Paliwa kopalne

Paliwa kopalne
Polecane artykuły

Paliwa kopalne, to surowce energetyczne pochodzenia organicznego, występujące w skorupie ziemskiej (Britannica - Edycja polska, Tom 31 2002). Są rezultatem oddziaływania ciśnienia oraz wysokiej temperatury, na szczątki roślinne i zwierzęce w warunkach beztlenowych, procesy te trwają miliony, a nawet miliardy lat (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 13 1996). Nie posiadają substytutów, wszystkie są surowcami nieodnawialnymi. Zawierają węgiel, który podczas spalania utlenia się do dwutlenku węgla (Oblicza geografii 2 2016).

Do paliw kopalnych należą:

  • węgiel kamienny
  • węgiel brunatny
  • ropa naftowa
  • gaz ziemny
  • torf

Węgiel kamienny

Węgiel kamienny należy do skał osadowych, zawiera 78-92% pierwiastka węgla, do węgli kamiennych zalicza się też antracyt zawierający do 97%. Odznacza się czarna barwą, jest kruchy i zwarty, podczas spalania daje długi błyszczący płomień. Powstał w erze mezozoiku oraz paleozoiku (w okresie karbonu i permu) (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 19 1997). Wielkość światowego wydobycia węgla kamiennego systematycznie rośnie, dzieje się to z uwagi na wydobywanie węgla przez kraje rozwijające się, w szczególności Chiny (Oblicza geografii 2 2016).

Wyróżnia się 10 typów węgla kamiennego (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 19 s. 113):

Typ Charakterystyka Główne zastosowanie
węgiel płomienny Duża zawartość części lotnych, brak lub słaba zdolność spienianiam długi, silnie świecący płomień Piece przemysłowe i domowe
węgiel gazowo-koksowy Duża zawartość części lotnych, średnia zdolność spiekania Piece przemysłowe i domowe, wytlewanie, uwodornianie
Węgiel gazowy Duża wydajność gazu i smoły, znaczna spiekalność gazownictwo, koksownictwo, wytlewanie
węgiel gazowo-koksowy Duża wydajność gazu i smoły, dobra spiekalność, średnie ciśnienie rozprężania gazownictwo, koksownictwo
węgiel ortokoksowy Typowy węgiel koksowy, średnia zawartość części lotnych, dobra spiekalność, wysokie ciśnienie rozprężania Produkcja koksu metalurgicznego
węgiel metakoksowy Dobra spiekalność, duże ciśnienie rozprężania Produkcja koksu odlewniczego
węgiel semikoksowy Mała zawartość części lotnych, słaba spiekalność, krótki płomień W koksownictwie jako dodatek schudzający wsad węglowy
węgiel chudy Mała zawartość części lotnych, brak zdolności spiekania Piece przemysłowe i domowe, generatory
węgiel antracytowy Bardzo mała zawartość części lotnych, brak zdolności spiekania Paliwo specjalne
Antracyt Bardzo mała zawartość części lotnych, brak zdolności spiekaniaaa Paliwo specjalne

Obszary występowania węgla kamiennego na świecie:

  • Rosja (Zagłębia: Peczorskie, Kuźnieckie, Leńskie, Tunguskie)
  • Ukraina (Zagłębie Donieckie)
  • Wielka Brytania (Zagłębia: Yorkshire, Durham, Derbyshire)
  • Niemcy (Zagłębia Ruhry i Saary)
  • USA
  • Kanada
  • Chiny
  • Australia
  • Indie
  • RPA

Obszary występowania węgla kamiennego w Polsce:

  • Górny Śląsk (Górnośląskie Zagłębie Węglowe)
  • Lubelszczyzna (Lubelskie Zagłębie Węglowe)
  • Dolny Śląsk (okolice Wałbrzycha i Nowej Rudy)

Główni producenci węgla kamiennego (Oblicza geografii 2 2016):

  1. Chiny
  2. USA
  3. Indie

Zastosowanie gospodarcze węgla kamiennego (Oblicza geografii 2 2016):

