lovesouthernsocial.com

Ang paggawa ng kuryente mula sa karbon ay maaaring makapinsala sa kapaligiran

Brian Patrick Tagalog image sa Unsplash

Ang karbon ay isang fossil fuel na nakuha mula sa lupa sa pamamagitan ng pagmimina. Ang pinagmulan nito ay mula sa pagkabulok ng mga organikong bagay (mga labi ng mga puno at halaman) na naipon sa ilalim ng isang patong ng tubig milyun-milyong taon na ang nakalilipas. Ang paglilibing sa organikong bagay na ito sa pamamagitan ng mga deposito ng luad at buhangin ay nagdudulot ng pagtaas ng presyon at temperatura, na nag-aambag sa konsentrasyon ng mga atomo ng carbon at pagpapatalsik ng mga atomo ng oxygen at hydrogen (carbonification).

Ang karbon ay nahahati ayon sa calorific value at ang saklaw ng mga impurities, na isinasaalang-alang ng mababang kalidad (lignite at sub-bituminous) at mataas na kalidad (bituminous o coal at anthracite). Ayon sa Geological Survey ng Brazil, ang karbon ay maaaring hatiin ayon sa kalidad nito, na nakasalalay sa mga salik tulad ng likas na katangian ng organikong bagay na nabuo dito, klima at geological evolution ng lugar.

pit

Ang pagkuha ng peat ay nagaganap bago ang lugar ay pinatuyo, na nagpapababa ng kahalumigmigan nito. Madalas itong idineposito sa bukas upang mawala ang higit na kahalumigmigan.

Mga gamit: ito ay pinuputol sa mga bloke at ginagamit bilang panggatong sa mga hurno, mga thermoelectric na halaman, pagkuha ng fuel gas, waxes, paraffin, ammonia at tar (isang produkto kung saan nakukuha ang mga langis at iba pang sangkap na mahusay na ginagamit ng industriya ng kemikal)

lignite

Ito ay maaaring mangyari sa dalawang anyo, bilang isang kayumanggi o itim na materyal, at may iba't ibang mga pangalan.

Mga gamit: mga gasogen na kumukuha ng tar, waxes, phenols at paraffins. Ang abo mula sa pagkasunog ay maaaring gamitin bilang pozzolanic cement at ceramics.

uling

Ang matigas na karbon ay maaaring nahahati sa dalawang pangunahing uri: enerhiya na karbon at metalurhiko na karbon. Ang una, na tinatawag ding steam coal, ay itinuturing na pinakamahirap at direktang ginagamit sa mga hurno, pangunahin sa mga thermoelectric na halaman. Ang metalurgical coal, o coking coal, ay itinuturing na marangal. Ang coke ay isang buhaghag na materyal, magaan at may metal na kinang, na ginagamit bilang panggatong sa metalurhiya (blast furnaces). Ginagamit din ang karbon sa paggawa ng alkitran.

antrasit

Ito ay may mabagal na pagkasunog at angkop para sa pagpainit ng bahay. Ginagamit din ito sa mga proseso ng paggamot ng tubig.

Komposisyon at aplikasyon ng karbon

Sa alinman sa mga yugto nito, ang karbon ay binubuo ng isang organikong bahagi at isang bahagi ng mineral. Ang organiko ay nabuo sa pamamagitan ng carbon at hydrogen at maliit na proporsyon ng oxygen, sulfur at nitrogen. Ang mineral ay binubuo ng silicates na bumubuo sa abo.

Dahil nahahati ito sa ilang uri, marami ang gamit ng karbon. Ang pangunahing paggamit ng karbon ay bilang isang mapagkukunan ng enerhiya. Ayon sa International Energy Agency (IEA), ang karbon ay responsable para sa 40% ng produksyon ng kuryente sa mundo. Ginagamit din ang karbon sa sektor ng metalurhiko.

Ang isa pang uri ng uling na matatagpuan sa kalikasan ay gulay, na nabuo mula sa carbonization ng kahoy na panggatong. Ang uling ay madalas na ginagamit sa mga prosesong pang-industriya, ngunit hindi ito isang makabuluhang mapagkukunan para sa paggawa ng elektrikal na enerhiya.

