Уголь: мировые запасы и добыча
Добыча угля
Среди ведущих мировых держав только Япония не располагает большими запасами угля. Хотя уголь – самый распространенный вид энергоресурсов, на нашей планете имеются обширные территории, где угольных месторождений нет. Угли различаются по теплотворной способности: она самая низкая у бурого угля ( лигнита ) и самая высокая у антрацита ( твердого блестящего черного угля ). Мировая добыча угля составляет 4,7 млрд. т. в год. Однако во всех странах в последние годы проявляется тенденция к снижению его добычи, поскольку он уступает место другим видам энергетического сырья – нефти и газу. В ряде стран добыча угля становится нерентабельной в связи с отработкой наиболее богатых и сравнительно неглубоко залегающих пластов. Многие старые шахты закрываются как убыточные. Первое место по добыче угля занимает Китай, за ним следуют США, Австралия и Россия. Значительное количество угля добывается в Германии, Польше, ЮАР, Индии, на Украине и в Казахстане.
Добыча угля в Северной Америке
Ископаемый уголь – важнейший и наиболее распространенный источник энергии в США. Страна располагает самыми большими в мире промышленными запасами угля (всех типов), которые оцениваются в 444,8 млрд. т., общие запасы в стране превышают 1,13 трлн. т., прогнозные ресурсы – 3,6 трлн. т. Крупнейший поставщик угля – штат Кентукки, за ним следуют Вайоминг и Западная Виргиния, Пенсильвания, Иллинойс, Техас (в основном лигнит), Виргиния, Огайо, Индиана и Монтана. Примерно половина запасов высокосортного угля сосредоточена в Восточной (или Аппалачской) провинции, протянувшейся с севера на юг от северо-западной Пенсильвании до северной Алабамы. Эти высококачественные угли каменноугольного периода используются для производства электроэнергии и получения металлургического кокса, потребляемого при выплавке железа и стали. К востоку от этого угленосного пояса в Пенсильвании находится угольный бассейн площадью ок. 1300 кв. км, на который приходится почти вся добыча антрацита в стране.
Самые крупные запасы угля размещаются на севере Центральных равнин и в Скалистых горах. В угольном бассейне Паудер-Ривер (шт. Вайоминг) угольные пласты мощностью ок. 30 м разрабатываются открытым способом гигантскими экскаваторами-драглайнами, тогда как в восточных районах страны даже маломощные (ок. 60 см) пласты часто доступны для выемки лишь подземным способом. На бурых углях Северной Дакоты работает крупнейшее в стране предприятие по газификации угля .
Запасы бурых и каменных ( полубитуминозных ) углей верхнемелового и третичного возраста в западных районах Северной Дакоты и Южной Дакоты, а также в восточных районах Монтаны и Вайоминга многократно превышают объем угля, добытого до сих пор в США. Крупные запасы каменных ( битуминозных ) углей мелового возраста имеются в межгорных осадочных бассейнах провинции Скалистых гор (в штатах Монтана, Вайоминг, Колорадо, Юта). Далее к югу угольный бассейн продолжается в пределах штатов Аризона и Нью-Мексико. Небольшие угольные месторождения разрабатываются в штатах Вашингтон и Калифорния. Почти 1,5 млн. т. угля ежегодно добывается на Аляске. Запасов каменного угля США при современных темпах его потребления должно хватить на несколько сотен лет.
Потенциальным источником энергии является метан , содержащийся в угольных пластах; его запасы в США оцениваются более чем в 11 трлн. м3.
Добыча угля в Канаде
Угольные залежи Канады сосредоточены в основном в восточных и западных провинциях, где добывается ок. 64 млн. т. битуминозных и 11 млн. т. бурых углей в год. Залежи высококачественных углей каменноугольного возраста имеются в Новой Шотландии и Нью-Брансуике, более молодых углей не столь высокого качества – в пределах продолжающихся к северу угленосных бассейнов Великих равнин и Скалистых гор в Саскачеване и Альберте. Высококачественные нижнемеловые угли залегают на западе Альберты и в Британской Колумбии. Они интенсивно разрабатываются в связи с растущим спросом на коксующийся уголь металлургическими заводами, расположенными на Тихоокеанском побережье страны.
Добыча угля в Южной Америке
В остальной части Западного полушария промышленные месторождения угля невелики. Ведущий производитель угля в Южной Америке – Колумбия, где он добывается открытым способом главным образом на гигантском угольном разрезе Эль-Серрехон. За Колумбией следуют Бразилия, Чили, Аргентина и Венесуэла, располагающие весьма незначительными запасами угля.