  • produkcja tworzyw sztucznych
  • farmaceutyka
  • energia elektryczna
  • przemysł chemiczny
  • energia cieplna

Węgiel brunatny

Węgiel brunatny należy do skał osadowych, zawiera 65-75% pierwiastka węgla, może mieć barwę jasnobrunatną, brązową, podobną do czarnej. Jest mało kaloryczny, zawiera dużo wody oraz jest kruchy (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 19 1997). Transport surowca jest nieopłacalny z powodu jego cech, dlatego elektrownie powstają w miejscu wydobycia tego surowca. Kraje wysokorozwinięte ograniczają jego wydobycie z powodów ekologicznych. Występuje w utworach trzeciorzędowych, kredy, jury, triasu, sporadycznie karbonu (Oblicza geografii 2 2016).

Rozróżnia się kilka odmian (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 19 1997):

  1. węgle twarde (subbitumiczne), charakteryzuje je duża zwięzłość
  2. węgle miękkie – mało zwięzłe, wysuszone rozsypują na kawałki, obejmują węgle ziemiste i łupkowe
  3. węgle ksylitowe – (węgle lignitowe, lignity), zachowujące strukturę drewna

Wśród węgli twardych można wyróżnić:

  • węgle matowe
  • węgle błyszczące (podobne do węgli kamiennych)

Typy technologiczne węgla brunatnego:

  • węgiel energetyczny (wykorzystywany w elektrowniach cieplnych)
  • węgiel brykietowy (używany do produkcji brykietów)
  • węgiel wytlewny (produkcja prasmoły i paliw płynnych)
  • węgiel ekstrakcyjny (służy do produkcji wosku ekstrakcyjnego i bituminów.

Obszary występowania węgla brunatnego na świecie:

  • Niemcy (Nadreńskie Zagłębie Węgla Kamiennego, Saskie Zagłębie Węglowe, Łużyckie Zagłębie Węglowe)
  • Rumunia
  • Czechy (Północnoczeskie Zagłębie Węglowe)
  • USA
  • Kanada
  • Australia
  • Indie

Obszary występowania węgla brunatnego w Polsce:

  • Turoszów (Turoszowskie Zagłębie Węgla Brunatnego)
  • Bełchatów (Bełchatowskie Zagłębie Węgla Brunatnego)
  • Konin (Konińskie Zagłębie Węgla Brunatnego)
  • Dolny Śląsk (okolice Legnicy)

Główni producenci węgla brunatnego (Oblicza geografii 2 2016):

  1. Niemcy
  2. Rosja
  3. USA

Zastosowania gospodarcze węgla brunatnego (Oblicza geografii 2 2016):

  • energia elektryczna
  • energia cieplna
  • rolnictwo i ogrodnictwo

Ropa Naftowa

Ropa naftowa, to mieszanina węglowodorów (alkanów, cykloalkanów, arenów 80-90%), kwasów karboksylowych, fenoli, tioalkoholi, pochodnych tiofenu, azotowych związków heterocyklicznych, żywic, związków heterocyklicznych. Może mieć barwę brązową lub czarną. Ma charakterystyczny intensywny, specyficzny zapach (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 15 1996). Skład ropy naftowej może się różnić, jest uzależniony od miejsca wydobycia. Z uwagi na duże znaczenie gospodarcze, surowiec jest określany jako strategiczny (Oblicza geografii 2 2016).

Metody przeróbki ropy naftowej (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 15 1996):

  • rafinacja
  • destylacja frakcyjna
  • ekstrakcja selektywnymi rozpuszczalnikami
  • krystalizacja

Z ropy naftowej można otrzymać (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 15 1996):

  • eter naftowy
  • ligroinę
  • benzynę
  • naftę
  • oleje mineralne
  • mazut
  • benzen
  • toluen
  • ksyleny

Obszary występowania ropy naftowej na świecie:

