lovesouthernsocial.com

Kömürden elektrik üretimi çevreye zararlı olabilir

Unsplash'ta Brian Patrick Tagalog resmi

Kömür, madencilik yoluyla dünyadan çıkarılan bir fosil yakıttır. Kökeni, milyonlarca yıl önce bir su tabakası altında biriken organik maddenin (ağaç ve bitki kalıntıları) ayrışmasından kaynaklanmaktadır. Bu organik maddenin kil ve kum birikintileri tarafından gömülmesi, basınç ve sıcaklıkta bir artışa neden olur, bu da karbon atomlarının konsantrasyonuna ve oksijen ve hidrojen atomlarının atılmasına (karbonifikasyon) katkıda bulunur.

Kömür, düşük kalite (linyit ve alt bitümlü) ve yüksek kalite (bitümlü veya kömür ve antrasit) olarak kabul edilerek, kalorifik değere ve safsızlıkların görülme sıklığına göre alt bölümlere ayrılır. Brezilya Jeolojik Araştırmasına göre, kömür, kendisini oluşturan organik maddenin doğası, iklim ve bölgenin jeolojik evrimi gibi faktörlere bağlı olarak kalitesine göre alt bölümlere ayrılabilir.

Turba

Turba ekstraksiyonu, alan boşaltılmadan önce gerçekleşir, bu da nemini azaltır. Daha fazla nem kaybetmek için genellikle açıkta bırakılır.

Kullanım Alanları: bloklar halinde kesilir ve fırınlarda, termoelektrik tesislerde yakıt olarak kullanılır, yakıt gazı, mumlar, parafin, amonyak ve katran elde edilir (kimya endüstrisi tarafından yağların ve diğer büyük kullanım maddelerinin türetildiği bir ürün)

linyit

Kahverengi veya siyah bir malzeme olarak iki şekilde ortaya çıkabilir ve farklı isimlere sahiptir.

Kullanım Alanları: katran, mumlar, fenoller ve parafinler elde eden gazojenler. Yanma külü, puzolanik çimento ve seramik olarak kullanılabilir.

Kömür

Taş kömürü iki ana türe ayrılabilir: enerji kömürü ve metalürjik kömür. Buhar kömürü olarak da adlandırılan ilki, en fakir olarak kabul edilir ve doğrudan fırınlarda, özellikle de termoelektrik santrallerde kullanılır. Metalurjik kömür veya kok kömürü asil olarak kabul edilir. Kok, metalurjide (yüksek fırınlar) yakıt olarak kullanılan, hafif ve metalik parlaklığa sahip gözenekli bir malzemedir. Katran üretiminde de kömür kullanılmaktadır.

antrasit

Yavaş yanma özelliğine sahiptir ve ev ısıtması için uygundur. Ayrıca su arıtma proseslerinde de kullanılmaktadır.

Kömürün bileşimi ve uygulaması

Herhangi bir evresinde kömür, organik bir kısım ve bir mineral kısımdan oluşur. Organik, karbon ve hidrojen ile küçük oranlarda oksijen, kükürt ve azottan oluşur. Mineral, külü oluşturan silikatlardan oluşur.

Birkaç türe ayrıldığından, kömürün kullanım alanları çoktur. Kömürün ana kullanımı bir enerji kaynağı olarak. Göre Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), kömür dünya elektrik enerjisi üretiminin %40'ından sorumludur. Metalurji sektöründe de kömür kullanılmaktadır.

Doğada bulunan bir diğer odun kömürü türü ise yakacak odunun karbonizasyonundan oluşan sebzedir. Kömür endüstriyel işlemlerde sıklıkla kullanılmaktadır, ancak elektrik enerjisi üretimi için önemli bir kaynak değildir.

Kömürden elektrik üretimine teşvik

Yenilenemez olmasına rağmen, kömürden elektrik üretimi için güçlü teşvikler vardır. Kömürden enerji üretimi lehine iki ana argüman, arz güvenliğini garanti eden rezervlerin bolluğu ve cevherin (diğer fosil yakıtlara kıyasla) düşük maliyeti ve üretim sürecidir.

Ulusal Elektrik Enerjisi Kurumu (Aneel) verilerine göre dünya kömür rezervleri toplam 847,5 milyar ton. Bu miktar, yaklaşık 130 yıllık bir süre için mevcut kömür üretimini sağlamaya yeterli olacaktır. Diğer bir teşvik ise, petrol ve doğal gazın aksine, 75 ülkede önemli miktarlarda kömür rezervlerinin bulunmasıdır - ancak toplam hacmin yaklaşık %60'ı ABD (%28,6), Rusya (%18,5) ve Çin'de yoğunlaşmıştır. (%13.5). Brezilya 10. sırada görünüyor.

