Elektroenerģijas ražošana no oglēm var kaitēt videi
Braiena Patrika Tagaloga attēls vietnē Unsplash
Minerālu ogles ir fosilā kurināmā, kas iegūta no zemes ieguves procesā. Tās izcelsme rodas no organisko vielu (koku un augu atlieku) sadalīšanās, kas pirms miljoniem gadu uzkrājās zem ūdens slāņa. Šīs organiskās vielas apglabāšana ar māla un smilšu nogulsnēm izraisa spiediena un temperatūras paaugstināšanos, kas veicina oglekļa atomu koncentrāciju un skābekļa un ūdeņraža atomu izvadīšanu (karbonizācija).
Minerālu ogles iedala sīkāk pēc siltumspējas un piemaisījumu sastopamības, uzskatot, ka tās ir zemas kvalitātes (lignīts un sub-bitumens) un augstas kvalitātes (bitumens vai ogles un antracīts). Saskaņā ar Brazīlijas Ģeoloģijas dienesta datiem minerālogles var iedalīt sīkāk atbilstoši to kvalitātei, kas ir atkarīga no tādiem faktoriem kā organisko vielu raksturs, kas tās veidoja, klimats un teritorijas ģeoloģiskā attīstība.
Kūdra
Kūdras ieguve notiek pirms teritorijas notekas, kas samazina tā mitrumu. Tas bieži tiek noglabāts brīvā dabā, lai zaudētu vairāk mitruma.
Lietošana: to sagriež blokos un izmanto kā kurināmo krāsnīs, termoelektriskās, lai iegūtu degvielu gāzi, vaskus, parafīnu, amonjaku un darvu (produkts, no kura iegūst eļļas un citas vielas, kuras ķīmijas rūpniecība ļoti izmanto)
Lignīts
Tas var notikt divos veidos, piemēram, brūnā vai melnā krāsā, un tam piešķir dažādus nosaukumus.
Izmanto: benzogēnus darvas iegūšanai, vaskus, fenolus un parafīnus. Sadegšanas pelnus var izmantot kā pucolāncementu un keramiku.
Ogles
Ogles var iedalīt divos galvenajos veidos: enerģijas ogles un metalurģiskās ogles. Pirmais, saukts arī par tvaika ogli, tiek uzskatīts par visnabadzīgāko un tiek izmantots tieši krāsnīs, galvenokārt termoelektrostacijās. Metalurģiskās ogles jeb koksa ogles tiek uzskatītas par cēlu. Kokss ir porains, viegls un metāla spīduma materiāls, ko izmanto par degvielu metalurģijā (domnas). Akmeņogles tiek izmantotas arī darvas ražošanā.
Antracīts
Tam ir lēna degšana, un tas ir paredzēts mājas apkurei. To lieto arī ūdens attīrīšanas procesos.
Minerālogļu sastāvs un pielietojums
Jebkurā tās fāzē ogles sastāv no organiskas un minerālu daļas. Organisko vielu veido ogleklis un ūdeņradis un nelielas skābekļa, sēra un slāpekļa proporcijas. Minerālu veido silikāti, kas veido pelnus.
Tā kā tas ir sadalīts vairākos veidos, ogļu izmanto daudz. Minerālogles galvenokārt izmanto kā enerģijas avotu. Pēc Starptautiskās enerģētikas aģentūras (IEA) datiem , minerālogles ir atbildīgas par 40% no pasaules elektroenerģijas ražošanas. Minerālogles tiek izmantotas arī metalurģijas nozarē.
Cits dabā sastopams kokogļu veids ir dārzeņi, kas veidojas no malkas karbonizācijas. Kokogles bieži izmanto rūpnieciskos procesos, taču tas nav nozīmīgs elektroenerģijas ražošanas avots.
Stimuli elektroenerģijas ražošanai no oglēm
Lai gan tas nav atjaunojams, ir spēcīgi stimuli elektroenerģijas ražošanai no minerāloglēm. Divi galvenie argumenti par labu enerģijas ražošanai no minerāloglēm ir rezervju pārpilnība, kas garantē piegādes drošību un rūdas zemās izmaksas (salīdzinājumā ar citām fosilajām degvielām) un ražošanas procesu.