Добыча угля в Азии
Самые крупные запасы ископаемого угля сосредоточены в Китае, где на этот вид энергетического сырья приходится 76% потребляемого топлива. Общие ресурсы угля на территории Китая превышают 986 млрд. т, примерно половина их находится в Шэньси и Внутренней Монголии. Большие запасы имеются также в провинциях Аньхой, Гуйчжоу, Шиньси и в Нинся-Хуэйском автономном районе. Из общего количества 1,3 млрд. т. угля, добытого в Китае в 1995, около половины приходится на 60 тыс. мелких угольных копей и разрезов местного значения, другая половина – на крупные государственные шахты, такие, как мощный разрез Аньтайбао в провинции Шэньси, где ежегодно добывается до 15 млн. т. сырого (необогащенного) угля.
Важными угледобывающими странами в Азии являются Индия (278 млн. т. в год), Северная Корея (50 млн. т.), Турция (53,2 млн. т.), Таиланд (19,3 млн. т.).
Добыча угля в России
В России на основе сжигания угля производится в два раза меньше энергии, чем в результате сжигания нефти и газа. Однако уголь продолжает играть важную роль в энергетике. В 1995 свыше 260 млн. т. угля было использовано в качестве топлива для ТЭС и в сталелитейной промышленности. Примерно 2/3 ископаемых углей в России составляют каменные, а 1/3 – бурые. Самые крупные каменноугольные бассейны России: Кузнецкий (крупнейший по объему добычи), Тунгусский, Таймырский, Ленский, Иркутский, Южно-Якутский, Минусинский, Буреинский, Печорский, Карагандинский. Важное промышленное значение имеют также Челябинский и Кизеловский бассейны на Урале, Сучанский на Дальнем Востоке и ряд мелких месторождений в Забайкалье. Донецкий угольный бассейн с высококачественными коксующимися углями и антрацитом лишь частично заходит на территорию Ростовской области РФ, а в основном расположен на Украине.
Среди буроугольных бассейнов выделяются Ленский, Канско-Ачинский, Тунгусский, Кузнецкий, Таймырский, Подмосковный.
Добыча угля в Украине, Казахстане, Узбекистане
На Украине кроме Донбасса имеется Львовско-Волынский каменноугольный бассейн, в Казахстане – крупное Экибастузское каменноугольное месторождение и Тургайский буроугольный бассейн, в Узбекистане – Ангренское месторождение бурых углей.
Добыча угля в Европе
Добыча угля в Центральной и Западной Европе в 1995 составляла 1/9 от мировой. Высококачественный уголь, добываемый на Британских островах, имеет в основном каменноугольный возраст. Большая часть месторождений угля находится в южном Уэльсе, на западе и севере Англии и на юге Шотландии. В пределах континентальной Европы уголь добывают примерно в 20 странах, главным образом на Украине и в России. Из угля, добываемого в Германии, около 1/3 составляет высококачественный коксующийся уголь Рурского бассейна (Вестфалия); в Тюрингии и Саксонии и в меньшем количестве в Баварии в основном добывают бурый уголь. Промышленные запасы каменного угля в Верхнесилезском угольном бассейне на юге Польши занимают второе место после запасов Рурского бассейна. В Чехии также имеются промышленные запасы каменных (битуминозных) и бурых углей.
Добыча угля в Африке
Африка довольно бедна месторождениями ископаемых углей. Только в ЮАР (в основном на юге и юго-востоке Трансвааля) каменный уголь добывается в значительном количестве (ок. 202 млн. т. в год) и в небольшом объеме – в Зимбабве (4,9 млн. т. в год).
Добыча угля в Австралии
Австралия – один из крупнейших в мире производителей угля, экспорт которого в страны Тихоокеанского бассейна постоянно растет. Добыча угля здесь превышает 277 млн. т в год (80% битуминозного, 20% бурого угля). Наибольший объем добычи угля приходится на Квинсленд (угленосный бассейн Боуэн), за ним следуют Новый Южный Уэльс (месторождение в долине р. Хантер, Западное и Южное прибрежное), Западная Австралия (месторождения в окрестностях Банбери) и Тасмания (месторождение Фингал). Кроме того, уголь добывают в Южной Австралии (Ли-Крик) и Виктории (угленосный бассейн Латроб-Вэлли).
Источник
Уголь страны северной америки
Уголь является ископаемым топливом, созданным из остатков растений, которые жили и умерли около 100 до 400 миллионов лет назад, когда часть земли была покрыта огромными лесами и была заболочена. Уголь относится к категории не возобновляемых источников энергии, потому что чтобы сформироваться, углю потребуются миллионы лет.