Mga insentibo para sa produksyon ng kuryente mula sa karbon

Bagama't hindi nababago, may malakas na insentibo para sa produksyon ng kuryente mula sa karbon. Ang dalawang pangunahing argumento na pabor sa produksyon ng enerhiya mula sa karbon ay ang kasaganaan ng mga reserba, na ginagarantiyahan ang seguridad ng supply at ang mababang halaga ng mineral (kumpara sa iba pang fossil fuels) at ang proseso ng produksyon.

Ayon sa datos mula sa National Electric Energy Agency (Aneel), kabuuang 847.5 bilyong tonelada ang reserba ng karbon sa mundo. Ang halagang ito ay magiging sapat upang matustusan ang kasalukuyang produksyon ng karbon sa loob ng humigit-kumulang 130 taon. Ang isa pang insentibo ay, hindi tulad ng langis at natural na gas, ang mga reserbang karbon ay matatagpuan sa makabuluhang dami sa 75 bansa - bagaman humigit-kumulang 60% ng kabuuang dami ay puro sa Estados Unidos (28.6%), Russia (18, 5%) at China (13.5%). Lumilitaw ang Brazil sa ika-10 posisyon.

Ang pinakamalaking producer ng karbon sa mundo ay ang China at ang Estados Unidos, ayon sa World Coal Association, na sinusundan ng India, Indonesia at Australia, ayon sa pagkakabanggit. Bilang karagdagan, ang karamihan sa energy matrix, kapwa sa China at sa Estados Unidos, ay batay sa produksyon ng kuryente mula sa karbon, na kinatawan din sa energy matrix ng ibang mga bansa, tulad ng Germany, Poland, Australia at South Africa .

Gayunpaman, sa kabila ng mga pakinabang sa ekonomiya, ang produksyon ng kuryente mula sa mineral na karbon ay isa sa mga pinaka-agresibong anyo ng produksyon ng enerhiya mula sa isang socio-environmental na pananaw. Ang mga negatibong panlabas ay naroroon sa buong proseso ng produksyon, mula sa pagkuha ng karbon.

pagkuha ng karbon

Ang pagkuha o pagmimina ng karbon ay maaaring nasa ilalim ng lupa o open-pit. Ito ay mag-iiba depende sa kung gaano kalalim ang karbon ay matatagpuan.

Kapag makitid ang layer na tumatakip sa ore, o hindi angkop ang lupa (buhangin o graba), may posibilidad na isagawa ang paggalugad sa bukas. Kung ang mineral ay nasa malalim na mga layer, kinakailangan na magtayo ng mga lagusan.

Ayon kay Aneel, ang open-pit mining ay ang nangingibabaw na anyo ng ore extraction sa Brazil, at mas produktibo rin kaysa sa ilalim ng lupa. Hindi ito tumutugma sa internasyonal na katotohanan, kung saan nananaig ang paggalugad sa pamamagitan ng pagmimina sa ilalim ng lupa, katumbas ng 60% ng pagkuha ng karbon sa mundo.

Ang acid mine drainage at produksyon ng mga tailing ay mga negatibong epekto sa kapaligiran na karaniwan sa parehong uri ng pagkuha.

Acid mine drainage (DAM)

Ang acid drainage ng minahan ay ginagawa sa pamamagitan ng mga bomba, na naglalabas ng sulfurous na tubig sa panlabas na kapaligiran, na gumagawa ng mga pagbabago sa lupa ng isang mineralogical order (pagbuo ng mga bagong compound), kemikal (pagbabawas ng pH) at pisikal (mababang kapasidad sa pagpapanatili ng tubig at pagkamatagusin. ), na nag-iiba ayon sa heolohiya ng lupain.

Ang acid mine drainage ay itinuturing na isa sa pinakamahalagang epekto ng mga proseso ng pagmimina sa pangkalahatan, ayon sa ulat ng Ministry of Science and Technology.

Bilang resulta ng mga pagbabagong ito sa lupa, ang kalidad ng tubig sa lupa ay nakompromiso din. Maaaring may pagbawas sa halaga ng pH ng tubig, na nag-aambag sa solubilization ng mga metal at sa kontaminasyon ng tubig sa lupa na, sa kaso ng paglunok, ay maaaring makaapekto sa kalusugan ng tao.

Ang pagpapagaan ng kemikal at pisikal na mga problema sa lupa na dulot ng pagmimina ay ang unang hakbang sa pagbawi ng mga apektadong lugar.