Saskaņā ar Nacionālās elektroenerģijas aģentūras (Aneel) datiem pasaules minerālogļu rezerves ir 847,5 miljardi tonnu. Šī summa būtu pietiekama, lai piegādātu pašreizējo ogļu ražošanu apmēram 130 gadus. Vēl viens stimuls ir tāds, ka atšķirībā no naftas un dabasgāzes ogļu rezerves ir atrodamas ievērojamā daudzumā 75 valstīs - kaut arī aptuveni 60% no kopējā apjoma ir koncentrēti Amerikas Savienotajās Valstīs (28,6%), Krievijā (18, 5%) un Ķīnā (13,5%). Brazīlija parādās 10. pozīcijā.
Saskaņā ar Pasaules ogļu asociācijas datiem pasaulē lielākās ogļu ražotājas ir Ķīna un Amerikas Savienotās Valstis, tām seko attiecīgi Indija, Indonēzija un Austrālija. Turklāt lielākā daļa enerģijas matricas gan Ķīnā, gan Amerikas Savienotajās Valstīs balstās uz elektroenerģijas ražošanu no minerāloglēm, kas ir reprezentatīva arī citu valstu enerģijas matricā, piemēram, Vācijā, Polijā, Austrālijā un Dienvidāfrika.
Tomēr, neraugoties uz ekonomiskajām priekšrocībām, elektroenerģijas ražošana no ogles ir viens no agresīvākajiem enerģijas ražošanas veidiem no sociālekoloģiskā viedokļa. Negatīvas ārējās sekas ir visā ražošanas procesā, sākot no minerālu ogļu ieguves.
Ogļu ieguve
Ogļu ieguve vai ieguve var notikt pazemē vai atklātā vietā. Tas mainīsies atkarībā no ogļu atraduma dziļuma.
Kad slānis, kas nosedz rūdu, ir šaurs vai augsne nav piemērota (smiltis vai grants), izpēti mēdz veikt brīvā dabā. Ja minerāls atrodas dziļos slāņos, ir jābūvē tuneļi.
Saskaņā ar Aneel teikto, atklātās bedres ieguve Brazīlijā ir dominējošā rūdas ieguves forma, kā arī produktīvāka nekā pazemes ieguve. Tas neatbilst starptautiskajai realitātei, kurā dominē izmantošana pazemes raktuvēs, kas ir vienāda ar 60% no pasaules ogļu ieguves.
Skābes novadīšana no raktuves un sārņu ražošana ir negatīva ietekme uz vidi, kas raksturīga abiem ieguves veidiem.
Skābās raktuvju kanalizācija (DAM)
Raktuves skābā drenāža tiek veikta, izmantojot sūkņus, kas ārējā vidē izdala sērūdeni, radot mineraloģiskas (jaunu savienojumu veidošanās), ķīmiskas (pH samazināšana) un fiziskas (zemas ūdens aiztures un augsnes) izmaiņas augsnē caurlaidība), kas mainās atkarībā no reljefa ģeoloģijas.
Skābes novadīšana no raktuves tiek uzskatīta par vienu no nozīmīgākajām ieguves procesu sekām kopumā, teikts Zinātnes un tehnoloģijas ministrijas ziņojumā.
Šo augsnes izmaiņu rezultātā tiek apdraudēta arī gruntsūdeņu kvalitāte. Var būt samazināta ūdens pH vērtība, kas veicina metālu izšķīdināšanu un gruntsūdeņu piesārņošanu, kas norīšanas gadījumā var ietekmēt cilvēku veselību.
Kalnrūpniecības izraisīto ķīmisko un fizisko augsnes problēmu mazināšana ir pirmais solis skarto teritoriju atjaunošanā.