Энергия, которую мы получаем от угля сегодня, исходит от энергии, которая поглощалась растениями от солнца миллионы лет назад. Все живые растения хранят солнечную энергию посредством процесса, известного как фотосинтез. Когда растения умирают, эта энергия, как правило, выпускается. Однако, в условиях, благоприятных для образования углей, процесс распада прерывается, предотвращая выпуск хранящейся солнечной энергии. Энергия оказывается запертой в угле.
Миллионы лет назад, мертвые растения падали в болотистые воды на протяжении многих лет, толстый слой отмерших растений лежал разлагающийся на дне болота.
Вес верхних слоев воды и грязи уплотнили нижние слои растений. Под высокой температурой и давлением, эти растения подверглись химическим и физическим изменениям, выталкивая кислород и оставляя богатые месторождения углеводородов. Что когда-то было растениями, то постепенно превратилось в уголь.
Угольные пласты толщиной от долей дюйма до сотни футов, может представлять сотни или тысячи лет роста растений. Один пласт в семь футов толщиной , например, Питтсбургский пласт, может представлять две тысячи лет роста растений. Один акр этого пласта содержит около 14 тысяч тонн угля.
История использования угля
Индейцы Северной Америки использовали уголь задолго до того, первые поселенцы прибыли в Новый Свет. Индейцев хопи, которые жили на территории нынешнего штата Аризона, использовали уголь для обжига керамики. Европейские поселенцы обнаружили уголь в Северной Америке в первой половине 1600-х годов. Сначала уголь они использовали очень мало. Вместо этого они полагались на водяные колеса и древесину в колониальной промышленности.
Уголь стал использовать в энергетических целях в 1800-х. Люди использовали уголь для выпуска товаров и для движения пароходов и железнодорожных двигателей. Во время американской гражданской войны, люди также использовали уголь, чтобы производить железо и сталь. И к концу 1800-х годов, люди даже использовали уголь для выработки электроэнергии.
Когда Америка вступила в 1900-е годы, угольная энергия стала основой для предприятий страны и отраслей. Уголь остался источником энергии номер один для Америки, пока спрос на нефтепродукты не толкнул нефть на рынок. Автомобилям необходим был бензин. Поезда перешли с угольных двигателей на дизельные двигатели . Даже дома, которые когда-то отапливались углем, перешли на нефтяные или газовые печи вместо этого.
Добыча угля достигла своей низшей точки в начале 1950-х. С 1973 года добыча угля возросла более чем на 95 процентов, достигнув рекордного уровня в 2008 году. В настоящее время на долю угля приходится 23% от общего числа потребностей страны в энергии, в основном для производства электроэнергии.
Добыча угля
Есть два способа добычи угля: открытый и подземный. Открытый способ используется, когда угольный пласт находится относительно близко к поверхности, обычно в пределах 200 футов. Первый шаг при открытых горных работах заключается в снятии и сохранении почвы, находящейся над углем, — вскрышных пород. Рабочие используют различное оборудование, экскаваторы, бульдозеры, фронтальные погрузчики для добычи полезных ископаемых.
После завершения открытых горных работ, рабочие возвращают вскрышные породы, засевают его и удобряют. Эта, так называемая, мелиорации земель требуется по закону и помогает восстановить биологический баланс области и предотвратить эрозию. Земельный участок может быть использован для пахотных земель, мест обитания дикой природы, отдыха или в качестве объектов для коммерческой застройки.
Хотя лишь около трети угля страны может быть добыто открытыми горными работами, более двух третей всего угля в США добывается с помощью этого метода сегодня. Почему? Поверхностная добыча, как правило, гораздо дешевле, чем подземные горные работы. Благодаря новой технологии, производительность возросла более чем в три раза с 1973 года.
Подземная добыча используется, когда угольный пласт находится на несколько сотен футов ниже поверхности. Чтобы спуститься в шахту, рабочие и техники спускаются вертикальным или наклонным стволом. Шахтные стволы могут быть глубиной более 1000 метров.
Один из методов подземной разработки называется добыча с оставлением целиков. С помощью этого метода, большая часть угля должна быть оставлены для поддержки кровли шахты и боковых стен. Иногда до половины угля оставляется в целиках, чтобы избежать обрушений.
Более эффективным и безопасным подземным способом добычи, называют способ лавной добычи. При этом используется специальная машина, комбайн, которая позволяет извлекать уголь в управляемом режиме. Этот метод называется лавным, поскольку огромные площади угля до нескольких сотен футов в ширину могут быть удалены, а забой этой площади и есть лава.
Переработка и транспортировка угля
После добычи уголь доставляется из-под земли и, обычно, поступает на обогатительную фабрику, которая расположена рядом. Фабрика очищает уголь, удаляет примеси пород, золы, серы, повышая теплоотдачу угля.
После этого уголь можно отправлять на рынок. Очень важно учитывать транспортировку угля при сравнении с другими источниками энергии, потому что иногда транспортировка угля может стоить дороже, чем добыча его.