Mga epekto ng open pit mining

Ang mga paghuhukay ng malalaking bulto ng mabatong lupa ay nagdudulot ng mga nakikitang epekto sa kapaligiran sa mga halaman at fauna, na responsable para sa pagkasira ng malalaking lugar at visual na polusyon, hindi pa banggitin ang pagtindi ng mga proseso ng pagguho. Bilang karagdagan, ang paggamit ng mga makina at kagamitan ay nagdudulot din ng polusyon sa ingay (ingay).

Mga epekto ng underground mining

Tungkol sa kalusugan ng manggagawa, ang pangunahing problema ay Pneumoconiosis of coal workers (PTC). Ang mga pneumoconioses ay mga sakit na dulot ng paglanghap ng particulate matter na mas mataas sa kapasidad ng clearance ng immune system. Ito ay ang talamak na pagkakalantad sa paglanghap ng alikabok ng karbon, na sinusundan ng akumulasyon ng alikabok sa baga at ang pagbabago ng tissue ng baga.

Ang PTC ay nagdudulot ng nagpapasiklab na proseso, na maaaring bumuo ng napakalaking progresibong fibrosis FMP, isang sakit na kilala bilang "itim na baga".

Ayon sa ulat ng Ministry of Health, mayroong higit sa 2,000 kaso ng pneumoconiosis na nasuri sa mga minero ng karbon.

Ang iba pang mga epekto na nauugnay sa pagmimina sa ilalim ng lupa ay ang pagbaba ng talahanayan ng tubig, na maaaring mag-ambag sa pagkalipol ng mga mapagkukunan, ang epekto sa ibabaw ng hydrological network at ang mga vibrations na dulot ng mga pagsabog.

Pagproseso ng uling

Ayon sa Brazilian Association of Mineral Coal, ang benepisyasyon ay ang hanay ng mga proseso kung saan ang hilaw na karbon (run-of-mine - ROM), na nakuha nang direkta mula sa minahan, ay sumasailalim sa pag-alis ng mga organikong bagay at mga dumi, upang tiyakin ang kanilang kalidad. Ang paggamot ng karbon ay nakasalalay sa mga orihinal na katangian nito at nilalayon na paggamit.

Ayon sa ulat ng Aneel, ang pagpoproseso ay bumubuo ng mga solidong tailing na karaniwang idineposito sa lugar na malapit sa lugar ng pagmimina at direktang inilalabas sa mga daloy ng tubig o mga tailing dam, na lumilikha ng malalawak na lugar na sakop ng isang likidong materyal. Ang mga nakakalason na sangkap na naroroon sa mga tailing ay natutunaw sa tubig-ulan (leaching), na, sa anyo ng isang likido, dahan-dahang tumagos sa lupa (percolation), na nakakahawa sa tubig sa lupa.

Ang mga tailing na ito ay karaniwang naglalaman ng malalaking konsentrasyon ng pyrite (iron sulfide - FeS2) o iba pang materyal na sulphide, na nakakatulong sa pagbuo ng sulfuric acid at upang patindihin ang proseso ng "acid mine drainage".

Transportasyon

Ayon kay Aneel, ang transportasyon ay ang pinakamahal na aktibidad sa proseso ng paggawa ng karbon. Para sa kadahilanang ito, karaniwan, ang karbon na dinadala ay isa lamang na may mababang nilalaman ng mga impurities, at mas malaking dagdag na pang-ekonomiyang halaga.

Kapag ang nilalayong paggamit ng karbon ay ang pagbuo ng kuryente, ang thermoelectric plant ay itinayo sa paligid ng lugar ng pagmimina, tulad ng nangyayari sa limang coal-fired thermoelectric plant na tumatakbo sa bansa.

Mula sa isang pang-ekonomiyang punto ng view, ito ay mas kapaki-pakinabang upang mamuhunan sa mga linya ng paghahatid upang ipamahagi ang koryente na ginawa kaysa sa transporting karbon sa malalayong distansya.

Para sa mga maikling distansya, ang pinaka mahusay na paraan ay ang conveyor belt transport. Ginagamit din ang mga pipeline, kung saan ang karbon, na may halong tubig, ay dinadala sa anyo ng slurry.

Power generation mula sa karbon

Pagkatapos makuha mula sa lupa, ang karbon ay pira-piraso at iniimbak sa mga silos. Pagkatapos ay dinadala ito sa isang thermoelectric power plant.