Atklātās bedres ieguves ietekme
Liela akmeņainas augsnes izrakumi rada redzamu vides ietekmi uz veģetāciju un faunas segumu, kas ir atbildīgs par lielu teritoriju degradāciju un vizuālo piesārņojumu, nemaz nerunājot par erozijas procesu pastiprināšanos. Turklāt mašīnu un iekārtu izmantošana rada arī trokšņa piesārņojumu (troksni).
Pazemes raktuvju ietekme
Attiecībā uz darba ņēmēju veselību galvenā problēma ir ogļrūpnieku pneimokonioze (PTC). Pneimokonioze ir slimības, ko izraisa daļiņu ieelpošana virs imūnsistēmas klīrensa spējas. Tā ir hroniska minerālu ogļu putekļu ieelpošana, kam seko putekļu uzkrāšanās plaušās un plaušu audu izmaiņas.
PTC izraisa iekaisuma procesu un var attīstīties masīva progresējoša fibrozes FMP, slimība, kas pazīstama kā “melnā plaušu”.
Saskaņā ar Veselības ministrijas ziņojumu ogļraktuvju vidū ir vairāk nekā 2000 pneimonokonozes gadījumu.
Citas ietekmes, kas saistītas ar pazemes raktuvēm, ir ūdens līmeņa pazemināšanās, kas var veicināt avotu izzušanu, ietekmi uz virsmas hidroloģisko tīklu un sprādzienu izraisītās vibrācijas.
Ogļu pārstrāde
Saskaņā ar Brazīlijas minerālu ogļu asociācijas teikto, ieguvums ir procesu kopums, kurā raktuvju (ROM) jēlogles, kas iegūtas tieši no raktuvēm, tiek pakļautas organisko vielu atdalīšanai un piemaisījumus, kuru mērķis ir nodrošināt to kvalitāti. Ogļu apstrāde ir atkarīga no to sākotnējām īpašībām un paredzētā lietojuma.
Saskaņā ar Aneel ziņojumu apstrāde rada cietas sārņus, kas parasti tiek noglabāti apgabalā, kas atrodas netālu no kalnrūpniecības, un tiek izmesti tieši ūdenstilpēs vai sārņu aizsprostos, izveidojot plašas teritorijas, kuras klāj šķidrs materiāls. Toksiskās vielas, kas atrodas nogulsnēs, tiek atšķaidītas lietus ūdenī (izskalošanās), kas šķidruma veidā lēnām iekļūst augsnē (caurduršana), piesārņojot gruntsūdeņus.
Šīs nogulsnes parasti satur lielu pirīta (dzelzs sulfīda - FeS2) vai citu sulfīdu materiālu koncentrāciju, kas veicina sērskābes veidošanos un “skābes raktuvju novadīšanas” procesa pastiprināšanos.
Transports
Pēc Aneelas teiktā, transportēšana ir visdārgākā darbība minerālu ogļu ražošanas procesā. Šī iemesla dēļ parasti pārvadātās ogles ir tikai tās, kurās ir maz piemaisījumu un augstāka ekonomiskā vērtība.
Kad paredzētais minerālu ogļu izmantojums ir elektroenerģijas ražošana, termoelektrostacija tiek uzcelta kalnrūpniecības teritorijas tuvumā, kā tas notiek piecu valstī darbojošos termoelektrostaciju ražošanā.
No ekonomiskā viedokļa ir izdevīgāk ieguldīt pārvades līnijās, lai sadalītu jau saražoto elektrisko enerģiju, nekā ogļu transportēšanā lielos attālumos.
Nelielos attālumos visefektīvākā metode ir konveijera izmantošana. Tiek izmantoti arī cauruļvadi, caur kuriem akmeņogles, sajauktas ar ūdeni, tiek pārvadātas dubļu veidā.
Enerģijas ražošana, izmantojot ogles
Minerālogles pēc ekstrakcijas no augsnes sadrumstalo un uzglabā tvertnēs. Pēc tam to transportē uz termoelektrostaciju.