Подземные трубопроводы могут легко перемещать нефть и природный газ на рынок. Для угля это невозможно. Огромные транспортные поезда используются для транспортировки угля на рынок.
Это дешевле, чем перевозка угля на речных баржах, но этот способ не всегда доступен. В идеале, топливные электростанции строятся вблизи угольных шахт, чтобы минимизировать транспортные расходы.
Типы угля
Уголь делится на четыре основных типа, в зависимости от количества настоящее углерода, кислорода и водорода. Чем выше содержание углерода, тем больше энергии уголь содержит.
Бурый уголь — низшего ранга угли, с теплотворной способности 4,000-8,300 британских тепловых единиц (БТЕ) за фунт. Бурый уголь рассыпчатый и имеет высокое содержание влаги. Большая часть бурого угля, добываемого в США происходит из Техаса. Бурый уголь в основном используется для производства электроэнергии. Он содержит 25-35 процентов углерода. Около семи процентов угля, добываемого в 2006 году бурого угля.
Полукаменные угли, как правило, содержат меньше теплотворная способность, чем каменный уголь (8,300-13,000 БТЕ за фунт) и больше влаги. Он содержит 35-45 процентов углерода. Сорок четыре процента угля, добытого в 2006 году в США был полукаменные.
Каменный уголь был сформирован из бурого угля посредством добавления тепла и давления на него. Он состоит из множества крошечных гладких, блестящих слоев. Это наиболее распространенный тип угля в США. Он имеет в два-три раза большую теплотворность, чем у бурого угля. Каменный уголь содержит 11,000-15,500 БТЕ за фунт. Каменный уголь используется для выработки электроэнергии и является важным топливом для тяжелой металлургии. Он содержит 45-86 процентов углерода. Почти половина добытого угля в 2006 году — каменный уголь.
Антрацит – создан под дополнительным давлением в сочетании с очень высокой температурой внутри Земли. Это уголь черного цвета с металлическим блеском из-за его глянцевой поверхности. Он находится в основном в 11 северо-восточных графств штата Пенсильвания. Как каменный уголь, антрацит является крупным производителем энергии, содержащих почти 15 000 британских тепловых единиц на фунт. Он содержит 86-97 процентов углерода. Менее одного процента угля, добытого в 2008 году антрацита.
Запасы угля
Когда ученые оценивают, сколько угля, нефти, природного газа или других источников энергии в Соединенных Штатах, они используют термин запасы или запасы месторождения, которые могут быть собраны с использованием методов сегодняшних и технологии.
По оценкам экспертов, в Соединенных Штатах около 262 млрд. тонн извлекаемых запасов угля. Если США будет продолжать использовать уголь с такой же скоростью, как делают это сегодня, у них хватит угля более чем на 250 лет. Это огромное количество угля, делает США мировым лидером в области разведанные запасы угля.
Угольные месторождения могут быть найдены в 38 штатах. В Монтане большинство извлекаемых угольных запасов, примерно 75 млрд. тонн. Топ других штатов, имеющих запасы угля: Иллинойс, штат Вайоминг, Западная Вирджиния, Кентукки, Пенсильвании, Огайо, Колорадо, Техас и Нью-Мексико. Западные угли, как правило, содержит меньше серы, чем уголь восточный. Низкое содержание серы в углях приводит к меньшему загрязнению атмосферы.
Федеральное правительство на сегодняшний день является крупнейшим владельцем угольных пластов страны. На Западе, федеральное правительство владеет 60% угля и косвенно контролирует еще 20%. Угольные компании должны брать землю в аренду у федерального правительства для того, чтобы добыть этот уголь.
Добыча угля в США
Где производится добыча в Соединенных Штатах? Хотя уголь добывается в 33 штатах, и больше угля добывается в западных штатах, чем в восточных, произошло заметное изменение по сравнению с прошлым годом, когда большинство угля пришли из Восточных подземных шахт.
Доля Запада была всего лишь пять процентов от общего объема производства в 1968 году. В 2008 году Запад достиг 58% от общего объема производства, а шахты восточнее реки Миссисипи — 42%.
Общий объем угля США был 1170 миллионов тонн в 2008 году, более чем 95-процентное увеличение с 1973 года. Ведущие угледобывающие штаты Вайоминг, Западная Вирджиния, Кентукки, Пенсильвании, и Монтана. Эти пять штатов добывают 73% угля в США Некоторая часть угля, добываемого в США, идет на экспорт в другие страны. В 2008 году зарубежные страны купили почти семь процентов всего добываемого угля в США на крупнейших зарубежных рынках угля США, Канаде, Бразилии и некоторых европейских странах.
Источник