Ayon kay Furnas, ang thermoelectric na planta ay tinukoy bilang isang hanay ng mga gawa at kagamitan na may function ng pagbuo ng kuryente sa pamamagitan ng isang proseso na karaniwang nahahati sa tatlong yugto.

Ang unang hakbang ay binubuo ng pagsunog ng fossil fuel upang gawing singaw ang tubig sa boiler. Sa kaso ng karbon, bago ang proseso ng pagsunog, ito ay binago sa pulbos. Ginagarantiyahan nito ang pinakamalaking paggamit ng thermal ng proseso ng pagsunog.

Ang ikalawang hakbang ay ang paggamit ng singaw na ginawa sa ilalim ng mataas na presyon upang iikot ang turbine at magmaneho ng electric generator. Ang pagpasa ng singaw sa turbine ay nagdudulot ng paggalaw ng turbine at gayundin ng generator, na kaisa sa turbine, na nagpapalit ng mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya.

Ang cycle ay sarado sa ikatlo at huling hakbang, kung saan ang singaw ay pinalapot at inilipat sa isang independiyenteng circuit ng pagpapalamig, na bumabalik sa isang likidong estado, bilang tubig ng boiler

Ang enerhiya na nabuo ay dinadala mula sa generator patungo sa isang transpormer sa pamamagitan ng mga kable ng konduktor. Ang transpormer, naman, ay namamahagi ng kuryente sa mga sentro ng pagkonsumo sa pamamagitan ng mga linya ng paghahatid.

Mga emisyon

Kapag nasusunog ang karbon, ang mga elementong nakapaloob dito ay naba-volatilize (evaporated) at ibinubuga sa atmospera kasama ang bahagi ng inorganic matter na inilalabas sa anyo ng dust particle (flying ash).

dito

Ang karbon ay isang materyal na may mataas na konsentrasyon ng carbon. Kaya, kapag sinunog, ang karbon ay naglalabas ng malalaking konsentrasyon ng carbon monoxide.

Ang carbon monoxide ay isang nakakalason na gas na lubhang nakakapinsala sa kalusugan ng tao at maaari, sa mga kaso ng matinding pagkalason, humantong sa kamatayan. Ayon sa Environmental Company ng Estado ng São Paulo (Cetesb), ang pangunahing ruta ng pagkalason sa pamamagitan ng carbon monoxide ay respiratory. Kapag nalalanghap, ang gas ay mabilis na nasisipsip ng mga baga at nagbubuklod sa hemoglobin, na pumipigil sa mahusay na transportasyon ng oxygen. Samakatuwid, ang matagal na pagkakalantad sa carbon monoxide ay nauugnay sa pagtaas ng saklaw ng mga atake sa puso sa mga matatanda.

Gayundin, kapag nasa atmospera, ang carbon monoxide ay maaaring ma-oxidize sa carbon dioxide.

Carbon dioxide

Ang carbon dioxide ay maaaring direktang ilabas mula sa pagkasunog ng karbon at iba pang fossil fuel, o maaari itong mabuo sa atmospera mula sa mga kemikal na reaksyon, halimbawa, mula sa reaksyon ng oksihenasyon ng carbon monoxide.

Ang carbon dioxide ay itinuturing na isa sa mga pangunahing gas sa proseso ng pagpapatindi ng greenhouse effect, na nauugnay sa pagtaas ng global warming. At ito rin ay isa sa mga pangunahing uri ng mga gas na ibinubuga ng nasusunog na karbon.

Mahalagang ituro na ang pagkasunog ay ang yugto ng kadena ng produksyon ng karbon kung saan mayroong pinakamalaking paglabas ng carbon dioxide, ngunit ang mga yugto ng pag-iimbak at pag-iimbak ng mga tailing ay nakakatulong din sa kabuuang mga emisyon. Gayunpaman, ayon sa ulat ng Ministri ng Agham at Teknolohiya, ang kakulangan ng kaalaman sa oras ng pag-iimbak ng mineral sa bawat kaso ay isang limitasyon na kadahilanan para sa pagkalkula ng kabuuang mga emisyon.

Sulfur

Ayon sa ulat ng Brazilian Society for Energy Planning, sa lahat ng emissions mula sa coal-fired thermoelectric plants, ang isa na nagdulot ng pinaka-aalala ay ang sulfur emissions. Kapag nasusunog, ang sulfur ay bumubuo ng isang serye ng mga gas na compound na inilalabas sa atmospera kung walang kagamitan para sa pagkuha nito. Sa mga ito, higit sa lahat ang sulfur dioxide (SO2).