  • basen Zatoki Perskiej (Arabia Saudyjska, Iran, Kuwejt, Zjednoczone Emiraty Arabskie)
  • Rosja (Nizina Zachodniosyberyjska, Morze Kaspijskie, Region Wołżańsko-Uralski, Sachalin, Kotlina Fergany)
  • USA (Teksas, Luizjana, Nowy Meksyk, Oklahoma, Zatoka Meksykańska, Kalifornia, Góry Skaliste, Alaska)
  • Meksyk (prowincja Chiapas, Półwysep Jukatan)
  • Wenezuela (nad jeziorem Maracaibo)
  • Afryka (Libia, Algieria, Egipt, Tunezja, basen i wybrzeże zatoki gwinejskiej (Nigeria, Gabon, Zair, Kongo, Kamerun, Zair, Kongo, Kamerun, Angola))
  • Chiny (Mandżuria, ujście Żółtej Rzeki, szelf Morza Żółtego i Wschodniochińskiego)
  • Indonezja (Wyspy Borneo, Sumatra, Jawa)
  • Europa (szelf Morza Północnego (Wielka Brytania, Norwegia, Dania), Rumunia (Karpaty),
  • Francja (Basen Paryski), Chorwacja (okolice Zagrzebia), Niemcy (nad rzeką Ems), Włochy (Sycylia, Nizina Padańska)

Obszary występowania ropy naftowej w Polsce:

  • okolice Krosna Odrzańskiego
  • Kamień Pomorski
  • Karlin i Sulęcin
  • Pas fliszu podkarpackiego (Krosno, Jasło, Gorlice)
  • Zapadlisko przedkarpackie (Kazimierza Wielka)

Główni producenci ropy naftowej (Oblicza geografii 2 2016):

  1. Arabia Saudyjska
  2. Rosja
  3. USA

Zastosowania gospodarcze ropy naftowej (Oblicza geografii 2 2016):

  • przemysł petrochemiczny
  • produkcja tworzyw sztucznych
  • energia elektryczna
  • energia cieplna

Gaz ziemny

Gaz ziemny, to mieszanina węglowodorów (głównie metanu – powyżej 75% i etanu), zawierająca jako domieszki azot, helowce, tlen, dwutlenek węgla, siarkowodór, dwusiarczek węgla (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 6 1995). Zwykle znajduję się w pobliżu złóż ropy naftowej (gaz mokry) lub występując samodzielnie (gaz suchy) (Oblicza geografii 2 2016).

Obszary występowania gazu ziemnego na świecie:

  • Rosja
  • Iran
  • Katar
  • Stany Zjednoczone (głównie Alaska)

Obszary występowania gazu ziemnego w Polsce:

  • Pojezierze Wielkopolskie
  • Nizina Wielkopolska
  • Kotlina Sandomierska
  • Kościan
  • Przemyśl

Główni producenci gazu ziemnego (Oblicza geografii 2 2016):

  1. USA
  2. Rosja
  3. Katar

Zastosowania gospodarcze gazu ziemnego (Oblicza geografii 2 2016).

  • przemysł energetyczny
  • przemysł chemiczny
  • wytwarzanie paliw
  • produkcja kauczuku syntetycznego

Torf

Torf jest skałą osadową organogeniczną, powstaje poprzez proces torfienia, który polega na biochemicznych i strukturalnych przemianach obumarłych szczątków roślinności bagiennej (torfowiskowej), zachodzących w warunkach silnego uwilgotnienia bez dostępu tlenu (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 18 1997).

Skład torfu (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 18 1997): substancje organiczne (kwasy huminowe i ich związki, celuloza, hemiceluloza, lignina, bituminy) zawierające duże ilości węgla (ok. 60%) i azotu, a także substancje mineralne (krzemionka, żelazo, fosfor, wapń i inne

Wyróżnia się dwa podstawowe typy (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 18 1997):

