе всегда будет побеждать.
Экологическое движение начинает лучше учитывать соображения средств к существованию в своей политической деятельности в развитых странах.