Ang sulfur dioxide (SO2) ay sumasailalim sa oksihenasyon sa atmospera at bumubuo ng sulfur trioxide (SO3) na, naman, kapag nagbubuklod sa tubig-ulan (H2O), ay bubuo ng sulfuric acid (H2SO4), na nagdudulot ng acid rain .

Ang acid rain ay may direktang epekto sa buhay ng halaman at hayop, lalo na sa tubig. Sa mga gulay, humahantong ito sa mga pagbabago sa pigmentation at pagbuo at nekrosis. Sa mga hayop, nagiging sanhi ito ng pagkamatay ng mga organismo tulad ng isda at palaka. Ang acid rain ay nagdudulot din ng pinsala sa mga materyal na kalakal, dahil pinapaboran nito ang mga prosesong kinakaing unti-unti.

Ayon sa Ministri ng Kapaligiran, ang mga epekto ng sulfur dioxide sa kalusugan ng tao ay maaaring nauugnay sa pagtaas ng saklaw ng mga problema sa paghinga sa pangkalahatan at hika, na ipinahiwatig ng pagtaas ng mga admission sa ospital.

Methane

Ang karbon ay may mataas na nilalaman ng methane (CH4). Ang pagkasunog ng karbon ay naglalabas ng methane sa atmospera, na maaaring maiugnay sa singaw ng tubig at carbon dioxide at itinuturing na isa sa mga pangunahing greenhouse gases.

Ang methane ay nabuo mula sa proseso ng agnas ng organikong bagay. Para sa kadahilanang ito, ang paglitaw nito ay nauugnay sa mga fossil fuel.

Mahalagang tandaan na sa kabila ng proseso ng coal combustion na naglalabas ng malaking halaga ng methane sa atmospera, ang methane emissions sa proseso ng produksyon ng karbon ay nangyayari mula sa pagkuha ng ore, lalo na sa underground mine at sa post-mining material storage, gaya ng makikita. sa ulat ng Ministri ng Agham at Teknolohiya

Nitrogen oxides (NOx)

Ang karbon ay mayroon ding mataas na konsentrasyon ng nitrogen. Samakatuwid, ang pagkasunog ng karbon ay naglalabas ng mga nitrogen oxide sa atmospera. Ang mga combustion gas ay karaniwang binubuo ng nitrogen oxide.Kapag ito ay pumasok sa atmospera, ito ay mabilis na na-oxidize sa nitrogen dioxide.

Ang nitrogen dioxide, kapag nagbubuklod sa tubig-ulan (H2O), ay gumagawa ng nitric acid (HNO3) na, tulad ng sulfuric acid (H2SO4), ay nagdudulot din ng acid rain.

Bilang karagdagan, ang mataas na konsentrasyon ng NO2 ay nakakaimpluwensya sa pagbuo ng tropospheric ozone at mga proseso ng ulap-usok photochemical.

Particulate matter (PM)

Ayon sa Cetesb, ang particulate material ay lahat ng solid at likidong materyal na nananatiling nakasuspinde sa atmospera dahil sa maliit na sukat nito. Nabubuo din ang particulate matter sa atmospera mula sa nabanggit na sulfur dioxide (SO2) at nitrogen oxides (NOx)

Ang laki ng butil ay direktang nauugnay sa potensyal na magdulot ng mga problema sa kalusugan.

Mercury

Bilang karagdagan sa mga gas na nabanggit na, ang karbon ay naglalaman din ng malaking halaga ng mercury, na sa pamamagitan ng pagkasunog ng mineral ay nababagay sa atmospera.

lunes hanggang EPA - Ahensya ng Proteksyon sa Kapaligiran Ang mga coal-fired power plant ay ang pinakamalaking anthropogenic na pinagmumulan ng mga emisyon ng mercury.

Ang volatized mercury na naroroon sa atmospera ay isinama sa siklo ng ulan, na umaabot sa mga katawan ng tubig at humahantong sa kontaminasyon sa kapaligiran at pinsala sa buhay sa tubig. Ang kontaminasyon ng mercury ay isa ring isyu sa kalusugan ng publiko, dahil ang pagkonsumo ng mga aquatic na organismo na kontaminado ng mercury ay maaaring humantong sa matinding pagkalason, at sa ilang mga kaso ay humantong sa kamatayan.