  • torf wysoki
  1. torf mszarny wysoki – (zbudowany z łodyg mchów torfowców, wełnianki i pędów wrzosowych, o barwie jasnobrunatnej lub żółtawej)
  2. torf wrzosowiskowy – (zbudowany z pędów wrzosowych i wełnianki, o barwie ciemnobrunatnej)
  3. torf bagnowy – (zbudowany z mchów torfowców, z dużym udziałem kory i szyszek sosny, o barwie brunatnej
  • torf niski
  1. torf mechowiskowy – (złożony głównie ze zbitej masy mchów torfowców, o barwie szarej)
  2. torf turzycowiskowy – (złożony z korzonków turzyc i często spotykanych kłączy trzcin, o barwie szarobrunatnej, ciemniejącej na powietrzu,
  3. torf olesowy – złożony z dużych kawałków kory kory i drewna olch i brzóz, o barwie id czerwonawej do ciemnobrązowej
  4. torf szuwarowy – złożony głównie z kłączy i łodygi trzcin, a także kłączy skrzypów i korzonków turzyc, o barwie brunatnobrązowej do smolisto-czarnej

Obszary występowania torfu na świecie (Oblicza geografii 2 2016): Torf występuje na całym świecie, w szczególności w borealnych i subarktycznych strefach klimatu kontynentalnego.

Obszary występowania torfu w Polsce (Popularna Encyklopedia Powszechna Tom 18 1997):

  • Pojezierze Mazurskie
  • Pojezierze Pomorskie
  • Polesie
  • Pobrzeże Bałtyku
  • Kotlina Orawsko-Nowotarska

Zastosowania gospodarcze torfu (Oblicza geografii 2 2016):

  • opał
  • medycyna
  • rolnictwo i ogrodnictwo

Paliwa kopalne a ochrona środowiska

Paliwa kopalne generują ogromne zanieczyszczenia środowiska przyrodniczego. Transport oraz przemysł przyczynia się do uwalniania się szkodliwych substancji jak sadza, pyły, gazy (m. in. tlenki siarki czy tlenki azotu). Niestety, wyniki badań dotyczące globalnego ocieplenia potwierdzają, że spalanie CO2 przyczynia się, aż w 80% do emisji gazów cieplarnianych. Zakłady produkcyjne w krajach wysokorozwiniętych ciągle dążą do zmniejszenia emisji zanieczyszczeń poprzez restrukturyzację, która ma na celu wdrażać rozwiązania redukujące zużycie węgla kamiennego i brunatnego, stosowanie filtrów i urządzeń ochronnych lub zmianę tych paliw na rzecz energii odnawialnej. Niestety kraje rozwijające się wciąż wydobywają oraz spalają olbrzymie ilości paliw kopalnych (Oblicza geografii 2 2016).

Bibliografia

  • Czopek L. (red) (1995) Popularna Encyklopedia Powszechna, Wydawnictwo Oficyna Wydawcnicza, Tom 6
  • Gawlik L. Mokrzycki E. (2017), Paliwa kopalne w krajowej energetyce – problemy i wyzwania, Polityka Energetyczna, T.20, z. 4
  • Nieć M. Salamon E. (2016) Zmiany zasobów złóż paliw kopalnych (kopalin energetycznych) w Polsce w ostatnim półwieczu, Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, nr 96
  • Pieszczachowicz J. (red) (1997) Popularna Encyklopedia Powszechna, Wydawnictwo Oficyna Wydawnicza, Tom 18
  • Pieszczachowicz J. (red) (1996) Popularna Encyklopedia Powszechna, Wydawnictwo Oficyna Wydawnicza, Tom 15
  • Pieszczachowicz J. (red) (1997) Popularna Encyklopedia Powszechna, Wydawnictwo Oficyna Wydawnicza, Tom 19
  • Pieszczachowicz J. (red) (1996) Popularna Encyklopedia Powszechna, Wydawnictwo Oficyna Wydawnicza, Tom 13
  • Rachwał T. (2016) Oblicza geografii 2, Wydawnictwo Nowa Era
  • Sobolewski A. (i in.) (2007) Wykorzystanie stałych paliw wtórnych w energetyce, Polityka Energetyczna, Tom 10, z.2
  • Wolarski W. (red) (2002) Britannica - Edycja polska, Wydawnictwo Kurpisz S.A., Tom 31

Autor: Anna Mogilska, Gabriela Kuźnar, Władysław Nowitski

.