Saskaņā ar Furnas teikto, termoelektrostacija ir definēta kā darbu un iekārtu kopums, kura funkcija ir elektriskās enerģijas ražošana, izmantojot procesu, kas parasti ir sadalīts trīs posmos.
Pirmais solis ir fosilā kurināmā sadedzināšana, lai ūdens katlā pārveidotos par tvaiku. Minerālogļu gadījumā pirms dedzināšanas tā tiek pārveidota par pulveri. Tas garantē vislielāko apdedzināšanas procesa termisko izmantošanu.
Otrais posms ir tvaika izmantošana zem augsta spiediena, lai pagrieztu turbīnu un iedarbinātu elektrisko ģeneratoru. Tvaika pāreja caur turbīnu izraisa turbīnas un arī ģeneratora kustību, kas ir savienota ar turbīnu, pārveidojot mehānisko enerģiju elektriskajā enerģijā.
Cikls ir slēgts trešajā un pēdējā posmā, kurā tvaiki tiek kondensēti un pārnesti uz neatkarīgu dzesēšanas ķēdi, atgriežoties šķidrā stāvoklī, piemēram, katla ūdens.
Radusies enerģija tiek transportēta no ģeneratora uz transformatoru caur vadošiem kabeļiem. Transformators savukārt caur elektropārvades līnijām sadala elektrisko enerģiju patēriņa centriem.
Emisijas
Sadedzinot ogles, tajos esošie elementi tiek iztvaikoti (iztvaiko) un nonāk atmosfērā kopā ar daļu no neorganiskajām vielām, kas izdalās putekļu daļiņu (lidojošo pelnu) veidā.
šeit
Minerālu ogles ir materiāls ar augstu oglekļa koncentrāciju. Tādā veidā, sadedzinot ogles, tā izdala lielu oglekļa monoksīda koncentrāciju.
Oglekļa monoksīds ir toksiska gāze, kas ir ārkārtīgi kaitīga cilvēku veselībai un akūtas intoksikācijas gadījumā var izraisīt nāvi. Saskaņā ar Sanpaulu Valsts vides uzņēmuma (Cetesb) datiem galvenais saindēšanās ar oglekļa monoksīdu ceļš ir elpceļi. Pēc ieelpošanas gāze plaušās ātri uzsūcas un saistās ar hemoglobīnu, novēršot efektīvu skābekļa transportēšanu. Tāpēc ilgstoša oglekļa monoksīda iedarbība ir saistīta ar infarkta biežuma palielināšanos vecāka gadagājuma cilvēku vidū.
Turklāt, nokļūstot atmosfērā, oglekļa monoksīdu var oksidēt līdz oglekļa dioksīdam.
Oglekļa dioksīds
Oglekļa dioksīdu var tieši izdalīt, sadedzinot ogles un citas fosilās degvielas, vai arī tas var veidoties atmosfērā no ķīmiskām reakcijām, piemēram, no oglekļa monoksīda oksidēšanās reakcijas.
Oglekļa dioksīds tiek uzskatīts par vienu no galvenajām gāzēm siltumnīcas efekta pastiprināšanas procesā, kas saistīts ar pastiprinātu globālo sasilšanu. Un tas ir arī viens no galvenajiem gāzu veidiem, kas rodas, sadedzinot ogles.
Ir svarīgi atzīmēt, ka sadedzināšana ir ogļu ražošanas ķēdes fāze, kurā ir vislielākā oglekļa dioksīda emisija, bet arī atkritumu noglabāšanas un uzglabāšanas posmi veicina kopējo emisiju. Tomēr saskaņā ar Zinātnes un tehnoloģijas ministrijas ziņojumu zināšanu trūkums par rūdas uzglabāšanas laiku katrā gadījumā ir ierobežojošais faktors kopējo emisiju aprēķināšanai.
Sērs
Saskaņā ar Brazīlijas Enerģētikas plānošanas biedrības ziņojumu no visām ogļu elektrostaciju emisijām visvairāk satraukumu rada sēra emisija. Sadedzinot sērs veido virkni gāzveida savienojumu, kas izdalās atmosfērā, ja nav aprīkojuma tā uztveršanai. No tiem izceļas sēra dioksīds (SO2).