Dünyanın en büyük kömür üreticileri Çin ve ABD'dir. Dünya Kömür BirliğiHindistan'ı sırasıyla Hindistan, Endonezya ve Avustralya izlemektedir. Ayrıca, hem Çin hem de Amerika Birleşik Devletleri'ndeki enerji matrisinin çoğu, Almanya, Polonya, Avustralya ve Güney Afrika gibi diğer ülkelerin enerji matrisinde de temsil edilen kömürden elektrik üretimine dayanmaktadır. .

Bununla birlikte, ekonomik avantajlarına rağmen, maden kömüründen elektrik üretimi, sosyo-çevresel açıdan en agresif enerji üretim biçimlerinden biridir. Kömürün çıkarılmasından tüm üretim süreci boyunca olumsuz dışsallıklar mevcuttur.

kömür çıkarma

Kömür çıkarma veya madencilik yeraltı veya açık ocak olabilir. Bu, kömürün ne kadar derinde bulunduğuna bağlı olarak değişecektir.

Cevheri örten tabaka dar olduğunda veya toprak uygun olmadığında (kum veya çakıl), keşif açıkta yapılmaya meyillidir. Mineral derin katmanlarda ise tüneller yapmak gerekir.

Aneel'e göre, açık ocak madenciliği Brezilya'da cevher çıkarmanın baskın biçimidir ve ayrıca yeraltından daha verimlidir. Bu, dünya kömür çıkarımının %60'ına denk gelen, yeraltı madenciliğiyle yapılan aramaların hüküm sürdüğü uluslararası gerçekliğe tekabül etmiyor.

Asit maden drenajı ve atık üretimi, her iki çıkarma türünde de ortak olan olumsuz çevresel etkilerdir.

Asit maden drenajı (DAM)

Madenin asit drenajı, kükürtlü suyu dış ortama salan, toprakta mineralojik bir düzende (yeni bileşiklerin oluşumu), kimyasal (pH azalması) ve fiziksel (düşük su tutma kapasitesi ve geçirgenlik) değişiklikler üreten pompalar vasıtasıyla yapılır. ), arazinin jeolojisine göre değişir.

Bilim ve Teknoloji Bakanlığı raporuna göre, asit maden drenajı, genel olarak madencilik süreçlerinin en önemli etkilerinden biri olarak kabul ediliyor.

Topraktaki bu değişikliklerin bir sonucu olarak, yeraltı suyunun kalitesi de tehlikeye girer. Suyun pH değerinde, metallerin çözünmesine ve yutulması durumunda insan sağlığını etkileyebilecek olan yeraltı suyunun kirlenmesine katkıda bulunan bir azalma olabilir.

Madenciliğin neden olduğu kimyasal ve fiziksel toprak sorunlarının azaltılması, etkilenen alanların iyileştirilmesinde ilk adımdır.

Açık ocak madenciliğinin etkileri

Büyük hacimli kayalık toprağın kazılması, bitki örtüsü ve fauna üzerinde görünür çevresel etkiler yaratır, geniş alanların bozulmasından ve görsel kirlilikten, erozyon süreçlerinin yoğunlaşmasından bahsetmeden sorumludur. Ayrıca makine ve ekipmanların kullanımı da gürültü kirliliği (gürültü) oluşturmaktadır.

Yeraltı madenciliğinin etkileri

İşçi sağlığı ile ilgili temel sorun kömür işçilerinin (PTC) pnömokonyozudur. Pnömokonyozlar, partiküler maddenin bağışıklık sisteminin temizleme kapasitesinin üzerinde solunmasından kaynaklanan hastalıklardır. Kömür tozunun solunmasına kronik maruz kalma, ardından akciğerlerde toz birikmesi ve akciğer dokusunun değişmesidir.

PTC, "siyah akciğer" olarak bilinen bir hastalık olan masif ilerleyici fibrozis FMP geliştirebilen bir inflamatuar süreci tetikler.

Sağlık Bakanlığı raporuna göre, kömür madencileri arasında teşhis edilen 2.000'den fazla pnömokonyoz vakası var.

Yeraltı madenciliği ile ilgili diğer etkiler, kaynakların yok olmasına katkıda bulunabilecek su tablasının düşmesi, yüzey hidrolojik ağ üzerindeki etki ve patlamaların neden olduğu titreşimlerdir.

Kömür işleme

Brezilya Maden Kömür Birliği'ne göre zenginleştirme, doğrudan madenden elde edilen ham kömürün (ham kömürün - ROM), organik madde ve safsızlıkların giderilmesi için tabi tutulduğu işlemler dizisidir. kalitelerini sağlamak. Kömürün işlenmesi, orijinal özelliklerine ve kullanım amacına bağlıdır.

Aneel raporuna göre, işleme, normalde madencilik alanına yakın alanda biriken ve doğrudan su yollarına veya atık barajlarına bırakılan katı atıklar üreterek sıvı bir malzemeyle kaplı geniş alanlar yaratıyor. Atıklarda bulunan toksik maddeler, bir sıvı şeklinde yavaşça toprağa nüfuz eden (süzülme) yağmur suyunda (süzülme) seyreltilir ve yeraltı suyunu kirletir.

Bu atıklar tipik olarak yüksek konsantrasyonlarda pirit (demir sülfür - FeS2) veya sülfürik asit oluşumuna katkıda bulunan ve “asit maden drenajı” sürecini yoğunlaştıran diğer sülfit malzemeleri içerir.

Ulaşım

Aneel'e göre, kömür üretim sürecindeki en maliyetli faaliyet nakliyedir. Bu nedenle, normalde taşınan kömür, düşük safsızlık içeriğine ve daha yüksek katma ekonomik değere sahip olan tek kömürdür.

Kömürün amaçlanan kullanımı elektrik üretimi olduğunda, termoelektrik santral, ülkede faaliyet gösteren beş kömürle çalışan termoelektrik santralde olduğu gibi madencilik alanının yakınına kurulur.

Ekonomik açıdan bakıldığında, halihazırda üretilen elektriği dağıtmak için iletim hatlarına yatırım yapmak, kömürü uzun mesafelere taşımaktan daha avantajlıdır.

Kısa mesafeler için en verimli yöntem konveyör bantlı taşımadır. Su ile karıştırılmış kömürün bulamaç şeklinde taşındığı boru hatları da kullanılır.

Kömürden elektrik üretimi

Kömür topraktan çıkarıldıktan sonra parçalanarak silolarda depolanır. Daha sonra bir termoelektrik santrale taşınır.

Furnas'a göre bir termoelektrik santral, geleneksel olarak üç aşamaya ayrılan bir süreçle elektrik üretme işlevine sahip bir dizi iş ve ekipman olarak tanımlanmaktadır.

İlk adım, kazan suyunu buhara dönüştürmek için fosil yakıtın yakılmasından oluşur. Kömür durumunda ise yakma işleminden önce toza dönüştürülür. Bu, yanma sürecinin en yüksek termal kullanımını garanti eder.

İkinci adım, bir türbini döndürmek ve bir elektrik jeneratörünü çalıştırmak için yüksek basınç altında üretilen buharın kullanılmasıdır. Buharın türbin içinden geçişi, türbinin ve ayrıca türbine bağlı olan jeneratörün hareket etmesine neden olarak mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür.

Buharın yoğuşturulduğu ve bağımsız bir soğutma devresine aktarıldığı, kazan suyu olarak sıvı hale geri döndüğü üçüncü ve son adımda çevrim kapatılır.

Üretilen enerji, iletken kablolar vasıtasıyla jeneratörden bir transformatöre taşınır. Trafo ise elektriği iletim hatları aracılığıyla tüketim merkezlerine dağıtır.

emisyonlar

Kömür yakıldığında içerdiği elementler buharlaşır (buharlaşır) ve toz partikülleri (uçan kül) şeklinde açığa çıkan inorganik maddenin bir kısmı ile birlikte atmosfere yayılır.

Burada

Kömür, yüksek karbon konsantrasyonuna sahip bir malzemedir. Bu nedenle, yakıldığında kömür büyük konsantrasyonlarda karbon monoksit yayar.

Karbon monoksit, insan sağlığına son derece zararlı olan ve akut zehirlenme durumlarında ölüme yol açabilen zehirli bir gazdır. Sao Paulo Eyaleti Çevre Şirketi'ne (Cetesb) göre, karbon monoksit zehirlenmesinin ana yolu solunumdur. Bir kez solunduğunda, gaz akciğerler tarafından hızla emilir ve hemoglobine bağlanarak oksijenin verimli bir şekilde taşınmasını engeller. Bu nedenle, karbon monoksite uzun süre maruz kalmak, yaşlılar arasında kalp krizi insidansındaki artışla bağlantılıdır.

Ayrıca, atmosferde bir kez karbon monoksit, karbon dioksite oksitlenebilir.

Karbon dioksit

Karbondioksit, doğrudan kömür ve diğer fosil yakıtların yanmasından salınabilir veya atmosferde kimyasal reaksiyonlardan, örneğin karbon monoksitin oksidasyon reaksiyonundan oluşabilir.