Sēra dioksīds (SO2) oksidējas atmosfērā un veido sēra trioksīdu (SO3), kas, savukārt, saistoties ar lietus ūdeni (H2O), veido sērskābi (H2SO4), izraisot skābu lietu .
Skābs lietus tieši ietekmē augu un dzīvnieku dzīvi, īpaši ūdens. Dārzeņos tas noved pie pigmentācijas un veidošanās izmaiņām un nekrozes. Dzīvniekiem tas izraisa tādu organismu kā zivis un vardes nāvi. Skābais lietus nodara kaitējumu arī materiālajām precēm, jo tas veicina kodīgus procesus.
Pēc Vides ministrijas domām, sēra dioksīda ietekme uz cilvēku veselību var būt saistīta ar paaugstinātu elpošanas problēmu un astmas gadījumu biežumu, uz ko liecina pieaugošais hospitalizāciju skaits.
Metāns
Minerāloglēs ir augsts metāna (CH4) saturs. Minerālogļu sadedzināšana atmosfērā izdala metānu, kas var būt saistīts ar ūdens tvaikiem un oglekļa dioksīdu un tiek uzskatīts par vienu no galvenajām siltumnīcefekta gāzēm.
Metāns veidojas organisko vielu sadalīšanās procesā. Šī iemesla dēļ tā sastopamība ir saistīta ar fosilo kurināmo.
Ir svarīgi atzīmēt, ka, neraugoties uz minerālu ogļu sadedzināšanas procesu, kas atmosfērā izlaiž ievērojamu daudzumu metāna, metāna emisijas minerālu ogļu ražošanas procesā rodas kopš rūdas ieguves, it īpaši pazemes raktuvēs un pēcsakņu materiālu uzglabāšanā, kā redzams Zinātnes un tehnoloģijas ministrijas ziņojumā
Slāpekļa oksīdi (NOx)
Minerāloglēs ir arī augsta slāpekļa koncentrācija. Tāpēc, sadedzinot ogles, atmosfērā izdalās slāpekļa oksīdi. Degšanas gāzes parasti sastāv no slāpekļa oksīda. Kad tas nonāk atmosfērā, tas ātri oksidējas līdz slāpekļa dioksīdam.
Slāpekļa dioksīds, saistoties ar lietus ūdeni (H2O), ražo slāpekļskābi (HNO3), kas, tāpat kā sērskābe (H2SO4), arī izraisa skābu lietu.
Turklāt liela NO2 koncentrācija ietekmē troposfēras ozona veidošanos un fotoķīmiskos smoga procesus .
Makrodaļiņas (MP)
Saskaņā ar Cetesb teikto, daļiņu materiāls ir viss cietais un šķidrais materiāls, kas nelielā izmēra dēļ paliek suspendēts atmosfērā. Daļiņas atmosfērā veidojas arī no iepriekš minētā sēra dioksīda (SO2) un slāpekļa oksīdu (NOx)
Daļiņu izmērs ir tieši saistīts ar iespēju izraisīt veselības problēmas.
Dzīvsudrabs
Papildus jau minētajām gāzēm minerālogles satur arī ievērojamu daudzumu dzīvsudraba, kas rūdas sadedzināšanas laikā tiek iztvaikots atmosfērā.
Saskaņā ar EPA - Vides aizsardzības aģentūru, akmeņogļu spēkstacijas ir lielākais antropogēnais dzīvsudraba emisijas avots.
Gaistošais dzīvsudrabs, kas atrodas atmosfērā, tiek iekļauts lietus ciklā, sasniedzot ūdenstilpes un izraisot vides piesārņojumu un kaitējumu ūdens dzīvībai. Dzīvsudraba piesārņojums ir arī sabiedrības veselības problēma, jo ar dzīvsudrabu piesārņotu ūdens organismu lietošana var izraisīt akūtu saindēšanos un dažos gadījumos nāvi.