Karbondioksit, küresel ısınmadaki artışla ilişkili olarak, sera etkisinin yoğunlaştırılması sürecinde ana gazlardan biri olarak kabul edilir. Ayrıca kömürün yanması sonucu yayılan ana gaz türlerinden biridir.

Yanmanın, en büyük karbondioksit emisyonunun olduğu kömür üretim zincirinin aşaması olduğunu belirtmek önemlidir, ancak atık depolama ve depolama aşamaları da toplam emisyonlara katkıda bulunur. Ancak, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'nın raporuna göre, her durumda cevher depolama süresinin bilinmemesi, toplam emisyonların hesaplanması için sınırlayıcı bir faktördür.

Kükürt

Brezilya Enerji Planlama Derneği'nin raporuna göre, kömürle çalışan termoelektrik santrallerden kaynaklanan tüm emisyonlar arasında en çok endişeye neden olan kükürt emisyonları. Yanarken, kükürt, yakalanması için herhangi bir ekipman yoksa atmosfere salınan bir dizi gaz halinde bileşik oluşturur. Bunlardan en çok kükürt dioksit (SO2) öne çıkıyor.

Kükürt dioksit (SO2) atmosferde oksidasyona uğrar ve kükürt trioksit (SO3) oluşturur, bu da yağmur suyuna (H2O) bağlandığında sülfürik asit (H2SO4) oluşturarak asit yağmuruna neden olur.

Asit yağmuru bitki ve hayvan yaşamı, özellikle sucul yaşam üzerinde doğrudan etkilere sahiptir. Sebzelerde pigmentasyon ve oluşum değişikliklerine ve nekroza yol açar. Hayvanlarda balık ve kurbağa gibi organizmaların ölümüne neden olur. Asit yağmuru, aşındırıcı süreçleri desteklediği için maddi mallara da zarar verir.

Çevre Bakanlığı'na göre, kükürt dioksitin insan sağlığı üzerindeki etkileri, genel olarak solunum sorunlarının görülme sıklığındaki artış ve hastane başvurularındaki artışın gösterdiği astımla ilgili olabilir.

Metan

Kömür, yüksek bir metan (CH4) içeriğine sahiptir. Kömürün yanması, su buharı ve karbondioksit ile ilişkilendirilebilen ve ana sera gazlarından biri olarak kabul edilen atmosfere metan salmaktadır.

Metan, organik maddenin ayrışma sürecinden oluşur. Bu nedenle oluşumu fosil yakıtlarla ilişkilidir.

Atmosfere önemli miktarda metan salan kömür yakma işlemine rağmen, kömür üretim sürecinde metan emisyonlarının, görülebileceği gibi, özellikle yeraltı madenlerinde ve madencilik sonrası malzeme depolamada cevher çıkarılmasından kaynaklandığını belirtmek önemlidir. Bilim ve Teknoloji Bakanlığı raporunda

Azot oksitler (NOx)

Kömür ayrıca yüksek bir azot konsantrasyonuna sahiptir. Bu nedenle, kömür yanması atmosfere azot oksitler yayar. Yanma gazları normalde çoğunlukla nitrojen oksitten oluşur.Atmosfere girdiğinde hızla azot dioksite oksitlenir.

Azot dioksit, yağmur suyuna (H2O) bağlandığında, sülfürik asit (H2SO4) gibi aynı zamanda asit yağmuruna neden olan nitrik asit (HNO3) üretir.

Ek olarak, yüksek konsantrasyonlarda NO2, troposferik ozon oluşumunu ve prosesleri etkiler. duman fotokimyasal.

Partikül madde (PM)

Cetesb'e göre partikül madde, küçük boyutu nedeniyle atmosferde asılı kalan katı ve sıvı maddelerin tamamıdır. Atmosferde yukarıda bahsedilen kükürt dioksit (SO2) ve nitrojen oksitlerden (NOx) partikül madde de oluşur.

Partikül boyutu, sağlık sorunlarına neden olma potansiyeli ile doğrudan ilişkilidir.

Merkür

Kömür, daha önce bahsedilen gazlara ek olarak, cevherin yanması yoluyla atmosfere buharlaşan önemli miktarlarda cıva da içerir.

pazartesi EPA - Çevre Koruma Ajansı Kömürle çalışan enerji santralleri, cıva emisyonlarının en büyük antropojenik kaynağıdır.

Atmosferde bulunan uçucu cıva, yağmur döngüsüne dahil olur, su kütlelerine ulaşır ve çevresel kontaminasyona ve su yaşamına zarar verir. Cıva ile kontamine su organizmalarının tüketimi akut zehirlenmeye ve bazı durumlarda ölüme yol açabileceğinden, cıva kontaminasyonu aynı zamanda bir halk sağlığı sorunudur.